JPH118590A - 光伝送システム及びその監視制御方法 - Google Patents

光伝送システム及びその監視制御方法

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JPH118590A
JPH118590A JP10019222A JP1922298A JPH118590A JP H118590 A JPH118590 A JP H118590A JP 10019222 A JP10019222 A JP 10019222A JP 1922298 A JP1922298 A JP 1922298A JP H118590 A JPH118590 A JP H118590A
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transmission system
wavelength
optical transmission
monitoring
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Hideaki Sato
秀暁 佐藤
Kazunari Asabayashi
一成 浅林
Hidenari Maeda
英成 前田
Takashi Watanabe
渡辺　　孝
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Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より多くのシステムマージンを取ることので
きる光伝送システム及びその監視制御方法を提供する。 【解決手段】 光伝送システム及びその監視制御方法
は、光送信装置（ＴＸ）１０、光伝送路１１、中継器１
２、光受信装置（ＲＸ）１３、各装置をモニタ制御する
インターフェース部（ＳＶ）１４、各構成要素の状態を
基にシミュレーションを行うシミュレータ１５を備え、
各装置における伝送品質の劣化要因をパラメータとして
設定しておき、シュミレータ１５が、各装置の状態を監
視してパラメータを収集し、収集したパラメータに基づ
いて符号誤り率又はＱ値をシミュレーションして、該符
号誤り率が最小又は該Ｑ値が最大になるように各装置を
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システム及
びその監視制御方法に関し、特に、光伝送シミュレータ
を用いた光伝送システム及びその監視制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】大容量光中継システムにおいて、光を電
気的に終端せずに直接増幅する光増幅回路を利用した光
通信システムの採用が近年活発になってきている。ま
た、一つの光増幅器でより多くの光信号を伝送するため
に、波長多重、双方向の光増幅回路も開発されている。
光増幅器は、光信号を電気的終端をせずに、励起光で直
接アナログ的に増幅する。このため、光増幅器を線形中
継器に適用した場合、光増幅器を監視制御するために主
信号とは別に監視制御光を設け、線形中継器で電気的終
端を行う必要がある。
【０００３】従来の光伝送システム（例えば、光伝送装
置、光交換装置など）では、信号ロスまたはフレーム同
期はずれなどの重大警報が発生したとき、自装置（送信
回路・受信回路）、対向装置（送信回路・受信回路）、
伝送路（送信側・受信側）の何処の故障によって警報が
発生したかを調査し、故障箇所を特定するため、また、
装置導入時に自装置が正常に動作するかどうかの試験を
実施するためにループバック回路を設けている。
【０００４】光伝送システムにおいて、符号誤り等の問
題が発生した場合には、警報を発し予備回線に切り替え
た後、故障要素（パッケージ）を特定して故障要素を交
換していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の光伝送システムにあっては、以下に述べるよう
な問題点があった。
【０００６】すなわち、伝送路上において１箇所でも不
具合が発生しただけで、その回線は使えなくなり、予備
回線に切り替えなければならない。
【０００７】また、各構成要素及び装置（例えば、光送
信装置、光受信装置、光中継装置など）毎にマージンが
必要なため、システム全体では多くのマージンをとらな
ければならない。
【０００８】特に、光増幅器を用いた光伝送システムで
は、光伝送路ファイバへの入力パワーを大きく取り、Ｓ
Ｎマージンを確保しているが、反面、入力パワーを大き
く取ることにより光伝送路ファイバ中での非線形効果を
生じ、伝送品質の劣化につながる。このような状態で光
増幅器の出力パワーの変動があると、更にシステムマー
ジンが取れなくなる。
【０００９】本発明は、より多くのシステムマージンを
取ることのできる光伝送システム及びその監視制御方法
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】本発明に係る光伝送シス
テムは、光端局装置及び中継装置を備えた光伝送システ
ムにおいて、各装置における伝送品質の劣化要因をパラ
メータとして設定する設定手段と、各装置の状態を監視
し、パラメータを収集する収集手段と、収集されたパラ
メータに基づいて符号誤り率又はＱ値をシミュレーショ
ンにより求め、該符号誤り率が最小又は該Ｑ値が最大に
なるように各装置を制御する制御手段とを備えている。
【００１１】本発明に係る光伝送システムは、各装置
が、少なくとも光送信器、光ファイバ、光増幅器、光フ
ィルタ又は光受信器の何れか１以上を備え、パラメータ
が、光送信器では、擬似ランダム符号パターン段数、伝
送速度、信号光波長、光送信器出力の波長チャープ量及
び消光比、又は光送信器の光出力ＳＮ比を、光ファイバ
では、各波長における１次分散値及び２次分散値、非線
形定数、ファイバ長、ファイバの伝送損失、又は入力光
パワーを、光増幅器では、信号利得、ＮＦ（雑音指
数）、又は入出力光パワーを、光フィルタでは、透過帯
域幅、又は挿入損失を、光受信器では、光／電気変換効
率、受信帯域（電気）、又はＱ値の何れかを用いるもの
であってもよい。
【００１２】本発明に係る光伝送システムは、各装置に
監視線を接続し、監視線を用いて収集手段によりパラメ
ータを自動的に収集するとともに、監視線を介して制御
手段により各装置に対する制御を自動的に行うものであ
ってもよい。
【００１３】本発明に係る光伝送システムは、各装置毎
に、収集手段及び制御手段を分散的に配置したものであ
ってもよい。
【００１４】本発明に係る光伝送システムは、各装置毎
に、収集手段及び制御手段を分散的に配置し、かつ独立
して制御を行うものであってもよい。
【００１５】本発明に係る光伝送システムは、上り回線
及び下り回線からなる伝送路を備え、伝送路を介して収
集手段によるパラメータ収集及び制御手段による制御を
行うものであってもよい。
【００１６】本発明に係る光伝送システムは、異なる光
波長で、かつ双方向伝送が可能な伝送路を備え、伝送路
を介して収集手段によるパラメータ収集及び制御手段に
よる制御を行うものであってもよい。
【００１７】本発明に係る光伝送システムは、複数の光
波長により伝送する光伝送システムであって、各波長に
おいて最適な状態になるように設定手段によるパラメー
タの設定、収集手段によるパラメータ収集及び制御手段
による制御を行うものであってもよい。
【００１８】本発明に係る光伝送システムは、波長チャ
ンネルを変更したときパラメータを自動的に変更する手
段を備え、該変更されたパラメータに基づいて収集手段
によるパラメータ収集及び制御手段による制御を行うも
のであってもよい。
【００１９】本発明に係る光伝送システムは、波長チャ
ンネルがシステムダウンしたとき該システムダウンした
波長チャンネル以外の波長チャンネルに影響を与えない
ようにパラメータを自動的に変更する手段を備え、該変
更されたパラメータに基づいて収集手段によるパラメー
タ収集及び制御手段による制御を行うものであってもよ
い。
【００２０】本発明に係る光伝送システムは、各装置を
複数備え、符号誤り率が最小又はＱ値が最大になるよう
に複数の各装置の組み合わせを選択するものであっても
よい。
【００２１】本発明に係る光伝送システムは、各装置を
複数備え、符号誤り率が最小又はＱ値が最大になるよう
に複数の各装置を組み合わせ、制御手段による制御を自
動的に行うものであってもよい。
【００２２】本発明に係る光伝送システムは、各装置毎
に伝送路ファイバの波長分散を補償する分散補償器を備
え、分散補償器は、該分散補償量を収集手段を経由して
制御手段により制御可能にしたものであってもよい。
【００２３】本発明に係る光伝送システムは、光送信器
が、光源のチャープ係数を制御する手段を備え、波長チ
ャープ量を収集手段を経由して制御手段により制御可能
にしたものであってもよい。
【００２４】本発明に係る光伝送システムは、複数の光
波長により伝送する光伝送システムであって、各信号波
長をパラメータとして検出及び収集する手段を備え、制
御手段は、シミュレーションにより四光波混合を生じな
い波長条件を算出し、該波長条件に一致するように制御
するものであってもよい。
【００２５】本発明に係る光伝送システムは、光送信器
の光出力波形から光周波数変動を検出し、該周波数変動
量に相関する波長チャープ量を収集手段を経由して監視
可能にしたものであってもよい。
【００２６】本発明に係る光伝送システムは、光送信器
の光出力波形の消光比を検出する消光比検出手段を備
え、該消光比を収集手段を経由して監視可能にしたもの
であってもよい。
【００２７】本発明に係る光伝送システムは、光受信器
の受信波形のレベルを、しきい値電圧を用いて検出する
検出手段を備え、検出した受信波形のレベル及びしきい
値電圧を収集手段を経由して監視可能にしたものであっ
てもよい。
【００２８】本発明に係る光伝送システムは、伝送路フ
ァイバの入力端における入力光パワー及び該伝送路ファ
イバからの戻り光パワーをモニタする手段と、光送信器
の光源のスペクトル線幅を外部から制御可能な手段とを
備え、モニタ手段の出力を基にスペクトル線幅を外部か
ら制御して誘導ブリルアン散乱を自動的に抑制するよう
にしたものであってもよい。
【００２９】本発明に係る光伝送システムは、光送信側
が、光送信器の光源と、変調された波長可変光源及び参
照光源とを波長多重して伝送路ファイバに送出する手段
を備え、光受信側が、伝送された光信号を少なくとも３
つの波長の光信号に分離する手段と、光送信器からの波
長の光信号を受信する光受信器と、波長可変光源からの
波長の光信号を電気に変換する第１の受光素子と、参照
光源からの波長の光信号を電気に変換する第２の受光素
子と、第１の受光素子からの波長の光信号と第２の受光
素子からの波長の光信号の位相差を検出する手段とを備
え、制御手段が、位相差を基に伝送路の波長分散を算出
し、該算出値により各パラメータの最適化を行い、最適
化されたパラメータに基づいて符号誤り率が最小又はＱ
値が最大になるように各装置を制御するものであっても
よい。
【００３０】本発明に係る光伝送システムの監視制御方
法は、光端局装置及び中継装置を備えた光伝送システム
の監視制御方法において、各装置における伝送品質の劣
化要因をパラメータとして設定しておき、シミュレータ
が、各装置の状態を監視してパラメータを収集し、収集
したパラメータに基づいて符号誤り率、Ｑ値又は四光波
混合を生じない波長条件をシミュレーションして、該符
号誤り率が最小又は該Ｑ値が最大になるように、又は該
四光波混合を生じない波長条件が得られるように各装置
を制御するものであってもよい。
【００３１】
【発明の実施形態】本発明に係る光伝送システム及びそ
の監視制御方法は、基幹伝送システムや光加入者ネット
ワークシステム等に用いられる光伝送システムに適用す
ることができる。
【００３２】第１の実施形態 図１は本発明の第１の実施形態に係る光伝送シミュレー
タを用いた光伝送システムの概要を示す図である。光フ
