CN115244872B - 海底光通信系统和通信方法 - Google Patents

Abstract

为了容易地在终端站之间进行通信，根据本发明的海底光通信系统设置有：海底线缆，容纳第一传输线、第二传输线和第三传输线，光可以通过这些传输线传播；第一终端站，包括：第一监测装置，用于监测经由第一传输线从第二终端站获得的虚设光的信号质量；第一虚设光源，经由第二传输线向第二终端站输出虚设光；以及第一光发送装置，用于经由第三传输线向第二终端站200发送光信号，该光信号包括来自第二终端站的虚设光的第一信号质量；以及第二终端站，包括：第二虚设光源，经由第一传输线向第一监测装置输出虚设光；第二监测装置，用于监测经由第二传输线从第一虚设光源获得的虚设光的信号质量；以及光接收装置，用于从第三传输线接收光信号。

Description

海底光通信系统和通信方法

技术领域

本发明涉及能够容易地实现终端站之间的通信的海底光通信系统和通信方法。

背景技术

在海底光通信系统中，经由海底线缆在终端站之间发送和接收波长复用光信号。从发送波长复用光信号的终端站(以下称为“发送终端站”)输出的光信号的强度考虑海底线缆的传输特性来确定，使得接收波长复用光信号的终端站(以下称为“接收终端站”)以适当的信号质量接收光信号。

因此，在系统运行之前，虚设光经由传输线从发送终端站输出到接收终端站，以获取传输特性。由此，接收终端站获取在海底线缆的传输特性的影响下接收到的虚设光的信号质量。此外，接收终端站将获取的虚设光的信号质量通知给发送终端站，并且发送终端站基于所通知的信号质量来调整要输出的光信号的强度。

专利文献1和专利文献2均公开了一种通信系统，该通信系统已经通过提供带有光学转发器的终端站来运行。

[引用列表]

专利文献

[专利文献1]国际专利公开No.WO 2018/051935

[专利文献2]国际专利公开No.WO 2015/045311

发明内容

[技术问题]

然而，例如，在海底光通信系统运行之前，可能存在终端站不具备通信设备(例如，光转发器等)的情况。在这种情况下，当从接收终端站向发送终端站通知所获取的虚设光的信号质量时，需要通过使用海底光通信系统外部的线在终端站之间建立通信(具体地，将终端站彼此连接的海底线缆之外的线)，这会导致复杂性。

本发明是鉴于上述问题而完成的，并且本发明的目的在于提供一种能够容易地实现终端站之间的通信的海底光通信系统和通信方法。

[问题的解决方案]

根据本发明的海底光通信系统包括：第一终端站；以及第二终端站，经由海底线缆连接到第一终端站，其中，

海底线缆容纳使光能够在其中传播的第一传输线、第二传输线和第三传输线，

第一终端站包括：

第一监测装置，用于监测来自第二终端站的虚设光的第一信号质量，该虚设光经由第一传输线获取；

第一虚设光源，经由第二传输线向第二终端站输出虚设光；以及

光发送装置，用于经由第三传输线向第二终端站发送光信号，该光信号包括来自第二终端站的虚设光的第一信号质量，并且

第二终端站包括：

第二虚设光源，经由第一传输线向第一监测装置输出虚设光；

第二监测装置，用于监测来自第一虚设光源的虚设光的第二信号质量，该虚设光经由第二传输线获取；以及

光接收装置，用于从第三传输线接收包括第一信号质量的光信号。

此外，本发明是一种海底光通信系统中的通信方法，该海底光通信系统包括容纳使光能够在其中传播的第一传输线、第二传输线和第三传输线的海底线缆、第一终端站、以及经由海底线缆连接到第一终端站的第二终端站，该通信方法包括：

由第一终端站：

监测来自第二终端站的虚设光的第一信号质量，该虚设光经由第一传输线获取；

经由第二传输线向第二终端站输出虚设光；并且

经由第三传输线向第二终端站发送光信号，该光信号包括来自第二终端站的虚设光的第一信号质量，以及

由第二终端站：

经由第一传输线向第一终端站输出虚设光；

监测来自第一虚设光源的虚设光的第二信号质量，该虚设光经由第二传输线获取；并且

从第三传输线接收包括第一信号质量的光信号。

[本发明的有益效果]

根据本发明，可以提供一种容易地实现终端站之间的通信的海底光通信系统和通信方法。

附图说明

图1是示出了根据本发明的第一示例实施例的海底光通信系统的配置示例的框图。

图2是用于说明根据本发明的第一示例实施例的海底光通信系统的图。

图3是用于说明根据本发明的第一示例实施例的海底光通信系统的流程图。

图4是用于说明根据本发明的第一示例实施例的海底光通信系统的流程图。

图5是示出了根据本发明的第一示例实施例的海底光通信系统的操作示例的流程图。

图6是示出了根据本发明的第一示例实施例的海底光通信系统的操作示例的流程图。

图7是示出了根据本发明的第二示例实施例的海底光通信系统的配置示例的框图。

图8是示出了根据本发明的第二示例实施例的海底光通信系统的操作示例的流程图。

图9是示出了根据本发明的第二示例实施例的海底光通信系统的修改示例中的配置的框图。

具体实施方式

<第一示例实施例>

基于图1、图2、图3、图4、图5和图6说明根据第一示例实施例的海底光通信系统1。图1是示出了海底光通信系统1的配置示例的框图。此外，图2是示出了海底光通信系统1中的虚设光M1和M2以及光信号S1和S2的一个示例的图。图3是用于说明海底光通信系统1中的处理A的流程图。图4是用于说明海底光通信系统1中的处理B的流程图。图5和图6中的每一个是用于说明海底光通信系统1的操作示例的图。

