(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介して入力された光信号の前記伝送路による波長分散を、可変分散補償特性により補償する可変分散補償手段と、
前記可変分散補償手段から出力された光信号に対して、フレーム同期をとるフレーム同期手段と、
前記可変分散補償手段から出力された光信号に対して、符号誤り率がしきい値以下であるか否かによりビットエラーを検出するビットエラー監視手段と、
前記フレーム同期手段からのフレーム同期情報に基づいて、前記可変分散補償手段の分散補償値を変化させながらすべての分散補償可能範囲に対してフレーム同期確立している分散補償範囲をサーチしてフレーム同期確立した範囲のサーチ結果を得る第１のサーチ手段と、
前記ビットエラー監視手段からのビットエラー情報と前記第１のサーチ手段により得られた前記フレーム同期確立した範囲のサーチ結果とに基づいて、前記可変分散補償手段の分散補償値をフレーム同期確立している範囲内で変化させながら前記符号誤り率が前記しきい値以下であるエラーフリー範囲をサーチする第２のサーチ手段と、
前記第２のサーチ手段によりサーチして得られた前記エラーフリー範囲内の中心値に対応した前記可変分散補償手段における前記分散補償値を前記最適分散補償値として設定する設定手段と
を有することを特徴とする可変分散補償装置。
【請求項２】
前記可変分散補償手段は、
複数の光スイッチと、
前記複数の光スイッチのうち、隣り合う２つの光スイッチの間に設けられた波長分散補償ファイバとからなり、
外部からの制御信号により前記複数の光スイッチがスイッチング制御されて、前記隣り合う２つの光スイッチの内入力側の光スイッチを通過した光信号を、前記波長分散補償ファイバを経由して出力側の光スイッチに供給するか、前記波長分散補償ファイバを経由することなく出力側の光スイッチに供給するかを個別に選択する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の可変分散補償装置。
【請求項３】
伝送路を介して入力された光信号の前記伝送路による波長分散を、可変分散補償手段により補償する第１のステップと、
前記可変分散補償手段から出力された光信号に対して、フレーム同期をとる第２のステップと、
前記可変分散補償手段から出力された光信号に対して、符号誤り率がしきい値以下であるか否かによりビットエラーを検出する第３のステップと、
前記第２のステップで得たフレーム同期情報に基づいて、前記可変分散補償手段の分散補償値を変化させながらすべての分散補償可能範囲に対してフレーム同期確立している分散補償範囲をサーチしてフレーム同期確立した範囲のサーチ結果を得る第４のステップと、
前記第３のステップで得たビットエラー情報と前記第４のステップで得たフレーム同期確立した範囲のサーチ結果とに基づいて、前記可変分散補償手段の分散補償値をフレーム同期確立している範囲内で変化させながら前記符号誤り率が前記しきい値以下であるエラーフリー範囲をサーチする第５のステップと、
前記第５のステップによりサーチして得られた前記エラーフリー範囲内の中心値に対応した前記可変分散補償手段における分散補償値を最適分散補償値として設定する第６のステップと
を含むことを特徴とする可変分散補償方法。
【請求項４】
前記可変分散補償手段は、
複数の光スイッチと、
前記複数の光スイッチのうち、隣り合う２つの光スイッチの間に設けられた波長分散補償ファイバとからなり、
外部からの制御信号により前記複数の光スイッチがスイッチング制御されて、前記隣り合う２つの光スイッチの内入力側の光スイッチを通過した光信号を、前記波長分散補償ファイバを経由して出力側の光スイッチに供給するか、前記波長分散補償ファイバを経由することなく出力側の光スイッチに供給するかを個別に選択する構成とされていることを特徴とする請求項３記載の可変分散補償方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変分散補償装置及び可変分散補償方法に係り、特に高速大容量の長距離光伝送を行うときの波長分散が劣化した際の分散補償を自動的に行う可変分散補償装置及び可変分散補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速大容量の長距離光伝送を光ファイバを用いて行うときは、光ファイバによる波長分散が生じるため、その波長分散を分散補償装置を用いて補償することが必要とされる。
