(57)【要約】  回線監視装置においてビート雑音を抑制するシステムおよび方法。波長ディザ生成器が、テスト信号のレーザ送信器の搬送波波長を変調する。テストコードが、ディザリングされた搬送波波長上で変調されて、回線監視装置のテスト信号出力を与える。
2010534979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信システムのための回線監視装置であって、
搬送波波長で光出力を供給するレーザ送信器と、
テストコードを生成し、前記レーザ送信器に連結されて前記光出力上で前記テストコードを変調するコード生成器であって、光経路に与えるために供給され、第１のループバック経路を経由し第１の帰還テスト信号として前記回線監視装置に折り返され、且つ、第２のループバック経路を経由し第２の帰還テスト信号として前記回線監視装置に折り返される、前記テストコードを表すテスト信号を供給するコード生成器と、
前記レーザ送信器に連結されて、前記搬送波波長をディザリングする波長ディザ信号を生成する波長ディザ生成器と、
前記第１および第２の帰還テスト信号の重畳部分を同時に受信する相関器と、
を備えることを特徴とする回線監視装置。
【請求項２】
前記波長ディザ生成器は、前記テスト信号のコード長の間で連続的に前記搬送波波長を変化させることを特徴とする請求項１に記載の回線監視装置。
【請求項３】
前記波長ディザ生成器は、前記テスト信号のコード長の間で前記搬送波波長を正弦波的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の回線監視装置。
【請求項４】
前記波長ディザ生成器は、前記レーザ送信器に直接に連結されて前記搬送波波長を直接にディザリングすることを特徴とする請求項１に記載の回線監視装置。
【請求項５】
前記コード生成器は、前記レーザ送信器に直接に連結されて前記光出力上で前記テストコードを直接に変調することを特徴とする請求項１に記載の回線監視装置。
【請求項６】
前記テストコードが疑似ランダム系列コードを含むことを特徴とする請求項１に記載の回線監視装置。
【請求項７】
前記第１の帰還テスト信号および前記第２の帰還テスト信号から雑音をフィルタリングするビート雑音フィルタを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の回線監視装置。
【請求項８】
搬送波波長で光出力を供給するレーザ送信器と、
前記レーザ送信器に連結されて前記光出力上でテストコードを変調し、該テストコードを表すテスト信号を生成するコード生成器と、
前記搬送波波長をディザリングする波長ディザ信号を生成し、前記レーザ送信器に連結される波長ディザ生成器と、
前記テスト信号を受信して、該テスト信号を第１の方向に伝送する第１の光ファイバ経路と、
前記第１の方向と反対の第２の方向に信号を伝送する第２の光ファイバ経路と、
前記第１の光ファイバ経路に連結され、かつ、第２の光ファイバ経路に連結される第１の光帰還ループを有し、前記テスト信号を第１の帰還テスト信号として前記第２の方向に伝送する第１の中継器と、
前記第１の光ファイバ経路に接続され、かつ、第２の光ファイバ経路に接続される第２の光帰還ループを有し、前記テスト信号を第２の帰還テスト信号として前記第２の方向に伝送する第２の中継器と、
前記第１および第２の帰還テスト信号の重畳部分を同時に受信する相関器と
を備える光通信システム。
【請求項９】
前記波長ディザ生成器は、前記テスト信号のコード長の間に前記搬送波波長を連続的に変化させるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１０】
前記波長ディザ生成器は、前記テスト信号のコード長の間に前記搬送波波長を正弦波的に変化させるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１１】
前記波長ディザ生成器は、前記搬送波波長を直接にディザリングするために前記レーザ送信器に直接に連結されることを特徴とする請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１２】
