JP4727485B2

JP4727485B2 - 光伝送装置

Info

Publication number: JP4727485B2
Application number: JP2006099844A
Authority: JP
Inventors: 智明竹山; 恵子佐々木; 真一郎室; 悦子林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: US7616848B2; US20070274725A1; JP2007274545A

Description

本発明は、信号光のアッド／ドロップ(add/drop)が行われ、信号波長数が任意に変化する光伝送装置に関する。

マルチメディアネットワークの進展に伴い、通信トラフィックの需要は飛躍的に増大し
、光増幅器を用いた光信号を多中継増幅するＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)伝送システムが、マルチメディア社会における通信システムの経済化を図る上で大きな役割を果たしている。

近年、コスト及びサイズが重視される都市内メトロ・コア網に対して活発にＷＤＭシステムが導入されてきている。これに伴い、ＷＤＭシステムを構成する各局内には光分岐挿入装置（ＯＡＤＭ： Optical Add Drop Multiplexer）の導入が進んでいる。

光伝送装置としてのＯＡＤＭ装置(ノード)の従来構成を図８に示す。光回路構成としては、伝送路から送られてくるＷＤＭ信号光とＳＶ(Supervisory)光(監視信号光)からＳＶ
光のみをＳＶフィルタ１により分波し、Ｏ／Ｅ(光／電気)変換器２により電気信号に変換する。

ＷＤＭ信号光はＡＷＧ(Arrayed Waveguide Grating：波長周回性アレイ導波路回折格子型光フィルタ)３を用いて各チャネル(ch)に分波される。また、各チャネルに対し、光ス
イッチ４によって信号光のアッド／ドロップが行われる。アッド、又はスルーされた信号光は、再びＡＷＧ５により合波される。

合波されたＷＤＭ信号光は、アンプ６への入力パワーをモニタするための分波器７及び光検出器８を備えたＥＤＦＡ(Erbium-Doped Fiber-Optical Amplifier：エルビウム添加
光ファイバアンプ)９により増幅された後、Ｅ／Ｏ(電気／光)変換器１０により生成され
たＳＶ光と合波器１１で合波された後、伝送路に送られる。

制御回路については、Ｏ／Ｅ変換器２によるＳＶ光のＯ／Ｅ変換により得られた監視信号から、上流のノードより転送されてきた、チャネル毎にどのノードでドロップされているかの情報(ドロップノード番号)を、ノード番号情報受信回路１２で得る。ノード番号情報受信回路１２は、各チャネルについて、ドロップノード番号に基づき、ＡＳＥ(Amplified Spountaneous Emission)光が幾つのノードを経て自ノードに到着しているのか(ＡＳＥが通過したノード数：ＡＳＥ伝送ノード数)を算出する。

このようなＡＳＥの情報と、予めノード内に情報として格納されているＡＳＥの伝送ノード数とＡＳＥパワーの関係式(図８のブロック１４)より、ＡＳＥパワー算出回路１５が各チャネルのＡＳＥパワーを算出し、さらに各チャネルのＡＳＥパワーの和を算出する。このようなＡＳＥパワーの情報は、ＥＤＦＡ９に送られる。また、Ｏ／Ｅ変換器２により得た監視信号から、信号を含む波長数が波長数情報受信回路１３で算出され、波長数情報がＥＤＦＡ９に送られる。これらの情報は、ＥＤＦＡ９に設けられたＡＬＣ目標値決定回路１６に入力される。

ＡＬＣ目標値決定回路１６は、ＡＳＥパワーの情報，波長数情報，及びＥＤＦＡ９の入力パワーの光検知器８により得られる入力トータルパワー(Ｓ(信号)＋ＡＳＥ)の情報を基に、アンプ６からの各チャネルの信号出力が一定になるような、出力トータルパワー(Ｓ
＋ＡＳＥ)の制御目標値(ＡＬＣ(Automatic Level Control：出力一定制御)目標値)を算出し決定する。

アンプ６は、ＡＬＣ制御回路を含んでおり、ＡＬＣ制御回路は、アンプ６からの出力される信号光のパワー(出力トータルパワー)がＡＬＣ目標値となるように、アンプ６の利得を制御する出力一定制御(ＡＬＣ)を行う。

