(57)【要約】【課題】光信号を一意に識別できるようにし、これにより装置内部におけるパスの接続経路を確実に監視できるようにした光伝送装置を低コストで提供すること。【解決手段】例えば矩形波や正弦波のような周波数繰り返し列やＩＤ情報などの特定の変調パターンに基づいて、光信号の入方路に設けられる光ファイバ増幅器２０２により各チャネルの光信号に強度変調を施す。そして、モニタ回路２０４において上記強度変調成分を抽出し、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９で所望の光信号の強度変調信号だけを選択して周波数識別回路２１０にて変調成分を識別する。さらに、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９により対象とするチャネルを順次切り換えることで、周波数発振源２０７と周波数識別回路２１０とを全てのチャネルで共用するようにする。【選択図】      図４
2005229387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられるルーティング情報に基づいて複数のチャネルの光信号をトランスペアレントにルーティングする光学部品と、
特定の信号波形を生成する波形生成手段と、
前記複数のチャネルごとに設けられ、前記複数チャネルの光信号を前記信号波形に基づいて前記光学部品への入力前にそれぞれ強度変調する複数の強度変調手段と、
前記複数のチャネルごとに設けられ、前記光学部品を通過後の光信号から前記信号波形を抽出する複数の抽出手段と、
前記ルーティング情報に基づいて、同じチャネルに対応する強度変調手段と抽出手段とを各チャネルごとに順次時分割的に駆動するシーケンス制御手段と、
このシーケンス制御手段により駆動される抽出手段において抽出される信号波形から前記光信号のチャネルごとの接続経路を監視する監視手段とを具備することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記複数の強度変調手段のそれぞれは、前記信号波形に基づいて、希土類元素ドープ光ファイバの反転分布の応答周波数より低い変調周波数で、かつ規定値以下に抑圧された変調度で前記光信号を強度変調することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
さらに、前記光学部品から出力される光信号から前記強度変調成分を除去する除去手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記除去手段は、希土類元素ドープ光ファイバを備え、自動レベル一定制御のもとで駆動される光ファイバ増幅器であることを特徴とする請求項３に記載の光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長多重伝送システムなどに用いられ、装置内部で光信号がトランスペアレントに伝達される光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの爆発的な普及に代表されるように、昨今の通信需要の増大は著しい。これを受けて光基幹通信網においても、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplex）技術などを用いて網の太束化が推し進められている。このような状況にあって、光伝送装置のボトルネック化が顕著になってきている。既存の光伝送装置は自装置内で光信号を電気信号に変換し、電気信号でルーティング処理を行うからである。
【０００３】
このような背景から、装置内部で光-電気-光変換（O-E-O変換）を行わず、光信号のままノード処理を実施する全光伝送装置が開発され、実用に供されようとしている。全光伝送装置は装置内部でO-E-O変換を実施しないことから、プロトコルフリーかつビットレートフリーな光ネットワークを構築できると期待されている。この種の装置には、ＯＡＤＭ（Optical Add Drop Multiplexer）装置や光クロスコネクト（Optical Cross Connect）装置などがある。
【０００４】
ところで、この種の装置は、光信号の経路を切り替えるための光スイッチや、光信号を増幅する光増幅器などの、種々の光学ユニットを備える。これらのユニットを健全な状態に保つためには、何らかの故障や、あるいは人為的に発生し得るミスコネクトなどが生じた場合にこれを確実に検知する必要がある。
【０００５】