前記コード発生器は、前記光出力上のテストコードを直接に変調するために前記レーザ送信器に直接に連結されることを特徴とする請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１３】
前記テストコードが擬似ランダム系列コードを含むことを特徴とする請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１４】
前記第１の帰還テスト信号および前記第２の帰還テスト信号から雑音をフィルタリングするビート雑音フィルタを更に備えることを特徴とする請求項８に記載の光通信システム。
【請求項１５】
光通信システムの回線監視装置におけるビート雑音を抑制する方法であって：
光信号上のテストコードを変調し；
前記光信号の搬送波波長をディザリングし；
前記変調およびディザリングの後に、前記光通信システム上に前記光信号をテスト信号として送信し；
前記光通信システムから第１の光帰還ループを経由して前記テスト信号を第１の帰還テスト信号として受信し、
前記光通信システムから第２の光帰還ループを経由して前記テスト信号を第２の帰還テスト信号として受信し、
前記第１および第２の帰還テスト信号の重畳部分を同時に検出する
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記ディザリングが、前記テスト信号のコード長の間に前記搬送波波長を正弦波的に変化させることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ディザリングが、前記搬送波波長を直接にディザリングすることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の光帰還ループが第１の中継器に配置され、前記第２の光帰還ループが第２の中継器に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記テストコードが擬似ランダム系列コードを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の帰還テスト信号および前記第２の帰還テスト信号から雑音をフィルタリングすることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、通信システムに関し、更に詳しくは、伝送回線監視装置でビート雑音を低減するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
長距離光ファイバ通信システムでは、システムの健全性を監視することが重要である。例えば、モニタリングは、光ファイバケーブルの障害や断線、故障した中継器や増幅器、或いは、システムのその他の問題を検出するために用いられる。
【０００３】
既知の監視技術には、疑似ランダムビット系列を表すテスト信号を生成する回線監視装置を使用することが含まれる。回線監視装置は、例えば波長分割多重システムにおいて、情報信号と共にテスト信号を送信することができる。テスト信号は、増幅器または中継器内の高損失帰還路を経由して、回線監視装置に折り返されてもよい。回線監視装置は、その後、データ信号から、折り返されたテスト信号を分離し、伝送システムの健全性を検査するためにテスト信号を処理する。
【０００４】
以下の図面と関連して読まれるべき下記の詳細な説明を参照する。以下の図面では、同一の符号は同一部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示に係るシステムの例示的な実施形態の簡略化したブロック図。
【図２】本開示に係るシステムにおける、連続する折り返されたテスト信号間の時間関係を説明する図表。
【図３】本開示に係るシステムにおける、テスト信号の搬送波波長と時間との関係を表す図表。
【図４】テスト信号搬送波波長のディザリングを含まない一実施形態のシステムにおける検出されたテスト信号についての電圧と時間との関係を表す図表。