なお、ノード番号情報受信回路１２で得られたドロップノード番号や、ＳＷ４で信号がドロップされたことを示す情報(ドロップノード番号としての自ノードのノード番号)は、ノード番号情報送信回路１７に送られ、ノード番号情報として、Ｅ／Ｏ変換器１０に送信される。また、波長数情報受信回路１３で得られた波長数情報や、ＳＷ４で信号がアッドされたことを示す情報(自ノードでアッドされた波長情報)は、波長数情報送信回路１８に与えられる。波長数情報送信回路１８は、波長数情報をＥ／Ｏ変換器１０に入力する。Ｅ／Ｏ変換器１０は、ノード番号情報や波長数情報を含むＳＶ光を生成し、合波器１１に送出する。

本発明に関連する先行技術文献として、例えば、以下の特許文献１に開示された技術がある。
特開２０００−４２１３号公報

しかしながら、図８に示した従来技術では、ＡＬＣ目標値を決定するためのパラメータとしてのＡＳＥパワーの情報を得るために、ＳＶチャネルを用いて、ノード番号情報や波長数情報を得ている。このため、ＳＶチャネル，ＳＶチャネルに対するＯ／Ｅ変換器２及びＥ／Ｏ変換器１０，ノード番号受信回路１２，波長数情報受信回路１３，ノード番号送信回路１７，及び波長数情報送信回路１８のような、ノード番号情報及び波長数情報を隣接ノードとの間で送受信するための電気回路が必要となる。さらに、ノード間の通信(Ｓ
Ｖ光の送受信)のために、ＷＤＭ信号に対するＳＶ光の合波／分波が必要な複雑なシステ
ムとなっていた。
さらに、ＳＶ光による情報は、最も上流のノードから各ノードに設けられたＳＶ光の送受信回路を経て、順に転送されてくる。このような性質上、数百[ｍｓ]程度の転送時間を要し、その転送時間だけＡＬＣ制御が遅延するおそれがあった。

また、一般に、ＡＳＥは光増幅器の増幅帯域内に生じるので、チャネルを含む信号帯域より外の波長でＡＳＥをモニタすることも可能であるが、図８に示される従来技術では、ＷＤＭ信号光がＡＷＧ３により各チャネルに分波され、ＡＷＧ５により再び合波される過程で、チャネルを含む信号帯域より外れた光は出力されないため、チャネルを含む信号帯域より外の波長でＡＳＥをモニタすることはできない。

本発明の目的は、構成を簡易化しつつ、適正な出力一定制御を可能とする光伝送装置を提供することである。

本発明は、上記した目的を達成するため、以下の手段を採用する。

即ち、本発明は、波長多重信号に含まれる各波長の光パワーを測定する手段と、
各波長の光パワーの測定値を所定の閾値と比較する手段と、
閾値以上の光パワーの測定値の合計値を、信号光パワーの合計値として算出する手段と、
閾値未満の光パワーの測定値の合計値を、ＡＳＥパワーの合計値として算出する手段と、
閾値以上の光パワーの測定値の数を、前記波長多重信号に含まれる信号光の波長数として算出する手段と、
前記信号光パワーの合計値と、前記ＡＳＥパワーの合計値との比と信号対ＡＳＥ比として算出する手段と、
前記波長多重信号を増幅する光アンプと、
前記光アンプに入力される前記波長多重信号の光パワーを測定する手段と、
前記光アンプから出力される波長多重信号における各波長の光パワーが一定となる前記光アンプの出力一定制御を実行するために、前記波長数，前記信号対ＡＳＥ比，及び前記波長多重信号の光パワーの測定値を用いて、前記出力一定制御の目標値を決定する手段とを含む光伝送装置である。

本発明によれば、閾値を用いて波長多重信号に含まれる各波長の光が信号光かＡＳＥ光かが判定され、信号光の光パワーの合計値と、ＡＳＥ光の光パワーの合計値とに基づきＳ／ＡＳＥ比が算出される。また、信号光の測定値の数から波長数が算出される。

