(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる複数の光信号による波長多重光を一括増幅する光増幅器を中継器として用いるＷＤＭ光伝送システムに適用され、
波長の異なる複数の光信号を波長多重して送出する光送信装置と、
前記光送信装置から送出された波長多重光信号を伝送する光ファイバの光伝送路と、
前記光伝送路によって伝送された波長多重光信号を波長毎に分離して受信する光受信装置と、
前記光伝送路の損失を補償するための複数の光増幅中継器と、
前記光増幅中継器および前記光伝送路で生じた損失変化を補償するための２つ以上の可変光減衰器とを備える波長多重光増幅中継伝送システムにおいて、
前記光受信装置は、
受信した光信号の伝送品質を波長毎に検出する検出手段と、
前記検出手段によって伝送品質の異常が検出されると、波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて前記全ての可変光減衰器の減衰量を一斉に調整し、その後個々の可変光減衰器の減衰量を調整して最適化する調整手段と、
を備えることを特徴とする波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項２】
前記調整手段は、波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて前記全ての可変光減衰器の減衰量を均等に一斉に調整し、その後前記伝送品質の劣化の原因を解析することによって可変光減衰器の個々の減衰量を調整し再度設定を行い最適化することを特徴とする請求項１に記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項３】
前記検出手段および前記調整手段は、伝送品質として光電力を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項４】
前記検出手段および前記調整手段は、伝送品質として光ＳＮＲを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項５】
前記検出手段および前記調整手段は、伝送品質として符号誤り率を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項６】
前記光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器であって、前記伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号から算出することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項７】
前記波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより長波長側の信号であることを特徴とする請求項６に記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項８】
前記光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器であって、前記伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号から算出することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【請求項９】
前記波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより短波長側の信号であることを特徴とする請求項８に記載の波長多重光増幅中継伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１本の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を多重化して伝送を行う波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光伝送システムにおいて、各波長を一括して増幅する光増幅器を中継器として多段接続して長距離伝送を行う光海底ケーブルシステムなどに用いられる波長多重光増幅中継伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、１本の光ファイバでの伝送容量を飛躍的に増大させることができるＷＤＭ光伝送システムは、大陸間を結ぶ光海底ケーブルに盛んに導入されている。
【０００３】
ＷＤＭ光伝送システムでは、個別の光源からくる波長の異なる複数の光キャリアを個々に変調し、変調した光信号の全てを光合波器によって合波する。合波されたＷＤＭ光信号は、光増幅器で一括増幅され光伝送路に送出される。光伝送路に送出されたＷＤＭ光信号は、光伝送路の損失を補償するために所定の中継間隔毎に配置された光増幅器によって再び一括増幅され次の光伝送路に送出される。このようにＷＤＭ光信号は、所定の中継間隔で一括増幅されながら受信端に到達する。受信端では受信したＷＤＭ光信号を光分波器で個々の光信号に分離し、分離された光信号は、光受信機でデータに再生される。
【０００４】
ＷＤＭ光伝送システムの場合、ＷＤＭ光信号は、光増幅器で一括増幅されるため、光増幅器が有する利得の波長依存性（利得プロファイル）によって生じる光信号の信号レベル偏差は、光増幅器による中継回数が増加する度に拡大してしまう。光信号レベルが大きくなりすぎると光伝送路である光ファイバの非線形効果により波形劣化を生じ、光信号レベルが小さくなりすぎると信号が雑音に埋もれ、所望の伝送距離を伝送することができなくなってしまう。このような現象を避けるためには、光増幅器を用いて多段中継を行う場合、光信号の波長帯域内における利得偏差をできるだけ小さくする必要がある。そのために光増幅器の利得プロファイルを相殺するような透過率の波長依存性（等化プロファイル）を有する利得等化器が広く用いられている。
