(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信システムに用いる光素子電力制御システムにおいて、
複数の異なる光波長帯域各々における、送信された光信号電力を決定する手段と、
信号の歪みが生じない最大のレベルを最大閾値とし、ノイズによって送信エラーが生じない最小のレベルを最小閾値とし、前記電力のいずれが最も前記最大または最小閾値に近いかを決定する手段と、
前記最大または最小閾値に最も近い電力に基づいて、前記光素子の出力電力を制御する手段とを備えることを特徴とする光素子電力制御システム。
【請求項２】
前記電力のいずれが前記最大または最小閾値に最も近いかを決定する手段は、どの電力が最大であるかを決定する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の光素子電力制御システム。
【請求項３】
前記最大のレベルの最大閾値を、所定の送信エラーの危険性に対する最大電力と決定する手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の光素子電力制御システム。
【請求項４】
前記最小のレベルの最小閾値を、所定の送信エラーの危険性に対する最小電力と決定する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光素子電力制御システム。
【請求項５】
前記閾値は、各帯域に対する個々の最大および最小閾値を含み、前記電力のいずれが前記最大または最小閾値に最も近いかを決定する手段は、各電力をその個々の最大および最小閾値と比較するよう動作できることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光素子電力制御システム。
【請求項６】
前記電力のいずれが前記最大または最小閾値に最も近いかを決定する手段は、少なくとも１つの帯域に対して将来の電力を見積る手段を備え、この最大または最小閾値に最も近い電力は、前記見積られた将来の電力に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光素子電力制御システム。
【請求項７】
前記送信された光信号電力を決定する手段は、
この送信された光信号の各帯域においてディザ・パターン発生器で発生された低周波ディザ信号の振幅を測定する手段と、
全電力を測定する手段と、
前記振幅および全電力より、各帯域における電力を得る手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光素子電力制御システム。
【請求項８】
前記送信された光信号電力を決定する手段は、前記素子から離れた場所に位置することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光素子電力制御システム。
【請求項９】
前記素子は送信機であり、前記送信された光信号電力を決定する手段は、前記通信システムの受信機における波長分離化段階より後に位置することを特徴とする請求項８記載の光素子電力制御システム。
【請求項１０】
前記制御手段は、少なくとも前記決定した電力あるいは所望の範囲にある電力を保持するよう動作できることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光素子電力制御システム。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の光素子電力制御システムを有する光増幅器において、前記電力決定手段は、前記増幅器の出力電力を決定するよう動作できることを特徴とする光増幅器。
【請求項１２】
光通信システムに用いる光通信制御システムにおいて、
前記通信システムにおける、複数の異なる光波長帯域での光電力を決定する手段と、
前記電力のいずれが、送信エラーの起こる最大または最小閾値に最も近いかを決定する手段と、
前記最大または最小閾値に最も近い電力に基づいて、この最大または最小閾値に影響を及ぼすパラメータを制御する手段とを備えることを特徴とする光通信制御システム。
【請求項１３】
光素子電力制御方法において、
複数の異なる光波長帯域各々における光電力を決定するステップと、
信号の歪みが生じない最大のレベルを最大閾値とし、ノイズによって送信エラーが生じない最小のレベルを最小閾値とし、前記電力のいずれが前記最大または最小閾値に最も近いかを決定するステップと、
前記最大または最小閾値に最も近い出力電力に基づいて、前記光素子の出力電力を制御するステップとを備えることを特徴とする光素子電力制御方法。
【請求項１４】
光通信システム動作方法において、
複数の異なる光波長帯域各々における光電力を決定するステップと、