说明海底光通信系统1的配置。如图1所示，海底光通信系统1包括第一终端站100、第二终端站200、传输线300a、300b、300c和300d、传输线400a、400b、400c和400d、以及海底线缆500。请注意，在以下说明中，当不需要将传输线300a至300d彼此区分时，传输线300a至300d中的每一条被称为传输线300。此外，当不需要将传输线400a至400d彼此区分时，传输线400a至400d中的每一条被称为传输线400。例如，多条传输线300和多条传输线400容纳在同一海底线缆500中。

如图1所示，第一终端站100包括第一虚设光源110、第一分路单元120、第一光发送单元130、第一复用单元140、切换单元150、切换单元160、第一光接收单元170、第一监测单元180和控制单元190。

第一终端站100和第二终端站200经由容纳多条传输线300和多条传输线400的海底线缆500相互连接。说明传输线300和400。例如，传输线300和400是光纤。在传输线300和400中传播的光被提供给海底线缆500的光放大器放大。例如，光放大器是掺铒光纤放大器(EDFA)。传输线300和400在放大光的同时传输光。传输线300将来自第一终端站100的光传输到第二终端站200。传输线400将来自第二终端站200的光传输到第一终端站100。

说明第一虚设光源110。第一虚设光源110输出虚设光。虚设光包括具有预定中心波长和预定带宽的多个光。例如，第一虚设光源110包括放大自发发射(ASE)光源和波长选择开关(WSS)。例如，ASE光源包括掺铒光纤(EDF)。EDF可以通过向EDF输入激发光来输出ASE光。在这种情况下，从EDF释放的ASE光是宽带光。此外，WSS是能够针对每个波长设置衰减量的滤光器。从ASE光源输出的ASE光被输入到具有针对每个波长设置的衰减量的WSS，并且因此具有针对每个波长的自由选择强度的虚设光从WSS输出。在这种情况下，调整WSS的针对每个波长的衰减量，从而可以将虚设光的针对每个波长的光强度调整为预定值。

第一虚设光源110输出图2所示的虚设光M1和虚设光M2中的任一个。请注意，在以下的说明中，当不需要将虚设光M1和虚设光M2彼此区分时，虚设光M1和虚设光M2中的每一个被称为虚设光。如图2所示，虚设光M1包括具有波长λ1、λ3、λ5、λ7和λ9的光。同时，如图2所示，虚设光M2包括具有波长λ2、λ4、λ6、λ8和λ10的光。请注意，包括在虚设光中的光的波长被设置为在它们之间具有相等的间隔。例如，λ1和λ2之间的间隔等于λ4和λ5之间的间隔。

在控制单元190的控制下，第一虚设光源110输出虚设光M1和虚设光M2中的任一个。例如，当第一虚设光源110包括ASE光源和WSS时，控制单元190执行控制，使得WSS阻挡具有以波长λ2、λ4、λ6、λ8和λ10为中心波长的自由选择带宽的光。由此，第一虚设光源110输出虚设光M1，该虚设光M1包括从ASE光源输出的ASE光的具有波长λ1、λ3、λ5、λ7、λ9的光。同时，当控制单元190控制WSS以阻挡具有以波长λ1、λ3、λ5、λ7和λ9作为中心波长的自由选择带宽的光时，第一虚设光源110输出虚设光M2。以这种方式，部分虚设光被阻挡，并且因此可以在接收侧针对每个波长检测在发送时在虚设光的频带之外产生的光的强度。由此，稍后将描述的第一监测单元180和第二监测单元280中的每一个能够获取每个波长的噪声分量。例如，当接收到虚设光M1时，第一监测单元180和第二监测单元280中的每一个获取波长λ2和波长λ4处的光强度的平均值作为波长λ3处的噪声分量。

此外，第一虚设光源110由控制单元190控制，使得输出在每个波长处的光的光强度彼此相等的虚设光。例如，控制单元190调整包括在第一虚设光源110中的WSS处的针对每个波长的衰减量，并且因此使虚设光中包括的每个波长处的光的光强度相等。

如图1所示，第一虚设光源110连接到第一分路单元120。从第一虚设光源110输出的虚设光被输入到第一分路单元120。

说明第一分路单元120。第一分路单元120对输入的虚设光进行分路，并输出分路所得到的光。例如，第一分路单元120是光耦合器。如图1所示，第一分路单元120对从第一虚设光源110输出的虚设光进行分路，并将分路所得到的光输出到第一复用单元140和切换单元150。

说明第一光发送单元130。第一光发送单元130基于由第一监测单元180接收到的虚设光的信号质量，将表示由控制单元190获取的衰减量的电信号叠加到光信号上，并输出叠加所得到的信号。从第一光发送单元130输出的光信号被输入到第一复用单元140。

此外，第一光发送单元130将表示来自控制单元190的对第二终端站200中提供的每个元件的指令的电信号叠加到光信号上，并输出叠加所得到的信号。具体地，第一光发送单元130将来自控制单元190的指令以光信号的形式输出到第二虚设光源210、第二光发送单元230、切换单元250和260、第二光接收单元270和第二监测单元280。

从第一光发送单元130输出的光信号的波长由控制单元190控制，使得该波长与从第一虚设光源110输出的虚设光的波长不同。例如，当控制单元190指示第一虚设光源110输出虚设光M1时，第一光发送单元130输出例如具有波长λ8的光信号S1，如图2所示。此外，当控制单元190指示第一虚设光源110输出虚设光M2时，第一光发送单元130输出例如具有波长λ9的光信号S2，如图2所示。由此，在第一复用单元140进行复用时，可以防止从第一分路单元120输出的虚设光与光信号相互干扰。

说明第一复用单元140。第一复用单元140对输入光进行复用，并输出复用所得到的光。例如，第一复用单元140是光耦合器。第一复用单元140对来自第一分路单元120的虚设光和来自第一光发送单元130的光信号进行复用，并将复用所得到的光输出到切换单元150。

说明切换单元150。切换单元150包括两个输入端口和多个输出端口。切换单元150的输入端口之一连接到第一分路单元120。此外，切换单元150的另一输入端口连接到第一复用单元140。切换单元150的多个输出端口中的每一个都连接到传输线300。

