CN1198051A - 光传输系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以取得更多系统安全余量的光传输系统及其监控方法。本发明的光传输系统及其监控方法包括:光发送装置(TX)10、光传输线路11、中继器12、光接收装置(RX)13、监控各装置的接口部分(SV)14、以各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器15。预先将在各装置中的传输品质的劣化主要原因作为参数进行设定,仿真器15监视各装置的状态并收集参数,根据收集到的参数仿真误码率或Q值,控制各装置使该误码率为最小或使该Q值为最大。

Description

光传输系统及其监控方法

本发明涉及光传输系统及其监控方法，更具体地说，涉及使用了光传输仿真器的光传输系统及其监视方法。

在大容量光中继系统中，使用不设置电气终端而直接放大光的光放大电路的光通信系统近年被广泛采用。另外，为了用1个光放大器传输很多光信号，还开发了波长多重的双向光放大电路。光放大器不设置电气性的终端，而用激励光以模拟方式直接放大光信号。因此，当将光放大器适用于线性中继器中时，为了监控光放大器，需要与主信号不同地设置监控光，在线性中继器中需要设置电终端。

在以往的光传输系统(例如，光传输装置、光交换装置等)中，当发生信号损耗或帧同步偏离等的重大警报时，为了调查是因本装置(发送电路·接收电路)、对置装置(发送电路·接收电路)、传输路(发送侧·接收侧)的哪处的故障引发报警及确定故障位置，以及在装置导入时进行本装置是否正常地动作的试验而设置有回送电路。

在光传输系统中，当发生编码错误等的问题时，在发出警报并切换到备用线路后，需要确定故障元件(组件)并更换故障元件。

但是，在这样的以往的光传输系统中，存在下述的问题。

也就是，即使只在传输线路中有一处发生问题，由于该线路不能使用，必须切换到备用线路。

另外，因为在每个构成要素以及装置(例如，光发送装置、光接收装置、光中继装置等)中都需要安全余量，所以必须在整个系统中取得很多安全余量。

特别是在使用了光放大器的光传输系统中，对光传输线路光纤采取大的输入功率，以确保信噪安全余量。但其后果是，由于采用大输入功率，在光传输线路光纤中产生非线性效果，以至于造成传输品质劣化。如果在此状态下光放大器的输出功率有变换，则根本不能取得系统的安全余量。

本发明的目的在于提供一种可以取得更多的系统安全余量的光传输系统及其监控方法。

本发明涉及的光传输系统是在包括光终端装置以及中继装置的光传输系统中设置以下装置：设定装置，将在各装置中的传输品质的劣化主要原因设定为参数；收集装置，监视各装置的状态并收集各参数；控制装置，根据收集到的参数通过仿真求误码率或Q值，控制各装置使该误码率变为最小或该使Q值变为最大。

在本发明涉及的光传输系统中，各装置至少包括1个以上的光发送装置、先纤、光放大器、光滤波器或光接收器其中之一，在光发送器中所述参数可以使用模拟随机编码参数级数、输出速度、信号光波长、光发送器输出的波长离散频谱调制量以及消光比、或光发送器的光输出信噪比；在光纤中可以使用在各波长中的1次分散值以及2次分散值、非线性常数、光纤长度、光纤的传输损失、或输入光功率；在光放大器中可以使用信号增益、NF(噪声指数)、或输入输出光功率；在光滤波器中可以使用透过频带宽度、或插入损失；在光接收器中可使用光/电转换功率、接收频带(电)、或Q值之一。

本发明涉及的光传输系统可以在各装置上设置监视线、在用监视线通过收集装置自动地收集参数的同时，通过监视线用控制装置对各装置自动地进行控制。

本发明涉及的光传输系统可以对每个装置分散地配置收集装置以及控制装置。

本发明涉及的光传输系统可以对每个装置分散地配置收集装置以及控制装置，并且独立地进行控制。

本发明涉及的光传输系统可以包括由上行线路以及下行线路构成的传输线路，通过传输线路由收集装置进行参数收集以及由控制装置进行控制。

本发明涉及的光传输系统可以包括使用不同的光波长并可以进行双向传输的传输线路，通过传输线路由收集装置进行参数收集以及由控制装置进行控制。

本发明涉及的光传输系统还可以是以多个光波长进行传输的光传输系统，由设定装置进行参数的设定，使各波长中成为最佳状态，由收集装置进行参数的收集以及由控制装置进行控制。

本发明涉及的光传输系统可以包括在波长信道变更时自动地变更参数的装置，根据该变更后的参数由收集装置进行参数的收集以及由控制装置进行控制。

本发明涉及的光传输系统可以包括自动地变更参数使得在波长信道系统故障时不至于影响该系统故障的波长信道以外的波长信道的装置，根据该变更后的参数由收集装置进行参数收集以及由控制装置进行控制。