装置内ユニットの不具合を検出するためには、装置内の各光信号をそれぞれ一意に認識し、どの光信号がどの部分を流れているかを追跡することが必要である。しかしながら、全光伝送装置は光信号を電気信号に変換しないことから、伝送信号の時分割多重したオーバヘッド情報などを手掛かりとして個々の光信号を区別することができない。既存の装置では各ユニットの入力部において光信号の入力パワーを監視することにより光信号の導通状態を確認できるようになっているが、個々の光信号の流れる経路を追跡できるまでには至っていない。
【０００６】
光信号を一意に識別するためには、個々の光信号の波長をモニタする方法が考えられる。しかしながら波長変換機能を備える装置では、装置内部において全ての光信号が同じ波長で伝達されることも有る。このような場合には波長によって光信号を区別することができない。
【０００７】
なお、関連する技術が下記特許文献１〜３に開示される。特許文献１には、装置内で設定した光信号の経路を、サービス信号に影響を及ぼすことなく監視することが可能な光クロスコネクト装置が開示される。特許文献２には、パイロット信号のレベル検出を用いた光空間スイッチの接続監視機能と、光パス個別の監視情報の伝送を同時に実現できるようにした光パス監視装置が開示される。特許文献３には、主信号光が伝送される光伝送路と同一光伝送路で監視情報を転送でき、また、光中継器を多段に接続する場合にも各光中継器の監視情報を同一光伝送路で伝送することができる光中継器の監視信号転送装置が開示される。
【特許文献１】特開２０００−３５８２６１号公報（段落番号［００３７］〜［００４６］、図１）
【特許文献２】特開平１０−３３６１０８号公報（段落番号［００２０］〜［００３４］、図１）
【特許文献３】特開平３−２１４９３６号公報（第７図など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上述べたように全光伝送装置においては、光信号が装置内部でトランスペアレントに伝達されるため、何らかの手法により光信号を一意に識別できるようにしなければ、装置内部におけるパスの接続経路を確実に監視することができない。従来の光入力パワーを監視する手法や、光信号の波長をモニタするといった手法によっては光信号を確実に識別できるとは言い難い。よって既存の光伝送装置はパスの接続経路を確実に監視することが困難であり、このため装置内の光学ユニットの健全性をモニタすることが難しいといった不具合を有する。
【０００９】
本発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、光信号を一意に識別できるようにし、これにより装置内部におけるパスの接続経路を確実に監視できるようにした光伝送装置を低コストで提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明の一態様によれば、与えられるルーティング情報に基づいて複数のチャネルの光信号をトランスペアレントにルーティングする光学部品（例えば光学部品２０３）と、特定の信号波形を生成する波形生成手段（例えば周波数発振源２０７）と、前記複数のチャネルごとに設けられ、前記複数チャネルの光信号を前記信号波形に基づいて前記光学部品への入力前にそれぞれ強度変調する複数の強度変調手段（例えば光ファイバ増幅器２０２）と、前記複数のチャネルごとに設けられ、前記光学部品を通過後の光信号から前記信号波形を抽出する複数の抽出手段（例えばモニタ回路２０４）と、前記ルーティング情報に基づいて、同じチャネルに対応する強度変調手段と抽出手段とを各チャネルごとに順次時分割的に駆動するシーケンス制御手段（例えば変調側チャネル選択スイッチ２０８、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９およびシーケンス制御回路２１１）と、このシーケンス制御手段により駆動される抽出手段において抽出される信号波形から前記光信号のチャネルごとの接続経路を監視する監視手段（例えば周波数識別回路２１０）とを具備することを特徴とする光伝送装置が提供される。
【００１１】
このような手段を講じることにより、各チャネルの光信号は、特定の信号波形に基づいて強度変調される。この信号波形が抽出手段により正常に抽出されたことを識別することにより、光信号のチャネルごとの接続経路を監視することができる。すなわち、光学部品の入方路および出方路において、光信号への強度変調の有無がルーティング情報に対応するか否かを識別することにより、光信号のチャネルごとの接続経路を監視することができる。またシーケンス制御手段により、接続経路の監視は各チャネルごとに時分割的に順次実施される。これにより波形生成手段と監視手段とをチャネル間で共用することが可能となり、従って低コスト化および構成の簡易化を促すことが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光信号を一意に識別することができ、これにより装置内部におけるパスの接続経路を確実に監視できるようにした光伝送装置を低コストで提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
