(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が光波長を有する複数のＷＤＭ光キャリアを有する信号伝送システムにおいて、リング状に接続された複数の光スイッチユニットと、前記複数の各光キャリアの存在または不存在を検出するために光スイッチユニットに設けられた手段と、前記複数の光波長の各々においてリング利得を個別に制御する手段であって、一つの光キャリアの不存在の検出に応答してその光キャリア波長において前記リング利得を１以下に制御するよう操作可能な手段と、を備えていることを特徴とする信号伝送システム。
【請求項２】
各光スイッチユニットがチャンネル・マルチプレクサを含み、前記光キャリアの存在または不存在を検出する手段が、前記マルチプレクサの入力チャンネル経路に置かれていることを特徴とする請求項１記載の信号伝送システム。
【請求項３】
前記光キャリアの存在または不存在を検出する手段が、前記マルチプレクサの各入力チャンネル経路に置かれていることを特徴とする請求項２記載の信号伝送システム。
【請求項４】
存在すると検出された光キャリアのレベルを調節するための自動利得制御が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の信号伝送システム。
【請求項５】
光キャリアが不存在だと検出された時、その光キャリアのチャンネルの利得を減少することができるように前記自動利得制御を使用不可能にすることを特徴とする請求項４記載の信号伝送システム。
【請求項６】
前記自動利得制御が可変利得光増幅器を含むことを特徴とする請求項４または５記載の信号伝送システム。
【請求項７】
前記自動利得制御が可変光減衰器を含むことを特徴とする請求項４または５記載の信号伝送システム。
【請求項８】
各光キャリアに対して、前記自動利得制御への入力の存在または不存在を検出するための手段を有することを特徴とする請求項４または５記載の信号伝送システム。
【請求項９】
前記自動利得制御の一部をなす光検出器が、光キャリアの存在または不存在の検出のための手段の一部を構成し、そして光キャリアの不存在の検出がリング内の次の光スイッチに信号として伝えられて、その光キャリアの光利得を減少させることを特徴とする請求項４または５記載の信号伝送システム。
【請求項１０】
前記自動利得制御の制御ループ速度が、一時的な混乱をこうむっている光キャリアによるパワー浪費を防止するのに十分に遅いことを特徴とする請求項４記載の信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号伝送システムに関し、より詳細には、光キャリヤがデータ・トラフィックを運搬するのに用いられるシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
それぞれが異なる波長を持つ幾つかの光キャリヤを、光ガイドを経由して光送信機から光受信機に送ることができる。この技術は波長分割多重化（ＷＤＭ）と呼ばれる。トラフィックを運搬できる各光キャリヤは普通チャンネルと呼ばれている。
【０００３】
光追加／削除マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）および光横断接続スイッチ（ＯＸＣ）は、両方とも光スイッチユニットを含み、１つまたは１対の光学ファイバを経由してそれぞれ異なる波長上で送信または受信される光チャンネル上で複数のトラフィック信号を運搬する。各ＯＡＤＭおよびＯＸＣは、支流ポートからおよび支流ポートへの信号を抽出しおよび挿入するようにまたは１つのＷＤＭポートから他のポートへ信号を直接に送るように構成できる、少なくとも２つのこのような波長分割多重化（ＷＤＭ）ポートを有する。
【０００４】
ＯＡＤＭまたはＯＸＣのネットワークに対する共通の構成は、光学フアイバの故障に対する保護が可能なように各接続に対して代替経路を提供するため、閉じられたリングである。ファイバの相互接続での損失やＯＡＤＭまたはＯＸＣ内の光学部品での損失を補償するために、光増幅器を含んでいる。増幅およびフイードバックを含んでいるシステムにおいては、有害な発振が生じないように、ループ利得は１以下に維持されなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