【０００３】
図５は上記の分散補償装置の一例のブロック図を示す。この分散補償装置４０は、光インタフェースパッケージを構成しており、光アンプ及び分散補償部５０と光インタフェース送受信部６０とからなる。光アンプ及び分散補償部４０は、光アンプ５１、固定ＤＣＦ(Dispersion Compensating Fiber:負の波長分散特性を持つ波長分散補償ファイバ)５２、及び光アンプ５３から構成される。また、光インタフェース送受信部６０は、光受信部６１、フレーム同期部６２、ビットエラー監視部６３、警報収集部６４、及び光送信部６５から構成される。
【０００４】
次に、この分散補償装置の動作について説明する。対向装置（図示せず）より送信され、光ファイバにより伝送されて光アンプ及び分散補償部５０に入力された光信号は、光アンプ５１で増幅された後固定ＤＣＦ５２に入力される。固定ＤＣＦ５２は、光信号が光ファイバによる伝送中に受けた正方向の波長分散に対して、固定の負方向の波長分散特性を付加することにより、波長分散劣化を打ち消して波長分散を補償する。固定ＤＣＦ５２から出力された光信号は、光アンプ５３で増幅された後、光インタフェース送受信部６０内の光受信部６１へ出力される。
【０００５】
光受信部６１は、入力された光信号を光電変換（Ｏ／Ｅ変換）して電気信号を生成し、その電気信号をフレーム同期部６２に供給してフレーム同期をとる。ビットエラー監視部６３は、フレーム同期部６２から入力された信号に基づいて、伝送路のビットエラーを監視する。警報収集部６４は、フレーム同期部６２からのフレーム同期情報と、ビットエラー監視部６３からのビットエラー情報とを収集する。また、光送信部６５は、装置内から対向装置方向に光主信号を送信する。
【０００６】
しかし、この波長分散補償装置は、固定の負方向の波長分散特性を有する固定ＤＣＦ５２により、実伝送路で光ファイバにより生ずる正方向の波長分散を打ち消し合うことにより、長距離伝送時の波長分散を補償する構成であるため、実伝送路で生ずる波長分散量に応じて、複数種類の固定分散量を持つ分散補償ファイバを準備し、最適な分散補償量となる長さの分散補償ファイバを選択して使用する必要がある。
【０００７】
そこで、固定分散量を持つ分散補償ファイバの替りに、予め準備された複数の分散補償量からなる分散補償ファイバを、光スイッチにより切り替えて使用することにより、手動で最適な波長分散補償を行う方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、光ファイバの波長分散特性に従って波形劣化した光信号の波長分散を補償する可変分散補償器の分散補償量を、モニタ回路により求めた符号誤り情報を基に、符号誤りが最小になるように制御する分散補償制御装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。また、この分散補償制御装置は、可変分散補償器の分散補償量の可変範囲をスイープして符号誤り率を算出し、予め設定したしきい値以下の符号誤り率の最小値の位置、又は符号誤り率の最低値の範囲の中央の位置の分散補償量を初期設定値としている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０３７５６１号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の複数の分散補償量からなる分散補償ファイバを、光スイッチにより切り替えて使用する特許文献１記載の波長分散補償方式では、実伝送路の波長分散値を事前に測定しておくか、あるいは、波長分散値を少しずつ手動で変更しながら最適値を探す必要がある。
【００１１】
また、上記の波長分散補償を光スイッチ等を用いて自動的に分散補償値を切替えながら最適値をサーチする場合に、波長分散値を少しずつ変化させて、受信側でのビットエラーを監視する方式をとると、全範囲をサーチするのに時間がかかるという問題がある。
【００１２】