信号の歪みが生じない最大のレベルを最大閾値とし、ノイズによって送信エラーが生じない最小のレベルを最小閾値とし、前記電力のいずれが、送信エラーが起こる最大または最小閾値に最も近いかを決定するステップと、
前記最大または最小閾値に最も近い電力に基づいて、この最大または最小閾値に影響を及ぼす、前記システムのパラメータを制御するステップとを備えることを特徴とする光通信システム動作方法。
【請求項１５】
光通信システムの光経路での光素子の制御方法において、
複数の異なる光波長帯域各々における光電力を決定するステップと、
現在どの波長の帯域がよりエラーに対して影響を受けやすいかにより、前記決定した電力中の１以上の部分集合を選択するステップと、
前記選択した電力の部分集合に基づいて、光素子のパラメータを制御するステップとを備えることを特徴とする光素子電力制御方法。
【請求項１６】
光増幅器を含む光通信システムを動作させる光通信動作方法において、
複数の異なる光波長帯域の各々における光力電力を決定するステップと、
現在どの波長の帯域がよりエラーに対して影響を受けやすいかにより、前記決定した電力中の１以上の部分集合を選択するステップと、
前記部分集合に基づいて増幅器の総出力電力を制御するステップとを備えることを特徴とする光通信システム動作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光素子電力制御システム、制御システムを用いた光増幅器、光素子電力制御方法、光通信制御システム、および光通信システム動作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信システムにおける光端末間の距離は、送信する光信号の光学的電力を含む様々な要因によって制限される。この電力が小さすぎる場合、信号とノイズを区別することが困難になる。これに対して電力が大きすぎる場合、信号に歪みが生じる。光ファイバ中において生じる歪みの一例として、自己位相変調が挙げられる。この種の非線形性劣化の始まりは、電力レベルが１〜２デシベル増加しただけで、適切な動作を行っている信号が異常な状態になるほど急激な場合もある。
【０００３】
従って、所定の目標許容範囲内にあるビット誤り率（ＢＥＲ）、すなわち、エラーについて許容しうる危険度に対して、送信機が光学ファイバに光信号を送り込む際の光信号の光学的電力には上限がある。これに対応して、光ファイバで必然的に起こる減衰に伴い、受信機側における光信号に対する下限あるいは閾値もある。一般的に出力電力レベルは、できるだけ高く保つことが必要であり、それによって、光リンクによる減衰の後でも、この出力レベルがノイズ閾値以下にならず、また、光ノイズによって著しく劣化するようなことがない。
【０００４】
従って、送信機および中継器（すなわち、光増幅器）の出力電力を注意深く制御する必要がある。また、フィルタ、減衰器、分散補償器などの他の光素子についても、光信号電力条件を考慮に入れながら制御する必要がある。光経路や、その光経路中の様々な光素子における電力利得と損失は、波長、経年変化、および温度とともに変化する。多重送信された信号が印加されたり除去されたりすることによって、この電力が影響を受ける場合もある。例えば、光増幅器において、各波長での利得は、その増幅器に供給される電力や、存在する信号の数および電力レベルに依存する。
【０００５】
従来より、通信システムにおける全ての信号が過度に劣化しないようにするため、最悪の場合、特定のシステムに対して、これらの変動全てが識別されなければならず、また、最悪の場合の変動に対して、エラーマージンや電力マージンの許容が必要となる。このマージンがあるため、そのシステムの発揮できる性能が劣化する。例えば、中継器あるいは光増幅器間の最大許容伝送距離が短くなる。
【０００６】
一定のポンプ電流やポンプ電力、あるいは利得を維持するのに、光増幅器を制御することが知られている。しかしながら、好ましい制御形態は、一定の全出力電力制御である。米国特許出願Ｎ０．５，０８８，０９５には、エルビウムがドーピングされた増幅器のような光増幅器における利得制御が開示されている。この増幅器において、飽和効果の結果起こる望ましくない利得変動は、いくつかの方法によって補償される。フィード・フォワード自動利得制御ループは、ポンプ・ソースに作用して、増幅器の入力側で高信号電力の過渡状態が検出されたときに利得を増加させる。第２の方法は、入力チャネルの１つの光学的電力を能動的に正反対に変調することによって、入力信号の変動を補償する。そして、最後に提案されている方法は、出力から入力へ、選択した波長をフィードバックする方法である。このフィードバック波長でリング・レーザが生じ、その結果、増幅器の利得は一定の値に保たれる。
【０００７】