このように、本発明による光伝送装置では、出力一定制御(ＡＬＣ)の目標値を得るためのパラメータが、ＳＶチャネルの情報からではなく、波長多重信号から自装置内で生成される。このため、従来技術のような、隣接ノードとＳＶチャネルを用いて監視信号をやりとりするような複雑な構成を要しない。即ち、光伝送装置の構成が簡易となる。

また、出力一定制御の目標値を得るためのパラメータが自装置内で生成されるので、従来技術のように、監視信号の到着の遅れによって出力一定制御が遅延することがない。即ち、出力一定制御の高速化を図ることができる。

好ましくは、本発明による光伝送装置は、前記波長多重信号をチャネル毎の光に分波する分波器と、
前記分波器によって分波された各チャネルの光が通過する光路上に配置され、光路を通過する信号光のドロップ，及び光路に対する信号光のアッドを行うアッド／ドロップ部と、
前記アッド／ドロップ部を経た各チャネルの光を合波した波長多重信号を生成する合波器とをさらに含み、
前記各波長の光パワーを測定する手段は、各アッド／ドロップ部の下流側の光路上に配置され、光路を通過する光を前記合波器に向かう第１の方向と第２の方向とに分岐させる分岐部と、第２の方向に分岐した光のパワーを検知する光検知部とを含む。

また、好ましくは、本発明による光伝送装置は、波長多重信号を２方向に分岐させる分岐部と、
前記分岐部から一方向に分岐した波長多重信号に含まれる所定波長の信号光を選択してドロップする第１の波長選択スイッチと、
前記分岐部からもう一つの方向に分岐した波長多重信号に対して所定波長の信号光をアッドする第２の波長選択スイッチとをさらに含み、
前記各波長の光パワーを測定する手段は、前記第２の波長選択スイッチから出力される波長多重信号に含まれる各波長の光パワーを夫々測定する光チャネルモニタ部を含む。

本発明によれば、構成を簡易化しつつ、適正な出力一定制御を可能とする光伝送装置を提供することができる。

また、ＡＷＧ等の、チャネルを含む信号帯域より外れた光を出力しないデバイスを用いた場合であっても、ＡＳＥ量を測定し、適正な出力一定制御することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

〔実施形態の概要〕
図１及び図２は、本発明の実施形態に係る光伝送装置(ＯＡＤＭ装置(ノード))の構成例(光伝送装置２０)を示す図である。光伝送装置２０は、ＷＤＭ信号の伝送路上に、他のノードとともに、他のノードと直列に接続された状態で配置される。

図１において、光伝送装置２０は、光回路構成として次の構成を有している。上流側の伝送路には、分波器としてのＡＷＧ２１が接続されている。ＡＷＧ２１には、伝送路からのＷＤＭ信号(波長多重信号)が入力される。ＡＷＧ２１は、ＷＤＭ信号を各チャネル(波
長：チャネル数ｎ(ｎは０を除く自然数))に分波する。

各チャネルに対応する光の光路上には、アッド／ドロップ部としての光スイッチ(ＳＷ)２２が配置されている。ＳＷ２２は、チャネル毎に用意されている(但し、図１には、１
つのＳＷ２２のみを図示)。ＳＷ２２は、対応する波長の光を自ノードへドロップしたり
、対応する波長の光を自ノードからアッドしたりする。

ＳＷ２２の出力側の光路上には、ＳＷ２２から出射した光の一部を２方向に分岐させる光スプリッタ２３(分岐部)が設けられている。光スプリッタ２３から一方向(第１の方向)に分岐した光は、複数のチャネルを合波する合波器としてのＡＷＧ２４に入射される。一方、光スプリッタ２３から他方向(第２の方向)に分岐した光は、光検知器(ＰＤ：Photo Detector (Photo Diode))２５に入射される。光スプリッタ２３及びＰＤ２５は、チャネル毎に用意されている。

ＡＧＷ２４で合波されたＷＤＭ信号は、ＥＤＦＡ２６に入射される。ＥＤＦＡ２６は、ＡＷＧ２４から入射されたＷＤＭ信号を２方向に分岐する光スプリッタ２７と、光スプリッタ２７から一方向に分岐したＷＤＭ信号が入力される光アンプ２８と、光スプリッタ２７から他方向に分岐したＷＤＭ信号が入力される光検知器(ＰＤ)２９とを備えている。光アンプ２８は、入射されたＷＤＭ信号を増幅して出射する。光アンプ２８から出射されたＷＤＭ信号は、下流側の伝送路に送出される。

