(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路内に配置される光増幅器の利得帯域内で主信号光の波長とは異なる波長で、前記光伝送路あるいはその光伝送路を含むネットワークを監視または制御するための監視制御情報をのせた監視制御信号光を生成し、所定の時間長および時間間隔でバースト的に送信される前記監視制御信号光と前記主信号光を波長多重して前記光伝送路を転送する監視制御信号光の転送方法において、
前記監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、各情報ブロックで変調した監視制御情報ブロック光の時間長を前記光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、その時間間隔を前記光増幅器の過渡応答の利得回復時間より長く設定して順次転送する
ことを特徴とする監視制御信号光の転送方法。
【請求項２】
光伝送路内に配置される光増幅器の利得帯域内で主信号光の波長とは異なる波長で、前記光伝送路あるいはその光伝送路を含むネットワークを監視または制御するための監視制御情報をのせた監視制御信号光を生成し、所定の時間長および時間間隔でバースト的に送信される前記監視制御信号光と前記主信号光を波長多重して前記光伝送路を転送する監視制御信号光の転送方法において、
前記監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、各情報ブロックで変調した監視制御情報ブロック光の時間長を前記光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、その時間間隔を前記光増幅器の過渡応答の利得回復時間より短く設定して順次転送する
ことを特徴とする監視制御信号光の転送方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の監視制御信号光の転送方法において、
受信側では、前記主信号光と前記監視制御情報ブロック光とを波長分離し、その監視制御情報ブロック光を光電気変換して得られた各情報ブロックを結合して監視制御情報を復元する
ことを特徴とする監視制御信号光の転送方法。
【請求項４】
光伝送路内に配置される光増幅器の利得帯域内で主信号光の波長とは異なる波長の光搬送波を、前記光伝送路あるいはその光伝送路を含むネットワークを監視または制御するための監視制御情報により変調して監視制御信号光を生成し、所定の時間長および時間間隔でバースト的に送信される前記監視制御信号光と前記主信号光を波長多重して前記光伝送路に送出する監視制御信号光送信装置において、
前記監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、各情報ブロックで前記光搬送波を変調した監視制御情報ブロック光の時間長を前記光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、その時間間隔を前記光増幅器の過渡応答の利得回復時間より長く設定して順次転送する手段を備えた
ことを特徴とする監視制御信号光送信装置。
【請求項５】
光伝送路内に配置される光増幅器の利得帯域内で主信号光の波長とは異なる波長の光搬送波を、前記光伝送路あるいはその光伝送路を含むネットワークを監視または制御するための監視制御情報により変調して監視制御信号光を生成し、所定の時間長および時間間隔でバースト的に送信される前記監視制御信号光と前記主信号光を波長多重して前記光伝送路に送出する監視制御信号光送信装置において、
前記監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、各情報ブロックで前記光搬送波を変調した監視制御情報ブロック光の時間長を前記光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、その時間間隔を前記光増幅器の過渡応答の利得回復時間より短く設定して順次転送する手段を備えた
ことを特徴とする監視制御信号光送信装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の監視制御信号光送信装置から送信され、前記光伝送路を介して転送された監視制御情報ブロック光を受信する監視制御信号光受信装置において、
前記主信号光と前記監視制御情報ブロック光とを波長分離し、その監視制御情報ブロック光を光電気変換し、得られた各情報ブロックを結合して監視制御情報を復元する手段を備えた
ことを特徴とする監視制御信号光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅器を使用する波長多重光伝送システムにおける監視制御信号光の転送方法、その監視制御信号光を送受信する監視制御信号光送信装置および監視制御信号光受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光増幅器を使用する波長多重光伝送システムでは、光増幅器を含む光中継器の状態監視、遠隔局のアラームの通知、光伝送路の故障点特定に必要な通信などに用いる監視制御信号の転送が行われる。この監視制御信号の転送手段としては、次の２つの方法が知られている。
【０００３】