【０００５】
一方、光増幅器として広く用いられているエルビウムをコアに添加した光ファイバを増幅媒体としたエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Er Doped Fiber Amplifier）は、入力光強度と励起光強度によって決まる反転分布状態によって利得プロファイルが変化することがよく知られている。特に励起光強度一定制御を行っている光海底中継器では、入力光強度が変化すると利得プロファイルが変化するため、光ファイバのスパン損失と光増幅中継器の利得とを同一にするように入力光強度の動作点が決められ、その状態に合わせて利得等化器の設計が成されている。
【０００６】
しかし、これらの利得等化器は受動的なデバイスであり、漁船や地震等の外的要因による光ケーブルの断線後の修理（割入れファイバ挿入）による損失増加や光ファイバケーブルや光海底中継器の構成光部品等の経年劣化による損失増加によって利得プロファイルが変化し、利得偏差を劣化させることになる。
【０００７】
このような問題を改善するためには、光増幅器への入力光強度が変化することによる利得の波長傾斜特性を保障するデバイス（可変利得等化器）を適用することが有効である。磁気光学効果を利用して直線的な損失波長傾斜を変化させるデバイス、光導波路によってマッハ・ツェンダー干渉計を構成して直線的な損失波長傾斜を変化させるデバイス、あるいは、可変光減衰器と光増幅器とを組み合わせて光増幅器への入力光強度を制御し利得または損失の波長傾斜を変化させる方式が提案されている。このような従来技術の１つとして可変利得等化器を用いてシステム状態の変化に伴う等化誤差の変動を抑圧する方法が特開平１１−２２４９６７号公報に開示されている。
【０００８】
図６を参照して、特開平１１−２２４９６７号公報に示された光通信システムの利得等化方法を説明する。図６は、光送信装置と光受信装置が光ファイバの光伝送路で接続されている光通信システムの光伝送路の一部の区間を示している。図６で示す光伝送路の区間２８は、光ファイバの光伝送路３０の途中に複数の光中継器３２と固定利得等化器３４と可変利得等化ユニット３６とを備えている。光中継器３２は、インライン型の光増幅器３８を備えている。可変利得等化ユニット３６は、利得または損失の波長特性が可変である可変利得等化器４０を備えている。
【０００９】
この光通信システムでは、波長が帯域１５４０ｎｍ〜１５６０ｎｍに予め定められており、光伝送路３０の損失変動に対して光中継器３２の利得プロファイルは、長波長側の利得が最大となり短波長側の利得が最小となる波長特性を表すｇ（λ）[ｄＢ]と、短波長側の利得が最大となり長波長側の利得が最小となる波長特性を表すｆ（λ）[ｄＢ]との間で変化すると仮定し、かつ固定利得等化器３４の損失波長特性Ｌ（λ）が、（ｇ（λ）＋ｆ（λ））／２＋ａλ＋ｂという式で示された特性（ただしａ、ｂは定数）を満足するように設計されている場合、光伝送路３０の損失変動に伴う利得プロファイルは、波長λに対して直線的な等化誤差Δｇ（λ）あるいはΔｆ（λ）を有している。但し、Δｇ（λ）＝Ｌ（λ）−ｇ（λ），Δｆ（λ）＝Ｌ（λ）−ｆ（λ）である。したがって、この従来システムの可変利得等化ユニット３６では、波長に対して実質的に線形に損失傾斜が変化する可変利得等化器４０を構成要素として用いて等化誤差を補償することで、光伝送路全体の利得傾斜が常にフラットになるように図６に示した区間毎に閉じた系で可変利得等化を行っている。
【００１０】
図６に示した個々の区間２８毎に閉じた系で可変利得等化を行うためには、異常箇所を特定する必要がある。ここで、上記従来システムの光中継器３２に図７に示すようなＥＤＦＡによる一般的な光増幅中継器４を用いた場合の異常箇所特定処理について説明する。
【００１１】
図７は、ＥＤＦＡによる光増幅中継器４の構成を示すブロック図である。光増幅中継器４は、光増幅中継器４に入力される信号光の入力光強度をモニタするための入力光モニタ１０１と、増幅媒体としてのエルビウム添加光ファイバ１０２（ＥＤＦ：Er Doped Fiber）と、エルビウム添加光ファイバ１０２に励起光を供給し、信号光を取り出すためのＷＤＭカプラ１０３と、エルビウム添加光ファイバ１０２によって増幅された光の逆流を防ぐための光アイソレータ１０４と、エルビウム添加光ファイバ１０２への励起光源１０５と、光増幅中継器４から出力される信号光の出力光強度をモニタするための出力光モニタ１０６と、入力光モニタ１０１の出力と出力光モニタ１０６の出力から利得を算出する利得モニタ１０７と、励起モニタ１０８を備えている。
【００１２】
図８に示すように、光伝送路３と光増幅中継器４の間に損失の変化が生じた光伝送路３ａがある場合、光伝送路３ａの直後にある光増幅中継器４の入力信号が変化する。これにより、光伝送路３ａの直後にある光増幅中継器４の入力光モニタ１０１が異常を検知し、光伝送路３の異常箇所が光伝送路３ａであることが特定される。
【００１３】
つぎに、光増幅中継器４の内部で異常が発生した場合の検知について説明する。図９は、励起光源１０５が故障した場合を示している。励起光源１０５が故障すると、増幅率が変化し出力光強度をモニタしている出力光モニタ１０６の出力が変化する。つまり、利得が変化するので利得モニタ１０７で異常を検出することができる。また、励起光源１０５の動作電流および背面光モニタ電流をモニタする励起モニタ１０８でも異常が検出される。これにより、異常箇所が励起光源１０５であることが特定できる。
【００１４】
図１０は、エルビウム添加光ファイバ１０２よりも光増幅中継器４の出力側で異常が生じた場合を示している。この場合は、出力信号が変化するので出力光モニタ１０６と、利得モニタ１０７で異常が検出され、ＷＤＭカプラ１０３または光アイソレータ１０４のどちらかが故障し、光増幅中継器４の出力側で損失変動が生じたことが特定できる。
【００１５】
