(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上装置から光ファイバケーブルを通じて送信された波長多重信号を複数の中継器によって増幅し、その増幅により歪んだ波長多重信号の波長特性を複数の利得等価器によって補償する海底中継システムにおいて、上記中継器は、光ファイバ増幅器に入力される波長多重信号の光強度、光ファイバ増幅器から出力される波長多重信号の光強度、および光ファイバ増幅器に供給される励起光の光強度を検出して上記陸上装置に送信し、上記陸上装置は、上記各中継器毎の理論波長特性と、各中継器毎の波長多重信号の入出力光強度および励起光強度とに応じて、各中継器毎の運用状態波長特性を推定し、その推定した運用状態波長特性に基づいて調整する利得等価器およびその調整値を決定して上記利得等価器に送信し、上記利得等価器は、その調整する利得等価器に相当する場合に、その調整値に応じて波長特性を補償することを特徴とする海底中継システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバケーブルを利用した海底ケーブルに用いられる海底中継システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の海底中継システムを示す構成図であり、図において、１は波長多重信号を送信する陸上装置、２は海底に布設される光ファイバケーブル、３は光ファイバケーブル２の所定長毎に設けられ、伝送される波長多重信号を増幅する複数の中継器、４は光ファイバケーブル２の中継器３よりも長い所定長毎に設けられ、複数の中継器３の増幅により歪んだ波長多重信号の波長特性を補償する複数の利得等価器である。
図９は利得等価器の詳細を示す構成図であり、図において、４ａは光ファイバケーブル２に接続された利得等価素子、４ｂは利得等価素子４ａの出力側から分岐された波長多重信号の波長特性を検出する波長特性検出器、４ｃは検出された波長特性に応じて波長多重信号の波長特性が均一になるように利得等価素子４ａを制御する制御器である。
図６は光ファイバケーブルの各個所における波長特性を示す特性図である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図８において、陸上装置１は、海底に布設される光ファイバケーブル２に、例えば、３２波からなる波長多重信号を送信し、中継器３は、例えば、４０ｋｍから８０ｋｍ間隔で設けられ、光ファイバケーブル２による波長多重信号の減衰を補償するために、伝送される波長多重信号を増幅する。
図６（ａ）は、陸上装置１から送信される波長多重信号の光波長と光強度との波長特性を示したものであり、このように、陸上装置１からは波長特性が均一な波長多重信号が送信されている。図６（ｂ）は中継器３によって増幅された後の波長多重信号の光波長と光強度との波長特性を示したものであり、このように、中継器３は波長特性がほぼ均一になるように設計および製作されているものの、海底における温度等による周囲環境や、長距離におよぶ光ファイバケーブル２や、複数の中継器３による増幅により、波長多重信号の波長特性は歪んでしまう。
利得等価器４は、例えば、１０００ｋｍから２０００ｋｍ間隔で設けられ、その歪んだ波長多重信号の波長特性を均一にする。
図９において、波長特性検出器４ｂは、利得等価素子４ａの出力側から分岐された波長多重信号の波長特性を検出する。この波長特性検出器４ｂでは、例えば、図６（ｂ）に示したような歪んだ波長特性が検出され、制御器４ｃは、その検出された波長特性に応じて波長多重信号の波長特性が均一になるように利得等価素子４ａを制御する。この利得等価素子４ａの制御により、利得等価素子４ａから出力される波長多重信号は、図６（ｃ）に示すように波長特性が均一になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の海底中継システムは以上のように構成されているので、波長特性の歪みを補償する利得等価器４では、波長多重信号の波長特性を検出する波長特性検出器４ｂを設けていた。しかしながら、運用状態における波長特性を実測するのは難しく、精度良く波長特性を補償することができない。