CN102884734A - 光通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备多个由发送处理部以及接收处理部构成的光传送系统的光通信系统，发送处理部具备：光发送部（2a、2b），将多个电信号变换为光信号而生成信号光；预备光发送部（4a、4b），将多个电信号中的一部分变换为光信号而生成与由光发送部（2a、2b）生成的信号光不同的波长的信号光，并输出到其他发送处理部；以及波分复用部（3a、3b），复用信号光并输出到光纤传送路，接收处理部具备：波长分离部（6a、6b），将被复用的状态的信号光分波为每个波长的信号光；光接收部（7a、7b），将被分波的信号光中的、由光发送部（2a、2b）生成的波长的信号光变换为电信号；以及预备光接收部（8a、8b），将被分波的信号光中的、由预备光发送部（4a、4b）生成的波长的信号光变换为电信号。

Description

光通信系统

技术领域

本发明涉及对波长不同的多个信号光进行复用而传送的光通信系统。

背景技术

在使用海底光缆那样的长距离的波分复用光通信系统中，伴随波分复用数的增加，光发送器以及光接收器的数量增大，这些设备（光发送器、光接收器）的故障概率增大，所以存在系统的可靠性降低这样的问题。

作为用于解决这样的问题的手法，在下述非专利文献1中，记载了通过具备预备的光发送器以及光接收器来改善了系统的可靠性的冗余化结构的系统。

在非专利文献1记载的系统中，发送侧包括与复用传送的各信号光分别对应的多个光发送器（现用系统的光发送器）、以及预备系统的光发送器、和对从现用系统以及预备系统的各光发送器输出的信号光进行复用而输出到海底光缆的复用部，接收侧包括对经由海底光缆接收到的信号光（被复用的状态的信号光）进行分波的分离部、和与分波之后的各信号光对应的多个光接收器（现用系统的光接收器）、以及预备系统的光接收器。另外，向现用系统的各光发送器输入的信号被分支而输入到预备系统的光发送器，预备系统的光发送器能够选择所输入的信号中的1个信号来变换为光信号，并输出到复用部。预备系统的光接收器能够经由分离部接收从预备系统的光发送器发送的信号光，并变换为电信号之后，输出到与现用系统的光接收器连接的传送路中的某一个传送路。

通过采用这样的结构，在非专利文献1记载的以往的系统中，实现了可靠性的改善。例如，在现用系统的光发送器中的某一个光发送器发生故障的情况下，预备系统的光发送器以及光接收器代替故障的光发送器以及与该光发送器成对的光接收器，传送信息。即，预备系统的光发送器选择与向故障的光发送器的输入信号相同的信号来变换为信号光并进行发送。然后，预备系统的光接收器接收从预备系统的光发送器发送的信号光而变换为电信号，输出到与接收来自故障的光发送器的信号光的现用系统的光接收器连接的传送路。这样，在采用了非专利文献1中公开的结构的系统中，即使在现用系统的一部分中发生了故障，也能够维持正常的通信。

非专利文献1：“10GBPS  REDUNDANT LINETERMINATING UNIT FOR SUBMARINE CABLE SYSTEMS”、SubOptic2001（2001International Convention on Subsea Networks）Paper number P4.2.1

发明内容

但是，当伴随系统的大规模化而光发送器、光接收器以外的装置结构复杂化，光放大、色散补偿等部件件数增大时，存在如下问题：即使采用非专利文献1中公开的结构来使光发送器和光接收器冗余化，系统整体的可靠性的改善效果也低，得不到充分的可靠性。

例如，如果系统变得大规模化，则作为故障率比与上述复用部、分离部相当的合波器、分波器高的有源部件的光放大器的数量增大，用于对被复用的状态的光进行放大的光放大器的数量也增大。而且，在对被复用的状态的光进行放大的光放大器发生故障的情况下，根本无法继续通信，成为系统的故障。这样，在非专利文献1中公开的结构中，在处理被复用的状态的信号光的部件发生故障时，完全无法处置。即，处理被复用的状态的信号光的部位处的可靠性未得到改善。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于得到一种可靠性比以往高的光通信系统。

