(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光分岐挿入装置を介して受信端局に伝送する波長多重光通信システムにおいて、
前記受信端局は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を前記送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、
前記送信端局は、前記光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に光波長チャープを与えるチャープ付与手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定および前記チャープ付与手段における光波長チャープ量を表すαパラメータの設定をそれぞれ制御する制御手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光分岐挿入装置に転送する受信情報転送手段と、を備え、
前記光分岐挿入装置は、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記光伝送路に出力する波長多重信号光に行うプリエンファシスの設定を少なくとも制御する監視制御手段を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光伝送路は、前記送信端局から前記受信端局に波長多重信号光を伝送する第１回線および該第１回線に対向する第２回線を有し、
前記受信端局の受信情報伝達手段は、前記受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を、前記第２回線を伝送される前記各波長に対応した光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳して前記送信端局側まで伝え、
前記送信端局の受信情報転送手段は、前記各波長についての受信情報を、波長多重信号光に重畳される監視制御信号に載せて転送することを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記受信特性測定手段は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について電気の信号対雑音比を測定し、予め設定した電気の信号対雑音比と光の信号対雑音比との関係に従って、前記測定した電気の信号対雑音比を光の信号対雑音比に変換することで、前記各波長についての受信情報を得ることを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記受信特性測定手段は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について電気の信号対雑音比を測定し、予め設定した電気の信号対雑音比と伝送誤り率との関係に従って、前記測定した電気の信号対雑音比を伝送誤り率に変換することで、前記各波長についての受信情報を得ることを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項５】
波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光分岐挿入装置を介して受信端局に伝送する波長多重光通信方法において、
前記受信端局では、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報が測定され、該測定された各波長についての受信情報が前記送信端局に伝達され、
前記送信端局では、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に行うプリエンファシスの設定、および前記光伝送路に送信する波長多重信号光に与える光波長チャープ量を表すαパラメータの設定がそれぞれ制御されるとともに、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報が前記光分岐挿入装置に転送され、
前記光分岐挿入装置では、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記光伝送路に出力する波長多重信号光に行うプリエンファシスの設定が少なくとも制御されることを特徴とする波長多重光通信方法。
【請求項６】
波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光中継局を介して受信端局に伝送する波長多重光通信システムにおいて、
前記受信端局は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を前記送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、
前記送信端局は、前記光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定を制御する制御手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光中継局に転送する受信情報転送手段と、を備え、
前記光中継局は、前記光伝送路から送られる波長多重信号光をラマン増幅するラマン増幅器を含んだ光増幅手段と、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記ラマン増幅器におけるラマン励起光の供給状態を制御するラマン増幅制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項７】
請求項６に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光中継局の光増幅手段は、前記ラマン増幅器から出力される波長多重信号光を希土類元素ドープファイバを用いて一定レベルまで増幅する光ファイバ増幅器を有することを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項８】
請求項６に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光伝送路は、前記送信端局から前記受信端局に波長多重信号光を伝送する第１回線および該第１回線に対向する第２回線を有し、
前記受信端局の受信情報伝達手段は、前記受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を、前記第２回線を伝送される前記各波長に対応した光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳して前記送信端局側まで伝え、
前記送信端局の受信情報転送手段は、前記各波長についての受信情報を、波長多重信号光に重畳される監視制御信号に載せて転送することを特徴とする波長多重光通信システム。
【請求項９】
波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光中継局を介して受信端局に伝送する波長多重光通信方法において、
前記受信端局では、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報が測定され、該測定された各波長についての受信情報が前記送信端局に伝達され、
前記送信端局では、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に行うプリエンファシスの設定が制御されるとともに、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報が前記光中継局に転送され、
前記光中継局では、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記光伝送路から送られる波長多重信号光をラマン増幅するためのラマン励起光の供給状態が制御されることを特徴とする波長多重光通信方法。
【請求項１０】
波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光中継局を介して受信端局に伝送する波長多重光通信システムにおいて、
前記受信端局は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を前記送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、
前記送信端局は、前記光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に光波長チャープを与えるチャープ付与手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定および前記チャープ付与手段における光波長チャープ量を表すαパラメータの設定をそれぞれ制御する制御手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光中継局に転送する受信情報転送手段と、を備え、
前記光中継局は、前記光伝送路から送られる波長多重信号光をラマン増幅するラマン増幅器を含んだ光増幅手段と、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、前記ラマン増幅器におけるラマン励起光の供給状態を制御するラマン増幅制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重（ＷＤＭ：Wave Divisional Multiplex）光通信技術に関し、特に、受信側において測定される受信情報に応じて各波長の光信号にプリエンファシスを行うＷＤＭ光通信システムおよびＷＤＭ光通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信回線の伝送容量の大容量化を目指して、ＷＤＭ光通信システムの研究開発が活発に行われている。従来のＷＤＭ光通信システムでは、各波長の光信号について伝送特性にばらつきが生じることが知られている。ＷＤＭ光通信システムの伝送特性は、例えば、光信号のＳＮ比（ＯＳＮＲ）によって測定することができるが、上記のような伝送特性のばらつきによって、波長多重されている光信号のうちの特定の波長の光信号のＯＳＮＲが悪化するため、ＯＳＮＲの良い波長の光信号があるにもかかわらず、最も悪いＯＳＮＲによって評価されてしまう。従って、ＷＤＭ光通信システムにおいては、受信側でいずれの波長の光信号のＯＳＮＲも同程度の良い値を示すことが要求される。
【０００３】
上記のような伝送特性のばらつきの要因としては、例えば、中継局等に設けられた光増幅器の利得や光ファイバ伝送路の損失などの波長依存性によって、或いは、光ファイバのラマン効果等に起因する各波長の送受信レベル偏差によって、特定の波長の光信号についての受信側でのＯＳＮＲが劣化することが知られている。
【０００４】
上記のＯＳＮＲ劣化の対策としては、例えばプリエンファシス技術の適用が有効である。プリエンファシス技術では、送信側での各チャンネル（各波長の光信号）の光電力がそれぞれ異なる値に設定される。具体的には、プリエンファシスを行わない場合に受信側のＯＳＮＲが小さなチャンネルに対しては、プリエンファシスを行って送信側での光電力を他チャンネルに比べて大きく設定する。また、プリエンファシスを行わない場合に受信側のＯＳＮＲが大きなチャンネルに対しては、プリエンファシスを行って送信側での光電力を他のチャンネルに比べて小さく設定する。これによりチャンネル間におけるＯＳＮＲのばらつきを抑圧することが可能になる。
【０００５】
また、伝送特性のばらつきの他の要因として、例えば、波長分岐挿入ノードを含むＷＤＭ光通信システムでは、各々のチャンネルについて、通過する光増幅器の数が相違することによって受信側でのＯＳＮＲにばらつきが生じることが知られている。これはすなわち、伝送スパン数の多いチャンネルは受信側のＯＳＮＲが劣化し、少ないチャンネルは受信側のＯＳＮＲに余裕をもっていることになる。