米国出願Ｎｏ．５，５１３，０２９（ロバーツによる）は、波長分割多重（ＷＤＭ）システムにおいて様々な波長の相対出力電力を測定し、個々の波長電力を制御することを開示している。この文献は、本願発明と同一発明者によるものであり、１９９６年４月３０日に公開されたものであるため、米国特許法１０２条による先行技術として考慮されない。
【０００８】
ＷＤＭシステムにおいて、様々な波長帯域の出力電力を別々に制御することは、多くの場合、実用的ではない。光素子の全出力電力、すなわち、２あるいはそれ以上の帯域の電力を制御するのが実用的である場合でも、かなりの電力マージンをとっておく必要がある。例えば、光増幅器によって１つ以上の光波長が増幅された場合、望ましい全電力レベルとして、２０ミリワットが設定される。４つの波長に対しては、５ミリワット／波長の平均電力が必要である。しかしながら、利得傾斜を含む利得の変動があるため、１つの波長は１７ミリワットであり、他の３つの波長には、それぞれ１ミリワットを当てる。この１７ミリワットの信号は、非線形性によりかなり劣化するが、簡単のため、本例では過剰に単純化してある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の問題を処理する電力制御の方法やシステムの提供に関するものである。
【００１０】
本発明によれば、光通信システムに用いる光素子電力制御システムにおいて、複数の異なる光波長帯域各々における、送信された光信号電力を決定する手段と、信号の歪みが生じない最大のレベルを最大閾値とし、ノイズによって送信エラーが生じない最小のレベルを最小閾値とし、上記電力のいずれが最も上記最大または最小閾値に近いかを決定する手段と、上記最大または最小閾値に最も近い電力に基づいて、上記光素子の出力電力を制御する手段とを備える光素子電力制御システムが提供される。
【００１１】
本発明の好ましい特徴によれば、最大または最小閾値に最も近い電力は、どの電力が最も大きいかを確めることによって決定される。
【００１２】
有利な点として本システムは、上記最大のレベルの最大閾値を、所定の送信エラーの危険性に対する最大電力と決定する手段を備える。また、本システムは、上記最小のレベルの最小閾値を、所定の送信エラーの危険性に対する最小電力と決定する手段を備える。さらに、有利な点として上記最大または最小閾値は、各波長帯域に対して異なったレベルを有している。また、本システムは予想電力を見積り、それを使用して、どの帯域が最大または最小閾値に最も近いかを決定する。
【００１３】
好ましくは、上記電力決定手段は、光波長帯域には低周波ディザ信号を含めて送信し、送信された光信号の各帯域における低周波ディザ信号の振幅を測定する手段と、全電力を測定する手段と、上記振幅および全電力より、各帯域における電力を得る手段とを備える。
【００１４】
有利な点として、上記電力決定手段は、上記素子から離れた場所に位置する。この電力は、光学リンクで減衰を受けた後、受信端で測定し、その結果を用いて、そのリンクの送信端あるいは送信端近辺において素子の制御を行うのが適切である。
【００１５】
有利な点として、上記帯域毎の電力は、受信機で波長分離が行われた後に決定される。また、本制御システムは、光増幅器中に組み込まれている。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、光通信システムに用いる光通信制御システムにおいて、上記通信システムにおける、複数の異なる光波長帯域での光電力を決定する手段と、上記電力のいずれが、送信エラーの起こる最大または最小閾値に最も近いかを決定する手段と、上記最大または最小閾値に最も近い電力に基づいて、この最大または最小閾値に影響を及ぼすパラメータを制御する手段とを備える光通信制御システムが提供される。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、光素子電力制御方法において、複数の異なる光波長帯域各々における光電力を決定するステップと、信号の歪みが生じない最大のレベルを最大閾値とし、ノイズによって送信エラーが生じない最小のレベルを最小閾値とし、上記電力のいずれが上記最大または最小閾値に最も近いかを決定するステップと、上記最大または最小閾値に最も近い出力電力に基づいて、上記素子の出力電力を制御するステップとを備える光素子電力制御方法が提供される。
【００１９】