故障状態においては、リングのループ利得が１以上に上がり、リングの不安定と誤動作を引き起こす。本発明は、この問題点を解消した信号伝送システムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数のＷＤＭ光キャリアを有する信号伝送システムにおいて、リング状に結合された複数の光スイッチユニットと、この光スイッチユニットの１つに設けられて個別の各光キャリアの存在または不存在を検出する手段と、一つの光キャリアの不存在の検出に応答してその光キャリアのリング利得を１以下に制御する手段とを有する信号伝送システムが提供される。
【０００７】
一つの光キャリアの不存在中の自動利得制御により引き起こされる一つの光チヤンネル内の発振は、非線型効果、増幅器の電力浪費および高出力発振からの混線により他の光チャンネルに悪影響を与える。たとえリングのループ利得が１以下であっても、増幅器自発的放射（ＡＳＥ）は、通常の光信号を運搬していないチャンネル内で、隣接するチャンネルと干渉できるレベルまで蓄積することが可能である。
【０００８】
光スイッチユニットは、ＯＡＤＭまたはＯＸＣまたは他の等価なものであってよい。以下のＯＡＤＭについての議論はそのような等価なものにも適用できる。
【０００９】
再構成（すなわち、チャンネルの追加、削除および通過）できるＯＡＤＭにおいて、ある程度の自動利得制御（ＡＧＣ）が個別の光チャンネルの出力を実質的に固定されたレベルに維持するために好ましい。ＡＧＣの操作がいづれの光チャンネルの全体利得をどんな条件下でも発振またはＡＳＥの破壊的な蓄積が生ずる値まで上昇させない様に保証するための予防策をとるべきである。故障状態および運搬されているチャンネルの数の意図された変化の両方から生ずるＯＡＤＭの線型およびリング・ネットワーク内の一時的効果も重大な問題となり得る。チャンネル上に光信号が存在しない場合を考える。
【００１０】
各ＯＡＤＭにおいて、そのチャンネルのＡＧＣ機能は、出力レベルを維持しようと試みて最大利得／最小損失に設定する。そのチャンネルに信号がオンされると、ＡＧＣ制御ループの応答する時間が経つまで、各ＯＡＤＭにおける利得は必要とされる以上より大きい。この一時的状況中、各ＯＡＤＭにおけるこの信号は増加的に高いレベルまで上昇されて、光増幅器の利用可能な電力を浪費し、既存のチャンネルの信号レベルを低下させ、そしてその上のトラフィックに悪影響を及ぼす。この一時的状況は、ＡＧＣ制御ループがそれらの目標出力パワーに安定化しそして光増幅器制御ループが増加した全出力パワーを供給するまで、存在する。この影響は、新しい光信号源のパワーをゆっくりと上昇させることで部分的には減少することができるが、これはさまざまの増幅器とＡＧＣ制御ループの時定数に制約を課すことになる。障害状態では、源のパワーをゆっくりと上昇させることは可能でないこともある。
本発明により、これらの問題点は解決される。
【００１１】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。図１を参照すると、ＯＡＤＭおよびＯＸＣを含む複数の光スイッチユニットが両方向の閉じられたリングに接続された信号伝送システムの一部のみがそこに示される。一つの光スイッチユニットのみが示されている。図は、場合に応じてＯＡＤＭまたはＯＸＣの部分とすることができる光スイッチ３を経由して、一つの入力ＷＤＭポート１から一つのＷＤＭ出力ポート２へＷＤＭ光信号のための一つの単方向信号経路のみを示している。実際は、ＯＡＤＭは普通、図示とは反対方向にも信号を伝送するために、繰り返された同じ構成を有する。ＯＸＣは普通、より複雑な光スイッチにより相互接続された複数の入力および出力ポートを有する。
【００１２】
このシステムは、最初、障害の無い状態下で動作していると仮定して説明される。入力ポート１はＡＧＣ構成４に接続されていて、ポート１におけるチャンネルごとの入力パワーとは独立に、ポイント５においてチャンネル（すなわち、光波長）ごとに一定のパワーを維持する。典型的に、ポート１の入力信号は少なくとも八つの光チャンネル（それぞれ異なる光波長の）を含む。ＡＧＣ構成は、我々の同じく出願継続している特許出願（Ｐ／６１７５１）に開示される形態を有することができる。光増幅器６は、各光チャンネルを等しく増幅するために平坦な周波数応答性を持った利得が制御された領域内で動作し、これによりポイント７でチャンネルごとに一定のパワーを与える。光デマルチプレクサ８は、光スイッチ３による横断接続のために、光チャンネルを波長ごとに個別の光波長ガイド９に分割する。光スイッチの入力および出力ポート１６は、チャンネルが追加されたり削除されたりすることを可能にする。光スイッチ３の出力は、ポイント１０においてチャンネルごとの光パワーがある変化を持つように、構成に依存して異なる入力から来る。さらなるＡＧＣ構成１１がポイント１２においてチャンネルごとに一定のパワーを維持する。
