(57)【要約】本発明の海底光通信システム制御装置（１）は、各光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定する光強度分布決定装置（２）と、海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定する光強度分布測定装置（３）と、前記光強度分布決定装置における最適分布と前記光強度分布測定装置における測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する等化設定計算部（４）と、前記等化設定計算部における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償する可変利得等化器（５）と、を有する。
2019186672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定する光強度分布決定装置と、
海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定する光強度分布測定装置と、
前記光強度分布決定装置における最適分布と前記光強度分布測定装置における測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する等化設定計算部と、
前記等化設定計算部における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償する可変利得等化器、とを有する
海底光通信システム制御装置。
【請求項２】
前記光強度分布測定装置において、前記光強度分布を事前に決定した一定の周波数間隔かつ一定の帯域幅で測定すること
を特徴とする請求項１に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項３】
前記周波数間隔が、前記海底ケーブル伝送路に割り当てた光パスの中心周波数間隔の最小値以下であること
を特徴とする請求項２に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項４】
前記周波数間隔を、前記光強度分布測定装置の温度変化、グレーティング素子の回折光選択、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）ベースの波長選択のいずれかによって可変すること
を特徴とする請求項３に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項５】
前記海底ケーブル伝送路の光強度損失を補償する光増幅器を備える光中継器を有し、
前記海底ケーブル伝送路の一定距離毎に前記光中継器が配置され、
一定の間隔で前記光中継器が前記光強度分布測定装置と前記可変利得等化器とを備え、
同一の光中継器が具備する前記光強度分布測定装置における前記測定分布に対して、前記可変利得等化器において前記最適分布に補償すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項６】
前記光強度分布測定装置において、複数の海底ケーブル伝送路から測定する前記光強度分布を選択する光スイッチを有し、
前記光パスを収容する前記海底ケーブル伝送路を選択した上で、
当該海底ケーブル伝送路に対する前記最適分布と前記測定分布との差分に基づいて、当該海底ケーブル伝送路に接続する前記可変利得等化器において補償すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項７】
前記等化設定計算部において、前記測定分布の各値の線形結合を算出する前処理を実施し、
前記最適分布と前処理測定分布との差分に基づいて、前記可変利得等化器への補償量を調整すること
を特徴とする請求項６に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項８】
前記等化設定計算部において、各々の前記海底ケーブル伝送路に対して前記最適分布と前記測定分布との差分を計算し、同一の周波数帯域に対する差分に基づいて、前記可変利得等化器への補償量を調整すること
を特徴とする請求項６または請求項７に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項９】
前記等化設定計算部において、前記同一の周波数帯域に対する差分について平均値、中心値（メディアン）、外れ値を除外した平均値、外れ値を除外した中心値（メディアン）のいずれかの値に基づいて、前記可変利得等化器への補償量を調整すること
を特徴とする請求項８に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１０】
海底光通信システムにおける障害発生を監視する海底ケーブル監視装置を有し、
受信信号品質が事前に設定した障害閾値を下回った光パスの割り当て周波数に対して、前記光強度分布測定装置において当該周波数での光強度を測定し、測定光強度と最適光強度との差が障害閾値を上回ったことを海底ケーブル監視装置に通知し、
前記障害閾値を上回った前記光強度分布測定装置のうち、送信端に最も近い装置において障害発生を検知すること
を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１１】
前記光強度分布決定装置において、受信信号品質に関する伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定すること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１２】
光パスを海底ケーブル伝送路に追加・変更・削除する際に動作すること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１３】
前記海底ケーブル伝送路に追加・変更・削除する光パスの送信端に近い、光強度分布測定装置と可変利得等化器とを備える光中継器から順に、当該光中継器が具備する前記可変利得等化器において前記最適分布に補償すること
を特徴とする請求項１２に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１４】
光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定し、
海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定し、
光強度分布の最適分布と伝送後の光パスの測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出し、
前記利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償すること
を特徴とする海底光通信システム制御方法。
【請求項１５】
光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定する光強度分布決定処理手順と、
前記最適分布と海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスに対して測定した光強度の測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する等化設定計算処理手順と、
前記等化設定計算処理手順における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償するための設定を通知する等化設定通知処理手順と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海底光通信システムの伝送特性を最良とするために信号光強度を測定し、測定値に基づいて信号光強度を調整する制御装置に関するものである。特に、海底光通信システムが収容する信号光について基本光周波数幅毎の信号光強度を測定し、測定値に基づいて所望の信号光強度分布となるように利得等化器を制御する、海底光通信システム制御装置、制御方法及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムは、拠点間を接続する光ファイバ通信路を介して、要求トラヒックを通信する機能を提供するものである。光通信システムにおいては、クライアントからの要求トラヒックを種々の多重方式を用いて多重した大容量の信号光を、光ファイバ通信路を介して通信する。多重方式としては、波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）方式、および時分割多重（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＴＤＭ）方式などが用いられる。近年では、光パス１本につき４００Ｇｂｐｓ（Ｇｉｇａ  ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）級のトラヒックを収容することができ、波長分割多重方式により最大で２５Ｔｂｐｓ（Ｔｅｒａ  ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）級の大容量通信が可能になっている。【０００３】