ァイバ増幅器として、ＥＤＦＡ（Erbium-DopedFiber Am
plifier：エルビウム−ドープ光ファイバ増幅器）を用
いている。
【００３３】図１において、１０は光信号を送信する光
送信装置（ＴＸ）（光送信器）、１１は光ファイバから
なる光伝送路、１２は光信号を増幅する光アンプを備え
た中継器、１３は光信号を受信する光受信装置（ＲＸ）
（光受信器）、１４は各装置をモニタ制御するインター
フェース部（ＳＶ）、１５は電話、監視ネットワーク等
の通信手段によりインターフェース部（ＳＶ）１４に接
続された各構成要素の状態を基にシミュレーションを行
うシミュレータである。
【００３４】上記光送信装置（ＴＸ）１０は、電気光変
換を行い、特定の波長の光信号として送信する。また、
信頼性を高めるため、例えば予備系を含めた２重構成と
なっており、同一の装置０系、１系を装備し、通常は片
方の系を使用し、異常時に他方の系に切替えて使用す
る。
【００３５】上記中継器１２は、光信号を増幅する光ア
ンプを備え、受信する光信号をアナログ的に増幅し送信
する。
【００３６】上記インターフェース部（ＳＶ）１４は、
入出力装置の制御、割り込み処理、パラメータ計測及び
制御等を行うスーパヴァイザリ（ＳＶ）である。
【００３７】上記シミュレータ１５は、ワークステーシ
ョン及びシミュレーション用アプリケーションなどから
なり、各構成要素の特性を基に符号誤り率またはＱ値を
推測するシミュレーションを行う。このシミュレーショ
ンについては詳細に後述する。
【００３８】図中破線矢印に示す通信手段は、例えば電
話、監視ネットワーク等を用いることができるがどのよ
うな通信手段であってもよい。
【００３９】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【００４０】伝送品質の劣化要因は、主に光ＳＮ比（信
号対雑音比）とファイバ伝送による波形劣化の２点に大
別されるが、光送信器の消光比、光増幅中継器のＮＦ
（Noise figure：雑音指数）、光受信器のＱ値、伝送路
の損失・分散係数等の各特性以外に、伝送路におけるレ
ベルダイヤによっても決定される。すなわち、中継器・
受信器の受信レベルが低すぎると光ＳＮが劣化し、逆に
ファイバ入力レベルが高すぎるとファイバ中での非線形
効果により波形劣化を生じる。ここで、レベルダイヤと
は、図２に示すように、各光ファイバ、光中継器、光増
幅器の入出力光パワーを伝送路長手方向に対して表示す
るダイヤグラムをいう。
【００４１】したがって、これらの伝送品質の劣化要因
となるパラメータをモニタ・制御することにより、最適
な、すなわちシステムマージンが最大になるようにする
ことができる。システムマージンを最大にするには、光
受信装置でのＱ値をもって最適化すればよいが、それに
は符号誤り率を測定しなければならず非効率的であり、
またシステム運用中は不可能である。
【００４２】そこで本実施形態では、上記各特性を実測
し、実測値をインターフェース部（ＳＶ）１４を介して
シミュレータ１５に送り、シミュレータ１５により符号
誤り率又はＱ値を推測し、システムマージンが最大にな
るようレベルダイヤを調整したり、光受信器のレベル識
別点を調節する。
【００４３】シミュレータ１５に必要なパラメータは、
各装置毎に以下のようなものがある。
【００４４】・光送信器 擬似ランダム符号パターン段数、伝送速度、信号光波
長、光変調器のαパラメータ及び消光比、光送信器の光
出力ＳＮ比 ・光ファイバ（伝送路用ファイバ、分散補償用ファイ
バ） 信号光波長における１次分散値及び２次分散値、非線形
定数、ファイバ長、ファイバの伝送損失、入力光パワー ・光増幅器 信号利得、ＮＦ（雑音指数）、入出力光パワー ・光フィルタ（光受信器前に挿入するＡＳＥ（Amplifie
d Spontaneous Emission）雑音（光増幅器で発生する雑
音）除去用） 透過帯域幅、挿入損失 ・光受信器 光／電気変換効率、受信帯域（電気）、Ｑ値 次に、システムマージンを最大にする手順について説明
する。
【００４５】システムマージンを最大にするとは、最終
的に光受信器で識別するときのＱ値を最大（または誤り
率を最小）にすることをいう。
【００４６】(1)パラメータの収集 システムインストール時に測定されているもの以外（す
なわち、光送信器の消光比、光出力ＳＮ比、各光ファイ
バへの入力パワー、光増幅器（送信アンプ、中継アン
プ、受信アンプ）の入出力パワー）は、各装置でモニタ
する。パラメータは、各パッケージ、ユニット、装置単
位で監視インタフェースを有し、例えば１０ＢＡＳＥ−
Ｔで監視網に接続し、装置外のオペレーションシステム
のワークステーション（ＷＳ）に通達する。
【００４７】(2)最適パラメータの算出 上記ワークステーション（ＷＳ）にシミュレータが搭載
されており、必要なパラメータが入力される。この場
合、ネットワークインストール後制御可能なパラメータ
は、上述した各光増幅器の出力パワー等である。光受信
器で識別される電気信号のＱ値は、光増幅器で発生する
雑音と、ファイバ内での非線形効果による波形劣化で決
定される。光受信器のレベル識別点は出荷時に最適化さ
れているものとする。
【００４８】上記光増幅器の光出力Ｓ／Ｎ比は、光増幅
器への入力パワーが高い程（すなわち、前段の光増幅器
の出力パワーが大きい程）大きいが、逆にファイバ内で
の非線形効果による波形劣化は著しくなる。したがっ
て、Ｑ値を最大にするための各光増幅器の光出力パワー
が算出される。
【００４９】(3)パラメータの制御 上記(1)パラメータ収集の逆の手順でシミュレータから
各光増幅器が搭載されるパッケージへ最適な光出力パワ
ーになるように制御する。
【００５０】次に、上記シミュレータ１５の動作を図３
〜図１１を用いて説明する。
【００５１】図３はシミュレータ１５のシミュレーショ
ンの概略を示す図である。図中、上段はシステムセット
アップ、中段は計算内容、下段は入出力データを、それ
ぞれ光送信装置（Transmitter）、光伝送路（Optical l
ink）及び光受信装置（Receiver）毎に示したものであ
る。
【００５２】図３の光伝送路（Optical link）では、光
アンプ（ＬＡ）を通る光ファイバにはλ１からλｎまで
のｎ個の波長が多重されていることを示す。第１の実施
形態では、ｎ＝１である。
【００５３】光信号は、光受信装置（Receiver）に伝送
され、光受信装置の光／電気変換回路で光電変換後アン
プで増幅され、識別再生される。光／電変換効率等のパ
ラメータは、Ａ／Ｄ変換回路でアナログ／ディジタル変
換される。アナログ／ディジタル変換された信号は、例
えばＣＰＵに入力され、ＳＶを介してシミュレータに送
られる。
【００５４】具体的に説明すると、光送信装置には、入
力データとして信号光波長、信号光入力パワー、光信号
パターン、波長チャープパラメータが供給され、光ＯＮ
／ＯＦＦパターン及び波長チャープパラメータを用いた
光信号シーケンスによって計算する。計算シーケンスに
ついては図４に示されるがこれについては後述する。
【００５５】光伝送路では、光ファイバの特性として
は、ＧＶＤ（Group Velocity Delay：群速度分散）、Ｓ
ＰＭ（Self Phase Modulation：自己位相変調効果）、
ＸＰＭ（Xross Phase Modulation：波長多重伝送時の波
長間相互作用）、ＦＷＭ（FourWave Mixing：四光波混
合（波長多重伝送時の混合による非線形現象））があり
これらの特性と、光アンプ（ＬＡ）にはゲインチルト
（gain-tilt：利得波長依存）とＡＳＥ（Amplified Spo
ntaneous Emission：増幅された自然放出光）集積によ
る歪みがある。
【００５６】光伝送路におけるシミュレーション計算で
は、光ファイバ中の信号波形は、Split-Step-Fourier法
で解析する。光ファイバ増幅器として、ＥＤＦＡ（Erbi
um-Doped Fiber Amplifier）を用い、利得（gain）及び
ＡＳＥ雑音から信号を評価する。光伝送路におけるシミ
ュレーション計算で使用するデータには、光ファイバに
ついてはファイバ長、伝送損失、分散（１次，２次）、
非線形定数（ｎ2）があり、ＥＤＦＡには利得、ＮＦ（N
oise figure：雑音指数）がある。
【００５７】図４はシミュレータ１５のシミュレーショ
ン計算の流れを示す図である。
【００５８】図４において、入力データとして、平均信
号光パワー、光信号パターン、波長チャープパラメータ
を入力する。接続デバイスとして、光ファイバ（例え
ば、ＳＭＦ（Single mode fiber：シングルモードファ
イバ）、ＤＳＦ（Dispersion shift fiber：分散シフト
ファイバ）、ＤＣＦ（Dispersion Compensation fibe
r：分散補償ファイバ））、ＥＤＦＡ、光フィルタ及び
その他の損失デバイスが接続されているものとする。
【００５９】上記光ファイバの各種損失と、ＥＤＦＡの
光アンプ（ＬＡ）の利得、ゲインチルト、ＡＳＥ集積を
基に計算を行う。基本データ及び計算結果はデータは逐
次データファイルに保存され、計算シーケンスはデータ
ファイルを使用して制御される。シミュレーションが終
了すると、出力データとして光スペクトラム、受信波形
（アイパターン）、ＢＥＲ（Bit-Error Rate：符号誤り
率）が得られる。
【００６０】図５〜図８は符号誤り率及びパワーペナル
ティーの状態を示す特性図であり、図５は受信電流波形
図、図６は受信電気信号の雑音密度分布を示す図、図７
は光受信電力と符号誤り率との関係を示す図、図８は距
離に対するパワーペナルティーを示す特性図である。上
記シミュレーション計算では、図５から図８を求めるよ
うな流れで計算が行われる。ここで、パワーペナルティ
ーとは、最小受光電力の伝送距離０ｋｍの場合に対する
相対値の伝送距離依存性をいう。
【００６１】図９〜図１１は実際に上記シミュレータ１
５を適用した結果を示す図である。図９はシングルチャ
ンネル（１波長）計算時とＷＤＭ（波長多重）計算時の
適応条件を示す図、図１０及び図１１は図９の適応条件
によりシミュレーションで得られた符号誤り率、及びパ
ワーペナルティーを示す特性図である。第１の実施形態
では、シングルチャンネル計算である。
【００６２】図１に戻って、特に本実施形態では、光送
信装置（ＴＸ）１０、光伝送路１１、中継器１２、光受
信装置（ＲＸ）１３の各装置をインターフェース部（Ｓ
Ｖ）１４を介してシミュレータ１５に送り、シミュレー
タ１５で上述したシミュレーションを行ってＢＥＲ（符
号誤り率）又はＱ値を推測し、システムマージンが最大
になるようレベルダイヤを調整したり、光受信装置１３
のレベル識別点を調節する。
【００６３】また、システムインストール時は、各装置
の検査データを基に、シミュレータ１５により上述した
計算を行うことにより、どの程度のシステムマージンが
得られるかを推測することができる。また、この場合、
最適条件を求め、各装置を調整することにより最大のシ
ステムマージンを得ることができる。
【００６４】以上説明したように、第１の実施形態に係
る光伝送システム及びその監視制御方法は、光送信装置
（ＴＸ）１０、光伝送路１１、中継器１２、光受信装置
（ＲＸ）１３、各装置をモニタ制御するインターフェー
ス部（ＳＶ）１４、各構成要素の状態を基にシミュレー
ションを行うシミュレータ１５を備え、各装置における
伝送品質の劣化要因をパラメータとして設定しておき、
シミュレータ１５が、各装置の状態を監視してパラメー
タを収集し、収集したパラメータに基づいて符号誤り率
又はＱ値をシミュレーションして、該符号誤り率が最小
又は該Ｑ値が最大になるように各装置を制御するように
しているので、システム運用中もより多くのシステムマ
ージンを取ることのできる光伝送システムが実現でき
る。
【００６５】第２の実施形態 図１２は本発明の第２の実施形態に係る監視ネットワー
クを利用した自動計測／制御を行う光伝送システムを示
す図である。光ファイバ増幅器として、ＥＤＦＡ（Erbi