図１は、波長多重光伝送システムに使用される全光伝送装置の構成を示すブロック図である。図１において光ファイバＷＬを介して到達した波長多重光は、光一括増幅器１０７により所定レベルに増幅されて光分波器１０１に入力され、個々の波長を有する光信号に分波される。各光信号はそれぞれ光増幅器１０５を介して光アドドロップ用光スイッチ１０２に導入され、その一部が光クロスコネクト用光スイッチ１０３に向け出力される。
【００１４】
光クロスコネクト用光スイッチ１０３は、光アドドロップ用光スイッチ１０２においてドロップされた光信号を、必要に応じて経路変更したのち低次群側（Tributary）に出力する。これらの光信号は、光増幅器１０６を介して図示しない交換機などの低次群装置に伝送される。
【００１５】
また低次群側から、光増幅器１０５および光クロスコネクト用光スイッチ１０３を介して、任意の光信号が光アドドロップ用光スイッチ１０２に導入される。これらの光信号は、光アドドロップ用光スイッチ１０２においてドロップされなかった光信号とともに経路変更され、光増幅器１０６を介して光合波器１０４に出力される。光合波器１０４は、入力された複数の光信号を波長多重し、光一括増幅器１０７を介して光ファイバＥＬに送出する。
【００１６】
図１に示される光伝送装置においては、光信号が装置内部をトランスペアレントに伝達される。よって、隣接する他の光伝送装置や光中継器との間の光伝送路、あるいは光分波器１０１などで生じる光損失を補償するために、装置への光信号の入口に光増幅器１０５が設けられる。また、装置内部の光部品（例えば光アドドロップ用光スイッチ１０２など）において生じる光損失を補償するために、装置からの信号の出口にも光増幅器１０６が設けられる。
【００１７】
図２は、図１に示される光伝送装置において障害が発生した状態の一例を示す図である。図中、発生した障害を（×印）で示す。図２において、光信号１０８に何らかの障害が発生して光信号パワーが著しく低下したとする。そうすると、まず光アドドロップ用光スイッチ１０２が入力断を検出し、次に光クロスコネクト用光スイッチ１０３が入力断を検出し、最後に、光増幅器１０６の後段に接続される光受信機１１０が入力断を検出することで、光信号１０８の障害が検出される。
【００１８】
また、光アドドロップ用光スイッチ１０２に何らかの障害が発生し、光アドドロップ用光スイッチ１０２の出力ポートから光信号が出力されなくなると、光クロスコネクト用光スイッチ１０３、および光受信機１１０が入力断を検出する。これにより光アドドロップ用光スイッチ１０２の故障が検出される。
【００１９】
なお、障害の影響を受けていない光信号１０９は、光アドドロップ用光スイッチ１０２、および光クロスコネクト用光スイッチ１０３を経由してTributary側の光受信機１１１に接続される。
【００２０】
図３は、図２と異なる形態の障害が発生した状態を示す図である。図３においては、光アドドロップ用光スイッチ１０２にミスコネクトが発生し、本来であれば光信号１０８が出力されるべき出力ポートＰ１に光信号１０９が接続されたとする。このような場合、各ユニット入力部で光信号の入力パワーを監視する従来の手法では、光クロスコネクト用光スイッチ１０３、および光受信機１１０はいずれも光信号１０８の入力断を検出することができない。また光受信機１１０に光信号１０９が出力されることから、光受信機１１０は信号断を検出できず、従って光アドドロップ用光スイッチ１０２でのミスコネクトを検出することができないことになる。以下に、上記のような不具合を解消することの可能な、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図４は、本発明に係わる光伝送装置の主要部構成を示すブロック図である。図４において、光ファイバＷＬを介して到来した光信号は光分波器２０１で分波され、光ファイバ増幅器２０２で増幅されたのち光スイッチなどの光学部品２０３に入力される。
【００２２】
