(57)【要約】チャネルの追加／ドロップを有し、ファイバスパン間に配列されている増幅サイト（１０）を有する光ファイバ遠隔通信システムにおける、特定的にはＤＷＤＭにおけるトラフィック生存方法が開示される。本方法によれば、サイト内の増幅器（１３）内で発生したＡＳＥ雑音のパワーが増幅され、サイト入力スパンの破断によって失われたチャネル（ｎ）のパワーが出力において補償される。追加／ドロップを有する増幅器デバイス、及びそれを有する遠隔通信システムも開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルの追加／ドロップを有し、ファイバスパン間に配列されている増幅サイトを有する光ファイバ遠隔通信システムにおける、特定的にはＤＷＤＭにおけるトラフィック生存方法であって、上記サイト内の増幅器内で発生するＡＳＥ雑音のパワーを増幅し、上記サイト入力スパンの破断に起因して失われたチャネルのパワーを出力において補償することを特徴とするトラフィック生存方法。
【請求項２】
上記雑音パワー増幅は、上記サイトへのチャネル入力のパワーをパワーＰoutPAまで増幅し、もし入力信号が存在しなければ、増幅器自体の内部ＡＳＥ雑音のパワーをパワーＰoutPAに実質的に等しいパワーＰaseまで増幅することによって、上記チャネルの追加／ドロップの上流に配列された少なくとも１つの増幅器に、入力信号には無関係に、それ自体の出力パワーを所定のＰoutPA値に実質的に一定に保たせるフィードバックを有することを要求することによって得ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記サイトの出力ブースタ増幅器は、それ自体の出力パワーを、所定の入力パワー範囲内に実質的に一定に保つように制御されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
光ファイバ遠隔通信システム内の光ファイバスパン間の増幅サイト内に配列されるように設計され、入力と出力との間の信号経路に沿って配置された入力増幅器と、チャンネル追加／ドロップデバイスと、出力増幅器とを備えている光学式追加／ドロップ増幅デバイスであって、上記入力増幅器は、上記サイトへのチャネル入力のパワーをパワーＰoutPAまで増幅し、また入力信号が欠如する場合には、上記増幅器内のＡＳＥ雑音のパワーをパワーＰoutに実質的に等しいパワーＰaseまで増幅することによって、上記サイト入力スパンの破断に起因して失われたチャネルのパワーを出力ＡＳＥ雑音を用いて補償するように、上記増幅器の出力パワーを、上記入力信号には無関係に、ＰoutPAに実質的に一定に保つフィードバックを有していることを特徴する光学式追加／ドロップ増幅デバイス。
【請求項５】
光ファイバ遠隔通信システムであって、光ファイバスパンによって互いに接続されている複数の増幅サイトを備え、上記サイトはチャネルの追加／ドロップを有し、少なくとも１つのサイトは先行請求項の何れかに記載のデバイス、及び／または方法の適用を含むことを特徴とする光ファイバ遠隔通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ遠隔通信システムにおいて、先行スパン内にリンク破断を生じた場合に、スパン内に追加されたトラフィックを生き残らせることを可能にする革新的な方法に関する。また本発明は、上記方法によるデバイス、及び上記方法または上記デバイスによって提供される遠隔通信システムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
光学式追加／ドロップ（ADD／DROP）能力を有するＷＤＭシステムにおいては、ｎチャネルの１セットが増幅サイト内で終わるｎ番目のスパンを通って走行する。そのサイトにおいて信号は前置増幅器（ＰＡ）によって増幅され、ＤＣＦファイバ、または固定または可変アッテネータ等のような他の成分の存在によってもたらされる減衰を受けた後に、追加／ドロップフィルタへ到達する。この追加／ドロップフィルタにおいて、‘ｄ’チャネルで構成されるサブセットが除かれ（ドロップ）、‘ａ’チャネルで構成される新しいサブセットがシステム内に追加される（追加）。従って、追加／ドロップ出力にはｎ−ｄ＋ａチャネルが現れ、これらはパワー増幅器（ブースタ）によって増幅された後に、後続するｎ＋１番目のスパン内へ送り出される。
【０００３】
このようなシステムでは、増幅サイトにおいて追加されたトラフィックは、例えば先行スパン内のファイバ破断のようなリンク破断の場合に生き残らせなければならない。