また、光伝送装置２０は、制御回路構成として、次の構成を有している。即ち、図２に示すように、光伝送装置２０は、チャネル毎のＰＤ２５に接続された複数の信号有無検出回路３０を備えている。複数の信号有無検出回路３０には、波長数算出回路３１と、信号パワー算出回路３２と、ＡＳＥパワー算出回路３３とが接続されている。信号パワー算出回路３２及びＡＳＥパワー算出回路３３は、Ｓ／ＡＳＥ比算出回路３４に接続されている。Ｓ／ＡＳＥ比算出回路３４は、ＥＤＦＡ２６内に設けられたＡＬＣ目標値決定回路３５に接続されている。ＡＬＣ目標値決定回路３５は、ＰＤ２９に接続されている。

各ＰＤ２５は、入射された光を検出し(電気信号に変換し)、そのチャネルの光パワーをモニタ(測定)する。光パワーの測定値(モニタ値)は、対応する信号有無検出回路３０に入力される。

信号有無検出回路３０は、所定の閾値を有しており、入力される光パワーの測定値が閾値を超えているか否かを以て、そのチャネルの信号光の有無を判定する。信号有無検出回
路３０は、測定値と閾値とを比較する。このとき、測定値が閾値を超える場合には、信号有無検出回路３０は、チャネルに信号光があると判定し、測定値を波長数算出回路３１及び信号パワー算出回路３２へ出力する。これに対し、信号有無検出回路３０は、測定値が閾値を超えない場合には、チャネルに信号光がない(ＡＳＥ光のみである)と判定し、測定値をＡＳＥパワー算出回路３３へ出力する。

波長数算出回路３１は、信号有無検出回路３０から入力される測定値の数を計数することで、ＥＤＦＡ２６で増幅されるＷＤＭ信号の波長数を算出する。波長数算出回路３１は、算出した波長数を決定部としてのＡＬＣ目標値決定回路３５に入力する。

信号パワー算出回路３２は、信号有無検出回路３０から入力される測定値の合計値を算出し、この合計値をトータル信号光パワーとしてＳ／ＡＳＥ比算出回路３４に入力する。ＡＳＥパワー算出回路３３は、信号有無検出回路３０から入力される測定値の合計値を算出し、この合計値をトータルＡＳＥパワーとしてＳ／ＡＳＥ比算出回路３４に入力する。

Ｓ／ＡＳＥ比算出回路３４は、トータル信号光パワーとトータルＡＳＥパワーとの比から、Ｓ／ＡＳＥ比(信号対ＡＳＥ比)を算出し、ＡＬＣ目標値決定回路３５に入力する。

ＡＬＣ目標値決定回路３５は、波長数，Ｓ／ＡＳＥ比に加えて、ＰＤ２９から、光アンプ２８に入力されるＷＤＭ信号(信号光＋ＡＳＥ光)のパワーの測定値を、入力トータルパワー(Ｓ(信号)＋ＡＳＥ)として受け取る。ＡＬＣ目標値決定回路３５は、これらの情報を用いて、各チャネルの信号出力が一定になるような、出力トータルパワー制御目標値(Ａ
ＬＣ目標値)を算出及び決定する。

光アンプ２８は、ＡＬＣ制御回路を含んでおり、ＡＬＣ目標値決定回路３５で決定されたＡＬＣ目標値は、ＡＬＣ制御回路に設定される。ＡＬＣ制御回路は、ＡＬＣ目標値に基づくＡＬＣ制御を実行する。即ち、ＡＬＣ制御回路は、光アンプ２８から出力されるＷＤＭ信号において、各チャネルの信号出力が一定になるように、光アンプ２８から出力されるＷＤＭ信号(光出力)とＡＬＣ目標値との誤差に応じて光アンプ２８の利得を制御する。

光伝送装置２０によると、従来技術(図８)で説明したような、監視信号チャネル(ＳＶ
チャネル)と、これに関わる電気回路(Ｏ／Ｅ変換器，Ｅ／Ｏ変換器，ノード番号情報受信／送信回路，波長数情報受信／送信回路)が省略されている。また、隣接ノードとの間で
ＳＶ光を送受信するための構成も省略されている。したがって、従来技術に比べて装置構成が簡易となっている。

