JP4632585B2

JP4632585B2 - 光伝送システム

Info

Publication number: JP4632585B2
Application number: JP2001215027A
Authority: JP
Inventors: 春生藤原
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-07-16
Also published as: GB2377839A; GB2377839B; GB0203562D0; FR2827455B1; US20030011855A1; JP2003032192A; US7103275B2; FR2827455A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムに関し、特に光伝送制御を行う光伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
国際通信の需要は、ビジネスのグローバル化、インターネットの普及などにより、急激に拡大している。このような現状に対し、海底光伝送システムは、衛星通信と並んで重要なものであり、経済的で大容量の海底光伝送システムの早期実現が急務となっている。
【０００３】
海底光伝送システムは、海底に光ファイバケーブルを敷設し、光ファイバケーブルの途中に中継器を設けて、光増幅して光伝送を行う。また、海底光伝送システムは、海中部分が故障した場合、その修理に多額の費用と時間を要するため、最も厳しい信頼性が要求されている。したがって、万が一、障害が発生した場合には、適確に障害箇所を把握できるような、障害検出機能を具備しておく必要がある。
【０００４】
障害検出制御としては、陸上に設けられた端局から、まず、中継器の動作状態をモニタするための光のモニタ命令を各中継器に送信する。そして、モニタ命令を受信した中継器では、自己の動作状態をモニタし、その結果であるレスポンス情報を端局に返信する。このように、端局と中継器とで通信を行うことで、海底の光伝送の状態を監視している。
【０００５】
ここで、従来の中継器は、ＥＤＦＡ（エルビウムドープ光ファイバ・アンプ）を用いて光増幅を行っていた。このＥＤＦＡ中継器が、レスポンス信号（光主信号にレスポンス情報を重畳した信号）を送信する場合には、ＥＤＦＡを励起する励起レーザダイオードの出力を、レスポンス情報で変調して、光主信号に変調を施すことで、端局側にレスポンス信号を送信していた。
【０００６】
また、光ファイバケーブルに切断／破断障害が発生し、光主信号がなくなった場合でも、ＥＤＦＡ中継器では、増幅媒体であるＥＤＦＡ自体が発するＡＳＥ(Amplified Spontaneous Emission：自然放射雑音)に変調をかけることで、レスポンス信号を送信できるので、モニタ制御が不可能になるといったことはなかった。
【０００７】
一方、近年の光通信システムでは、ラマン増幅と呼ばれる光ファイバ内の非線形光学現象を利用した光ファイバ・アンプ（ラマン・アンプ）が注目されている。これは、物質内の振動現象により入射光と異なる波長の光が散乱される物理現象を利用して、光ファイバ伝送路全体に強い励起光を入射させて光増幅するものである。
【０００８】
このようなラマン増幅方式を中継器に適用して、光増幅を行うことにより、従来よりも長距離・大容量の光ファイバケーブルを敷設することが可能になる。
そして、このラマン増幅を用いた中継器の動作状態を示すレスポンス信号を送信する場合には、ＥＤＦＡ中継器の場合と同様にして、増幅媒体である光ファイバを励起する励起レーザダイオードの出力を、レスポンス情報で変調して、光主信号に変調を施すことで、端局側にレスポンス信号を送信する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような、ＥＤＦＡを用いないラマン増幅の中継器では、中継器の近傍で、光ファイバケーブルに切断／破断障害が発生すると、増幅媒体がなくなるために、ＡＳＥが発生しなくなる。すると、ＡＳＥに変調をかけることができなくなるので、レスポンス信号を端局に送信することができず、モニタ制御が不可能になってしまうといった問題があった。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ラマン増幅で光伝送を行う装置に対して、光ファイバケーブルに切断／破断障害が発生した場合でも、高品質なモニタ制御を行う光伝送システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、光伝送システムが提供される。光伝送システムは、端局装置と、光中継を行う中継装置と、前記端局装置と前記中継装置とに接続して、前記端局装置から前記中継装置へ信号光が流れる第１の光回線と、前記端局装置と前記中継装置とに接続して、前記中継装置から前記端局装置へ信号光が流れる第２の光回線とを備える。
前記端局装置は、第１の光波長を持ち、動作状態をモニタするためのモニタ命令と、前記第１の光波長とは波長が異なる第２の光波長を持ち、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアと、を含むモニタ信号を送信するモニタ信号送信手段と、前記中継装置の動作状態を認識する動作状態認識手段とを有する。