【００１３】
これらのチャンネルは、光マルチプレクサ１３により一つのＷＤＭ内に結合される。マルチプレクサ１３により導入される損失または信号減衰は、各光チャンネルに対して実質的に同じである。そして、光増幅器１４は、出力ポート２におけるチャンネルごとの光出力が実質的に一定に維持されるように、利得が制御された領域で動作する。ＡＧＣ構成４と１１および利得制御増幅器６と１４の結合された効果は、一つのＯＡＤＭ（一つのＯＡＤＭが図１に示されている）の出力から相互接続フアイバ１５の部分を通過して次のＯＡＤＭの出力までの利得が小さな広がりを持つ名目的な１であることを保証する。リング内にトラフィックが運搬される所では、光スイッチが追加／削除構成に置かれている少なくとも二つのノード（流入源となるノードと流出口となるノード）が存在する。追加／削除構成構成内のスイッチの通過損失は大きく、典型的には３０ｄＢであり、二つのノード手段に対してループ利得が６０ｄＢまで減少する。これはリングの全ての通路に対する名目より上の利得の広がりの和の最悪の場合よりもずっと大きい。したがって、リングのループ利得は１よりもずっと少ないように保証される。
【００１４】
ポート１は、また、トラフィックを運搬せず管理および信号目的のために使用される監督光チヤンネルを受信する。これは、監督チャンネル抽出ユニット１７により抽出される。その信号情報は光スイッチ３およびＡＧＣ構成１１の操作につながっている制御ロジック１８に送られる。制御ロジックの一つの機能は、図３と関連して説明される。制御ロジック１８は、監督チャンネルを再フォーマットして、それを出力ポート２上に監督チャンネル挿入ユニット１９により挿入する。
【００１５】
障害状態を考える。もし、光信号源が故障すると、そのチャンネルの一部を構成するＡＧＣ構成１１は、ポイント１２で一定のパワーを維持しようとしてその利得を増加する。これが故障に引き続いてリングの各ＯＡＤＭにおいて発生して、この故障したチャンネルに対する通過利得は実質的に、たとえばＸｄＢだけ、増加する。Ｎ個のＯＡＤＭのリングの全体のループ利得はＮｘＸｄＢだけ増加するであろう。一例として、Ｘ＝１０ｄＢおよびＮ＝８とすると、ループ利得は８０ｄＢだけ増加する。これは流入源および流出口ノードでの光スイッチの損失よりも大きい。リング回りのループ利得は１よりもずっと大きくなり、この光チャンネルの波長で発振が発生する。
【００１６】
この問題を解決するために、ＡＧＣ構成１１は、その入力光信号が存在しないことを検出し、そして、不存在に応答して利得制御機構を無効にしてそれを最小利得に設定するための手段を有する。図２および図３はこの条件を達成するための代替的構成を示している。
【００１７】
図２を参照すると、入力ポート１０は可変利得／損失装置２０を経由して出力ポート１２に接続されている。ポート１２は、また光パワー検出器２１を経由して装置２０の利得または損失を調節する制御ユニット２２に接続されて、フイードバックループを構成する。入力ポート１０の追加の光パワー検出器２３は閾値検出器２４に信号を供給し、ポート１０での光パワーレベルが閾値（障害状態）以下に下がると、比較器２４の出力が状態を変える。閾値は参照入力２５により設定される。そして、入力チャンネルが存在するかまたは不存在かのレベルを決定するのがこの閾値である。もし必要ならば、動作の信頼性のための最適レベルを決定するために、閾値を調節することができる。比較器２４は、フイードバックループを使用不能にしそして可変利得／損失装置２０をその最小利得または最大損失へ置くために、追加の入力を制御ユニット２２に供給する。実際には、装置２０は興味ある波長帯域にわたって平坦な利得特性を持つ可変利得増幅器であってもよく、または、代替的に、固定利得増幅器が後に続く可変減衰器でもよい。
【００１８】