切换单元150通过来自控制单元190的指示对要连接到输入端口的输出端口进行切换，从而能够对从输入端口输入的光的输出目的地进行切换。例如，切换单元150能够将从第一分路单元120输入的虚设光的输出目的地从传输线300a切换到传输线300b。

说明切换单元160。切换单元160包括多个输入端口和两个输出端口。切换单元160的多个输入端口中的每一个都连接到传输线400。切换单元160的输出端口之一连接到稍后将描述的第一监测单元180。此外，切换单元160的另一输出端口连接到稍后将描述的第一光接收单元170。

切换单元160通过来自控制单元190的指示对要连接到输入端口的输出端口进行切换，从而能够对要连接到输入端口的连接目的地的传输线进行切换。例如，切换单元160能够将连接到第一监测单元180的传输线从传输线400a切换到传输线400b。

说明第一光接收单元170。第一光接收单元170连接到上述切换单元160。第一光接收单元170经由切换单元160从第二光发送单元230接收光信号。

第一光接收单元170从第二光发送单元230接收包括虚设光的信号质量的光信号，该虚设光从第一虚设光源110输出并经由传输线300由第二监测单元280接收。第一光接收单元170向控制单元190通知包括在接收到的光信号中的虚设光的信号质量。

说明第一监测单元180。第一监测单元180接收虚设光，并获取接收到的虚设光的信号质量。例如，第一监测单元180是光谱分析仪。如图1所示，第一监测单元180连接到切换单元160的输出端口。

第一监测单元180获取接收到的虚设光的信号质量(第一信号质量)。例如，信号质量是信噪比(SNR)。在此，例如，通过以下方式获取SNR。假设对于第二虚设光源210中包括的WSS的每个透射频带(以下称为“传输频带”)，在第一监测单元180处接收时的虚设光的强度是信号分量。此外，获取在接收时从虚设光的传输频带的一端到相邻传输频带生成的光的强度作为噪声分量。当在特定的传输频带中存在与长波长侧和短波长侧都相邻的传输频带时，获取从长波长侧的特定传输频带的一端到长波长侧的相邻传输频带生成的光的强度以及从短波长侧的特定传输频带的一端到短波长侧的相邻传输带生成的光的强度的平均值作为噪声分量。同时，当在特定传输频带中仅存在与长波长侧和短波长侧之一相邻的传输频带时，获取在从相邻传输频带侧的特定传输频带的一端到相邻传输频带的频带(以下称为“测量频带”)中生成的光的强度以及在与从特定传输频带的另一端到相邻传输频带的相反侧的测量频带的带宽相同的带宽中生成的光的强度的平均值作为噪声分量。第一监测单元180获取传输频带中的信号分量和噪声分量的比率，作为传输频带中的SNR。

说明控制单元190。控制单元190经由未示出的布线连接到第一终端站100中的第一虚设光源110、第一分路单元120、第一光发送单元130、第一复用单元140、切换单元150和160、第一光接收单元170和第一监测单元180。由此，控制单元190能够控制第一终端站100中的每个元件。此外，控制单元190经由第一光发送单元130连接到第二终端站200中的第二虚设光源210、第二分路单元220、第二光发送单元230、第二复用单元240、切换单元250和260、第二光接收单元270和第二监测单元280。由此，控制单元190能够经由第一光发送单元130控制第二终端站200中的每个元件。

如图1所示，第二终端站200包括第二虚设光源210、第二分路单元220、第二光发送单元230、第二复用单元240、切换单元250和260、第二光接收单元270和第二监测单元280。

第二虚设光源210具有与第一虚设光源110的配置和功能类似的配置和功能。第二虚设光源210连接到第二分路单元220。从第二虚设光源210输出的虚设光被输入到第二分路单元220。

第二分路单元220具有与第一分路单元120的配置和功能类似的配置和功能。第二分路单元220对从第二虚设光源210输出的虚设光进行分路，并将分路所得到的光输出到第二复用单元240和切换单元250。

第二光发送单元230将表示由第二监测单元280获取的虚设光的信号质量的电信号叠加到光信号上，并输出叠加所得到的信号。从第二光发送单元230输出的光信号被输入到第二复用单元240。与第一光发送单元130类似，从第二光发送单元230输出的光信号的波长由控制单元190控制，使得该波长与从第二虚设光源210输出的虚设光的波长不同。

此外，第二复用单元240对来自第二分路单元220的虚设光和来自第二光发送单元230的光信号进行复用，并将复用所得到的光输出到切换单元250。

说明切换单元250。切换单元250包括两个输入端口和多个输出端口。切换单元250的输入端口之一连接到第二分路单元220。此外，切换单元250的另一输入端口连接到第二复用单元240。切换单元250的多个输出端口中的每一个都连接到传输线400。

切换单元250通过来自控制单元190的指示对要连接到输入端口的输出端口进行切换，从而能够对从输入端口输入的光的输出目的地进行切换。例如，切换单元250能够将从第二分路单元220输入的虚设光的输出目的地从传输线400a切换到传输线400b。

说明切换单元260。切换单元260包括多个输入端口和两个输出端口。切换单元260的多个输入端口中的每一个都连接到传输线300。切换单元260的输出端口之一连接到稍后将描述的第二监测单元280。此外，切换单元260的另一输出端口连接到稍后将描述的第二光接收单元270。

切换单元260通过来自控制单元190的指示对要连接到输入端口的输出端口进行切换，从而能够对要连接到输入端口的连接目的地的传输线进行切换。例如，切换单元260能够将连接到第二监测单元280的传输线从传输线300a切换到传输线300b。

说明第二光接收单元270。第二光接收单元270连接到上述切换单元260。第一光接收单元170经由切换单元260从第一光发送单元130接收光信号。

此外，第二光接收单元270基于由第一监测单元180接收到的虚设光的信号质量，从第一光发送单元130接收包括由控制单元190获取的衰减量的光信号。第二光接收单元270向第二虚设光源210通知包括在接收到的光信号中的衰减量。