【図５】搬送波波長ディザリングを含む、本開示に係るシステムにおける検出されたテスト信号についての電圧と時間との関係を表す図表。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
下記のように、回線監視システムにおいて、ビート雑音を抑えるためのシステムおよび方法が提供される。一態様によれば、搬送波波長で光出力を供給すために構成されたレーザ送信器、および、テスト信号を生成するように構成され、前記光出力上でテストコードを変調するためにレーザ送信器に連結され、テストコードで表されるテスト信号を供給するコード生成器を備える、光通信システムのための回線監視システムが提供される。テスト信号は、光経路上で伝送するように供給されてもよく、それによって、テスト信号は、第１のループバック経路を通り、第１の帰還テスト信号として回線監視システムに折り返され、テスト信号は、第２のループバック経路を通り、第２の帰還テスト信号として折り返される。波長ディザ生成器は、レーザ送信器に連結され、搬送波波長をディザリングするための波長ディザ信号を生成するように構成され、また、相関器は、第１の帰還テスト信号と第２の帰還テスト信号の重畳部分を同時に受信するように設置される。
【０００７】
本開示の別の態様によれば、搬送波波長で光出力を供給するように構成されたレーザ送信器と、光出力上でテストコードを変調するためにレーザ送信器に連結され、テストコードで表されるテスト信号を供給するコード生成器と、レーザ送信器に連結され、搬送波波長をディザリングするための波長ディザ信号を生成するように構成される波長ディザ生成器と、テスト信号を受け取り、第１の方向にテスト信号を伝送する第１の光ファイバ経路と、第１の方向とは反対の第２の方向に信号を伝送する第２の光ファイバ経路と、第１の光ファイバ経路に連結され、テスト信号を第１の帰還テスト信号として第２の方向に伝送するために第２の光ファイバ経路に連結される第１の光帰還路を有する第１の中継器と、第１の光ファイバ経路に連結され、テスト信号を第２の帰還テスト信号として第２の方向に伝送するために第２の光ファイバ経路に連結される第２の光帰還路を有する第２の中継器と、第１の帰還テスト信号と第２の帰還テスト信号の重畳部分を同時に受信する相関器とを備える光通信システムが提供される。
【０００８】
本開示の更に別の態様によれば、光通信システムの回線監視装置におけるビート雑音抑制方法が提供される。この方法は、光信号上のテストコードを変調するステップ、光信号の搬送波波長をディザリングするステップ、変調およびディザリングの後に、光信号をテスト信号として光通信システム上に送信するステップ、第１の光帰還ループを経由して、光通信システムからテスト信号を第１の帰還テスト信号として受信するステップ、第２の光帰還ループを経由して、光通信システムからテスト信号を第２の帰還テスト信号として受信するステップ、および、第１の帰還テスト信号および第２の帰還テスト信号の重畳部分を同時に検出するステップを含んで構成される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本開示に係る回線監視装置（ＬＭＥ）１２を含む、例示的な一実施形態のＷＤＭ伝送システム１０の簡略化したブロック図である。当業者は、そのシステム１０が、説明を容易にするために、非常に簡略化された二地点間ステム形式で描かれていることを理解するであろう。本開示に係るシステムおよび方法が、多種多様のネットワーク要素およびネットワーク構成に組み込まれてもよいことを理解すべきである。本明細書で記述される例示的な実施形態は、単に説明のためにのみ提供されるものであり、限定のためではない。
【００１０】
記述される例示的な実施形態では、伝送システム１０は、レーザ送信器３０と、ファイバ２８および２９を含み光信号を伝送するための光ファイバペアとを有する。ファイバ２８および２９は、例えば海底に展開される長距離光ファイバ回線であってもよい。光ファイバ２８および２９は、単一方向ファイバであって、信号を反対方向に伝送することができる。ファイバ２８および２９は、一緒になって信号伝送の双方向パスを確立する。記述される例示的なモニタシステムは、２つの単一方向ファイバ２８および２９を含む伝送システムをモニタリングするとして記載するものの、本発明に係るシステムは、単一の双方向ファイバを採用した伝送システムをモニタするために使用してもよい。