um-Doped Fiber Amplifier：エルビウム−ドープ光ファ
イバ増幅器）を用いている。
【００６６】図１２において、１１０は送受信器、１２
０は送受信器１００を２本の光ネットワークで結ぶ中継
器、１３０は監視ネットワークを使用して各構成要素の
パラメータ収集と制御を自動的に行うワークステーショ
ン（ＷＳ）である。送受信器１１０と中継器１２０は、
２本の主信号光及び監視制御光を伝送する光ファイバか
らなる伝送路１００で接続される。この光ファイバで双
方向に波長多重された主信号光が伝送される。
【００６７】送受信器１１０は、光アンプ１１１、波長
／方向別に光を分離する光カプラ１１２、電気／光（Ｅ
／Ｏ）変換回路１１３、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換回路１
１４、インターフェース部（ＳＶ）１１５、及び制御部
１１６から構成され、送信側では電気光変換を行い、特
定の波長の光信号として送信し、受信側では特定の波長
の光信号を受信・増幅し、光電気変換を行い、分離し例
えば加入者回線に振り分ける。
【００６８】中継器１２０は、光アンプ１２１、波長／
方向別に光を分離する光カプラ１２２、電気／光（Ｅ／
Ｏ）変換回路１２３、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換回路１２
４、インターフェース部（ＳＶ）１２５、及び制御部１
２６から構成され、受信する光信号をアナログ的に増幅
し送信するもので、両側の送受信器１１０と監視制御光
のやりとりをする。
【００６９】ワークステーション（ＷＳ）１３０は、シ
ミュレータ及び監視／制御ソフトウェアなどからなり、
第１の実施形態で述べたパラメータの共通ファイルを備
え、送受信器１１０及び中継器１２０等と接続し、伝送
路及び装置を監視制御するとともに、この監視ネットワ
ークを使用して各構成要素のパラメータ収集と制御を自
動的に行う。
【００７０】以下、上述のように構成された監視ネット
ワークを利用した光伝送システムの動作を説明する。
【００７１】送受信器１１０では、電気光変換を行い、
特定の波長の光信号として送信する。また、特定の波長
の光信号を受信し、光電気変換を行い、分離し加入者回
線に振り分ける。
【００７２】中継器１２０では、受信する光信号をアナ
ログ的に増幅し送信して、両側の送受信器１１０と監視
制御光のやりとりをする。送受信器１１０と中継器１２
０間、中継器１２０間の伝送路は２本の光ファイバで構
成され、この光ファイバで双方向に波長多重された主信
号光が伝送される。
【００７３】送受信器１１０と中継器１２０間を伝送す
る監視制御光は、上記主信号光とは別波長の制御光であ
り、システム全体で単一の波長を用い、伝送路、送受信
器１１０、中継器１２０の状態に応じて、光ファイバに
波長多重される。監視制御光は、システム全体で単一波
長を用いることから、単方向伝送であり、同じファイバ
に方向が逆向きの監視制御光が多重されることはない。
【００７４】ここで、ワークステーション（ＷＳ）１３
０では、上り／下りの２回線で各パラメータの監視／制
御を一定周期で行う。
【００７５】また、上記パラメータを格納した共通デー
タファイルを介して、ワークステーション（ＷＳ）１３
０のシミュレータはパラメータの収集と、最適パラメー
タの設定を行う。
【００７６】このように、第２の実施形態では、各装置
を、監視制御を行う監視ネットワークに組み込み、この
監視ネットワークを使用して各構成要素のパラメータ収
集と制御を自動的に行うようにしているので、サービス
運用中も常に光伝送システムを最適状態に保つことがで
きる。
【００７７】第３の実施形態 図１３は本発明の第３の実施形態に係る光伝送シミュレ
ータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。本
実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図１
と同一構成部分には同一符号を付している。
【００７８】図１３において、１０は光信号を送信する
光送信装置（ＴＸ）、１１は光ファイバからなる光伝送
路、１２は光信号を増幅する光アンプを備えた中継器、
１３は光信号を受信する光受信装置（ＲＸ）、１４は各
装置をモニタ制御するインターフェース部（ＳＶ）、１
５は電話、監視ネットワーク等の通信手段によりインタ
ーフェース部（ＳＶ）１４に接続された各構成要素の状
態を基にシミュレーションを行うシミュレータである。
【００７９】シミュレータ１５は、各構成要素毎に分散
的に設置されている。また、分散的に配置されたシミュ
レータ１５は、図中破線矢印に示す通信手段（電話、監
視ネットワーク等）により接続される。
【００８０】シミュレータ１５の分散配置は、例えば以
下のようにする。すなわち、光送信装置（ＴＸ）１０や
中継器１２が設置されている局舎・サイトには、監視用
のワークステーション（ＷＳ）が設置されている。この
監視用のワークステーション（ＷＳ）に、上述したシミ
ュレーションを行うアプリケーションを導入し、シミュ
レータ１５として使用する。
【００８１】このように構成することにより、各中継区
間毎の解析を各ワークステーション（ＷＳ）で並列的に
シミュレーションすることができ、１台の監視用のワー
クステーション（ＷＳ）で上記シミュレーションする場
合に比べて処理速度を向上させることができる。
【００８２】ここで、図１３において、破線に示す通信
手段を無効にし、各構成要素毎に分散的に設置されたシ
ミュレータ１５によるモニタ・制御範囲を各構成要素に
限定して、シミュレータ１５を独立に制御するようにす
れば、処理速度をより一層向上させることができる。
【００８３】第４の実施形態 図１４は本発明の第４の実施形態に係る光伝送シミュレ
ータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。本
実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図１
と同一構成部分には同一符号を付している。
【００８４】図１４において、２０は特定の波長の光信
号を多重化して送信する光送信装置（ＴＸ）（光送信
器）、２１は光ファイバからなる光伝送路、２２は光信
号を増幅する光アンプを備えた中継器、２３は多重化さ
れた光信号を受信する光受信装置（ＲＸ）（光受信
器）、１４は各装置をモニタ制御するインターフェース
部（ＳＶ）、１５は電話、監視ネットワーク等の通信手
段によりインターフェース部（ＳＶ）１４に接続された
各構成要素の状態を基にシミュレーションを行うシミュ
レータである。
【００８５】図１４は、上り回線と下り回線とを、光送
信装置（ＴＸ）２０、光伝送路２１、中継器２２及び光
受信装置（ＲＸ）２３で接続した例である。
【００８６】光送信装置（ＴＸ）２０、中継器２２、光
受信装置（ＲＸ）２３は、波長多重により光信号が伝送
できる構成となっており、光伝送路２１には図中破線に
示す監視・制御信号が波長多重により重畳されて伝送さ
れる。
【００８７】この場合、上り回線と下り回線の光送信装
置（ＴＸ）２０と光受信装置（ＲＸ）２３間を伝送する
監視・制御信号は、信号光（主信号光）とは別波長の制
御光であり、システム全体で単一の波長を用い、伝送
路、多重化器、中継器の状態に応じて、ｍ本ファイバの
うちの任意の一本に波長多重される。この監視制御光
は、システム全体で単一波長を用いることから、単方向
伝送であり、同じファイバに方向が逆向きの監視制御光
が多重されることはない。
【００８８】以上の構成において、監視・制御信号を波
長多重により光伝送路２１に重畳させることにより、監
視網を別途用意することなく、各装置のモニタ・制御が
可能になる。
【００８９】第５の実施形態 図１５は本発明の第５の実施形態に係る光伝送シミュレ
ータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。本
実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図１
４と同一構成部分には同一符号を付している。
【００９０】図１５において、２０は特定の異なる波長
の光信号を多重化して送信する光送信装置（ＴＸ）（光
送信器）、２１は光ファイバからなる光伝送路、２２は
光信号を増幅する光アンプを備えた中継器、２３は多重
化された光信号を受信する光受信装置（ＲＸ）（光受信
器）、１４は各装置をモニタ制御するインターフェース
部（ＳＶ）、１５は電話、監視ネットワーク等の通信手
段によりインターフェース部（ＳＶ）１４に接続された
各構成要素の状態を基にシミュレーションを行うシミュ
レータである。
【００９１】図１５は、上り回線と下り回線とを、１本
の光伝送路２１を介して接続し、上り回線用と下り回線
用で異なる波長λ１，λ２の監視・制御信号を波長多重
により重畳し、双方向伝送により伝送するものである。
【００９２】以上の構成において、監視・制御信号を上
り・下りで異なる波長λ１，λ２で伝送することによ
り、１本の伝送路で、各装置のモニタ・制御が可能にな
る。
【００９３】第６の実施形態 図１６は本発明の第６の実施形態に係る光伝送シミュレ
ータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。本
実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図１
と同一構成部分には同一符号を付している。
【００９４】図１６において、３０，３１は異なる波長
の光信号を送信する光送信装置（ＴＸ）（光送信器）、
３２は送信側ＷＤＭ、１１は光ファイバからなる光伝送
路、１２は光信号を増幅する光アンプを備えた中継器、
３３は受信側ＷＤＭ、３４，３５は異なる波長の光信号
を受信する光受信装置（ＲＸ）（光受信器）、１４は各
装置をモニタ制御するインターフェース部（ＳＶ）、１
５は電話、監視ネットワーク等の通信手段によりインタ
ーフェース部（ＳＶ）１４に接続された各構成要素の状
態を基にシミュレーションを行うシミュレータである。
【００９５】送信側ＷＤＭ３２は、光送信装置（ＴＸ）
３０，３１からの光信号を光ファイバ１１へ波長多重で
きるようにするものであり、受信側ＷＤＭ３３は光ファ
イバ１１からの光信号を波長分離して光受信装置（Ｒ
Ｘ）３４，３５に出力するものである。
【００９６】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【００９７】通常、光増幅器を用いて波長多重伝送する
場合、光増幅器の波長依存性により、各波長間の光レベ
ルに差が生じる。第１の実施形態で述べたように、光レ
ベルにより光ファイバ中の非線形効果と光ＳＮが変わる
ため、各波長毎に光レベルを最適に、すなわち光ファイ
バ中の非線形効果と光ＳＮにより決まるマージンが最大
になるよう調整する必要がある。
【００９８】そこで本実施形態では、異なる波長の光信
号を送受信する光送信装置（ＴＸ）３０，３１及び光受
信装置（ＲＸ）３４，３５を、インターフェース部（Ｓ
Ｖ）１４を介してシミュレータ１５にそれぞれ接続し、
各装置の特性を実測し、実測値をインターフェース部
（ＳＶ）１４を介してシミュレータ１５に送り、シミュ
レータ１５により符号誤り率又はＱ値を推測し、システ
ムマージンが最大になるよう各波長のレベルダイヤを調
整したり、光受信器のレベル識別点を調節する。
【００９９】本実施形態は、前記第１の実施形態に係る
光伝送システムに、新たな波長チャンネルを増設する場
合等に適用することができ、各波長毎に独立してモニタ
・制御することにより最適な状態に自動制御することが
できる。
【０１００】第７の実施形態 図１７は本発明の第７の実施形態に係る光伝送シミュレ
ータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。本
