CN103098401B - 光通信系统 - Google Patents

Abstract

一种光通信系统，具备：光信号发送部（1），发送已有光信号；以及低速信号重叠部（3），通过强度调制而在已有光信号中重叠低速信号，该光通信系统具备：低速信号抽取部（9），从重叠了低速信号的已有光信号抽取所述低速信号，并将所抽取的所述低速信号变换为低速电信号；增设光信号发送部（4），发送增设光信号；低速信号重叠部（10），根据所述低速电信号，通过强度调制而在增设光信号中重叠低速信号；以及中继器（5），向传送目的地中继重叠了低速信号的增设光信号。

Description

光通信系统

技术领域

本发明涉及一种光通信系统。

背景技术

在如海底电缆系统那样的长距离的光通信系统中，为了监视光中继器的状态，有时将监视用的监视信号重叠于光信号而进行传送。在这种光通信系统中，例如如下述专利文献1所记载那样，高速的主信号并非在光中继器中再生而是以光的状态放大后被中继。另一方面，监视信号是比特率比主信号低的低速信号，重叠于光信号的强度调制而被传送。在中继器中，抽取所重叠的低速信号并接收，从而监视信号被传递到中继器。

例如，关于海底电缆系统，设计寿命长达20年以上，往往根据线路需要而在两端的陆地站增设用于收发新的波长的光信号的装置，从而扩大传送容量。

另一方面，随着技术的进步，如超出海底电缆建设当初的设计下的最大容量那样的光信号的增设成为可能。将引入了新技术的装置增设于陆地站，并将已有的波长的光信号与通过增设的装置发送的增设光信号进行合波后传送到海底电缆，从而如超出当初的界限那样的容量的扩大成为可能。

例如，已有的海底电缆系统具备：光信号发送部，发送光信号；发送器，生成低速的监视用的低速电信号；低速信号重叠部，在光信号的强度中重叠低速信号来进行调制；中继器；低速信号接收部，抽取监视用的低速信号；光信号接收部，接收已有的光信号；以及分波器，将经由中继器传送的光信号进行分波，并将分波了的光信号分别输出到低速信号接收部和光信号接收部。在该海底电缆系统中增设：增设光信号接收部，接收新的增设光信号；合波器，将新的增设光信号合波到已有的光信号；增设分波器，将经由中继器传送的光信号进行分波；增设光信号发送部，发送新的增设光信号；以及增设分波器，将经由中继器传送的光信号进行分波，并将分波了的光信号输出到分波器和增设光信号接收部。

从光信号发送部以及增设光信号发送部发送的光信号不限于一个波长的光信号，而是往往复用了多个波长。另外，一般根据需要而设置多台中继器，光信号经由这些中继器而到达海底电缆的另一端。在海底电缆的另一端设置了上述的已有装置以及增设装置。

已有的光信号从光信号发送部被发送，通过低速信号重叠部在该光信号中重叠低速信号并发送，进而通过合波器来合波增设光信号，并到达至中继器。

专利文献1：日本特开平2-119328号公报

发明内容

然而，根据上述以往的技术，在增设光信号中没有重叠监视信号，因此随着增设光信号的数量变多，到达中继器的监视信号的调制度（modulationdegree）下降。因此，存在如下问题：无法通过中继器抽取、接收监视信号，有可能无法维持利用中继器进行的监视。

另外，存在如下问题：在不发送已有的光信号而只传送增设光信号的情况下监视信号没有被重叠。

本发明是鉴于上述而作出的，其目的在于获得一种光通信系统，即使增设光信号也不会降低监视用的低速信号的调制度，而能够维持利用中继器进行的监视。

为了解决上述课题并达到目的，本发明的光通信系统具备：第1光信号发送部，发送第1光信号；以及第1低速信号重叠部，通过强度调制而将低速信号重叠到所述第1光信号，该光通信系统的特征在于，具备：低速信号抽取部，从重叠了所述低速信号的所述第1光信号抽取所述低速信号，并将所抽取的所述低速信号变换为低速电信号；第2光信号发送部，发送第2光信号；第2低速信号重叠部，根据所述低速电信号，通过强度调制而将低速信号重叠到所述第2光信号；以及中继器，向传送目的地中继重叠了所述低速信号的所述第2光信号。