図１１は、光増幅中継器４の入力側に異常が生じた場合を示している。この場合は、利得モニタ１０７だけが異常を検知する。入力光モニタ１０１は異常を検知していないことから、異常箇所は、入力光モニタ１０１よりも後段の部分からエルビウム添加光ファイバ１０２よりも入力側であることが特定できる。
【００１６】
このように、光増幅中継器４内の入力光モニタ１０１、出力光モニタ１０６、利得モニタ１０７、励起モニタ１０８の４つのモニタ機能から、損失変化を検出し異常箇所を特定することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のシステムでは、図６に示した光伝送路の個々の区間毎の閉じた系で可変利得等化を行う必要があるため、各区間の各光中継器３２（光増幅中継器４）に搭載されている前述した多くのモニタ機能の情報を総合して判断し、変更する区間の可変利得等化器の制御を行わなくてはならず、複雑な手順を踏んだアルゴリズムが必要となり、またそのための処理時間が長くなる問題がある。
【００１８】
また、正確なシステム状態を把握するためには、モニタ機能の測定確度を高める必要があり、そのためには、例えば、複数回の測定結果を平均化するなど工夫しなければならず、異常が発生してから可変利得等化が完了するまでの時間が長くなってしまうという問題もある。
【００１９】
つまり、図１２に示すタイムチャートのように、時刻ｔ1で光伝送路３または光増幅中継器４に異常が発生した場合、伝送品質は徐々に低下し、伝送品質が予め定められた閾値以下まで低下した時刻ｔ2になると前述したモニタ機能が光伝送路３または光増幅中継器４の異常を検出する。この時刻ｔ2からそれぞれの光増幅中継器４の情報を収集し、変更する区間の可変利得等化器を決定しその制御を行う。可変利得等化が完了し、低下した伝送品質が復帰する最適設定時刻をｔ3とすると、従来技術においては異常検出時刻ｔ2から最適設定時刻ｔ3の間も伝送品質は低下し続けることになる。
【００２０】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、超広帯域ＷＤＭ光伝送システムにおいて、損失変動によって光海底中継器への入力光強度の動作点がかわることによる伝送品質の変化量を可変減衰器によって保証して、光信号電力を常に所望の範囲内に維持することができる波長多重光増幅中継伝送システムを得ることを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、波長の異なる複数の光信号による波長多重光を一括増幅する光増幅器を中継器として用いるＷＤＭ光伝送システムに適用され、波長の異なる複数の光信号を波長多重して送出する光送信装置と、前記光送信装置から送出された波長多重光信号を伝送する光ファイバの光伝送路と、前記光伝送路によって伝送された波長多重光信号を波長毎に分離して受信する光受信装置と、前記光伝送路の損失を補償するための複数の光増幅中継器と、前記光増幅中継器および前記光伝送路で生じた損失変化を補償するための２つ以上の可変光減衰器とを備える波長多重光増幅中継伝送システムにおいて、前記光受信装置は、受信した光信号の伝送品質を波長毎に検出する検出手段と、前記検出手段によって伝送品質の異常が検出されると、波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて前記全ての可変光減衰器の減衰量を一斉に調整し、その後個々の可変光減衰器の減衰量を調整して最適化する調整手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、光受信装置は、検出手段を用いて受信した波長多重光信号を波長毎に分離し、その波長毎に伝送品質の検出を行い、伝送品質の異常が検出されると、調整手段が波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて全ての可変光減衰器の減衰量を一斉に調整し、その後個々の可変光減衰器の減衰量を調整して最適化するようにしている。
【００２３】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記調整手段は、波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて前記全ての可変光減衰器の減衰量を均等に一斉に調整し、その後前記伝送品質の劣化の原因を解析することによって可変光減衰器の個々の減衰量を調整し再度設定を行い最適化することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、調整手段は、波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて全ての可変光減衰器の減衰量を均等に一斉に調整し、その後伝送品質の劣化の原因を解析することによって可変光減衰器の個々の減衰量を調整し再度設定を行い最適化するようにしている。
【００２５】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記検出手段および前記調整手段は、伝送品質として光電力を用いることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、波長毎に信号光電力を測定し、測定した信号光電力に基づき可変光減衰器の設定を行うための波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを求めるようにしている。
【００２７】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記検出手段および前記調整手段は、伝送品質として光ＳＮＲを用いることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、波長毎に光ＳＮＲを測定し、測定した光ＳＮＲに基づき可変光減衰器の設定を行うための波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを求めるようにしている。