更に、特許文献２記載の波長分散制御装置では、一回だけ可変分散補償範囲をスイープして、同期確立しない場合はスキップし、符号誤り率がしきい値以下の範囲の中心値を分散補償量に設定する構成であるため、設定した分散補償量の精度が比較的低いという問題がある。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、ＤＣＦに設定する波長分散補償値の最適値をより高精度にしかも短時間で設定することが可能な可変分散補償装置及び可変分散補償方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明の可変分散補償装置は、伝送路を介して入力された光信号の伝送路による波長分散を、可変分散補償特性により補償する可変分散補償手段と、可変分散補償手段から出力された光信号に対して、フレーム同期をとるフレーム同期手段と、可変分散補償手段から出力された光信号に対して、符号誤り率がしきい値以下であるか否かによりビットエラーを検出するビットエラー監視手段と、フレーム同期手段からのフレーム同期情報に基づいて、可変分散補償手段の分散補償値を変化させながらすべての分散補償可能範囲に対してフレーム同期確立している分散補償範囲をサーチしてフレーム同期確立した範囲のサーチ結果を得る第１のサーチ手段と、ビットエラー監視手段からのビットエラー情報と第１のサーチ手段により得られたフレーム同期確立した範囲のサーチ結果とに基づいて、可変分散補償手段の分散補償値をフレーム同期確立している範囲内で変化させながら符号誤り率がしきい値以下であるエラーフリー範囲をサーチする第２のサーチ手段と、第２のサーチ手段によりサーチして得られたエラーフリー範囲内の中心値に対応した可変分散補償手段における分散補償値を最適分散補償値として設定する設定手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、上記の目的を達成するため、本発明の可変分散補償方法は、伝送路を介して入力された光信号の伝送路による波長分散を、可変分散補償手段により補償する第１のステップと、可変分散補償手段から出力された光信号に対して、フレーム同期をとる第２のステップと、可変分散補償手段から出力された光信号に対して、符号誤り率がしきい値以下であるか否かによりビットエラーを検出する第３のステップと、第２のステップで得たフレーム同期情報に基づいて、可変分散補償手段の分散補償値を変化させながらすべての分散補償可能範囲に対してフレーム同期確立している分散補償範囲をサーチしてフレーム同期確立した範囲のサーチ結果を得る第４のステップと、第３のステップで得たビットエラー情報と第４のステップで得たフレーム同期確立した範囲のサーチ結果とに基づいて、可変分散補償手段の分散補償値をフレーム同期確立している範囲内で変化させながら符号誤り率がしきい値以下であるエラーフリー範囲をサーチする第５のステップと、第５のステップによりサーチして得られたエラーフリー範囲内の中心値に対応した可変分散補償手段における分散補償値を最適分散補償値として設定する第６のステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、可変ＤＣＦの最適値をサーチする際に、フレーム同期確立している範囲に絞り込んだ後で、時間のかかるビットエラーフリー範囲のサーチを行うことにより、波長分散補償値の最適値を可変ＤＣＦに設定する時間の短縮が可能となると共に、高精度な最適値の設定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明になる可変分散補償装置の一実施形態のブロック図を示す。この実施形態の可変分散補償装置１０は、光インタフェースパッケージを構成しており、光アンプ及び分散補償部２０と光インタフェース送受信部３０とからなる。
【００１９】
光アンプ及び分散補償部２０は、光アンプ２１、可変ＤＣＦ(Dispersion Compensating Fiber:負の波長分散特性を持つ波長分散補償ファイバ)２２、可変ＤＣＦ制御部２３、及び光アンプ２４から構成される。また、光インタフェース送受信部３０は、光受信部３１、フレーム同期部３２、ビットエラー監視部３３、警報収集部３４、可変ＤＣＦサーチ制御部３５、及び光送信部３６から構成される。
【００２０】
光アンプ２１は、対向装置（図示せず）より送信され、光ファイバにより伝送された光信号を増幅する。可変ＤＣＦ２２は、光信号が光ファイバによる伝送中に受けた正方向の波長分散に対して、負方向の波長分散特性を付加することにより、波長分散劣化を打ち消して波長分散を補償するファイバで、可変ＤＣＦ制御部２３からの制御信号によりその波長分散特性が可変される構成とされている。
【００２１】