本发明涉及的光传输系统可以包括多个各装置，选择多个各装置的组合使得误码率为最小或Q值为最大。

本发明涉及的光传输系统可以包括多个各装置，组合多个各装置使得误码率变为最小或Q值变为最大，并由控制装置自动地进行控制。

本发明涉及的光传输系统可以在每个装置中包括补偿传输线路光纤的波长分散的分散补偿器，分散补偿器可以经由收集装置用控制装置控制该分散补偿量。

在本发明涉及的光传输系统中，光发送器包括控制光源的离散频谱调制系数的装置，可以经由收集装置用控制装置控制波长离散频谱调制量。

本发明涉及的光传输系统可以是以多个光波长传输的光传输系统，包括将各信号波长作为参数检出并收集的装置，控制装置通过仿真算出不产生四光混频的波长条件，控制与该波长条件一致。

本发明涉及的光传输系统可以从光发送器的光输出波形检测出光频率变动，可以经由收集装置监视与该频率变动量有关的波长离散频谱调制量。

本发明涉及的光发送系统还可以包括检测出光发送器的光输出波形消光比的消光比检测装置，并可以通过收集装置监视该消光比。

本发明涉及的光传输系统可以包括用阈值电压检测光接收器的接收波形电平的检测装置，并可以通过收集装置监视检测出的监视波形的电平以及阈值电压。

本发明涉及的光传输系统可以包括监视来自在传输线路光纤的输入端的输入光功率以及该传输线路光纤的返回光功率的装置、和可以从外部控制光发送器的光源的光谱谱线宽度的装置；以监视装置的输出为基准从外部控制光谱谱线宽度并自动地控制感应布里渊散射。

本发明涉及的光传输系统可以在光发送侧包括：光发送器的光源、将波长可变光源以及参照光源经波长多重调制后发送到传输线路光纤的装置；光接收侧包括：至少将传输来的光信号分成至少3个波长的信号光的装置、接收来自光发送器的波长的光信号的光接收器、将来自波长可变光源的波长的光信号转换为电信号的第1光接收元件、将来自波长可变光源的波长的光信号转换为电信号的第2光接收元件、以及检测来自第1光接收元件的波长的光信号和来自第2光接收元件的波长的光信号的相位差的装置；控制装置以相位差为基准算出传输线路的波长分散，用该算出值进行各参数的最佳化，根据最佳化后的参数控制各装置使其误码率为最小或使其Q值为最大。

本发明涉及的光传输系统的监控方法可以是一种适用于包括光终端装置以及中继装置的光传输系统的监控方法，它预先将在各装置中的传输品质的劣化的主要原因设定为参数，仿真器监视各装置的状态并收集参数，根据收集到的参数仿真误码率、Q值或不产生四光混频的波长条件，控制各装置使得该误码率为最小或该Q值为最大，或得到不产生该四光混频的波长条件。

图1是表示涉及适用本发明的第1实施例的光传输系统及其监控方法的构成图。

图2是表示上述光传输系统及其监控方法的电平图的示意图。

图3是用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的示意图。

图4是表示用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的仿真计算流程的示意图。

图5是用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的接收电流波形图。

图6是表示用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的接收电信号的噪声密度分布的示意图。

图7是表示用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的光接收电力和误码率的关系的示意图。

图8是表示用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的传输距离和功率补偿的关系的示意图。

图9是表示用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的单道(1波长)计算时和WDM(波长多重)计算时的适应条件的示意图。

图10是表示用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的用仿真得到的误码率的特性图。

图11是表示用于说明上述光传输系统及其监控方法的仿真的用仿真得到的功率补偿的特性图。

图12是表示涉及适用本发明的第2实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图13是表示涉及适用本发明的第3实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图14是表示涉及适用本发明的第4实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图15是表示涉及适用本发明的第5实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图16是表示涉及适用本发明的第6实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图17是表示涉及适用本发明的第7实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图18是表示涉及适用本发明的第8实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图19是表示涉及适用本发明的第11实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图20是表示涉及适用本发明的第12实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图21是表示涉及适用本发明的第13实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图22是表示上述光传输系统及其监控方法的分散补偿器(DC)的构成的示意图。

图23是是表示涉及适用本发明的第14实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图24是表示将上述光传输系统及其监控方法的离散频谱调制系数α作为参数时由于波形劣化引起的补偿的分散量D依赖关系的特性图。

图25是表示涉及适用本发明的第15实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图26是表示涉及适用本发明的第16实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图27是表示上述光传输系统及其监控方法的频率识别器的识别特性的示意图。