光通信システムの中でも、海底ケーブルを用いた海底光通信システムは、海で隔てられた陸地間に大容量な通信インフラを提供する上で非常に重要である。海底光通信システムは、海で隔てられた陸地の対岸に陸揚げ局と呼ばれる局舎を設置し、陸揚げ局間を接続する海底ケーブルを介して要求トラヒックを通信する機能を提供する。陸揚げ局は一般に海岸に設置され、陸上光通信システムと海底光通信システムとは陸揚げ局において接続される。一方で、海底ケーブルには一定間隔に光中継器が接続され、光中継器が備える光増幅器において信号光強度を増幅する。増幅後の信号光強度は光増幅器のデバイスばらつきに起因して信号光強度の周波数分布が不均一になる。このため、一部の光中継器に固定利得等化器と呼ばれる光パッシブデバイスを導入することで信号光強度が均一になるように補正する。このような海底光通信システムの例が、特許文献１および特許文献２に記載されている。【０００４】
海底光通信システムは一般に障害監視手段を備え、障害監視手段は監視パルス信号光を通信信号光の収容帯域外の波長に割り当てることで光中継器障害および海底ケーブル障害の発生を監視する。具体的には各光中継器において対向する光ファイバ同士が接続され、監視パルス信号光のみを折り返すことで戻り光の陸揚げ局への着信タイミング差から当該障害発生箇所を絞り込む。このような障害監視手段の例が、特許文献３には記載されている。【０００５】
図１６は、上述した技術に関連する海底光通信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１６に示すように、上述した技術に関連する海底光通信システム９０は、光パス設定装置９１、陸揚げ局９２−１、９２−２、海底ケーブル伝送路９３−１〜９３−６、および光中継器９４、固定利得等化光中継器９５を有する。ここでは、海底光通信システム９０が２個の陸揚げ局９２−１、９２−２および６個の海底ケーブル伝送路９３−１〜９３−６を備える場合を例に説明するが、陸揚げ局および海底ケーブル伝送路の個数はこれに限らない。【０００６】
なお、以降の説明では、同種の装置等の符号に添え字（−１、−２等）を伴う要素について、それらを総括して説明する場合は、符号の添え字を省略するものとする。【０００７】
陸揚げ局９２は、海底光ノード装置９２０、および海底ケーブル監視装置９２１を有する。光中継器９４は、光増幅器９４０、光スプリッタ９４１、および光カプラ９４２を有する。また固定利得等化光中継器９５は、光増幅器９５０、光スプリッタ９５１、および光カプラ９５２、固定利得等化器９５３を有する。【０００８】
次に、上述した技術に関連する海底光通信システムが、要求トラヒックを光パスに収容する動作について説明する。
光パス設定装置９１は、要求トラヒックを海底光通信システム９０に収容する光パスについて、海底光ケーブル伝送路９３、光中継器９４、および固定利得等化光中継器の特性に基づいて、所要波長スロット数および収容波長スロット番号等の光パス設定値を決定する。海底光ノード装置９２０は、光パス設定値に基づいて要求トラヒックを収容する光パスを送出する。【０００９】
以上の動作により、海底光通信システム９０において、要求サービスを収容する光パスが確立する。【００１０】
次に、上述した技術に関連する海底光通信システムにおいて、海底光ケーブル伝送路９３、光中継器９４、および固定利得等化光中継器９５に対して障害の発生有無を監視する動作について説明する。
海底ケーブル監視装置９２１において、監視パルス信号光を一定間隔で送出し、光中継器９４または固定利得等化光中継器９５から折り返されたパルス信号光を海底ケーブル監視装置９２１において再び受信する。受信したパルス信号光の受信時刻から監視パルス信号の折り返し地点を識別する。障害発生後は、障害発生箇所以降から折り返されたパルス信号が陸揚げ局９２に到達しないため、受信時刻から障害発生箇所を絞り込むことが可能である。【００１１】
以上の動作により、海底光通信システム９０において発生した障害の監視および障害発生箇所を絞り込む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−２８９４９４号公報
【特許文献２】特開２００１−１４４６９３号公報
【特許文献３】特開２００２−００９７０１号公報
【特許文献４】国際公開第２０１１／０３０８９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
海底光通信システムに対する通信トラヒック需要の増加に応じて、海底光通信システム容量を増やす手段として波長増設が一般に用いられる。波長増設では信号光送受信器の性能向上により海底光通信システム導入時と比較して周波数利用効率の高い信号光が利用可能なことが多く、その結果、海底光通信システムの収容効率向上が期待できかつビット単価低減という観点で経済的である。【００１４】
また、波長増設において高い周波数利用効率で大容量トラヒックを収容することができる技術として、エラスティック光通信技術がある（例えば、特許文献４参照）。このエラスティック光通信技術を採用した光通信システムにおいては、光パスの占有波長スロット数を収容経路の光信号品質劣化量に応じて変化させることにより、固定グリッドを用いた光通信システムと比較して、周波数利用効率を改善することができる。さらに、エラスティック光通信技術に対応した光送受信器は、占有スロット数が光信号品質劣化量に応じて可変である光パスを送受信することが可能である。【００１５】
一方で、既設信号光と増設信号光の周波数利用効率および信号光電力スペクトル密度との差に起因して、既設信号光と増設信号光との最適な入力光強度は必ずしも一致しない。送信端において、既設信号光と増設信号光について最適な光強度に設定した上で、海底ケーブルに入力しても光増幅器における増幅光強度応答が入力信号光強度に対して線形とは限らず、結果として信号光強度分布が最適値から歪む。このため、受信端において信号品質劣化が発生する。したがって、各信号光の伝送特性を最大化するために、海底ケーブルにおいても既設信号光と増設信号光との入力信号光強度を最適値に再設定することが必要である。【００１６】
上述した技術に係る固定利得等化器は海底ケーブルの導入後に光強度分布補償値の再設定ができないことから、海底ケーブルにおいて増設信号光に対する信号光強度を最適値に設定することができない。その結果、増設信号光において最適光強度からの伝送特性劣化が生じるため、増設信号光に関してマージンをより大きな値に設定する必要がある。すなわち、要求マージン増に伴って増設信号光の周波数利用効率の向上効果が抑圧されることが課題となる。【００１７】
本開示の目的は、上述した課題の少なくとも１つを解決する海底光通信システム制御装置、制御方法、および可読媒体を提供することにある。すなわち、固定利得等化器により光強度分布を補償する海底光通信システムにおいて、増設信号光の信号光強度を最適値に設定できないことに起因する要求マージン増に伴って増設信号光の周波数利用効率の向上効果が抑圧されるという課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本開示にかかる海底光通信システム制御装置は、光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度の最適分布を決定する光強度分布決定装置と、海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定する光強度分布測定装置と、前記光強度分布決定装置における最適分布と前記光強度分布測定装置における測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する等化設定計算部と、前記等化設定計算部における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償する可変利得等化器と、を有する。【００１９】
また、本開示にかかる海底光通信システム制御方法は、光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定し、海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定し、光強度分布の最適分布と伝送後の光パスの測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出し、前記利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償することを特徴とする。【００２０】
また、本開示にかかる可読媒体は、光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定する光強度分布決定処理手順と、前記最適分布と海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスに対して測定した光強度の測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する等化設定計算処理手順と、前記等化設定計算処理手順における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償するための設定を通知する等化設定通知処理手順と、をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２１】