前記中継装置は、前記第１の光回線に設置される第１の光カプラと、前記第２の光回線に設置される第２の光カプラと、前記第１の光カプラから分岐出力された信号光を受信して、前記第１の光波長は透過し、前記第２の光波長は反射して、波長選択制御を行う波長選択手段と、自装置の動作状態をモニタするモニタ制御手段と、前記端局装置と前記第１の光カプラとの間に位置する前記第１の光回線に、励起光を挿入する励起手段と、前記励起光の変調を行う変調制御手段とを有する。
【００１２】
前記端局装置が前記中継装置の動作状態のモニタを行う場合、前記モニタ信号送信手段は、前記第１の光回線を通じて、前記モニタ信号を前記中継装置に向けて送信し、前記波長選択手段は、前記第１の光カプラによって分岐出力された前記モニタ信号を受信して、前記モニタ命令のみを透過し、前記モニタ制御手段は、前記モニタ命令にもとづき自装置の動作状態をモニタして、前記レスポンス情報を生成し、前記変調制御手段は、前記励起光を前記レスポンス情報で変調し、前記励起手段は、前記レスポンス情報で変調された前記励起光を前記第１の光回線に挿入することで、前記第１の光回線上を流れる前記レスポンスキャリアに前記レスポンス情報を重畳させてレスポンス信号を生成し、前記第１の光カプラは、前記第１の光回線上を流れる前記レスポンス信号を分岐出力し、前記波長選択手段は、前記第１の光カプラによって分岐出力された前記レスポンス信号を受信して反射し、前記第２の光カプラは、反射された前記レスポンス信号を前記第２の光回線に挿入して、前記端局装置側へ前記レスポンス信号を送出し、前記動作状態認識手段は、前記レスポンス信号を受信して前記中継装置の動作状態を認識する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光伝送システムの原理図である。光伝送システム１は、端局装置１０と中継装置２０から構成されて光ファイバ伝送路で接続し、長距離の光伝送を行い、かつ中継装置２０のモニタ制御を行う。
【００１４】
なお、端局装置１０は、図には示していないが実際には光ファイバ伝送路の両端に設置され、中継装置２０も複数台設置される（海底光伝送システムに適用した場合には、光ファイバ伝送路及び複数の中継装置２０は海中に設置され、端局装置１０は例えば、陸上の局舎内に設置される）。
【００１５】
端局装置１０に対し、モニタ信号送信手段１１は、モニタ命令及びレスポンスキャリアからなるモニタ信号を、上り回線Ｌ１を通じて中継装置２０へ送信する。モニタ命令とは、中継装置２０の動作状態をモニタするための光信号である。
レスポンスキャリアとは、モニタ結果であるレスポンス情報を、中継装置２０において重畳させるための光信号である。
【００１６】
また、モニタ命令とレスポンスキャリアとは互いに光波長が異なるように設定する。以下、レスポンスキャリアの光波長をλｒとする（第２の光波長がλｒであり、第１の光波長はλｒ以外の波長である）。
【００１７】
動作状態認識手段１２は、中継装置２０で生成されたレスポンス信号を下り回線Ｌ２を介して受信し、モニタ対象とした中継装置２０の動作状態を認識する。
中継装置２０に対し（左右に設置された端局装置に対して、双方向から動作制御可能となるような内部構成を持つ）、上り側光カプラＣ１（以下、光カプラＣ１）は、上り回線Ｌ１側に設置され、光信号を分岐する。光カプラＣ１としては例えば、分岐比が、２０（光ファイバケーブル上を流れる信号）：１（装置内に入力してくる信号）等の光カプラを使用する。
【００１８】
波長選択手段２１−１、２１−２はそれぞれ、上り回線Ｌ１及び下り回線Ｌ２側に設置され、分岐されたモニタ信号に対し、第１の光波長を透過し、第２の光波長（λｒ）を反射して、波長選択制御を行う。すなわち、λｒの波長のみ反射されることになるので、レスポンスキャリア（λｒ）の光をラマン励起光の振幅で変調したレスポンス信号（λｒ）は反射され、モニタ命令は透過することになる。
【００１９】
モニタ制御手段２２は、透過したモニタ命令を受信して電気信号に変換し、このモニタ命令にもとづいて、自装置の動作状態をモニタし、その結果を示すレスポンス情報を生成する。
【００２０】
中継装置２０がモニタする動作状態としては、例えば、光主信号の入出力レベルや、励起ＬＤ（レーザダイオード）の駆動電流の状態等が該当する。
励起手段２４は、光ファイバ伝送路に励起光を入射して、光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅であるラマン増幅を行う。
【００２１】
変調制御手段２３は、励起光をレスポンス情報で変調することで、上り回線Ｌ１を流れるレスポンスキャリア（λｒ）に、レスポンス情報を重畳させてレスポンス信号を生成する。
【００２２】
下り側光カプラＣ２（以下、光カプラＣ２）は、下り回線Ｌ２側に設置され、光信号を分岐し、かつ上り回線Ｌ１で生成されたレスポンス信号を、下り回線Ｌ２に結合して端局装置１０へ送信する。なお、動作及び信号の流れについては図３で後述する。
【００２３】
次に解決したい問題点について説明する。図２は問題点を説明するための図である。左側に設置してある端局１００は、上り回線を通じてモニタ命令を中継器２００へ送信する。中継器２００は、モニタ命令にもとづいて、動作状態をモニタする。そして、下り回線を流れる光主信号にレスポンス情報を重畳させて、レスポンス信号を端局１００に送信する。
【００２４】
ここで、中継器２００に接続している下りの光ファイバケーブルが、図に示す中継器２００の直近の位置Ｐで、切断／破断障害が発生したとする。このような場合、中継器２００には下りの光主信号は入ってこなくなる。
【００２５】