【００２９】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記検出手段および前記調整手段は、伝送品質として符号誤り率を用いることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、波長毎に符号誤り率を測定し、測定した符号誤り率に基づき可変光減衰器の設定を行うための波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを求めるようにしている。
【００３１】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器であって、前記伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号から算出することを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器で構成され、伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号から算出するようにしている。
【００３３】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより長波長側の信号であることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより長波長側の信号としている。
【００３５】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器であって、前記伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号から算出することを特徴とする。
【００３６】
この発明によれば、光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器で構成され、伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号から算出するようにしている。
【００３７】
つぎの発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムは、上記の発明において、前記波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより短波長側の信号であることを特徴とする。
【００３８】
この発明によれば、波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより短波長側の信号としている。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる波長多重光増幅中継伝送システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４０】
実施の形態１．
図１〜図２を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。この実施の形態１は、光送信装置１から波長多重されて送信された光信号を光受信装置２が分離して受信し、光受信装置２内に設置された信号光電力モニタ１０が、受信した波長毎に光信号の受信レベルを測定することで、光伝送路３または光増幅中継器４のいずれかに異常が発生したことを検知し、異常の発生を検知すると、信号光電力モニタ１０で測定された各波長の信号光電力の波長に対する傾斜を算出し、算出した傾斜と正常時に測定した基準データの傾斜とを比較することによって傾斜増減量を算出する。算出した傾斜増減量が予め設定された閾値を超えた場合、傾斜増減量と光増幅中継器４の特性から可変光減衰器５の減衰量可変値を算出し、算出した減衰量可変値を均等配分して全ての可変光減衰器５に一旦設定する。その後、障害発生箇所を特定して、可変光減衰器５の個々の減衰量を調整して全ての可変光減衰器５に最適な条件となるように減衰量を再設定するものである。
【００４１】
図１は、実施の形態１の波長多重光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である。この実施の形態１の波長多重光増幅中継伝送システムは、最短波長が１５３８ｎｍ以下にまで拡大した超広帯域ＷＤＭ光伝送システムに適用されるものである。実施の形態１における波長多重光増幅中継伝送システムは、光送信装置１と光受信装置２とが、複数の光増幅中継器４（この場合はＭ台）と可変光減衰器５を中継して光ファイバの光伝送路３で接続されている。
【００４２】
光伝送路３と光増幅中継器４を１つの中継スパンとすると、可変光減衰器５は、Ｎ中継スパン毎に配置される。可変光減衰器５が配置されている中継スパンは、可変光減衰器５の初期減衰量設定値分だけスパンを短く設定することで、可変光減衰器５をスパン損失に含めて考えられるようにしている。具体的には、光伝送路３に用いられている光ファイバ損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ、スパン長が４０ｋｍであれば、そのスパン損失は１０ｄＢとなるが、可変光減衰器５の初期減衰量設定値が５ｄＢに設定されている場合は、可変光減衰器５の両側に、スパン損失５ｄＢで長さ２０ｋｍ相当の光ファイバがあるということになる。
【００４３】
光送信装置１は、異なった波長を持つ複数の光信号を波長多重して光伝送路３に送出する。
【００４４】
光受信装置２は、光送信装置１から送出され光伝送路３を介して伝送された波長多重された光信号を波長毎に分離して受信する機能と、信号光電力モニタ１０を備えている。信号光電力モニタ１０は、本システムの通信異常を検知する時に用いる、光受信装置２が受信した信号光電力の基準データの測定を行う。
【００４５】