为了解决上述课题并达成目的，本发明提供一种光通信系统，具备多个光传送系统，该光传送系统包括经由光纤传送路对信号光进行发送接收的发送处理单元以及接收处理单元，其特征在于，所述发送处理单元具备：光发送部，将多个电信号作为输入，将各输入信号变换为光信号而生成分别不同的波长的信号光；预备光发送部，将所述多个电信号中的一部分的信号变换为光信号而生成与由所述光发送部生成的信号光不同的波长的信号光，并向其他发送处理单元输出；以及波分复用部，对由所述光发送部生成的各信号光、以及由其他发送处理单元的预备光发送部生成的信号光进行复用，并向所连接的光纤传送路输出，所述接收处理单元具备：波长分离部，接收从所述发送处理单元向光纤传送路输出的信号光，将被复用的状态的信号光分波为每个波长的信号光；光接收部，将由所述波长分离部分波的信号光中的、由光发送部生成的波长的信号光变换为电信号；以及预备光接收部，将由所述波长分离部分波的信号光中的、由预备光发送部生成的波长的信号光变换为电信号。

本发明的光通信系统在处理被复用的状态的信号光的部件发生故障的情况下也能够继续进行利用了预备系统的通信，所以起到如下效果：能够实现比以往高的障碍耐性，能够提高可靠性。

附图说明

图1是示出实施方式1的光通信系统的结构例的图。

图2是用于说明构成光通信系统的一部分的设备发生故障时的动作的图。

图3是示出实施方式2的光通信系统的结构例的图。

（符号说明）

1、1a、1b：耦合器；2、2a、2b：光发送部；21、21a、21b：光发送器；3a、3b、3c：波分复用部；31、31a、31b、34、34a、34b：光放大器；32、32a、32b、35、35a、35b：色散补偿光纤；33a、33b、33c：波分复用器；36、36a、36b：输出部；4、4a、4b：预备光发送部；41、41a、41b：切换器；42、42a、42b：光发送器；5、5a、5b：光纤传送路；6a、6b、6c：波长分离部；61、61a、61b：输入部；62、62a、62b、66、66a、66b：光放大器；63、63a、63b、65、65a、65b：色散补偿光纤；64a、64b、64c：波长分离器；7、7a、7b：光接收部；71、71a、71b：光接收器；8、8a、8b：预备光接收部；81、81a、81b：光接收器；82、82a、82b：切换器；9、9a、9b：耦合器。

具体实施方式

以下，根据附图，详细说明本发明的光通信系统的实施方式。另外，本发明不限于该实施方式。

实施方式1.

图1是示出本发明的光通信系统的实施方式1的结构例的图。图1所示的光通信系统包括作为发送侧的光通信装置的发送站、以及作为接收侧的光通信装置的接收站，发送站和接收站通过多个传送路（光纤传送路5a、5b）连接。在本实施方式中，设想了光纤传送路5a以及5b是捆成1个的海底光缆的情况，但它们是独立的2根光纤，经由光纤传送路发送接收信号光的各光传送系统是独立的波分复用光传送系统。在光纤传送路5a以及5b中，根据需要，以规定的距离间隔设置光中继器，在光中继器中对接收到的信号光进行放大而进行中继。

发送站具备相同结构的多个发送处理部。接收站也同样地具备相同结构的多个接收处理部。此处，仅说明第1光传送系统中包含的第1发送处理部以及第1接收处理部，省略第2光传送系统中包含的第2发送处理部以及第2接收处理部的说明。另外，对第1光传送系统中包含的各构成要素的符号附加了‘a’，对第2光传送系统中包含的各构成要素的符号附加了‘b’。