第１の方法は、主信号に割り当てられた波長とは異なる専用の波長の光を用いて監視制御信号を転送する光監視チャネル（ＯＳＣ）である。この方法では、さらにＯＳＣの波長を光伝送路上の光増幅器の利得帯域外に設定するアウトオブバンドＯＳＣと、ＯＳＣの波長を光増幅器の利得帯域内に設定するインバンドＯＳＣに分類される。アウトオブバンドＯＳＣは、光増幅器の入力側で波長分離して受信処理したのち、後続の光伝送路へ転送する監視制御情報を生成し、再度光に変換して光増幅器の出力側で波長多重する。一方、インバンドＯＳＣは、光増幅器によりＯＳＣ自体も増幅されるので、複数の光中継器を経由した長距離伝送が可能である。
【０００４】
第２の方法は、サブキャリアを用いた転送方法である（参考文献：Transmission capacity of optical path overhead transfer scheme using pilot tone for optical path network, IEEE J. Lightwave Technol., vol.15, no.12, 1997)。まず、光信号のサブキャリアとなる正弦波を監視制御情報で変調して監視制御信号を生成する。このサブキャリアにより光信号に微小な変調を行うことにより、光信号に監視制御信号を重畳して転送する。受信部では、波長分離された光信号をサブキャリア受信器で受信し、サブキャリアから監視制御信号を復調して処理する。光信号への影響を小さくするために、変調度を光信号の振幅の３％以下とすれば、光信号の状態監視や識別に利用できることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
波長多重光伝送システムの大容量化およびネットワーク化に伴い、システムの監視制御のために伝送される監視制御情報は多種多様になる。さらに、主信号の故障検出や警報転送はますます重要になるが、監視制御信号は主信号に極力影響を与えないようにすることが望ましい。
【０００６】
従来のＯＳＣを利用した監視制御において、波長を光増幅器の利得帯域外に設定するアウトオブバンドＯＳＣでは長距離伝送が困難になり、各光中継器で終端処理する必要がある。この場合、光中継器間の情報は送受信可能であるが、主信号とＯＳＣのルートが異なることになるので、主信号の品質などルート（光パス）全体に依存する情報を転送することができない。
【０００７】
一方、波長を光増幅器の利得帯域内に設定するインバントＯＳＣでは、光増幅器によりＯＳＣも光増幅されるために、複数の光中継器を経由した長距離伝送および主信号の監視に利用することができるが、主信号に近接する波長であるために主信号に及ぼす影響を無視することができない。
【０００８】
また、サブキャリア変調方式では、主信号への影響を小さくするために、主信号の振幅の３％以下の変調度であることが要求されることから、転送可能な監視制御情報が最小限に限られる。
【０００９】
本発明は、主信号と同一ルートを転送可能であり、また監視制御に必要とされる情報量を十分に確保しつつ、主信号に極力影響を与えない監視制御信号光の転送方法、その監視制御信号光を送受信する監視制御信号光送信装置および監視制御信号光受信装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の監視制御信号光の転送方法は、光伝送路内に配置される光増幅器の利得帯域内で主信号光の波長とは異なる波長で、光伝送路あるいはその光伝送路を含むネットワークを監視または制御するための監視制御情報をのせた監視制御信号光を生成し、所定の時間長および時間間隔でバースト的に送信される監視制御信号光と主信号光を波長多重して光伝送路を転送する監視制御信号光の転送方法において、監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、各情報ブロックで変調した監視制御情報ブロック光の時間長を光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、さらに時間間隔を光増幅器の過渡応答の利得回復時間より長く設定して順次転送する（請求項１）。また、監視制御情報ブロック光の時間長を光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、さらに時間間隔を光増幅器の過渡応答の利得回復時間より短く設定して順次転送する（請求項２）。
【００１１】
また、受信側では、主信号光と監視制御情報ブロック光とを波長分離し、その監視制御情報ブロック光を光電気変換して得られた各情報ブロックを結合して監視制御情報を復元する（請求項３）。
【００１２】
本発明の監視制御信号光送信装置は、光伝送路内に配置される光増幅器の利得帯域内で主信号光の波長とは異なる波長の光搬送波を、光伝送路あるいはその光伝送路を含むネットワークを監視または制御するための監視制御情報により変調して監視制御信号光を生成し、所定の時間長および時間間隔でバースト的に送信される監視制御信号光と主信号光を波長多重して光伝送路に送出する監視制御信号光送信装置において、監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、各情報ブロックで光搬送波を変調した監視制御情報ブロック光の時間長を光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、さらに時間間隔を光増幅器の過渡応答の利得回復時間より長く設定して順次転送する手段を備える（請求項４）。また、監視制御情報ブロック光の時間長を光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、さらに時間間隔を光増幅器の過渡応答の利得回復時間より短く設定して順次転送する手段を備える（請求項５）。