图28是用于说明上述光传输系统以及监控方法的动作的波形图。

图29是表示涉及适用本发明的第17实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图30是表示光传输系统及其监控方法的消光比检测部分的详细构成的方框图。

图31是表示光传输系统及其监控方法的其它的消光比检测部分的详细构成的方框图。

图32是表示涉及适用本发明的第18实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图33是表示包含上述光传输系统及其监控方法的接收波形峰值检测部分的光信息接收装置的详细构成的方框图。

图34是表示涉及适用本发明的第19实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图35是表示上述光传输系统及其监控方法的进行传输线路光纤的SBS监视和SBS控制的光发送装置的详细构成图。

图36是表示涉及适用本发明的第20实施例的光传输系统及其监控方法的构成的示意图。

图37是用于说明上述光传输系统及其监控方法的光纤的波长分散的测定原理的示意图。

本发明涉及的光传输系统及其监控方法可以适用于在干线传输系统和光缆用户网络系统等系统中使用的光传输系统中。

第1实施例

图1表示使用了本发明涉及的第1实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要图。光纤放大器使用的是EDFA(Erbium Doped FiberAmplifier：掺铒光纤放大器)。

在图1中，10是发送光信号的光发送装置(TX)(光发送器)，11是由光纤构成的光传输线路，12是包括放大光信号的光放大器的中继器，13是接收光信号的光接收装置(RX)(光接收器)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

上述光发送装置(TX)10进行电光转换，并作为特定的波长的光信号进行发送。另外，为了提高可靠性，可以设置成(例如)包含备用系统的2套系统，装备相同的0号系统、1号系统，通常使用其中1个系统，在异常时切换到另一系统使用。

上述中继器12包括放大光信号的光放大器，将接收的光信号进行模拟放大后发送。

上述接口部分(SV)14是进行输入输出装置的控制、中断处理、参数计测以及控制等的监控装置(SV)。

上述仿真器15由工作站以及仿真用应用程序等构成，以各构成元件的特性为基准进行推测误码率或Q值的仿真。有关该仿真在以后详细将会叙述。

图中虚线箭头所示的通信装置可以使用例如电话、监视网络等，但也可以是任何的通信装置。

以下，说明如上述那样构成的光传输系统及其监控方法的工作情况。

传输品质的主要劣化原因大概可以分为光信噪比(S/N比)劣化和由光纤传输引起的波形劣化2种。除了光发送器的消光比、光放大中继器的NF(Noise figuure：噪声指数)、光接收器的Q值、传输线路的损失·分散系数等的各特性以外，还由在传输线路中的电平图确定。即，如果中继器·接收器的监视电平过低，则光信噪比劣化，反之如果光纤输入电平过高，则因光纤中的非线性效果而产生波形劣化。这里所述的电平图是如图2所示的相对传输线路长度方向表示各光纤、光中继器、光放大器的输入输出功率的示意图。

因而，通过监控这些成为传输品质劣化主要原因的参数，就可以使系统为最佳，即系统安全余量为最大。为了使系统安全余量最大，只要通过光接收装置中的Q值就可以实现最佳化，但在其中必须测定误码率，因而效率低，还不能在系统中运用。

因此，在本实施例中，对上述各特性进行实际测量，通过接口部分(SV)14将实测值发送到仿真器15，用仿真器15推测误码率或Q值，调整电平图使得系统安全余量变为最大，或调节光接收器的电平识别点。

在仿真器15中所需要的每个装置中的参数如下：

·光发送器

模拟随机编码模式级数、传输速度、信号光波长、光调制解调器的α参数以及消光比、光发送器的光输出信噪比。

·光纤(传输线路光纤、分散补偿用光纤)

在信号光波长中的1次分散值以及2次分散值、非线性常数、光纤长度、光纤的传输损耗、输入光功率。

·光放大器

信号增益、NF(噪声指数)、输入输出光功率

·光滤波器(用于消除插入到光接收器前的ASE(AmplifiedSpontaneous Emission)噪声(在光放大器中产生的噪声))

透过频带宽度、插入损失。

·光接收器

光/电转换功率、接收频带(电)、Q值。

接着，说明将系统安全余量设置为最大的顺序。

所谓将系统安全余量设置为最大是指将在光接收器中最终识别时的Q值设置为最大(或错误率最小)。

(1)参数的收集

除了在系统装配时测定的以外(即，光发送器的消光比、光输出信噪比、对各光纤的输入功率、光放大器(发送放大器、中继放大器、接收放大器)的输入输出功率)，在各装置中监视。参数在各组件、部件、装置单位中具有监视接口，借助于(比方说)10BASE-T连接于监视网，并通达装置外的控制系统的工作站(WS)。