第二监测单元280包括与第一监测单元180的功能和配置类似的功能和配置。第二监测单元280获取接收到的虚设光的信号质量(第二信号质量)。请注意，第二监测单元280连接到切换单元260的输出端口。

控制单元190基于由第一监测单元180获取的虚设光的信号质量，针对每个传输线400调整第二虚设光源210处的虚设光的强度。通过使用图3，对控制单元190调整第二虚设光源210处的虚设光的强度的处理(处理A)进行说明。图3是示出了处理A中的操作的流程图。

第一监测单元180经由传输线400接收来自第二虚设光源210的虚设光，并向控制单元190通知接收到的虚设光的信号质量(S101)。

控制单元190确定由第一监测单元180获取的虚设光的信号质量是否落入预定范围内(S102)。

当虚设光的信号质量未落入预定范围内时(S102中的“否”)，控制单元190根据该信号质量针对每个波长计算衰减量，并通知第一光发送单元130(S103)。例如，当经由传输线400接收到的波长λ4处的虚设光的信号质量低于阈值时，控制单元190向第一光发送单元130通知基于信号质量和阈值之间的差的衰减量，作为第二虚设光源210处的相对于λ4的新衰减量，以代替第二虚设光源210的WSS的相对于λ4的衰减量。例如，当λ4处的信号质量低于阈值时，控制单元190通知比当前衰减量小的衰减量作为新的衰减量。由此，包括在虚设光中的WSS处的相对于λ4的衰减量减小，并且因此能够提高λ4处的光的信号质量。

第一光发送单元130基于由控制单元190通知的表示衰减量的电信号来对光进行调制，并输出调制后的光信号(S104)。在这种情况下，在控制单元190的控制下，第一光发送单元130输出具有与从第一虚设光源110输出的虚设光的波长不同的波长的光信号。此外，在这种情况下，切换单元150和260使来自第一光发送单元130的光信号经由传输线300而不是多条传输线300中的来自第一虚设光源110的虚设光在其中传播的传输线向第二光接收单元270传播。

第二光接收单元270接收来自第一光发送单元130的光信号，并向第二虚设光源210通知包括在光信号中的衰减量(S105)。

第二虚设光源210基于通知的衰减量来调整虚设光的强度(S106)。由此，从第二虚设光源210输出调整了强度的虚设光。

第一监测单元180接收调整了强度的虚设光(S107)。

第一监测单元180向控制单元190通知接收到的虚设光的信号质量(S101)。

控制单元190确定通知的虚设光的信号质量是否落入预定范围内(S102)。

当虚设光的信号质量落入预定范围内时(S102中的“是”)，控制单元190存储已完成了对虚设光相对于传输线400的强度的调整。当虚设光的信号质量未落入预定范围内时(S102中的“否”)，处理返回到S103。

如上所述，控制单元190基于由第一监测单元180获取的虚设光的信号质量，针对传输线400中的每一条调整第二虚设光源210处的虚设光的强度。

此外，控制单元190基于由第二监测单元280获取的虚设光的信号质量，针对传输线300中的每一条调整第二虚设光源110处的虚设光的强度。通过使用图4，对控制单元190调整第一虚设光源110处的虚设光的强度的处理(处理B)进行说明。图4是示出了处理B中的操作的流程图。

第二监测单元280向第二光发送单元230通知经由传输线300接收到的虚设光的信号质量(S201)。

第二光发送单元230向第一光接收单元170输出叠加有表示信号质量的信息的光信号(S202)。第一光接收单元170接收来自第二光发送单元230的光信号，并向控制单元190通知信号质量。

控制单元190确定从第一光接收单元170通知的虚设光的信号质量是否落入预定范围内(S203)。

当虚设光的信号质量未落入预定范围内时(S203中的“否”)，控制单元190根据该信号质量针对每个波长计算衰减量，并通知第一虚设光源110(S204)。

第一虚设光源110基于通知的衰减量来调整虚设光的强度(S205)。由此，从第一虚设光源110输出调整了强度的虚设光。

第二监测单元280接收调整了强度的虚设光(S206)。

当虚设光的信号质量落入预定范围内时(S203中的“是”)，控制单元190存储已完成了对虚设光相对于传输线300的强度的调整(S207)。

已经说明了根据第一示例实施例的海底光通信系统1的配置。

接下来，通过使用图5，对用于在海底光通信系统1中调整虚设光相对于多条传输线400的强度的操作示例进行说明。请注意，在开始本操作示例时，切换单元250被设置为将从第二分路单元220输入的虚设光输出到传输线400a，并将从第二复用单元240输入的虚设光和光信号的复用光输出到传输线400d。此外，切换单元160被设置为将从传输线400a输入的虚设光输出到第一监测单元180，并将从传输线400d输入的虚设光和信号光的复用光输出到第一光接收单元170。

第二虚设光源210输出虚设光M1(S301)。第一监测单元180从传输线400a至400d中的任一条接收虚设光M1(S302)。在这种情况下，第一监测单元180测量接收到的虚设光M1的信号质量。在本操作示例中，第一监测单元180首先获取在传输线400a中传播的虚设光M1的信号质量。

随后，海底光通信系统1通过上述处理A来调整虚设光相对于传输线400的强度(S303)。请注意，S303的处理A中的虚设光是指虚设光M1。

控制单元190检测在上述S303的处理A中是否调整了虚设光M1相对于所有传输线400的强度(S304)。当控制单元190确定调整了虚设光M1相对于所有传输线400的强度时(S304中的“是”)，执行稍后描述的S307中的处理。