【０００６】
上記のＯＳＮＲのばらつきに対しては、例えば、各波長分岐挿入ノードにおいて、各波長の入力光レベルや光増幅器の雑音指数のデータ等をそれぞれ収集し、各波長の光信号が通る光パスごとにプリエンファシス量が最適化されるように設定を行う方法などが開発されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなプリエンファシスが実施される従来のＷＤＭ光通信システムでは、ＷＤＭ信号光に与えられるプリエンファシス量が増大すると、非線形光学効果の影響が大きくなって伝送特性が劣化してしまうという問題があった。このような非線形光学効果の影響による伝送特性の劣化は、受信側でＯＳＮＲの状態をモニタするだけでは正確に判断することが難しい。このため、従来のように受信側でモニタされたＯＳＮＲに応じてプリエンファシスを制御しても、最適な伝送特性を得ることができない場合もあった。
【０００８】
また、従来のＷＤＭ光通信システムにおいては、ＷＤＭ信号光の波長帯域が拡大すると、送信側で行うプリエンファシスの制御だけでは伝送特性のばらつきを十分に抑えることが難しくなってくるという問題もあった。例えば、光中継局などにラマン増幅器等を適用することで信号光波長帯域の拡大を図る技術の開発が進められているが、このような広い波長帯域の光信号についてのプリエンファシスを送信側だけで制御しようとすると、送信光のパワーを制御する可変光減衰器等の制御範囲の制約などにより所要量のプリエンファシスを行うことが困難な場合があった。このような状況に対処するためには、伝送特性のばらつきを抑える他の制御技術をプリエンファシスと組み合わせることが有効であると考えられる。
【０００９】
本発明は上記のような点に着目してなされたもので、受信側で測定される受信情報に基づいて、各波長の光信号についての伝送特性のばらつきを非線形光学効果の影響をも考慮して確実に抑え、最適な伝送状態を実現可能したＷＤＭ光通信システムおよびＷＤＭ光通信方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明による波長多重光通信システムの１つの態様は、波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光分岐挿入装置を介して受信端局に伝送するＷＤＭ光通信システムにおいて、受信端局は、光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、送信端局は、光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、光伝送路に送信する波長多重信号光に光波長チャープを与えるチャープ付与手段と、受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定およびチャープ付与手段における光波長チャープ量を表すαパラメータの設定をそれぞれ制御する制御手段と、受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を光分岐挿入装置に転送する受信情報転送手段と、を備え、光分岐挿入装置は、送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、光伝送路に出力する波長多重信号光に行うプリエンファシスの設定を少なくとも制御する監視制御手段を備えて構成されるものである。
【００１１】
かかる構成では、プリエンファシス実行手段によりプリエンファシスが行われ、かつ、チャープ付与手段により光波長チャープが与えられたＷＤＭ信号光が、送信端局から光伝送路および光分岐挿入装置を介して受信端局まで伝送される。受信端局では、伝送されたＷＤＭ信号光を受信処理するとともに、各波長の光信号についての受信情報が受信特性測定手段において測定される。各波長についての受信情報は、光の信号対雑音比（ＯＳＮＲ）およびビット誤り率やＱ値で表される伝送誤り率を含んだ情報であり、受信情報伝達手段によって送信端局側に伝えられる。そして、送信端局では、受信側からの各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、プリエンファシスの設定および光波長チャープ量を表すαパラメータの設定が制御手段によってフィードバック制御されると共に、各波長についての受信情報が光分岐挿入装置に転送される。光分岐挿入装置では、送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、光伝送路に出力するＷＤＭ信号光に行うプリエンファシスの設定が監視制御手段により少なくとも制御される。これにより、伝送路上で光信号の分岐挿入が行われる場合でも最適な伝送状態を得ることが可能となり、各波長の光信号についての伝送特性のばらつきを非線形光学効果の影響による劣化をも含めて確実に補償できるようになる。
【００１２】
また、上記の波長多重光通信システムについて、受信特性測定手段は、光伝送路から送られる各波長の光信号について電気の信号対雑音比を測定し、予め設定した電気の信号対雑音比と光の信号対雑音比または伝送誤り率との関係に従って、測定した電気の信号対雑音比を光の信号対雑音比または伝送誤り率に変換することで、各波長についての受信情報を得るようにしてもよい。
【００１３】
このような構成の受信特性測定手段を用いることで、各波長についての受信情報が、光スペクトルアナライザを用いることなく、簡略な構成の電気回路により測定できるようになる。
本発明による波長多重光通信システムの他の態様は、波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光中継局を介して受信端局に伝送する波長多重光通信システムにおいて、受信端局は、光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、前記送信端局は、光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定を制御する制御手段と、受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光中継局に転送する受信情報転送手段と、を備え、光中継局は、光伝送路から送られる波長多重信号光をラマン増幅するラマン増幅器を含んだ光増幅手段と、送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定される光の信号対雑音比および伝送誤り率が所定の値を満足するように、ラマン増幅器におけるラマン励起光の供給状態を制御するラマン増幅制御手段と、を備えて構成されるものである。
【００１４】
かかる構成では、プリエンファシス実行手段によりプリエンファシスが行われたＷＤＭ信号光が、送信端局から光伝送路に送信され、光伝送路上に配置された光中継局の光増幅手段によって増幅されながら、受信端局まで中継伝送される。受信端局では、伝送されたＷＤＭ信号光を受信処理するとともに、各波長の光信号についてのＯＳＮＲおよび伝送誤り率を含んだ受信情報が受信特性測定手段において測定され、受信情報伝達手段によって送信端局側に伝えられる。そして、送信端局では、受信側からの各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定されるＯＳＮＲおよび伝送誤り率が所定の値を満足するように、プリエンファシスの設定が制御手段によってフィードバック制御されるとともに、各波長についての受信情報が受信情報転送手段によって光中継局に転送される。光中継局では、送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、受信端局で測定されるＯＳＮＲおよび伝送誤り率が所定の値を満足するように、ラマン励起光の供給状態がラマン増幅制御手段によってフィードバック制御される。これにより、最適な伝送状態が実現され伝送特性のばらつきを確実に補償できるようになる。
【００１５】
また、本発明によるＷＤＭ光通信システムは、上述した２つの態様を組み合わせた構成としてもよい。このような構成のＷＤＭ光通信システムでは、受信端局で測定された各波長についての受信情報に応じて、送信端局におけるプリエンファシスおよびαパラメータの各設定、光分岐挿入装置におけるプリエンファシスの設定、並びに、光中継局におけるラマン増幅の状態がそれぞれフィードバック制御されるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１の実施形態にかかるＷＤＭ光通信システムの構成を示す図である。
図１において、本ＷＤＭ光通信システムは、例えば、２つの送受信端局１Ｗ，１Ｅの間を、伝送方向の異なる２つの回線からなる光伝送路Ｌで接続した構成である。ここでは、ＷＤＭ信号光を端局１Ｗから端局１Ｅに伝送する回線をＷＥ側の回線とし、端局１Ｅから端局１Ｗに伝送する回線をＷＥ側の回線とする。ＷＥ側およびＥＷ側の各回線には、複数の光増幅器（光中継器）３０が所要の中継間隔でそれぞれ配置されている。このようなシステム構成は、例えば陸上用ＷＤＭ光通信システムとして好適である。
【００１７】
端局１Ｗは、例えば、送受信装置１０およびＷＤＭ装置１１，１２を有する。送受信装置１０は、ｎ個の光送信器（ＯＳ）でそれぞれ発生する波長λ１，λ２，…，λｎの各光信号をＷＤＭ装置１１に送るとともに、ＷＤＭ装置１２から送られる波長λ１’，λ２’，…，λｎ’の各光信号をｎ個の光受信器（ＯＲ）で受信する。この送受信装置１０は、ここでは、波長λ１’に対応する光受信器から波長λ１に対応する光送信器に、後述するような受信情報を転送する経路が設けられ、これと同様にして、波長λ２’，…，λｎ’に対応する各光受信器から波長λ２，…，λｎに対応する各光送信器にも受信情報を転送する経路がそれぞれ設けられている。
【００１８】
ＷＤＭ装置１１は、各光送信器から出力される各々の波長λ１〜λｎの光信号を合波して、光伝送路ＬのＷＥ側回線に送出する。ＷＤＭ装置１２は、光伝送路ＬのＥＷ側回線から送られてくるＷＤＭ信号光を各波長λ１’〜λｎ’に分波して、対応する各々の光受信器にそれぞれ送出する。
端局１Ｅも、前述した端局１Ｗと同様に、送受信装置２０およびＷＤＭ装置２１，２２を有する。送受信装置２０は、ＷＤＭ装置２１から送られる波長λ１〜λｎの各光信号をｎ個の光受信器（ＯＲ）で受信するとともに、ｎ個の光送信器（ＯＳ）でそれぞれ発生する波長λ１’〜λｎ’の各光信号をＷＤＭ装置２２に送る。この送受信装置２０は、波長λ１〜λｎに対応する各光受信器から波長λ１’〜λｎ’に対応する各光送信器に受信情報を転送する経路がそれぞれ設けられている。
【００１９】
ＷＤＭ装置２１は、光伝送路ＬのＷＥ側回線から送られてくるＷＤＭ信号光を各波長λ１〜λｎに分波して、対応する各々の光受信器にそれぞれ送出する。ＷＤＭ装置２２は、各光送信器から出力される各々の波長λ１’〜λｎ’の光信号を合波して、光伝送路ＬのＥＷ側回線に送出する。
ここで、各送受信装置１０，２０の具体的な構成について説明する。
【００２０】
図２は、例えば、送受信装置１０について、波長λ１および波長λ１’に対応した光送信器および光受信器の構成例を示すブロック図である。なお、ここでは波長λ１，λ１’に対応した構成例についてのみ説明するが、他の波長λ２〜λｎ，λ２’〜λｎ’にそれぞれ対応した光送信器および光受信器の構成、並びに、送受信装置２０の各波長λ１’〜λｎ’，λ１〜λｎにそれぞれ対応した光送信器および光受信器の構成についても同様である。
【００２１】
図２の構成例では、波長λ１の光信号を送信する光送信器および波長λ１’の光信号を受信する光受信器が１つのユニット４０に載せられる。このユニット４０には、光送信器に相当する構成として、ＯＨ処理部４１Ａ、レーザ光源（ＬＤ）４１Ｂ、変調器４１Ｃ、可変分散補償器４１Ｄおよび可変光減衰器４１Ｅが設けられ、また、光受信器に相当する構成として、可変分散補償器４２Ａ、可変ＰＭＤ補償器４２Ｂ、受光素子（ＰＤ）４２Ｃ、等化増幅器４２Ｄ、０／１判定部４２Ｅ、ＯＨ処理部４２Ｆおよび受信特性測定部４２Ｇが設けられ、さらに、送信側および受信側の動作状態を制御する制御部４３が設けられている。