【００１１】
レーザ送信器３０は、複数のチャンネル（または、波長）で、ファイバ２９を経由してＷＤＭ受信器６０まで光学情報を伝送するように構成された波長分割多重（ＷＤＭ）送信器であるとすることができる。当然ながら、送信器および受信器は説明を容易にするために、非常に簡略化して示されている。レーザ送信器３０は、それぞれが異なるチャンネルまたは波長を用いて光学的なデータ信号を送信する複数のレーザ送信器と、ファイバ２９を経由して伝送される集合信号としてデータ信号を合波するマルチプレクサを含んでいてもよい。受信器は、伝送されたデータ信号を逆多重化し、検出することができる。同様に、ＷＤＭデータ信号は、送信器６２からレシーバ６４へファイバ２８を経由して、すなわち、ファイバ２９上の信号とは反対方向に伝送されてもよい。上記に代えて、単一チャンネルのデータが、ファイバ２８、および／または、２９上で伝送されてもよい。
【００１２】
回線監視装置（ＬＭＥ）１２は、システム１０の健全性を監視するように構成されている。記述される例示的な実施形態では、ＬＭＥ１２は、コード生成器１４、レーザ送信器１６、波長ディザ生成器７０、遅延システム１０、および、ビート雑音フィルタ７２を含む相関器システム２２、および、フィルタ２６を備える。
【００１３】
コード生成器１４は、疑似ランダム系列（ＰＲＳ）コードを生成し、出力するように構成することができる。当業者には、様々なコード生成器およびコード構成が知られている。コード生成器１４の出力は、レーザ送信器１６に連結されていてよい。本明細書で使用される用語“連結”は、あるシステム要素が伝送する信号が“連結”された要素に与えられるような接続、カップリング、リンクなどの如何なる用語をも指している。そのような“連結”された装置は、互いに直接に接続されている必要はなく、そのような信号を操作または修正する中間の構成要素や中間の装置によって分離されていてもよい。
【００１４】
レーザ送信器１６は、例えば、分散帰還レーザ（ＤＢＦ）など既知の構成をとることができ、伝送システム上で送信される全てのデータチャンネルの波長とは異なる搬送波波長λ０で光出力を生成するように構成することができる。搬送波波長λ０は、例えば、システムのスペクトル帯域幅のエッジの波長、或いは、データチャンネル間の波長でよい。レーザ出力のパワーは、データ信号の障害を最小化するために、ファイバ２８および２９を経由して通信されるデータ信号のパワーレベルよりも低く設定することができる。
【００１５】
レーザ送信器１６は、コード生成器１４から受け取ったコードで表されるＬＭＥテスト信号１８を生成することができる。一実施形態では、コード生成器の出力は、レーザ出力の振幅を直接に変調し、ＰＲＳコードを表すＬＭＥテスト信号１８を生成することができる。レーザ送信器からの光出力にＰＲＳコードを付与するその他の構成も知られている。例えば、ＰＲＳコードは、他のレーザ送信器１６の出力に結合された振幅変調器、または、他の変調器により付与することができる。
【００１６】
記述される例示的な実施形態では、波長ディザ生成器７０は、レーザ送信器１６のキャリア波長λ０を直接にディザリングするため、レーザ送信器１６に連結される。例えば、波長ディザ生成器７０は、例えば正弦波信号である波長ディザ信号７６を、ＳＢＳ入力でレーザ送信器１６に供給して、レーザ搬送波波長を変調することができる。出願人は、本開示に係るレーザ送信器の搬送波波長の変調が、ＬＭＥ１２内のビート雑音を低減することを発見した。一実施形態では、搬送波波長λ０は、各ＰＲＳコードの持続期間、すなわち、コード長の間に連続的に変化させてもよく、従って、ＰＲＳコードは、より詳細に以下に記述されるように、コード長の間に異なる搬送波波長で変調される。
【００１７】