此外，当确定未调整虚设光M1相对于所有传输线400的强度时(S304中的“否”)，控制单元190指示切换单元250和160对连接目的地进行切换(S305)。具体地，控制单元190相对于切换单元250和160指示未调整虚设光的强度的传输线400作为连接目的地。例如，当在S103中完成了对虚设光相对于传输线400a的强度的调整时，控制单元190指示传输线400b、400c和400d中的任一条作为连接目的地。

响应于来自控制单元190的指示，切换单元250和160对连接目的地进行切换(S306)。具体地，切换单元250将连接到第二分路单元220的输入端口连接到被指示为连接目的地的传输线400。此外，切换单元160将相对于第一监测单元180的输出端口连接到被指示为连接目的地的传输线400。由此，第一监测单元180经由被指示为连接目的地的传输线400接收来自第二虚设光源210的虚设光。

在这种情况下，当在切换单元250中作为相对于第二复用单元240的输入端口的连接目的地的传输线400与作为相对于第二分路单元220的输入端口的连接目的地的传输线400相同时，相对于第二复用单元240的输入端口连接到已完成了对虚设光M1的强度的调整的传输线400。由此，从第二复用单元240输出的复用光和从第二分路单元220输出的虚设光M1不在同一传输线400中传播，并且因此可以防止相互干扰。

请注意，控制单元190通过使用设置在第一终端站100中的未示出的线路来指示切换单元160对连接目的地进行切换。此外，控制单元190使第一光发送单元130向第二光接收单元270发送光信号，该光信号用表示用于对连接目的地进行切换的指示的电信号进行调制。此外，第二光接收单元270向切换单元260通知用于对连接目的地进行切换的指示，并且因此控制单元190能够指示切换单元260对连接目的地进行切换。

在S306的处理之后，第一监测单元180经由未调整虚设光M1的强度的传输线400接收虚设光M1(S302)。

当控制单元190确定调整了虚设光M1相对于所有传输线400的强度时(S304中的“是”)，第二虚设光源210输出虚设光M2(S307)。第一监测单元180从传输线400a至400d中的任一条接收虚设光M2(S308)。

随后，海底光通信系统1通过上述处理A来调整虚设光相对于传输线400的强度(S309)。请注意，S309的处理A中的虚设光是指虚设光M2。

控制单元190检测是否通过上述S309中的处理A调整了虚设光M2相对于所有传输线400的强度(S310)。

此外，当确定未调整虚设光M2相对于所有传输线400的强度时(S310中的“否”)，控制单元190指示切换单元250和160对连接目的地进行切换，类似于S305中的处理(S311)。

与S306中的处理类似，响应于来自控制单元190的指示，切换单元250和160对连接目的地进行切换(S312)。

在S312的处理之后的S308的处理中，第一监测单元180经由未调整虚设光M1的强度的传输线400接收虚设光M1(S308)。当控制单元190确定调整了虚设光M2相对于所有传输线400的强度时(S310中的“是”)，用于获取在多条传输线400中传播的虚设光的信号质量的操作被终止。

接下来，通过使用图6，对用于在海底光通信系统1中调整虚设光相对于多条传输线300的强度的操作示例进行说明。请注意，在开始本操作示例时，切换单元150被设置为将从第二分路单元120输入的虚设光输出到传输线300a，并将从第一复用单元140输入的虚设光和光信号的复用光输出到传输线300d。此外，切换单元260被设置为将从传输线300a输入的虚设光输出到第二监测单元280，并将从传输线300d输入的虚设光和信号光的复用光输出到第二光接收单元270。

第一虚设光源110输出虚设光M1(S401)。第二监测单元280从传输线300a至300d中的任一条接收虚设光M1(S402)。在这种情况下，第二光接收单元270测量接收到的虚设光M1的信号质量。在该操作示例中，第二监测单元280首先获取在传输线300a中传播的虚设光M1的信号质量。

随后，海底光通信系统1通过上述处理B来调整虚设光相对于传输线300的强度(S403)。请注意，S403的处理B中的虚设光是指虚设光M1。

控制单元190检测是否通过上述S403中的处理B调整了虚设光M1相对于所有传输线300的强度(S404)。当控制单元190确定调整了虚设光M1相对于所有传输线300的强度时(S404中的“是”)，执行稍后描述的S407中的处理。

此外，当确定未调整虚设光M1相对于所有传输线300的强度时(S404中的“否”)，控制单元190指示切换单元150和260对连接目的地进行切换(S405)。具体地，控制单元190相对于切换单元150和260指示未调整虚设光的强度的传输线300作为连接目的地。例如，当在S403中完成了对虚设光相对于传输线300a的强度的调整时，控制单元190指示传输线300b、300c和300d中的任一条作为连接目的地。

响应于来自控制单元190的指示，切换单元150和260对连接目的地进行切换(S406)。具体地，切换单元150将相对于第一监测单元120的输入端口连接到被指示为连接目的地的传输线300。此外，切换单元260将相对于第二监测单元280的输出端口连接到被指示为连接目的地的传输线300。在这种情况下，当在切换单元150中作为相对于第一复用单元140的输入端口的连接目的地的传输线300与作为相对于第一分路单元120的输入端口的连接目的地的传输线300相同时，相对于第一复用单元140的输入端口的连接目的地被切换到已完成了对虚设光M1的强度的调整的传输线300。由此，从第一复用单元140输出的复用光和从第一分路单元120输出的虚设光M1不在同一传输线300中传播，并且因此可以防止相互干扰。

请注意，控制单元190通过使用设置在第一终端站100中的未示出的线路来指示切换单元150对连接目的地进行切换。此外，控制单元190使第一光发送单元130向第二光接收单元270发送光信号，该光信号用表示用于对连接目的地进行切换的指示的电信号进行调制。此外，第二光接收单元270向切换单元260通知用于对连接目的地进行切换的指示，并且因此控制单元190能够指示切换单元260对连接目的地进行切换。

在S406的处理之后，第二监测单元280经由未调整虚设光M1的强度的传输线300接收虚设光M1(S402)。

当控制单元190确定调整了虚设光M1相对于所有传输线300的强度时(S404中的“是”)，第一虚设光源110输出虚设光M2(S407)。第二监测单元280经由传输线300a至300d中的任一条接收虚设光M2(S408)。