【００２２】
ＯＨ処理部４１Ａは、受信特性測定部４２Ｇで測定された波長λ１’についての受信情報が制御部４３を介して伝えられ、その波長λ１’についての受信情報を、波長λ１の光信号のオーバーヘッド（ＯＨ）情報の中に重畳する。
レーザ光源４１Ｂは、波長λ１の光を発生する一般的な光源であり、このレーザ光源４１Ｂからの出力光が変調器４１Ｃによって外部変調される。また、変調器４１Ｃでは、光信号に対して所要量の光波長チャープが加えられ、自己位相変調による波形ひずみの補償が行われる。この光信号に加えられる光波長チャープの量は、一般にαパラメータで表され、変調器の動作状態に応じて変えることができる。ここでは、αパラメータの設定が、制御部４３から変調器４１Ｃに送られる制御信号に従って調整可能である。したがって、ここでは変調器４１Ｃがチャープ付与手段として機能する。
【００２３】
可変分散補償器４１Ｄは、波長λ１の光信号に対して光伝送路ＬのＷＥ側回線で発生する波長分散を補償するための一般的な光デバイスであり、その補償量が制御部４３からの制御信号に従って可変制御される。
可変光減衰器４１Ｅは、本ユニット４０から出力される波長λ１の光信号のパワーを調整するためのものであり、その光減衰量が制御部４３からの制御信号に従って可変制御される。この可変光減衰器４１Ｅの光減衰量を調整することにより、光信号に対してプリエンファシスが行われる。したがって、ここでは可変光減衰器４１Ｅがプリエンファシス実行手段として機能する。
【００２４】
可変分散補償器４２Ａは、波長λ１’の光信号に対して光伝送路ＬのＥＷ側回線で発生する波長分散を補償するための一般的な光デバイスであり、その補償量が制御部４３からの制御信号に従って可変制御される。
可変ＰＭＤ補償器４２Ｂは、波長λ１’の光信号に対して光伝送路ＬのＥＷ側回線で発生する偏波モード分散（Polarization-mode Dispersion：ＰＭＤ）を補償するための光デバイスであり、その補償量が制御部４３からの制御信号に従って可変制御される。なお、ＰＭＤとは、光信号における偏波成分（例えばＴＥモードおよびＴＭモードのような２つのモード光）の伝播遅延時間が異なることによって生じる分散であって、例えば、伝送速度が４０Ｇｂ／ｓに達するような超高速の光伝送を行う場合にＰＭＤの補償が必要になる。従って、上記のような伝送速度よりも低速で光信号を伝送する場合には、可変ＰＭＤ補償器４２Ｂを省略することが可能である。
【００２５】
受光素子４２Ｃは、可変ＰＭＤ補償器４２Ｂを通過した波長λ１’の光信号を電気信号に変換する公知の受光器である。等化増幅器４２Ｄは、受光素子４２Ｃの出力信号を所要のレベルまで増幅する一般的な電気回路から構成される。
０／１判定部４２Ｅは、等化増幅器４２Ｄで等化増幅された受信信号の０／１判定を行う一般的な識別回路であって、その識別点が制御部４３からの制御信号に従って調整可能である。
【００２６】
ＯＨ処理部４２Ｆは、受信した波長λ１’の光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳された波長λ１についての受信情報を識別して制御部４３に伝えるものである。
受信特性測定部４２Ｇは、例えば、等化増幅器４２Ｄで等化増幅された受信信号を基に、波長λ１’の光信号についての信号対雑音比（ＯＳＮＲ）およびビット誤り率（ＢＥＲ）を測定・演算し、その結果を波長λ１’についての受信情報として制御部４３に伝えるものである。
【００２７】
制御部４３は、ＯＨ処理部４２Ｆからの波長λ１についての受信情報に基づいて、変調器４１Ｃ、可変分散補償器４１Ｄおよび可変光減衰器４１Ｅの各動作状態をそれぞれ制御する制御信号を生成するとともに、受信特性測定部４２Ｇからの波長λ１’についての受信情報に基づいて、可変分散補償器４２Ａ、可変ＰＭＤ補償器４２Ｂおよび０／１判定部４２Ｅの各動作状態をそれぞれ制御する制御信号を生成する。また、この制御部４３は、波長λ１’についての受信情報をＯＨ処理部４１Ａに転送する機能を有し、該波長λ１’についての受信情報が、ＯＨ処理部４１Ａによって波長λ１の光信号のＯＨ情報の中に重畳される。
【００２８】
ここで、受信特性測定部４２Ｇの具体的な構成について説明する。
受信特性測定部４２Ｇでは、各部の動作制御に用いる受信特性パラメータとしてＯＳＮＲおよびＢＥＲの測定が行われる。ＯＳＮＲの測定については、従来の技術を用いた場合、非常に高性能な光スペクトルアナライザが必要となる。すなわち、例えば制御の自動化を考えたときには、信号光のピークレベルから雑音光レベルまでの広いダイナミックレンジを持ち、かつ、分解能の高い光スペクトルアナライザが必要となる。しかし、このような高性能な光スペクトラムアナライザは高価であってサイズも大きいという欠点がある。また、近年急速に開発が進められている波長の超高密度化、ビットレートの増大に対しては、市販の光スペクトラムアナライザを用いても測定が対応しきれないという問題もある。さらに、光分岐挿入装置を含んだシステムにおいては、通過光と挿入光のクロストークを避けるために信号光を除去する際に、狭帯域で雑音光も含めて除去する。このため、受信端局における信号光近傍の雑音光レベルの測定は、非常に高い精度および分解能が要求され、現状の光スペクトラムアナライザでは測定が不可能である。
【００２９】
上記のような状況では、従来の場合、計算によりＯＳＮＲを求めることが必要になってくる。しかしながら、この場合にも、光スペクトラムアナライザの挿入位置の制限などによる入力レベル測定誤差やＮＦ値の誤差などにより、計算されるＯＳＮＲに誤差が生じる可能性がある。
そこで、本実施形態の受信特性測定部４２Ｇでは、例えば図３に示すような電気回路を用いて、受信した光信号の伝送特性の評価が行われるようにする。
【００３０】
図３に示す回路５０は、受信特性測定部４２Ｇの一部を構成するものであり、具体的には、受信特性評価用の電気信号がそれぞれ入力される増幅回路５１Ａ,５１Ｂと、増幅回路５１Ａの出力信号が入力されるバンドパスフィルタ５２と、増幅回路５１Ｂの出力信号が入力されるローパスフィルタ５３と、ローパスフィルタ５３の出力信号の電圧値をＫ倍するＫ倍回路５４とからなる。
【００３１】
受信特性評価用の電気信号は、例えば、上述の図２に示した等化増幅器４２Ｄで等化増幅された電気信号の一部を分岐した信号とすることができる。増幅回路５１Ａは、受信特性評価用の電気信号を所要の電圧レベルまで増幅してバンドパスフィルタ５２に送り、増幅回路５１Ｂは、受信特性評価用の電気信号を所要の電圧レベルまで増幅してローパスフィルタ５３に送る。
【００３２】
バンドパスフィルタ５２は、図４に示すように、周波数ｆ２〜ｆ１の範囲に通過帯域Ｂ52を有する。また、ローパスフィルタ５３は、周波数ｆ２よりも低い範囲に通過帯域Ｂ53を有する。なお、周波数ｆ１は、等化増幅器４２Ｄにより除去される高周波成分の最低周波数に対応させて設定される。周波数ｆ２は、受信データの０連続がスクランブル時に最大となる数（例えば１３個等）としたときの周波数に設定される。バンドパスフィルタ５２で抽出された帯域Ｂ52の信号は、ＤＣ変換されて電圧値Ｖ１として出力される。
【００３３】
Ｋ倍回路５４は、ローパスフィルタ５３で抽出された帯域Ｂ53の信号をＤＣ変換した後に、定数値Ｋをかけた値を電圧値Ｖ２として出力する。なお、定数値Ｋは次の（１）式を用いて決定されるものとする。
Ｋ＝（ｆ１−ｆ２）／ｆ２  …（１）
すなわち、ローパスフィルタ５３を通過した信号は、図４において帯域Ｂ53に対応する部分の雑音成分である。一方、信号対雑音比を求めるために必要な雑音成分は帯域Ｂ52に対応する部分である。そこで、ローパスフィルタ５３で抽出した帯域Ｂ53における雑音成分を上記の（１）式に従ってＫ倍すれば、帯域Ｂ52における雑音成分を求めることができることになる。
【００３４】
上記のような構成の回路５０では、バンドパスフィルタ５２から出力される電圧値Ｖ１が、周波数ｆ２〜ｆ１の範囲内での信号成分レベルと雑音成分レベルの和を表し、電圧値Ｖ２が、周波数ｆ２〜ｆ１の範囲内での雑音成分レベルを表すことになる。従って、受信特性評価用の電気信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）、すなわち、受信した光信号の電気段における信号対雑音比は、次の（２）式を用いて算出することができる。
【００３５】
0004671478.tif 000002
ただし、Ｓは信号成分を表し、Ｎは雑音成分を表すものとする。
上記のように回路５０を用いることで、受信した光信号の電気の信号対雑音比を簡単に測定することができる。そして、この電気の信号対雑音比に対応させてＯＳＮＲ（光の信号対雑音比）およびＢＥＲのそれぞれの関係を予め測定しておき、その関係を規格化して変換データとして受信特性測定部４２Ｇ内に記憶しておけば、回路５０を用いて測定した電気の信号対雑音比をＯＳＮＲおよびＢＥＲにそれぞれ変換することができる。これにより、高性能な光スペクトルアナライザを用いることなく、受信した光信号のＯＳＮＲおよびＢＥＲが得られるようになる。
【００３６】
なお、上記の例では、変換データを受信特性測定部４２Ｇ内に記憶させておくようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば制御部４３内などに記憶させてデータの変換を制御部４３において行うようにしても構わない。
また、電気の信号対雑音比を用いてＢＥＲを得る場合を示したが、例えば、光受信器内に誤り訂正器（Forwarded Error Correction：ＦＥＣ）を備えている場合には、該誤り訂正器における誤り数を基にＢＥＲを得るようにしてもよい。
【００３７】
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
上述したような構成のＷＤＭ光通信システムでは、例えば、端局１Ｗから端局１ＥへのＷＤＭ信号光の伝送を考えると、端局１Ｗの各光送信器から出力される波長λ１〜λｎの各光信号が、ＷＤＭ装置１１で波長多重された後に光伝送路ＬのＷＥ側回線を介して端局１Ｅまで中継伝送される。端局１Ｅでは、中継伝送されたＷＤＭ信号光がＷＤＭ装置２１において各波長λ１〜λｎにそれぞれ分波された後に各光受信器で受信処理される。このとき、各波長λ１〜λｎに対応したそれぞれの光受信器では、受信特性測定部４２Ｇにおいて、受信した光信号についての電気の信号対雑音比が測定され、変換データを用いてＯＳＮＲおよびＢＥＲに変換される。得られたＯＳＮＲおよびＢＥＲは、当該波長についての受信情報として制御部４３を介して光送信器側のＯＨ処理部４１Ａに送られる。そして、ＯＨ処理部４１Ａでは、端局１Ｅから端局１Ｗに伝送する光信号のオーバーヘッド情報の中に受信情報が重畳されて、光伝送路ＬのＥＷ側回線を介して端局１Ｗに中継伝送される。
【００３８】
端局１ＥからのＷＤＭ信号光を受けた端局１Ｗでは、ＷＤＭ装置１２で波長λ１’〜λｎ’に分波された各光信号が、対応する各光受信器で受信処理される。このとき、受信した光信号のオーバーヘッド情報に含まれる受信情報が各々のＯＨ処理部４２Ｆにおいて識別されて各制御部４３に送られる。
各制御部４３では、端局１Ｅで測定された該当する波長（λ１〜λｎ）についてのＯＳＮＲおよびＢＥＲに基づいて、送信側の変調器４１Ｃ、可変分散補償器４１Ｄおよび可変光減衰器４１Ｅの各動作状態を制御する制御信号がそれぞれ生成される。具体的には、受信側で得られるＯＳＮＲが光受信器のＯＳＮＲ耐力を満足するとともに、ＢＥＲが予め設定した目標値（例えばＢＥＲ＝１０-15など）を満足するように、変調器４１Ｃのαパラメータの設定、可変分散補償器４１Ｄの分散補償量の設定、可変光減衰器４１Ｅの光減衰量（プリエンファシス）の設定がフィードバック制御される。
【００３９】
なお、波長λ１〜λｎについて、受信側（端局１Ｅ側）に設けられる可変分散補償器４２Ａ、可変ＰＭＤ補償器４２Ｂおよび０／１判定部４２Ｅの各動作状態は、端局１Ｅ側の各受信特性測定部４２Ｇで測定されたＯＳＮＲおよびＢＥＲに従って各制御部４３によりフィードバック制御される。