さらに、光伝送装置２０では、ＡＬＣ目標値を算出するための情報のやり取りが自ノード内で閉じているため、数十[μs]程度という充分に高速なＡＬＣ制御速度を実現するこ
とができる。

〔具体例〕
具体例として、図１及び２に示した光伝送装置２０の詳細(具体例)を説明する。光伝送装置２０に適用される最大波長数は４０波であり、光伝送装置２０(自ノード)に到達するまでの伝送ノード数は１６ノードと仮定する。ＡＷＧ２１及び２４の帯域幅は０．１[ｎ
ｍ]である。また、１ノード伝送での受信ＯＳＮＲ(光信号対雑音比)は、２６[ｄＢ]であ
り、光検知器(ＰＤ)２３での信号光パワーは−１０[ｄＢｍ/ｃｈ]とする。

また、ＥＤＦＡ２６に入射されるＡＳＥのスペクトル形状が複雑になるパターンの代表として、図３に示すような場合を仮定する。即ち、
(１)信号光はチャネル(Ch)1のみに存在し、１６ノード伝送された状態である。
(２)Ch6,11,16,21,26,31,36には信号光がなく、ＡＳＥのみが１６ノード伝送された状態
である。
(３)Ch7,12,17,22,27,32,37では、信号光は８ノード伝送後にドロップされ、その後、Ａ
ＳＥのみが８ノード伝送された状態である。
(４)Ch8,13,18,23,28,33,38では、信号光は１２ノード伝送後にドロップされ、その後、
ＡＳＥのみが４ノード伝送された状態である。
(５)Ch9,14,19,24,29,34,39では、信号光は１４ノード伝送後にドロップされ、その後、
ＡＳＥのみが２ノード伝送された状態である。
(６)Ch10,15,20,25,30,35,40では、信号光は１５ノード伝送後にドロップされ、その後、ＡＳＥのみが１ノード伝送された状態とする。

伝送ノード数とＯＳＮＲとは、図４に示すグラフで表される関係を有している。また、伝送ノード数と各チャネルのＰＤ２３で検出されるＡＳＥパワーとは、図５に示すグラフで表される関係を有している。

図６は、各チャネルのＰＤ２３で検出される信号光及びＡＳＥパワーのスペクトルを示すグラフである。このようなスペクトルを持つＷＤＭ信号(信号光＋ＡＳＥ)がＥＤＦＡ２６に入力される。

各信号有無検出回路３０に設定される閾値は、例えば次のようにして決定される。即ち、図５に示すように、ＡＳＥは１６ノード伝送されたとしても−２４[ｄＢｍ]以下である。このため、閾値として、−２４[ｄＢｍ]以上の数値が決定される。この例では、閾値として−２３[ｄＢｍ]が決定される。

信号有無検出回路３０は、ＰＤ２３での受光パワーが−２３[ｄＢｍ]以上であれば、この受光パワー(測定値)は信号光パワーである(即ち、チャネルが信号光を有する)と判定する。これに対し、受光パワーが−２３[ｄＢｍ]未満であれば、信号有無検出回路３０は、受光パワーはＡＳＥパワーのみである(即ち、チャネルが信号光を有しない)と判定する。このような閾値で、各チャネルの信号光の有無が検出される。

信号パワー算出回路３２は、信号光が存在するチャネルのトータルパワー(トータル信
号光パワー)を算出する。この例では、信号パワー算出回路３２で算出されるトータル信
号光パワーは、−９．８[ｄＢｍ]となる。

ＡＳＥパワー算出回路３３は、信号光が存在しないチャネルのトータルパワー(トータ
ルＡＳＥパワー)を算出する。この例では、ＡＳＥパワー算出回路３２で算出されるトー
タルＡＳＥパワーは、−１２．１[ｄＢｍ]となる。

Ｓ／ＡＳＥ比算出部３４は、トータル信号光パワーとトータルＡＳＥパワーの比から、Ｓ／ＡＳＥ比を算出する。この例では、Ｓ／ＡＳＥ比算出部３４で算出されるＳ／ＡＳＥ比は、２．１[ｄＢ]となる。