本发明的光通信系统具有如下效果：即使增设光信号也不会降低监视用的低速信号的调制度，而能够维持利用中继器进行的监视。

附图说明

图1是表示实施方式1的光通信系统的结构例的图。

图2是表示实施方式2的光通信系统的结构例的图。

图3是表示实施方式3的光通信系统的结构例的图。

（符号说明）

1、21：光信号发送部（WDM-TX）；2：监视信号发送部（SV-TX）；3、10：低速信号重叠部（SV-MOD）；4：增设光信号发送部（WDM-TX）；5、22：中继器（REP）；6、11、14、23：分波器；7：低速信号接收部（SV-RX）；8：增设光信号接收部（WDM-RX）；9：低速信号抽取部（SV-REG）；12、25：消除部（SV-CNCL）；13：合波器；15、24：光信号接收部（WDM-RX）。

具体实施方式

下面，根据附图详细地说明本发明的光通信系统的实施方式。此外，并非通过本实施方式来限定本发明。

实施方式1．

图1是表示本发明的光通信系统的实施方式1的结构例的图。本实施方式的光通信系统是针对已有的光通信系统增设了用于收发增设光信号的装置的光通信系统。

本实施方式的光通信系统例如能够适用于使用海底光缆来传送光信号的光通信系统，但是也能够适用于传送区间的一部分或者全部都是陆地的区间的光通信系统。

本实施方式的光通信系统作为已有的光通信系统具备：光信号发送部（WDM-TX：第1光信号发送部）1，发送已有的光信号；监视信号发送部（SV-TX）2，生成低速的监视用的低速电信号；低速信号重叠部（SV-MOD：第1低速信号重叠部）3，通过对光信号进行强度调制，在光信号中重叠低速信号来进行调制；中继器（REP）5；以及低速信号接收部（SV-RX）7，抽取监视用的低速信号。

在本实施方式的光通信系统中增设有：增设光信号发送部（WDM-TX：第2光信号发送部）4，向已有的光通信系统发送新的增设光信号；分波器6，将经由中继器5传送的光信号进行分波；增设光信号接收部（WDM-RX）8，接收新的增设光信号；低速信号抽取部（SV-REG）9，接受光信号而抽取低速的监视信号，并变换为电信号；以及低速信号重叠部（SV-MOD：第2低速信号重叠部）10，根据变换的电信号，在来自增设光信号发送部4的光信号中重叠低速信号。

在本实施方式的光通信系统中，将图1所示的光信号发送部（WDM-TX）1、监视信号发送部2、低速信号重叠部3、增设光信号发送部4、中继器5、分波器6、低速信号接收部7、增设光信号接收部8、低速信号抽取部9以及低速信号重叠部10设为1套收发系统，在经由中继器5连接的光通信系统的两端分别具备该收发系统。在两端的收发系统之间，根据需要而设置了多台中继器5。中继器5对接收到的光信号的传播损耗进行补偿而中继该光信号，并且接收重叠于该光信号的低速信号。

从一方的收发系统发送的光信号经由中继器5而传送到另一端的收发系统，并由另一端的收发系统所接收。此外，在图1中，用细的实线箭头来示出通过光信号来传送信号的区间，用粗的实线箭头来示出通过电信号来传送信号的区间。

接着，说明本实施方式的动作。此外，在本实施方式中，已有的信号虽然从光信号发送部1发送，但是并不经由中继器5来传送，将经由中继器5所传送的光信号设为增设了的光信号。