各光ファイバ増幅器２０２には、周波数（ＩＤ：identification）発振源２０７で発生される各チャネル光ごとの固有の変調周波数ｆが、変調側チャネル選択スイッチ２０８を介して与えられる。各光ファイバ増幅器２０２は、与えられる変調周波数ｆに応じてチャネル光を強度変調し、これにより各チャネル光には、識別可能な固有の変調特性が付加される。
【００２３】
変調側チャネル選択スイッチ２０８は、ルーティング情報に基づくシーケンス制御回路２１１の制御により動作し、ルーティング情報に則した変調周波数ｆを光ファイバ増幅器２０２に切り替え出力する。これにより各チャネル光に付すべき識別特性が、光学部品２０３のルーティング設定に応じて切り替えられる。
【００２４】
シーケンス制御回路２１１は、所望のチャネル情報と、そのチャネルの光信号が光学部品２０３をどのように経由して出力されているかを示すスイッチング情報（すなわちルーティング情報）を基に変調側チャネル選択スイッチ２０８とモニタ側チャネル選択スイッチ２０９とを制御し、所望の光信号のみを出力させる。
【００２５】
光学部品２０３における入方路および出方路には、各チャネル光ごとにモニタ回路２０４が設けられる。モニタ回路２０４は各チャネル光に付与された変調周波数を読み取り、その結果をモニタ側チャネル選択スイッチ２０９に与える。モニタ側チャネル選択スイッチ２０９は、シーケンス制御回路２１１から与えられる制御信号に応じて切替動作し、ルーティング情報に応じた入出力経路の組み合わせで、各モニタ回路２０４の出力を周波数識別回路２１０に与える。
【００２６】
周波数識別回路２１０は、モニタ回路２０４で取得された変調周波数ｆを識別する。光学部品２０３から出力される波長光は、装置内誤接続の有無に拘わらず光ファイバ増幅器２０５に入射される。光ファイバ増幅器２０５はＡＬＣ（Automatic Level Control：自動レベル一定制御）駆動され、光学部品２０３から出力された各チャネル光をレベル補償するとともにその強度変調成分を除去する。その後各チャネル光は光合波器２０６に入射され、波長多重されて光ファイバＥＬに送出される。
【００２７】
変調側チャネル選択スイッチ２０８は、シーケンス制御回路２１１の制御の基づいて出力チャネルを選択する。選択された光ファイバ増幅器２０２には、周波数ｆの変調信号が出力される。選択された光ファイバ増幅器２０２は、この周波数ｆに基づいて光信号に強度変調を与える。なおこの時、その他の光信号チャネルに関しては出力一定モード（通常運用モード）で光ファイバ増幅器２０２が駆動され、出力も一定となる。
【００２８】
モニタ回路２０４は光信号の一部を分岐し、分岐光をフォトダイオード（図示せず）に照射して光電変換する。フォトダイオードの出力信号は、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９に出力される。モニタ側チャネル選択スイッチ２０９は、シーケンス制御回路２１１の制御により所望の光信号の出力チャネルのみを選択し、周波数識別回路２１０に出力する。周波数識別回路２１０は所望のチャネルの周波数を識別する。これにより、所望のチャネルの接続性を監視することが可能となる。
【００２９】
上記構成において光ファイバ増幅器２０２および光ファイバ増幅器２０５を設けることは、装置内部の光損失などを補償するために、特に全光伝送装置においては既知の構成である。本発明において特徴的である点は、光ファイバ増幅器２０２および光ファイバ増幅器２０５の、その使用法にある。
【００３０】
すなわち既存の手法では、両増幅器は光信号の強度レベルを一定に保つために使用されることが多い。特に、装置入口に設けられる光ファイバ増幅器２０２は、信号伝送路（光ファイバなど）の状況によりダイナミックに変動する入力光信号のレベルを補償するためにＡＬＣ駆動される。同様に、装置出口に設けられる光ファイバ増幅器２０５は、光部品による損失を補償したり、光信号のパス切替によって損失がダイナミックに変動しても出力レベルを一定に保つためにＡＬＣ駆動される。
【００３１】
これに対し本実施形態においては、光学部品２０３の入力側に設けられる光ファイバ増幅器２０２の増幅率を時間的に変化させ、光信号に強度変調を与えるための手段として使用する。また、光学部品２０３の出力側に設けられる光ファイバ増幅器２０５を、光損失を補償する手段として、および強度変調成分を取り除く手段として使用する。そして、各モニタ回路２０４においては、光信号に含まれる強度変調成分を抽出することにより、個々の光信号を一意に識別し、その結果をもとにパスの接続状態を監視するようにする。このような構成により、光伝送装置内において光信号のパス接続を、光信号の伝送品質に影響を与えることなく監視することが可能になる。