ところが、中継器２００が増幅媒体としてＥＤＦＡを使用して、中継器２００には出力が一定になるように自動制御する働きを持たせた場合には、光主信号が入ってこない場合、中継器内部のＥＤＦＡの利得を自ら上げて動作しようとする。このため、増幅媒体特有のＡＳＥが発生して、この雑音光に変調をかけることができる。
【００２６】
したがって、ＥＤＦＡ方式の中継器では、光ファイバケーブルに切断／破断障害が発生して、光主信号が入ってこなくても、レスポンス信号を端局１００に送信することができ、モニタ制御は可能であった。
【００２７】
一方、中継器２００がラマン増幅方式の場合について考える。ラマン増幅の中継器２００では、中継器外部の光ファイバケーブル自体が増幅媒体であり、励起ＬＤからの励起光を光ファイバケーブルに向けて入射することで光増幅される。
したがって、正常時には、励起パワーに変調をかけてやることで、レスポンス信号を端局１００に送信することができる。
【００２８】
ところが、中継器２００直近の位置Ｐで、光ファイバケーブルに切断／破断障害が生じると、増幅媒体そのものがなくなってしまうので、ＡＳＥが発生しなくなる。すなわち、光主信号もＡＳＥもないので、レスポンス情報を送信するためのキャリアがまったく存在しなくなり、モニタ制御が不可能となってしまう（ただし、光ファイバケーブル障害が、中継器２００から、例えば、数十キロ離れた遠距離の地点で生じたときには、その分の長さの光ファイバケーブルが、ラマン増幅器として動作するので、この場合にはＡＳＥが発生し、モニタ制御は可能である）。
【００２９】
ラマン増幅を行う中継器２００の近距離において、光ファイバケーブルの切断／破断障害が発生してＡＳＥの存在がない場合でも、レスポンス信号を確実に端局１００へ送信して、モニタ制御及び光中継伝送制御の信頼性及び品質の向上を図るものである。
【００３０】
次に全体動作及び信号の流れについて説明する。図３は動作及び信号の流れを示す図である。ただし、図に示してない左側に設置してある端局装置１０から、モニタ信号が送信されるものとする。
〔Ｓ１〕端局装置１０は、中継装置２０宛てにモニタ信号を、上り回線Ｌ１を通じて送信し、上り回線Ｌ１を流れるモニタ命令は、光カプラＣ１で分岐されて、中継装置２０内部に入力する。
〔Ｓ２〕波長選択手段２１−１は、モニタ命令を透過して、モニタ制御手段２２へ送信する。
〔Ｓ３〕モニタ制御手段２２は、自己宛てのモニタ命令であることを認識すると、自装置の動作状態をモニタし、レスポンス情報を生成する。
〔Ｓ４〕変調制御手段２３は、励起手段２４がラマン増幅するための励起光をレスポンス情報で変調する。そして、上り回線Ｌ１を流れるレスポンスキャリアにレスポンス情報を重畳させてレスポンス信号を生成する。
〔Ｓ５〕レスポンス信号は、光カプラＣ１で分岐されて中継装置２０内部に入力し、波長選択手段２１−１で反射され、光カプラＣ１、Ｃ２を介し、下り回線Ｌ２に結合し、この下り回線Ｌ２上を流れて端局装置１０へ向かう。
【００３１】
なお、上記では左側に設置されている端局装置からの制御について説明したが、右側に設置されている端局装置からも同様な制御を行うことができる。
このように、光伝送システム１では、端局装置１０では、モニタ命令及びレスポンスキャリアからなるモニタ信号を送信する。また、ラマン増幅を行う中継装置２０では、レスポンスキャリアにレスポンス情報を重畳させてレスポンス信号を生成し、端局装置１０に送信する構成とした。
【００３２】
これにより、ラマン増幅を行う中継装置２０の近傍で回線障害が発生して、光主信号及びＡＳＥがない状態であっても、レスポンスキャリアに変調制御を施すことができるために、モニタ制御が可能になる。
【００３３】
次にレスポンス信号の生成手順について説明する。図４はレスポンス信号の生成手順の一例を示す図である。
〔Ｓ１１〕変調制御手段２３は、アナログのレスポンス情報をＡ／Ｄ変換して、ディジタル情報に変換する。
〔Ｓ１２〕変調制御手段２３は、“１”を幅の広いパルス、“０”を幅の狭いパルスのパルス列に変換する。
〔Ｓ１３〕変調制御手段２３は、パルス列に対応した図に示すようなキャリア信号を生成し、このキャリア信号を用いて、レスポンスキャリアに対して利得変調（振幅変調）をかける（励起ＬＤの駆動電流を、キャリア信号で変調する）。
〔Ｓ１４〕励起手段２４は、ステップＳ１３で変調制御された励起光によってラマン増幅を行う。これにより、レスポンスキャリアにレスポンス情報が重畳されたレスポンス信号が生成する。
【００３４】
次に波長選択手段２１の特性について説明する。図５は波長選択手段２１の反射特性を示す図であり、図６は波長選択手段２１の透過特性を示す図である。縦軸に光レベル、横軸に波長をとる。
【００３５】
反射特性に示すように、波長選択手段２１は、レスポンスキャリアλｒに対して光レベルが０ｄＢである。したがって、λｒでは光損失はないので、λｒの光を反射し、また、λｒ以外の波長の光は、光損失が大きいため透過する。
【００３６】
逆に透過特性で見れば、波長選択手段２１は、レスポンスキャリアλｒに対して光損失が最も大きい。したがって、λｒでの光を反射し、また、λｒ以外の波長の光は、光レベルが０ｄＢであるため、光損失がなく透過する。
【００３７】
このような特性を持つ波長選択手段２１としては、光波長を選択的に反射するファイバグレーティング（光ファイバの軸に沿って、コアに周期的な屈折率分布を持たせて、コア内にグレーティング（回折格子）を形成したもの）のファイバ型デバイスを適用することができる。以下、波長選択手段２１をＦＢＧ（ファイバ・ブラッグ・グレーティング）とする。
【００３８】
次に光主信号がＷＤＭの波長多重化信号の場合における、モニタ信号送信手段１１のレスポンスキャリアλｒの波長設定例について説明する。図７は波長設定を示す図である。