本発明の他の態様によれば、光通信システム動作方法において、複数の異なる光波長帯域各々における光電力を決定するステップと、上記電力のいずれが、送信エラーが起こる閾値に最も近いかを決定するステップと、上記閾値に最も近い電力に基づいて、この閾値に影響を及ぼす、上記システムのパラメータを制御するステップとを備える光通信システム動作方法が提供される。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、光通信システムの光経路での光素子の制御方法において、複数の異なる光波長帯域各々における光電力を決定するステップと、現在どの波長の帯域がよりエラーに対して影響を受けやすいかにより、上記決定した電力中の１以上の部分集合を選択するステップと、上記選択した電力の部分集合に基づいて、光素子のパラメータを制御するステップとを備える光素子電力制御方法が提供される。さらに、本発明の他の態様によれば、光増幅器を含む光通信システムを動作させる光通信動作方法において、複数の異なる光波長帯域の各々における光力電力を決定するステップと、現在どの波長の帯域がよりエラーに対して影響を受けやすいかにより、上記決定した電力中の１以上の部分集合を選択するステップと、上記部分集合に基づいて増幅器の総出力電力を制御するステップとを備える光通信システム動作方法が提供される。原則的には、上記の好適な特徴のいずれも、当業者によって適宜、組み合わせることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の理解を深めるため、そして、本発明がどのようにして効果を奏するかを示すために、例を用いて、以下、図面を参照しながら、実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は光通信システムを示し、このシステムは、送信機２、光素子３、および受信機４を備える。制御システム５は、光素子３を制御するためのものであり、この光素子３は、制御可能な方法で光信号の電力に影響を及ぼすものであれば、どのような光素子であっても構わない。よって、光素子３は、例えば、光増幅器、光フィルタ、減衰器であってもよい。このような素子は、複数個、直列あるいは並列に配列して、同じ制御システムにより制御できる。さらに、図示されていないが、本発明の制御システムは、送信機の出力電力を制御するのに使用できる。送信機が半導体レーザであるとした場合、本制御システムは、そのレーザのバイアス電流を制御できる。
【００２５】
図２を参照して、制御システムについてさらに詳細に説明する。図２は、本制御システムの３つの構成要素を示す。まず、特定の波長帯域における光信号電力を決定する手段６がある。手段７は、どの帯域が所定の閾値に最も近いかを決定するために提供されたものである。制御手段８は、１あるいはそれ以上の波長帯域の光信号電力に基づいて、光素子用の制御信号を生成するためのものである。
【００２６】
この制御システムの３つの構成要素全てが、従来のマイクロ・コントローラ・ハードウェア上で動作するソフトウェアによって実行可能である。このマイクロ・コントローラへのディジタル入力は、アナログ／ディジタル変換器によって生成され、ＰＩＮダイオードのような光−電気変換器により供給される。このような構成要素は、低域通過のフィルタ効果を有する。
【００２７】
各帯域における電力を決定する手段を実行する方法、そして、制御手段８の実行方法の詳細については、後述する。どの帯域が閾値に最も近いかを決定する手段７を実行する様々な方法について、図３〜図６を参照して説明する。図３〜図６は、従来のマイクロ・プロセッサによって実際に実行できる機能的な特徴を概略的に示している。
【００２８】
図３は、各帯域（３つの帯域が示されているが、帯域の数はいくつでもよい）における光信号の電力を表す入力信号あるいは値を示している。これらの信号は対になって比較され、最大の信号が求められる。さらに２段階のコンパレータを用いて、これら３つの全入力の内、最大のものを見つける。少なくとも、閾値が全ての入力よりも大きい場合、どの帯域が閾値に最も近い光信号電力を有しているかは、この方法で十分に決定できる。その閾値が様々な帯域に対してほとんど差がない場合、この方法で十分である。同時に、あるいはその代わりに、本制御システムは、信号電力に用いる下位閾値に関係しており、その値において、光ノイズは、許容できない送信エラーを引き起こす。このような場合、相応する方法を用いることができ、その方法では、各コンパレータが最大の電力帯域ではなく、最小の電力帯域を識別する。これにより、制御手段８は、最小電力（不図示）を有する帯域に基づいて動作することができる。
【００２９】
図４は、幾分複雑な方法を示しており、この方法は、帯域によって閾値が異なるシステムに適している。ここでは、帯域毎に閾値発生器４０が設けられている。この閾値と、測定された各々の帯域における電力との差が求められる。そこで、コンパレータは、それぞれの閾値に最も近い帯域を決定できる。これが適切に行われたならば、コンパレータは差分の符号を考慮して、最も小さい正の差分を判定できる。そうすれば、測定された帯域電力の内の１つが閾値を越えている場合、それが最も小さい差分を有するものとみなされる。図４に概略的に示された全ての構成は、従来のマイクロ・コントローラ回路において実行することができる。上述のように、この閾値は上位閾値でも下位閾値でも良く、また、双方の組み合わせをもとに制御を行ってもよい。