本開示にかかる海底光通信システム制御装置、海底光通信システム制御方法、および可読媒体によれば、海底光通信システムの入力信号光強度の最適値が異なる複数の信号光に対しても、海底ケーブル伝送路における信号光強度の測定値に基づいて利得等化器を制御することにより、入力信号光強度の最適値に設定することで、伝送特性劣化を抑圧し海底光通信システムの利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の概要について説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光パス設定装置の構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態に係る光強度分布モニタの構成の一例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る固定帯域幅光フィルタの透過帯域特性の一例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第１の実施形態に係る固定帯域幅光フィルタの中心周波数の温度特性の一例を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の第１の実施形態に係る光強度分布モニタの構成の一例を示すブロック図である。
【図４Ｅ】本発明の第１の実施形態に係る固定帯域幅光フィルタの透過帯域特性の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システムを備える海底光通信システムにおいて、開通する光パスの光パスの信号光強度の最適値の算出例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置を備える海底光通信システムの別の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る陸揚げ局１２より送出する光パスの光強度分布の一例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る陸揚げ局より送出する光パスの光強度分布の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る可変利得等化器に対する利得等化設定値の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１５Ａ】本発明の第３の実施形態に関連する海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る光強度分布測定装置により測定した光強度分布の一例を示す。
【図１６】関連する海底光通信システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
［本発明の特徴］
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。
【００２５】
図１は、本発明の概要について説明する図である。図１に示すように、本開示にかかる海底光通信システム制御装置１は、光強度分布決定装置２と、光強度分布測定装置３と、等化設定計算部４と、可変利得等化器５と、を有する。光強度分布決定装置２は、光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度の最適分布を決定する。光強度分布測定装置３は、海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定する。等化設定計算部４は、光強度分布決定装置における最適分布と光強度分布測定装置における測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する。可変利得等化器５は、等化設定計算部における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を最適分布に補償する。
【００２６】
以上より、海底光通信システム制御装置１は、海底光通信システムの入力信号光強度の最適値が異なる複数の信号光に対しても、海底ケーブル伝送路における信号光強度の測定値に基づいて利得等化器を制御することにより、入力信号光強度の最適値に設定する。これにより、伝送特性劣化を抑圧し海底光通信システムの利用効率を向上することができる。
【００２７】
［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態においては、第１の実施形態による海底光通信システム制御装置を備える海底光通信システム１０について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、海底光通信システム１０は、光パス設定装置１１、陸揚げ局１２、海底ケーブル伝送路１３、光中継器１４、可変利得等化光中継器１５を有する。
【００２８】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る光パス設定装置１１の構成を示すブロック図である。図３に示すように、光パス設定装置１１は海底光通信システムデータベース１１０、伝送特性算出部１１１、所要波長帯域幅算出部１１２、および収容波長帯域決定部１１３を有する。
【００２９】
海底光通信システムデータベース１１０は、海底光通信システムにおける伝送特性および海底光通信システムに収容した光パスの割当波長帯域に関する情報を格納し、光パス割当時に情報を更新する。伝送特性算出部１１１は、要求トラヒックを収容する光パスに関して、海底光通信システムデータベース１１０を参照して陸揚げ局１２間の伝送特性を算出する。所要波長帯域幅決定部１１２は、この陸揚げ局間伝送特性に基づいて、光パスの到達性を満たす波長帯域幅である所要波長帯域幅を決定する。そして、収容波長帯域決定部１１３は、この所要波長帯域幅を有する光パスを収容可能な波長帯域に対して光パスの収容波長帯域に決定する。
【００３０】
再び図２を参照し、陸揚げ局１２は海底光ノード装置１２０、海底ケーブル監視装置１２１、および光強度分布決定装置１２２を有する。海底光ノード装置１２０は光パス設定装置１１より通知された収容波長帯域に収容する光パスを確立する。海底ケーブル監視装置１２１は、監視パルス信号光を一定間隔で送出し、光中継器１４または可変利得等化光中継器１５から折り返されたパルス信号光を海底ケーブル監視装置１２１において再び受信し、受信したパルス信号光の受信時刻から監視パルス信号の折り返し地点を識別する。光強度分布決定装置１２２は、光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度の最適分布を決定し、可変利得等化光中継器１５に通知する。
【００３１】
海底ケーブル伝送路１３は、光パスを収容し、複数の海底ケーブル伝送路１３を介して対向する陸揚げ局同士を接続する。光中継器１４は、光増幅器１４０、光スプリッタ１４１、および光カプラ１４２を有する。光中継器１４は、光パスの信号光強度を増幅し、海底ケーブル伝送路１３における信号光強度損失を補償する。
【００３２】
可変利得等化光中継器１５は、光増幅器１５０、光スプリッタ１５１、光カプラ１５２、可変利得等化器１５３、等化設定決定装置１６を有する。可変利得等化光中継器１５は、光パスの信号光強度を増幅し、海底ケーブル伝送路１３における信号光強度損失を補償しつつ、等化設定決定装置１６において光強度分布の設定値と測定値とを比較し、差分に基づいて決定した利得等化設定値を可変利得等化器１５３にて設定することで光パスの信号光強度分布を設定値に補償する。
【００３３】
等化設定決定装置１６は、等化設定計算部１６０、光強度分布モニタ１６１、設定通知Ｉ／Ｆ１６２、および光スプリッタ１６３を有する。等化設定決定装置１６は、光強度分布モニタ１６１における光強度分布の測定値、および設定通知Ｉ／Ｆ１６２を介して通知された所望の光強度分布を、等化設定計算部１６０において比較し、差分を補償する利得等化設定を算出し、算出した等化設定値を可変利得等化器１５３に通知し適用する。光強度分布モニタ１６１は中心周波数可変光フィルタと光強度測定器から構成される。
【００３４】
図４Ａに光強度分布モニタ１６１の具体的な構成の一例として固定帯域幅の光フィルタに対して温調により中心周波数をシフトする構成を示す。光強度分布モニタ１６１−１は、温度調整装置１６１０、固定帯域幅光フィルタ１６１１、光強度測定器１６１２を有する。すなわち、本実施形態においては、等化設定決定装置１６が具備する光強度分布モニタ１６１が、海底ケーブル伝送路１３を伝送した後の光パスの光強度分布を測定する光強度分布測定装置としての機能を担う。
【００３５】
図４Ｂに固定帯域幅光フィルタ１６１１の透過帯域特性を示す。図４Ｂに示す通り、中心周波数ｆＡ、ｆＢは温度調整装置１６１０により可変であるが、帯域幅Δｆは各温度（ＴＡ、ＴＢ）において一定である。
【００３６】
図４Ｃに温度調整装置１６１０によって固定帯域幅光フィルタの動作温度を変化したときの透過帯域の中心周波数（光フィルタ中心周波数）の変化の一例を示す。温度に対して中心周波数が単調増加（図４Ｃにおいて、ｆＡ＜ｆＢ、ＴＡ＜ＴＢ）であるため、温度変化によって中心周波数を一意に選択することが可能である。
【００３７】
図４Ｄに光強度分布モニタ１６１の別の構成例として示す通り、光強度分布モニタ１６１−２は、温度調整装置１６１０、光強度測定器１６１２−１〜１６１２−４、およびグレーティング素子１６１３を有する。光強度分布モニタ１６１−２は、グレーティング素子１６１３の回折光を複数の光強度測定器１６１２−１〜１６１２−４を用いて測定し、図４Ｅに示す通り、温度調整装置１６１０により中心周波数を調整することで光強度分布をモニタする。なお、グレーティング素子１６１３において、帯域幅Δｆは各光強度測定器１６１２−１〜１６１２−４ごとに値を変更してもよい。
【００３８】