光増幅中継器４は、例えば、図７に示したように、光増幅中継器４に入力される信号光の入力光強度をモニタするための入力光モニタ１０１と、増幅媒体としてのエルビウム添加光ファイバ１０２と、エルビウム添加光ファイバ１０２に励起光を供給し、信号光を取り出すためのＷＤＭカプラ１０３と、エルビウム添加光ファイバ１０２によって増幅された光の逆流を防ぐための光アイソレータ１０４と、エルビウム添加光ファイバ１０２への励起光源１０５と、光増幅中継器４から出力される信号光の出力光強度をモニタするための出力光モニタ１０６と、入力光モニタ１０１の出力と出力光モニタ１０６の出力から利得を算出する利得モニタ１０７と、励起モニタ１０８を備え、光伝送路３で損失されたＷＤＭ光信号の損失補償と、異常箇所の特定を行う。
【００４６】
可変光減衰器５は、光増幅中継器４の構成光部品および光伝送路３の損失補償変化の補正を行う。
【００４７】
つぎに、実施の形態１の波長多重光増幅中継伝送システムの動作について説明する。光送信装置１は異なった波長を持つ複数の光信号に対して波長多重を行い、信号レベルを揃えて光伝送路３に送出する。送出された光信号は、光伝送路３と光増幅中継器４で構成される中継スパンとＮスパン毎に配置されている可変光減衰器５を繰返し通過して、光受信装置２へ伝送される。光受信装置２は、伝送されてきた光信号を波長毎に分離して受信する。分離された波長多重光信号はデータ再生される。信号光電力モニタ１０は、正常時の光信号を受信して、波長毎に信号光電力を測定し、波長毎に基準データを作成する。作成された基準データは、異常時の信号光電力と比較するために用いられる。
【００４８】
また、システム動作中、光受信装置２の信号光電力モニタ１０は、波長毎に受信レベルを測定し、それぞれの受信レベルが予め定められている受信レベルの範囲内にあるか否かを確認する。受信した各波長がすべて予め定められた受信レベルの範囲内にある場合は、通信は正常に行われていると判断される。
【００４９】
ここで光伝送路３中の光ファイバまたは複数配置されている光増幅中継器４の構成光部品のいずれかの損失が変化する異常が発生したとする。異常が生じると、光受信装置２で受信した波長毎に分離した各光信号の受信レベルが変化し、測定された受信レベルが予め定められている受信レベルの範囲外となる。光受信装置２の信号光電力モニタ１０では、少なくとも２つの波長における受信レベルを測定するようにしており、これら測定した受信レベルが予め定められている受信レベルの範囲外になると、これら測定した少なくとも２つの受信レベルを用いて、信号光電力の波長に対する傾斜を算出し、算出された傾斜と正常時に測定された基準データの信号光電力の波長に対する傾斜とを比較することで傾斜増減量を算出する。この傾斜増減量が予め設定された閾値を超えた場合、光受信装置２は、傾斜増減量と各光増幅中継器４の特性に基づいて可変光減衰器５の減衰量可変値を算出し、算出した減衰量可変値を全ての可変光減衰器５に均等配分する。そして、光受信装置２は、均等配分した減衰量可変値を全ての可変光減衰器５に対して一斉指示することで、各可変光減衰器５に均等配分した減衰量可変値を設定する。
【００５０】
光受信装置２は、全ての可変光減衰器５に均等配分した減衰量可変値を設定した後、図８〜図１１を参照して前述したように各光増幅中継器４のモニタ機能（入力光モニタ１０１、出力光モニタ１０６、利得モニタ１０７、励起モニタ１０８）を順次測定し、障害発生箇所を特定する。障害発生箇所が特定されると、その障害発生箇所に最も近い場所に設置されている可変光減衰器５の減衰量に重み付けを行い全ての可変光減衰器５の減衰量が最適条件となるように再設定を行う。障害発生場所が２つの可変光減衰器５の中間にある場合は、光送信装置１側の可変光減衰器５の減衰量に重み付けを行い全ての可変減衰器５の減衰量が最適条件となるように再設定を行う。
【００５１】
図２は、実施の形態１の波長多重光増幅中継伝送システムにおける異常発生から可変光減衰器５に最適条件が設定され伝送品質が復帰するまでを示したタイムチャートである。時刻ｔ1で光伝送路３または光増幅中継器４に異常が発生し徐々に伝送品質は徐々に低下する。時刻ｔ2で受信した波長毎に測定された信号光電力の波長に対する傾斜と基準データの波長に対する傾斜を比較した傾斜増減量が閾値を超えると、傾斜増減量と全ての光増幅中継器４の特性から減衰量可変値を算出して全ての可変光減衰器５に均等配分して設定を行ったため伝送品質は閾値を超えない値まで復帰している。その後、各光増幅中継器４のモニタ機能を順次測定して障害の特定を行い各可変光減衰器５の減衰量が最適となるように再設定を行い、時刻ｔ3で完全に伝送品質は復帰する。つまり、図１２に示した従来技術では、異常を検知してから可変利得等化器４０の設定を行い伝送品質が復帰するまでの間、伝送品質は低下し続けるが、この実施の形態１では、異常検出直後にすべての可変光減衰器５を動作させることで図２に示すように、最適レベルとまではいかないが、すべての光増幅中継器４との監視・制御信号のやり取りを行っている間の伝送品質の劣化量を最低限度にとどめている。
【００５２】
このようにこの実施の形態１では、光送信装置１から波長多重されて送信された光信号を光受信装置２が分離して受信し、光受信装置２内に設置された信号光電力モニタ１０が、受信した波長毎に光信号の受信レベルを測定することで、光伝送路３または光増幅中継器４のいずれかに損失が発生したことを検知し、損失の発生を検知すると、信号光電力モニタ１０で測定された波長毎の信号光電力の波長に対する傾斜を算出し、算出した傾斜を正常時に測定した基準データとの傾斜とを比較することよって傾斜増減量を求める。傾斜増減量が予め設定された閾値を超えた場合、傾斜増減量と光増幅中継器４の特性から、可変光減衰器５の減衰量可変値を均等配分して全ての可変光減衰器５に設定し、その後、障害発生箇所を特定して、全ての可変光減衰器５に最適な条件となるように減衰量を再設定するようにしているため、伝送品質の劣化により異常を検出し、その異常の特定を行う間の伝送品質の劣化量を最低限度にとどめることができる。