【００３０】
図５は、図４の手段とともに用いられる閾値発生器の詳細を概略的に示す。最小閾値および最大閾値は、構成要素４１および４２に示すように格納され、セレクタ４３の行う選択に用いられる。閾値更新手段４４は、閾値が変更されるようにする。すなわち、この手段は、システムのパラメータが経年変化や動作によって変化するに従い、閾値が動的に制御されるようにする。また、この閾値発生器は、従来のマイクロ・コントローラ回路を使用して、いくつもの帯域に対して動作可能である。
【００３１】
図６は、どの帯域が閾値に最も近いかを決定する他の手段を示している。この場合、図５に示す手段に付加を行って、どの帯域が閾値に最も近いか決定する際に、制御手段８の影響を予測できるようにする。大幅な利得傾斜のある光増幅器などの装置にとって、各帯域における制御の影響を予測することにより、より良い制御を行うことが可能である。それにより、どの帯域が個々の閾値に最も近いかを、各帯域における測定電力ではなく予測電力に基づいて、全体的にまたは部分的に決定することができる。
【００３２】
このような方法を採ることにより、その制御の安定性を改善でき、また、発振を低減することができる。
【００３３】
図７は、光増幅器７３に適用される本発明の制御システムを示す。この光増幅器７３の出力側には光タップ７２があり、光増幅器制御システム５が、光増幅器の出力に応じて動作するようになっている。本制御システム（不図示）には、各帯域における個別の入力電力のような他の入力がある。
【００３４】
この光増幅器の出力は、ポンプ電力制御部７４を用いてポンプ・レーザ電力を制御することによって制御される。制御システム５は、各帯域におけるどの電力も、許容できない送信エラーが起こる個々の閾値を上回ることなく、最大出力電力を出力するよう構成されている。この制御システムはまた、全ての帯域が、ノイズによって送信エラーが引き起こされる最小の閾値よりも大きい信号電力を有するよう、十分な電力を保証する。ある条件下で、仮に最小閾値が最大閾値に近かったり、あるいは最大閾値を越えてしまう場合、送信エラーによっては避けられないものがある。このような場合、所定のアルゴリズムを用いるか、あるいは受信機で検出されたビット誤り率を動的にフィードバックすることによって、送信エラーが最小限に保たれるよう、制御システムを構成することができる。
【００３５】
おそらく、ある波長帯域が、重要なデータや壊れやすいデータ、あるいは送信制御データを搬送しているならば、その波長帯域に、より高い優先順位を付けることが可能である。この場合、ある周期であるいは常時、１あるいはそれ以上の高優先順位の帯域の部分集合をもとに制御を行うことができ、他の帯域の送信が劣化するという犠牲を払うことになっても、これらの帯域のＢＥＲが最小限に保たれる。
【００３６】
図８は、各帯域における電力決定手段の一例についての詳細を概略的に示すものである。図８は、光電変換部８１と、全ての帯域の低周波部分を相関手段８３および全電力測定手段８５へ供給するアナログ／ディジタル変換部８２とを示している。図８では、特定の帯域（図８で帯域１として示されている）に対するディザ・パターン発生器が、参照数字８４を付して示されている。このディザ・パターン発生器は、相関手段８３に対して送信を行う。相関の強さは、帯域１における特定のディザ・パターンの振幅を示す。この方法は、各々の異なる帯域に印加される様々なディザ・パターンに依存する。この様々なディザ・パターンは、相関手段が各帯域に対して一義的にディザを識別できるよう、直交していなければならない。図８には、検出された振幅を測定する手段８６が示されており、これは、光タップ７２、光電変換器８１、そして、アナログ／ディジタル変換器８２の影響を補償する相関要素を選択的に用いて、Ａ／Ｄ変換器８２の出力より直接測定した全電力に基づいて動作する。各波長帯における電力を決定するこの技術は、本明細書で参考文献として引用した米国出願Ｎｏ．５，５１３，０２９（ロバーツによる）に、より詳細に説明されている。
【００３７】