ここで、具体的な制御アルゴリズムの一例として、光受信器で得られたＢＥＲを基に各装置の動作状態をフィードバック制御する場合について簡単に説明する。なお、本発明は以下の制御アルゴリズムに限定されるものではない。また、ＯＳＮＲを基に各装置をフィードバック制御する場合も同様にして考えることができる。
【００４０】
上記の場合の制御アルゴリズムとしては、例えば、光受信器でＢＥＲが得られると、まず、当該光受信器の可変ＰＭＤ補償器４２ＢにおけるＰＭＤ補償量を調整して、測定されるＢＥＲの値が最適になるようにフィードバック制御される。そして、最適化されたＢＥＲ情報が、上述したように対向側回線を用いて送信側に伝達されると、該ＢＥＲ情報に従って、送信側の変調器４１Ｃのαパラメータの設定および可変分散補償器４１Ｄの分散補償量、並びに、受信側の可変分散補償器４２Ａの分散補償量を調整して、ＢＥＲが最適になるようにフィードバック制御する。上記のフィードバック制御により各波長のＢＥＲが目標値を満足するようになると、次に、送信側の可変光減衰器４１Ｅの光減衰量を調整して、ＢＥＲが最適になるようにプリエンファシスの設定をフィードバック制御する。測定されるＢＥＲが目標値を満足するようになるまで、上記のような一連の制御アルゴリズムを繰り返すことにより、システムの伝送状態の最適化が図られるようになる。
【００４１】
上記のように波長λ１〜λｎの各光信号について、端局１Ｅで測定されるＯＳＮＲおよびＢＥＲの情報を波長λ１’〜λｎ’の各光信号のオーバーヘッド情報に載せて送信側の端局１Ｗに伝達し、該ＯＳＮＲおよびＢＥＲに従ってプリエンファシスやαパラメータなどのフィードバック制御を行うことで、最適な伝送状態を得ることが可能になる。特に、ＯＳＮＲだけでなくＢＥＲを含めた受信情報に従って制御が行われることによって、非線形光学効果の影響による伝送特性の劣化をも確実に補償できる。
【００４２】
なお、ここでは端局１Ｗから端局１ＥへのＷＤＭ信号光（波長λ１〜λｎ）の伝送について説明したが、これと同様にして、端局１Ｅから端局１ＷへのＷＤＭ信号光（波長λ１’〜λｎ’）の伝送についても考えることができるため、ここでの説明は省略する。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４３】
上述の第１実施形態では、受信側で得たＯＳＮＲおよびＢＥＲの受信情報を、対向する回線に送信する光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳させて、送信側に伝達する構成とした。これに対して第２の実施形態では、ＯＳＮＲおよびＢＥＲの受信情報を光監視制御チャネル（Optical Supervisory Channel：ＯＳＣ）にも載せて伝送することで、端局内のＷＤＭ装置や光伝送路Ｌ上に配置された光増幅器等の動作状態もＯＳＮＲおよびＢＥＲに応じて制御可能にした場合を考える。
【００４４】
図５は、第２の実施形態にかかるＷＤＭ光通信システムの構成を示す図である。なお、第１の実施形態の構成と同じ部分には同一の符号が付してあり、以下同様とする。
図５において、本ＷＤＭ光通信システムの構成が第１の実施形態の場合と異なる点は、各送受信端局１Ｗ，１Ｅが、監視制御部を有する送受信装置１０’２０’およびＷＤＭ装置１１’，１２’，２１’，２２’をそれぞれ備え、同じ端局内の監視制御部間が互いに接続される構成とした点である。このようなシステム構成も、例えば陸上用ＷＤＭ光通信システムとして好適である。
【００４５】
図６は、例えば、送受信装置１０’について、波長λ１および波長λ１’に対応した光送信器ＯＳおよび光受信器ＯＲの構成例を示すブロック図である。なお、ここでは波長λ１，λ１’に対応した構成例についてのみ説明するが、他の波長λ２〜λｎ，λ２’〜λｎ’にそれぞれ対応した光送信器および光受信器の構成、並びに、送受信装置２０’の各波長λ１’〜λｎ’，λ１〜λｎにそれぞれ対応した光送信器および光受信器の構成についても同様である。
【００４６】
図６の構成例では、波長λ１の光信号を送信する光送信器ＯＳ（図の上段）と、波長λ１’の光信号を受信する光受信器ＯＲ（図の下段）とが監視制御部４４を介して互いに接続されている。光送信器ＯＳは、第１実施形態の場合と同様な、ＯＨ処理部４１Ａ、レーザ光源（ＬＤ）４１Ｂ、変調器４１Ｃ、可変分散補償器４１Ｄおよび可変光減衰器４１Ｅを有するとともに、変調器４１Ｃのαパラメータの設定、可変分散補償器４１Ｄの分散補償量の設定、可変光減衰器４１Ｅの光減衰量（プリエンファシス）の設定を、波長λ１についての受信情報に従ってフィードバック制御する制御部４１Ｆが設けられている。また、光受信器ＯＲは、第１実施形態の場合と同様な、可変分散補償器４２Ａ、可変ＰＭＤ補償器４２Ｂ、受光素子（ＰＤ）４２Ｃ、等化増幅器４２Ｄ、０／１判定部４２Ｅ、ＯＨ処理部４２Ｆおよび受信特性測定部４２Ｇを有するとともに、可変分散補償器４２Ａの分散補償量の設定、可変ＰＭＤ補償器４２ＢのＰＭＤ補償量の設定および０／１判定部４２Ｅの識別点の設定を、波長λ１’についての受信情報に従ってフィードバック制御する制御部４２Ｈが設けられている。
【００４７】
送受信装置１０’，２０’の各監視制御部４４は、各光受信器ＯＲからそれぞれ送られてくる受信情報を受け、各々の受信情報を対応する各光送信器に転送するとともに、同じ端局内にある各ＷＤＭ装置の監視制御部にも転送する。
図７は、端局１Ｗの送信側に配置されるＷＤＭ装置１１’の具体的な構成例を示すブロック図である。なお、端局１Ｅの送信側に配置されるＷＤＭ装置２２’の構成についても、ＷＤＭ装置１１’と同様である。
【００４８】
図７の構成例では、送受信装置１０’から送られてくる各波長λ１〜λｎの光信号に対応させてｎ個の可変光減衰器６１が設けられ、各可変光減衰器６１から出力される波長λ１〜λｎの各光信号がＷＤＭカプラ６２で合波される。ＷＤＭカプラ６２から出力されるＷＤＭ信号光は、エルビウムドープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）６３により所要のレベルまで増幅されて光伝送路ＬのＷＥ側回線に送信される。上記のＥＤＦＡは、ここでは例えば２段増幅構成とし、前段の光増幅部と後段の光増幅部との間に可変光減衰器（ＶＡＴ）を設けて、出力光パワーを略一定に制御する自動レベル制御（ＡＬＣ）が行われるものとする。また、ＥＤＦＡ６３の段間に設けられた端子には、可変分散補償器６４が接続され、光伝送路Ｌで生じる波長分散の補償が行われる。
【００４９】
ＷＤＭカプラ６２入力側の各可変光減衰器６１の光減衰量、ＥＤＦＡ６３の駆動状態および可変分散補償器６４の分散補償量は、監視制御部６５から出力される制御信号に応じて制御される。このＷＤＭ装置１１’の監視制御部６５は、送受信装置１０’の監視制御部４４から送られてくる各波長λ１〜λｎについての受信情報（ＯＳＮＲ，ＢＥＲ）に従って、各可変光減衰器６１、ＥＤＦＡ６３および可変分散補償器６４の動作状態をフィードバック制御する。また、監視制御部６５は、各波長λ１〜λｎについての受信情報をＯＳＣ処理部６６に伝える機能を有する。なお、受信情報に従ってＥＤＦＡ６３の駆動状態をフィードバック制御することにより、ＥＤＦＡ６３の出力チルト補正や出力調整（ＡＳＥ補正に相当）が行われるようになる。
【００５０】
ＯＳＣ処理部６６は、監視制御部６５から伝えられる受信情報を含んだＯＳＣ信号を生成する。このＯＳＣ信号は、波長λ１〜λｎの各光信号とは波長の異なる光信号であって、ここでは、例えばＥＤＦＡ６３の後段の光増幅部等においてＷＤＭ信号光に合波され光伝送路Ｌに送られて、次段の光増幅器（光中継器）３０へ伝送される。
【００５１】
なお、本実施形態では、送受信１０’の各波長の光送信器ＯＳ内に可変光減衰器４１Ｅを設け、さらに、送信側のＷＤＭ装置１１’にも可変光減衰器６１を設けているが、プリエンファシスを行うための可変光減衰器は、各波長の光送信器ＯＳまたはＷＤＭ装置１１’のいずれかに設けるようにしてもよい。このことは、各光送信器ＯＳの可変分散補償器４１ＤとＷＤＭ装置１１’の可変分散補償器６４とについても同様である。また、図７の構成例は、光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ）の送信部としても応用することが可能である。
【００５２】
図８は、端局１Ｅの受信側に配置されるＷＤＭ装置２１’の具体的な構成例を示すブロック図である。なお、端局１Ｗの受信側に配置されるＷＤＭ装置１２’の構成についても、ＷＤＭ装置２１’と同様である。
図８の構成例では、光伝送路ＬのＷＥ側回線から送られてくる波長λ１〜λｎのＷＤＭ信号光がラマン増幅器７１を介してＥＤＦＡ７２に入力される。ラマン増幅器７１は、所要の波長帯のラマン励起光を発生し、該ラマン励起光を本ＷＤＭ装置２１’に接続された光伝送路Ｌに供給することで、光伝送路Ｌを伝搬するＷＤＭ信号光をラマン増幅させる公知の光増幅器である。ＥＤＦＡ７２は、前述したＥＤＦＡ６３と同様の構成であり、ここでも前段の光増幅部と可変光減衰器（ＶＡＴ）との間には可変分散補償着７４が接続されている。ＥＤＦＡ７２で所要のレベルまで増幅されたＷＤＭ信号光は、ＷＤＭカプラ７３に送られ各波長λ１〜λｎに分波される。
【００５３】
ラマン増幅器７１のチルト可変機能の設定、ＥＤＦＡ７２の駆動状態および可変分散補償器７４の分散補償量は、監視制御部７５から出力される制御信号に応じて制御される。このＷＤＭ装置２１’の監視制御部７５は、ＯＳＣ処理部７６で識別された波長λ１〜λｎについての受信情報（ＯＳＮＲ，ＢＥＲ）に従って、ラマン増幅器７１、ＥＤＦＡ７２および可変分散補償器７４の動作状態をフィードバック制御する。上記のＯＳＣ処理部７６は、光伝送路ＬをＷＤＭ信号光と伴に伝送さてきたＯＳＣ信号を、例えばＥＤＦＡ７２の前段の光増幅部等で分波し、そのＯＳＣ信号に含まれる波長λ１〜λｎについての受信情報を識別処理して監視制御部７５に伝えるものである。また、監視制御部７５は、各波長λ１〜λｎについての受信情報を送受信装置２０’の監視制御部に伝える機能を有する。
【００５４】
なお、図８の構成例は、光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ）の受信部としても応用することが可能である。
図９は、光伝送路Ｌ上に配置された光増幅器（光中継器）３０の具体的な構成例を示すブロック図である。
図９の構成では、光伝送路Ｌから送られてくるＷＤＭ信号光がラマン増幅器３１を介してＥＤＦＡ３２に入力される。ラマン増幅器３１は、所要の波長帯のラマン励起光を発生し、該ラマン励起光を本光増幅器３０に接続された光伝送路Ｌに供給することで、光伝送路Ｌを伝搬するＷＤＭ信号光をラマン増幅させる公知の光増幅器である。ＥＤＦＡ３２は、前述したＥＤＦＡ６３，７２と同様の構成であり、ここでも前段の光増幅部と可変光減衰器（ＶＡＴ）との間には可変分散補償着３３が接続されている。ＥＤＦＡ３２で所要のレベルまで増幅されたＷＤＭ信号光は、再び光伝送路Ｌに送出されて次段の光増幅器３０または端局に伝送される。
【００５５】
光伝送路ＬをＷＤＭ信号光と伴に伝送さてきたＯＳＣ信号は、例えばＥＤＦＡ３２の前段の光増幅部等で分波されＯＳＣ処理部３４に送られる。ＯＳＣ処理部３４では、ＯＳＣ信号に含まれる各波長についての受信情報（ＯＳＮＲおよびＢＥＲ）が識別処理されて監視制御部３５に伝えられる。監視制御部３５では、ＯＳＣ処理部３４からの受信情報に従って、ラマン増幅器３１のチルト可変機能の設定、ＥＤＦＡ３２の駆動状態および可変分散補償器３３の分散補償量をそれぞれフィードバック制御する制御信号が生成されるとともに、各波長についての受信情報がＯＳＣ処理部３６に伝えられる。ＯＳＣ処理部３６では、監視制御部３５からの受信情報を含んだＯＳＣ信号が生成され、このＯＳＣ信号は、ここでは例えばＥＤＦＡ３２の後段の光増幅部等においてＷＤＭ信号光に合波され光伝送路Ｌに送られる。
【００５６】