遅延システム２０が、コード生成器１４から受け取ったコードを遅延するために、コード生成器１４に連結されていてもよい。フィルタ２６は、ＬＭＥテスト信号に対応する波長またはチャンネルの1つ以上を選択的に伝送し、その間は他の波長の伝送を阻止するように構成することができる。
【００１８】
相関器２２は、遅延システム２０および光ファイバ２６に連結されてもよい。相関器２２は、よく知られたデジタル信号処理技術を用いて、光ファイバ２６の出力と遅延システム２０の出力との相関を取ってもよい。相関器２２は、障害分析システム７４で光伝送システム１０の障害や問題を分析するために使用される相関処理の結果２４を出力することができる。
【００１９】
記述される例示的な実施形態では、カプラ３４は、送信器３０からのＷＤＭデータ３２と、送信器１６からのＬＥＭテスト信号１８とを合波してよく、この合波した信号をファイバ２９上に出力し送信することができる。第１の光中継器３６は、カプラ３４から、合波された信号を受信することができる。中継器３６は、それぞれがファイバ２８および２９を経由して伝送された光信号を増幅する増幅器３８および４０を含んでよい。中継器３６は、例えば高損失ループバック経路を含むループ帰還カプラ４２をも有してよく、そのループ帰還カプラ４２は、ファイバ２９上で伝送される信号の一部を、ファイバ２８に折り返して、ＬＭＥ１２に伝送する。同様に、第２の光中継器４４は、増幅器４６および４８と、ループ帰還カプラ５０とを含んでいてもよい。付随するループ帰還カプラを含む追加的な光中継器をファイバ２８および２９に連結して、信号を周期的に増幅し、折り返すことができる。
【００２０】
信号５２をフィルタ２６に与え、合波されたＷＤＭデータ３２とファイバ２８を経由してループ帰還カプラ４２および５０によって折り返されたＬＭＥテスト信号１８とを含む、ファイバ２８上に存在する全ての信号を搬送してもよい。フィルタ２６は、波長選択的として、ＬＭＥテスト信号１８の波長のみを通過させてよい。
【００２１】
相関器２２は、折り返されたＬＭＥテスト信号と、遅延システム２０からの遅延されたＰＲＳコードとの相関を取る。相関器２２は、電気信号または光信号の相関を取ってよい。相関器２２が電気信号の相関を取る場合には、ＬＭＥ２０は、フィルタ２６と相関器２２との間に接続されフィルタ２６が出力した光信号を電気信号に変換する光電気変換器を更に含む。
【００２２】
ファイバ２８を経由し各中継器によってＬＭＥ１２に折り返されたＬＭＥテスト信号は、各中継器の遅延パスの距離に比例する時間だけ元のＬＭＥテスト信号１８から遅延されている。図２は、コード長ｔｃを持ちそれぞれが第１の中継器３６および第２の中継器４０を経由して折り返されたＬＭＥテスト信号８０、８２の時間遅延を図式的に示している。例えば、第１の中継器３６については、遅延時間ｔｓ１は、第１の中継器３６を経由する遅延パスの距離に比例する。第１の中継器を経由する距離ｄ１は、コード生成器１４から、送信器１６、カプラ３４、第１の中継器３６、および、ループ帰還カプラ４２を経由し、光学的フィルタ２６、および、相関器２２までの距離として計算することができる。第１の中継器３６によって折り返されるＬＭＥテスト信号の遅延時間ｔｓ１は、ｃを光速として、ｔｓｌ＝ｄ１／ｃとして計算することができる。同様に、第２の中継器によって折り返されるＬＥＭテスト信号の遅延時間ｔｓ２は、既知の第２の中継器４４の遅延パスの距離ｄ２に基づいて計算でき、ｔｓ２＝ｄ２／ｃで計算することができる。同様に、システム内の追加される中継器（図示せず）の遅延時間も、その遅延パスの既知の距離に基づいて計算することができる。
【００２３】
相関処理を容易にするために、遅延システム２０は、コード生成器１４からＰＲＳコードを受け取り、遅延した複数のＰＲＳコードを相関器２２に出力することができる。遅延システム２０は、第１の中継器３６に対応した遅延時間ｔｓ１、第２の中継器４４に対応した遅延時間ｔｓ２など、各中継器に対応する時間の遅延後に、各ＰＲＳコードを出力することができる。換言すると、遅延システム２０は、ＰＲＳコードを、各中継器の位置に基づいて遅延させてもよい。この処理は、遅延システム２０で受け取られた各ＰＲＳコードについて繰り返し行われる。
【００２４】
