JP3992811B2 - 光伝送システム及び送信端局 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
光波長多重通信を行う場合において、受信側で伝送された各光信号を最適な状態で受信できるように、送信する各信号光の波長制御とレベルを制御する必要がある。
【０００２】
さらに、近年端局装置間の伝送路に光増幅器を有する中継器を設けることで、中継距離を増加させる技術が実現化されている。
本発明はこのような光増幅器の中継器を有する通信システム構成の端局における波長制御とレベル制御に関する。
【０００３】
【従来の技術】
光増幅器を多段接続して波長多重（ＷＤＭ）伝送を行った場合のプリエンファシスと伝送後のＯＳＮＲ（Optical Signal-Noise-Ratio ）を図１に示す。
【０００４】
図中λ１〜λ８は信号光の波長を示し、λ１〜λ８の信号光の高さは光の強度を示している。
伝送路１には中継器としての光増幅器２−１〜２−ｎが示されている。
【０００５】
図１（Ａ）は伝送路１中に含まれる光増幅器２−１〜２−ｎと伝送路の損失を合わせた伝送路１の利得特性と各信号光間に信号光と雑音光とその電力比（ＯＳＮＲ）を示している。
【０００６】
送信側でλ１〜λ８の信号光を同じレベルで送信した場合は伝送路１の利得特性により、各信号光間にレベルの差が生じる。
そこで、図１（Ｂ）に示すように伝送路における光増幅器の利得特性を抑えるため、送信側で各信号光のレベルに強弱をつけ、受信時のＯＳＮＲのバラツキを抑えている。
【０００７】
通常この技術はプリエンファシスと呼ばれ広く使用されている。
図１（Ｂ）で示したプリエンファシスは、システムの初期において調整して固定化している。
【０００８】
ところが、システム運用中には故障修理による伝送路１のケーブルの挿入、中継器の割入れ、伝送路１の光ファイバの経時劣化等の伝送路１の損失の変動により光増幅器２−１〜２−ｎに入力する光のレベルが変動し伝送路１全体の利得の変化が起こるとともに、光増幅器２−１〜２−ｎの経時劣化によっても利得が変動する。
【０００９】
この結果伝送路１全体の利得特性が変化することになり、固定的なプリエンファシスではＯＳＮＲのバラツキを抑えられなくなる。
図２に経時変化による信号光のスペクトルの概念図を示し、図３に実験した結果を示す。
【００１０】
図２と図３の（ａ）は初期時、（ｂ）一定時間経過した後を示し、（ｃ）は（ｂ）よりさらに一定時間経過した状態を示している。
図２及び図３に示すように各信号光のＯＳＮＲバラツキは、初期調整時に比べ増加する。
【００１１】
特に、この問題は長距離伝送を行う海底ケーブルシステムにおいては深刻な問題である。
また、このような問題を解決する手段として、特開平８−３２１８２４には受信側のスペクトルを基に送信側でプリエンファシスを変化させる技術が示されている。
【００１２】
具体的には、受信端局で各信号光の波長のスペクトルの測定を行い、測定結果を信号光に重畳するかＳＤＨ等のヘッダの空き領域に乗せて下り回線を利用して送信端局に伝送し、送信端局にてプリエンファシス量を調整する技術が示されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
受信側でのＯＳＮＲの向上のために、プリエンファシス制御を行う必要があるが、固定的なプリエンファシス制御を行うと伝送路の割入れや経時劣化による損失の変化による伝送路の利得変化への対応ができない。
【００１４】
これを防止するため、受信端局から送られてくるスペクトル情報に基づき送信端局でのプリエンファシスを自動制御する技術があるが、この技術はプリエンファシスのみに着目して構成されているだけである。
【００１５】
送信端局からの波長多重された信号光はＯＳＮＲのためにプリエンファシスを調整することは必要であるが、送信端局の各波長の信号光はレーザより出力されるため温度と駆動電流値により波長及び出力パワーが変化する。
【００１６】
特に、波長の多重化の高密度化（多重数が増加）が進み各信号光の波長管理を厳密にする必要性が生じる場合に単に、受信端局からの情報だけでプリエンファシス制御を行うだけでは、波長変動およびレベル変動が生じてしまい問題になる。
【００１７】
本発明の課題は、波長多重システムにおいて、各信号波長の制御と各波長の信号のパワーレベルの制御を自動的に行うことができるシステムを提供する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光伝送システムは、複数の信号光を伝送路に伝送する送信端局と、該伝送路からの信号光を受信する受信端局と、からなる光伝送システムにおいて、該受信端局は信号光のスペクトルを検出する受信側スペクトル検出手段と、該受信スペクトル検出手段の検出結果を送信端局に伝送する手段とを有し、該送信端局は信号光のスペクトルを検出する送信側スペクトル検出手段と、該受信端局からのスペクトル情報を検出する受信側スペクトル情報検出手段と、該送信側スペクトル検出手段と該受信側スペクトル情報検出手段からのスペクトル情報を比較し送信信号光のレベルと波長を制御するプリエンファシス制御手段を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の送信端局は、送信端局からの波長多重された複数の信号光を受信する受信端局よりプリエンファシス情報を送信端局に伝素する光伝送システムの送信端局において、送信信号光のスペクトルを検出する送信側スペクトル検出手段と、該受信端局からのスペクトル情報を検出する受信側スペクトル情報検出手段と、該送信側スペクトル検出手段と該受信側スペクトル情報検出手段からのスペクトル情報を比較し送信信号光のレベル及び波長を制御するプリエンファシス制御手段を送信端局に設ける。