【００３２】
図５は、図４に示される光ファイバ増幅器２０２の構成を示すブロック図である。本実施形態において、光ファイバ増幅器２０２は光信号に強度変調を与えるための手段として用いられる。
【００３３】
図５において、図４の光ファイバＷＬおよび光分波器２０１から入力端子６０１を介して入力される光信号は、励起用ＬＤ（レーザダイオード）６０３で発生された励起光とともに光合波器６０２で合波され、希土類元素ドープ光ファイバ６０４に入射される。そうして、希土類元素ドープ光ファイバ６０４のポンプ作用により光信号は増幅される。
【００３４】
増幅された光信号は、レベル低下を無視できる程度に光分岐器６０５で分岐されたのち、出力端子６０６から出力される。分岐して取り出された光信号はフォトダイオード６０７で受光され、モニタ回路６０８で光電変換される。そして、モニタ電圧６０９が半導体レーザ駆動回路６１０に入力される。半導体レーザ駆動回路６１０は、モニタ電圧６０９と出力設定電圧６１１とを比較し、モニタ電圧６０９が出力設定電圧６１１に一致するように励起用ＬＤ６０３の駆動電流を制御する。
【００３５】
出力設定電圧６１１は、制御部６１２から半導体レーザ駆動回路６１０に与えられる。制御部６１２には、通常運用時出力設定電圧６１３、強度変調時出力設定電圧６１４、および外部信号（周波数ｆ）６１７が与えられており、制御部６１２はこれらのうちいずれかを、選択的に半導体レーザ駆動回路６１０に与える。
【００３６】
通常運用時出力設定電圧６１３は、一定値の電圧である。強度変調時出力設定電圧６１４は、通常運用時出力設定電圧６１３と、外部信号（周波数ｆ）６１７からの信号をもとに、強度変調出力電圧生成回路６１５において生成される。本実施形態においては、外部信号（周波数ｆ）６１７は、周波数（ＩＤ）発振源２０７により生成された信号である。また、本実施形態においては、外部信号（周波数ｆ）６１７からの入力変調信号の変調周波数を、希土類元素ドープ光ファイバ６０４の反転分布の応答周波数よりも低い周波数とすることに注意を要する。
【００３７】
図６は、強度変調出力電圧生成回路６１５において生成される強度変調時出力設定電圧６１４の例を示す図である。外部信号（周波数ｆ）６１７は、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、それぞれ矩形波、正弦波、または三角波などの繰り返し波形列であり、強度変調出力電圧生成回路６１５に入力する。この波形列の周波数は、本実施形態においては全ての光信号（パス）に対して共通の周波数となる。
【００３８】
このほか強度変調出力電圧生成回路６１５は、個々の光信号のＩＤ（Identification）情報が重畳された外部信号（周波数ｆ）６１７を取得する場合もある。例えば図６（ｄ）には光信号ＩＤとして８ビットの“０１００１０１１”が、図６（ｅ）には“１１０１００１０”が示される。
【００３９】
さて、図５に示される構成では、２つの動作モードが実現される。すなわち通常運用モードと、強度変調用モードである。通常運用モードにおいては一定値の出力設定電圧６１１が半導体レーザ駆動回路６１０に与えられるため、励起用ＬＤ６０３からは一定強度の励起光が出力される。
【００４０】
これに対し所望光信号チャネルのパス接続正常性を監視する強度変調運用モードでは、矩形波、正弦波、または三角波などの繰り返し波形列が外部信号（周波数ｆ）６１７により強度変調出力電圧生成回路６１５に入力され、出力設定電圧６１１として制御部６１２から半導体レーザ駆動回路６１０に与えられる。そうすると、半導体レーザ駆動回路６１０は強度変調時出力設定電圧６１４を目標値として制御される。これにより励起用ＬＤ６０３から出力される励起光が強度変調され、従って出力端子６０６から出力される光ファイバ増幅器２０２の出力光が強度変調される。なお、強度変調出力電圧生成回路６１５において、強度変調時出力設定電圧６１４の変調度を可変するようにしても良い。
【００４１】
上記構成においては、出力端子６０６から出力される出力光の変調度につき注意を要する。本実施形態においては、光信号の変調度を、光信号をＣＷ（連続発振光）で出力した場合の光強度に対する強度変調成分の全振幅強度の割合と定義する。
【００４２】