さらに、波長数算出回路３１は、信号光が存在するチャネルの合計値(閾値以上の受光
パワー測定値の合計値)を波長数として算出する。この例では、波長数算出回路３１で算
出される波長数は１[波]となる。これらのＳ／ＡＳＥ比と波長数とがＥＤＦＡ２６のＡＬＣ目標値決定回路３５に入力される。

ＥＤＦＡ２６のＡＬＣ目標値決定回路３５では、Ｓ／ＡＳＥ比，波長数，ＰＤ２９からの入力トータルパワーを元に、ＡＬＣ目標値を算出する。最初に、ＡＬＣ目標値決定回路３５は、以下の〈式１〉を用いて、“Pase＿in”を算出する。“Pase＿in”は、光アンプ
２８に入力されるＡＳＥパワーである。

Pase＿in[mW] = Ptotal＿in[mW] / (1+(S/ASE[真数]) ・・・〈式１〉
〈式１〉において、“Ptotal＿in”は、光アンプ２８の入力側のモニタＰＤ(ＰＤ２９)から入力される、光アンプ２８に入力される入力トータルパワー(Ｓ＋ＡＳＥ)を示す。“S/ASE”は、Ｓ／ＡＳＥ比算出回路３４から入力されるＳ／ＡＳＥ比を示す。この例では
、“Ptotal＿in”は、０．０１[ｍＷ]である。このため、ＡＬＣ目標値決定回路３５が算出する“Pase＿in”は、０．００３８[ｍＷ]となる。

次に、ＡＬＣ目標値決定回路３５は、以下の〈式２〉を用いて、“Psig＿in”を算出する。“Psig＿in”は、光アンプ２８に入力される信号光パワーである。

Psig＿in[mW/ch] = (Ptotal＿in[mW] − Pase＿in[mW]) / (波長数) ・・・〈式２〉
この例では、ＡＬＣ目標値決定回路３５によって算出される“Psig＿in”は、０．００６１[ｍＷ／ｃｈ]となる。

次に、ＡＬＣ目標値決定回路３５は、以下の〈式３〉を用いて、“Pase＿out”を算出
する。“Pase＿out”は、光アンプ２８の入力にＡＳＥが含まれない場合における出力Ａ
ＳＥパワーを示す。

Pase＿out[dBm] = a*Psig＿in[dBm/ch]^2+b*Psig＿in[dBm/ch]+c ・・・〈式３〉
〈式３〉において、“＾”の記号は、後続する文字が指数であることを示す(後述する
〈式６〉においても同じ)。また、〈式３〉における係数“ａ”,“ｂ”及び“ｃ”は、ＥＤＦＡのＡＳＥ雑音特性によって変化するパラメータである。この例で使用されるＥＤＦＡ２６の場合、a=0.0937,b=3.3786,c=18.9855である。したがって、ＡＬＣ目標値決定回
路３５によって算出される“Pase＿out”は、−１０[ｄＢｍ]となる。

次に、ＡＬＣ目標値決定回路３５は、以下の〈式４〉を用いて、“Ｅｋ”を算出する。“Ｅｋ”は、光アンプ２８の入力にＡＳＥが含まれない場合における光アンプ２８単体でのＡＳＥ補正値である。

Ek[dB]=10*log(1+Pase＿out[mW]/Psig＿out目標値[mW])
=10*log(1+(Pase＿out[mW]/(Psig＿out目標値[mW/ch]*(波長数))・・・〈式４〉
この例では、Psig_out目標値(信号出力の目標値)は、１．０[ｍＷ／ｃｈ]である。このため、ＡＬＣ目標値決定回路３５によって算出される“Ｅｋ”は、０．４２[ｄＢ]となる。

次に、ＡＬＣ目標値決定回路３５は、以下に示す〈式５〉を用いて、“Gsig目標値”を算出する。“Gsig目標値”は、信号利得の目標値である。

Gsig目標値[dB]=Psig＿out目標値[dBm/ch]−Psig＿in[dBm/ch] ・・・〈式５〉
この例では、ＡＬＣ目標値決定回路３５によって算出される“Gsig目標値”は、２２．１[ｄＢ]となる。