【００１３】
また、監視制御信号光送信装置から送信され、光伝送路を介して転送された監視制御情報ブロック光を受信する監視制御信号光受信装置は、主信号光と監視制御情報ブロック光とを波長分離し、その監視制御情報ブロック光を光電気変換し、得られた各情報ブロックを結合して監視制御情報を復元する手段を備える（請求項６）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（監視制御信号光の転送方法の概念）
図１は、本発明の監視制御信号光の転送方法の概念を示す。図１(a) は、バースト的に転送される監視制御信号光の時間長が光増幅器の利得飽和時間より長い場合を示す（従来例）。
【００１５】
主信号光が光増幅器で増幅されているときに、主信号光と異なる波長の監視制御信号光がバースト的に入力されると、主信号光の出力パワーが低下し、主信号光と監視制御信号光を合わせた出力パワーが主信号光単独のときの出力パワーになった後（利得飽和時間後）に安定する。また、監視制御信号光が光増幅器を通過すると、主信号光の出力パワーはゆるやかに回復し、元の出力パワーになった後（利得回復時間後）に安定する。なお、次の監視制御信号光が入力されるまでの時間間隔が利得回復時間より短い場合には、元の主信号光の出力パワーに戻る前に再度低下する。
【００１６】
このように、光増幅器に入力する光信号の波長数（信号数）やパワーが変化すると、光増幅器の利得が変動する過渡応答が知られており、エルビウム添加光ファイバ増幅器における利得飽和時間および利得回復時間は数 100μsec 程度であることが知られている（参考文献：Erbium-doped fiber amplifiers, John Wiley & Sons, 1994) 。
【００１７】
そこで、本発明の監視制御信号光の転送方法では、バースト的に転送される監視制御信号光の時間長を光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、時間間隔を光増幅器の過渡応答の利得回復時間より長く設定する。その例を図１(b) に示す。このように、監視制御信号光の時間長および時間間隔を設定すれば、主信号光の出力パワーの変動を最小限に抑えることができる。なお、後述するように、監視制御信号光の時間長を光増幅器の利得飽和時間より十分に短くすれば、主信号光の出力パワーの変動も小さいので、時間間隔を光増幅器の利得回復時間より短くすることも可能である。
【００１８】
ここで、監視制御信号光の時間長を短くするには、１バーストとして転送する監視制御情報を所定のアルゴリズムで圧縮して監視制御信号光を生成し、主信号光に波長多重する方法と、図２に示すように１バーストとして転送する監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、それぞれを光信号に変換して複数の監視制御情報ブロック光を生成し、主信号光に波長多重する方法がある。ただし、後者の場合には、監視制御情報ブロック光の時間間隔を光増幅器の利得回復時間より長く設定する。
【００１９】
受信側では、主信号光から監視制御信号光または監視制御情報ブロック光を波長分離し、監視制御信号光を電気信号に変換して圧縮された監視制御情報を所定のアルゴリズムで復元するか、分割して到着する監視制御情報ブロック光を電気信号に変換し、得られた各情報ブロックを結合して元の監視制御情報に復元する。
【００２０】
（監視制御信号光送信装置および監視制御信号光受信装置の実施形態）
図３は、本発明の監視制御信号光送信装置および監視制御信号光受信装置の実施形態を示す。
【００２１】
図において、主信号系は、複数の光送信器１から送信される各波長の主信号光を光合波器２で波長多重して送信し、光ファイバ伝送路３および光増幅器４を介して伝送された波長多重信号光を光分波器５で波長分離し、各波長の主信号光を複数の光受信器６でそれぞれ受信する構成である。なお、光増幅器４の過渡応答の利得飽和時間および利得回復時間はあらかじめ測定されているものとする。
【００２２】
監視制御信号光送信装置１０は、監視制御情報を生成する監視制御情報生成部１１、監視制御情報を複数の情報ブロックに分割し、各情報ブロックを所定の時間間隔で出力する情報ブロック分割部１２、主信号光の波長とは異なる波長の光搬送波を出力する光源１３、光搬送波を情報ブロック分割部１２から出力される各情報ブロックで変調して監視制御情報ブロック光を出力する光変調器１４により構成される。
【００２３】
ここで、情報ブロック分割部１２では、監視制御情報ブロック光の時間長が光増幅器４の利得飽和時間より十分に短く、時間間隔が光増幅器４の利得回復時間より十分に長くなるように、監視制御情報を複数の情報ブロックに分割しかつ対応する時間間隔で光変調器１４に出力する。このように生成された監視制御情報ブロック光は、光合波器２で主信号光に波長多重され、光ファイバ伝送路３および光増幅器４を介して伝送される。光増幅器４における監視制御情報ブロック光が主信号光パワーに与える影響は、図１(b) に示すように、必要最小限に抑えることができる。
【００２４】