【００３９】
（Ａ）は最短波長λ１にレスポンスキャリアλｒを設定した場合であり、（Ｂ）は最長波長λｎにレスポンスキャリアλｒを設定した場合であり、（Ｃ）は波長λｍ（１＜ｍ＜ｎ）と波長λｍ＋１の間にレスポンスキャリアλｒを設定した場合である。
【００４０】
次に中継装置２０を具体化した構成に対し、第１の実施の形態から第９の実施の形態について説明する（なお、以降に示す実施の形態では、中継装置はすべて双方向対象な内部構成を持つものである）。
【００４１】
図８は第１の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−１は、ＦＢＧ２１−１，２１−２、ＰＤ（フォトダイオード）１、ＰＤ２、ＬＤ（レーザダイオード）１、ＬＤ２、ＳＶ（supervisory circuit）を有し、さらに光カプラＣ１、Ｃ２及びＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）カプラＣｗ１、Ｃｗ２を有する。
【００４２】
次に動作について説明する。なお、図示しない左側にある端局装置１０からモニタ信号が送られるものとする。
〔Ｓ２１〕光信号（モニタ信号）は、光カプラＣ１で分岐されて、中継装置２０−１内部に入力する。
〔Ｓ２２〕ＦＢＧ２１−１は、モニタ命令を透過させる。
〔Ｓ２３〕ＰＤ１は、光のモニタ命令にＯ／Ｅを施して、電気信号に変換して、ＳＶに送信する。
〔Ｓ２４〕ＳＶは、受信したモニタ命令が自己宛てのものと判断すると、自装置の動作状態をモニタし、レスポンス情報を生成する。
〔Ｓ２５〕ＳＶは、ＬＤ１の駆動電流をレスポンス情報で変調する。
〔Ｓ２６〕上り回線Ｌ１を流れるレスポンスキャリアに対し、ＬＤ１が出射した励起光が、ＷＤＭカプラＣｗ１で結合されて、レスポンスキャリアにレスポンス情報を重畳させることによって、レスポンス信号が生成する。その後、レスポンス信号は、光カプラＣ１で分岐され、ＦＢＧ２１−１で反射されて、光カプラＣ１、Ｃ２によって、下り回線Ｌ２へ結合され、下り回線Ｌ２側から端局装置１０へ向かって送信される。
【００４３】
図９はＷＤＭカプラＣｗ１、Ｃｗ２の特性を説明するための図である。ＷＤＭカプラＣｗが光ファイバケーブルに接続し、励起光を光ファイバケーブルに入射する場合を考える。
【００４４】
光主信号の波長は１５３０ｎｍ〜１５６０ｎｍ程度であり（１５３０ｎｍとする）、ＬＤが出射する励起光は、光主信号の波長から通常は１００ｎｍほど離した波長の励起光を出射する（励起光の波長を１４３０ｎｍ）。
【００４５】
ここで、ＷＤＭカプラＣｗのポートｐ１〜ｐ３に対し、ポートｐ１→ポートｐ２の光通過特性は、１４３０ｎｍ付近で光損失が最も大きく、１５３０ｎｍ付近で０ｄＢ（光損失がない）となっている。すなわち、光主信号の波長が１５３０ｎｍであるならば、この光主信号は、ＷＤＭカプラＣｗを介して、光ファイバケーブル上をポートｐ１→ｐ２と流れることになる。
【００４６】
一方、ポートｐ３→ポートｐ１の光通過特性は、１４３０ｎｍ付近で０ｄＢ（光損失がない）であり、１５３０ｎｍ付近で光損失が最も大きくなっている。すなわち、励起光の波長を１４３０ｎｍと設定すれば、この励起光は、ＷＤＭカプラＣｗを介して、ポートｐ３→ポートｐ１へと流れて、図の場合では光主信号が送信されてくる向きとは逆方向に励起することができる（ラマン増幅後方励起）。
【００４７】
次にＦＢＧの反射波長の設定について説明する。図１０〜図１２は反射波長の設定例を示す図である。図１０は反射波長がすべて同一の場合、図１１は反射波長が同じ回線上で同一とした場合、図１２は反射波長がすべて異なる場合である。
【００４８】
図１０のように、中継装置２０のＦＢＧ２１−１、２１−２に対し、反射波長を同一の波長λ１にした場合は、すべての中継装置２０で１種類のＦＢＧを使用することができる。
【００４９】
また、図１１のように、上り回線Ｌ１側に設置したすべてのＦＢＧ２１−１の反射波長をλ１に設定し、下り回線Ｌ２側に設置したすべてのＦＢＧ２１−２の反射波長をλ２（≠λ１）に設定した場合には、多重反射の防止を図ることが可能になる。さらに、多重反射の防止をするために、図１２のようにすべてのＦＢＧに対して異なる反射波長（λ１、λ２、λ３、…）を設定してもよい。
【００５０】
次に変調制御手段２３について説明する。図１３は変調制御手段２３の変調度設定を説明するための図である。複数の中継装置２０−１〜２０−ｎに対して、１台の中継装置からモニタ結果として、振幅変調されたレスポンス信号が端局装置１０へ送られてくる。
【００５１】
このとき、図で上述したようにＦＢＧでの反射波長がすべて同一のような場合には、レスポンス信号が端局装置１０へ到達した際には、変調度が下がってしまい、端局装置１０で認識できなくなるおそれがある。なお、変調度は、光主信号の振幅をＡ、振幅変調がかけられた部分の０to Peakの振幅をＢとした場合には、変調度（％）＝（Ｂ／（Ａ＋Ｂ））×１００である。
【００５２】
したがって、中継装置２０のモニタを行う場合には、アウトオブサービス時（光主信号がない時）に、モニタ対象の中継装置２０において、最大変調度で振幅変調をかけたレスポンス信号を生成させる。このような最大変調度で振幅変調をかけられたレスポンス信号ならば、変調度が下がって、端局装置１０に到達した場合でも、端局装置１０で十分認識可能である。
【００５３】