図９は、制御システム９２によって制御可能な光素子９１が供された光通信システムを示している。この制御システム９２は、許容電力閾値に影響を及ぼす光素子のパラメータを制御する。本制御システムは、各帯域における電力を決定する手段、どの帯域が電力閾値に最も近いかを決定する手段、そして、閾値に影響する光素子のパラメータを変更する制御手段９５を備える。原則的に、例えば、送信機や光増幅器に対する最大電力閾値および最小電力閾値は、例えば、選択的なフィルタ処理によって光経路のどこか他の場所に外部的な利得または減衰を与えることで、変更可能である。同時に多重化される帯域の数もまた閾値に影響するため、図９の光素子を多重化装置あるいはスイッチ装置とすることもできる。これらの装置は、多重化される帯域の数を制御したり、また、適宜、ある信号の経路選択をしたり、再タイミングをとることができる。
【００３８】
図９に示す制御システムは、この光素子の出力に基いて動作する。これは、この光素子が光増幅器であれば、すなわち、閾値が最小電力閾値であれば、もっと適切なものとなる。他の条件では、光通信システムの他の部分より制御システムに送信する方がより適切である。
【００３９】
図１０に示す例では、この光素子が、フィルタのような外部波長選択電力変更器によって表されている。このフィルタに対する制御システム１０２は、上述の制御システムに類似した方法で動作させることができる。この制御システム１０２には、上記電力変更器の上流側で取得した信号が送られる。しかしながら、光経路の他の部分から信号の供給を受ける、すなわち、電力変更器１０１の前後の信号を組み合わせたものより送信を受けることができる。
【００４０】
図９および図１０に示す実施の形態では、光経路中の送信機または光増幅器の出力電力について何らかの制御形態がある。この電力制御は、図１〜図８を参照して先に述べた電力制御の形態をとる。そこで、図２の制御手段８に適した方法の一例を特に説明する。基本的な制御ループは、以下のステップを含む。
【００４１】
１．最大電力を有する波長を検出する（例えば、上記のいずれかの方法を用いる）。
２．その波長に対して、所望のピーク電力設定に等しい電力を与えると予想される全出力電力を計算する。
３．これより、現在の全出力電力を差し引き、電力エラーを求める。
４．以下の式に従い、第１の順序のディジタル制御ループを用いて全出力電力設定を制御する。
次電力設定＝現在の電力設定＋Ｋ×電力エラー
（ここでＫは、ループ利得を示す）
５．増幅器または送信機を制御して、もう１つの第１の順序のディジタル制御ループによって、その全出力電力設定を得る。この第２のループは、これらのステップ全てを１回完了するのに要する時間の少なくとも１０倍速い時定数を有していなければならない。
６．ステップ１に戻る。
【００４２】
このピーク電力制御方法は、ＷＤＭ信号の１つが、非線形性によってかなりの程度劣化する危険性をなくすものである。それは、各信号の電力レベルが、所望の電力設定あるいは閾値以下となるよう制御されているためである。所望の全電力レベルを推測する計算は、相関電力レベルの単純な測定となりうる。または、電力レベルが変化することによって起こる利得傾斜の影響についての、より緻密な計算を含むようにして、利得傾斜によって、他の信号が所望のピーク電力設定または上位閾値を超えることになるかどうかを考慮に入れることができる。
【００４３】
第２のループの時定数は、全体のループよりも速くなければならず、それにより、低速ループ内の高速ループによる位相推移が最小限に保たれる。通常、ディザ相関をどれほど高速に行うことができるかに応じて、帯域毎の電力検出が毎秒実行される。全出力電力をミリ秒毎に測定して、光トランジエントに十分かつ安定した応答ができるようにする。
【００４４】
最大電力を求めるために、存在する波長の部分集合を検索すると、これには、信号の重要度、あるいはビット速度、そして、非線形性の影響の受けやすさが反映される。ビット速度が低下すると、最大閾値または最小閾値も変更される。
【００４５】
存在する全ての波長の、あるいはある波長の電力を決定する他の方法として、光フィルタリング、デマルチプレクシング、あるいは光スペクトル分析などを使用できる。これらには、より高価なハードウェアが必要となるが、さらに精度や測定速度の向上が可能となる。
【００４６】
光電力レベルは、受信機などの離れた場所において測定でき、データや制御命令を、制御される素子のある場所まで送信することも可能である。これは、制御が行われる場所と測定が行われる場所との間で、利得傾斜や減衰が制御の精度に悪影響を及ぼすようであれば、望ましいことではない。しかしながら、特に最小電力閾値を測定する実施の形態においては、このような傾斜や減衰をフィードバック・ループに含ませる方が都合がよい。
【００４７】
本発明は、最大あるいは最小マージンを減らすことができ、よって、エラー率を低下させたり、伝送距離を延ばしたり、あるいは、ビット速度の増加や、安価で低電力の送信機を用いることが可能となる。
【００４８】