既に知られているように、希土類元素ドープ光ファイバを用いる光ファイバ増幅器においては、入力光レベルが著しく低下した状態から復旧した場合に光サージを生じる場合がある。光サージを生じると、後段に接続される光受信機などが損傷する虞がある。光サージを防止するためには、光ファイバ増幅器への入力信号がない場合（例えば入力断が検出された場合）には光ファイバ増幅器の励起ＬＤの駆動電流を停止するという手法がある。または、光ファイバ増幅器の前に可変光減衰器を配置し、光信号が入力断状態から急激に回復したときにはこの可変光減衰器により入力光信号の立ち上がりをなまらせるようにするという手法がある。いずれにせよ特別な工夫を要することから、なるべく光サージを生じないようにするのが望ましい。そこで本実施形態においては、後段に接続される光ファイバ増幅器２０５において光サージが発生しない程度に、出力端子６０６からの出力光の変調度を抑圧するようにする。
【００４３】
図７は、図４に示されるモニタ回路２０４の構成例を示す回路ブロック図である。モニタ回路２０４は、入力端子７０１と出力端子７０３との間に光分岐器７０２を備える。識別すべき光信号の一部が光分岐器７０２において分岐され、フォトダイオード７０４において受光される。分岐光のパワーは、出力端子７０３からの出力光のパワーと比較して十分に小さくしておく。受光された光信号はモニタ回路７０５において光電変換され、その出力電圧は図４に示されるモニタ側チャネル選択スイッチ２０９に接続されたのち、周波数検出回路７０８に与えられる。そして、周波数識別回路２１０（図４）により所望のチャネルの周波数（ＩＤ）が識別され、パス接続正常性が確認される。
【００４４】
図８は、図４に示される周波数識別回路２１０の構成例を示す回路ブロック図である。図４のモニタ回路２０４（入方路側）の出力電圧は、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９に接続される。一方、シーケンス制御回路２１１は、変調側チャネル選択スイッチ２０８およびモニタ側チャネル選択スイッチ２０９を制御して所望のチャネルを選択する。そして、所望のチャネルのモニタ電圧の周波数が周波数識別回路２１０に入力され、周波数検出回路７０８によりチャネル周波数が検出される。
【００４５】
図４に示すモニタ回路２０４（入方路側）の出力電圧は、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９に接続される。所望のチャネルのモニタ電圧はコンパレータ７０６に入力され、強度変調成分が取り出される。この強度変調成分はＡＤコンバータ７０７に与えられ、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換される。なおコンパレータ７０６はＡＤコンバータ７０７に内蔵されていることもある。
【００４６】
ＡＤコンバータ７０７の出力は周波数検出回路７０８に与えられ、その周波数がディジタル的に検出される。また図６の（ｄ）や（ｅ）のように、強度変調成分に光信号のＩＤや何らかの情報が重畳されている場合には、ＡＤコンバータ７０７の出力はＩ／Ｏ(Input/Output)装置を介して図示しない外部装置に入力され、重畳されているＩＤやその他の情報が解読される。このようにしても、個々の光信号を一意に解読することが可能になる。
【００４７】
図９は、図４に示される光ファイバ増幅器２０５の構成を示す図である。本実施形態において光ファイバ増幅器２０５は、光学部品で生じた光損失を補償するためだけではなく、強度変調された光信号から強度変調成分を取り除くための手段として使用される。
【００４８】
強度変調された光信号から強度変調成分を取り除くためには、希土類元素ドープ光ファイバを用いる光ファイバ増幅器に自動レベル一定制御（ＡＬＣ）を適用することにより、上記希土類元素ドープ光ファイバの反転分布の応答周波数よりも低い変調周波数成分を取り除くことが可能である。
【００４９】
一般的に、光ファイバ増幅器の励起光に対する増幅利得の周波数特性は、その遮断周波数が２ｋＨｚ程度である。よって、この遮断周波数より遅い例えば１ｋＨｚの周波数で強度変調された光信号であれば、希土類元素ドープ光ファイバはこの光信号の変動に十分追従することができる。従って光ファイバ増幅器をＡＬＣで用いた場合、変動周波数成分を取り除くことが可能になる。
【００５０】
図９において、図示しない光学部品により光損失が生じて光レベルが小さくなった強度変調光は、入力端子９０１を介して光ファイバ増幅器２０５に導入される。強度変調光は光合波器９０２において励起用ＬＤ（半導体レーザ）９０３からの励起光と合波され、希土類元素ドープ光ファイバ９０４に入射される。
【００５１】
強度変調光は希土類元素ドープ光ファイバ９０４のポンプ作用により増幅され、光分岐器９０５でその一部が分岐されたのち出力端子９０６から出力される。この分岐光はフォトダイオード９０７で受光されモニタ回路９０８で光電変換されたのち、得られたモニタ電圧９０９が半導体レーザ駆動回路９１０に入力される。