【０００４】
もし、例えばｎ番目のスパン内のファイバの破断というような破断が発生すれば、ｎチャネルが、従って除去された‘ｄ’チャネルが失われるが、新たに追加されたチャネルは破断の結果によって影響を受けることなく作動し続けなければならない。この最後の条件は、もし追加されたチャネルがパワー変化を受けないようにパワー増幅器の利得が不変の場合に限って満足させられる。
【０００５】
この問題に対する従来の解法は、ファイバが破断した後に、システムが異なる構成をとる、即ち異なる数のチャネルになることを考えることであり、従ってシステム内の全てのカードを新しい構成に従ってリセットしなければならない。
【０００６】
このためには、増幅器、及び生存チャネルの伝送に含まれる全てのカードへ新しいセッティングを通報する通信をターンオフする必要がある。これらのカードは、単一のサブラックの異なるカードであることができるが、他のサブラック内のカードであることも、または他のシステムサイト内のカードであることさえもできる。従って、新しい構成について全てのシステムカードへ通報し、これらのカードにそれらのセッティングを変化させるのに要する時間を許容するために、この手順はある時間を必用とする。この時間中、システムは制御されていない移行状況にあり、作動し続けなければならない追加されたチャネルは負の影響を受けるので、トラフィックの損失を生ずることになる。
【０００７】
もし上記手順を完了させるために要する時間が、クライアントによって要求されるトラフィック回復時間よりも長ければ、この従来技術の解法は実行不能である。
【０００８】
他の従来技術の解法は、失われたチャネルのパワーを補償するための付加的なチャネルの使用を含むが、この解法は、開発時間及び付加的なコストから見て、高価なソフトウェア及びハードウェアの開発を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一般的な目的は、増幅器ＰＡをターンオン及びオフさせることがなく、反対にカード間の通信及びシステムリセッティング時間に、何も要求することなく、失われたチャネルのパワーを補償するためにそれを使用するという異なるアプローチに基づく解法を利用できるようにすることによって、上述した諸欠陥を解消することである。提唱する解法の別の長所は、それが特定の付加的なハードウェア及びソフトウェア開発を必要としないことである。
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は、チャネルの追加／ドロップを有し、ファイバスパン間に配列されている増幅サイト（チャネルの追加／ドロップを有する）を有する光ファイバ遠隔通信システムにおいて、特定的にはＤＷＤＭにおいて、サイト内の増幅器内で発生するＡＳＥ雑音のパワーを増幅し、サイト入力スパンの破断に起因して失われたチャネルのパワーを出力において補償するようにしたトラフィック生存方法を提供することを探索した。
【００１１】
更に、本発明は、光ファイバ遠隔通信システムにおいて光ファイバスパン間の増幅サイト内に配列されるように設計された光学式追加／ドロップ増幅デバイスを提供することを探索した。本追加／ドロップ増幅デバイスは、入力と出力との間の信号経路に沿って配置された入力増幅器と、チャンネルの追加／ドロップデバイスと、出力増幅器とを備え、入力増幅器は、サイトへの入力チャネルのパワーをパワーＰoutPAまで増幅し、また入力信号が欠如する場合には、サイト入力スパンの破断に起因して失われたパワーをＡＳＥ雑音を用いて補償するように、パワーＰoutに実質的に等しいパワーＰaseまで増幅器内のＡＳＥ雑音のパワーを増幅することによって、入力信号には無関係に、増幅器の出力パワーをＰoutPAに実質的に一定に保つフィードバックを有することを特徴としている。
【００１２】
最後に、光ファイバスパンによって互いに接続されている複数の増幅サイトを備え、上記サイトはチャネルの追加／ドロップを有し、少なくとも１つのサイトは上記デバイス、及び／または方法の適用を含むような光ファイバ遠隔通信システムを提供することを探索した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の改革的な原理、及び従来技術と対比したその長所の説明を明瞭にするために、以下に添付図面を参照して可能実施例を説明するが、本発明の上記原理の適用はこの実施例に限定されるものではないことを理解されたい。
【００１４】