図３を参照すると、図２の第２の光検出器２３の必要性を無くした別の構成が示されている。ＡＧＣ構成１１の説明に加えて、図１の光スイッチユニットへの修正も示している。フイードバックループは、可変利得／損失装置３０と、光パワー検出器３１と、制御ユニット３２を図２と同様な態様で有する。光検出器３１は比較器３３の一つの入力に結合されている。比較器３３の出力は、もしポイント１２での光パワーがＡＧＣループが維持しようとする値よりも小さい場合には、状態を故障状態に変化する。この状態からの回復が可能でないため、この機構はＡＧＣループを最小利得／最大損失に設定するのに直接使用することはできない。故障状態は、監督チャンネル送信器３４を経由して、リング内の次のＯＡＤＭに信号として伝えられる。監督チャンネルは、光学監督チャンネルとして知られているトラフィックを運搬する光チャンネルに追加された光チャンネル上で運搬されるか、または他の手段で運搬される。
【００１９】
リング上の次のＯＡＤＭは、監督チャンネル受信器１７により光チャンネルの信号により伝えられた状態を抽出し、光スイッチの構成の知識により制御ロジック１８内で、故障した光チャンネルがその可変利得／損失装置３０の一つに接続されているか否かを決定する。もし接続されていると、制御ロジック１８はＡＧＣ損失を無効にして、可変利得／損失装置３０を最小利得／最大損失に設定する。故障状態は、次のＯＡＤＭへ、前と同様に監督チャンネル挿入ユニット３４を経由して監督チャンネル上に信号として送られる。
【００２０】
結果は、故障状態を検出した第１のＯＡＤＭ内のＡＧＣ構成１１は最高利得／最小損失に設定されるが、この故障したチャンネルの引き続くＯＡＤＭ内の全てのＡＧＣ構成１１は最小利得／最大損失に設定される。従って、リング回りの全体利得は実質的に１以下に維持される。
【００２１】
図２および図３の両方において、可変利得／損失要素は光増幅器（半導体光増幅器、またはエルビウムドープドフアイバ増幅器）または電気制御光減衰器であっても良い。
【００２２】
これら両方の解決は、せいぜい一つのＯＡＤＭまたは他の光スイッチユニットが最大利得で動作していて、そして全ての引き続くＯＡＤＭが新しい信号が加わるまで最大損失で動作しているので、一時的なパワー変化の影響を大いに減ずる。ＡＧＣ制御ループの速度は、新しい信号が検出される時にその増幅を十分にゆっくりと立ち上げて光増幅器が既存のチャンネルに悪影響を与えずに必要な出力パワーの増加を供給できるように、設計されている。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のかかる構成では、各光キャリアの存在または不存在の検出結果に基づいて、不存在と検出された光キャリアに対して自動利得制御構成の利得制御を使用不可能としてリング利得を１以下にし、このため不要な信号発振を防止することができる効果がある。また、ＡＧＣ制御ループの速度を、新しい信号が検出される時にその増幅を十分にゆっくりと立ち上げて光増幅器が既存のチャンネルに悪影響を与えずに必要な出力パワーの増加を供給できるように設計しているので、新信号検出時の混乱を回避できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による信号伝送システムの一部を示す図
【図２】  本発明の実施例の信号伝送システムの一部の構成を詳細に示す図
【図３】  本発明の実施例の信号伝送システムの一部の別の構成を詳細に示す図
【符号の説明】
１  ＷＤＭ入力ポート
２  ＷＤＭ出力ポート
３  光スイッチ
４  ＡＧＣ（自動利得制御）構成
５  ポイント
６  光増幅器
７  ポイント
８  光デマルチプレクサ
９  光ガイド
１０  ポイント
１１  ＡＧＣ構成
１２  ポイント
１３  光マルチプレクサ
１４  光増幅器
１５  ファイバ
１６  入力／出力ポート
１７  監督チャンネル抽出ユニット
１８  制御ロジック
１９  監督チャンネル挿入ユニット
２０  可変利得／損失装置
２１  光パワー検出器
２２  制御ユニット
２３  光パワー検出器
２４  比較器
２５  参照入力
３０  可変利得／損失装置
３１  光パワー検出器
３２  制御ユニット
３３  比較器
３４  監督チャンネル挿入ユニット
【図１】
0004237373.tif 000002
【図２】
0004237373.tif 000003
【図３】
0004237373.tif 000004