随后，海底光通信系统1通过上述处理B来调整虚设光相对于传输线300的强度(S409)。请注意，S409的处理B中的虚设光是指虚设光M2。

控制单元190检测是否通过上述S409中的处理B调整了虚设光M2相对于所有传输线300的强度(S410)。当控制单元190确定调整了虚设光M2相对于所有传输线300的强度时(S410中的“是”)，对输出到多条传输线300的虚设光的强度进行的调整被终止。

此外，当确定未调整虚设光M2相对于所有传输线300的强度时(S410中的“否”)，控制单元190指示切换单元150和260对连接目的地进行切换，类似于S405中的处理(S411)。

与S406中的处理类似，响应于来自控制单元190的指示，切换单元150和260对连接目的地进行切换(S412)。

在S412的处理之后的S408的处理中，第一监测单元280经由未调整虚设光M2的强度的传输线300接收虚设光M2。

请注意，在上面给出的说明中，假设海底光通信系统1在图5中的S303和图6中的S403中调整虚设光的强度。然而，当仅需要获取虚设光的信号质量而不需要调整虚设光的强度时，海底光通信系统1可以不执行图5中的S303和图6中的S403的处理。在这种情况下，在图5中的S304和图6中的S404中，确定是否获取了经由所有传输线300传输的虚设光的信号质量。

上面已经说明了用于在海底光通信系统1中调整输出到多条传输线300的虚设光的强度的操作。

如上所述，海底光通信系统1包括第一终端站100和经由海底线缆500连接到第一终端站100的第二终端站200。海底线缆500容纳至少两条传输线300和至少一条传输线400。第一终端站100包括第一虚设光源110、第一光发送单元130和第一监测单元180。第二终端站200包括第二虚设光源210、第二监测单元280和第二光接收单元270。第一监测单元180监测经由第一传输线(传输线400)从第二终端站200获取的虚设光的信号质量(第一信号质量)。第一虚设光源110经由第二传输线(传输线300)将虚设光输出到第二终端站200。第一光发送单元130经由第三传输线(传输线300)向第二终端站200发送包括由第一监测单元180获取的虚设光的信号质量的光信号。第二虚设光源210经由第一传输线(传输线400)将虚设光输出到第一终端站180。第二监测单元280监测经由第二传输线(传输线300)从第一虚设光源110获取的虚设光的信号质量。第二光接收单元270从第三传输线(传输线300)接收来自第一光发送单元130的光信号。

如上所述，在海底光通信系统1中，第一终端站100经由海底线缆500将输出到第二终端站200的虚设光和来自第二终端站200的包括虚设光的信号质量的光信号输出到第二终端站200。具体地，第二虚设光源210经由传输线400将虚设光输出到第一终端站180。此外，第一虚设光源110经由传输线300将虚设光输出到第二终端站280。此外，第一光发送单元130经由另一传输线300将光信号输出到第二光接收单元270。由此，海底光通信系统1容易地实现终端站之间的通信。例如，即使为了在海底光通信系统1运行之前测量第一终端站100和第二终端站200之间的传输线的传输特性而需要仅使虚设光在作为测量目标的传输线300和传输线400中传播，通过使用另一传输线300输出光信号，并且因此可以在终端站之间建立通信而无需使用海底光通信系统1外部的线路。

此外，第二虚设光源210基于包括在从第一光发送单元130输出的光信号中的信号质量来调整要输出到第一监测单元180的虚设光的强度。例如，从第二虚设光源210输出的虚设光的强度基于在第一终端站100一侧接收时的虚设光的信号质量来调整，并且因此第二虚设光源210能够在接收时输出具有适当信号质量的虚设光。此外，当海底光通信系统1运行时，具有基于从第二虚设光源210输出的虚设光的光谱形状的强度的光信号从运行时使用的光转发器输出。由此，能够从第二终端站200向第一终端站100发送具有适当信号质量的光信号。

此外，第一终端站100包括第一分路单元120和第一复用单元140。第一分路单元120对来自第一虚设光源110的虚设光进行分路。第一复用单元140对由第一分路单元120分路的虚设光和来自第一光发送单元130的光信号进行复用，并将复用所得到的光输出到第二终端站200中的第二光接收单元270。

在海底光通信系统1中，将第一终端站100和第二终端站200彼此连接的传输线设置有光放大器，该光放大器将输入的光信号放大为具有特定强度并输出放大所得到的信号。通常，在海底光通信中，使用波分复用(WDM)光信号。因此，光放大器将包括在WDM光信号中的光信号的总功率放大为具有特定强度。同时，当将具有一种波长的光信号输入到如上所述的光放大器时，光放大器将该具有一种波长的光信号的功率放大到根据WDM光信号设置的上述特定水平。因此，由光放大器放大的具有一种波长的光信号的功率比包括在由光放大器放大的WDM信号中的每个波长的光信号具有显著更高的功率。在用于海底光通信的光纤中，当具有显著高功率的波长的光信号输入时，会引起非线性光学效应。当引起非线性效应时，不利地影响信号质量，这是不希望的。

同时，在海底光通信系统1中，从第一光发送单元130输出的光信号与由第一分路单元120分路的虚设光进行复用，并作为WDM信号输出。因此，光放大器放大通过对光信号和虚设光进行复用所获取的WDM信号，从而抑制非线性光学效应的发生。此外，要由第一复用单元140与来自第一光发送单元130的光信号进行复用的虚设光和从第一分路单元120输出到切换单元150的虚设光从同一光源输出。因此，在海底光通信系统1中，不需要为了抑制非线性光学效应的发生而添加用于输出虚设光的虚设光源。

此外，第一光发送单元130输出光信号，该光信号具有与来自第一虚设光源110的虚设光的波长不同的波长。由此，当第一复用单元140对虚设光和光信号进行复用时，可以防止虚设光和光信号相互干扰。