首先，说明第1发送处理部。如图所示，第1发送处理部具备多个耦合器1a、光发送部2a、波分复用部3a以及预备光发送部4a。

耦合器1a对光发送部2a以及预备光发送部4a分配从输入端#1输入的信号（电信号）。

光发送部2a由将从连接的耦合器1a接收到的电信号变换为光信号的多个光发送器21a构成。各光发送器21a分别生成不同波长的光（信号光）。

波分复用部3a包括：多个光放大器31a，对信号光进行放大；多个色散补偿光纤32a，进行由光放大器31a放大后的信号光的色散补偿；波分复用器33a，对被放大以及色散补偿之后的各信号光进行复用；光放大器34a以及色散补偿光纤35a，将通过波分复用器33a复用到1根光纤的光作为对象而进行放大以及色散补偿；以及输出部36a，将被实施了复用、放大、色散补偿等的结果得到的信号光输出到光纤传送路5a。另外，在波分复用器33a的前级，除了上述光放大器31a、色散补偿光纤32a以外，也可以根据需要配置降低波长间的串扰的滤波器、校正波长间的电平偏差的滤波器、消除偏振状态的偏差的偏振波扰频器等。

预备光发送部4a包括：切换器41a，接收从各耦合器1a输出的信号，选择其中的1个信号而输出；以及光发送器42a，将由切换器41a选择出的信号变换为光信号。光发送器42a生成并输出与构成光发送部2a的各光发送器21a不同的波长的信号光。

另外，如图所示，将从预备光发送部4a输出的信号光输入到第2发送处理部的波分复用部3b，在进行了放大处理、色散补偿处理、与从光发送部2b输出的各信号光的复用处理等之后，输出到第2接收处理部。

接下来，说明第1接收处理部。如图所示，第1接收处理部具备波长分离部6a、光接收部7a、预备光接收部8a以及耦合器9a。

波长分离部6a包括：输入部61a，从光纤传送路5a接收被复用的状态的信号光；光放大器62a以及色散补偿光纤63a，将被复用的状态的信号光作为对象而进行放大以及色散补偿；波长分离器64a，将被复用的状态的信号光分波为每个波长的光；多个色散补偿光纤65a以及光放大器66a，将分波之后的各信号光作为对象而进行色散补偿以及放大。另外，在波长分离器64a的后级，除了上述色散补偿光纤65a、光放大器66a以外，也可以根据需要配置降低波长间的串扰的滤波器、校正波长间的电平偏差的滤波器、消除偏振状态的偏差的偏振波扰频器等。

光接收部7a由将分波之后的信号光中的特定波长的信号光变换为电信号而输出的多个光接收器71a构成。各光接收器71a与构成第1发送处理部的光发送部2a的光发送器21a中的某一个对应起来，接收由所对应的光发送器21a生成的信号光，并变换为电信号。

预备光接收部8a包括：光接收器81a，接收分波之后的信号光中的由预备光发送部4a生成的信号光并变换为电信号；以及切换器82a，将从光接收器81a输出的电信号输出到与光接收器71a连接的传送路中的某一个传送路。

另外，如图所示，从预备光发送部4a输出并通过第2发送处理部的波分复用部3b以及第2接收处理部的波长分离部6b实施了规定的处理（与波分复用部3a以及波长分离部6b实施的处理同样的处理）之后的信号光也被输入到预备光接收部8a。

耦合器9a选择并输出从光接收部7a接收到的信号或者从预备光接收部8a接收到的信号。

如上所述，本实施方式的光通信系统包括独立的2个光传送系统（第1以及第2光传送系统），并且，各光传送系统具备预备的光发送部以及光接收部。而且，对于从预备的光发送部（预备光发送部4a、4b）输出的信号光，经由其他光传送系统的波分复用部以及波长分离部，传送到相对的预备的光接收部（预备光接收部8a、8b）。由此，能够实现比以往高的障碍耐性。