【００５３】
実施の形態２．
図３を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。実施の形態１では、光伝送路３または光増幅中継器４のいずれかに異常が発生したことを受信レベルを測定することで検知し、伝送品質を保証するために波長毎に信号光電力を測定し、その信号光電力の傾斜に基づいて可変光減衰器５の設定値を変更するようにしていた。
【００５４】
この実施の形態２では、信号光電力の代わりに光信号レベルと光雑音レベルとを測定し光ＳＮＲ（signal to noise ratio：受信信号強度対雑音比）を用いて可変光減衰器５の設定値を変更し伝送品質を補償するものである。
【００５５】
図３は、実施の形態２の波長多重光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である。この実施の形態２における波長多重光増幅中継伝送システムでは、光受信装置２に光ＳＮＲモニタ１１が設置されている。図１に示した実施の形態１と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５６】
光ＳＮＲモニタ１１は、光信号レベルと光雑音レベルを測定し光ＳＮＲの算出を行う。
【００５７】
つぎに、実施の形態２の波長多重光増幅中継伝送システムの動作について説明する。光送信装置１は異なった波長を持つ複数の光信号に対して波長多重を行い、信号レベルを揃えて光伝送路３に送出する。送出された光信号は、光伝送路３と光増幅中継器４で構成される中継スパンとＮスパン毎に配置されている可変光減衰器５を繰返し通過して、光受信装置２へ伝送される。光受信装置２は、伝送されてきた光信号を波長毎に分離して受信する。分離された波長多重光信号はデータ再生される。光ＳＮＲモニタ１１は、正常時の光信号を受信して、波長毎に光信号レベルと光雑音レベルを測定し、測定結果から光ＳＮＲを算出し、波長毎に基準データを作成する。作成された基準データは、異常時の光ＳＮＲと比較するために用いられる。
【００５８】
また、システム動作中、光受信装置２の光ＳＮＲモニタ１１は、波長毎に算出された光ＳＮＲが、それぞれの光ＳＮＲが予め定められている光ＳＮＲの範囲内にあるか否かを確認する。受信した各波長がすべて予め定められた光ＳＮＲの範囲内にある場合は、通信は正常に行われていると判断される。
【００５９】
ここで光伝送路３中の光ファイバまたは複数配置されている光増幅中継器４の構成光部品のいずれかの損失が変化する異常が発生したとする。異常が生じると、光受信装置２で受信した波長毎に分離した各光信号の光信号レベルと光雑音レベルが変化し、それに伴って光ＳＮＲが変化するため、算出された光ＳＮＲが予め定められている光ＳＮＲの範囲外となる。光受信装置２の光ＳＮＲモニタ１１では、少なくとも２つの波長における光ＳＮＲを算出するようにしており、これら算出した光ＳＮＲが予め定められている光ＳＮＲの範囲外になると、これら算出した少なくとも２つの光ＳＮＲを用いて、光ＳＮＲの波長に対する傾斜を算出し、算出された傾斜と正常時に測定された基準データの光ＳＮＲの波長に対する傾斜とを比較することで傾斜増減量を算出する。この傾斜増減量が予め設定された閾値を超えた場合、光受信装置２は、傾斜増減量と各光増幅中継器４の特性に基づいて可変光減衰器５の減衰量可変値を算出し、算出した減衰量可変値を全ての可変光減衰器５に均等配分する。そして、光受信装置２は、均等配分した減衰量可変値を全ての可変光減衰器５に対して一斉指示することで、各可変光減衰器５に均等配分した減衰量可変値を設定する。
【００６０】
光受信装置２は、全ての可変光減衰器５の減衰量可変値を均等配分に設定した後、図８〜図１１を参照して前述したように各光増幅中継器４のモニタ機能（入力光モニタ１０１、出力光モニタ１０６、利得モニタ１０７、励起モニタ１０８）を順次測定し、障害発生箇所を特定する。障害発生箇所が特定されると、その障害発生箇所に最も近い場所に設置されている可変光減衰器５の減衰量に重み付けを行い全ての可変光減衰器５の減衰量が最適条件となるように再設定を行う。障害発生場所が２つの可変光減衰器５の中間にある場合は、光送信装置１側の可変光減衰器５の減衰量に重み付けを行い全ての可変減衰器５の減衰量が最適条件となるように再設定を行う。
【００６１】
このようにこの実施の形態２では、光送信装置１から波長多重されて送信された光信号を光受信装置２が分離して受信し、光受信装置２内に設置された光ＳＮＲモニタ１１が、受信した波長毎に光信号の光信号レベルと光雑音レベルを測定し光ＳＮＲを算出することで、光伝送路３または光増幅中継器４のいずれかに損失が発生したことを検知し、損失の発生を検知すると、光ＳＮＲモニタ１１で算出された波長毎の光ＳＮＲの波長に対する傾斜を算出し、算出した傾斜を正常時に測定した基準データとの傾斜とを比較することよって傾斜増減量を求める。傾斜増減量が予め設定された閾値を超えた場合、傾斜増減量と光増幅中継器４の特性から、可変光減衰器５の減衰量可変値を均等配分して全ての可変光減衰器５に設定し、その後、障害発生箇所を特定して、全ての可変光減衰器５に最適な条件となるように減衰量を再設定するようにしているため、伝送品質の劣化により異常を検出し、その異常の特定を行う間の伝送品質の劣化量を最低限度にとどめることができる。
【００６２】
実施の形態３．
図４を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。実施の形態２では、光伝送路３または光増幅中継器４のいずれかに損失が発生したことを光信号レベルと光雑音レベルを測定し、測定結果から光ＳＮＲを算出することで検知し、伝送品質を保証するために波長毎の光ＳＮＲの傾斜に基づいて可変光減衰器５の設定値を変更するようにしていた。
【００６３】
この実施の形態３では、光ＳＮＲの代わりに誤り訂正符号（BER:Bit Error Rate）を用いて可変光減衰器５の設定値を変更するものである。