次に、ＡＬＣ目標値決定回路３５は、以下に示す〈式６〉を用いて、“Ptotal_out目標値”を算出する。“Ptotal_out目標値”は、各チャネルの信号出力が一定になるような光アンプ２８の出力トータルパワー制御目標値，即ちＡＬＣ目標値である。

Ptotal_out目標値[mW]=10^((Psig_out目標値[dBm]+Ek[dB])/10)
+10^((Pase_in[dBm]+Gsig目標値[dB])/10) ・・・〈式６〉
この例では、ＡＬＣ目標値決定回路３５によって算出される“Ptotal_out目標値”は、１．７２[ｍＷ]となる。“Ptotal_out目標値”は、光アンプ２８のＡＬＣ制御回路に設定され、ＡＬＣ制御回路は“Ptotal_out目標値”に基づくＡＬＣ制御を行う。

このように、光アンプ２８の出力に発生するＡＳＥを考慮したＡＬＣ制御が行われることによって、波長数によらず、また、信号光がドロップされたノードによらず、各チャネルに対して一定の信号出力を維持することが可能となる。

次に、上述した具体例において、各チャネルのＰＤ２３に求められる特性は、次の通りである。即ち、最大受光パワーは、１６ノード伝送後のＡＳＥパワーである−２４[ｄＢ
ｍ]と信号光パワーである−１０[ｄＢｍ]との和である−９．８[ｄＢｍ]となる。また、
最小受光パワーは、１ノード伝送後のＡＳＥパワーである−３６[ｄＢｍ]となる。したがって、所要ダイナミックレンジは２６．２[ｄＢ]となる。これは、十分実現可能な特性である。

〈第２の構成例〉
図７は、本発明の実施形態に係る光伝送装置の第２の構成例(光伝送装置４０)を示す図である。図７において、図１に示した光伝送装置２０(第１の構成例)と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

光伝送装置４０は、光伝送装置２０におけるＡＷＧ２１,ＳＷ２２及びＡＷＧ２４の代
わりに、分岐部としての光スプリッタ４１，ドロップ用のＷＳＳ(Wavelength Selecting Switch: 波長選択スイッチ)４２(第１の波長選択スイッチ)，及びアッド用のＷＳＳ４３(第２の波長選択スイッチ)を有する。また、光伝送装置４０は、光伝送装置２０における
光スプリッタ２３及びＰＤ２５の代わりに、ＯＣＭ(Optical Channel Monitor: 光チャネルモニタ)４４(光チャネルモニタ部)を有している。

光スプリッタ４１は、上流側の伝送路からのＷＤＭ信号(信号光＋ＡＳＥ)を、ＷＳＳ４２とＷＳＳ４３とに分配する。ＷＳＳ４２は、自ノード(光伝送装置４０)でドロップすべき波長(チャネル)の光を選択してドロップする。ＷＳＳ４３は、自ノード(光伝送装置４
０)で信号光をアッドすべき波長を選択して信号光をアッドする。

ＯＣＭ４４は、各チャネル(１〜ｎ)における光パワーをそれぞれモニタ(測定)し、各チャネルの光パワーの測定値を、波長数算出回路３１Ａ，信号パワー算出回路３２Ａ，及びＡＳＥパワー算出回路３３Ａに入力する。

波長数算出回路３１は、第１の構成例で説明した信号光の有無を判定するための閾値を有しており、ＯＣＭ４４から入力される各チャネルの光パワー(測定値)を閾値と比較し、閾値以上の測定値の数を計数し、その合計値を波長数として算出し、ＡＬＣ目標値決定回路３５に入力する。

信号パワー算出回路３２Ａは、第１の構成例で説明した信号光の有無を判定するための閾値を有しており、ＯＣＭ４４から入力される各チャネルの光パワー(測定値)を閾値と比較し、閾値以上の測定値の合計値をトータル信号パワーとして算出し、Ｓ／ＡＳＥ比算出回路３４に入力する。