参照图2来说明其理由。图2是用于说明构成了实施方式1的光通信系统的一部分的设备发生故障时的动作的图。

（光发送部2a的光发送器21a发生故障的情况）

如图2所示，在本实施方式的光通信系统中，在检测到光发送器21a中的1个发生故障的情况下，预备光发送部4a的切换器41a选择从与检测到故障的光发送器21a连接的耦合器1a分配的信号并输出到光发送器42a。其结果，由光发送器42a选择出的信号，通过光发送器42a被变换为光信号，经由构成了第2光传送系统的波分复用部3b、光纤传送路5b以及波长分离部6b到达预备光接收部8a。然后，通过预备光接收部8a的光接收器81a变换为电信号。另外，切换器82a将输入信号的输出目的地切换为与检测到上述故障的光发送器21a对应起来的光接收器71a所连接的耦合器9a。被输入了来自切换器82a的信号的耦合器9a选择来自切换器82a的输入信号而输出到传送路。

这样，在本实施方式的光通信系统中，能够代替发生故障的光发送器21a，使用预备系统（从预备光发送部4a到达预备光接收部8a的传送路径）来继续通信。另外，在光接收器71a发生故障的情况下，也同样地根据故障部位而切换预备光发送部4a的切换器41a以及预备光接收部8a的切换器82a，从而能够继续通信。

（波分复用部3a的光放大器34a发生故障的情况）

在该情况下，处理复用后的信号光的部件发生故障，所以从光发送部2a输出的信号光都无法经由光纤传送路5a进行传送（参照图2）。但是，通过利用预备光发送部4a，能够将由耦合器1a分配的信号中的1个信号传送到接收侧。在采用了具备多个预备系统（预备光发送部4a、预备光接收部8a）的结构的情况下，能够将多个信号（与预备系统的数量相同数量的信号）传送到接收侧。相对于此，在以往的光通信系统（采用了上述非专利文献1中公开的结构的光通信系统）中，在处理复用后的信号光的部件发生故障的情况下，预备系统的光发送器发送的信号光也不能传送到接收侧。在波长分离部6a中，处理被复用的状态的信号光的部件（光放大器62a等）发生故障的情况下，同样也能够正常地传送至少1个信号（与预备系统的数量相同数量的信号）。另外，关于传送哪个信号，例如，如果所传送的信号的优先级（重要度）不同，则选择优先级高的信号来传送。另外，在优先级相同的情况下，如果各信号中包含的信息量不同，则也可以选择信息量更多的信号来传送等。

这样，在本实施方式的光通信系统中，即使在处理被复用的状态的信号光的部件发生故障的情况下，对于一部分的信号，也能够使用预备系统来正常地进行传送。

如上所述，在本实施方式的光通信系统中，与采用了上述非专利文献1中记载的结构的以往的系统同样地，即使处理被复用之前的每个波长的信号光的部件（例如，图2的光发送器21a）发生故障，也能够继续通信。进而，即使在处理被复用的状态的信号光的部件（例如，图2的光放大器34a）发生故障的情况下，也能够继续进行利用了预备系统的通信。因此，能够实现比以往高的障碍耐性，能够实现可靠性高的光通信系统。

另外，在本实施方式中，为简化说明，说明了各光传送系统具备1组预备光发送器和预备光接收器的情况，但也可以具备多组。

实施方式2.

接下来，说明实施方式2的光通信系统。在实施方式1中，说明了具备多个独立的光传送系统的情况，但在本实施方式中，说明通过单一的光传送系统来实现高的障碍耐性的光通信系统。

图3是示出实施方式2的光通信系统的结构例的图。如图所示，在本实施方式的发送站中，作为发送处理部，具备多个耦合器1、光发送部2、波分复用部3c以及预备光发送部4。波分复用部3c以外的部分与实施方式1的发送站具备的发送处理部（第1以及第2发送处理部）相同。其中，预备光发送部4将生成的信号光输出到波分复用部3c。另外，在本实施方式的接收站中，作为接收处理部，具备波长分离部6c、光接收部7、预备光接收部8以及耦合器9。波长分离部6c以外的部分与实施方式1的接收站具备的接收处理部（第1以及第2接收处理部）相同。其中，预备光接收部8处理从波长分离部6c输出的信号光。另外，光接收器81以及切换器82与在实施方式1中示出的光接收器（光接收器81a、81b）以及切换器（切换器82a、82b）相同。