【００５２】
半導体レーザ駆動回路９１０は、上記モニタ電圧９０９と出力設定電圧９１１とを比較し、モニタ電圧９０９が出力設定電圧９１１に一致するように励起用ＬＤ９０３の駆動電流を制御する。出力設定電圧９１１には、一定の値の電圧が用いられる。
【００５３】
このような構成において、回路の応答特性を希土類元素ドープ光ファイバ９０４の反転分布の応答周波数と同等レベルにすることにより、希土類元素ドープ光ファイバ９０４の反転分布の応答周波数以下の入力光レベル変動に対して、出力端子９０６から出射される出力光のレベルを一定に保つことが可能である。
【００５４】
図１０は、図４に示される光伝送装置の各部における光信号波形を示す図である。図１０（Ａ）は、図４の光ファイバ増幅器２０２に入力される光信号波形を示す。光信号（Ａ）は光ファイバ増幅器２０２により強度変調され、光信号（Ｂ）となる。先述の通り本実施形態では、希土類元素ドープ光ファイバの反転分布の応答速度より低い変調周波数で、かつ強度変調成分を取り除く際に光サージが発生しない程度の変調度で、光信号を強度変調するようにする。なお図１０において”０レベル”とは光信号の無い状態に相当する。
【００５５】
光信号（Ｂ）は各光部品を経由することにより損失を受け、減衰して光信号（Ｃ）となる。光信号（Ｃ）は光ファイバ増幅器２０５に入力され、強度変調成分が取り除かれて光信号（Ｄ）となる。すなわち装置出口に設置される光ファイバ増幅器２０５を自動レベル一定制御（ＡＬＣ）で用いることにより、適切に変調された被変調光の強度変調成分を取り除くことが可能になる。
【００５６】
光部品による損失の補償だけではなく、光信号のパス切替によって損失がダイナミックに変動しても出力レベルを一定に保つため、ＡＬＣ駆動される光ファイバ増幅器を装置出口に設けることは従来から行われている。本実施形態では既存の光ファイバ増幅器を利用するが、光信号の変調周波数および変調度を新規な発想のもとで適切に設定することにより、装置出口に設けられる光ファイバ増幅器２０５を強度変調成分を取り除く手段として使用するようにしている。
【００５７】
図１１は、図４のシーケンス制御回路２１１の動作を説明するためのシーケンス図である。図１１において横軸は時間の経過を示し、縦軸は電圧または光強度を示す。シーケンス制御回路２１１は、所望のチャネル情報とルーティング情報とを基に、変調側チャネル選択スイッチ２０８とモニタ側チャネル選択スイッチ２０９とに、出力イネーブル（Enable）信号ＥＮを発出する。これにより、変調側チャネル選択スイッチ２０８とモニタ側チャネル選択スイッチ２０９とが各チャネルごとに時分割的にオンされる。
【００５８】
出力イネーブル信号ＥＮは、チャネル１からチャネルＮへと順番に、または、或る決められた順序で全ての光信号チャネルに対して或る一定のイネーブル時間ｔＥだけ発出される。イネーブル時間ｔＥは、モニタ回路２０４において周波数成分を観測するのに充分に長く、かつ周波数ｆに応じて充分に長い時間を確保するのが好ましい。
【００５９】
図１１において、まず、チャネル１に対するイネーブル信号がイネーブル時間ｔＥだけ発出される（符号３０１）。そうすると、チャネル１に対する変調側チャネル選択スイッチ２０８とモニタ側チャネル選択スイッチ２０９とが時間ｔＥの期間だけオンになる。よって、光ファイバ増幅器２０２によりチャネル１の光信号が強度変調され（符号３０４）、モニタ回路２０４によりチャネル１の強度変調信号がモニタされる。その結果は周波数識別回路２１０に与えられてチャネル１のパスの接続経路正常性が確認される。
【００６０】
チャネル１に対するイネーブル時間ｔＥが過ぎるとチャネル２（符号３０２）、チャネル３、…の出力イネーブル信号ＥＮが順次オンとなり、各チャネルのパスの接続経路正常性が順次確認される。最後にチャネルＮ（３０３）の出力イネーブル時間が過ぎると再びチャネル１に戻り、パス接続経路正常性の監視がチャネル１から繰り返される。
【００６１】
このようにシーケンス制御を実施することにより、単一の周波数発振源２０７、および単一の周波数識別回路２１０を用いて、複数のチャネルのパスの接続正常性をほぼ同時に監視することが可能となる。すなわち、周波数発振源２０７および周波数識別回路２１０をチャネルごとに設けて光信号ごとにパスの接続経路を個別に監視するのに比べ、装置構成を格段にシンプルにすることができる。従って低コスト化や小型化などのメリットを得ることが可能になる。
【００６２】