【００６４】
図４は、実施の形態３の波長多重光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である。この実施の形態３における波長多重光増幅中継伝送システムでは、光受信装置２にＢＥＲモニタ１２が設置されている。図１に示した実施の形態１と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
ＢＥＲモニタ１２は、誤り符号訂正を用いて光通信を行うためのＬＳＩなどを用いて、波長毎の符号誤り率の測定を行う。
【００６６】
つぎに、実施の形態３の波長多重光増幅中継伝送システムの動作について説明する。光送信装置１は異なった波長を持つ複数の光信号に対して波長多重を行い、信号レベルを揃えて光伝送路３に送出する。送出された光信号は、光伝送路３と光増幅中継器４で構成される中継スパンとＮスパン毎に配置されている可変光減衰器５を繰返し通過して、光受信装置２へ伝送される。光受信装置２は、伝送されてきた光信号を波長毎に分離して受信する。分離された波長多重光信号はデータ再生される。ＢＥＲモニタ１２は、正常時の光信号を受信して、波長毎に符号誤り率を測定し、波長毎に基準データを作成する。作成された基準データは、異常時の符号誤り率と比較するために用いられる。
【００６７】
また、システム動作中、光受信装置２のＢＥＲモニタ１２は、波長毎に測定された符号誤り率が、それぞれの符号誤り率が予め定められている符号誤り率の範囲内にあるか否かを確認する。受信した各波長がすべて予め定められた符号誤り率の範囲内にある場合は、通信は正常に行われていると判断される。
【００６８】
ここで光伝送路３中の光ファイバまたは複数配置されている光増幅中継器４の構成光部品のいずれかの損失が変化する異常が発生したとする。異常が生じると、光受信装置２で受信した波長毎に分離した各光信号の符号誤り率が変化し、測定された符号誤り率が予め定められている符号誤り率の範囲外となる。光受信装置２のＢＥＲモニタ１２では、少なくとも２つの波長における符号誤り率を測定するようにしており、これら測定した符号誤り率が予め定められている符号誤り率の範囲外になると、これら測定した少なくとも２つの符号誤り率を用いて、符号誤り率の波長に対する傾斜を算出し、算出された傾斜と正常時に測定された基準データの符号誤り率の波長に対する傾斜とを比較することで傾斜増減量を算出する。この傾斜増減量が予め設定された閾値を超えた場合、光受信装置２は、傾斜増減量と各光増幅中継器４の特性に基づいて可変光減衰器５の減衰量可変値を算出し、算出した減衰量可変値を全ての可変光減衰器５に均等配分する。そして、光受信装置２は、均等配分した減衰量可変値を全ての可変光減衰器５に対して一斉指示することで、各可変光減衰器５に均等配分した減衰量可変値を設定する。
【００６９】
光受信装置２は、全ての可変光減衰器５に均等配分した減衰量可変値を設定した後、図８〜図１１を参照して前述したように各光増幅中継器４のモニタ機能（入力光モニタ１０１、出力光モニタ１０６、利得モニタ１０７、励起モニタ１０８）を順次測定し、障害発生箇所を特定する。障害発生箇所が特定されると、その障害発生箇所に最も近い場所に設置されている可変光減衰器５の減衰量に重み付けを行い全ての可変光減衰器５の減衰量が最適条件となるように再設定を行う。障害発生場所が２つの可変光減衰器５の中間にある場合は、光送信装置１側の可変光減衰器５の減衰量に重み付けを行い全ての可変減衰器５の減衰量が最適条件となるように再設定を行う。
【００７０】
このようにこの実施の形態３では、光送信装置１から波長多重されて送信された光信号を光受信装置２が分離して受信し、光受信装置２内に設置されたＢＥＲモニタ１２が、受信した波長毎に光信号の符号誤り率を測定することで、光伝送路３または光増幅中継器４のいずれかに異常が発生したことを検知し、異常の発生を検知すると、ＢＥＲモニタ１２で測定された波長毎の符号誤り率の波長に対する傾斜を算出し、算出した傾斜を正常時に測定した基準データとの傾斜とを比較することよって傾斜増減量を求める。傾斜増減量が予め設定された閾値を超えた場合、傾斜増減量と光増幅中継器４の特性から、可変光減衰器５の減衰量可変値を均等配分して全ての可変光減衰器５に設定し、その後、障害発生箇所を特定して、全ての可変光減衰器５に最適な条件となるように減衰量を再設定するようにしているため、伝送品質の劣化により異常を検出し、その異常の特定を行う間の伝送品質の劣化量を最低限度にとどめることができる。
【００７１】
なお、伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きは、１５３８ｎｍ付近を境にして短波長側と長波長側で変化するため、１５３８ｎｍより長波長側と短波長側の光信号からは正確な伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きは算出できない。このため、伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを算出するための少なくとも２つ以上の波長は、図５に示すように、波長帯域内の略１５３８ｎｍより長波長側、または、短波長側にある光信号から選択するようにする。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、光受信装置は、検出手段を用いて受信した波長多重光信号を波長毎に分離し、その波長毎に伝送品質の検出を行い、伝送品質の異常が検出されると、調整手段が波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて全ての可変光減衰器の減衰量を一斉に調整し、その後個々の可変光減衰器の減衰量を調整して最適化するようにしているため、伝送品質の劣化により異常を検出し、その異常の特定を行う間の伝送品質の劣化量を最低限度にとどめることができ、光信号電力を常に所望の範囲内に維持することができる。
【００７３】