実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図１
４及び図１６と同一構成部分には同一符号を付してい
る。
【０１０１】第７の実施形態は、上記第６の実施形態に
係る光伝送シミュレータを、前記第４の実施形態のよう
に異なる波長の光信号を伝送する波長多重伝送システム
に適用したものである。
【０１０２】図１７において、３０，３１は異なる波長
の光信号を送信する光送信装置（ＴＸ）、３２は送信側
ＷＤＭ、２１は光ファイバからなる光伝送路、２２は光
信号を増幅する光アンプを備えた中継器、３３は受信側
ＷＤＭ、３４，３５は異なる波長の光信号を受信する光
受信装置（ＲＸ）、１４は各装置をモニタ制御するイン
ターフェース部（ＳＶ）、１５は電話、監視ネットワー
ク等の通信手段によりインターフェース部（ＳＶ）１４
に接続された各構成要素の状態を基にシミュレーション
を行うシミュレータであり、上り回線と下り回線とを、
光送信装置（ＴＸ）３０，３１、送信側ＷＤＭ３２、光
伝送路２１、中継器２２、受信側ＷＤＭ３３及び光受信
装置（ＲＸ）３４，３５で接続した例である。
【０１０３】光送信装置（ＴＸ）３０，３１、中継器２
２、光受信装置（ＲＸ）３４，３５は、波長多重により
光信号が伝送できる構成となっており、光伝送路２１に
は図中破線に示す監視・制御信号が波長多重により重畳
されて伝送される。
【０１０４】このように、波長多重伝送するシステムに
おいて、監視・制御信号を波長多重により重畳して伝送
することにより、監視網を別途用意することなく、各装
置のモニタ・制御が可能になる。
【０１０５】第８の実施形態 図１８は本発明の第８の実施形態に係る光伝送シミュレ
ータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。本
実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図１
７と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１０６】図１８において、３０，３１は異なる波長
の光信号を送信する光送信装置（ＴＸ）、３２は送信側
ＷＤＭ、２１は光ファイバからなる光伝送路、２２は光
信号を増幅する光アンプを備えた中継器、３３は受信側
ＷＤＭ、３４，３５は異なる波長の光信号を受信する光
受信装置（ＲＸ）、１４は各装置をモニタ制御するイン
ターフェース部（ＳＶ）、１５は電話、監視ネットワー
ク等の通信手段によりインターフェース部（ＳＶ）１４
に接続された各構成要素の状態を基にシミュレーション
を行うシミュレータであり、上り回線と下り回線とを、
１本の光伝送路２１を介して接続し、上り回線用と下り
回線用で異なる波長λ１，λ２の監視・制御信号を波長
多重により重畳し、双方向伝送により伝送するものであ
る。
【０１０７】このように、波長多重伝送するシステムに
おいて、監視・制御信号を上り・下りで異なる波長λ
１，λ２で双方向伝送することにより、１本の伝送路
で、各装置のモニタ・制御が可能になる。
【０１０８】第９の実施形態 前記図１８に示すような波長多重伝送する光伝送システ
ムにおいて、波長チャンネルを増設する場合（例えば、
図１８で波長の異なる光送信装置（ＴＸ）を重畳する場
合）、他波長の信号の光出力レベルが変動したり、波長
間の相互作用（四光子混合やクロストーク等）を生じる
ことがある。
【０１０９】そこで本実施形態では、波長チャンネルを
増設する場合、各波長のレベルや波長間隔をモニタし、
シミュレータ１５により符号誤り率又はＱ値を推測し、
システムマージンが最大になる光出力レベルや、光受信
器のレベル識別点になるように制御する。
【０１１０】このように構成することにより、波長チャ
ンネルを増設する場合、最適な状態に自動的に制御する
ことが可能になる。
【０１１１】第１０の実施形態 前記図１８に示すような波長多重伝送する光伝送システ
ムにおいて、前記第９の実施形態の場合とは逆に、シス
テム運用中に、ある波長チャンネルがシステムダウンし
て欠落した場合、同様に、他波長の信号の光出力レベル
が変動したり、波長間の相互作用に変化が生じる。
【０１１２】そこで本実施形態では、ある波長チャンネ
ルがシステムダウンした場合、各波長のレベルや波長間
隔をモニタし、シミュレータ１５により符号誤り率又は
Ｑ値を推測し、システムマージンが最大になる光出力レ
ベルや、光受信器のレベル識別点になるように制御す
る。
【０１１３】このように構成することにより、ある波長
チャンネルがシステムダウンした場合、最適な状態に自
動的に制御することが可能になる。また、システム運用
中の波長チャンネルのシステムダウンではなく、システ
ムの変更等で波長チャンネルに増減又は変更があったと
きも同様の自動制御が可能である。
【０１１４】第１１の実施形態 図１９は本発明の第１１の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１１５】図１９において、４０，４１は光信号を送
信する光送信装置（ＴＸ１，ＴＸ２）、４２，４３は光
ファイバからなる光伝送路、４４，４５は光信号を増幅
する光アンプを備えた中継器、４６，４７は光信号を受
信する光受信装置（ＲＸ１，ＲＸ２）、１４は各装置を
モニタ制御するインターフェース部（ＳＶ）、１５は電
話、監視ネットワーク等の通信手段によりインターフェ
ース部（ＳＶ）１４に接続された各構成要素の状態を基
にシミュレーションを行うシミュレータである。
【０１１６】図１９に示すように、光送信装置（ＴＸ
１，ＴＸ２）４０，４１、光伝送路４２，４３、中継器
４４，４５、光受信装置（ＲＸ１，ＲＸ２）４６，４７
の各構成要素が複数装備した構成となている。
【０１１７】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０１１８】前記第１の実施形態で述べたように、シス
テムマージンは、光送信器の消光比、光増幅中継器のＮ
Ｆ（雑音指数）、光受信器のＱ値等、各構成要素の特性
に依存する。各構成要素が複数装備された場合には、シ
ステムマージンはそれらの組み合わせに依存する。
【０１１９】例えば、消光比の良い光送信器に対しては
Ｑ値の悪い光受信器でもある程度のシステムマージンが
確保されていればよい場合がある。逆に、特性の悪い送
受信器の組み合わせでは、システムマージンはある程度
確保されても、マージンは少ない。このような場合、シ
ステムマージンがばらつくよりは、平均化された方が総
合的なシステムマージンは大きい。
【０１２０】そこで本実施形態では、上記のようなシス
テム全体としてのシステムマージンを、シミュレータ１
５により計算し、総合的なシステムマージンが最大にな
るような構成要素の組み合わせを選択する。
【０１２１】このように構成することにより、総合的な
システムマージンを大きくとることが可能になる。
【０１２２】第１２の実施形態 図２０は本発明の第１２の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１９と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１２３】図２０において、４０，４１は光信号を送
信する光送信装置（ＴＸ１，ＴＸ２）、５０は送信側Ｗ
ＤＭ（波長多重）、４２は光ファイバからなる光伝送
路、４４は光信号を増幅する光アンプを備えた中継器、
５１，５２は光信号を電気信号に変換せずに光のまま切
り替える光スイッチ又は光チューナブルフィルタ、４
６，４７は光信号を受信する光受信装置（ＲＸ１，ＲＸ
２）、１４は各装置をモニタ制御するインターフェース
部（ＳＶ）、１５は電話、監視ネットワーク等の通信手
段によりインターフェース部（ＳＶ）１４に接続された
各構成要素の状態を基にシミュレーションを行うシミュ
レータである。
【０１２４】光スイッチ又は光チューナブルフィルタ５
１，５２と光受信装置（ＲＸ１，ＲＸ２）４６，４７
は、インターフェース部（ＳＶ）１４により切り替え制
御される。
【０１２５】このように、光送信装置（ＴＸ１，ＴＸ
２）４０，４１からの光信号は送信側ＷＤＭ５０で多重
化され、光伝送路４２、中継器４４を伝送して受信側に
達し、光スイッチ又は光チューナブルフィルタ５１，５
２で選択されて光受信装置（ＲＸ１，ＲＸ２）４６，４
７で光受信される。
【０１２６】以上の構成において、光スイッチ又は光チ
ューナブルフィルタ５１，５２を使用して、各構成要素
の選択・制御することにより、総合的なシステムマージ
ンが最大になるよう自動的に構成要素の組み合わせを選
択することができる。また、１本の伝送路で各装置のモ
ニタ・制御を行うことができる。
【０１２７】第１３の実施形態 図２１は本発明の第１３の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１２８】図２１において、１０は光信号を送信する
光送信装置（ＴＸ）（光送信器）、１１は光ファイバか
らなる光伝送路、６０は伝送路ファイバ１１の波長分散
を補償する分散補償器を備えた光中継器、７０は伝送路
ファイバ１１の波長分散を補償する分散補償器を備え、
光信号を受信する光受信装置（ＲＸ）（光受信器）、１
４は各装置をモニタ制御するインターフェース部（Ｓ
Ｖ）、１５は電話、監視ネットワーク等の通信手段によ
りインターフェース部（ＳＶ）１４に接続された各構成
要素の状態を基にシミュレーションを行うシミュレータ
である。
【０１２９】光中継器６０は、光信号を増幅する光アン
プを備え、受信する光信号をアナログ的に増幅し送信す
る中継器１２と、波長分散を補償する分散補償器（Ｄ
Ｃ）６１とから構成される。
【０１３０】光受信装置（ＲＸ）７０は、光信号を増幅
する光アンプ１２を備え、伝送路ファイバ１１や分散補
償器６１の損失分を補償し、波長分散を補償する分散補
償器（ＤＣ）６１と、光信号を受信する光受信器（Ｒ
Ｘ）１３とから構成される。
【０１３１】分散補償器（ＤＣ）６１は、各装置毎に設
置され伝送路ファイバの波長分散を補償するもので、そ
の分散補償量はインターフェース部（ＳＶ）１４経由で
制御される。
【０１３２】このように、本光伝送システムは、前記図
１に示す光中継器１２及び光受信装置（ＲＸ）１３に、
光ファイバからなる光伝送路の波長分散を補償する分散
補償器（ＤＣ）６１がそれぞれ付加された構成となって
いる。図２１の例では、この分散補償器（ＤＣ）６１を
光中継器６０や光受信装置（ＲＸ）７０内の光増幅器に
内蔵させている。
【０１３３】図２２は上記分散補償器（ＤＣ）６１の構
成を示す図である。
【０１３４】図２２において、分散補償器（ＤＣ）６１
は、複数の分散補償器６２（ＤＣ１，ＤＣ２，…，ＤＣ
Ｎ）と、複数の分散補償器６２から任意のものを選択す
る光スイッチ６３とから構成される。
【０１３５】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０１３６】光送信装置（ＴＸ）１０、光中継器６０及
び光受信装置（ＲＸ）７０を備えて構成された光伝送シ
ステムにおいて、各装置はインターフェース部（ＳＶ）
１４を経由して、シミュレータ１５の計算結果に基づき
監視制御される。
【０１３７】一般に、伝送路ファイバの特性として、大
きく２種類のファイバが使用されている。一つは分散シ
フトファイバ（ＤＳＦ：Dispersion Shift Fiber）と呼
ばれ、１．５５μｍ付近の波長分散が零近辺（±３．５
ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）のもの、もう一つはシングルモード
ファイバ（ＳＭＦ：Single Mode Fiber）と呼ばれ、
１．５５μｍ付近の波長分散が比較的大きい（１６〜２
０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）ものである。ここでは、ＳＭＦの
場合を例に採り説明する。
【０１３８】伝送路ファイバがＳＭＦの場合、その波長
分散を相殺するために、分散補償器が一般に使用され