以上のように本実施形態では、例えば矩形波や正弦波のような周波数繰り返し列やＩＤ情報などの特定の変調パターンに基づいて、光信号の入方路に設けられる光ファイバ増幅器２０２により各チャネルの光信号に強度変調を施す。そして、モニタ回路２０４において上記強度変調成分を抽出し、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９で所望の光信号の強度変調信号だけを選択して周波数識別回路２１０にて変調成分を識別する。さらに、モニタ側チャネル選択スイッチ２０９により対象とするチャネルを順次切り換えることで、周波数発振源２０７と周波数識別回路２１０とを全てのチャネルで共用するようにする。
【００６３】
このようにしたので、所望の光信号を一意に識別することが可能になる。従って、所望の光信号の導通を順次モニタすることにより、装置内部におけるパスの接続経路を確実に監視することが可能になる。しかも周波数発振源２０７と周波数識別回路２１０とがただ一つだけで済むことから、シンプルかつ低コストな構成で光信号を識別することが可能となる。
【００６４】
また本実施形態では光信号を強度変調する際に、その変調周波数を希土類元素ドープ光ファイバの反転分布の応答周波数より低い周波数とし、かつ光サージが発生しない程度に抑圧された変調度で光信号を強度変調するようにしている。このようにしたので、光信号の出方路においてＡＬＣ駆動される光ファイバ増幅器２０５により、強度変調成分を取り除くことが可能になる。このようなことから、光伝送装置内において、光信号の伝送品質に影響を与えることなく、光信号のパス接続を監視することが可能になる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】波長多重光伝送システムに使用される全光伝送装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示される光伝送装置において障害が発生した状態の一例を示す図。
【図３】図１に示される光伝送装置において障害が発生した状態の別の例を示す図。
【図４】本発明に係わる光伝送装置の主要部構成を示すブロック図。
【図５】図４に示される光ファイバ増幅器２０２の構成を示すブロック図。
【図６】強度変調出力電圧生成回路６１５において生成される強度変調時出力設定電圧６１４の例を示す図。
【図７】図４に示されるモニタ回路２０４の構成例を示す回路ブロック図。
【図８】図４に示される周波数識別回路２１０の構成例を示す回路ブロック図。
【図９】図４に示される光ファイバ増幅器２０５の構成例を示す回路ブロック図。
【図１０】図４に示される光伝送装置の各部における光信号波形を示す図。
【図１１】図４のシーケンス制御回路２１１の動作を説明するためのシーケンス図。
【符号の説明】
【００６７】
ＷＬ，ＥＬ…光ファイバ、６０４，９０４…希土類元素ドープ光ファイバ、１０１…光分波器、１０２…光アドドロップ用光スイッチ、１０３…光クロスコネクト用光スイッチ、１０４…光合波器、１０５，１０６…光増幅器、１０７…光一括増幅器、１１０，１１１…光受信機、２０１…光分波器、２０２…光ファイバ増幅器、２０３…光学部品、２０４…モニタ回路、２０５…光ファイバ増幅器、２０６…光合波器、２０７…周波数発振源、２０８…変調側チャネル選択スイッチ、２０９…モニタ側チャネル選択スイッチ、２１０…周波数識別回路、２１１…シーケンス制御回路、６０１…入力端子、６０２…光合波器、６０３…励起用ＬＤ、６０５…光分岐器、６０６…出力端子、６０７…フォトダイオード、６０８…モニタ回路、６０９…モニタ電圧、６１０…半導体レーザ駆動回路、６１１…出力設定電圧、６１２…制御部、６１３…通常運用時出力設定電圧、６１４…強度変調時出力設定電圧、６１５…強度変調出力電圧生成回路、７０１…入力端子、７０２…光分岐器、７０３…出力端子、７０４…フォトダイオード、７０５…モニタ回路、７０６…コンパレータ、７０７…ＡＤコンバータ、７０８…周波数検出回路、９０１…入力端子、９０２…光合波器、９０３…励起用ＬＤ、９０５…光分岐器、９０６…出力端子、９０７…フォトダイオード、９０８…モニタ回路、９０９…モニタ電圧、９１０…半導体レーザ駆動回路、９１１…出力設定電圧
【図１】
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【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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