その他の変形や実施の形態については、当業者には、請求の範囲内において自明である。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、複数の異なる光波長帯域各々における光電力を決定することによって、異なる波長間で起こりうる利得変化をもはや考慮に入れる必要がないため、緩和された最大あるいは最小マージンで電力出力を制御することができる。
【００５０】
また、請求項２記載の発明によれば、どの電力が最も大きいかを確めることによって、最大または最小閾値に最も近い電力を決定することにより、様々な帯域に対する利得変化を考慮に入れながら、実行するには比較的簡単な方法で、最大マージンを緩和して第１の近似を行うことが可能となる。
【００５１】
請求項３記載の発明によれば、最大または最小閾値を動的に決定するか、あるいは所定値を用いて決定することで、上位マージンを良好な近似が行えるまで緩和することができ、また、電力出力制御に用いるエラー信号を、最低限の計算で生成することができる。
【００５２】
請求項４記載の発明によれば、ここでも最小閾値は、ＢＥＲ値をフィードバックすることにより動的に決定されるか、あるいは所定値を用いて生成されるため、最小マージンを良好な近似が行えるまで緩和することができ、また、エラー信号を最低限の計算で生成することができる。
【００５３】
上記最大または最小閾値は、各波長帯域に対して異なったレベルを有している。これにより、最大または最小マージンを大幅に緩和することができる。
【００５４】
また、予想電力を見積り、それを使用して、どの帯域が最大閾値に最も近いかを決定する制御を行うことで、電力レベルの変化から生じる利得傾斜のような影響を考慮に入れることができ、これにより、異なる帯域が最大電力を有するようにしたり、あるいは、その最大閾値に最も近くなるようにできる。
【００５５】
請求項７記載の発明は、既に他の目的のために与えられているディザ信号を利用することで、各帯域における電力を決定する特に経済的な方法を提供する。ディザ振幅を測定し、各帯域における電力を得るには、高価な光学処理ハードウェアを用いる必要はなく、低周波電子回路で比較的簡単に実行することができる。
【００５６】
請求項９記載の発明によれば、受信機で波長分離が行われた後に帯域毎の電力を決定することにより、信号振幅から直接、電力を得ることが可能となる。
【００５７】
請求項１１記載の発明に係る装置は、本来的には様々な波長帯域を違ったように増幅するので、従来からの大きなマージンを考慮する必要がない。
【００５８】
最大または最小閾値を変化させることにより、電力出力を制御するのと同じ結果を得ることができる。これは、電力出力を変化させる余地がない場合、例えば、最大閾値と最小閾値が比較的近い場合には、特に有利に働く。この最大または最小閾値に影響を与えるパラメータの例として、送信素子の下流側における、ある波長に対する外部的な減衰あるいは利得、あるいは分散補償やビット速度がある。勿論、光通信システム内の素子の出力電力制御と最大または最小閾値変更とを組み合わせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の制御システムを含む光通信システムを示す図である。
【図２】  図１の光通信システムで用いられる制御システムを概略的に示す図である。
【図３】  図２の制御システムで用いられる、どの帯域が閾値に最も近いかを決定する手段を概略的に示す図である。
【図４】  どの帯域が閾値に最も近いかを決定する他の手段を示す図である。
【図５】  図４に示す手段において用いられる閾値発生器を示す図である。
【図６】  図２に示すシステムで用いられる、どの帯域が閾値に最も近いかを決定する他の手段を示す図である。
【図７】  本発明の制御システムを有する光増幅器を示す図である。
【図８】  図２に示す制御システムでの使用に適した、各帯域における電力を決定する手段を示す図である。
【図９】  本発明に係る制御システムを備える光通信システムを示す図である。
【図１０】外部波長選択電力変更器と本発明に係る制御システムとを備える光通信システムを示す図である。
【符号の説明】
１…光通信システム、２…送信機、３…光素子、４…受信機、５…制御システム、６…電力決定手段、７…どの帯域が閾値に最も近いかを決定する手段、８…制御手段、４０…閾値発生器、４３…セレクタ、４４…閾値更新手段、７２…光タップ、７３…光増幅器、８１…光電変換部、８２…アナログ／ディジタル変換部、８３…相関手段、８５…全電力測定手段、９１…光素子、９２…制御システム、９５…制御手段、１０１…外部波長選択電力変更器、１０２…制御システム
【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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