また、精度良く波長特性を補償することができる波長特性検出器４ｂを実現する場合には、複雑な構成で高価なもので、かつ信頼性を高めることが困難なものになってしまう課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、波長特性検出器を設けることなく、比較的精度良く、簡単な構成で波長特性を補償することができる海底中継システムを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る海底中継システムは、光ファイバ増幅器に入力される波長多重信号の光強度、光ファイバ増幅器から出力される波長多重信号の光強度、および光ファイバ増幅器に供給される励起光の光強度を検出して陸上装置に送信する中継器と、各中継器毎の理論波長特性と、各中継器毎の波長多重信号の入出力光強度および励起光強度とに応じて、各中継器毎の運用状態波長特性を推定し、その推定した運用状態波長特性に基づいて調整する利得等価器およびその調整値を決定して利得等価器に送信する陸上装置と、その調整する利得等価器に相当する場合に、その調整値に応じて波長特性を補償する利得等価器とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による海底中継システムを示す構成図であり、図において、１１は波長多重信号を送信する陸上装置、２は海底に布設される光ファイバケーブル、１３は光ファイバケーブル２の所定長毎に設けられ、伝送される波長多重信号を増幅する複数の中継器、１４は光ファイバケーブル２の中継器１３よりも長い所定長毎に設けられ、複数の中継器１３の増幅により歪んだ波長多重信号の波長特性を補償する複数の利得等価器である。
図２は陸上装置の詳細を示す構成図であり、図において、１１ａは波長多重信号を送信する主信号送信装置、１１ｂは予め記憶された各中継器１３毎の理論波長特性と、各中継器１３毎の波長多重信号の入出力光強度および励起光強度からなる中継器光強度情報とに応じて、各中継器１３毎の運用状態波長特性を推定し、その推定した運用状態波長特性に基づいて調整する利得等価器およびその調整値を決定して、その調整値に調整する利得等価器を示す識別子を付加した利得等価器制御信号を利得等価器１４に送信する監視制御装置である。なお、それら波長多重信号、中継器光強度情報、および利得等価器制御信号は、１本の光ファイバケーブル２に重畳されて伝送されるものである。
【０００８】
図３は中継器の詳細を示す構成図であり、図において、１３ａは光ファイバケーブル２に接続され、伝送される波長多重信号を増幅する光ファイバ増幅器、１３ｂは光ファイバ増幅器１３ａに励起光を供給する励起光源、１３ｃは励起光源１３ｂから光ファイバ増幅器１３ａに供給される励起光の光強度を検出する励起光検出器である。１３ｄは光ファイバ増幅器１３ａの入力側から分岐された波長多重信号の光強度を検出する入力光強度検出器、１３ｅは光ファイバ増幅器１３ａの出力側から分岐された波長多重信号の光強度を検出する出力光強度検出器、１３ｆは励起光検出器１３ｃによって検出された励起光強度、入力光強度検出器１３ｄおよび出力光強度検出器１３ｅによって検出された入出力光強度に、当該中継器の識別子を付加して中継器光強度情報を陸上装置１１に送信する監視回路である。
図４は利得等価器の詳細を示す構成図であり、図において、１４ａは光ファイバケーブル２に接続された利得等価素子、１４ｂは陸上装置１１の監視制御装置１１ｂから送信された利得等価器制御信号を受信して、識別子が当該利得等価器に相当する場合に、その調整値に応じて波長多重信号の波長特性が均一になるように利得等価素子１４ａを制御する制御器である。
図５は陸上装置の監視制御装置の動作を示すフローチャートである。
図６は光ファイバケーブルの各個所における波長特性を示す特性図である。
図７は陸上装置において記憶された理論波長特性と運用状態波長特性とを示す特性図であり、図において、Ａは理論波長特性、Ｂは運用状態波長特性である。
【０００９】
次に動作について説明する。