図１４は第２の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−２は、図８で上述した構成に対してさらに、２台のＬＤと、ＰＢＣ（Polarization Beam Coupler）１、ＰＢＣ２と、３ｄＢカプラＣ３を追加したものである。
【００５４】
このように、４台のＬＤを冗長的に備えることにより、光パワーを上げることができ、また、ＬＤの故障対策として使用することができる。
また、ＰＢＣ１は、ＬＤ１、ＬＤ２からの励起光を結合し、ＰＢＣ２は、ＬＤ３、ＬＤ４からの励起光を結合する。そして、３ｄＢカプラＣ３は、ＰＢＣ１、ＰＢＣ２から送られる光を、上り回線Ｌ１と下り回線Ｌ２へ１：１で分岐する。分岐された励起光は、ＷＤＭカプラＣｗ１、Ｃｗ２を通じて、光ファイバケーブルに入射されて、ラマン増幅を行い、またモニタ制御時にはレスポンス信号が生成する。
【００５５】
図１５は第３の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−３では、図１４で上述したＷＤＭカプラＣｗ１、Ｃｗ２の各回線Ｌ１、Ｌ２に対する接続位置及び向きを変えて、図１５に示すような構成としている（図中、Ｃｗ１ａ、Ｃｗ２ａと表示）。このような構成にすることにより、回線を流れる光主信号と同方向に励起して、ラマン増幅前方励起を行っている。その他の構成・動作については上述した装置と同様である（なお、以降の説明では、主な差異の部分のみ説明する）。
【００５６】
図１６は第４の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−４は、３ｄＢカプラＣ３−１で、ＬＤ１、ＬＤ２から送られる励起光を、上り回線Ｌ１と下り回線Ｌ２へ分岐し、３ｄＢカプラＣ３−２で、ＬＤ３、ＬＤ４から送られる励起光を、上り回線Ｌ１と下り回線Ｌ２へ分岐する。また、ラマン増幅後方励起用のＷＤＭカプラＣｗ１、Ｃｗ２と、ラマン増幅前方励起用のＷＤＭカプラＣｗ１ａ、Ｃｗ２ａによりラマン増幅双方向励起を行う。
【００５７】
図１７は第５の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−５は、上り回線Ｌ１上のＷＤＭカプラＣｗ１と光カプラＣ１との間にアイソレータＩＳＯ１を設け、下り回線Ｌ２上のＷＤＭカプラＣｗ２と光カプラＣ２との間にアイソレータＩＳＯ２を設けた構成をとる。
【００５８】
アイソレータＩＳＯ１、ＩＳＯ２を設置することにより、光信号の意図しない逆方向への流れを防止することができるので、多重反射の悪影響を抑制することができ、増幅動作の安定化を図ることが可能になる。
【００５９】
図１８は第６の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−６は、ラマン増幅に加えて、さらにＥＤＦＡ増幅を行う装置である。回線Ｌ１、Ｌ２上にＥＤＦＡ増幅器であるＥＤＦＡ１、ＥＤＦＡ２及び利得等化を行うＧＥＱ１、ＧＥＱ２が接続されている。
【００６０】
ＬＤ５、ＬＤ６は、ＥＤＦＡ１、ＥＤＦＡ２用の励起ＬＤである。ＬＤ５、ＬＤ６からの励起光は、光カプラＣ３ａで分岐され、また光カプラＣ４−１、Ｃ４−２で回線Ｌ１、Ｌ２に結合されて、ＥＤＦＡ１、ＥＤＦＡ２で増幅される。
【００６１】
図１９は第７の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−７は、変調制御手段２３を光変調器（図中、ＭＯＤ１、ＭＯＤ２）として、光可変減衰制御または波長可変フィルタリング制御のいずれかを行って、レスポンス信号を生成する構成である。
【００６２】
ＭＯＤ１は、ＷＤＭカプラＣｗ１と光カプラＣ１の間、ＭＯＤ２は、ＷＤＭカプラＣｗ２と光カプラＣ２の間に配置される。そして、光可変減衰制御で変調制御を行う場合には、ＭＯＤ１、ＭＯＤ２として、ＶＡＴＴ（variable attenuator）を適用し、波長可変フィルタリング制御で変調制御を行う場合には、音響光学型波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ：Acoustic-Optic Tunable Filter）を適用する。
【００６３】
図２０はＶＡＴＴでの変調制御を示す図である。ＶＡＴＴには、レスポンスキャリアと、ＳＶからレスポンス情報で変調された駆動電流とが入力する。ＶＡＴＴは、駆動電流の大きさに応じて、入力光信号の減衰量を可変に設定できる。これにより、レスポンス情報を重畳させたレスポンス信号を生成する。
【００６４】
図２１はＡＯＴＦでの変調制御を示す図である。ＡＯＴＦには、レスポンスキャリアと、ＳＶからレスポンス情報で変調された駆動信号とが入力する。ＡＯＴＦは、特定の波長（中心波長と呼ぶ）を通過させる光フィルタであり、高周波駆動信号の周波数に応じて、中心波長が可変的に移動する。
【００６５】
レスポンスキャリアの波長λｒを中心波長λ０としたときに、光損失が０ｄＢとすると、駆動周波数を変えることで、例えば、中心波長がλａになったときは、波長λ０に対する光損失が大きくなる。このような動作機能のＡＯＴＦを用いることで、ＡＯＴＦを通過した光信号に、振幅変調がかけられたレスポンス信号を生成することができる。
【００６６】
図２２は第８の実施の形態の構成を示す図である。中継装置２０−８は、光カプラＣ１と光カプラＣ２の間に、１台のＭＯＤを配置して、レスポンス信号の生成を行うものである。このような接続構成にすることにより、中継装置２０−７と比べて、ＭＯＤの台数を減らすことができる。
【００６７】
次に図１で上述した光伝送システム１の変形例について説明する。図２３は光伝送システムの変形例の原理図である。光伝送システム１ａは、端局装置１０ａ、中継装置２０ａから構成される。なお、図１で上述した構成手段と同一のものには同符号を付けてそれらの説明は省略する。