此外，第一虚设光源110对要输出的虚设光的波长进行切换。第一光发送单元130控制光信号的波长，使得当第一虚设光源110对虚设光的波长进行切换时，光信号的波长与从第一虚设光源110输出的虚设光的波长不同。例如，在第一虚设光源110输出图2所示的虚设光M1并且第一光发送单元130输出具有波长λ8的光信号的情况下，当第一虚设光源将虚设光从虚设光M1切换到虚设光M2时，第一光发送单元130将光信号的波长从波长λ8切换到波长λ9。由此，即使当虚设光的波长被切换时，也能够在由第一复用单元140对虚设光和光信号进行复用时防止虚设光和光信号彼此干扰。

请注意，根据第一示例实施例的海底光通信系统1包括切换单元150、160、250和260，以获取经由多条传输线300和多条传输线400传输的光信号的信号质量。然而，当不需要获取经由多条传输线300和多条传输线400传播的光信号的信号质量时，海底光通信系统1可以不包括切换单元150、160、250和260。

此外，根据第一示例实施例的海底光通信系统1包括第二光发送单元230和第一光接收单元170，以向第一终端站100通知经由传输线300传播的光信号的信号质量。同时，当不需要向第一终端站100通知经由传输线300传播的光信号的信号质量时，海底光通信系统1可以不包括第二光发送单元230和第一光接收单元170。

此外，根据第一示例实施例的海底光通信系统1包括第二分路单元220和第二复用单元240，以将从第二光发送单元230输出的光信号与来自第二虚设光源210的虚设光进行复用。同时，当不需要将从第二光发送单元230输出的光信号与来自第二虚设光源210的虚设光进行复用时，海底光通信系统1可以不包括第二分路单元220和第二复用单元240。

以上说明了海底光通信系统1。

<第二示例实施例>

基于图7和图8说明根据第二示例实施例的海底光通信系统2。图7是示出了海底光通信系统1的配置示例的框图。此外，图8是用于说明海底光通信系统2的操作示例的流程图。

说明海底光通信系统2的配置。海底光通信系统2包括第一终端站100、第二终端站200和海底线缆500。请注意，海底光通信系统2中的第一终端站100是通过从海底光通信系统1中的第一终端站100中省略切换单元150、切换单元160、第一光接收单元170和控制单元190而获取的。此外，海底光通信系统2中的第二终端站200是通过从海底光通信系统2中的第二终端站200中省略切换单元250、切换单元260和第二光接收单元270而获取的。此外，第一终端站100和第二终端站200经由海底线缆500相互连接。海底线缆500容纳传输线300a、300b和400。

如图7所示，第一终端站100包括第一虚设光源110、第一光发送单元130和第一监测单元180。

第一虚设光源110向第二终端站200输出虚设光。具体地，第一虚设光源110经由传输线300a将虚设光输出到第二终端站280。

第一监测单元180监测来自第二终端站200的虚设光的信号质量。具体地，第一监测单元180接收来自第二终端站200中的第二虚设光源210的虚设光，并监测接收到的虚设光的信号质量。

第一光发送单元130向第二终端站200发送包括由第一监测单元180获取的虚设光的信号质量的光信号。具体地，第一光发送单元130将表示由第一监测单元180监测的信号质量的电信号叠加到光信号上，并将叠加所得到的信号经由传输线300b输出到第二终端站中的第二光接收单元270。

如图7所示，第二终端站200包括第二虚设光源210、第二光接收单元270和第二监测单元280。

第二虚设光源210向第一终端站100输出虚设光。具体地，第二虚设光源210经由传输线400将虚设光输出到第一终端站180。

第二光接收单元270接收来自第一光发送单元130的光信号。

第二监测单元280监测来自第一终端站100的虚设光的信号质量。具体地，第二监测单元280接收来自第一终端站100中的第一虚设光源110的虚设光，并监测接收到的虚设光的信号质量。

接下来，通过使用图8，说明海底光通信系统2的操作。

第一虚设光源110将虚设光输出到第二监测单元280，并且第二虚设光源210将虚设光输出到第一监测单元180(S501)。

第一监测单元180监测来自第二虚设光源210的虚设光的信号质量，并且第二监测单元280监测来自第一虚设光源110的虚设光的信号质量(S502)。

第一光发送单元130向第二光接收单元270发送包括由第一监测单元180获取的虚设光的信号质量的光信号(S503)。

请注意，第二虚设光源210可以基于包括在由第二光接收单元270接收到的光信号中的虚设光的信号质量来调整要输出的虚设光的强度。

如上所述，在海底光通信系统2中，第一终端站100经由海底线缆500将输出到第二终端站200的虚设光和来自第二终端站200的包括虚设光的信号质量的光信号输出到第二终端站200。具体地，第二虚设光源210经由传输线400将虚设光输出到第一终端站180。此外，第一虚设光源110经由传输线300a将虚设光输出到第二终端站280。此外，第一光发送单元130经由另一传输线300b将光信号输出到第二光接收单元270。由此，海底光通信系统2容易地实现终端站之间的通信。例如，即使为了在海底光通信系统2运行之前测量第一终端站100和第二终端站200之间的传输线的传输特性而需要仅使虚设光在作为测量目标的传输线中传播，通过使用另一传输线输出光信号，并且因此可以在终端站之间建立通信而无需使用海底光通信系统2外部的线路。

以上说明了海底光通信系统2。

接下来，通过使用图9说明海底光通信系统2A。图9是示出了海底光通信系统2A的配置示例的框图。

如图9所示，海底光通信系统2A与海底光通信系统2的不同之处在于其中还包括第一分路单元120和第一复用单元140。

第一分路单元120对从第一虚设光源110输出的虚设光进行分路。具体地，第一分路单元120对虚设光进行分路，并将分路所得到的光输出到第一复用单元140和传输线300a。