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
上記のような構成のＷＤＭ光通信システムでは、第１の実施形態の場合の動作と同様にして、各波長の光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳した各々の波長の受信情報を基に、各端局１Ｗ，１Ｅの送受信装置１０’，２０’の動作状態がそれぞれフィードバック制御される。また、送受信装置１０’およびＷＤＭ装置１１’，１２’の各監視制御部間、並びに、送受信装置２０’およびＷＤＭ装置２１’，２２’の各監視制御部間をそれぞれ接続して、各波長についての受信情報を伝達するようにしたことで、各ＷＤＭ装置内の可変光減衰器等の動作状態についても受信情報に従ったフィードバック制御が行われるようになる。さらに、各波長についての受信情報をＯＳＣ信号を用いて光伝送路Ｌ上の各光増幅器３０に伝達するようにしたことで、各光増幅器３０内のラマン増幅器３１やＥＤＦＡ３２等の動作状態についても受信情報に従ったフィードバック制御が行われるようになる。
【００５７】
上述したように第２の実施形態によれば、各波長についての受信情報が、端局内の各装置間および光伝送路Ｌ上の光増幅器３０間で伝達され、該受信情報に従って受信側で測定されるＯＳＮＲおよびＢＥＲが所要の値を満足するようにフィードバック制御が行われることで、より安定した伝送特性を実現することが可能になる。
【００５８】
なお、上述した第１、２の実施形態では、受信側で得られたＯＳＮＲおよびＢＥＲに従って、各光送信器ＯＳ内の変調器４１Ｃ、可変分散補償器４１Ｄおよび可変光減衰器４１Ｅ、並びに、各光受信器ＯＲ内の可変分散補償器４２Ａ、可変ＰＭＤ補償器４２Ｂおよび０／１判定部４２Ｅをそれぞれフィードバック制御するようにしたが、本発明においては、プリエンファシスおよびαパラメータの各設定を調整可能な機器を少なくともフィードバック制御すればよく、上記以外の機器をフィードバック制御することで、伝送特性のばらつきをより高い精度で抑えることが可能になる。
【００５９】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１０は、第３の実施形態にかかるＷＤＭ光通信システムの構成を示す図である。
図１０において、本ＷＤＭ光通信システムは、第１の実施形態の場合と同様に、例えば、２つの送受信端局１００Ｗ，１００Ｅの間を、伝送方向の異なる２つの回線（ＷＥ側およびＥＷ側）からなる光伝送路Ｌで接続した構成である。各回線には、複数の光中継器１３０が所要の中継間隔でそれぞれ配置されている。以下に詳述するようなシステム構成は、例えば海底用ＷＤＭ光通信システムとして好適である。
【００６０】
端局１００Ｗは、例えば、光送信部１０１Ｓおよび光受信部１０１Ｒを有し、光送信部１０１Ｓで生成された波長λ１〜λｎのＷＤＭ信号光が光伝送路ＬのＷＥ側回線に送信され、また、光伝送路ＬのＥＷ側回線から送られてくる波長λ１’〜λｎ’のＷＤＭ信号光が光受信部１０１Ｒで受信処理される。端局１００Ｅもまた、光受信部１０２Ｒおよび光送信部１０２Ｓを有し、光伝送路ＬのＷＥ側回線から送られてくる波長λ１〜λｎのＷＤＭ信号光が光受信部１０２Ｒで受信処理され、また、光送信部１０２Ｓで生成された波長λ１’〜λｎ’のＷＤＭ信号光が光伝送路ＬのＥＷ側回線に送信される。
【００６１】
光送信部１０１Ｓは、例えば、光源モジュール１１１Ａ、光増幅器１１１Ｂおよび可変光減衰器１１１Ｃを有するｎ個のユニットでそれぞれ発生する波長λ１〜λｎの各光信号をＷＤＭカプラ１１２で合波した後に、光分岐器１１３および監視制御コマンド処理部（ＳＶ）１１７を介して光伝送路ＬのＷＥ側回線に送信する。各ユニットの光源モジュール１１１Ａは、送信データに従って変調された互いに波長の異なる光信号をそれぞれ生成する一般的な光送信器である。光増幅器１１１Ｂは、光源モジュール１１１Ａから出力される光信号を所要のレベルまで増幅して出力する。可変光減衰器１１１Ｃは、ユニットから出力される光信号のパワーを調整するためのものであり、その光減衰量が制御器１１６によって可変制御される。この可変光減衰器１１１Ｃの光減衰量を調整することにより、送信光に対してプリエンファシスが行われる。なお、図１０には、波長λ１に対応したユニットの構成だけを示してあるが、他の波長λ２〜λｎに対応したユニットの構成についてもこれと同様である。
【００６２】
上記の制御器１１６は、システム監視制御装置（ＳＳＥ）１１５から伝えられる制御信号に従って、各ユニットの光源モジュール１１１Ａおよび可変光減衰器１１１Ｃの動作状態を制御する。上記のシステム監視制御部１１５には、対向回線側の光受信部１０１Ｒから送られる波長λ１〜λｎについての制御情報が入力される。なお、対向回線の光受信部１０１Ｒは、後述する端局１００Ｅの光受信部１０２Ｒと同様の構成を有するものである。また、システム監視制御装置１１５には、光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）１１４の測定結果も入力され、光受信部１０１Ｒからの制御情報およびＷＤＭカプラ１１２から出力されるＷＤＭ信号光のスペクトル情報に応じて、制御器１１６に送る前述の制御信号を生成する。さらに、システム監視制御装置１１５は、波長λ１〜λｎについての制御情報を監視制御コマンド処理部１１７に転送する機能を有し、監視制御コマンド処理部１１７は、転送された制御情報を含んだ監視制御信号を光分岐器１１３の通過光に重畳し、波長λ１〜λｎのＷＤＭ信号光と伴に光伝送路Ｌに送信する。
【００６３】
端局１００Ｅの光受信部１０２Ｒは、光伝送路ＬのＷＥ側回線からのＷＤＭ信号光が光分岐器１２１を介してＷＤＭカプラ１２２に入力され、波長λ１〜λｎの各光信号に分波される。ＷＤＭカプラ１２２で分波された各光信号は、各波長λ１〜λｎに対応した、光増幅器１２３Ａ、分散補償器１２３Ｂ、受信処理部１２３Ｃおよび受信特性測定部１２３Ｄを有する各々のユニットにそれぞれ送られて受信処理される。
【００６４】
光増幅器１２３Ａは、ＷＤＭカプラ１２２で分波された光信号を所要のレベルまで増幅して出力する。分散補償器１２３Ｂは、光伝送路Ｌで発生する波長分散を補償するための公知の波長分散補償デバイスである。受信処理部１２３Ｃは、分散補償器１２３Ｂで分散補償された光信号を電気信号に変換して伝送データの識別処理等を行う回路である。
【００６５】
受信特性測定部１２３Ｄは、受信した光信号の信号対雑音比および伝送誤り率を測定するものである。具体的には、上述した第１の実施形態の場合と同様にして、図３に示した回路５０を用いて信号対雑音比を測定し、その結果を基にＯＳＮＲおよびＢＥＲを求めるようにしてもよい。また、受信処理部１２３Ｃが誤り訂正器（ＦＥＣ）を備えている場合には、該誤り訂正器における誤り数を基にＢＥＲを得ることも可能である。さらに、Ｑモニタを用いて受信光のＱ値を測定し、その測定値を伝送誤り率としてもよい。
【００６６】
波長λ１〜λｎに対応した各ユニットの受信特性測定部１２３Ｄで得られたＯＳＮＲおよびＢＥＲ（またはＱ値）はそれぞれシステム監視制御装置（ＳＳＥ）１２４に送られる。このシステム監視制御装置１２４では、各受信特性測定部１２３ＤからのＯＳＮＲおよびＢＥＲ（またはＱ値）を基に、送信側でのプリエンファシスおよび各光中継器１３０でのラマン増幅をフィードバック制御するための制御情報が生成され、該制御情報がＥＷ側回線を伝送される光信号のオーバーヘッド情報に載せられて端局１００Ｗまで伝達され、さらに、光送信部１０１ＳおよびＷＥ側回線上の各光中継器１３０に伝達される。また、光受信部１０２Ｒのシステム監視制御装置１２４には、光分岐器１２１で分岐したＷＤＭ信号光が入力され、該ＷＤＭ信号光に含まれるオーバーヘッド情報の中の波長λ１’〜λｎ’についての制御情報が識別処理される。該システム監視制御装置１２４で識別された波長λ１’〜λｎ’についての制御情報は、対向回線の光送信部１０２Ｓに送られる。なお、光送信部１０２Ｓは、上述した端局１００Ｗの光送信部１０１Ｓと同様の構成を有する。
【００６７】
図１１は、光中継器１３０の具体的な構成例を示すブロック図である。
図１１の構成例において、光中継器１３０は、ラマン増幅器１３１、ＥＤＦＡ１３２および利得等化フィルタ１３３を備える。ラマン増幅器１３１は、光伝送路Ｌを伝搬したＷＤＭ信号光が光分岐器１３１Ａを介してラマン増幅用ファイバ１３１Ｂに入力される。このラマン増幅用ファイバ１３１Ｂには、光合波器１３１Ｃを介してラマン励起光が供給されていて、通過するＷＤＭ信号光をラマン増幅する。
【００６８】
上記のラマン励起光は、ここでは、例えば、波長の異なる３つのラマン励起光源（ＬＤ）１３１Ｄからそれぞれ出力される励起光が光合波器１３１Ｅで合波され、さらに、光合波器１３１Ｃによってラマン増幅用ファイバ１３１Ｂに後方側から供給される。各ラマン励起光源１３１Ｄとしては、例えば、波長１５８０ｎｍの付近で大きなラマン利得を得ようとした場合、励起光波長を１４６０ｎｍ以上に選べばよく、具体的には、３つのラマン励起光の波長として、１４７０ｎｍ、１４８５ｎｍおよび１５００ｎｍなど設定することが可能である。なお、ラマン励起光源の数および各々の波長帯は上記の例に限定されるものではない。
【００６９】
制御回路１３１Ｆは、各ラマン励起光源１３１Ｄの駆動状態を制御する回路であって、光分岐器１３１Ａで分岐され受光素子（ＰＤ）１３１Ｇで電気信号に変換された信号と、各ラマン励起光源１３１Ｄから出力される光の一部を対応する受光素子（ＰＤ）１３１Ｈで電気信号に変換した信号がそれぞれ入力される。この制御回路１３１Ｆでは、受光素子１３１Ｇからの出力信号に重畳された監視制御信号が識別され、また、各受光素子１３１Ｈからの出力信号を参照してラマン増幅の発生状態が判断されて、各ラマン励起光源１３１Ｄの駆動状態がそれぞれ制御される。ここでは、監視制御信号を取り出すための光分岐器１３１Ａを光中継器１３０の入力端に配置するようにしたが、これ以外にも例えば、光中継器１３０の出力端や、ラマン増幅器１３１の出力端、ＥＤＦＡ１３２の出力端などに光分岐器１３１Ａを配置してもよい。
【００７０】
なお、ラマン増幅用ファイバ１３１Ｂを通り抜けたラマン励起光は、本光中継器１３０の入力端部より光伝送路Ｌに入射されて、光伝送路Ｌのファイバ内を伝搬する光信号にラマン増幅を生じさせる。
ＥＤＦＡ１３２は、例えば、ラマン増幅器１３１から出力されるＷＤＭ信号光が、光合波器１３２Ａを介してエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）１３２Ｂに入力される。このＥＤＦ１３２Ｂには、励起光源（ＬＤ）１３２Ｃで発生する、例えば９８０ｎｍや１４８０ｎｍ等の波長帯の励起光が光合波器１３２Ａを介して供給されている。ＥＤＦ１３２Ｂの誘導放出作用により増幅されたＷＤＭ信号光は、利得等化フィルタ１３３および光分岐器１３２Ｅを介して、本光中継器１３０の出力側に接続された光伝送路Ｌに出力される。
【００７１】
また、励起光源１３２Ｃの駆動状態は、励起光源制御回路１３２Ｄによって自動制御される。励起光源制御回路１３２Ｄには、利得等化フィルタ１３３を通過したＷＤＭ信号光の一部を光分岐器１３２Ｅで分岐し、該分岐光を受光素子（ＰＤ）１３２Ｆで電気信号に変換した信号が入力される。そして、この励起光源制御回路１３２Ｄは、受光素子１３２Ｆの出力信号レベルが一定となるように、励起光源１３２Ｃの駆動状態を制御する、いわゆる自動レベル制御（ＡＬＣ）を行う。
【００７２】
なお、利得等化フィルタ１３３は、ＥＤＦＡ１３２の利得波長特性を打ち消すような損失波長特性を備えた固定の光フィルタである。また、ここでは、光中継器１３０内の各励起光源をそれぞれ単体で構成したが、複数の励起光源を組み合わせて冗長構成としても構わない。
次に、第３の実施形態の動作について説明する。
【００７３】