在本实施方式中，以与实施方式1的光通信系统中包含的光传送系统不同的部分、具体而言是以波分复用部3c以及波长分离部6c的动作为中心而进行说明。

如图3所示，波分复用部3c具备多个光放大器31以及34、多个色散补偿光纤32以及35、波分复用器33c、和输出部36。

光放大器31与光发送部1的光发送器21或者预备光发送器4的光发送器42分别连接，对输入的信号光进行放大。色散补偿光纤32将从光发送器21输出并通过光放大器31放大的信号光作为对象，进行色散补偿。波分复用器33c对被放大以及色散补偿之后的各信号光进行复用。即，对由光发送部2的各光发送器21生成的信号光进行复用。光放大器34对由波分复用器33c复用之后的信号光（被复用的状态的信号光）进行放大。色散补偿光纤35将被复用的状态的信号光作为对象而进行色散补偿。输出部36将从波分复用器33c输出的信号光（被复用的状态的信号光）以及从预备信号发送部4输出的信号光输出到光纤传送路5。

另一方面，波长分离部6c具备输入部61、多个光放大器62以及66、多个色散补偿光纤63以及65、和波长分离器64c。

输入部61从光纤传送路5接收从发送站侧发送的信号光。光放大器62对输入部61接收到的信号光中的、被复用的状态的信号光进行放大。色散补偿光纤63将被复用的状态的信号光作为对象而进行色散补偿。波长分离器64c将被复用的状态的信号光分波为每个波长的光。色散补偿光纤65将由波长分离器64c分波之后的各信号光作为对象而进行色散补偿。光放大器66对由波长分离器64c分波之后的各信号光、或者从预备光发送部4不被复用而发送来的信号光进行放大。

另外，从预备光发送部4经由光纤传送路5到达预备光接收部8的路径构成了与从其他波长的现用光发送器（光发送部2的各光发送器21）到达现用光接收器（光接收部7的各光接收器71）的路径相比光放大器、色散补偿光纤少、且故障率低的预备系统。通过具备故障率低的预备系统，从而即使在其他波长的现用系统中发生了故障的情况下，也能够代替发生故障的路径而使用预备系统来继续通信。进而，与实施方式1同样地，即使在处理被复用之后的信号光的部件发生故障的情况下，也能够继续进行利用了预备系统的通信。

此处，为了使从预备光发送部4至预备光接收部8的路径成为光放大器和色散补偿光纤少的高可靠的路径，对于预备光发送部4的输出波长，优选选择最接近光纤传送路5的零色散波长的波长。零色散波长是指，波长色散为零的波长。如果是接近零色散波长的波长，则不需要进行色散补偿，所以能够省略色散补偿光纤和对色散补偿光纤的损耗进行补偿的光放大器。其结果，在发送站侧，故障率高的部件的件数被削减，能够实现故障率低的预备系统。另外，即使在从零色散波长偏离某种程度的情况下，如果光纤传送路5的波长色散接近零，且处于预备光接收器无需进行色散补偿而能够接收信号的范围内，则在接收站侧同样也能够省略色散补偿光纤和光放大器。由此，能够实现故障率低的预备系统。

这样，在本实施方式的光通信系统中，以使传送路径上的部件的件数、特别是故障率高的部件件数变少的方式构成了预备系统。具体而言，预备系统的光发送部生成并发送与光传送路（光纤传送路5）的零色散波长最接近的波长的信号光，从而不需要预备系统中的色散补偿。由此，能够实现用于色散补偿的部件（色散补偿光纤）以及补偿该部件中的损耗的光放大器的件数被削减的、故障率低的预备系统。其结果，能够提高系统整体的可靠性。