【００６８】
端局装置１０ａのモニタ信号送信手段１１ａは、モニタ命令及びレスポンスキャリアからなるモニタ信号を、上り回線Ｌ１を通じて中継装置２０ａへ送信する。また、モニタ命令の波長とレスポンスキャリアの波長は、同一波長を使用する。
【００６９】
中継装置２０ａに対し、モニタ命令用光カプラＣｍ１、Ｃｍ２（以下、光カプラＣｍ１、Ｃｍ２）は、上り回線Ｌ１及び下り回線Ｌ２側に設置される。そして、モニタ制御手段２２は、光カプラＣｍ１、Ｃｍ２で分岐されて入力した光信号からモニタ命令を検出し、自己宛てか否かを判断した後、上述したモニタ制御を行う。波長反射手段２１ａ−１、２１ａ−２は、レスポンス信号を反射する（構成要素としては、波長選択手段２１で用いたＦＢＧ２１−１、２１−２と同じものを使用する）。
【００７０】
図２４は変形例の場合の中継装置２０ａの構成を示す図である。第９の実施の形態である中継装置２０ａでは、光カプラＣｍ１、Ｃｍ２を上り回線Ｌ１、下り回線Ｌ２に接続し、光カプラＣｍ１、Ｃｍ２で分岐された光信号をＰＤ１、ＰＤ２で電気信号に変換してＳＶに送信する。このような構成にすることにより、端局装置側でモニタ命令とレスポンスキャリアとの波長を同一波長にすることができる。
【００７１】
以上説明したように、ラマン増幅を行う中継装置２０に対して、光ファイバケーブルに切断／破断障害が発生した場合でも、中継装置２０の動作状態のモニタが可能となる。
【００７２】
なお、上記の説明では、障害発生の有無に関係なく、レスポンスキャリアを送信する構成としたが、回線障害がなく下り回線Ｌ２からの光主信号がある場合には、モニタ命令のみを送信して、光主信号にレスポンス情報を重畳させて、レスポンス信号を生成し、また、回線障害が発生した場合には、レスポンスキャリアを送信して、レスポンスキャリアにレスポンス情報を重畳させるというように制御を切り分けて行ってもよい。
【００７３】
（付記１）光伝送制御を行う光伝送システムにおいて、
第１の光波長を持ち、動作状態をモニタするためのモニタ命令と、前記第１の光波長とは波長が異なる第２の光波長を持ち、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアと、からなるモニタ信号を送信するモニタ信号送信手段と、レスポンス信号を受信して、前記動作状態を認識する動作状態認識手段と、から構成される端局装置と、
上り回線側に設置され、光信号を分岐する上り側光カプラと、上り回線及び下り回線側に設置され、分岐された前記モニタ信号に対し、前記第１の光波長を透過し、前記第２の光波長を反射して、波長選択制御を行う波長選択手段と、透過した前記モニタ命令にもとづいて、自装置の動作状態をモニタし、前記レスポンス情報を生成するモニタ制御手段と、光ファイバ伝送路に励起光を入射して、前記光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う励起手段と、前記励起光を前記レスポンス情報で変調して、上り回線を流れる前記レスポンスキャリアに、前記レスポンス情報を重畳させて前記レスポンス信号を生成する変調制御手段と、下り回線側に設置され、光信号を分岐し、かつ上り回線で生成された前記レスポンス信号を、下り回線に結合して前記端局装置へ送信する下り側光カプラと、から構成される中継装置と、
を有することを特徴とする光伝送システム。
【００７４】
（付記２）前記波長選択手段は、光波長を選択的に反射するファイバグレーティングのファイバ型デバイスであることを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００７５】
（付記３）前記変調制御手段は、前記レスポンスキャリアに振幅変調を行った前記レスポンス信号を生成することを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００７６】
（付記４）前記励起手段は、前記光ファイバ伝送路に前記励起光を結合するＷＤＭ光カプラを有し、前記ＷＤＭ光カプラを通じて、前方励起、後方励起、双方向励起のいずれか１つの光増幅を行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００７７】
（付記５）前記上り側光カプラと前記ＷＤＭ光カプラの間と、前記下り側光カプラと前記ＷＤＭ光カプラの間とに、光アイソレータをさらに有することを特徴とする付記４記載の光伝送システム。
【００７８】
（付記６）前記励起手段は、ＥＤＦＡを併用した光増幅を行うことを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
（付記７）前記変調制御手段は、光可変減衰制御または波長可変フィルタリング制御のいずれかを行う光変調器を用いて、前記レスポンス信号を生成することを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００７９】
（付記８）前記光変調器は、前記上り側光カプラと前記下り側光カプラの間に配置されることを特徴とする付記７記載の光伝送システム。
（付記９）前記モニタ信号送信手段は、前記下り回線からの光主信号があるときは、前記モニタ命令のみを送信し、前記変調制御手段は、前記光主信号に前記レスポンス情報を重畳させて前記レスポンス信号を生成することを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００８０】