監視制御信号光受信装置２０は、光分波器５で波長分離された監視制御情報ブロック光を電気信号に変換する光電気変換器２１、電気信号に変換された情報ブロックを結合して元の監視制御信号に復元する情報ブロック結合部２２、復元された監視制御信号を受信する監視制御信号受信部２３により構成される。
【００２５】
なお、送信側における情報ブロック分割部１２および受信側における情報ブロック結合部２２は、例えば監視制御情報を所定のビット数（バイト数）で機械的に分割・結合する構成、分割した情報ブロックをフレーム化し、フレーム処理により結合する構成、監視制御情報の情報単位に分割・結合する構成等、復元が容易なものであれば特に限定されない。また、監視制御情報を複数の情報ブロックに分割して時間長を短くするのではなく、１つの監視制御情報を光増幅器４の利得飽和時間より短くなるように、例えば符号化処理などにより圧縮するようにしてもよい。
【００２６】
（実験結果）
次に、本発明の効果について、実験により伝送特性（Ｑ値）を測定することにより評価した。監視制御情報ブロック光（監視制御信号光）の時間長と時間間隔を設定し、光変調器１４として音響光学モジュール（ＡＯＭ）を用い、光増幅器４としてエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用いた。ＥＤＦＡの利得飽和時間および利得回復時間は数 100μsec 〜１ｍsec であり、半導体光増幅器に比べて緩やかであるため、監視制御情報ブロック光の時間長をある程度長くでき、情報量も多く確保できる。ＡＯＭは安価であり、この緩やかなＥＤＦＡの応答時間に対応する低速の変調に適している。主信号光は、10Ｇbit/s のＮＲＺ符号で強度変調した４波の波長多重信号光（1550.92 〜1553.33 ｎｍ、波長間隔 0.8ｎｍ）とした。主信号光と監視制御情報ブロック光を光合波器（例えば３dBカプラ）２で合波して光ファイバ伝送路３に入力し、その出力光を光分波器（例えばＡＷＧ）５に入力して監視制御情報ブロック光を波長分離し、受信波形およびＱ値を測定した。ＥＤＦＡの利得を20dB、全出力パワーを＋３dBｍとしたときの利得飽和時間は約 170μsec 、利得回復時間は約 360μsec であり、また監視制御情報ブロック光と各主信号光のピークパワーは同一にした。
【００２７】
まず、監視制御情報ブロック光の時間長について評価した。図４(a),(b) は、それぞれ 500μsec および20μsec の時間長をもつ監視制御情報ブロック光を主信号光に波長多重した場合の過渡応答波形を示す。時間長がＥＤＦＡの利得飽和時間よりも長い 500μsec の場合には、主信号光に利得変動が生じているのに対して、時間長が20μsec の場合には利得変動がほとんど発生しなかった。
【００２８】
図５は、監視制御情報ブロック光の時間長を変化させた場合のＱ値劣化の測定結果を示す。ここで、Ｑ値劣化とは監視制御情報ブロック光がない場合のＱ値（27.8dB）との差分とした。光増幅器４を構成するＥＤＦＡの利得飽和時間よりも短い 100μsec 以下の監視制御情報ブロック光を生成することにより、劣化分を0.5dB 以下に抑えることができた。
【００２９】
図６は、監視制御情報ブロック光の時間長を 100μsec 以下とし、時間間隔を変化させた場合のＱ値劣化の測定結果を示す。光増幅器４を構成するＥＤＦＡの利得回復時間よりも長い時間間隔を設定することにより、劣化分を0.5dB 以下に抑えることができた。なお、監視制御情報ブロック光の時間長を短くすると、利得回復に要する時間も短いので、時間間隔を利得回復時間より短くしても十分な効果が得られることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、バースト的に転送される監視制御信号光の時間長を光増幅器の過渡応答の利得飽和時間より短く設定し、さらに時間間隔を光増幅器の過渡応答の利得回復時間より長く設定することにより、光増幅器で主信号光の出力パワーの変動を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の監視制御信号光の転送方法の概念を示す図。
【図２】監視制御情報の分割例を示す図。
【図３】本発明の監視制御信号光送信装置および監視制御信号光受信装置の実施形態を示す図。
【図４】監視制御情報ブロック光を主信号光に波長多重した場合の過渡応答波形の実験結果を示す図。
【図５】監視制御情報ブロック光の時間長を変化させた場合のＱ値劣化の測定結果を示す図。
【図６】監視制御情報ブロック光の時間間隔を変化させた場合のＱ値劣化の測定結果を示す図。
【符号の説明】
１  光送信器
２  光合波器
３  光ファイバ伝送路
４  光増幅器
５  光分波器
６  光受信器
１０  監視制御信号光送信装置
１１  監視制御情報生成部
１２  情報ブロック分割部
１３  光源
１４  光変調器
２０  監視制御信号光受信装置
２１  光電気変換器
２２  情報ブロック結合部
２３  監視制御信号受信部
【図１】
0003809110.tif 000002
【図２】
0003809110.tif 000003
【図３】
0003809110.tif 000004
【図４】
0003809110.tif 000005
【図５】
0003809110.tif 000006
【図６】
0003809110.tif 000007