る。図２１の例では、光中継器６０や光受信装置７０内
の光増幅器に内蔵している。
【０１３９】実際には、伝送路ファイバの波長分散量に
はばらつきがあり、必ずしも分散補償器の分散補償量が
最適でない場合がある。図２１における分散補償器（Ｄ
Ｃ）６１は、インターフェース部（ＳＶ）１４経由で、
その分散補償量を制御可能な構成にすると、伝送路ファ
イバの波長分散量にはばらつきに対しても、最適な分散
補償が可能となる。分散補償量の制御方法としては、例
えば図２２に示すように、複数の分散補償器６２（ＤＣ
１，ＤＣ２，…，ＤＣＮ）から任意の分散補償器を光ス
イッチ６３により選択することにより行う。
【０１４０】なお、分散補償量を可変にする手段として
は他にも例があり、例えばＰＬＣ（Planar Lightwave C
ircuit）を用いたマッハツェンダ型干渉計型分散補償器
（例えば、１９９４年電子情報通信学会春季大会Ｃ−３
３７「ＰＬＣ型光分散等化器を用いた分散補償実験」瀧
口他）を用いてもよい。
【０１４１】以上説明したように、第１３の実施形態に
係る光伝送システムでは、各装置毎に伝送路ファイバの
波長分散を補償する分散補償器（ＤＣ）６１を備え、分
散補償器（ＤＣ）６１は、その分散補償量をインターフ
ェース部（ＳＶ）１４を経由して制御可能にしたので、
分散補償量が制御可能な分散補償器（ＤＣ）６１を、シ
ミュレータの計算結果により制御することにより、符号
誤り率を最小又はＱ値を最大にすることができ、最大の
システムマージンを得ることができる。
【０１４２】以上の効果は、伝送路ファイバがＤＳＦの
場合についても同様に得られる。すなわち、ＤＳＦにつ
いても、波長分散量が零付近でばらつきがあり、分散補
償量が制御可能な分散補償器により、最大のシステムマ
ージンを得ることができる。
【０１４３】第１４の実施形態 図２３は本発明の第１４の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの光送信装置の構成を示
す図である。
【０１４４】本実施形態は、前記図１に示す第１の実施
形態に係る光伝送システム、又は前記図１８に示す第８
の実施形態に係る波長多重伝送システムにおいて、光送
信装置のチャープ係数（光源の波長変動量を表す係数）
を制御するようにしたものである。具体的な制御方法に
ついては報告例（例えば、S.K.Korotky他、"High-spee
d,low power optical modulator with adjustable chir
p parameter",Integrated Photonics Research 1991,Tu
G2,pp.53-54）があり、それに基づいた実施形態につい
て以下に説明する。
【０１４５】図２３において、８０は光信号を送信する
光送信装置（光送信器）であり、光送信装置８０は、光
源となる半導体レーザ８１、光変調器８２、光変調駆動
回路８３、バイアス制御回路８４及び出力振幅制御回路
８５から構成される。
【０１４６】半導体レーザ８１は、特定波長の光信号を
出力する光源であり、例えばＤＦＢレーザ（Distribute
d Feedback Laser）を用いる。
【０１４７】光変調器８２は、半導体レーザ８１からの
光出力光を強度変調するマッハツェンダ型の変調器であ
る。
【０１４８】光変調駆動回路８３は、光変調器８２のド
ライバ回路であり、入力電気信号から論理が互いに反転
した出力信号を光変調器８２の各々の電極に出力する。
【０１４９】バイアス制御回路８４は、光変調器８２の
各々の電極に印加するバイアス電圧を制御する。
【０１５０】出力振幅制御回路８５は、光変調器８２の
各々の電極に与える変調波形の振幅を各々独立に制御す
る。
【０１５１】このように、本光伝送システムにおける光
送信装置８０は、波長チャープ量を外部から制御可能に
構成される。
【０１５２】以下、上述のように構成された光伝送シス
テムの動作を説明する。
【０１５３】一般に伝送路光ファイバの分散量Ｄ（ｐｓ
／ｎｍ）が正の場合、伝送後に光波形は広がり、逆に負
の場合は狭まる。但し、これは光源のチャープ係数αが
正の場合（０＜α）であり、光源のチャープ係数αが負
の場合（α＜０）には前記伝送路光ファイバの分散量Ｄ
は逆の特性を示す。
【０１５４】図２４はチャープ係数αをパラメータとし
た場合の波形劣化によるペナルティの分散量Ｄ依存性を
示す特性図である。
【０１５５】例えば、チャープ係数α＝０の場合、分散
量Ｄの増加に従い波形なまりによりペナルティが大きく
なるが、チャープ係数αをα＜０にすると、伝送路の分
散による波形なまり以上に波形を狭めようとするため、
ペナルティが改善される。しかし一方では、Ｄ＜０にな
ると逆に伝送路の分散の影響とチャープ係数αの影響が
共に波形を狭める方向に働くため、急激にペナルティが
大きくなる。
【０１５６】そこで、本光伝送システムでは、上記光送
信装置８０のチャープ係数αを外部から制御可能に構成
して受信波形の最適化を図る。
【０１５７】すなわち、図２３において、半導体レーザ
８１からの光出力光は、光変調器８２に入力され、光変
調器８２で強度変調されて光出力される。光変調器８２
はマッハツェンダ型の変調器であり、分岐された２つの
光信号の位相を印可電圧で制御し、干渉の度合いを変え
ることにより強度変調を行う。光変調器８２の各々の電
極には、論理が互いに反転した光変調器駆動回路８３の
出力信号が与えられ、各々の信号の振幅が出力振幅制御
回路８５により制御される。更に各々の電極に印加する
バイアス電圧がバイアス制御回路８４により制御され
る。このように制御することによりチャープ係数αが制
御される。
【０１５８】以上説明したように、第１４の実施形態で
は、光伝送システムの光送信装置８０が、光源となる半
導体レーザ８１、光変調器８２、光変調駆動回路８３、
バイアス制御回路８４及び出力振幅制御回路８５を備
え、波長チャープ係数をインターフェース部（ＳＶ）１
４を経由して外部から制御可能に構成したので、伝送路
の分散量の変化に対して、光源のチャープ係数を制御す
ることにより、受信波形が最適化でき、最大のシステム
マージンを得ることができる。
【０１５９】第１５の実施形態 図２５は本発明の第１５の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの概要を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１６と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１６０】図２５において、３０，３１は異なる波長
の光信号を送信する光送信装置（ＴＸ）（光送信器）、
３２は送信側ＷＤＭ、１１は光ファイバからなる光伝送
路、９０は複数の光波長により伝送する光伝送システム
の各信号波長を検出及び収集する信号波長検出器、１２
は光信号を増幅する光アンプを備えた中継器、３３は受
信側ＷＤＭ、３４，３５は異なる波長の光信号を受信す
る光受信装置（ＲＸ）（光受信器）、１４は各装置をモ
ニタ制御するインターフェース部（ＳＶ）、１５は電
話、監視ネットワーク等の通信手段によりインターフェ
ース部（ＳＶ）１４に接続された各構成要素の状態を基
にシミュレーションを行うシミュレータである。
【０１６１】本光伝送システムは、前記図１６に示す光
伝送システムに、送信光の光スペクトラムを測定し信号
波長を検出する信号波長検出器９０を付加し、インター
フェース部（ＳＶ）１４を経由して収集する構成となっ
ている。また、送信側ＷＤＭ３２により光送信装置（Ｔ
Ｘ）３０，３１の信号波長が制御可能な構成になってい
る。
【０１６２】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０１６３】特に、伝送路光ファイバがＤＳＦ（分散シ
フトファイバ）のように波長分散量が零付近の場合に、
複数の波長を伝送すると、四光波混合と呼ばれる非線形
現象を生じ、波長差に応じた波長の信号が、本来伝送す
る信号波長にもれ込み、伝送特性が大きく劣化する（参
考文献：通信学会通信システム研究会ＣＳ９６−４
３）。したがって、本来伝送すべき波長にもれ込まない
ように、お互いの波長を設定する必要がある。しかし、
インストール時に、そのように波長を設定しても、シス
テムマージンを確保するために波長を変化させたり、経
時変化により波長が変化してしまうと、四光波混合を生
じる可能性がある。
【０１６４】そこで、信号波長検出器９０により信号光
波長を検出し、インターフェース部（ＳＶ）１４を経由
して収集し、シミュレータ１５で四光波混合を生じない
信号光波長の条件を算出し、そのように波長を制御す
る。
【０１６５】以上説明したように、第１５の実施形態で
は、複数の光波長により伝送する光伝送システムの光送
信装置において、各信号波長を検出及び収集する信号波
長検出器９０を備え、信号波長をインターフェース部
（ＳＶ）１４を経由して収集し、シミュレータ１５で四
光波混合を生じないような条件の波長を算出し、その波
長に一致するように信号波長を制御するようにしたの
で、システムマージンを確保するために波長を変化させ
たり、経時変化により波長が変化することがあっても最
大のシステムマージンを得ることができる。
【０１６６】第１６の実施形態 図２６は本発明の第１６の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの構成を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１６７】本実施形態は、前記図１に示す第１の実施
形態に係る光伝送システムにおいて、光送信装置の波長
チャープ量を検出しモニタするようにしたものである。
ここで、波長チャープ量は光周波数変動量と一意に対応
するため、以下では便宜上光周波数変動量に置き換えて
説明する。
【０１６８】図２６において、１４０は光送信装置１０
の光出力を分岐する光カプラ、１４１は光周波数弁別
器、１４２はピーク検出器であり、ピーク検出器１４２
出力はインターフェース部（ＳＶ）１４に出力される。
【０１６９】光カプラ１４０は、光送信装置１０の光出
力を波長／方向別に分離し、光出力として伝送路ファイ
バ１１上に出力するとともに、光周波数弁別器１４１に
出力する。
【０１７０】周波数弁別器１４１は、例えばマッハツェ
ンダ型の干渉計等で構成され、図２７に示すような弁別
特性を有する。図２７に示すように、周波数弁別器１４
１は、光周波数に対して出力電圧が変動する特性を有
し、その出力電圧のピークから光周波数を弁別すること
ができる。
【０１７１】ピーク検出器１４２は、周波数弁別器１４
１出力のピークを検出し周波数変動量のピークとしてイ
ンターフェース部（ＳＶ）１４に出力する。
【０１７２】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０１７３】光送信装置１０の出力は光カプラ１４０で
分岐され、一方は出力信号として伝送路ファイバ１１上
に出力され、他方は光周波数弁別器１４１に出力され
る。光周波数弁別器１４１では、図２７に示すような弁
別特性により光周波数を弁別し、その出力電圧はピーク
検出器１４２を経由してインターフェース部（ＳＶ）１
４に出力される。
【０１７４】図２８は本実施形態の動作を説明するため
の波形図であり、光パルス波形に対する光周波数及び周
波数弁別器出力電圧を示す。
【０１７５】一般に、光周波数変動量Δｆは、光パルス
波形Ｓ（ｔ）とその微分値及び前記チャープ係数αによ
り次式（１）で示される。
【０１７６】
【数１】
【０１７７】式（１）により、例えばα＞０の場合、図
２８に示すように、光周波数は光パルス波形の立ち上が
りと立ち下がりで逆符号の微分パルスとして変動し、周
波数弁別器１４１出力には、ほぼそれに比例したパルス
波形が表れる。この周波数弁別器１４１出力波形のピー
クレベルをピーク検出器１４２で検出することにより、
周波数変動量のピーク値が検出される。
【０１７８】シミュレータにおいては、光周波数の変動