図１および図２において、陸上装置１１の主信号送信装置１１ａは、海底に布設される光ファイバケーブル２に、例えば、数十波からなる波長多重信号を送信し、中継器１３は、例えば、４０ｋｍから８０ｋｍ間隔で設けられ、図１および図３において、光ファイバ増幅器１３ａは、光ファイバケーブル２による波長多重信号の減衰を補償するために、伝送される波長多重信号を増幅する。
図６（ａ）は、陸上装置１１から送信される波長多重信号の光波長と光強度との波長特性を示したものであり、このように、陸上装置１１からは波長特性が均一な波長多重信号が送信されている。図６（ｂ）は中継器１３によって増幅された後の波長多重信号の光波長と光強度との波長特性を示したものであり、このように、中継器１３は波長特性がほぼ均一になるように設計および製作されているものの、海底における温度等による周囲環境や、長距離におよぶ光ファイバケーブル２や、複数の中継器１３による増幅により、波長多重信号の波長特性は歪んでしまう。
そこで、図１および図４において、利得等価器１４は、例えば、１０００ｋｍから２０００ｋｍ間隔で設けられ、その歪んだ波長多重信号の波長特性を均一にする。ここで、利得等価器１４には、従来の技術で示した波長多重信号の波長特性を検出する波長特性検出器４ｂが設けられていないものである。
【００１０】
以下、利得等価器１４による波長多重信号の波長特性の補償動作について説明する。
図３に示した各中継器１３において、励起光検出器１３ｃは、励起光源１３ｂから光ファイバ増幅器１３ａに供給される励起光の光強度を検出し、入力光強度検出器１３ｄは、光ファイバ増幅器１３ａに入力される波長多重信号の光強度を検出し、出力光強度検出器１３ｅは、光ファイバ増幅器１３ａから出力される波長多重信号の光強度を検出する。ここで、入力光強度検出器１３ｄおよび出力光強度検出器１３ｅによる波長多重信号の光強度の検出は、波長毎に光強度を検出する、いわゆる波長特性を検出するものではなく、各波長を総合した光強度を検出するものなので、従来の技術の波長特性検出器４ｂとは異なり、構成が複雑になったり、高価なものになることはない。
そして、監視回路１３ｆは、励起光検出器１３ｃによって検出された励起光強度と、入力光強度検出器１３ｄおよび出力光強度検出器１３ｅによって検出された入出力光強度と、当該中継器の識別子とを、中継器光強度情報として光ファイバケーブル２を通じて陸上装置１１に送信する。
ここで、中継器光強度情報を陸上装置１１に送信する方法について説明する。
監視回路１３ｆは中継器光強度情報を有する変調信号を出力し、励起光源１３ｂを変調する。変調された励起光により光ファイバ増幅器１３ａの利得を変調し、光ファイバケーブル２を伝送している波長多重信号を変調させる。このようにして中継器１３内の中継器光強度情報は陸上装置１１に送信される。
【００１１】
図５は陸上装置１１の監視制御装置１１ｂの動作を示したものであり、図２に示した陸上装置１１において、監視制御装置１１ｂは、各中継器１３からの中継器光強度情報を受信する（ＳＴ１）。
また、陸上装置１１には、予め各中継器１３毎の理論波長特性が記憶されている。ここで、各中継器１３毎の理論波長特性とは、各中継器１３毎の設計時における波長特性、または、各中継器１３毎の製作後の単体試験時の波長特性に相当するものである。
そして、監視制御器１１ｂは、記憶された各中継器１３毎の理論波長特性と、各中継器１３毎の波長多重信号の入力光強度、出力光強度および励起光強度とに応じて、各中継器１３毎の運用状態波長特性を推定する（ＳＴ２）。図７において、Ａは予め記憶された理論波長特性、Ｂは推定する運用状態波長特性である。
一般に、中継器においては、入力光の波長特性に対する出力光の波長特性の利得と、励起光強度とには相関関係があり、また同様に、それらの波長を総合した入力光強度に対する出力光強度の利得と、励起光強度とにも相関関係がある。
そこで、この実施の形態１による構成では、波長特性を検出してはいないものの、中継器の理論波長特性Ａに基づいて、実際の中継器の運用状態で検出された入力光強度と、出力光強度と、励起光強度とに応じて、理論波長特性Ａを変移させた運用状態波長特性Ｂを推定する。運用状態波長特性Ｂは、各中継器１３毎の光ファイバ増幅器１３ａの出力端における波長特性を推定したものであり、各中継器１３に対応して図６（ａ）から図６（ｂ）に示したような均一な波長特性から歪んだ波長特性が推定される。