第一复用单元140对由第一分路单元120分路的虚设光和来自第一光发送单元130的光信号进行复用，并将复用所得到的光输出到第二光接收单元270。

请注意，海底光通信系统2A的操作类似于海底光通信系统2的操作。

如上所述，在海底光通信系统2A中，从第一光发送单元130输出的光信号与由第一分路单元120分路的虚设光进行复用并被输出。因此，即使当设置在传输线中的光放大器放大通过对光信号和虚设光进行复用所获取的WDM信号时，也抑制了非线性光学效应的发生。此外，由第一复用单元140与来自第一光发送单元130的光信号进行复用的虚设光和从第一分路单元120输出到切换单元150的虚设光从同一光源输出。因此，在海底光通信系统2A中，不需要为了抑制非线性光学效应的发生而附加地提供用于输出虚设光的虚设光源。

尽管参照本发明的示例实施例具体示出和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员应当理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其中的形式和细节进行各种改变。

本申请基于并要求于2020年3月2日提交的日本专利申请No.2020-034572的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

[附图标记列表]

100 第一终端站

110 第一虚设光源

120 第一分路单元

130 第一光发送单元

140 第一复用单元

150、160、250、260 切换单元

170 第一光接收单元

180 第一监测单元

190 控制单元

200 第二终端站

210 第二虚设光源

220 第二分路单元

230 第二光发送单元

240 第二复用单元

270 第二光接收单元

280 第二监测单元

300、300a、300b、300c、300d、400、400a、400b、400c、400d 传输线

500 海底线缆

M1、M2 虚设光

S1、S2 光信号。

Claims (10)

1.一种海底光通信系统，包括：

第一终端站；以及第二终端站，经由海底线缆连接到所述第一终端站，其中，

所述海底线缆容纳使光能够传播的第一传输线、第二传输线和第三传输线，

所述第一终端站包括：

第一监测装置，用于逐个波长地监测经由所述第一传输线从所述第二终端站获取的第一虚设光的频带之外产生的光的强度的平均值与所述频带内的所述第一虚设光的强度的第一比率，所述第一比率是所述第一虚设光的第一信号质量；

第一虚设光源，经由所述第二传输线向所述第二终端站输出第二虚设光；以及

光发送装置，用于经由所述第三传输线向所述第二终端站发送光信号，所述光信号包括来自所述第二终端站的虚设光的所述第一信号质量，并且

所述第二终端站包括：

第二虚设光源，经由所述第一传输线向所述第一监测装置输出第一虚设光；

第二监测装置，用于逐个波长地监测经由所述第二传输线从所述第一虚设光源获取的第二虚设光的频带之外产生的光的强度的平均值与所述频带内的所述第二虚设光的强度的第二比率，所述第二比率是所述第二虚设光的第二信号质量；以及

光接收装置，用于从所述第三传输线接收包括所述第一信号质量的光信号。

2.根据权利要求1所述的海底光通信系统，其中，

所述第二虚设光源基于所述第一信号质量调整要输出到所述第一监测装置的虚设光的强度。

3.根据权利要求1或2所述的海底光通信系统，其中，

所述第一终端站还包括：

分路装置，用于对来自所述第一虚设光源的虚设光进行分路；以及

复用装置，用于对由所述分路装置分路的虚设光和来自所述光发送装置的光信号进行复用，并将复用所得到的光输出到所述第二终端站中的所述光接收装置。

4.根据权利要求3所述的海底光通信系统，其中，

所述光发送装置输出光信号，所述光信号具有与来自所述第一虚设光源的虚设光的波长不同的波长。

5.根据权利要求4所述的海底光通信系统，其中，

所述第一虚设光源对要输出的虚设光的波长进行切换，并且

所述光发送装置控制所述光信号的波长，使得当所述第一虚设光源对虚设光的波长进行切换时，所述光信号的波长与要从所述第一虚设光源输出的虚设光的波长不同。

6.一种海底光通信系统中的通信方法，所述海底光通信系统包括：海底线缆，容纳使光能够传播的第一传输线、第二传输线和第三传输线；第一终端站；以及第二终端站，经由所述海底线缆连接到所述第一终端站，所述通信方法包括：

经由所述第二传输线从所述第一终端站向所述第二终端站输出第二虚设光，

经由所述第一传输线从所述第二终端站向所述第一终端站输出第一虚设光，

针对每个波长监测经由所述第一传输线从所述第二终端站获取的所述第一虚设光的频带之外产生的光的强度的平均值与所述频带内的所述第一虚设光的强度的第一比率，以获取所述第一虚设光的第一信号质量，

针对每个波长监测经由所述第二传输线从所述第一终端站获取的所述第二虚设光的频带之外产生的光的强度的平均值与所述频带内的所述第二虚设光的强度的第二比率，以获取所述第二虚设光的第二信号质量，

经由所述第三传输线向所述第二终端站发送光信号，所述光信号包括来自所述第二终端站的虚设光的所述第一信号质量，

通过所述第二终端站从所述第二传输线接收包括所述第一信号质量的光信号。

7.根据权利要求6所述的通信方法，还包括：

由所述第二终端，基于所述第一信号质量，调整要输出到所述第一终端站的虚设光的强度。

8.根据权利要求6或7所述的通信方法，还包括：

由所述第一终端站：

对输出的虚设光进行分路；并且

对分路后的虚设光和所述光信号进行复用，并且将复用所得到的光输出到所述第二终端站。

9.根据权利要求8所述的通信方法，还包括：

由所述第一终端站：

输出光信号，所述光信号具有与要从所述第一终端站输出的虚设光的波长不同的波长。

10.根据权利要求9所述的通信方法，还包括：

由所述第一终端站：

对要输出的虚设光的波长进行切换；并且

控制所述光信号的波长，使得当从所述第一终端站输出的虚设光的波长被切换时，所述光信号的波长与从所述第一终端站输出的虚设光的波长不同。