は、光の位相変動として光パルス波形に盛り込む。この
場合、前述したように直接周波数変動量の実測値を取り
込むことと、前記式（１）のチャープ係数αと光パルス
波形から周波数変動量を算出することとはほぼ同意であ
るが、直接実測する方がより正確にモニタしていると言
える。本実施形態によって、チャープ係数のモニタが可
能となる。
【０１７９】以上説明したように、第１６の実施形態で
は、光送信装置１０に光出力を分岐する光カプラ、光出
力波形から光周波数変動を検出する光周波数弁別器１４
１及びピーク検出器１４２を設け、周波数変動量に相関
する波長チャープ量をインターフェース部（ＳＶ）１４
経由で監視可能に構成したので、光送信装置１０の光出
力波形から光周波数変動をモニタすることによりチャー
プ係数を監視し、その情報をもとにシミュレータ１５に
より光受信装置での誤り率と符号誤り率を計算すること
が可能となる。
【０１８０】第１７の実施形態 図２９は本発明の第１７の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの構成を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１８１】本実施形態は、前記図１に示す第１の実施
形態に係る光伝送システムにおいて、光送信装置の消光
比（非発光時の光レベルに対する発光時の光レベルの
比）を検出しモニタするようにしたものである。
【０１８２】図２９において、１５０は光送信装置１０
の光出力波形の消光比を検出する消光比検出部（消光比
検出手段）であり、消光比検出部１５０出力はインター
フェース部（ＳＶ）１４に出力される。
【０１８３】図３０は上記消光比検出部１５０の詳細な
構成を示すブロック図である。
【０１８４】図３０において、１５１は光送信装置１０
内部で生成され、前記光出力波形に同期した分周クロッ
ク信号（ｆ0／Ｎ）、１５２は光電変換部を有するサン
プリングオシロスコープ、１５３は自動計測プログラム
を実行して消光比を計測する処理部である。
【０１８５】上記サンプリングオシロスコープ１５２及
び自動計測プログラム処理部１５３は、全体として消光
比検出部１５０を構成し、消光比検出部１５０は計測し
た消光比をインターフェース部（ＳＶ）１４に伝達す
る。
【０１８６】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０１８７】光送信装置（ＴＸ）１０、中継器１２、光
受信装置（ＲＸ）１３を備えて構成された光伝送システ
ムにおいて、各装置はインターフェース部（ＳＶ）１４
を経由して、シミュレータ１５の計算結果に基づき監視
制御される。
【０１８８】特に、光送信装置１０においては、消光比
検出部１５０により光出力波形の消光比が検出されモニ
タされる。
【０１８９】図３０に示すように、光送信装置１０から
の光出力信号の一部はサンプリングオシロスコープ１５
２に入力され、そのためのトリガ信号として光送信装置
１０内部で生成される分周クロック信号（ｆ0／Ｎ）１
５１が入力される。
【０１９０】サンプリングオシロスコープ１５２では、
内部の光電変換部により光信号を電気信号に変換して自
動計測プログラム処理部１５３に出力し、自動計測プロ
グラム処理部１５３は、自動計測プログラムを実行して
定期的に光出力信号の消光比を計測し、インターフェー
ス部（ＳＶ）１４に伝達する。
【０１９１】具体的には、消光比検出部１５０におい
て、光波形の発光時の光レベル（Ａとする）と非発光時
の光レベル（Ｂとする）の平均値をそれぞれ測定する。
消光比は、次式（２）により求められる。
【０１９２】 消光比［ｄＢ］＝１０ｌｏｇ（Ａ／Ｂ） …（２） サンプリングオシロスコープ１５２による測定は、自動
計測プログラムによって行われ、従来公知のアプリケー
ションソフトにより容易に作成できる。
【０１９３】また、サンプリングオシロスコープ１５２
と自動計測プログラム処理部１５３を備えた消光比検出
部１５０に代えて図３１に示す消光比検出部１６０を用
いるようにしてもよい。
【０１９４】図３１は上記消光比検出部１６０の詳細な
構成を示すブロック図である。
【０１９５】図３１において、１６１は光電変換部、１
６２はピーク検出部であり、前記図３０のサンプリング
オシロスコープ１５２及び自動計測プログラム処理部１
５３に代えて設置される。ピーク検出部１６２は、前記
図２６と同様なものが使用できる。
【０１９６】このような構成において、光送信装置１０
からの光出力波形のＨｉｇｈレベル（Ａ）とＬｏｗレベ
ル（Ｂ）を検出するようにすれば、図３０の場合と同様
に消光比の検出が可能であり、より簡易に構成すること
ができる。
【０１９７】以上説明したように、第１７の実施形態に
係る光伝送システムは、光送信装置１０の光出力波形の
消光比を検出する消光比検出部１５０を備え、消光比を
インターフェース部（ＳＶ）１４経由でシミュレータ１
５により監視可能に構成したので、シミュレータ１５の
計算パラメータの一つである光出力信号の消光比をモニ
タして、シミュレータ１５の計算結果により他のパラメ
ータを制御することができ、符号誤り率を最小又はＱ値
を最大にし、最大のシステムマージンを得ることができ
る。
【０１９８】第１８の実施形態 図３２は本発明の第１８の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの構成を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１と同一構成部分には同一符号を付している。
【０１９９】本実施形態は、前記図１に示す第１の実施
形態に係る光伝送システムにおいて、光受信装置の受信
波形ピークを検出しモニタするようにしたものである。
【０２００】図３２において、１７０は光受信装置１３
の受信波形ピークを検出する受信波形ピーク検出部であ
り、受信波形ピーク検出部１７０出力はインターフェー
ス部（ＳＶ）１４に出力される。
【０２０１】図３３は上記受信波形ピーク検出部１７０
を含む光受信装置の詳細な構成を示すブロック図であ
る。
【０２０２】図３３において、１７１は光受信装置１３
に入力された光入力信号を電気信号に変換する光電変換
部、１７２は光電変換された信号を等化増幅するＡＧＣ
（Automatic Gain Control）からなる等化増幅部、１７
３はレベル識別のためのしきい値電圧を発生するしきい
値電圧発生器、１７４は等化増幅された信号をしきい値
電圧と比較してレベル識別するレベル識別器、１７５は
レベル識別されたデータを信号抽出クロックによりタイ
ミング識別するＤフリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）であ
る。
【０２０３】等化増幅部１７２出力は、受信波形ピーク
検出部１７０を通してインターフェース部（ＳＶ）１４
に出力される。また、しきい値電圧発生器１７３により
発生するしきい値電圧は、レベル識別器１７４に出力さ
れるとともに、インターフェース部（ＳＶ）１４に出力
される。
【０２０４】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０２０５】光受信装置１３に入力された光入力信号
は、光電変換部１７１で電気信号に変換され、光電変換
された信号は等化増幅部１７２で一定振幅まで増幅され
る。等化増幅された信号の一方は、レベル識別器１７４
において、しきい値電圧発生器１７３からのしきい値電
圧と比較してＨｉｇｈ／Ｌｏｗにレベル識別され、Ｄ−
ＦＦ１７５でクロックにより識別再生される。
【０２０６】等化増幅された信号の他方は、受信波形ピ
ーク検出部１７０に入力され、受信波形ピーク検出部１
７０では、信号のＨｉｇｈレベル（ＶH）とＬｏｗレベ
ル（ＶL）を受信波形ピークとして検出し、インターフ
ェース部（ＳＶ）１４に転送する。また、レベル識別器
１７４に入力されるしきい値電圧発生器１７３のしきい
値電圧（ＶTH）もインターフェース部（ＳＶ）１４に転
送される。
【０２０７】ここで、シミュレータにより算出されたし
きい値電圧（ＶTH）により最適制御を行うには、受信波
形のＨｉｇｈレベル（ＶH）とＬｏｗレベル（ＶL）を把
握しておかなければならず、本実施形態のように、Ｖ
H、ＶLのばらつきや変動を検出しながらしきい値電圧Ｖ
THを制御すれば、より高精度な制御が可能となる。
【０２０８】また、例えば、シミュレータにおいて、転
送されたパラメータＶH、ＶL、ＶTHを基に正規化（norm
alized）されたしきい値電圧ＶTH0を用いる場合は、次
式（３）により算出する。
【０２０９】 ＶTH0＝（ＶL−ＶTH）／（ＶH−ＶL） …（３） 以上説明したように、第１８の実施形態では、光受信装
置１３に、受信波形ピークを検出する受信波形ピーク検
出部１７０を設け、Ｈｉｇｈレベル（ＶH）、Ｌｏｗレ
ベル（ＶL）を検出し、しきい値電圧ＶTH0とともにイン
ターフェース部（ＳＶ）１４経由でシミュレータ１５に
より監視可能に構成したので、シミュレータ１５におい
てしきい値電圧（ＶTH）を最適化することができ、最大
のシステムマージンを得ることができる。
【０２１０】第１９の実施形態 図３４は本発明の第１９の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの構成を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１と同一構成部分には同一符号を付している。
【０２１１】本実施形態は、前記図１に示す第１の実施
形態に係る光伝送システムにおいて、伝送路ファイバ中
の非線形現象（ＳＢＳ（Stimulated Brillouin Scatter
ing）：誘導ブリルアン散乱）を検出しモニタするよう
にしたものである。
【０２１２】図３４において、１８０は伝送路ファイバ
１１の入力端に設置され光出力を分岐する光カプラ、１
８１は入／出力光パワーをモニタする光パワーモニタで
あり、光パワーモニタ１８１出力はインターフェース部
（ＳＶ）１４に出力される。
【０２１３】上記光カプラ１８０及び光パワーモニタ１
８１は、全体として伝送路ファイバの入力端における入
力光パワー及び伝送路ファイバからの戻り光パワーをモ
ニタするモニタ手段を構成する。
【０２１４】すなわち、本光伝送システムは、伝送路フ
ァイバ１１の入力端に入／出力光パワーをモニタするた
めの光カプラ１８０と光パワーモニタ１８１を付加した
構成であり、各々の光レベルをインターフェース部（Ｓ
Ｖ）１４を経由してシミュレータ１５に転送可能に構成
される。
【０２１５】図３５は上記伝送路ファイバのＳＢＳモニ
タとＳＢＳ制御を行う光送信装置の詳細な構成を示すブ
ロック図である。
【０２１６】図３５において、１８２はバイアス電流を
供給するバイアス電流源、１８３は電流変調をかけるた
めの低周波発振器、１８４は光信号を出力する光源であ
る半導体レーザ、１８５は電気入力信号により光変調器
を駆動する光変調器駆動回路、１８６は光変調器駆動回
路１８５により半導体レーザ出力光を変調する光変調器
である。上記低周波発振器１８３の出力レベルは、イン
ターフェース部（ＳＶ）１４を経由して外部から制御可
能である。
【０２１７】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０２１８】従来の光送信器（電子情報通信学会、光通
信システム研究会ＯＣＳ９１−４９）でも知られている
ように、ファイバ入力パワーがある一定以上になると、
ファイバ中のの非線形現象（ＳＢＳ：誘導ブリルアン散
乱）により、後方散乱光パワーが増加し始め、ファイバ
出力が飽和し始める。
【０２１９】そこで、本実施形態では伝送路ファイバの
入力端でＳＢＳをモニタし光源のスペクトル線幅を電流
変調により増加させることにより、後方散乱光が増加し
始める入力光パワーいわゆるＳＢＳしきい値を改善させ
ることができる。
【０２２０】図３４及び図３５により動作を説明する