例えば図２に示されるように、ＬＭＥテスト信号のコード長ｔｃが、連続する中継器間の遅延時間よりも長いシステムでは、連続するＬＭＥテスト信号は、時間ｔｏだけ重なり合い、連続するテスト信号の重畳部分が、相関器によって同時に受信され検出される。当業者は、時間的に重なり合う信号の検出が非干渉のビート雑音に帰結することを理解するであろう。本開示に従うと、連続するテスト信号の重なりに起因する相関器内の検出器でのビート雑音は、レーザ送信器の搬送波波長λ０に付与された波長ディザによって抑えられる。
【００２５】
一実施形態では、図３にグラフ８４として図示されるように、波長ディザ信号７６は、第１の波長から第２の波長まで、コード長内でレーザ送信器１６の搬送波波長の連続的な変化を引き起こす。図示のように、コードの先頭で搬送波波長はλ１であり、コード長の中央で搬送波波長はλ０であり、コード長の最後で搬送波波長はλｕであるとすることができる。搬送波波長の変化は、リニアでも、正弦波的でも、その他でもよい。一実施形態では、レーザ送信器１６のＳＢＳ入力に供給される波長ディザ信号７６は、１Ｖｐｐの５０Ｈｚの正弦波信号であり、約λ０のレーザ搬送波周波数を約２５０ＭＨｚで変調することができる。
【００２６】
例えば、図２のテスト信号８０、８２のように、重なり合うＬＭＥテスト信号は、それぞれのコード長ｔｃ内の異なる部分で重なり合うので、波長ディザ生成器７０により付与された搬送波波長ディザに起因して、重畳部分は異なる波長を持つ。一実施形態では、連続するＬＭＥテスト信号の重畳部分の周波数の差は、相関器内に設置された電気的ビート雑音フィルタ７２の帯域幅よりも大きく、ＬＭＥテスト信号の重なりに起因して生じるインコウヒアラント・ビート雑音は、電気的なフィルタ７２によって除去することができる。一実施形態では、レーザ搬送波周波数λ０を２５０ＭＨｚで変調し、ビート雑音フィルタ７２が約５００ＫＨｚの帯域幅を持つとすることができる。
【００２７】
図４は、ＬＭＥテスト信号搬送波波長のディザリングを行わない一実施形態のシステムにおける検出されたテスト信号の電圧と時間との関係を表すグラフ９０を含む。グラフ９０の第１の部分９１は、ＬＭＥテスト信号が重ならないで検出される、検出ＬＭＥテスト信号の部分を表し、グラフ９０の第２の部分９２は、例えば時間ｔ０だけＬＭＥテスト信号が重なり合って検出される、検出ＬＭＥテスト信号の部分を表す。図５は、図４のグラフ９０が得られるが搬送波波長のディザリングが含まれる本開示に係るシステムにおける、検出ＬＭＥテスト信号の電圧と時間との関係を表すグラフ９６を含む。グラフ９６の第１の部分９８は、ＬＭＥテスト信号が重なり合わないで検出される、検出されたＬＭＥ信号の部分を表わし、グラフ９６の第２の部分９９は、例えば時間ｔ０だけＬＭＥテスト信号が重なり合って検出される、検出されたＬＭＥテスト信号の部分を表す。図示されるように、グラフ９０の部分９２に存在するビート雑音成分９４は、本開示に係るグラフ９６の部分９９において大きく抑制されている。
【００２８】
本明細書に記述されかつその幾つかが本発明を用いる実施形態は、例示の目的で説明されたものであり、限定を目的としてはいない。
【００２９】
当業者にとって直ちに明らかとなる他の多くの実施形態が、本発明の原理および範囲から逸脱することなく作成されるであろう。
【符号の説明】
【００３０】
１０：ＷＤＭ伝送システム
１２：回線監視装置
１４：コード生成器
１６：レーザ送信器
２０：遅延システム
２２：相関システム
２６：フィルタ
２８、２９：光ファイバ
３４：カプラ
３０、６２：レーザ送信器
３６、４４：光中継器
３８、４０、４６、４８：増幅器
４２、５０：光ループバック経路
６０、６４：ＷＤＭ受信器
７０：波長ディザ生成器
７２：ビート雑音フィルタ
７４：障害分析システム
【図１】
2010534979.tif 000003
【図２】
2010534979.tif 000004
【図３】
2010534979.tif 000005
【図４】
2010534979.tif 000006
【図５】
2010534979.tif 000007
【国際調査報告】
2010534979.tif 000008