另外，在本实施方式中，以预备系统是1个的情况为例子进行了说明，但也可以根据需要具备多个预备系统。

另外，在各实施方式中，说明了通过色散补偿光纤来实现色散补偿的单元的情况的例子，但也可以通过其他色散补偿单元来进行色散补偿。显然，即使在代替色散补偿光纤而使用了例如光纤光栅、利用校准器的可变色散补偿器的情况下，也能得到同样的效果，这属于本发明的范围内。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的光通信系统作为对信号光进行波分复用传送的光通信系统是有用的，特别适用于对系统的一部分进行冗余化而实现可靠度高的通信的光通信系统。

Claims (6)

1.一种光通信系统，具备多个光传送系统，该光传送系统包括经由光纤传送路对信号光进行发送接收的发送处理单元以及接收处理单元，该光通信系统的特征在于，

所述发送处理单元具备：

光发送部，将多个电信号作为输入，将各输入信号变换为光信号而生成分别不同的波长的信号光；

预备光发送部，将所述多个电信号中的一部分的信号变换为光信号而生成与由所述光发送部生成的信号光不同的波长的信号光，并向其他发送处理单元输出；以及

波分复用部，对由所述光发送部生成的各信号光、以及由其他发送处理单元的预备光发送部生成的信号光进行复用，并向所连接的光纤传送路输出，

所述接收处理单元具备：

波长分离部，接收从所述发送处理单元向光纤传送路输出的信号光，将被复用的状态的信号光分波为每个波长的信号光；

光接收部，将由所述波长分离部分波的信号光中的、由光发送部生成的波长的信号光变换为电信号；以及

预备光接收部，将由所述波长分离部分波的信号光中的、由预备光发送部生成的波长的信号光变换为电信号。

2.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，

在构成光发送部至光接收部的传送路径的部件中的、处理被复用之前的信号光的部件以及处理被分波之后的信号光的部件发生故障的情况下，

与故障的部件相同的光传送系统的预备光发送部选择与故障的部件所处理的波长的信号光对应的电信号来变换为光信号，

与故障的部件相同的光传送系统的预备光接收部将实施变换处理而得到的电信号向与所述光接收部连接的电信号的传送路中的、与故障的部件所处理的波长的信号光对应的传送路输出。

3.根据权利要求1或者2所述的光通信系统，其特征在于，

在构成光发送部至光接收部的传送路径的部件中的、处理被复用的状态的信号光的部件发生故障的情况下，

与故障的部件相同的光传送系统的预备光接收部将实施变换处理而得到的电信号向与所述光接收部连接的电信号的传送路中的、对与由所述预备光发送部选择出的信号对应的信号光进行变换而得到的电信号的输出目的地传送路输出。

4.一种光通信系统，具备经由光纤传送路对信号光进行发送接收的发送处理单元以及接收处理单元，该光通信系统的特征在于，

所述发送处理单元具备：

光发送部，将多个电信号作为输入，变换各输入信号而生成分别不同的波长的信号光；

预备光发送部，将所述多个电信号中的一部分的信号变换为光信号而生成与由所述光发送部生成的信号光不同的波长的信号光；以及

波分复用部，接收由所述光发送部生成的信号光、以及由所述预备光发送部生成的信号光，针对由所述光发送部生成的信号光进行复用，并向光纤传送路输出，

所述接收处理单元具备：

波长分离部，接收从所述发送处理单元向光纤传送路输出的信号光，在接收到被复用的状态的信号光的情况下，分波为每个波长的信号光；

光接收部，将所述波长分离部执行分波处理而得到的各信号光变换为电信号；以及

预备光接收部，将所述波长分离部以未被复用的状态接收到的信号光变换为电信号，

所述预备光发送部至所述预备光接收部的传送路径中配置的每1波长的部件件数少于所述光发送部至所述光接收部的传送路径中配置的每1波长的部件件数。

5.根据权利要求4所述的光通信系统，其特征在于，

所述预备光发送部生成所述光纤传送路的零色散波长附近的波长的信号光。

6.根据权利要求4所述的光通信系统，其特征在于，

所述预备光发送部生成传送路径上的波长色散量处于在所述预备光接收部中无需进行色散补偿而能够接收的范围内的波长的信号光。

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