図１を参照する。図１に全体が２０で示されている光ファイバ遠隔通信システムには、追加／ドロップを有するｎ増幅サイトの１つだけが示されている。先行光ファイバスパン１１が各サイト１０に到達し、後続光ファイバスパン１２が各サイトから出て行く。
【００１５】
サイト１０は入力前置増幅器１３（ＰＡ）を備え、入力前置増幅器１３は先行スパンから信号を受信し、それを増幅した後に、従来技術の（従って詳細な説明は省略する）信号処理部材１４（ＤＣＦファイバ、固定または可変アッテネータ等）へ送る。次いで、信号は追加／ドロップデバイスまたはフィルタ１５へ到達し、追加／ドロップデバイス１５においてある数‘ｄ’のチャネルが除去され、ある数‘ａ’までのチャネルがシステムに追加されて新しいサブセットが作られる。従って、追加／ドロップデバイスの出力にはｎ−ｄ＋ａチャネルが存在することになり、これらはパワー増幅器またはブースタ１６（ＢＡ）によって増幅され、後続スパン１２内へ送出される。
【００１６】
全ての能動成分と同様に、光増幅器はある程度の雑音を発生することが特色である。雑音の主たる源は、光増幅器の活動スパンの自発性放射であり、これはゼロ平均のランダム騒乱を発生する。一般に、この雑音を「増幅された自発性放射」（ＡＳＥ）と呼ぶ。
【００１７】
光増幅器を生産する場合、信号に対してＡＳＥ雑音を無視できる量に維持しようとすることは当然である。従って、通常の増幅器動作では、即ち入力信号が存在する場合には、ＡＳＥ雑音のパワーは信号パワーより遙かに低い。これに対して増幅器に入力が存在しない場合には、増幅器はその出力にＡＳＥ雑音だけを放出し得る。普通はこのＡＳＥ雑音は無関心事であるので、従来技術では増幅器が入力信号を受信しない場合には増幅器をターンオフさせることによってＡＳＥ雑音を直ちに排除するようになっている。
【００１８】
本発明の改革的な方法によれば、例えばサイトへ入るスパンのファイバが破断したために増幅器が入力を受信しなくなった場合には、ＡＳＥ雑音を抑圧するのではなく、欠如した信号パワーの代わりに等しいパワーを有するＡＳＥ雑音を使用する。
【００１９】
サイトの光増幅器は、公知の電子制御ループによってセット可能な定出力パワーで作動することが許容される。入力パワーには無関係に出力パワーを一定に保つために、レーザポンプも公知の手法で制御される。
【００２０】
出力増幅器１６（ＢＡ）を平坦な利得を有する理想増幅器と考える。また、
Ｐa＝ＢＡへの追加されたチャネル入力のパワー、
Ｐch＝ファイバが破断する前のＢＡへのＮ−Ｄチャネル入力のパワー、
Ｐase＝ファイバが破断した後のＢＡ入力におけるＰＡ  ＡＳＥ雑音のパワー、
ＰoutBA＝ＢＡ出力パワー、
ＰoutPA＝ＰＡ出力パワー、
Ｇ1、Ｇ2＝ファイバが破断する前及び後のＢＡ利得、
と定義する。
【００２１】
ＢＡ出力パワーを一定に維持し、且つＰoutBAに等しくしなければならないから、
−Ｇ1（Ｐch＋Ｐa）＝ＰoutBA   （ファイバ破断前）                  （１）
−Ｇ2（Ｐase＋Ｐa）＝ＰoutBA   （ファイバ破断後）                  （２）
になる。
【００２２】
追加されたチャネルのトラフィックの生き残りを保証するためには、ファイバが破断した後もそれらのパワーが変化しないことが必要である。追加されたチャネルのパワーレベルが変化すると、システムのダイナミックレンジの制限、または非線形効果のためにその性能が影響を受ける。この状態を確保するためには、
Ｇ1＝Ｇ2  →  Ｐase＝Ｐch                                        （３）
とする必要がある［式（１）及び（２）参照］。
【００２３】
式（３）は、ＡＳＥ雑音のパワーを、失われたチャネルのパワーに等しくしなければならないことを記述している。Ｎチャネルのパワーが等化されているものとすれば、
Ｐch／ＰoutPA＝（Ｎ−Ｄ）／Ｎ
と書くことができ、式（３）を用いれば、
Ｐase／ＰoutPA＝（Ｎ−Ｄ）／Ｎ                                     （４）
になる。
【００２４】
この関係は、ファイバ破断の前と後とで増幅器ＰＡのパワー間のセッティングを異ならせ、ＰoutPAとＰaseとを別々に制御することを必要とする。そのためにはＰＡがリンク内のファイバの破断を検出し、それ自体のセッティングを変化させる能力を有している必要があるので、これは実現不能であり、従って上述した従来技術の欠陥へ逆戻りしてしまう。
【００２５】
この理由から、以下のルールを確立する。