さらに、光強度分布モニタ１６１の他の構成例として、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）ベースの波長選択スイッチ構成、および光スペクトルアナライザを用いた構成も考えられる。
【００３９】
次に、本実施形態による海底光通信システム制御方法について説明する。なお、以下の説明では適宜図２も参照する。図５に本実施形態における海底光通信システム制御方法の処理の流れを示す。
【００４０】
本実施形態における海底光通信システム制御方法については、まず、光パス設定装置１１より光パスの収容帯域を通知する（ステップＳ１０）。
【００４１】
次に、通知された光パスの収容帯域に基づいて、光パスの伝送特性を鑑みて信号光強度分布の所望値を決定する（ステップＳ２０）。すなわち、通知された光パスの収容帯域に基づいて、光強度分布決定装置１２２において、光パスの受信信号品質に関する伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度分布を決定する。受信信号品質に関する伝送特性は光パスの信号光強度に対するＢｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ（ＢＥＲ）またはＥｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ（ＥＶＭ）、分布Ｑ値、光信号雑音比を基に計算する。伝送特性は海底光通信システムにおける実測値または伝送シミュレーションにより得た計算値を用いる。基準となる光パスの信号光強度および伝送特性に対して、開通する光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから当該光パスの信号光強度の最適値を算出する。海底光ノード装置１２０−１において、当該光パスの信号光強度を最適値に設定した上で光パス開通をする。
【００４２】
次に、海底光ノード装置１２０−１より光パスを開通した後に、光パスの送信端に近い可変利得等化光中継器１５から順に光強度分布の設定を通知する（ステップＳ２１）。すなわち、光強度分布決定装置１２２−１より可変利得等化光中継器１５が具備する等化設定決定装置１６に対して光強度分布の設定値を通知する。
【００４３】
次に、等化設定決定装置１６が具備する設定通知Ｉ／Ｆ１６２を介して光強度分布設定を受信した後（ステップＳ３０）、光強度分布モニタ１６１において一定の周波数間隔で、設定した帯域幅における可変利得等化器１５３−１の出力信号光強度分布を測定する（ステップＳ３１）。光強度分布モニタ１６１において掃引する周波数間隔は、海底ケーブル伝送路１３に収容する光パスの中心周波数間隔の最小値以下であることが望ましい。
【００４４】
続いて、等化設定計算部１６０において、通知された光強度分布設定値と測定値との差分を計算する（ステップＳ３２）。波長分割多重方式の海底光通信システムにおいては隣接チャネル信号光からのクロストークが光強度分布モニタの測定値の精度低下を招くことがある。この精度低下を防ぐことを目的に等化設定計算部１６０において、複数の通知された光強度分布測定値の各々に重み付け係数を乗算の上、線形和を取った値に基づいて当該差分を計算する。重み係数は波長分割多重方式の海底光通信システムにおける各チャネル信号光の光強度分布設定値および、光強度分布モニタにおける透過帯域特性から決定する。次に、等化設定計算部１６０において、信号光強度分布の差分を補償するための逆特性を計算し、可変利得等化器１５３−１に設定を通知する（ステップＳ３３）。
【００４５】
続いて、可変利得等化器１５３−１において逆特性の設定を受信した後（ステップＳ４０）、逆特性の設定を反映する（ステップＳ４１）。設定反映後に、設定通知Ｉ／Ｆ１６２を介して等化設定決定装置１６に設定反映を通知する（ステップＳ４２）。
【００４６】
続いて、等化設定決定装置１６において、設定反映の通知を受信後（ステップＳ５０）、光強度分布モニタ１６１において信号光強度分布を測定し（ステップＳ５１）、等化設定計算部１６０において光強度分布の設定値と測定値との差分を計算する（ステップＳ５２）。そして、設定値と測定値との差分が許容閾値と比較する（ステップＳ５３）。
【００４７】
ステップＳ５４で、設定値と測定値との差分が許容閾値を下回る場合（ＹＥＳの場合）には、設定完了通知を光強度分布決定装置１２２が具備する光強度分布決定装置１２２−１に送信する（ステップＳ５５）。そして、光強度分布決定装置１２２において、等化設定決定装置１６より設定完了の通知を受信した後に、光パスの送信端にその次に近い可変利得等化光中継器１５に対して光強度分布の設定を通知する（ステップＳ６０）。一方、ステップＳ５４で、設定値と測定値との差分が許容閾値以上である場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ３１から手順を繰り返す。ステップＳ６０の処理により光強度分布の設定が通知された、その次に近い可変利得等化光中継器では、上述した、ステップＳ２１以降の処理が実行される。そして、全ての可変利得等化光中継器１５に対して光強度分布を設定するまで上記の手順を繰り返す。
【００４８】
上述した通り、光パス開通時のみでなく定期メンテナンス時や障害復旧時などに等化設定決定装置１６において信号光強度分布を測定し、設定値からの差が許容閾値を上回る場合に信号光強度分布を再設定してもよい。
【００４９】
図６は、図５のステップＳ２０の処理における、光パスの信号光強度の最適値の算出例を示す。図６では、海底ケーブル伝送路１３の総延長が９，０００ｋｍで、光中継器１４を６０ｋｍ毎に導入する場合において、伝送シミュレーションにより最適値を算出した。すなわち、光パスの信号光強度に対して、伝送特性の最適値からの品質劣化量を評価した結果である。当該算出例では、信号光強度を基準値よりも１ｄＢ増加した条件において最適であることが分かる。
【００５０】
したがって、本実施形態に係る光通信システム制御装置により、信号光強度を基準値よりも１ｄＢ増加することにより、伝送品質劣化量を比較例にかかる技術に対して０．４ｄＢ改善することが可能であることが分かる。
【００５１】
図７は第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置を備える、関連する海底光通信システム１７の構成を示すブロック図である。図７に示すように、海底光通信システム１７は、光パス設定装置１１、陸揚げ局１２、海底ケーブル伝送路１３、光中継器１４、可変利得等化光中継器１５、および等化設定決定装置１６を有する。複数の可変利得等化光中継器１５−１〜１５−３を有する場合、光パスの送信端の陸揚げ局から近い可変利得等化光中継器１５から順に等化設定設計装置１６において信号光強度分布を制御する。すなわち、光パスが陸揚げ局１２−１から送出される条件下において、可変利得等化光中継器１５−１、１５−２、１５−３の順に信号光強度分布を制御する。
【００５２】
図８に陸揚げ局１２より送出する光パスの光強度分布の一例を示す。図８に示す例は５０ＧＨｚ間隔に２９本の光パスが波長分割多重された信号光の光強度分布である。中心の５本の光パスについて最適な信号光強度が他の光パスと比較して２ｄＢ大きい条件である。
【００５３】
図９に光強度分布モニタ１６１において測定する当該信号光の光強度分布の一例を示す。図９に示す例は光パスの中心周波数間隔と同じく５０ＧＨｚ間隔に０．４ｎｍ帯域幅における信号光強度を光強度分布モニタ１６１において測定した結果である。
【００５４】
図１０に等化設定計算部１６０において計算した光強度分布の設定値と測定値との差分を補償するための逆特性の一例を示す。図１０に示す例は、図８に示す光強度分布に対して、図９に示す光強度分布の測定値の差分から計算した逆特性である。当該差分を補償するために図１０に示す逆特性を可変利得等化器１５３−１の設定値として適用する。
【００５５】
次に、本実施形態における等化設定決定装置１６における障害を検知する方法を説明する。
海底光通信システム１７において、受信端の陸揚げ局１２−２での光強度の測定分布と設定分布との差分を比較し、差分が事前に決定した障害閾値を上回る周波数に対して、等化設定決定装置１６において当該周波数での光強度を測定する。また、受信信号品質が障害閾値を下回った光パスの割り当て周波数に対して、等化設定決定装置１６において当該周波数での光強度を測定してもよい。測定光強度と最適光強度との差が障害閾値を上回った等化設定決定装置１６のうち、送信端の陸揚げ局１２−１に近いものにおいて障害が発生したとして、海底ケーブル監視装置１２１−１に障害発生を通知する。上述の手順を一定時間間隔で実施することにより、等化設定決定装置１６における障害を検知することができる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態の海底光通信システム１０において、海底光通信システムの入力信号光強度の最適値が異なる複数の信号光に対しても、海底ケーブル伝送路における信号光強度の測定値に基づいて利得等化器を制御することにより、入力信号光強度の最適値に設定することで、伝送特性劣化を抑圧し海底光通信システムの利用効率を向上することができる。
【００５７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、可変利得等化光中継器において光強度分布を測定し、測定した光強度分布を陸揚げ局に通知した上で、陸揚げ局が具備する等化設定決定装置において決定した利得等化設定に基づいて可変利得等化器により光強度分布を所望値に補償する構成および動作とした。
【００５８】