上記のような構成を有する本ＷＤＭ光通信システムでは、例えば、端局１００Ｗから端局１００ＥへのＷＤＭ信号光の伝送を考えると、端局１００Ｗの光送信部１０１Ｓから出力される波長λ１〜λｎのＷＤＭ信号光が、光伝送路ＬのＷＥ側回線および光中継器１３０を介して端局１００Ｅまで中継伝送される。端局１００Ｅでは、伝送されたＷＤＭ信号光が光受信部１０２Ｒに入力され、ＷＤＭカプラ１２２において各波長λ１〜λｎにそれぞれ分波された後に、各々の波長に対応した各ユニットで受信処理される。このとき、各ユニットでは、受信特性測定部１２３Ｄにおいて、受信した光信号についてのＯＳＮＲおよびＢＥＲ（またはＱ値）が測定され、受信情報としてシステム監視制御装置１２４に送られる。システム監視制御装置１２４では、各受信特性測定部１２３Ｄで得られた受信情報を基に、送信側でのプリエンファシスおよびＷＥ側回線上の各光中継器１３０でのラマン増幅をフィードバック制御するための波長λ１〜λｎについての制御情報が生成される。そして、上記波長λ１〜λｎについての制御情報は、光送信部１０２Ｓに送られて、波長λ１’〜λｎ’の各光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳されて、光伝送路ＬのＥＷ側回線を介して端局１００Ｗに中継伝送される。
【００７４】
端局１００ＥからのＷＤＭ信号光を受けた端局１００Ｗでは、光受信部１０１Ｒにおいて各波長λ１’〜λｎ’の光信号が受信処理されると共に、ＷＤＭ信号光のオーバーヘッド情報に含まれる制御情報が識別されて光送信部１０１Ｓのシステム監視制御装置１１５に送られる。そして、システム監視制御装置１１５では、光受信部１０１Ｒからの波長λ１〜λｎについての制御情報および光スペクトルアナライザ１１４の測定結果に基づいて、プリエンファシスの制御を行う指示が制御器１１６に送られると共に、波長λ１〜λｎについての制御情報が監視制御コマンド処理部１１７に送られる。
【００７５】
制御器１１６では、システム監視制御装置１１５からの指示に従って、各ユニットの光源モジュール１１１Ａおよび可変光減衰器１１１Ｃの各動作状態が制御される。具体的な制御アルゴリズムについては後述する。監視制御コマンド処理部１１７では、システム監視制御装置１１５から送られてくる波長λ１〜λｎについての制御情報が、波長λ１〜λｎのＷＤＭ信号光に重畳された監視制御信号に載せられて、ＷＥ側回線上の各光中継器１３０にそれぞれに伝えられる。
【００７６】
光伝送路ＬのＷＥ側回線上に配置された各光中継器１３０では、光伝送路ＬからのＷＤＭ信号光がラマン増幅用ファイバ１３１Ｂに入力されるとともに、その一部が光分岐器１３１Ａで分岐され受光素子１３１Ｇで光電変換されて制御回路１３１Ｆに送られる。制御回路１３１Ｆでは、受光素子１３１Ｇの出力信号に含まれる監視制御信号が抽出され、波長λ１〜λｎについての制御情報が識別されて、各ラマン励起光源１３１Ｄの駆動状態が制御される。具体的なラマン増幅の制御アルゴリズムについては後述する。ラマン増幅用ファイバ１３１Ｂ通ってラマン増幅されたＷＤＭ信号光は、ＡＬＣ動作するＥＤＦＡ１３２によって所要のレベルまで増幅され、さらに、ＥＤＦＡ１３２の利得波長特性が利得等化フィルタ１３３によって補償される。
【００７７】
ここで、各光中継器１３０における光増幅作用について具体的に説明する。
各光中継器１３０は、ラマン増幅を利用することによりＥＤＦＡ１３２の増幅帯域の拡大を実現している。すなわち、ＥＤＦＡ１３２の増幅帯域は、例えば図１２の特性Ｅに示すように長波長側（１５６０ｎｍを超えるような波長帯）の利得が小さいため、この長波長帯に比較的大きな利得が得られる図１２の特性Ｒに示すようなラマン増幅器１３１を組み合わせることで、図１２の特性（Ｅ＋Ｒ）に示すような広い波長帯域に亘って平坦な利得波長特性を得ることができる。なお、特性Ｒに示したラマン増幅器１３１の利得波長特性は、波長１４７０ｎｍのラマン励起光源での特性ｒ（１４７０）、波長１４８５ｎｍのラマン励起光源での特性ｒ（１４８５）および波長１５００ｎｍのラマン励起光源での特性ｒ（１５００）を組み合わせて得られる利得波長特性である。
【００７８】
ラマン励起光源１３１Ｄの出力制御によって各波長の光信号についての伝送特性を均一化する方法としては、例えば次のような制御方法がある。各光中継器１３０の出力光パワーは、ＥＤＦＡ１３２のＡＬＣ動作によって一定に制御されている。従って、ラマン増幅器１３１の出力光パワーが増加すると、ＥＤＦＡ１３２への入力光パワーが増加し、ＥＤＦＡ１３２の利得が低下することで利得波長特性が変化して長波長側の利得が大きくなる。一方、ラマン増幅器１３１の出力光パワーが低下すると、ＥＤＦＡ１３２への入力光パワーが減少し、ＥＤＦＡ１３２の利得が低下することで短波長側の利得が大きくなる。
【００７９】
そこで、各ラマン励起光源１３１Ｄの出力を変化させることにより、ラマン増幅の利得波長特性を変化させて、ＥＤＦＡ１３２の利得波長特性の変化を相殺するように制御を行う。各光中継器１３０について上記のような制御を行った後の伝送後の利得波長特性Ｇ（λ）は、単位をデシベル（ｄＢ）として次の（３）式で表すことができる。
【００８０】
Ｇ（λ）＝Ｎ［ｇ（λ）×（Ｒave−Ｒ0ave）＋（Ｒ（λ）−Ｒ0（λ））］＋Ｇ0（λ）  …（３）
ここで、Ｎは光中継器１３０の台数、Ｇ0（λ）は光中継器１３０の制御前の利得波長特性、ｇ（λ）はＥＤＦＡ１３２における利得が１ｄＢ増加したときの利得波長特性の変化量、Ｒaveはラマン増幅器１３１の制御後の利得波長特性の波長平均利得、Ｒ0aveはラマン増幅器１３１の制御前の利得波長特性の波長平均利得、Ｒ（λ）はマン増幅器１３１の制御後の利得波長特性、Ｒ0（λ）はラマン増幅器１３１の制御前の利得波長特性を示すものである。ただし、ラマン増幅器１３１の利得波長特性は、各ラマン励起光源１３１Ｄによるラマン利得Ｒi（λ）の和として、Ｒ（λ）＝ΣＲi（λ）で表される。
【００８１】
制御目標となる利得波長特性をＧob（λ）としたとき、各波長λlの目標利得との偏差σは、次の（４）式で表される。
σ2＝Σ［Ｇ（λl）−Ｇob（λl）］2  …（４）
各ラマン励起光源１３１Ｄによるラマン利得は、各ラマン励起光の出力値を基に計算もしくは実験的に求めることができる。そこで、ラマン励起光源の出力制限内の条件において、上記（４）式の偏差σ2が少なくなるように、各ラマン励起光の出力値の変化量を求め、各ラマン励起光源１３１Ｄの駆動状態を制御する。
【００８２】
例えば、光伝送路Ｌにおける光ファイバの割り入れ等により、１ｄＢ程度の損失が光伝送路Ｌに生じ、利得波長特性に傾斜が生じた場合を考える。この場合には、ＥＤＦＡ１３２をＡＬＣ動作させて光中継器１３０の出力光パワーを一定にしているため、ＥＤＦＡ１３２の利得が＋１ｄＢ増加し、ＥＤＦＡ１３２の利得波長特性は短波側に利得が大きくなる傾斜をもつようになる。このような状態において、ラマン増幅器１３１の平均利得を約＋０．８ｄＢ増加させる制御を行うと、ＥＤＦＡ１３２の利得増加は＋１ｄＢから＋０．２ｄＢに減少するため、制御前と比較して利得傾斜は小さくなる。また、ラマン増幅全体の平均利得を増加させたことにより、ラマン増幅器１３１は長波側の利得傾斜が増加する。これにより、＋０．２ｄＢの利得増加により生じるＥＤＦＡ１３２の利得傾斜の変化は、ラマン増幅器１３１の利得傾斜の変化によってある程度打ち消される。最後に、残りの利得波長特性の偏差に対して、各ラマン励起光源１３１Ｄの出力バランスを０．１ｄＢ以下の程度で変化させることによって、光中継器１３０全体として平坦な利得波長特性が得られるようになる。
【００８３】
なお、上記の例では、ラマン増幅およびプリエンファシスの最適制御を繰り返し行うことで、結果的に、ラマン増幅の制御およびプリエンファシスの制御による補正量の割合が４：１になる場合を示したが、各々の制御による補正量の割合は、最適な伝送特性を実現できる割合を予め調べて設定しておくようにしてもよい。
【００８４】
次に、前述した送信側でのプリエンファシスおよび各光中継器１３０でのラマン増幅の具体的な制御アルゴリズムについて説明する。
ここでは、例えば、受信側で得られたＯＳＮＲおよびＢＥＲ（またはＱ値）に応じて、まず、各光中継器１３０のラマン励起光源１３１Ｄを調整してラマン増幅を制御した後に、送信側の各波長の可変光減衰器１１１Ｃを調整してプリエンファシスを制御することにより、各波長の光信号についての伝送特性の均一化を図る一例を考えることにする。なお、本発明における制御アルゴリズムは、これに限定されるものではない。
【００８５】
図１３および図１４は、上記の制御アルゴリズムを示したフローチャートである。
まず、図１３のステップ１０１（図中Ｓ１０１で示し、以下同様とする）では、ＷＤＭ信号光に含まれる波長λ１〜λｎの各光信号について、受信側でのＯＳＮＲが測定される。次に、ステップ１０３では、波長λ１〜λｎの各光信号のうちの１つの光信号が、測定信号チャンネルｃｈｘに設定され、ステップ１０５では、受信側でのＢＥＲ（またはＱ値）が測定される。そして、ステップ１０７では、ステップ１０５で測定したＢＥＲ（またはＱ値）が予め設定した目標値近傍にあるか否かが判別される。測定値が目標値近傍にない場合には、ステップ１０９で送信側の測定信号チャンネルｃｈｘに対応した可変光減衰器１１１Ｃを調整し、ステップ１０５に戻る。一方、測定値が目標値近傍にある場合には、ステップ１１１で受信側でのＯＳＮＲが測定される。ステップ１１１の測定が終了すると、受信側でのＯＳＮＲの値がステップ１０１で測定した値と同様の状態に戻るように、ステップ１１３で可変光減衰器１１１Ｃが調整される。そして、ステップ１１５では、ステップ１０１で測定したＯＳＮＲに対するステップ１１１で測定したＯＳＮＲの変化幅Ｅｘが求められる。ステップ１１７では、波長λ１〜λｎのすべての信号チャンネルについて、上記の変化幅Ｅｘが求められたか否かが判別され、変化幅Ｅｘが得られていない信号チャンネルがある場合には、ステップ１０３に戻って、未測定の信号チャンネルについての測定が行われる。
【００８６】
すべての波長についてＯＳＮＲの変化幅Ｅｘが求められると、ステップ１１９において、変化幅の平均値Ｅａｖｅが求められる。そして、各信号チャンネルについて−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の値が求められ、さらに、各々の−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の波長依存性を基に、各ラマン増幅器の励起光源出力の変化によるΣ（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）2の変化量ＤＰが算出される。
【００８７】
次に、ステップ１２１では、−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の絶対値が一定値Ｐ１よりも小さいか否かが判別される。また、ステップ１２３では、Σ（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）2の変化量ＤＰが一定値ＤＰ１よりも小さいか否かが判別される。−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の絶対値が一定値Ｐ１以上であり、かつ、変化量ＤＰが一定値ＤＰ１以上であると判別された場合には、ステップ１２５に進んで、各光中継器のラマン励起光源１３１Ｄの駆動状態が調整制御され、ステップ１０１に戻って上述した一連の処理が繰り返される。ステップ１２１またはステップ１２３のいずれかで各値が一定値よりも小さいと判別されるようになると、ステップ１２７に進んで、そのときの各ラマン増幅器の制御状態が記憶されラマン増幅の制御を終了してプリエンファシスの制御に移る。
【００８８】
次に、図１４のステップ１３１〜ステップ１４７では、上述のステップ１０１〜ステップ１１７の場合と同様の一連の処理が行われる。そして、すべての波長についてＯＳＮＲの変化幅Ｅｘが求められると、ステップ１４９において、変化幅の平均値Ｅａｖｅが求められ、各信号チャンネルについて−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の値が求められる。
【００８９】