【００２０】
送信端局で測定したスペクトルと、受信端局で測定したスペクトルの比較によりプリエンファシス制御を行うと共に、測定したスペクトル情報に基づき波長制御も可能にすることができる。
【００２１】
本発明の他の側面における光伝送システムは、第１の端局と第２の端局の間で波長多重光信号を送受信する波長多重システムにおいて、第１の端局は、自局が送信する波長多重光信号の各チャネルの光信号の波長のずれ及び各波長の光信号のパワーレベルを測定する第１の光スペクトル解析手段と、波長ずれが起きている場合には当該チャネルの光信号の波長のずれを調整する波長調整手段と、第２の端局から、第１の端局から伝送した波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルが不適正である旨の通知を受けた場合に、第１の端局から送信される波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルにプリエンファシスを行うプリエンファシス手段とを備え、第２の端局は、第１の端局から送信されてくる波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルを少なくとも測定する第２の光スペクトル解析手段と、該第１の端局から送信されてきた波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルに関する情報を第１の端局に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明の端局は、端局の間で波長多重光信号を送受信する波長多重システムにおいて、自局が送信する波長多重光信号の各チャネルの光信号の波長のずれ及び各波長の光信号のパワーレベルを測定する第１の光スペクトル解析手段と、波長ずれが起きている場合には当該チャネルの光信号の波長のずれを調整する波長調整手段と、他の端局から、自局から伝送した波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルが不適正である旨の通知を受けた場合に、自局から送信される波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルにプリエンファシスを行うプリエンファシス手段と、他の端局から送信されてくる波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルを少なくとも測定する第２の光スペクトル解析手段と、該他の端局から送信されてきた波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルに関する情報を他の端局に送信する送信手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明の制御方法は、送信局からの波長多重された複数の信号光を受信する受信端局よりプリエンファシス情報を送信端局に伝送する光伝送システムの送信端局における制御方法であって、送信信号光のスペクトルを検出するステップと、該受信端局からのスペクトル情報を検出するステップと、該送信信号光のスペクトル検出結果と該受信端局からのスペクトル情報を比較し送信信号光のレベルと波長を制御するステップとを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の他の側面における制御方法は、端局の間で波長多重光信号を送受信する波長多重システムにおける各光信号の波長とパワーレベルを制御する方法であって、（ａ）自局が送信する波長多重光信号の各チャネルの光信号の波長のずれ及び各波長の光信号のパワーレベルを測定するステップと、（ｂ）他の端局から送信されてくる波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルを少なくとも測定するステップと、（ｃ）ステップ（ａ）の結果から波長ずれが起きていると判断される場合には当該チャネルの光信号の波長のずれを調整するステップと、（ｄ）該他の端局から送信されてきた波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルに関する情報を他の端局に送信するステップと（ｅ）他の端局から、自局から伝送した波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルが不適正である旨の通知を受けた場合に、自局から送信される波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルにプリエンファシスを行うステップとを備えることを特徴とする。
【００２５】