本実施形態においては、第２の実施形態による海底光通信システム制御装置を備える海底光通信システム２０について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る海底光通信システム２０の構成を示すブロック図である。海底光通信システム２０は、光パス設定装置２１、陸揚げ局２２、海底ケーブル伝送路２３、光中継器２４、可変利得等化光中継器２５を有する。
【００５９】
陸揚げ局２２は、海底光ノード装置２２０、海底ケーブル監視装置２２１、光強度分布決定装置２２２、および等化設定決定装置２２３を有する。光中継器２４は、光増幅器２４０、光スプリッタ２４１、および光カプラ２４２を有する。可変利得等化光中継器２５は光増幅器２５０、光スプリッタ２５１、光カプラ２５２、可変利得等化器２５３、光強度分布測定装置２７を有する。また、光強度分布測定装置２７は、光強度分布モニタ２７１、設定通知Ｉ／Ｆ２７２、および光スプリッタ２７３を有する。
【００６０】
第１の実施形態における海底光通信システム１０と同様に、海底光ノード装置２２０は、光パス設定装置２１より通知された収容波長帯域に収容する光パスを確立する。海底ケーブル監視装置２２１は、監視パルス信号光を一定間隔で送出し、光中継器２４または可変利得等化光中継器２５から折り返されたパルス信号光を海底ケーブル監視装置２２１において再び受信し、受信したパルス信号光の受信時刻から監視パルス信号の折り返し地点を識別する。光強度分布決定装置２２２は、光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度の最適分布を決定し、可変利得等化光中継器２５に通知する。等化設定決定装置２２３は、光強度分布決定装置２２２において決定した光強度分布の最適設定値と光強度分布測定装置２７において測定した光強度分布との差分を計算し、可変利得等化器２５３に対して差分を補償するための設定値を決定した上で、設定通知Ｉ／Ｆ２７２を介して通知する。可変利得等化光中継器２５は、光パスの信号光強度を増幅し、海底ケーブル伝送路２３における信号光強度損失を補償しつつ、等化設定決定装置２２３より通知された光強度分布の設定値と測定値との差分を補償するための利得等化設定値に基づいて可変利得等化器２５３を設定することで光強度分布を設定値に補償する。光強度分布測定装置２７は、光強度分布モニタ２７１における信号光強度分布の測定値を設定通知Ｉ／Ｆ２７２を介して等化設定決定装置２２３に通知する。すなわち、本実施形態においては、光強度分布測定装置２７が具備する光強度分布モニタ２７１が、海底ケーブル伝送路２３を伝送した後の光パスの光強度分布を測定する光強度分布測定装置としての機能を担う。
【００６１】
次に、本実施形態による海底光通信システム制御方法について説明する。なお、以下の説明では適宜図１１も参照する。図１２に本実施形態における海底光通信システム制御方法の処理の流れを示す。
【００６２】
本実施形態における海底光通信システム制御方法については、まず、光パス設定装置２１より光パスの収容帯域を通知する（ステップＳ１５０）。
【００６３】
次に、通知された光パスの収容帯域に基づいて、光強度分布決定装置２２２において、光パスの伝送特性を鑑みて信号光強度分布の所望値を決定する（ステップＳ１６０）。すなわち、通知された光パスの収容帯域に基づいて、光強度分布決定装置２２２において、光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度分布を決定する。伝送特性は光パスの信号光強度に対するＢｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ（ＢＥＲ）またはＥｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ（ＥＶＭ）、分布Ｑ値、光信号雑音比を基に計算する。伝送特性は海底光通信システムにおける実測値または伝送シミュレーションにより得た計算値を用いる。基準となる光パスの信号光強度および伝送特性に対して、開通する光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから当該光パスの信号光強度の最適値を算出する。海底光ノード装置２２０−１において、当該光パスの信号光強度を最適値に設定した上で光パス開通をする。
【００６４】
次に、海底光ノード装置２２０−１より光パスを開通した後に、光パスの送信端に近い可変利得等化光中継器２５から順に光強度分布の設定を通知する（ステップＳ１６１）。すなわち、海底光ノード装置２２０−１より光パスを開通した後に、光強度分布決定装置２２２−１より光強度分布測定装置２７に対して光強度分布の測定を通知する。
【００６５】
次に、光強度分布測定装置２７が具備する光強度分布モニタ２７１において、一定の周波数間隔で、設定した帯域幅における可変利得等化器２５３−１の出力信号光強度を測定し、光強度分布の測定値を等化設定決定装置２２３−１に通知する（ステップＳ１７０）。
【００６６】
次に、等化設定決定装置２２３−１において、光強度分布の設定値と測定値との差分を計算し（ステップＳ１８０）、設定値と測定値との差分が許容閾値を下回るか否か判断する（ステップＳ１８１）。ステップＳ１８１で、設定値と測定値との差分が許容閾値を下回る場合（ＹＥＳの場合）には、設定完了通知を光強度分布決定装置２２２−１に送信する（ステップＳ１６２）。
【００６７】
一方、ステップＳ１８１で、設定値と測定値との差分が許容閾値以上である（ＮＯの場合）には、等化設定決定装置２２３−１において光強度分布の差分を補償するための逆特性を可変利得等化器２５３−１に通知する（ステップＳ１８２）。そして、可変利得等化器２５３−１において、当該逆特性の設定値を受信した後に（ステップＳ１９０）、逆特性の設定値を反映する（ステップＳ１９１）。設定反映後に、設定通知Ｉ／Ｆ２７２を介して等化設定決定装置２２３−１に設定反映を通知する（ステップＳ１９２）。等化設定決定装置２２３−１で設定反映の通知を受信後（ステップＳ１８３）、光パスの送信端にその次に近い可変利得等化光中継器２５の光強度分布測定装置２７が具備する光強度分布モニタ２７１において、信号光強度分布を測定する（ステップＳ１７０）。そして、全ての可変利得等化光中継器２５に対して光強度分布を設定するまで上記の手順を繰り返す。
【００６８】
第２の実施形態における海底光通信システム２０において陸揚げ局２２が等化設定決定装置２２３を具備することで可変利得等化光中継器２５の構成を簡素化することが可能になり得る。簡素化の結果、可変利得等化光中継器２５の製造コスト削減、信頼性向上、消費電力低減を実現できる。また、陸揚げ局２２に大電力を供給することは、光中継器に供給するよりも容易であるため、計算リソースを増やすことができるという利点がある。
【００６９】
上説明したように、本実施形態の海底光通信システム２０において、海底光通信システムの入力信号光強度の最適値が異なる複数の信号光に対しても、海底ケーブル伝送路における信号光強度の測定値に基づいて利得等化器を制御することにより、入力信号光強度の最適値に設定することで、伝送特性劣化を抑圧し海底光通信システムの利用効率を向上することができる。
【００７０】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態においては、複数の海底ケーブル伝送路対に対して可変利得等化光中継器が具備する光強度分布測定装置により各々の海底ケーブル伝送路について光強度分布を測定し、等化設定決定装置において光強度分布の設定値と測定値との差分を補償する可変利得等化器の設定値を計算する構成および動作とした。
【００７１】
以下に、本実施形態の光通信システムについて詳細に説明する。
本実施形態においては、第３の実施形態による海底光通信システム制御装置を備える海底光通信システム３０について説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る海底光通信システム３０の構成を示すブロック図である。海底光通信システム３０は、光パス設定装置３１、陸揚げ局３２、海底ケーブル伝送路３３、光中継器３４、可変利得等化光中継器３５を有する。
【００７２】
陸揚げ局３２は、海底光ノード装置３２０、海底ケーブル監視装置３２１、光強度分布決定装置３２２、および等化設定決定装置３２３を有する。光中継器３４は、光増幅器３４０、光スプリッタ３４１、および光カプラ３４２を海底ケーブル伝送路３３に対して有する。可変利得等化光中継器３５は光増幅器３５０、光スプリッタ３５１、光カプラ３５２、可変利得等化器３５３、光強度分布測定装置３７を有する。また、光強度分布測定装置３７は、光強度分布モニタ３７１、設定通知Ｉ／Ｆ３７２、光スプリッタ３７３、および光スイッチ３７４を有する。
【００７３】