首先，从光信号发送部1发送已有的光信号。低速信号重叠部3根据低速的监视用的低速电信号对该已有的光信号的强度进行调制，从而在已有的光信号中重叠监视信号。到此为止与以往的光通信系统相同。

低速信号重叠部3将重叠了作为监视信号的低速信号的光信号输出到低速信号抽取部9。低速信号抽取部9从由低速信号重叠部3所输出的光信号中抽取低速信号，并将所抽取的低速信号设为电信号而输出到低速信号重叠部10。低速信号抽取部9例如能够通过将光信号变换为电信号的光电探测器、以及从电信号抽取所期望的低速信号的低通滤波器（低频通过滤波器）或者带通滤波器（带频通过滤波器）等来实现。

低速信号重叠部10在从增设光信号发送部4发送的增设的光信号（下面称为增设光信号）中重叠低速信号抽取部9所抽取的低速信号，并输出到中继器5。低速信号重叠部10例如能够由利用光纤中的拉曼效应来放大光信号的强度的拉曼放大器（Ramanamplifier）构成。已知在拉曼放大器中，通过将与所放大的光信号的波长相比短100nm左右的波长的光作为激发光来输入，从而能够根据激发光的强度来放大光信号的强度。通过将低速信号用作激发光来调制强度，从而能够使拉曼放大器的增益发生变化，在所通过的光信号的强度中重叠低速信号。原理上拉曼放大器的响应是高速的，例如只要是几百kHz程度的低速信号，就能够充分调制。

此外，通过缩短拉曼放大器的光纤、或者使拉曼放大器的激发光向与光信号相同的传播方向入射，所放大的光纤内的光信号与激发光的传播延迟变少，能够更高速地进行调制。另外，如果低速信号的调制速度比较低，例如是几十kHz以下，则能够使用掺铒光纤放大器（EDFA；Erbium-dopedfiberamplifier）以低速信号对该激发光进行调制，从而实现同样的功能。除此之外也可以使用强度调制器来重叠低速信号。

从低速信号重叠部10发送的增设光信号经由中继器5（根据需要而经由所设置的多个中继器5）而到达另一端的收发系统。另外，中继器5使用从低速信号重叠部10发送的增设光信号中重叠的监视信号来实施规定的监视处理。在另一端的收发系统中，分波器6将由中继器5所传送的增设光信号进行分波，并将分波了的增设光信号分别输出到增设光信号接收部8和低速信号接收部7。

增设光信号接收部8对接收到的增设光信号进行规定的接收处理，低速信号接收部7从增设光信号抽取作为低速信号的监视信号，对监视信号实施规定的处理。

如以上那样，在本实施方式中，低速信号抽取部9从已有的光信号抽取监视信号，低速信号重叠部10将由低速信号抽取部9所抽取的监视信号重叠到增设光信号，并输出给中继器5。因此，在停止传送来自光信号发送部1的已有的光信号而只传送增设光信号的情况下，也能够将监视信号传递给中继器5。即，即使增设光信号也不用降低监视用的低速信号的调制度，而能够维持利用中继器进行的监视。

通过使用频率利用效率高、调制速度为高速的光信号作为增设光信号，从而与传送已有的光信号的情况相比，能够增加光通信系统的整体的传送容量。另外，在低速的监视信号的发送装置、接收装置（低速信号重叠部3、低速信号接收部7）中能够继续利用已有的装置，因此增设光信号接收部也可以不具备旧的形式的监视信号的收发功能，能够作为增设光接收部而引入的装置的选择范围变宽。

实施方式2．

图2是表示本发明的光通信系统的实施方式2的结构例的图。如图2所示，构成本实施方式的光通信系统的收发系统除了在构成实施方式1的光通信系统的收发系统中追加分波器11、消除部（SV-CNCL：第1消除部）12、合波器13、分波器14、光信号接收部（WDM-RX）15以外，与构成实施方式1的光通信系统的收发系统相同。对于具有与实施方式1相同的功能的结构要素附加与实施方式1相同的符号并省略重复的说明。