このような本発明においては、波長分割多重システムにおいて避けることの出来ない、各波長の光信号の波長のずれとパワーレベルの双方の監視及び制御を自動的に行うことができ、波長分割多重光通信システムの実用に非常に有効である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、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。
図４において、１−１、１−２はファイバ、１−３はケーブル、３−１は光スペクトルアナライザ、４−１はコンピュータ、５−１は制御信号送信器、６−２はＷＤＭ信号送信装置をそれぞれ示す。
【００２７】
ファイバ１−１は送信端局から受信端局への信号光の伝送を行っている。
光スペクトルアナライザ３−１はファイバ１−１の受信光スペクトルを検出している。
【００２８】
コンピュータ４−１は光スペクトルアナライザ４−１の光スペクトルの値を演算処理し処理結果を基に光スペクトルの値に基づく情報を制御信号送信器５−１によりファイバ１−２を用いて送信端局に伝送する。
【００２９】
この場合の伝送手段は伝送信号のオーバヘッドに書き込む方法、主信号に振幅変調をかける方法、専用の制御信号波長に情報を乗せ伝送する方法等で実施できる。
【００３０】
６−２は受信端局から送信端局への伝送信号光を送信するＷＤＭ信号送信装置を示している。
図５は受信端局から送信端局への制御信号の構成を示している。
【００３１】
制御信号の送信端局名に対応するアドレス情報と制御信号情報とから構成されている。
アドレス情報を付加しているのは送信端局と受信端局間に多数の局が接続されているような複雑なネットワークに対応できる様にするためである。
【００３２】
図６及び図７に送信端局の具体的な構成例を示す。
図中図４と同一部材は同一番号を持って示し、６−１はＷＤＭ信号送信装置、３−２は光スペクトルアナライザ、４−２はコンピュータ、５−２は制御信号受信器、７−１はＷＤＭ信号受信装置をそれぞれ示す。
【００３３】
図７はファイバ１−２からの制御信号を制御信号受信器５−２にて受信を行うと共に、ファイバ１−１の信号光のスペクトルを光スペクトルアナライザ３−２により検出を行う。
【００３４】
コンピュータ４−２は制御信号受信器５−２で受信した受信端局側での信号光の光スペクトル情報と光スペクトルアナライザ３−２で検出した送信端局側の信号光の光スペクトル情報を比較し、プリエンファシスの再調整の有無の既設の基準に照らして判断し、波長制御とプリエンファシスを行うための送信信号光のレベルを制御する制御信号をそれぞれＷＤＭ信号送信装置６−１に入力を行い、ＷＤＭ信号送信装置６−１よりファイバ１−１に出力される各信号光の光スペクトルの波長およびレベルの制御を行う。
【００３５】
図７は図６の制御信号受信器５−２に代わり、受信端局のＷＤＭ信号送信装置６−２から送られてくる伝送信号を受信するＷＤＭ信号受信装置７−１にて制御信号を受信する構成を示している。
【００３６】
本図の構成は制御信号がＷＤＭ信号送信装置６−２より送られる伝送信号のフレームのオーバヘッド部分に書き込まれていく場合に、制御信号を取り出すのに有効な手段である。
【００３７】
図８は図６及び図７に示したＷＤＭ信号送信装置と周辺装置との構成を示している。
図中６１−１〜６１−ｎはレーザ制御回路、６２−１〜６２−ｎはレーザ、６３−１〜６３−ｎは光アンプ、６５−１〜６５−ｎは変調器、６４はカプラを示している。
【００３８】
図６及び図７と同一装置は同一番号にて示している。
レーザ制御回路６１−１〜６１−ｎによりレーザ６２−１〜６２−ｎを発光制御する。
【００３９】
レーザ６２−１〜６２−ｎの出力は変調器６５−１〜６５−ｎにより伝送を行う信号を変調し光アンプ６３−１〜６３−ｎに入力される。
光アンプ６３−１〜６３−ｎにて所定のレベルに増幅され光カプラ６４にて各信号光を波長多重してファイバ１−１に出力される。
【００４０】
コンピュータ４−２でファイバ１−２からの制御信号を制御信号受信器５−２にて受信を行うと共に、ファイバ１−１の信号光のスペクトルを光スペクトルアナライザ３−２により検出を行う。
【００４１】
制御信号受信器５−２で受信した受信端局側での信号光の光スペクトル情報と光スペクトルアナライザ３−２で検出した送信端局側の信号光の光スペクトル情報を比較し、プリエンファシスの再調整の有無を既設の基準に照らして判断する。
【００４２】
さらに、判断結果に基づきプリエンファシス制御を行うため光アンプ６３−１〜６３−ｎのゲインを制御する信号を出力し、各光アンプのゲインを個々に調整し、受信端局での光スペクトルの各波長の光のＯＳＮＲの特性のバラツキを補正する。
【００４３】
この光アンプ６３−１〜６３−ｎが光ファイバに希土類元素をドープした光ファイバ増幅器の場合は光ファイバ増幅器を励起するための励起光源の出力を制御し、半導体光増幅器の場合はバイアス電流を制御することにより光アンプ６３−１〜６３−ｎのゲインを制御できる。
【００４４】
また、レーザ６２−１〜６２−ｎの出力が十分大きい場合は光アンプの代わりに可変型の光アッテネータを設けレーザ６２−１〜６２−ｎの光を減衰させることで、レベルの調整を行ってもよい。
【００４５】
光アンプ６３−１〜６３−ｎはカプラ６４により合波され送信信号光としてファイバ１−１に出力される。