（付記１０）前記変調制御手段は、変調度を任意に設定し、アウトオブサービス時には、前記変調度を最大変調度に設定することを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００８１】
（付記１１）前記波長選択手段は、すべての前記中継装置で反射波長が同一であるか、またはすべて異なることを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
（付記１２）上り回線側に設置した前記波長選択手段と、下り回線側に設置した前記波長選択手段との反射波長は異なり、同じ回線内で同一であることを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００８２】
（付記１３）前記モニタ信号送信手段は、光主信号が波長多重化信号である場合に、前記光主信号の波長帯域の最短波長、最長波長、または波長λｍと波長λｍ＋１の間の波長のいずれかに前記第２の光波長を設定することを特徴とする付記１記載の光伝送システム。
【００８３】
（付記１４）光伝送制御を行う端局装置において、
第１の光波長を持ち、中継装置の動作状態をモニタするためのモニタ命令と、前記第１の光波長とは波長が異なる第２の光波長を持ち、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアと、からなるモニタ信号を送信するモニタ信号送信手段と、
前記中継装置から送信されたレスポンス信号を受信して、前記動作状態を認識する動作状態認識手段と、
を有することを特徴とする端局装置。
【００８４】
（付記１５）光伝送制御を行う中継装置において、
上り回線側に設置され、光信号を分岐する上り側光カプラと、
上り回線及び下り回線側に設置され、第１の光波長を持ち、動作状態をモニタするためのモニタ命令と、前記第１の光波長とは波長が異なる第２の光波長を持ち、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアと、からなるモニタ信号に対し、前記第１の光波長を透過し、前記第２の光波長を反射して、前記モニタ命令と前記レスポンスキャリアとの選択制御を行う波長選択手段と、
透過した前記モニタ命令にもとづいて、自装置の動作状態をモニタし、前記レスポンス情報を生成するモニタ制御手段と、
光ファイバ伝送路に励起光を入射して、前記光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う励起手段と、
前記励起光を前記レスポンス情報で変調して、上り回線を流れる前記レスポンスキャリアに、前記レスポンス情報を重畳させて前記レスポンス信号を生成する変調制御手段と、
下り回線側に設置され、光信号を分岐し、かつ上り回線で生成された前記レスポンス信号を、下り回線に結合して前記端局装置へ送信する下り側光カプラと、
を有することを特徴とする中継装置。
【００８５】
（付記１６）光伝送制御を行う光伝送システムにおいて、
動作状態をモニタするためのモニタ命令と、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアとからなり、前記モニタ命令と前記レスポンスキャリアの波長を同一にしたモニタ信号を送信するモニタ信号送信手段と、レスポンス信号を受信して、前記動作状態を認識する動作状態認識手段と、から構成される端局装置と、
上り回線側に設置され、光信号を分岐する上り側光カプラと、上り回線及び下り回線側に設置され、前記波長を反射する波長反射手段と、上り回線及び下り回線側に設置され、前記モニタ命令を受信するためのモニタ命令用光カプラと、前記モニタ命令にもとづいて、自装置の動作状態をモニタし、前記レスポンス情報を生成するモニタ制御手段と、光ファイバ伝送路に励起光を入射して、前記光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う励起手段と、前記励起光を前記レスポンス情報で変調して、上り回線を流れる前記レスポンスキャリアに、前記レスポンス情報を重畳させて前記レスポンス信号を生成する変調制御手段と、下り回線側に設置され、光信号を分岐し、かつ上り回線で生成された前記レスポンス信号を、下り回線に結合して前記端局装置へ送信する下り側光カプラと、から構成される中継装置と、
を有することを特徴とする光伝送システム。
【００８６】
（付記１７）光伝送制御を行う端局装置において、
動作状態をモニタするためのモニタ命令と、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアとからなり、前記モニタ命令と前記レスポンスキャリアの波長を同一にしたモニタ信号を送信するモニタ信号送信手段と、
レスポンス信号を受信して、前記動作状態を認識する動作状態認識手段と、
を有することを特徴とする端局装置。
【００８７】
（付記１８）光伝送制御を行う中継装置において、
上り回線側に設置され、光信号を分岐する上り側光カプラと、
上り回線及び下り回線側に設置され、動作状態をモニタするためのモニタ命令と、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアとからなり、前記モニタ命令と前記レスポンスキャリアの波長を同一にしたモニタ信号に対し、前記波長を反射する波長反射手段と、
上り回線及び下り回線側に設置され、前記モニタ命令を分岐するためのモニタ命令用光カプラと、
前記モニタ命令にもとづいて、自装置の動作状態をモニタし、前記レスポンス情報を生成するモニタ制御手段と、