つぎの発明によれば、調整手段は、波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを用いて全ての可変光減衰器の減衰量を均等に一斉に調整し、その後伝送品質の劣化の原因を解析することによって可変光減衰器の個々の減衰量を調整し再度設定を行い最適化するようにしているため、伝送品質の劣化により異常を検出し、その異常の特定を行う間の伝送品質の劣化量を最低限度にとどめることができ、光信号電力を常に所望の範囲内に維持することができる。
【００７４】
つぎの発明によれば、波長毎に信号光電力を測定し、測定した信号光電力に基づき可変光減衰器の設定を行うための波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを求めるようにしているため、光信号電力を常に所望の範囲内に維持することができる。
【００７５】
つぎの発明によれば、波長毎に光ＳＮＲを測定し、測定した光ＳＮＲに基づき可変光減衰器の設定を行うための波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを求めるようにしているため、光信号電力ひいては光ＳＮＲを常に所望の範囲内に維持することができる。
【００７６】
つぎの発明によれば、波長毎に符号誤り率を測定し、測定した符号誤り率に基づき可変光減衰器の設定を行うための波長毎に検出された伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを求めるようにしているため、光信号電力ひいては符号誤り率を常に所望の範囲内に維持することができる。
【００７７】
つぎの発明によれば、光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器で構成され、伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号から算出するようにしているため、波長多重された光信号の数がおおくても、最低２つの光信号に対しての測定で伝送品質を常に所望の範囲内に維持することができる。
【００７８】
つぎの発明によれば、波長帯域内の長波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより長波長側の信号としているため、１５３８ｎｍ以上の波長から可変光減衰器の減衰量を設定し、１５３８ｎｍ以下の波長に拡大した超広帯域についても伝送品質を保証するシステムを得ることができる。
【００７９】
つぎの発明によれば、光増幅中継器はエルビウム添加光ファイバ増幅器で構成され、伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号から算出するようにしているため、波長多重された光信号の数がおおくても、最低２つの光信号に対しての測定で伝送品質を常に所望の範囲内に維持することができる。
【００８０】
つぎの発明によれば、波長帯域内の短波長側にある２つ以上の光信号が略１５３８ｎｍより短波長側の信号としているため、１５３８ｎｍ以下の波長から可変光減衰器の減衰量を設定し、１５３８ｎｍ以上の波長に拡大した超広帯域についても伝送品質を保証するシステムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１の波長多重光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】  実施の形態１の波長多重光増幅中継伝送システムの伝送品質を示すタイムチャートである。
【図３】  実施の形態２の波長多重光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図４】  実施の形態３の波長多重光増幅中継伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図５】  伝送品質の変化量における波長に対する線形な傾きを示す図である。
【図６】  従来技術の光通信システムの構成を示すブロック図である。
【図７】  図１に示した光増幅中継器の構成を示すブロック図である。
【図８】  図７に示した光増幅中継器のモニタ機能を説明するためのブロック図である。
【図９】  図７に示した光増幅中継器のモニタ機能を説明するためのブロック図である。
【図１０】  図７に示した光増幅中継器のモニタ機能を説明するためのブロック図である。
【図１１】  図７に示した光増幅中継器のモニタ機能を説明するためのブロック図である。
【図１２】  従来技術の伝送品質を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１  光送信装置、２  光受信装置、３、３ａ、３０  光伝送路、４  光増幅中継器、５  可変光減衰器、１０  信号光電力モニタ、１１  光ＳＮＲモニタ、  １２  ＢＥＲモニタ、３２  光中継器、３４  固定利得等化器、３６  可変利得等化ユニット、３８  光増幅器、１０１  入力光モニタ、１０２  エルビウム添加光ファイバ、１０３  ＷＤＭカプラ、１０４  光アイソレータ、１０５  励起光源、１０６  出力光モニタ、１０７  利得モニタ、１０８  励起モニタ。
【図１】
0003895616.tif 000002
【図２】
0003895616.tif 000003
【図３】
0003895616.tif 000004
【図４】
0003895616.tif 000005
【図５】
0003895616.tif 000006
【図６】
0003895616.tif 000007
【図７】
0003895616.tif 000008
【図８】
0003895616.tif 000009
【図９】
0003895616.tif 000010
【図１０】
0003895616.tif 000011
【図１１】
0003895616.tif 000012
【図１２】
0003895616.tif 000013