さらに、コンピュータ４−２では６２−１〜６２−ｎの波長を間隔を予め定められた間隔に制御するために、レーザ制御回路６１−１〜６１−ｎに対して温度又は駆動電流またはその両方を制御するレーザ波長制御信号を出力する。
【００４６】
このレーザ波長制御信号によりレーザ制御回路６１−１〜６１−ｎはレーザ６２−１〜６２−ｎの温度又は駆動電流またはその両方を制御し予め定められた波長に各波長が移動する様に制御する。
【００４７】
この時、レーザ６２−１〜６２−ｎの温度又は駆動電流またはその両方を制御することで、レーザ６２−１〜６２−ｎの出力レベルが変化し、プリエンファシスの値も変動する。
【００４８】
そこで、コンピュータ４−２では図９のプリエンファシス及び信号波長制御フローに示すように制御することで、受信側のＯＳＮＲバラツキを所定の範囲とし各波長が所定の波長の値になるまで、（ａ）〜（ｄ）の制御を繰り返し行うようにする。
【００４９】
また、図４の光スペクトルアナライザ３−１、コンピュータ４−１、制御信号送信器５−１の系に障害が生じた場合は、図６及び図７に示す光スペクトルアナライザ３−２とコンピュータ４−２の制御のみよりプリエンファシス制御を行うことも可能になり、受信端局側のプリエンファシス制御系が障害時もプリエンファシス制御を可能とすることが出来る。
【００５０】
さらに、送信端局側で障害が発生した場合に、障害部を修理または交換することで生じるプリエンファシスの不具合に対応するため、送信端局側の光スペクトルアナライザ３−２の情報に基づいてコンピュータ４−２によりプリエンファシス及び波長制御を行うことにより、受信端局側からの制御信号を待つことなくプリエンファシス制御が可能となる。
【００５１】
図１０に伝送システム全体としてのプリエンファシス制御を行う場合の制御手順を示す。
図１０はＡ局が受信端局でＢ局が送信端局の場合を示している。
【００５２】
最初に、（ａ）に示すようにＡ局よりプリエンファシス制御の開始を依頼する制御開始信号をＢ局に送信する。
次に、（ｂ）に示すように制御開始信号を受信したＢ局はプリエンファシス制御の開始可能になった旨を通知するスタンバイ信号をＡ局に対して送信を行う。
【００５３】
次に、（ｃ）に示すようにスタンバイ信号を受信したＡ局は伝送路より受信した信号光の光スペクトルを検出して、Ｂ局に対して制御信号を送信する。
最後に（ｄ）に示すように、Ａ局からの制御信号に基づきＢ局でプリエンファシス制御と波長制御を行い、送信した信号光の光スペクトルの各波長の間隔とプリエンファシス制御がかかった出力が所定の値になったことを確認した後に、制御完了信号をＡ局に送信する。
【００５４】
図１１は図１０に示した制御開始信号、スタンバイ信号、制御信号、制御完了信号の送信方法を示している。
（ａ）は伝送信号のオーバヘッドに書き込む方法を示している。転送されるデータは、制御情報等を格納するオーバヘッドと送信すべきデータを格納するペイロードからなっており、上記各信号はオーバヘッドに書き込まれる。
（ｂ）は主信号に振幅変調を重畳する方法を示している。すなわち、主信号が制御信号によって強度変調を受けている様子が描かれている。
（ｃ）は専用の制御信号波長に情報を乗せ波長多重により伝送する方法を示している。すなわち、主信号である８波の光信号のほかにパワーレベルの低い制御信号が主信号とは異なる波長で多重されている様子が示されている。
【００５５】
（ａ）〜（ｃ）の方法により各種制御を送信することで送信端局と受信端局間の制御のやり取りを可能とする。
図１２は、制御信号等をオーバヘッドに書き込む方法を使用した場合の端局の詳細な構成を示す図である。
【００５６】
同図では、図面の簡略化のために波長多重数が２の場合のみを示しているが、もっと多重数の多いシステムの場合には、送信部１０２、受信部１０３のマルチプレクサ８０−１、８０−２からカプラ８８までの構成あるいは、カプラ９３からデマルチプレクサ１０１−１、１０１−２までの構成を波長多重数に応じた数だけ設けるようにすればよい。
【００５７】
同図の端局は光信号を送信する送信部１０２と光信号を受信する受信部１０３とからなっている。送信部１０２及び受信部１０３のマルチプレクサ８０−１、８０−２及びデマルチプレクサ１０１−１、１０１−２の後段の信号処理部は図示が省略されている。
【００５８】
不図示の信号処理部から送信されてきた信号は、送信部１０２に入力され、マルチプレクサ８０−１、８０−２でそれぞれのチャネル毎に多重されて出力される。多重された電気信号はシリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ）８１−１、８１−２でシリアル信号からパラレル信号に変換される。次に、このパラレル信号は、ＦＥＣ（フォワード・エラー・コレクション）部８２−１、８２−２に入力される。ＦＥＣ部８２−１、８２−２では、エラーを起こした場合に修正するための冗長コードが信号に付加される。次に、冗長コードを付加されたパラレル信号は、パラレル／シリアル変換部（Ｐ／Ｓ）８３−１、８３−２に入力され、シリアル信号に戻される。そして、このようにして生成されたシリアル信号は光信号を生成するための外部変調器（ＬＮ）８６−１、８６−２に変調信号として印加される。