第２の実施形態における海底光通信システム２０と同様に、海底光ノード装置３２０は、光パス設定装置３１より通知された海底ケーブル伝送路３３に対して収容波長帯域に収容する光パスを確立する。海底ケーブル監視装置３２１は、監視パルス信号光を一定間隔で送出し、光中継器３４または可変利得等化光中継器３５から折り返されたパルス信号光を海底ケーブル監視装置３２１において再び受信し、受信したパルス信号光の受信時刻から監視パルス信号の折り返し地点を識別する。光強度分布決定装置３２２は、光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度の最適分布を決定し、可変利得等化光中継器３５に通知する。等化設定決定装置３２３は、光強度分布決定装置３２２において決定した光強度分布の最適設定値と光強度分布測定装置３７において測定した光強度分布との差分を計算し、可変利得等化器３５３に対して差分を補償するための設定値を決定した上で、設定通知Ｉ／Ｆ３７２を介して通知する。可変利得等化光中継器３５は、光パスの信号光強度を増幅し、海底ケーブル伝送路３３における信号光強度損失を補償しつつ、等化設定決定装置３２３より通知された光強度分布の設定値と測定値との差分を補償するための利得等化設定値に基づいて可変利得等化器３５３を設定することで光強度分布を設定値に補償する。光強度分布測定装置３７は、光スイッチ３７４において測定対象の可変利得等化器３５３の出力光強度分布を選択した上で、光強度分布モニタ３７１において信号光強度分布を測定する。すなわち、本実施形態においては、光強度分布測定装置３７が具備する光強度分布モニタ３７１が、海底ケーブル伝送路３３を伝送した後の光パスの光強度分布を測定する光強度分布測定装置としての機能を担う。当該測定値は設定通知Ｉ／Ｆ３７２を介して等化設定決定装置３２３に通知される。
【００７４】
次に、本実施形態による海底光通信システム制御方法について説明する。
図１４に本発明の第３の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の動作を説明するためのシーケンス図を示す。本実施形態における海底光通信システム制御方法では、まず、光パス設定装置３１より対象の海底ケーブル伝送路３３に関して、光パスの収容帯域を通知する（ステップＳ２００）。
【００７５】
次に、通知された光パスの収容帯域に基づいて、光パスの伝送特性を鑑みて信号光強度分布の所望値を決定する（ステップＳ２１０）。すなわち、通知された光パスの収容帯域に基づいて、光強度分布決定装置３２２において、光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの信号光強度分布を決定する。伝送特性は光パスの信号光強度に対するＢｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ（ＢＥＲ）またはＥｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ（ＥＶＭ）、分布Ｑ値、光信号雑音比を基に計算する。伝送特性は海底光通信システムにおける実測値または伝送シミュレーションにより得た計算値を用いる。基準となる光パスの信号光強度および伝送特性に対して、開通する光パスの伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから当該光パスの信号光強度の最適値を算出する。海底光ノード装置３２０−１において、当該光パスの信号光強度を最適値に設定した上で光パス開通をする。
【００７６】
次に、海底光ノード装置３２０−１より光パスを開通した後に、光パスの送信端に近い可変利得等化光中継器３５から順に光強度分布の設定を通知する（ステップＳ２１１）。すなわち、海底光ノード装置３２０−１より光パスを開通した後に、光強度分布決定装置３２２−１より可変利得等化光中継器３５が具備する光強度分布測定装置３７に対して光強度分布の測定を通知する。
【００７７】
次に、光強度分布測定装置３７が具備する光スイッチ３７４において、対象の可変利得等化器３５３の出力を選択する（ステップＳ２２０）。そして、光強度分布モニタ３７１において、一定の周波数間隔で、設定した帯域幅における出力信号光強度を測定する（ステップＳ２２１）。光強度分布の測定値は、光強度分布測定装置３７より等化設定決定装置３２３−１に通知される。
【００７８】
次に、等化設定決定装置３２３−１において、光強度分布の測定値に基づいて、光強度分布の設定値と測定値との差分を計算し（ステップＳ２３０）、設定値と測定値との差分が許容閾値を下回るか否か判断する（ステップＳ２３１）。ステップＳ２３１で、光強度分布の設定値と測定値との差分が許容閾値を下回る場合（ＹＥＳの場合）には、設定完了通知を光強度分布決定装置３２２−１に送信する。
【００７９】
一方、ステップＳ２３１で、光強度分布の設定値と測定値との差分が許容閾値以下である場合（ＮＯの場合）には、等化設定決定装置３２３−１において、光強度分布の差分を補償するための逆特性を可変利得等化器３５３に通知する（ステップＳ２３２）。続いて、可変利得等化器３５３において、当該逆特性の設定値を受信した後に（ステップＳ２４０）、逆特性の設定値を反映する（ステップＳ２４１）。そして、可変利得等化器３５３において、設定反映後に、設定通知Ｉ／Ｆ３７２を介して設定反映を等化設定決定装置３２３−１に通知する（ステップＳ２４２）。等化設定決定装置３２３−１で設定反映の通知を受信後（ステップＳ２４３）、光パスの送信端にその次に近い可変利得等化光中継器３５の光強度分布測定装置３７が具備する光強度分布モニタ３７１において、信号光強度分布を測定する（ステップＳ２４０）。そして、全ての可変利得等化光中継器３５に対して光強度分布を設定するまで上記の手順を繰り返す。
【００８０】
次に、本実施形態における光強度分布測定装置３７の周波数特性の経時変化に対する補正方法を説明する。
光スイッチ３７４において対象の可変利得等化器３５３の出力を選択し、光強度分布モニタ３７１において一定の周波数間隔で、設定した帯域幅における出力信号光強度を測定する。すべての可変利得等化器３５３の出力に対して光強度分布を測定し、等化設定決定装置３２３に通知する。等化設定決定装置３２３において、光強度分布決定装置３２２において決定した光パスの光強度分布の最適値と測定値とを補償する逆特性を、可変利得等化器３５３の出力ごとに計算する。逆特性について、周波数間隔ごとに可変利得等化器３５３の出力の各々に対して平均値を取り、平均値に基づいて逆特性を補正する。また、平均値の代わりに中心値（メディアン）、外れ値を除外した平均値、外れ値を除外した中心値（メディアン）を用いてもよい。
【００８１】
図１５Ａに本実施形態に関連する海底光通信システム３８の構成を示す。海底光通信システム３８は、陸揚げ局３２、海底ケーブル伝送路３３、光中継器３４、可変利得等化光中継器３５、および光強度分布測定装置３７から構成される。
【００８２】
図１５Ｂに光強度分布測定装置３７により測定した光強度分布の一例を示す。実線が光強度分布の設定値であり、丸点が光強度分布測定装置３７により測定した各光周波数（ｆＡ，ｆＢ，ｆＣ）での光強度（電力スペクトル密度）の値を示す。光周波数ｆＢの測定値が海底ケーブル伝送路３３の出力信号光の各々に対して一様に設定値よりも低い値である。したがって、光強度分布測定装置３７の周波数特性として光周波数ｆＢに対して設定値と測定値の差分の平均値だけ補正する。
【００８３】
上述の手順を一定時間間隔で実施することにより、光強度分布測定装置３７における周波数特性の経時変化を補正することができる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態の海底光通信システム３０において、海底光通信システムの入力信号光強度の最適値が異なる複数の信号光に対しても、海底ケーブル伝送路における信号光強度の測定値に基づいて利得等化器を制御することにより、入力信号光強度の最適値に設定することで、伝送特性劣化を抑圧し海底光通信システムの利用効率を向上することができる。
【００８５】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００８６】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００８７】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０、１７、２０、３０、３８    海底光通信システム
１１、２１、３１    光パス設定装置
１２−１、１２−２、２２−１、２２−２、３２−１、３２−２    陸揚げ局
１２０−１、１２０−２、２２０−１、２２０−２、３２０−１、３２０−２    海底光ノード装置
１２１−１、１２１−２、２２１−１、２２１−２、３２１−１、３２１−２    海底ケーブル監視装置
１２２−１、１２２−２、２２２−１、２２２−２、３２２−１、３２２−２    光強度分布決定装置
１３−１、１３−２、１３−３、１３−４、１３−５、１３−６、１３−７、１３−８、１３−９、１３−１０、１３−１１、１３−１２、１３−１３、１３−１４、１３−１５、１３−１６、１３−１７、１３−１８、１３−１９、１３−２０、１３−２１、１３−２２、１３−２３、１３−２４、２３−１、２３−２、２３−３、２３−４、２３−５、２３−６、３３−１、３３−２、３３−３、３３−４、３３−５、３３−６、３３−７、３３−８、３３−９、３３−１０、３３−１１、３３−１２、３３−１３、３３−１４、３３−１５、３３−１６    海底ケーブル伝送路
１４、１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５、１４−６、１４−７、１４−８、２４、３４、３４−１、３４−２    光中継器
１４０−１、１４０−２、１５０−１、１５０−２、２４０−１、２４０−２、２５０−１、２５０−２、３４０−１、３４０−２、３４０−３、３４０−４、３５０−１、３５０−２、３５０−３、３５０−４    光増幅器
１４１、１５１、１６３、２４１、２５１、２７３、３４１−１、３４１−２、３５１−１、３５１−２、３７３−１、３７３−２    光スプリッタ
１４２、１５２、２４２、２５２、３４２−１、３４２−２、３５２−１、３５２−２    光カプラ
１５、１５−１、１５−２、１５−３、２５、３５    可変利得等化光中継器