と、半導体レーザ１８４には、バイアス電流を供給する
バイアス電流源１８２と電流変調をかけるための低周波
発振器１８３が接続され、その低周波発振器１８３の出
力レベルは外部から制御可能である。電流変調量が制御
可能であるため、光源のスペクトル線幅が可変である。
ここで、電流変調を与える手段は、電圧源でなくても電
流源でもよい。
【０２２１】半導体レーザ１８４の出力光は、光変調器
１８６に入力され、光変調器１８６は光変調器駆動回路
１８５により変調されて光信号出力が出力される。
【０２２２】このように、各伝送路ファイバ入力光と後
方散乱光（戻り光）レベルをモニタし、何れのファイバ
でもＳＢＳが生じないように光源の線幅を制御すること
ができる。
【０２２３】以上説明したように、第１９の実施形態に
係る光伝送システムは、伝送路ファイバ１１の入力端に
入／出力光パワーをモニタするための光カプラ１８０及
び光パワーモニタ１８１を付加し、各々の光レベルをイ
ンターフェース部（ＳＶ）１４を経由してシミュレータ
１５に転送可能にするとともに、光源のスペクトル線幅
を外部から制御可能に構成したので、伝送路ファイバ１
１の入力端でＳＢＳをモニタしながら光源の線幅を制御
することができ、ＳＢＳを自動的に抑制してＳＢＳが生
じない安定したシステムを構築することができる。
【０２２４】第２０の実施形態 図３６は本発明の第２０の実施形態に係る光伝送シミュ
レータを用いた光伝送システムの構成を示す図である。
本実施形態に係る光伝送システムの説明にあたり前記図
１と同一構成部分には同一符号を付している。
【０２２５】本実施形態は、前記図１に示す第１の実施
形態に係る光伝送システムにおいて、伝送路ファイバの
波長分散モニタを行うようにしたものである。
【０２２６】図３６において、光送信装置１９０は、発
振器１９１、波長可変光源１９２（波長λ１）、参照光
源１９３（波長λ２）、光送信器（ＴＸ）１９４（波長
λ０）、及び３つの光源の波長λ０，λ１，λ２を波長
多重して伝送路ファイバ１１に送出する送信側ＷＤＭ１
９５から構成される。
【０２２７】また、光受信装置２００は、伝送された光
信号を３波長λ０，λ１，λ２に分離する受信側ＷＤＭ
２０１、波長λ０成分を受光する光受信器２０２、波長
λ１成分を光／電気（Ｏ／Ｅ）変換して受光する第１の
受光素子２０３、波長λ２成分を光／電気変換して受光
する第２の受光素子２０４、及び第１の受光素子２０３
の信号と第２の受光素子２０４の信号の位相差を比較す
る位相比較器２０５から構成される。
【０２２８】以下、上述のように構成された光伝送シス
テム及びその監視制御方法の動作を説明する。
【０２２９】光送信装置１９０は、光送信器１９４、波
長可変光源１９２及び参照光源１９３を有し、波長可変
光源１９２及び参照光源１９３は発振器１９１により変
調される。
【０２３０】送信側ＷＤＭ１９５では、光送信器１９
４、波長可変光源１９２及び参照光源１９３からの３つ
の光源の波長λ０，λ１，λ２を波長多重して伝送路フ
ァイバ１１に送出する。
【０２３１】光受信装置２００の受信側ＷＤＭ２０１で
は、伝送された光信号を３波長λ１，λ２，λ３に分離
し、波長λ０成分を光受信器２０２に、波長λ１成分を
第１の受光素子２０３に、波長λ２成分を第２の受光素
子２０４にそれぞれ入力する。
【０２３２】第１の受光素子２０３の受光信号と第２の
受光素子２０４の受光信号は、位相比較器２０５に入力
され、位相比較器２０５では第１の受光素子２０３の信
号と第２の受光素子２０４の信号の位相差を検出する。
【０２３３】そして、インターフェース部（ＳＶ）１４
を経由して光送信装置１９０の波長可変光源１９２の波
長を変えていき、光受信装置２００側でλ２成分の信号
に対するλ１成分の位相差を測定する。なお、同等な伝
送路が施設されていれば、上記ＷＤＭを用いなくても同
様な測定が可能である。
【０２３４】そして、インターフェース部（ＳＶ）１４
経由で前記位相差の波長依存データをシミュレータ１５
に転送する。
【０２３５】図３７は光ファイバの波長分散の測定原理
を説明するための図であり、光の群遅延と波長分散の関
係を示す。
【０２３６】図３７において、前記λ２成分の信号に対
するλ１成分の信号の位相差は、光ファイバの群遅延の
相対値に相当する。一方、一般に光ファイバの波長分散
は、群遅延の波長微分から得られるので、前記位相差の
データを波長で微分することにより、各波長での波長分
散値が得られる。この波長分散データは、市販の測定器
（例えば、ＨＰ社製、型名：８３４６７Ａ）を用いても
容易に取得することができる。
【０２３７】以上説明したように、第２０の実施形態に
係る光伝送システムは、光送信装置１９０が、光送信器
１９４の光源と、変調された波長可変光源１９２及び参
照光源１９３とを波長多重して伝送路ファイバに送出す
る送信側ＷＤＭ１９５を備え、また、光受信装置２００
が、伝送された光信号を少なくとも３つの波長の光信号
に分離する受信側ＷＤＭ２０１と、光送信器１９４から
の波長λ０の光信号を受信する光受信器２０２と、波長
可変光源１９２からの波長λ１の光信号を電気に変換す
る第１の受光素子２０３と、参照光源１９３からの波長
λ２の光信号を電気に変換する第２の受光素子２０４
と、第１の受光素子２０３からの波長λ１の光信号と第
２の受光素子２０４からの波長λ２の光信号の位相差を
検出する位相比較器２０５とを備え、シミュレータ１５
が、位相差を基に伝送路の波長分散を算出し、その算出
値により各パラメータの最適化を行い、最適化されたパ
ラメータに基づいて符号誤り率が最小又はＱ値が最大に
なるようにインターフェース部（ＳＶ）１４経由で各装
置を制御するようにしたので、以下のような効果を得る
ことができる。
【０２３８】すなわち、参照光源と波長可変光源の相対
伝搬遅延の波長依存性を実測することができるので、そ
の実測値をシミュレータ１５に取り込み伝送路の波長分
散を求めるようにすれば、その値を用いて符号誤り率と
Ｑ値の計算を行うことができる。さらに、その計算結果
により各パラメータの最適化を行い、そのパラメータ値
になるようＳＶ１４経由で制御することにより、符号誤
り率を最小又はＱ値を最大にし、最大のシステムマージ
ンを得ることができる。
【０２３９】したがって、このような優れた特長を有す
る光伝送システム及びその監視制御方法を、例えば光加
入者ネットワークシステムに適用すれば、この装置にお
いてシステムマージンの増大を図ることができ、特に、
通信容量の増加に伴う光アンプの増設が必要な装置に適
用して好適である。
【０２４０】なお、上記各実施形態に係る光アンプを、
上述したような基幹伝送システムや光加入者ネットワー
クシステム等に適用することもできるが、勿論これには
限定されず、光信号を伝送するシステムを備えたもので
あれば全ての装置に適用可能であることは言うまでもな
い。
【０２４１】また、上記光アンプ、及びシステムを構成
するカプラ、フィルタ、ＷＤＭ、各種検出部等の種類、
数、接続方法、各装置におけるパラメータの種類、さら
にはシミュレーション方法などは前述した各実施形態に
限られないことは言うまでもない。
【０２４２】
【発明の効果】本発明に係る光伝送システム及びその監
視制御方法では、各装置における伝送品質の劣化要因を
パラメータとして設定する設定手段と、各装置の状態を
監視し、パラメータを収集する収集手段と、収集された
パラメータに基づいて符号誤り率、Ｑ値又は四光波混合
を生じない波長条件をシミュレーションにより求め、該
符号誤り率が最小又は該Ｑ値が最大になるように、又は
該四光波混合を生じない波長条件が得られるように各装
置を制御する制御手段とを備えているので、システム運
用中もより多くのシステムマージンを取ることのできる
光伝送システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る光伝送
システム及びその監視制御方法の構成を示す図である。
【図２】上記光伝送システム及びその監視制御方法のレ
ベルダイヤグラムを示す図である。
【図３】上記光伝送システム及びその監視制御方法のシ
ミュレーションを説明するための図である。
【図４】上記光伝送システム及びその監視制御方法のシ
ミュレーションを説明するためのシミュレーション計算
の流れを示す図である。
【図５】上記光伝送システム及びその監視制御方法のシ
ミュレーションを説明するための受信電流波形図であ
る。
【図６】上記光伝送システム及びその監視制御方法のシ
ミュレーションを説明するための受信電気信号の雑音密
度分布を示す図である。
【図７】上記光伝送システム及びその監視制御方法のシ
ミュレーションを説明するための光受信電力と符号誤り
率との関係を示す図である。
【図８】上記光伝送システム及びその監視制御方法のシ
ミュレーションを説明するための伝送距離とパワーペナ
ルティの関係を示す図である。
【図９】上記光伝送システム及びその監視制御方法のシ
ミュレーションを説明するためのシングルチャンネル
（１波長）計算時とＷＤＭ（波長多重）計算時の適応条
件を示す図である。
【図１０】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
シミュレーションを説明するためのシミュレーションで
得られた符号誤り率を示す特性図である。
【図１１】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
シミュレーションを説明するためのシミュレーションで
得られたパワーペナルティーを示す特性図である。
【図１２】本発明を適用した第２の実施形態に係る光伝
送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図１３】本発明を適用した第３の実施形態に係る光伝
送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図１４】本発明を適用した第４の実施形態に係る光伝
送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図１５】本発明を適用した第５の実施形態に係る光伝
送システム及びその監視制御方法を構成を示す図であ
る。
【図１６】本発明を適用した第６の実施形態に係る光伝
送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図１７】本発明を適用した第７の実施形態に係る光伝
送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図１８】本発明を適用した第８の実施形態に係る光伝
送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図１９】本発明を適用した第１１の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図２０】本発明を適用した第１２の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図２１】本発明を適用した第１３の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図２２】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
分散補償器（ＤＣ）の構成を示す図である。
【図２３】本発明を適用した第１４の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図２４】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
チャープ係数αをパラメータとした場合の波形劣化によ
るペナルティの分散量Ｄ依存性を示す特性図である。
【図２５】本発明を適用した第１５の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図２６】本発明を適用した第１６の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図２７】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