【００５９】
ＬＤドライバ８４−１、８４−２はそれぞれの波長の光を発振するＬＤ（レーザダイオード）８５−１、８５−２をそれぞれ駆動し、安定した波長の光を出力させる。ＬＤ８５−１、８５−２から出力された、それぞれの波長の光は外部変調器８６−１、８６−２で変調され、光信号となって出力される。これらの光信号は光アンプ８７−１、８７−２で増幅されカプラ８８に入力される。カプラ８８は、例えば、ＷＤＭカプラである。このカプラ８８により、それぞれの波長を有する光信号が波長多重されて送出されるべき波長多重光信号となる。この波長多重光信号は、光信号を、例えば、４：１に分岐するカプラ８９に入力され、一部が光スペクトルアナライザ９０に入力される。分岐されなかった光信号はそのまま伝送路へと出力されていく。
【００６０】
光スペクトルアナライザ９０では、各波長の光信号が規定された波長で出力されているかを検出する。この情報はＣＰＵ９１に入力される。あるチャネルの光信号の波長が規定された値からずれており、許容範囲内に無いことをＣＰＵ９１が検出した場合には、波長ずれが起こっているチャネルのＬＤドライバ（８４−１あるいは８４−２）に波長ずれを直すための波長制御信号が入力される。許容範囲は、例えば、各波長の間隔が１ｎｍの時に±０．２ｎｍ程度である。ＬＤドライバは、ＬＤ８５−１あるいは８５−２の温度を制御して、発振光の波長が規定の値になるように発振波長を変化させる。
【００６１】
同図の端局の受信部１０３は、伝送路から光信号を受け取ると、カプラ９２で光信号を分岐し、光スペクトルアナライザ９４に入力する。光スペクトルアナライザ９４では、各波長の光信号のパワーレベルが揃っているか、あるいは、各波長の光信号のＯＳＮＲが均一になっているか否かを測定し、ＣＰＵ９５に結果を入力する。ＣＰＵ９５は、光スペクトルアナライザ９４の測定結果を解析し、各波長の光信号間でパワーレベルあるいはＯＳＮＲのバラツキが存在すると判断した場合には、当該光信号を送信してきた対向局に当該情報を伝えるために、送信部１０２のＦＥＣ８２−２（あるいは、８２−１）にプリエンファシス制御命令を送信する。このプリエンファシス制御命令はＦＥＣ８２−２で信号のオーバヘッドに挿入され、送信部１０２から対向局へ向けて光信号として送信される。（同図の場合、プリエンファシス制御命令はＦＥＣ８２−２に入力されるようになっているが、ＦＥＣ８２−１に入力して送信することも可能である。通常、プリエンファシス制御信号を送信するチャネルは固定されるので、対応するチャネルのＦＥＣとＣＰＵ９５を結線するようにする。）
一方、カプラ９２で分岐されなかった光信号はカプラ９３に入力されて、各波長の光信号に多重分離される。このカプラ９３は、例えば、ＷＤＭカプラである。カプラ９３としてＷＤＭカプラを使用しないで、カプラ９２と同様の単に光信号を分岐するだけのカプラを使用する場合には、カプラ９３の後段に各波長の光信号を抽出するフィルタを必要とする。カプラ９３で各波長の光信号に多重分離された光信号は、それぞれ光アンプ９６−１、９６−２に入力されて増幅される。そして、受光器（ＯＲ；Optical Receiver ）９７−１、９７−２で受光され、電気信号に変換される。電気信号に変換された信号は、シリアル／パラレル変換部９８−１、９８−２でパラレル信号に変換され、ＦＥＣ９９−１、９９−２に入力される。ＦＥＣ９９−１、９９−２では、冗長コードの処理が行われると共に、対向局から送信されてくる、信号のオーバヘッドに挿入されたプリエンファシス制御信号が含まれている場合には、これが抽出され、ＣＰＵ９１に送られる。（同図の場合には、プリエンファシス制御命令はＦＥＣ９９−１でのみ抽出されるように示されているが、ＦＥＣ９９−２でも抽出可能である。ただし、プリエンファシス制御命令が送信されるチャネルは普通固定されるので、プリエンファシス制御命令が送信されるチャネルに対応するＦＥＣとＣＰＵ９１を結線するように構成する。）ＦＥＣ９９−１、９９−２で処理を受けた信号は、パラレル／シリアル変換部１００−１、１００−２でシリアル信号に変換され、デマルチプレクサ１０１−１、１０１−２に送られる。デマルチプレクサ１０１−１、１０１−２では、シリアル信号を多重分離して、必要なデータが取り出され、不図示の信号処理部で処理される。
【００６２】
ＦＥＣ９９−１で抽出されたプリエンファシス制御命令は、対向局が自局が送信した光信号の各波長のパワーレベル及びＯＳＮＲを測定して、不具合が生じている場合に、それを修正するために送信されてきたものである。従って、ＦＥＣ９９−１からプリエンファシス制御命令を受け取ったＣＰＵ９１は、これに基づいてプリエンファシス制御信号を出力して光アンプ８７−１、８７−２の利得を制御し、対向局で受信する各波長の光信号のパワーレベルあるいはＯＳＮＲが適正になるように出力レベルを調整する。このようなプリエンファシス制御命令による制御は、受信端局側での受信光信号の各波長の光信号のパワーレベルあるいはＯＳＮＲが適正になるまで繰り返し行われる。
【００６３】
同図では、各波長の光信号の出力レベルの調整を光アンプ８７−１、８７−２の利得を調整することで行う例を説明したが、出力レベルを調整する方法はこれには限られない。例えば、同図の光アンプ８７−１、８７−２の位置に減衰量可変型光アッテネータを設け、光アッテネータの減衰量を調整することで、各波長の光信号の出力レベルの相対的関係を調整し、カプラ８８とカプラ８９の間に光アンプを設けて、波長多重された光信号をまとめて増幅する構成としてもよい。