図２は可変ＤＣＦ２２の一実施形態の構成図を示す。同図に示すように、可変ＤＣＦ２２は、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の２入力２出力タイプの光スイッチ２２１1〜２２１nと、光スイッチ２２１1〜２２１nのうち隣接する２つの光スイッチの間に１つずつ設けられた全部でｎ−１個の波長分散補償ファイバ２２２1〜２２２n-1とからなる。
【００２２】
ここで、波長分散補償ファイバ２２２1〜２２２n-1は、隣接する２つの光スイッチのうち入力側の光スイッチの第１の出力端子と出力側の光スイッチの第１の入力端子との間に接続されており、入力側の光スイッチの第２の出力端子と出力側の光スイッチ第２の入力端子は、波長分散補償ファイバを介すことなく直接接続されている。例えば、波長分散補償ファイバ２２２1は、隣接する２つの光スイッチ２２１1と２２１2のうち入力側の光スイッチ２２１1の第１の出力端子と出力側の光スイッチ２２１2の第１の入力端子との間に接続されている。また、入力側の光スイッチ２２１1の第２の出力端子と出力側の光スイッチ２２１2の第２の入力端子とは、波長分散補償ファイバを介すことなく直接接続されている。
【００２３】
光スイッチ２２１1〜２２１nは、可変ＤＣＦ制御部２３からの制御信号により、上記の第１の出力端子及び第２の出力端子の一方から光信号を出力し、かつ、上記の第１の入力端子及び第２の入力端子の一方から光信号を入力するように互いに独立して制御されることで、ｎ−１個の波長分散補償ファイバ２２２1〜２２２n-1を経由するかどうかを個別に選択できる構成とされている。これにより、可変ＤＣＦ２２は、光信号を波長分散補償ファイバ２２２1〜２２２n-1のうち任意の数の波長分散補償ファイバを経由させて、最終段の光スイッチ２２１nから全体として任意の負方向の波長分散特性が付加された光信号を出力する。
【００２４】
再び図１に戻って説明する。光アンプ２４は可変ＤＣＦ２２から出力された光信号を増幅して、光インタフェース送受信部３０内の光受信部３１へ出力する。光受信部３１は、光アンプ及び分散補償部２０から入力された光信号を光電変換（Ｏ／Ｅ変換）して電気信号を生成し、その電気信号をフレーム同期部３２に供給する。フレーム同期部３２は、入力信号のフレーム同期をとる。ビットエラー監視部３３は、フレーム同期部３２から入力された信号に基づいて、伝送路のビットエラーを監視する。
【００２５】
警報収集部３４は、フレーム同期部３２からのフレーム同期情報と、ビットエラー監視部３３からのビットエラー情報とを収集する。可変ＤＣＦサーチ制御部３５は、警報収集部３４が収集したフレーム同期情報及びビットエラー情報とに基づいて、フレーム同期確立範囲サーチ、エラーフリー範囲サーチなどを行い、そのサーチ結果を可変ＤＣＦ制御部２３へ出力する。また、光送信部３６は、装置内から対向装置方向に光主信号を送信する。
【００２６】
ここで、上記の光受信部３１、フレーム同期部３２、ビットエラー監視部３３、及び光送信部３６は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。
【００２７】
次に、図３のフローチャートを参照して本実施形態の波長分散補償動作について詳細に説明する。
【００２８】
まず、可変ＤＣＦサーチ制御部３５、可変ＤＣＦ制御部２３の初期化を行う（ステップＳ１）。この初期化により、可変ＤＣＦ２２内の光スイッチ２２１1〜２２１nの方向を揃えて、可変ＤＣＦ２２の分散補償量が０ｐｓ／ｎｍに設定される。
【００２９】
続いて、フレーム同期確立している範囲のサーチを行う（ステップＳ２）。このステップＳ２では、可変ＤＣＦサーチ制御部３５が、可変ＤＣＦ制御部２３により可変ＤＣＦ２２を制御し、分散補償量を増やしながらすべての分散補償可能範囲に対してフレーム同期確立している分散補償値をサーチする。
【００３０】
続いて、可変ＤＣＦサーチ制御部３５は、フレーム同期確立が確認された範囲内で、可変ＤＣＦ２２の分散補償量を変化させながら、ビットエラーを観測して、エラーフリーとなる範囲をサーチする（ステップＳ３）。ここで、伝送路のビットレートに対して、ビットエラーの観測時間よりエラーレートが決まる。ステップＳ３では、予め定義されたエラーレート（例えば、１０-12）の測定に必要な時間、ビットエラー監視部３３にてビットエラーを観測し、エラーが一つも無いことを確認する。
【００３１】
このとき、エラーフリーとなった範囲が３ポイント以上無い場合は異常終了とする。設計保証されている伝送距離で、かつ、仕様に適合した光ファイバを使用している場合は、３ポイント以上のエラーフリー範囲が存在する設計となっている。従って、３ポイント以上のエラーフリーポイントが存在しない場合は、何らかの異常によりマージンが無い状態と判断できるので、エラーフリーとなった範囲が３ポイント以上無い場合は異常終了とする。