次に、ステップ１５１では、−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の絶対値が一定値Ｐ２よりも小さいか否かが判別される。−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の絶対値が一定値Ｐ２以上であると判別された場合には、ステップ１５３に進んで、−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の値を基にプリエンファシスの変化量が算出され、送信側の可変光減衰器１１１Ｃを調整することでプリエンファシスが制御され、ステップ１３１に戻って上述した一連の処理が繰り返される。ステップ１５１で−（Ｅｘ−Ｅａｖｅ）の絶対値が一定値Ｐ２よりも小さいと判別されるようになると、ステップ１５５に進んで、そのときのプリエンファシス量が記憶されて一連の制御アルゴリズムが終了する。
【００９０】
上述したように第３の実施形態によれば、受信側で測定したＯＳＮＲおよびＢＥＲの受信情報を基に、送信側のプリエンファシスおよび各光中継器のラマン増幅をフィードバック制御したことによって、各波長の光信号についての伝送特性を均一化でき、最適な伝送状態を得ることが可能になる。また、ラマン増幅器１３１とＥＤＦＡ１３２を組み合わせて光中継器１３０を構成したことで、信号光波長帯域の拡大を図ることが可能であるとともに、ラマン増幅の状態を制御して利得波長特性の変化を補償するようにしたことで、光伝送路Ｌ上に可変の利得等化フィルタを配置する必要がなくなる、もしくは、利得等化フィルタの配置数を低減することが可能になる。さらに、送信側だけでなく各光中継器１３０においてもＷＤＭ信号光パワーの波長依存性を補償することが可能であるため、送信側で行うプリエンファシスに対する負担（要求）を低減することができる。
【００９１】
なお、上述した第３の実施形態では、各端局の光受信部において、測定したＯＳＮＲおよびＢＥＲ（またはＱ値）を基に、送信側のプリエンファシスおよび各光中継器のラマン増幅を制御する制御情報を生成し、該制御情報をオーバーヘッド情報および監視制御信号を用いて送信側および各光中継器に伝達する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、受信側で測定した各波長についてのＯＳＮＲおよびＢＥＲ（またはＱ値）を受信情報として送信側および各光中継器に送り、該受信情報を受けた各々の機器において制御情報を生成してプリエンファシスおよびラマン増幅を制御するようにしてもよい。
【００９２】
また、各光中継器１３０に伝達される制御情報は、対向回線を介して一旦送信側に送られた後に、光送信部から各光中継器１３０に伝達されるようにしたが、これ以外にも、例えば、ＷＥ側回線上の光中継器とＥＷ側回線上の光中継器との間で監視制御信号の伝達が可能な中継局構成である場合には、受信側で生成した制御情報を対向回線を使って送信側を経由せずに各中継局に送るようにしてもよい。
【００９３】
さらに、第３の実施形態では、光伝送路Ｌ上に配置されたすべての光中継器１３０のラマン増幅器１３１が受信情報に応じて制御されるようにしたが、本発明は、複数の光中継器のうちから適宜に選択した光中継器のラマン増幅状態のみを制御するようにしても構わない。例えば、光伝送路の割り入れ等によって伝送損失が変化したような場合には、その割り入れ等が行われた中継区間の付近に配置された１台もしくは数台の光中継器を選択してラマン増幅の制御を行うようにしてもよい。一般に、光伝送路上において利得波長特性がばらついている伝送距離が短いほど非線形劣化およびＯＳＮＲ劣化を抑制できるため、上記のように利得波長特性のばらつきの発生する地点を特定できるようなときには特に有効である。もちろん、数台おきの等間隔または不等間隔に配置された光中継器のラマン増幅器を制御するようにしてもよく、この場合には、ラマン励起光源の制御機構を備えていない比較的単純な回路構成の光中継器をラマン増幅制御を行わない部分に利用することが可能になる。
【００９４】
加えて、上述した第３の実施形態では、光中継器１３０のラマン増幅器１３１の構成として、ラマン励起光が信号光の伝送方向とは反対の方向に供給される、いわゆる後方励起型の構成を示したが、本発明に用いられるラマン増幅器の構成はこれに限定されるものではない。
例えば、図１５に示すように、光合波器１３１Ｅで合波されたラマン励起光が、光合波器１３１Ｃを介してラマン増幅用ファイバ１３１Ｂの信号光入力側から供給され、信号光とラマン励起光が同方向に伝搬するいわゆる前方励起型の構成とすることも可能である。この場合、ラマン励起光がラマン増幅用ファイバ１３１Ｂを通り抜けて、漏れ光としてＥＤＦＡ１３２に入力される状況が考えられ、このような状況では、ＥＤＦＡ１３２の励起光として漏れ光を利用することが可能である。
【００９５】
また、ラマン増幅器１３１内にラマン増幅用ファイバ１３１Ｂを配置した構成を示したが、このラマン増幅用ファイバ１３１Ｂを光伝送路Ｌの一部として用いることも可能である。換言すれば、光伝送路Ｌの一部または全部をラマン増幅媒体とし、光伝送路Ｌにラマン励起光を供給してラマン増幅を発生させるようにしてもよい。図１６は、ラマン増幅用ファイバ１３１Ｂを光伝送路Ｌとして用いた場合の光中継器の構成例である。
【００９６】
さらに、上述した第３の実施形態では、光受信部で生成した制御情報をオーバーヘッド情報および監視制御信号に載せて光送信部および各光中継器に伝達するようにしたが、本発明における制御情報を伝達する信号はこれに限られるものではなく、例えば、制御情報を伝達するための専用の光信号を用いるようにしてもよい。
【００９７】
（付記１）  波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路を介して受信端局に伝送する波長多重光通信システムにおいて、
前記受信端局は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を前記送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、
前記送信端局は、前記光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に光波長チャープを与えるチャープ付与手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定および前記チャープ付与手段における光波長チャープ量を表すαパラメータの設定をそれぞれ制御する制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【００９８】
（付記２）  付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光伝送路は、前記送信端局から前記受信端局に波長多重信号光を伝送する第１回線および該第１回線に対向する第２回線を有し、
前記受信情報伝達手段は、前記受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を、前記第２回線を伝送される前記各波長に対応した光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳して前記送信端局側まで伝えることを特徴とする波長多重光通信システム。
【００９９】
（付記３）  付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記送信端局は、前記各波長の光信号を発生してそれぞれ出力する光送信装置と、該光送信装置から出力される各波長の光信号を合波して前記光伝送路に出力する光合波装置と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光送信装置および前記光合波装置の間で転送する受信情報転送手段とを備え、前記プリエンファシス実行手段および前記チャープ付与手段が、前記光送信装置および前記光合波装置の少なくとも一方にそれぞれ設けられたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１００】
（付記４）  付記３に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光伝送路上に配置された光増幅器を備え、
前記送信端局は、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光増幅器に伝える受信情報伝達手段を有し、
前記光増幅器は、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて動作状態を制御する監視制御手段を有することを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０１】
（付記５）  付記３に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光伝送路上に配置された光分岐挿入装置を備え、
前記送信端局は、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光分岐挿入装置に伝える受信情報伝達手段を有し、
前記光分岐挿入装置は、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて動作状態を制御する監視制御手段を有することを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０２】
（付記６）  付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記送信端局は、前記光伝送路の波長分散特性を補償する波長分散補償手段を備え、前記制御手段が、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記波長分散補償手段における波長分散補償量も制御することを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０３】
（付記７）  付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記受信端局は、前記光伝送路の波長分散特性を補償する波長分散補償手段と、
前記光伝送路で発生する偏波モード分散を補償する偏波モード分散補償手段と、受信した波長多重信号光のデータ識別処理を行うデータ識別手段と、前記受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報に応じて、前記波長分散補償手段における波長分散補償量、前記偏波モード分散補償手段における偏波モード分散補償量および前記データ識別手段における識別点の設定をそれぞれ制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０４】
（付記８）  付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記受信特性測定手段は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について電気の信号対雑音比を測定し、予め設定した電気の信号対雑音比と光の信号対雑音比との関係に従って、前記測定した電気の信号対雑音比を光の信号対雑音比に変換することで、前記各波長についての受信情報を得ることを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０５】
（付記９）  付記１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記受信特性測定手段は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について電気の信号対雑音比を測定し、予め設定した電気の信号対雑音比と伝送誤り率との関係に従って、前記測定した電気の信号対雑音比を伝送誤り率に変換することで、前記各波長についての受信情報を得ることを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０６】