【００６４】
また、同図では、光スペクトルアナライザとＣＰＵが２つずつ設けられているが、送信部１０２と受信部１０３でこれらを共用することも可能である。この場合には、光スペクトルアナライザへの入力は光スイッチ等で切り替えるようにして、１つのＣＰＵが同図のＣＰＵ９１、９５の両方の処理を行うようにすればよい。
【００６５】
図１３は、ＬＤドライバとＬＤの詳細な構成を示した図である。
同図の場合は、レーザ駆動電流を一定とした場合にレーザの温度を制御することによって出力波長の制御を行う構成の例を示している。もちろん、レーザの温度を一定に保ち、レーザの駆動電流を変化させることによって出力波長を制御することも可能である。
【００６６】
ＬＤドライバ１１０は、波長制御信号を受けてＬＤの温度制御信号に変換する制御命令処理回路１１０−１と、レーザに一定の駆動電流を供給するレーザ駆動電流制御回路１１０−２と、レーザの温度を制御するペルチェ素子駆動電流制御回路１１０−３とからなっている。
【００６７】
一方、ＬＤ１１１は、発生した熱を放射するヒートシンク１１３と、レーザ本体であるレーザチップ１１１−１と、レーザチップ１１１−１の温度を制御するペルチェ素子１１１−２とからなっている。
【００６８】
レーザ駆動電流制御回路１１０−２は一定電流をレーザチップ１１１−１に供給し、光を出力させる。一方、ペルチェ素子１１１−２はレーザチップ１１１−１に密着されており、ペルチェ素子１１１−２の温度がレーザチップ１１１−１に直接伝わり、ペルチェ素子１１１−２と同じ温度に成るように構成されている。ペルチェ素子１１１−２は、波長制御信号を受けた制御命令処理回路１１０−１がペルチェ素子駆動電流制御回路１１０−３に印加する信号に基づいて生成される電流によって温度制御される。ペルチェ素子駆動電流制御回路１１０−３は電流の極性を変えることにより、ペルチェ素子１１１−２の温度を上げたり下げたりすることができる。レーザチップ１１１−１は一般に熱容量が小さいので、容易にペルチェ素子１１１−２による熱供給によって温度が変化する。ヒートシンク１１３は、ＬＤ１１１内の温度が必要以上に高くならないように熱を逃すものである。このような構成により、比較的安定にレーザチップ１１１−１の発振する光の波長を制御することができる。
【００６９】
図１４は、図１２の送信部側のＣＰＵが行う処理を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１で、対向局からの制御命令を受信しているか否かを判断する。すなわち、受信部側からプリエンファシス制御命令が送信されてきているか否かが判断される。受信していない場合には、ステップＳ４に進む。制御命令を受信している場合には、ステップＳ２でプリエンファシス制御命令の読み取りを行い、ステップＳ３でプリエンファシス制御値の書き換えを行う。プリエンファシス値とは、各波長の光信号の出力レベルがどの程度であるべきかを各波長毎に示すものであり、例えば、ＣＰＵが読み込み可能なようなＲＡＭ等を用意しておき、これにテーブルとして記録される。ステップＳ４では、送信部側が送出している光信号のスペクトルデータを光スペクトルアナライザから読み込む。ステップＳ５では、各チャネルの光信号が有するべき波長の設定値と前述のプリエンファシス制御値を読み込む。ステップＳ６で、ステップＳ４で読み込んだスペクトルデータとステップＳ５で読み込んだ設定値とを比較し、問題のある信号を選び出す。全ての光信号が問題が無い場合には、スタートに戻って処理を繰り返す。ステップＳ６で問題となる信号があると判断された場合には、ステップＳ７で問題のある信号が複数ある場合にどの信号から処理を行うかを予め定めた優先順位を読み込む。この優先順位もＣＰＵが読み込み可能なようにＲＯＭあるいはＲＡＭ等を用意して、テーブルの形で記録しておく。ステップＳ８で、読み取った優先順位に基づいて、複数ある問題のチャネルの信号のうち１つを選び出す。そして、ステップＳ９で、選択された１つの信号について調整処理を行う内容を選ぶ。この選択処理は、ステップＳ６の設定値との比較処理に基づいて行われ、波長シフトのみがおきている場合には、ステップＳ１０の信号波長処理を行い、プリエンファシス制御命令が受信されており、プリエンファシスが不適正に行われているのみであると判断された場合には、ステップＳ１１の信号パワー処理を行う。ステップＳ６で、波長シフト及びプリエンファシスの不適正が両方とも起きていると判断された場合には、ステップＳ１２のように、信号波長処理と信号パワー処理の両方を行う。
【００７０】
ステップＳ１０、１１、１２のいずれかのしょりが終わると、ステップＳ４に戻って、送信側スペクトルデータを再び読み込み、問題のチャネルの信号を探し、存在すれば処理を行う。このような処理を繰り返し、ステップＳ６ですべてのチャネルの信号が問題無しと判断されたらスタートに戻って処理を繰り返す。
【００７１】