接着，说明本实施方式的动作。分波器11将重叠了监视信号的已有的光信号进行分波，并将分波了的光信号中的一方输入到低速信号抽取部9，将另一方输入到消除部12。

消除部12为了避免在已有的光信号（下面称为已有光信号）中重叠的低速信号与新的光信号中重叠的低速信号之间产生干扰，而对已有光信号的强度进行控制，从而进行消除重叠在已有光信号中的低速信号的处理。根据需要来配置消除部12即可，例如在能够忽略在已有的光信号中重叠的低速信号与新的光信号中重叠的低速信号之间产生的干扰那样的情况下等不需要消除部12。

消除部12例如能够通过以消除被重叠的低速信号的方式对增益进行了调制的拉曼放大器来实现。例如，消除部12生成使低速信号反转了的抵消信号，并根据抵消信号，通过拉曼放大器来实施强度调制。或者，也可以使用拉曼放大器来实施将拉曼放大器的输出功率保持为固定的控制，从而消除低速信号。如果低速信号的调制速度比较低，例如为几十kHz以下，则也可以使用掺铒光纤放大器来实施将其输出功率保持为固定的控制，从而消除低速信号。

合波器13将通过消除部12消除了低速的监视信号的已有光信号、与重叠了从低速信号重叠部10发送的监视信号的增设光信号进行合波，而输出到中继器5。

另外，从中继器5输出的由另一端的收发系统所发送的光信号通过分波器6而被分波，分波了的一方的光信号被输入到增设光信号接收部8，另一方的光信号被输入到分波器14。分波器14将所输入的光信号进行分波，将一方输入到低速信号接收部7，将另一方输入到光信号接收部15。能够使用已有的光通信系统所具备的光信号接收部作为光信号接收部15。以上说明以外的本实施方式的动作与实施方式1相同。

如以上那样，在本实施方式中，消除部12消除已有光信号的低速信号，合波器13将该已有光信号、与重叠了从低速信号重叠部10发送的监视信号的增设光信号进行合波，而输出到中继器5。另外，分波器14将从中继器5输入的所传送的光信号进行分波，将一方输入到低速信号接收部7，并将另一方输入到光信号接收部15。因此，能够获得与实施方式1同样的效果，并且使已有的光信号与增设光信号共存地进行复用传送。

实施方式3．

图3是表示本发明的光通信系统的实施方式3的结构例的图。如图3所示，本实施方式的光通信系统除了在实施方式2的光通信系统中追加了光信号发送部（WDM-TX）21、中继器（REP）22、分波器23、光信号接收部（WDM-RX）24、消除部（SV-CNCL：第2消除部）25以外，与实施方式2的光通信系统相同。对于具有与实施方式2相同的功能的结构要素附加与实施方式2相同的符号并省略重复的说明。

光信号发送部21、中继器22、分波器23、光信号接收部24以及消除部25由与在实施方式2中说明的收发系统（下面称为第1收发系统）相邻的收发系统（下面称为第2收发系统）构成。第2收发系统经由中继器22以与第1收发系统不同的路径进行光信号的传送。在本实施方式中，第1收发系统与第2实施方式同样地将已有光信号与增设光信号进行合波来发送，但是进而对于第2收发系统的中继器22所中继的光信号，也进行合波来发送。

光信号发送部21发送光信号，经由中继器22（根据需要而经由多个中继器22）向另一端的第2收发系统发送光信号。另外，分波器23将从中继器22输出的由另一端的第2收发系统所发送的光信号进行分波，将一方输出到光信号接收部24，并将另一方输出到消除部25。

消除部25对于所输入的光信号，与消除部12同样地消除低速信号，并将消除了低速信号之后的光信号输入到合波器13。合波器13将从消除部12输入的已有光信号、从低速信号重叠部10输入的增设光信号、以及从消除部25输入的光信号进行合波而输入到中继器5。此外，消除部25能够通过与在实施方式2中说明的消除部12同样的结构来实现。