（付記１０）  波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路を介して受信端局に伝送する波長多重光通信方法において、
前記受信端局では、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報が測定され、該測定された各波長についての受信情報が前記送信端局に伝達され、
前記送信端局では、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に行うプリエンファシスの設定、および前記光伝送路に送信する波長多重信号光に与える光波長チャープ量を表すαパラメータの設定がそれぞれ制御されることを特徴とする波長多重光通信方法。
【０１０７】
（付記１１）  波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光中継局を介して受信端局に伝送する波長多重光通信システムにおいて、
前記受信端局は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を前記送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、
前記送信端局は、前記光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定を制御する制御手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光中継局に転送する受信情報転送手段と、を備え、
前記光中継局は、前記光伝送路から送られる波長多重信号光をラマン増幅するラマン増幅器を含んだ光増幅手段と、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記ラマン増幅器におけるラマン励起光の供給状態を制御するラマン増幅制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０８】
（付記１２）  付記１１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光中継局の光増幅手段は、前記ラマン増幅器から出力される波長多重信号光を希土類元素ドープファイバを用いて一定レベルまで増幅する光ファイバ増幅器を有することを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１０９】
（付記１３）  付記１１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光伝送路は、前記送信端局から前記受信端局に波長多重信号光を伝送する第１回線および該第１回線に対向する第２回線を有し、
前記受信端局の受信情報伝達手段は、前記受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を、前記第２回線を伝送される前記各波長に対応した光信号のオーバーヘッド情報の中に重畳して前記送信端局側まで伝え、
前記送信端局の受信情報転送手段は、前記各波長についての受信情報を、波長多重信号光に重畳される監視制御信号に載せて転送することを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１１０】
（付記１４）  付記１１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記受信端局の受信情報伝達手段は、前記送信端局の受信情報転送手段に代えて、前記受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を前記光中継局に伝える機能を備えたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１１１】
（付記１５）  付記１１に記載の波長多重光通信システムであって、
前記光伝送路上に複数の光中継局が配置されているとき、該複数の光中継局のうちから選択した特定の光中継局についてのみ、前記ラマン増幅制御手段によって前記ラマン増幅器におけるラマン励起光の供給状態を制御することを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１１２】
（付記１６）  波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光中継局を介して受信端局に伝送する波長多重光通信方法において、
前記受信端局では、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報が測定され、該測定された各波長についての受信情報が前記送信端局に伝達され、
前記送信端局では、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に行うプリエンファシスの設定が制御されるとともに、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報が前記光中継局に転送され、
前記光中継局では、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記光伝送路から送られる波長多重信号光をラマン増幅するためのラマン励起光の供給状態が制御されることを特徴とする波長多重光通信方法。
【０１１３】
（付記１７）  波長の異なる複数の光信号を含んだ波長多重信号光を送信端局から光伝送路および光中継局を介して受信端局に伝送する波長多重光通信システムにおいて、
前記受信端局は、前記光伝送路から送られる各波長の光信号について、光の信号対雑音比および伝送誤り率を含んだ受信情報を測定する受信特性測定手段と、該受信特性測定手段で測定された各波長についての受信情報を前記送信端局に伝える受信情報伝達手段と、を備え、
前記送信端局は、前記光伝送路に送信する波長多重信号光にプリエンファシスを行うプリエンファシス実行手段と、前記光伝送路に送信する波長多重信号光に光波長チャープを与えるチャープ付与手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記プリエンファシス実行手段におけるプリエンファシスの設定および前記チャープ付与手段における光波長チャープ量を表すαパラメータの設定をそれぞれ制御する制御手段と、前記受信端局から伝えられる各波長についての受信情報を前記光中継局に転送する受信情報転送手段と、を備え、
前記光中継局は、前記光伝送路から送られる波長多重信号光をラマン増幅するラマン増幅器を含んだ光増幅手段と、前記送信端局から伝えられる各波長についての受信情報に応じて、前記ラマン増幅器におけるラマン励起光の供給状態を制御するラマン増幅制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重光通信システム。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のＷＤＭ光通信システムおよびＷＤＭ光通信方法によれば、受信端局で測定した各波長についての受信情報に応じて、送信端局におけるプリエンファシスの設定をフィードバック制御するとともに、αパラメータの設定や、光分岐挿入装置におけるプリエンファシスの設定、光中継局におけるラマン増幅の発生状態をフィードバック制御するようにしたことで、最適な伝送状態を得ることが可能となり、各波長の光信号についての伝送特性のばらつきを非線形光学効果の影響による劣化をも含めて確実に補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるＷＤＭ光通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における送受信装置の光送信器および光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における受信特性測定部の一部を構成する電気回路を示す図である
【図４】図３の電気回路の動作を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかるＷＤＭ光通信システムの構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における送受信装置の光送信器および光受信器の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における送信側のＷＤＭ装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における受信側のＷＤＭ装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における光伝送路上に配置された光増幅器の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態にかかるＷＤＭ光通信システムの構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態における光中継器の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１の光中継器における光増幅作用を説明する図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における制御アルゴリズムの一例を示す第１のフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態における制御アルゴリズムの一例を示す第２のフローチャートである。
【図１５】本発明の第３の実施形態に適用可能な光中継器の他の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に適用可能な光中継器のさらに別の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１Ｗ，１Ｅ，１００Ｗ，１００Ｅ    端局
１０，１０’２０，２０’    送受信装置
１１，１１’，１２，１２’，２１，２１’，２２，２２’    ＷＤＭ装置
３０    光増幅器（光中継器）
３１    ラマン増幅器
３２    ＥＤＦＡ
３３，４１Ｄ，４２Ａ，６４，７４    可変分散補償衰器
３４，３６，６６，７６    ＯＳＣ処理部
３５    監視制御部
４１Ａ，４２Ｆ    ＯＨ処理部
４１Ｂ，１１１Ｃ    レーザ光源（ＬＤ）
４１Ｃ    変調器
４１Ｅ，６１，１１１Ｃ    可変光減衰器
４１Ｆ，４２Ｈ，４３    制御部
４２Ｂ    可変ＰＭＤ補償器
４２Ｃ    受光素子（ＰＤ）
４２Ｄ    等化増幅器
４２Ｅ    ０／１判定部
４２Ｇ，１２３Ｄ    受信特性測定部
４４，６５，７５    監視制御部
５０    電気回路（受信特性測定部の一部）
５１Ａ，５１Ｂ    増幅回路
５２    バンドパスフィルタ
５３    ローパスフィルタ
５４    Ｋ倍回路
１０１Ｓ，１０２Ｓ    光送信部
１０１Ｒ，１０２Ｒ    光受信部
１１２，１２２    ＷＤＭカプラ
１１４    光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）
１１５，１２４    システム監視制御装置（ＳＳＥ）
１１６    制御器
１２３Ｃ    受信処理部
１３３    利得等化フィルタ
【図１】
0004671478.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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