図１５は、図１４の信号波長処理を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ２０で、処理を行う信号の波長データを光スペクトルアナライザから読み込む。ステップＳ２１で、波長データが予め定められた規格の範囲内に入っているか否かを判断する。規格範囲の例としては、波長間隔が１ｎｍの場合、波長シフトの量が波長間隔に対して±０．２ｎｍ以内等である。ステップＳ２１で規格内であると判断された場合には、信号パワー処理を行うか（図１４のステップＳ１２の場合）、あるいは処理を完了する（図１４のステップＳ１０の場合）。
【００７２】
ステップＳ２１で、先に読み込んだ設定値とのずれを計算し、ＬＤドライバに与えている現状の制御電圧の増減値を求める。例えば、ＬＤドライバへの制御は、制御電圧の増減を行うことで行う。制御電圧と波長の関係は直線関係（Ｙ＝Ａ×Ｘ＋Ｂ；Ｙは波長、Ｘは制御電圧）とおき、係数Ａ、Ｂは初期値としてＲＡＭ等のＣＰＵが読み取り可能なメモリに予め記録させておく。そして、ステップＳ２３で、制御電圧（信号）を出力し、ステップＳ２０に戻る。そして、上述の処理を、ステップＳ２１で波長データが規格内になるまで繰り返す。
【００７３】
図１６は、図１４の信号パワー処理を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ３０で、処理を行う信号のパワーデータを光スペクトルアナライザから読み込む。ステップＳ３１で、パワーデータが対向局から送られてきたプリエンファシス制御命令に基づいて書き換えられたプリエンファシス制御値の示す規格値に合致しているか否かが判断される。規格内の場合には処理を完了する。規格外であると判断された場合には、ステップＳ３２で、先に読み込んだ設定値とのずれを計算し、現状の制御電圧の増減値を求める。光信号のパワーを制御するために光アンプあるいは光アッテネータに加える制御は、制御電圧の増減で行われる。制御電圧と光パワーとの関係は直線関係（Ｙ＝Ａ×Ｘ＋Ｂ；Ｙは光パワー、Ｘは制御電圧）とおき、係数Ａ、Ｂは前述と同様に初期値としてＲＡＭ等のＣＰＵが読み取り可能なメモリに予め記録しておく。そして、ステップＳ３３で制御電圧（信号）を出力し、ステップＳ３０に戻って、信号のパワーデータが規格に合致するまで処理を繰り返す。パワーデータが規格に合致するとステップＳ３１で処理完了となる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明のように、送信端局で測定したスペクトルと、受信端局で測定したスペクトルの比較によりプリエンファシス制御を行うことで、測定したスペクトル情報に基づき波長制御も可能にすることが出来ると共に、波長制御により光スペクトルの各波長のレベルの補正をも可能にすることができる。
【００７５】
又、プリエンファシス制御を行うための光スペクトルの測定を送信端局及び受信端局でそれぞれ行っているため、一方の系が障害を起こしてもプリエンファシス制御は継続して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリエンファシスと伝送後のＯＳＮＲを示す図である。
【図２】経時変化による信号光のスペクトルの概念図である。
【図３】実験した結果を示す図である。
【図４】受信端局の構成を示す図である。
【図５】受信端局から送信端局への制御信号の構成を示す図である。
【図６】送信端局の具体的な構成例を示す図である。
【図７】送信端局の具体的な構成例を示す図である。
【図８】ＷＤＭ信号送信装置と周辺装置との構成を示す図である。
【図９】プリエンファシス及び信号波長制御フローに示す図である。
【図１０】プリエンファシス制御を行う場合の制御手順示す図である。
【図１１】制御開始信号、スタンバイ信号、制御信号、制御完了信号の送信方法を示す図である。
【図１２】制御信号等をオーバヘッドに書き込む方法を使用した場合の端局の詳細な構成を示す図である。
【図１３】ＬＤドライバとＬＤの詳細な構成を示した図である。
【図１４】図１２の送信部側のＣＰＵが行う処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１４の信号波長処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１４の信号パワー処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 伝送路
１−１、１−２ ファイバ
１−３ ケーブル
２−１〜２−ｎ 光増幅器
３−１、３−２ 光スペクトルアナライザ
４−１、４−２ コンピュータ
５−１ 制御信号送信器
５−２ 制御信号受信器
６−１、６−２ ＷＤＭ信号送信装置
６１−１〜６１−ｎ レーザ制御回路
６２−１〜６２−ｎ レーザ
６３−１〜６３−ｎ 光アンプ
６４ カプラ
７−１、７−２ ＷＤＭ信号受信装置
８０−１、８０−２ マルチプレクサ
８１−１、８１−２、９８−１、９８−２ シリアル／パラレル変換部
８２−１、８２−２、９９−１、９９−２ フォワードエラーコレクション部
８３−１、８３−２、１００−１、１００−２ パラレル／シリアル変換部
８４−１、８４−２、１１０ ＬＤドライバ
８５−１、８５−２、１１１ ＬＤ（レーザダイオード）
８６−１、８６−２ 外部変調器
８７−１、８７−２、９６−１、９６−２ 光アンプ
８８、８９、９２、９３ カプラ