【００３２】
次に、可変ＤＣＦサーチ制御部３５は、エラーフリーとなった範囲の中心値に対応した可変ＤＣＦ２２の設定値を最適分散補償値と判定する（ステップＳ４）。エラーフリーとなった範囲の中心値が、最もマージンのある分散補償値であるためである。
【００３３】
そして、可変ＤＣＦ制御部２３は、上記の可変ＤＣＦサーチ制御部３５が判定した最適分散補償値を、可変ＤＣＦ２２に設定する（ステップＳ５）。これにより、ＤＣＦコンフィギュレーション（configuration）を終了する。
【００３４】
図４は、分散補償値（分散設定値）とビットエラーレート（ＢＥＲ:bit error rate）との関係を示す。分散補償値（分散設定値）がはずれると、ＢＥＲが悪化するため、分散補償値を最適値に合わせる必要がある。
【００３５】
このように、本実施形態では最初に（一回目のサーチで）フレーム同期確立範囲をサーチしてフレーム同期確立しない範囲を除き、二回目のサーチでフレーム同期確立範囲の中からビットエラーフリーとなる範囲（すなわち、符号誤り率がしきい値以下の範囲）の中心値を最適な分散補償値として設定するようにしたため、時間のかかるビットエラーフリーとなる範囲の監視時間を大幅に削減できるので、可変ＤＣＦ２２の分散補償値を最適値に設定する時間を短縮することができる。
【００３６】
すなわち、ビットエラーを観測して、エラーフリーかどうかの判定を行うためには、伝送路速度が４０Ｇｂ／ｓの場合でも、１０Ｅ−１２のビットエラーレートを保証するためには、約３０秒程度かかる。可変ＤＣＦ２２の分散補償値の全可変範囲をすべてサーチすると、可変ＤＣＦ２２の変更可能ポイントの回数だけ時間がかかる。しかし、本実施の形態では、ビットエラーフリーとなる範囲のサーチ範囲を同期確立している範囲に絞り込むようにしているので、ビットエラーフリーとなる範囲のサーチ時間が短縮可能となる。
【００３７】
なお、初期開通時だけではなく、伝送路の支障移転等で伝送距離が変更になった場合等、速やかに波長分散値を再計算して主信号の復旧が必要となる場合がある。本実施の形態では、波長分散値の最適値のサーチを高速化できるので、保守性の優れた、高信頼の高速長距離光伝送システムを構築することが可能となる。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、可変ＤＣＦ２２の分散補償値を最適値に自動制御するようにしたため、予め複数の固定長の分散補償ファイバを準備して、最適長のファイバと交換することにより分散補償を行う方法に比べて手間が不要となる。
【００３９】
更に、本実施の形態によれば、一回目のスイープでは同期確立範囲のみをサーチしているので、各ポイントの判定は即時行われ、二回目のスイープでは同期確立範囲のみについてビットエラーフリーとなる範囲のサーチを行うので、ビットエラーフリーと判定するしきい値を深いところに設定してサーチすることができ、よって可変ＤＣＦ２２の分散補償値を、より高精度に最適値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の可変分散補償装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】図１中の可変ＤＣＦの一実施形態の構成図である。
【図３】本発明の動作説明用フローチャートである。
【図４】分散補償値（分散設定値）とＢＥＲとの関係の一例を示す図である。
【図５】一般的な可変分散補償装置の一例のブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  可変分散補償装置
２０  光アンプ及び分散補償部
２１、２４  光アンプ
２２  可変ＤＣＦ
２３  可変ＤＣＦ制御部
３０  光インタフェース送受信部
３１  光受信部
３２  フレーム同期部
３３  ビットエラー監視部
３４  警報収集部
３５  可変ＤＣＦサーチ制御部
３６  光送信部
【図１】
0005088151.tif 000002
【図２】
0005088151.tif 000003
【図３】
0005088151.tif 000004
【図４】
0005088151.tif 000005
【図５】
0005088151.tif 000006