１５３−１、１５３−２、２５３−１、２５３−２、３５３−１、３５３−２、３５３−３、３５３−４    可変利得等化器
１６  等化設定決定装置
１６０  等化設定計算部
１６１、２７１、３７１  光強度分布モニタ
１６２、２７２、３７２  設定通知Ｉ／Ｆ
２２３−１、２２３−２、３２３−１、３２３−２  等化設定決定装置
３７４    光スイッチ
９０    関連する海底光通信システム
９１    光パス設定装置
９２−１、９２−２    陸揚げ局
９２０−１、９２０−２    海底光ノード装置
９２１−１、９２１−２    海底ケーブル監視装置
９３−１、９３−２、９３−３、９３−４、９３−５、９３−６    海底ケーブル伝送路
９４    光中継器
９４０−１、９４０−２、９５０−１、９５０−２    光増幅器
９４１、９５１    光スプリッタ
９４２、９５２    光カプラ
９５    固定利得等化光中継器
９５３−１、９５３−２    固定利得等化器
【図１】
2019186672.tif 000003
【図２】
2019186672.tif 000004
【図３】
2019186672.tif 000005
【図４Ａ】
2019186672.tif 000006
【図４Ｂ】
2019186672.tif 000007
【図４Ｃ】
2019186672.tif 000008
【図４Ｄ】
2019186672.tif 000009
【図４Ｅ】
2019186672.tif 000010
【図５】
2019186672.tif 000011
【図６】
2019186672.tif 000012
【図７】
2019186672.tif 000013
【図８】
2019186672.tif 000014
【図９】
2019186672.tif 000015
【図１０】
2019186672.tif 000016
【図１１】
2019186672.tif 000017
【図１２】
2019186672.tif 000018
【図１３】
2019186672.tif 000019
【図１４】
2019186672.tif 000020
【図１５Ａ】
2019186672.tif 000021
【図１５Ｂ】
2019186672.tif 000022
【図１６】
2019186672.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和2年9月3日(2020.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定する光強度分布決定装置と、
海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定する光強度分布測定装置と、
前記光強度分布決定装置における最適分布と前記光強度分布測定装置における測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する等化設定計算部と、
前記等化設定計算部における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償する可変利得等化器、とを有する
海底光通信システム制御装置。
【請求項２】
前記光強度分布測定装置において、前記光強度分布を事前に決定した一定の周波数間隔かつ一定の帯域幅で測定すること
を特徴とする請求項１に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項３】
前記周波数間隔が、前記海底ケーブル伝送路に割り当てた光パスの中心周波数間隔の最小値以下であること
を特徴とする請求項２に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項４】
前記周波数間隔を、前記光強度分布測定装置の温度変化、グレーティング素子の回折光選択、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）ベースの波長選択のいずれかによって可変すること
を特徴とする請求項３に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項５】
前記海底ケーブル伝送路の光強度損失を補償する光増幅器を備える光中継器を有し、
前記海底ケーブル伝送路の一定距離毎に前記光中継器が配置され、
一定の間隔で前記光中継器が前記光強度分布測定装置と前記可変利得等化器とを備え、
同一の光中継器が具備する前記光強度分布測定装置における前記測定分布に対して、前記可変利得等化器において前記最適分布に補償すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項６】
前記光強度分布測定装置において、複数の海底ケーブル伝送路から測定する前記光強度分布を選択する光スイッチを有し、
前記光パスを収容する前記海底ケーブル伝送路を選択した上で、
当該海底ケーブル伝送路に対する前記最適分布と前記測定分布との差分に基づいて、当該海底ケーブル伝送路に接続する前記可変利得等化器において補償すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項７】
前記等化設定計算部において、前記測定分布の各値の線形結合を算出する前処理を実施し、
前記最適分布と前処理測定分布との差分に基づいて、前記可変利得等化器への補償量を調整すること
を特徴とする請求項６に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項８】
前記等化設定計算部において、各々の前記海底ケーブル伝送路に対して前記最適分布と前記測定分布との差分を計算し、同一の周波数帯域に対する差分に基づいて、前記可変利得等化器への補償量を調整すること
を特徴とする請求項６または請求項７に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項９】
前記等化設定計算部において、前記同一の周波数帯域に対する差分について平均値、中心値（メディアン）、外れ値を除外した平均値、外れ値を除外した中心値（メディアン）のいずれかの値に基づいて、前記可変利得等化器への補償量を調整すること
を特徴とする請求項８に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１０】
海底光通信システムにおける障害発生を監視する海底ケーブル監視装置を有し、
受信信号品質が事前に設定した障害閾値を下回った光パスの割り当て周波数に対して、前記光強度分布測定装置において当該周波数での光強度を測定し、測定光強度と最適光強度との差が障害閾値を上回ったことを海底ケーブル監視装置に通知し、
前記障害閾値を上回った前記光強度分布測定装置のうち、送信端に最も近い装置において障害発生を検知すること
を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１１】
前記光強度分布決定装置において、受信信号品質に関する伝送特性、周波数利用効率、信号光電力スペクトル密度、波形歪み補償設定のいずれかの値またはその組み合わせから光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定すること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１２】
光パスを海底ケーブル伝送路に追加・変更・削除する際に動作すること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１３】
前記海底ケーブル伝送路に追加・変更・削除する光パスの送信端に近い、光強度分布測定装置と可変利得等化器とを備える光中継器から順に、当該光中継器が具備する前記可変利得等化器において前記最適分布に補償すること
を特徴とする請求項１２に記載の海底光通信システム制御装置。
【請求項１４】
光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定し、
海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスの光強度分布を測定し、
光強度分布の最適分布と伝送後の光パスの測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出し、
前記利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償すること
を特徴とする海底光通信システム制御方法。
【請求項１５】
光パスの割当周波数毎の信号光強度の最適分布を決定する光強度分布決定処理手順と、
前記最適分布と海底ケーブル伝送路を伝送後の光パスに対して測定した光強度の測定分布との差分を補償する利得等化設定を算出する等化設定計算処理手順と、
前記等化設定計算処理手順における利得等化設定に基づいて光パスの光強度分布を前記最適分布に補償するための設定を通知する等化設定通知処理手順と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【図１】本発明の概要について説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光パス設定装置の構成を示すブロック図である。
【図４Ａ】本発明の第１の実施形態に係る光強度分布モニタの構成の一例を示すブロック図である。