这样，在将通过某个路径而中继的光信号的一部分发送到其它路径那样的结构中，有时在通过中继器22所中继的光信号中重叠有低速的监视信号。在这种情况下，当合波器13直接将从中继器22接收到的光信号进行合波时，两种低速监视信号混杂地重叠，产生干扰等。在本实施方式中，消除部25消除由中继器22中继的光信号的低速的监视信号，因此合波器13能够仅将由低速信号重叠部10重叠了的低速信号发送给中继器5。此外，在由中继器22中继的光信号中未重叠有低速的监视信号的情况下，也可以不具备消除部25。

如以上那样，在本实施方式中，在合波器13将消除了低速信号的已有光信号、重叠了低速信号的增设光信号、以及通过其它路径中继了的光信号进行合波来发送的情况下，消除部25消除重叠在该光信号中的低速信号而输入到合波器13。因此，能够获得与实施方式2同样的效果，并且即使在通过其它路径中继了的光信号中重叠有低速信号的情况下，两种低速监视信号也不会混杂。

产业上的可利用性

如以上那样，本发明的光通信系统适用于将监视用的低速信号重叠到光信号中进行传送的光通信系统，特别是适用于海底电缆系统。

Claims (8)

1.一种光通信系统，具备：第1光信号发送部，发送第1光信号；以及第1低速信号重叠部，通过强度调制而将低速信号重叠到所述第1光信号，该光通信系统的特征在于，具备：

低速信号抽取部，从重叠了所述低速信号的所述第1光信号抽取所述低速信号，并将所抽取的所述低速信号变换为低速电信号；

第2光信号发送部，发送第2光信号；

第2低速信号重叠部，根据所述低速电信号，通过强度调制而将低速信号重叠到所述第2光信号；以及

中继器，向传送目的地中继重叠了所述低速信号的所述第2光信号。

2.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，

还具备：

消除部，该消除部对所述第1光信号的强度进行控制以消除重叠了所述低速信号的所述第1光信号的所述低速信号；以及

合波器，将由所述消除部消除了所述低速信号的所述第1光信号与重叠了所述低速信号的所述第2光信号进行合波而生成合波信号，

所述中继器向传送目的地中继所述合波信号。

3.根据权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，

所述消除部具备拉曼放大器，

所述消除部根据使重叠在所述第1光信号中的低速信号反转了的抵消信号来改变所述拉曼放大器的增益，从而进行重叠了所述低速信号的所述第1光信号的强度调制。

4.根据权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，

所述消除部具备拉曼放大器，该拉曼放大器被控制成将输出功率保持为固定。

5.根据权利要求2～4中的任一项所述的光通信系统，其特征在于，

所述合波器为了生成所述合波信号，进一步将由所述中继器以外的中继器进行了中继的第3光信号与所述第1光信号以及第2光信号进行合波。

6.根据权利要求5所述的光通信系统，其特征在于，

将所述消除部设为第1消除部，

还具备第2消除部，该第2消除部对所述第3光信号的强度进行控制以消除所述第3光信号的强度中重叠的低速信号，

所述合波器将通过所述第2消除部消除了所述低速信号的所述第3光信号作为由所述中继器以外的中继器进行了中继的第3光信号而与所述第1光信号以及第2光信号进行合波。

7.根据权利要求1～4中的任一项所述的光通信系统，其特征在于，

所述低速信号抽取部具备：

光电探测器，将所输入的光信号变换为电信号；以及

低通滤波器或者带通滤波器，从所述电信号抽取所述低速电信号。

8.根据权利要求1～4中的任一项所述的光通信系统，其特征在于，

所述第2低速信号重叠部具备拉曼放大器，

所述第2低速信号重叠部根据所述低速电信号来改变所述拉曼放大器的增益，从而调制所述第2光信号的强度。