Ｐase＝ＰoutPA                                                      （５）
このためには、入力パワーには無関係に増幅器の出力パワーを一定にするように増幅器を制御する必要があるが、式（５）は増幅器制御ループによって自動的に検証される。換言すれば、入力信号が存在しない場合、増幅器はそのパワー利得を増加させて増幅器がそれ自体の出力パワーを増幅器が保つべき所定の値を取るまで内部雑音を増幅する。
【００２６】
式（４）に代わる式（５）を検討し、Ｄ≪Ｎである場合には満足すべき性能が得られること、及びＤ≒Ｎの場合にも比較的小さい欠陥しか生じ得ないことが分かった。これらはファイバ破断の後に生存チャネルのパワーを変化させるという必要性を満たし、リンクの柔軟性を評価する時に考慮に入れなければならない。しかしながら、システムの正常動作中には、即ち、ファイバが破断していない時には、システムは普通のシステムと区別できないように動作するので、この解法は欠陥を付加しない。
【００２７】
出力ブースタ増幅器は、入力パワーの合理的な間隔内で出力パワーを実質的に一定に保持するためのフィードバックを有している。
【００２８】
図２は、40チャネルがシステム内を走行して追加／ドロップサイトに到達するようなサンプルシステムにおける実際の測定を示すことによって、本発明によるシステムの動作を明白にするグラフである。このサイトにおいては、１つのチャネルが除外され、１つのチャネルが追加されている。図２に示すスペクトルは、ＰＡ入力を切り離すことによって発生させたファイバ破断の前及び後の両方のＢＡ出力を測定したものである。
【００２９】
このスペクトルから、ファイバ破断後に失われた39チャネルに代わるＡＳＥ雑音のプロファイルを見ることができる。生存チャネルが受けるパワー変化は＜１ｄＢであって無視できるものであり、これは上述し、特許請求の範囲に記載されている解法の有効性を示していることが理解できよう。
【００３０】
以上の説明から、破断したスパンに後続するスパン内において優れたトラフィック生存を可能にする方法、デバイス、及び光ファイバ遠隔通信システムを利用できるようにすることによって、前述した所定の目的が達成されていることは明白である。
【００３１】
勿論、理想的ではない実際のシステムにおいては、例えばＡＳＥ雑音のパワーを失われたチャネルのそれに匹敵するパワーまで上昇させるのに必要な増幅度が大きいために、増幅器の実際の挙動が若干の小さい欠陥を付加し得る。これによってシステムが受けるインパクトは、システムの強さ、増幅器設計、リンク構成、アーキテクチャ、チャネルセッティング等に依存する。しかしながら、当業者ならば容易に理解できるように、設計を適切にすることによってどのような欠陥も最小にすることができる。更に、本発明による解法の適用によって最悪時に誘起される何等かの欠陥を見て、システムの推定コストを計算する時にこれらの付加された欠陥を考慮するには、実際のシステムの若干の容易な実際的測定で十分であろう。
【００３２】
上述した解法の長所は、何れの場合も、どの制限された欠陥よりも遙かに大きい。これらの制限された欠陥は、当業者の通常の知識による容易な実際的設計選択によって最小化または排除することができる。
【００３３】
上述した解法によって、さまざまな形態の追加／ドロップを有するＤＷＤＭシステムにおいて追加されたチャネルを生き残らせることが可能になり、これは実際にハードウェア及びソフトウェア開発を付加することなく達成することができる。
【００３４】
これは、多数のシステム構成に対して、制限されたコストで、短時間で追加／ドロップ機能を利用できるようにする。
【００３５】
勿論、本発明の改革的原理を適用した実施例の上記説明は、特許請求の範囲内での上記原理の適用の単なる例示に過ぎない。
【００３６】
例えば、増幅サイトの正確な構造は図示の構造とは異なることができ、またスパンリンク、及び追加／ドロップリンク上での入力及び出力の特定の処理のために付加的な部材を含むことさえ可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】あるスパンに入る光ファイバリンクと、そのスパンから出て行く光ファイバリンクとを有する増幅サイトのブロック図である。
【図２】本発明の動作原理を例示するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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