９０、９４ 光スペクトルアナライザ
９１、９５ ＣＰＵ
９７−１、９７−２ 受光器
１０１−１、１０１−２ デマルチプレクサ
１１０−１ 制御命令処理回路
１１０−２ レーザ駆動電流制御回路
１１０−３ ペルチェ素子駆動電流制御回路
１１１−１ レーザチップ
１１１−２ ペルチェ素子
１１３ ヒートシンク

Claims (10)

1. 複数の信号光を伝送路に伝送する送信端局と、該伝送路からの信号光を受信する受信端局と、からなる光伝送システムにおいて、
   該受信端局は信号光のスペクトルを検出する受信側スペクトル検出手段と、該受信スペクトル検出手段の検出結果をプリエンファシス制御値として送信端局に伝送する手段とを有し、
   該送信端局は信号光のスペクトルを検出する送信側スペクトル検出手段と、該受信端局からのスペクトル情報を検出する受信側スペクトル情報検出手段と、該送信側スペクトル検出手段のスペクトル情報と前記受信端局から伝送されてきたプリエンファシス制御値とを比較し送信信号光のレベルと波長を制御するプリエンファシス制御手段を備え、
   送信信号のレベル制御と波長制御を交互に繰り返し行うことを特徴とする光伝送システム。
2. 送信局からの波長多重された複数の信号光を受信する受信端局よりプリエンファシス情報を送信端局に伝送する光伝送システムの送信端局において、
   送信信号光のスペクトルを検出する送信側スペクトル検出手段と、
   該受信端局からのスペクトル情報を検出し、プリエンファシス制御値として送信端局に送信する受信側スペクトル情報検出手段と、
   該送信側スペクトル検出手段のスペクトル情報と前記受信端局から伝送されてきたプリエンファシス制御値とを比較し送信信号光のレベルと波長を制御するプリエンファシス制御手段を備え、
   送信信号のレベル制御と波長制御を交互に繰り返し行うことを特徴とする送信端局。
3. 端局の間で波長多重光信号を送受信する波長多重システムにおいて、
   端局は、自局が送信する波長多重光信号の各チャネルの光信号の波長のずれ及び各波長の光信号のパワーレベルを測定する第１の光スペクトル解析手段と、波長ずれが起きている場合には当該チャネルの光信号の波長のずれを調整する波長調整手段と、他の端局から、自局から伝送した波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルが不適正である旨の通知を受けた場合に、自局から送信される波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルにプリエンファシスを行うプリエンファシス手段と、他の端局から送信されてくる波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルを少なくとも測定する第２の光スペクトル解析手段と、該他の端局から送信されてきた波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルに関する情報を他の端局に送信する送信手段とを備え、
   前記第１の光スペクトル解析手段と前記第２の光スペクトル解析手段は、１つの光スペクトルアナライザで構成されており、該光スペクトルアナライザへの入力は光スイッチによって切り換えられることを特徴とする端局。
4. 前記波長制御手段は、前記第１の光スペクトル解析手段の測定値に基づいて、光信号の光源の温度を制御することによって当該光信号の波長の制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の端局。
5. 前記波長制御手段は、前記第１の光スペクトル解析手段の測定値に基づいて、光信号の光源に印加する駆動電流を制御することによって当該光信号の波長の制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の端局。
6. 前記プリエンファシス手段は、各波長の光信号を増幅するために設けられる光増幅器の利得を制御することによってプリエンファシスを行うことを特徴とする請求項３に記載の端局。
7. 前記プリエンファシス手段は、各波長の光信号の出力レベルを調整する可変型光アッテネータの減衰量を調整することによってプリエンファシスを行うことを特徴とする請求項３に記載の端局。
8. 前記送信手段は、該他の端局から送信されてきた波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルに関する情報を光信号のオーバヘッドに格納して該他の端局に送信することを特徴とする請求項３に記載の端局。
9. 前記送信手段は、該他の端局から送信されてきた波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルに関する情報を光信号に重畳して該他の端局に送信することを特徴とする請求項３に記載の端局。
10. 前記送信手段は、該他の端局から送信されてきた波長多重光信号の各波長の光信号のパワーレベルに関する情報を他の光信号とは異なる波長の光信号として、他の光信号に多重して該他の端局に送信することを特徴とする請求項３に記載の端局。

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