信号パワー算出回路３３Ａは、第１の構成例で説明した信号光の有無を判定するための閾値を有しており、ＯＣＭ４４から入力される各チャネルの光パワー(測定値)を閾値と比較し、閾値未満の測定値の合計値をトータルＡＳＥパワーとして算出し、Ｓ／ＡＳＥ比算出回路３４に入力する。

Ｓ／ＡＳＥ比算出回路３４及びＥＤＦＡ２６の構成は、第１の構成例(光伝送装置２０)と同様であり、ＥＤＦＡ２６では、第１の構成例について説明した手法によって、光アンプ２８からの出力において各チャネルの信号出力が一定となるようにＡＬＣ制御が実行される。

図１は、本発明の実施形態における光伝送装置の第１の構成例を示す図である。図２は、図１に示した光伝送装置の制御回路構成を示す図である。図３は、ＥＤＦＡに入射されるＡＳＥのスペクトル形状が複雑になるパターンの代表を示す図である。図４は、伝送ノード数とＯＳＮＲとの関係を示すグラフである。図５は、伝送ノード数と各チャネルの光検知器で検出されるＡＳＥパワーとの関係を示すグラフである。図６は、各チャネルの光検知器で検出される信号光及びＡＳＥパワーのスペクトルを示すグラフである。図７は、本発明の実施形態における光伝送装置の第２の構成例を示す図である。図８は、従来技術における光伝送装置の構成例を示す図である。

符号の説明

２０，４０・・・光伝送装置(ＯＡＤＭ装置)
２１，２４・・・ＡＷＧ
２２・・・光スイッチ
２３，２７・・・光スプリッタ
２５，２９・・・光検知器(ＰＤ)
２８・・・光アンプ
３０・・・信号有無検出回路
３１，３１Ａ・・・波長数算出回路
３２，３２Ａ・・・信号パワー算出回路
３３，３３Ａ・・・ＡＳＥパワー算出回路
３４・・・Ｓ／ＡＳＥ比算出回路
３５・・・ＡＬＣ目標値決定回路

Claims

波長多重信号を入力しチャネル毎の光に分波する分波器と、
前記分波された各チャネル内の各波長の光パワーを測定する手段と、
前記分波された光を合波した波長多重信号を生成する合波器と、
前記合波した波長多重信号を増幅する光アンプと、
前記各波長の光パワーの測定値を所定の閾値と比較する手段と、
閾値以上の光パワーの測定値の合計値を、信号光パワーの合計値として算出する手段と、
閾値未満の光パワーの測定値の合計値を、ＡＳＥパワーの合計値として算出する手段と、
閾値以上の光パワーの測定値の数を、前記波長多重信号に含まれる信号光の波長数として算出する手段と、
前記信号光パワーの合計値と、前記ＡＳＥパワーの合計値との比を信号対ＡＳＥ比として算出する手段と、
前記光アンプに入力される前記波長多重信号の光パワーを測定する手段と、
前記光アンプから出力される波長多重信号における各波長の光パワーが一定となる前記光アンプの出力一定制御を実行するために、前記波長数，前記信号対ＡＳＥ比，及び前記波長多重信号の光パワーの測定値を用いて、前記出力一定制御の目標値を決定する手段とを含む光伝送装置。
前記分波器と前記合波器との間であって、前記分波された各チャネルの光が通過する光路上に配置され、光路を通過する信号光のドロップ，及び光路に対する信号光のアッドを行うアッド／ドロップ部をさらに含み、
前記各波長の光パワーを測定する手段は、各アッド／ドロップ部の下流側の光路上に配置され、光路を通過する光を前記合波器に向かう第１の方向と第２の方向とに分岐させる分岐部と、第２の方向に分岐した光のパワーを検知する光検知部とを含む
請求項１に記載の光伝送装置。
波長多重信号を２方向に分岐させる分岐部と、
前記分岐部から一方向に分岐した波長多重信号に含まれる所定波長の信号光を選択してドロップする第１の波長選択スイッチと、
前記分岐部からもう一つの方向に分岐した波長多重信号に対して所定波長の信号光をアッドする第２の波長選択スイッチとをさらに含み、
前記各波長の光パワーを測定する手段は、前記第２の波長選択スイッチから出力される波長多重信号に含まれる各波長の光パワーを夫々測定する光チャネルモニタ部を含む
請求項１に記載の光伝送装置。