光ファイバ伝送路に励起光を入射して、前記光ファイバ伝送路を増幅媒体とした光増幅を行う励起手段と、
前記励起光を前記レスポンス情報で変調して、上り回線を流れる前記レスポンスキャリアに、前記レスポンス情報を重畳させて前記レスポンス信号を生成する変調制御手段と、
下り回線側に設置され、光信号を分岐し、かつ上り回線で生成された前記レスポンス信号を、下り回線に結合して端局装置へ送信する下り側光カプラと、
を有することを特徴とする中継装置。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、中継装置の近傍で回線障害が発生した場合でも、モニタ制御を行うことができるので、光通信制御の信頼性及び品質の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光伝送システムの原理図である。
【図２】問題点を説明するための図である。
【図３】動作及び信号の流れを示す図である。
【図４】レスポンス信号の生成手順の一例を示す図である。
【図５】波長選択手段の反射特性を示す図である。
【図６】波長選択手段の透過特性を示す図である。
【図７】波長設定を示す図である。（Ａ）は最短波長にレスポンスキャリアを設定した場合であり、（Ｂ）は最長波長にレスポンスキャリアを設定した場合であり、（Ｃ）は波長λｍと波長λｍ＋１の間にレスポンスキャリアを設定した場合である。
【図８】第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】ＷＤＭカプラの特性を説明するための図である。
【図１０】反射波長の設定例を示す図である。
【図１１】反射波長の設定例を示す図である。
【図１２】反射波長の設定例を示す図である。
【図１３】変調制御手段の変調度設定を説明するための図である。
【図１４】第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図１６】第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図１７】第５の実施の形態の構成を示す図である。
【図１８】第６の実施の形態の構成を示す図である。
【図１９】第７の実施の形態の構成を示す図である。
【図２０】ＶＡＴでの変調制御を示す図である。
【図２１】ＡＯＴＦでの変調制御を示す図である。
【図２２】第８の実施の形態の構成を示す図である。
【図２３】光伝送システムの変形例の原理図である。
【図２４】変形例の場合の中継装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１光伝送システム
１０端局装置
１１モニタ信号送信手段
１２動作状態認識手段
２０中継装置
２１−１、２１−２波長選択手段
２２モニタ制御手段
２３変調制御手段
２４励起手段
Ｃ１上り側光カプラ
Ｃ２下り側光カプラ
Ｌ１上り回線
Ｌ２下り回線

Claims

端局装置と、
光中継を行う中継装置と、
前記端局装置と前記中継装置とに接続して、前記端局装置から前記中継装置へ信号光が流れる第１の光回線と、
前記端局装置と前記中継装置とに接続して、前記中継装置から前記端局装置へ信号光が流れる第２の光回線と、
を備え、
前記端局装置は、
第１の光波長を持ち、動作状態をモニタするためのモニタ命令と、前記第１の光波長とは波長が異なる第２の光波長を持ち、モニタ結果であるレスポンス情報を重畳させるためのレスポンスキャリアと、を含むモニタ信号を送信するモニタ信号送信手段と、
前記中継装置の動作状態を認識する動作状態認識手段とを有し、
前記中継装置は、
前記第１の光回線に設置される第１の光カプラと、
前記第２の光回線に設置される第２の光カプラと、
前記第１の光カプラから分岐出力された信号光を受信して、前記第１の光波長は透過し、前記第２の光波長は反射して、波長選択制御を行う波長選択手段と、
自装置の動作状態をモニタするモニタ制御手段と、
前記端局装置と前記第１の光カプラとの間に位置する前記第１の光回線に、励起光を挿入する励起手段と、
前記励起光の変調を行う変調制御手段とを有し、
前記端局装置が前記中継装置の動作状態のモニタを行う場合、
前記モニタ信号送信手段は、前記第１の光回線を通じて、前記モニタ信号を前記中継装置に向けて送信し、
前記波長選択手段は、前記第１の光カプラによって分岐出力された前記モニタ信号を受信して、前記モニタ命令のみを透過し、
前記モニタ制御手段は、前記モニタ命令にもとづき自装置の動作状態をモニタして、前記レスポンス情報を生成し、
前記変調制御手段は、前記励起光を前記レスポンス情報で変調し、
前記励起手段は、前記レスポンス情報で変調された前記励起光を前記第１の光回線に挿入することで、前記第１の光回線上を流れる前記レスポンスキャリアに前記レスポンス情報を重畳させてレスポンス信号を生成し、
前記第１の光カプラは、前記第１の光回線上を流れる前記レスポンス信号を分岐出力し、
前記波長選択手段は、前記第１の光カプラによって分岐出力された前記レスポンス信号を受信して反射し、
前記第２の光カプラは、反射された前記レスポンス信号を前記第２の光回線に挿入して、前記端局装置側へ前記レスポンス信号を送出し、
前記動作状態認識手段は、前記レスポンス信号を受信して前記中継装置の動作状態を認識する、
ことを特徴とする光伝送システム。
前記波長選択手段は、光波長を選択的に反射するファイバグレーティングのファイバ型デバイスであることを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。