【図４Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る固定帯域幅光フィルタの透過帯域特性の一例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第１の実施形態に係る固定帯域幅光フィルタの中心周波数の温度特性の一例を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の第１の実施形態に係る光強度分布モニタの構成の一例を示すブロック図である。
【図４Ｅ】本発明の第１の実施形態に係る固定帯域幅光フィルタの透過帯域特性の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置を備える海底光通信システムにおいて、開通する光パスの信号光強度の最適値の算出例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置を備える海底光通信システムの別の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る陸揚げ局１２より送出する光パスの光強度分布の一例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る陸揚げ局より送出する光パスの光強度分布の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る可変利得等化器に対する利得等化設定値の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る海底光通信システム制御装置の動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１５Ａ】本発明の第３の実施形態に関連する海底光通信システム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１５Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る光強度分布測定装置により測定した光強度分布の一例を示す。
【図１６】関連する海底光通信システムの構成を示すブロック図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
海底光通信システムデータベース１１０は、海底光通信システムにおける伝送特性および海底光通信システムに収容した光パスの割当波長帯域に関する情報を格納し、光パス割当時に情報を更新する。伝送特性算出部１１１は、要求トラヒックを収容する光パスに関して、海底光通信システムデータベース１１０を参照して陸揚げ局１２間の伝送特性を算出する。所要波長帯域幅算出部１１２は、この陸揚げ局間伝送特性に基づいて、光パスの到達性を満たす波長帯域幅である所要波長帯域幅を決定する。そして、収容波長帯域決定部１１３は、この所要波長帯域幅を有する光パスを収容可能な波長帯域に対して光パスの収容波長帯域に決定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
図７は第１の実施形態に係る海底光通信システム制御装置を備える、関連する海底光通信システム１７の構成を示すブロック図である。図７に示すように、海底光通信システム１７は、光パス設定装置１１、陸揚げ局１２、海底ケーブル伝送路１３、光中継器１４、可変利得等化光中継器１５、および等化設定決定装置１６を有する。複数の可変利得等化光中継器１５−１〜１５−３を有する場合、光パスの送信端の陸揚げ局から近い可変利得等化光中継器１５から順に等化設定決定装置１６において信号光強度分布を制御する。すなわち、光パスが陸揚げ局１２−１から送出される条件下において、可変利得等化光中継器１５−１、１５−２、１５−３の順に信号光強度分布を制御する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
次に、海底光ノード装置２２０−１より光パスを開通した後に、光パスの送信端に近い可変利得等化光中継器２５から順に光強度分布の測定を通知する（ステップＳ１６１）。すなわち、海底光ノード装置２２０−１より光パスを開通した後に、光強度分布決定装置２２２−１より光強度分布測定装置２７に対して光強度分布の測定を通知する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
一方、ステップＳ１８１で、設定値と測定値との差分が許容閾値以上である場合（ＮＯの場合）には、等化設定決定装置２２３−１において光強度分布の差分を補償するための逆特性を可変利得等化器２５３−１に通知する（ステップＳ１８２）。そして、可変利得等化器２５３−１において、当該逆特性の設定値を受信した後に（ステップＳ１９０）、逆特性の設定値を反映する（ステップＳ１９１）。設定反映後に、設定通知Ｉ／Ｆ２７２を介して等化設定決定装置２２３−１に設定反映を通知する（ステップＳ１９２）。等化設定決定装置２２３−１で設定反映の通知を受信後（ステップＳ１８３）、光パスの送信端にその次に近い可変利得等化光中継器２５の光強度分布測定装置２７が具備する光強度分布モニタ２７１において、信号光強度分布を測定する（ステップＳ１７０）。そして、全ての可変利得等化光中継器２５に対して光強度分布を設定するまで上記の手順を繰り返す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の海底光通信システム２０において、海底光通信システムの入力信号光強度の最適値が異なる複数の信号光に対しても、海底ケーブル伝送路における信号光強度の測定値に基づいて利得等化器を制御することにより、入力信号光強度の最適値に設定することで、伝送特性劣化を抑圧し海底光通信システムの利用効率を向上することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
次に、海底光ノード装置３２０−１より光パスを開通した後に、光パスの送信端に近い可変利得等化光中継器３５から順に光強度分布の測定を通知する（ステップＳ２１１）。すなわち、海底光ノード装置３２０−１より光パスを開通した後に、光強度分布決定装置３２２−１より可変利得等化光中継器３５が具備する光強度分布測定装置３７に対して光強度分布の測定を通知する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
一方、ステップＳ２３１で、光強度分布の設定値と測定値との差分が許容閾値以上である場合（ＮＯの場合）には、等化設定決定装置３２３−１において、光強度分布の差分を補償するための逆特性を可変利得等化器３５３に通知する（ステップＳ２３２）。続いて、可変利得等化器３５３において、当該逆特性の設定値を受信した後に（ステップＳ２４０）、逆特性の設定値を反映する（ステップＳ２４１）。そして、可変利得等化器３５３において、設定反映後に、設定通知Ｉ／Ｆ３７２を介して設定反映を等化設定決定装置３２３−１に通知する（ステップＳ２４２）。等化設定決定装置３２３−１で設定反映の通知を受信後（ステップＳ２４３）、光パスの送信端にその次に近い可変利得等化光中継器３５の光強度分布測定装置３７が具備する光強度分布モニタ３７１において、信号光強度分布を測定する（ステップＳ２４０）。そして、全ての可変利得等化光中継器３５に対して光強度分布を設定するまで上記の手順を繰り返す。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
次に、本実施形態における光強度分布測定装置３７の周波数特性の経時変化に対する補正方法を説明する。
光スイッチ３７４において対象の可変利得等化器３５３の出力を選択し、光強度分布モニタ３７１において一定の周波数間隔で、設定した帯域幅における出力信号光強度を測定する。すべての可変利得等化器３５３の出力に対して光強度分布を測定し、等化設定決定装置３２３に通知する。等化設定決定装置３２３において、光強度分布決定装置３２２において決定した光パスの光強度分布の最適値と測定値との差分を補償する逆特性を、可変利得等化器３５３の出力ごとに計算する。逆特性について、周波数間隔ごとに可変利得等化器３５３の出力の各々に対して平均値を取り、平均値に基づいて逆特性を補正する。また、平均値の代わりに中心値（メディアン）、外れ値を除外した平均値、外れ値を除外した中心値（メディアン）を用いてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2019186672.tif 000024
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2019186672.tif 000025
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2019186672.tif 000026
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2019186672.tif 000027
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2019186672.tif 000028
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2019186672.tif 000029
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2019186672.tif 000030
【国際調査報告】
2019186672.tif 000031
2019186672.tif 000032