周波数弁別器の弁別特性を示す図である。
【図２８】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
動作を説明するための波形図である。
【図２９】本発明を適用した第１７の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図３０】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
消光比検出部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３１】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
他の消光比検出部の詳細な構成を示すブロック図であ
る。
【図３２】本発明を適用した第１８の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図３３】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
受信波形ピーク検出部を含む光受信装置の詳細な構成を
示すブロック図である。
【図３４】本発明を適用した第１９の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図３５】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
伝送路ファイバのＳＢＳモニタとＳＢＳ制御を行う光送
信装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３６】本発明を適用した第２０の実施形態に係る光
伝送システム及びその監視制御方法の構成を示す図であ
る。
【図３７】上記光伝送システム及びその監視制御方法の
光ファイバの波長分散の測定原理を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
１０，３０，３１，８０，１９０ 光送信装置（ＴＸ）
（光送信器）、１１光伝送路、１２ 中継器、１３，７
０，２００ 光受信装置（ＲＸ）（光受信器）、１４
インターフェース部（ＳＶ）、１５ シミュレータ、３
２，１９５送信側ＷＤＭ、３３，２０１ 受信側ＷＤ
Ｍ、６０ 光中継器、６１ 分散補償器（ＤＣ）、８
１，１８４ 半導体レーザ、８２，１８６ 光変調器、
８３ 光変調駆動回路、８４ バイアス制御回路、８５
出力振幅制御回路、９０ 信号波長検出器、１４０，
１８０ 光カプラ、１４１ 光周波数弁別器、１４２
ピーク検出器、１５０ 消光比検出部（消光比検出手
段）、１７０ 受信波形ピーク検出部、１８１ 光パワ
ーモニタ、１９１ 発振器、１９２ 波長可変光源（波
長λ１）、１９３ 参照光源（波長λ２）、２０２ 光
受信器、２０３ 第１の受光素子、２０４ 第２の受光
素子、２０５ 位相比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 孝 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光端局装置及び中継装置を備えた光伝送
    システムにおいて、 前記各装置における伝送品質の劣化要因をパラメータと
    して設定する設定手段と、 前記各装置の状態を監視し、前記パラメータを収集する
    収集手段と、 前記収集されたパラメータに基づいて符号誤り率又はＱ
    値をシミュレーションにより求め、該符号誤り率が最小
    又は該Ｑ値が最大になるように前記各装置を制御する制
    御手段とを備えたことを特徴とする光伝送システム。
  2. 【請求項２】 前記各装置は、 少なくとも光送信器、光ファイバ、光増幅器、光フィル
    タ又は光受信器の何れか１以上を備え、 前記パラメータは、 前記光送信器では、 擬似ランダム符号パターン段数、伝送速度、信号光波
    長、光送信器出力の波長チャープ量及び消光比、又は光
    送信器の光出力ＳＮ比を、 前記光ファイバでは、 各波長における１次分散値及び２次分散値、非線形定
    数、ファイバ長、ファイバの伝送損失、又は入力光パワ
    ーを、 前記光増幅器では、 信号利得、ＮＦ（雑音指数）、又は入出力光パワーを、 前記光フィルタでは、 透過帯域幅、又は挿入損失を、 前記光受信器では、 光／電気変換効率、受信帯域（電気）、受信波形ピーク
    値又はＱ値の何れかを用いることを特徴とする請求項１
    記載の光伝送システム。
  3. 【請求項３】 前記各装置に監視線を接続し、 前記監視線を用いて前記収集手段により前記パラメータ
    を自動的に収集するとともに、 前記監視線を介して前記制御手段により前記各装置に対
    する制御を自動的に行うことを特徴とする請求項１記載
    の光伝送システム。
  4. 【請求項４】 前記各装置毎に、前記収集手段及び前記
    制御手段を分散的に配置したことを特徴とする請求項１
    記載の光伝送システム。
  5. 【請求項５】 前記各装置毎に、前記収集手段及び前記
    制御手段を分散的に配置し、かつ独立して前記制御を行
    うことを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
  6. 【請求項６】 上り回線及び下り回線からなる伝送路を
    備え、 前記伝送路を介して前記収集手段による前記パラメータ
    収集及び前記制御手段による制御を行うことを特徴とす
    る請求項１記載の光伝送システム。
  7. 【請求項７】 異なる光波長で、かつ双方向伝送が可能
    な伝送路を備え、 前記伝送路を介して前記収集手段による前記パラメータ
    収集及び前記制御手段による制御を行うことを特徴とす
    る請求項１記載の光伝送システム。
  8. 【請求項８】 複数の光波長により伝送する光伝送シス
    テムであって、 各波長において最適な状態になるように前記設定手段に
    よる前記パラメータの設定、前記収集手段による前記パ
    ラメータ収集及び前記制御手段による制御を行うことを
    特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
  9. 【請求項９】 波長チャンネルを変更したとき前記パラ
    メータを自動的に変更する手段を備え、 該変更されたパラメータに基づいて前記収集手段による
    前記パラメータ収集及び前記制御手段による制御を行う
    ことを特徴とする請求項８記載の光伝送システム。
  10. 【請求項１０】 波長チャンネルがシステムダウンした
    とき該システムダウンした波長チャンネル以外の波長チ
    ャンネルに影響を与えないように前記パラメータを自動
    的に変更する手段を備え、 該変更されたパラメータに基づいて前記収集手段による
    前記パラメータ収集及び前記制御手段による制御を行う
    ことを特徴とする請求項８記載の光伝送システム。
  11. 【請求項１１】 前記各装置を複数備え、 前記符号誤り率が最小又は前記Ｑ値が最大になるように
    前記複数の各装置の組み合わせを選択することを特徴と
    する請求項１記載の光伝送システム。
  12. 【請求項１２】 前記各装置を複数備え、 前記符号誤り率が最小又は前記Ｑ値が最大になるように
    前記複数の各装置を組み合わせ、前記制御手段による制
    御を自動的に行うことを特徴とする請求項１１記載の光
    伝送システム。
  13. 【請求項１３】 前記各装置毎に伝送路ファイバの波長
    分散を補償する分散補償器を備え、 前記分散補償器は、該分散補償量を前記収集手段を経由
    して前記制御手段により制御可能にしたことを特徴とす
    る請求項１記載の光伝送システム。
  14. 【請求項１４】 請求項１又は８の何れかに記載の光伝
    送システムにおいて、 光送信器が、波長チャープ量を制御する手段を備え、該
    波長チャープ量を前記収集手段を経由して前記制御手段
    により制御可能にしたことを特徴とする光伝送システ
    ム。
  15. 【請求項１５】 複数の光波長により伝送する光伝送シ
    ステムであって、 各信号波長をパラメータとして検出及び収集する手段を
    備え、 前記制御手段は、シミュレーションにより四光波混合を
    生じない波長条件を算出し、該波長条件に一致するよう
    に制御することを特徴とする請求項８記載の光伝送シス
    テム。
  16. 【請求項１６】 請求項１又は８の何れかに記載の光伝
    送システムにおいて、 光送信器の光出力波形から光周波数変動を検出し、該周
    波数変動量に相関する波長チャープ量を前記収集手段を
    経由して監視可能にしたことを特徴とする光伝送システ
    ム。
  17. 【請求項１７】 請求項１又は８の何れかに記載の光伝
    送システムにおいて、 光送信器の光出力波形の消光比を検出する消光比検出手
    段を備え、該消光比を前記収集手段を経由して監視可能
    にしたことを特徴とする光伝送システム。
  18. 【請求項１８】 請求項１記載の光伝送システムにおい
    て、 光受信器の受信波形のレベルを、しきい値電圧を用いて
    検出する検出手段を備え、検出した受信波形のレベル及
    び前記しきい値電圧を前記収集手段を経由して監視可能
    にしたことを特徴とする光伝送システム。
  19. 【請求項１９】 請求項１記載の光伝送システムにおい
    て、 伝送路ファイバの入力端における入力光パワー及び該伝
    送路ファイバからの戻り光パワーをモニタする手段と、 光送信器の光源のスペクトル線幅を外部から制御可能な
    手段とを備え、 前記モニタ手段の出力を基に前記スペクトル線幅を外部
    から制御して誘導ブリルアン散乱を自動的に抑制するよ
    うにしたことを特徴とする光伝送システム。
  20. 【請求項２０】 請求項１又は８の何れかに記載の光伝
    送システムにおいて、 光送信側は、 光送信器の光源と、変調された波長可変光源及び参照光
    源とを波長多重して伝送路ファイバに送出する手段を備
    え、 光受信側は、 伝送された光信号を少なくとも３つの波長の光信号に分
    離する手段と、 光送信器からの波長の光信号を受信する光受信器と、 前記波長可変光源からの波長の光信号を電気に変換する
    第１の受光素子と、 前記参照光源からの波長の光信号を電気に変換する第２
    の受光素子と、 前記第１の受光素子からの波長の光信号と前記第２の受
    光素子からの波長の光信号の位相差を検出する手段とを
    備え、 前記制御手段は、 前記位相差を基に伝送路の波長分散を算出し、該算出値
    により各パラメータの最適化を行い、最適化されたパラ
    メータに基づいて符号誤り率が最小又はＱ値が最大にな
    るように前記各装置を制御することを特徴とする光伝送
    システム。
  21. 【請求項２１】 光端局装置及び中継装置を備えた光伝
    送システムの監視制御方法において、 前記各装置における伝送品質の劣化要因をパラメータと
    して設定しておき、 シミュレータが、前記各装置の状態を監視して前記パラ
    メータを収集し、 収集したパラメータに基づいて符号誤り率、Ｑ値又は四
    光波混合を生じない波長条件をシミュレーションして、
    該符号誤り率が最小又は該Ｑ値が最大になるように、又
    は該四光波混合を生じない波長条件が得られるように前
    記各装置を制御することを特徴とする光伝送システムの
    監視制御方法。
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