監視制御装置１１ｂは、各中継器１３毎の光ファイバ増幅器１３ａの出力端における運用状態波長特性が推定されれば、例えば、２ｄＢ等のしきい値以上に各運用状態波長特性が減衰しないように、調整する利得等価器を決定すると共に、その調整する利得等価器の直前に設けられた中継器１３の運用状態波長特性から調整値を決定して、その調整値に調整する利得等価器を示す識別子を付加した利得等価器制御信号を利得等価器１４に送信する（ＳＴ３）。
【００１２】
図４に示した利得等価器１４において、制御器１４ｂは、陸上装置１１の監視制御装置１１ｂから送信された利得等価器制御信号を受信して、識別子が当該利得等価器に相当する場合に、その調整値に応じて波長多重信号の波長特性が均一になるように利得等価素子１４ａを制御する。
したがって、利得等価器１４の直前に設けられた中継器１３の運用状態波長特性が、例えば、図６（ｂ）に示したような歪んだ波長特性として推定されたのに対して、制御器１４ｂでは、その調整値に応じて制御し、利得等価素子１４ａから出力される波長多重信号は、図６（ｃ）に示すように波長特性が均一にすることができる。
【００１３】
以上のように、この実施の形態１によれば、各中継器１３において、励起光強度および入出力光強度を検出し、陸上装置１１において、各中継器１３毎の理論波長特性と検出された励起光強度および入出力光強度とに応じて、各中継器１３毎の運用状態波長特性を推定し、調整する利得等価器１４および調整値を決定して、利得等価器１４において、その調整値に応じて波長多重信号の波長特性の歪みを補償するようにしたので、利得等価器１４では、波長多重信号の波長特性を検出する波長特性検出器４ｂを設けることなく、比較的精度良く、簡単な構成で波長特性を補償することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、光ファイバ増幅器に入力される波長多重信号の光強度、光ファイバ増幅器から出力される波長多重信号の光強度、および光ファイバ増幅器に供給される励起光の光強度を検出して陸上装置に送信する中継器と、各中継器毎の理論波長特性と、各中継器毎の波長多重信号の入出力光強度および励起光強度とに応じて、各中継器毎の運用状態波長特性を推定し、その推定した運用状態波長特性に基づいて調整する利得等価器およびその調整値を決定して利得等価器に送信する陸上装置と、その調整する利得等価器に相当する場合に、その調整値に応じて波長特性を補償する利得等価器とを備えるように構成したので、利得等価器では、波長多重信号の波長特性を検出する波長特性検出器を設けることなく、比較的精度良く、簡単な構成で波長特性を補償することができる海底中継システムが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による海底中継システムを示す構成図である。
【図２】  陸上装置の詳細を示す構成図である。
【図３】  中継器の詳細を示す構成図である。
【図４】  利得等価器の詳細を示す構成図である。
【図５】  陸上装置の監視制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】  光ファイバケーブルの各個所における波長特性を示す特性図である。
【図７】  陸上装置において記憶された理論波長特性と運用状態波長特性とを示す特性図である。
【図８】  従来の海底中継システムを示す構成図である。
【図９】  利得等価器の詳細を示す構成図である。
【符号の説明】
２  光ファイバケーブル、１１  陸上装置、１１ａ  主信号送信装置、１１ｂ監視制御装置、１３  中継器、１３ａ  光ファイバ増幅器、１３ｂ  励起光源、１３ｃ  励起光検出器、１３ｄ  入力光強度検出器、１３ｅ  出力光強度検出器、１３ｆ  監視回路、１４  利得等価器、１４ａ  利得等価素子、１４ｂ  制御器。
【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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