(2)最佳参数的算出

在上述工作站(WS)中搭载有仿真器，并输入所需要的参数。这种情况下，在网络装配后可以控制的参数是上述的各光放大器的输出功率等。在光接收器中识别的电信号的Q值，由在光放大器中产生的噪声和在光纤内由非线性效果引起的波形劣化确定。光接收器的电平识别点在出厂时被设置成最佳点。

上述光放大器的光输出信噪比，在向光放大器的输入功率越高时(即，前段的光放大器的输出功率越高)越大，但相反在光纤内由非线性效果引起的波形劣化变得显著。因而，可算出用于将Q值设置为最大的各光放大器的光输出功率。

(3)参数的控制

控制的目的是使得用上述(1)参数收集的相反的顺序从仿真器向搭载各光放大器的组件输出最佳的光输出功率。

以下，用图3～图11说明上述仿真器15的动作。

图3是表示仿真器15的仿真的概略示意图。图中，上段、中段、下段表示了系统光发送装置(Transmitter)、光传输线路(Optical link)以及光接收装置(Receiver)各自的系统安装、计算内容、输入输出数据。

在图3的光传输线路中，表示使从1至n的n个波长在通过光放大器(LA)的光纤中多重化。在第1实施例中n＝1。

光信号被传输到光接收器，在光接收装置的光/电转换电路中光电转换后用放大器放大，并被识别再生。光/电转换效率等参数由A/D转换电路进行模/数转换。经模/数转换的信号输入到比方说(CPU)中，通过SV发送到仿真器。

具体地说，则是向光发送装置提供信号光波长、信号光输入功率、光信号模式、波长离散频谱调制参数作为输入数据，通过使用了光ON/OFF模式以及波长线性编码参数的光信号顺序进行计算。关于计算顺序在图4中表示，但有关内容在以后叙述。

在光传输线路中，作为光纤的特性有GVD(Group Velocity Delay：群速分散)、SPM(SelfPhase Modulation：自相位调整效果)、XPM(Xross Phase Modulation：波长多重传输时的波长间相互作用)、FWM(Four Wave Mixing：四光混频(由波长多重时的混合引起的非线性现象))。这些特性和光放大器(LA)中的增益偏离(gain-tilt：增益波长依存)和ASE(Amplified Spontaneous Emission)集聚一起引起失真。

在光传输线路中的仿真计算中，光纤中的信号波形用分离-阶跃-富里叶法解析。光纤放大器使用EDFA从增益以及ASE噪声评价信号。在光传输线路内的仿真计算过程中使用的数据中，对于光纤来说有光纤长度、传输损失、分散(1次、2次)、非线性常数(n2)，在EDFA中有增益、NF(Noise figure：噪声指数)。

图4是表示仿真器15的仿真计算过程的示意图。

在图4中，输入平均信号功率、光信号模式、波长离散频谱调制参数作为输入数据。作为连接设备，连接有光纤(例如，SMF(单一模式光纤)、DSF(分散移位光纤)、DCF(分散补偿光纤))、EDFA、光滤波器以及其它有损设备。

以上述光纤的各种损失和EDFA的光放大器(LA)的增益、增益倾斜、ASE集聚为基准进行计算。基本数据以及计算结果的数据被逐次保存在数据文件中，计算顺序使用数据文件控制。如果仿真结束，则作为输出数据可以得到光谱线、接收波形(眼图)、BER(误码率)。

图5～图8是表示误码率以及功率补偿的状态的特性图，图5是接收信号电流波形图，图6是表示接收电信号的噪声密度分布的示意图，图7是表示光接收电力和误码率的关系的示意图，图8是表示相对于距离的功率补偿的特性图。在上述仿真计算中，用从图5求图8那样的流程进行计算。在此，所谓功率补偿是指，相对于最小接收光电力的传输距离0km时的相对值的传输距离依赖关系。

图9～图11是表示实际适用上述仿真器15的结果的示意图。图9是表示单道(1波长)计算时和WDM(波长多重)计算时的适应条件的示意图，图10以及图11是表示根据图9的适应条件用仿真得到的误码率以及功率补偿的特性图。在第1实施例中进行的是单道计算。

返回图1，特别是在本实施例中，通过接口部分(SV)14将光发送装置(TX)10、光传输线路11、中继器12、光接收装置(RX)13的各装置汇集到仿真器15，在仿真器15中进行上述的仿真，推测BER(误码率)或Q值，调整电平图使得系统安全余量变为最大，或调节光接收装置13的电平识别点。

另外，系统装配时，通过以各装置的检查数据为基准，由仿真器15进行上述的计算，就可以推测得到何种程度的系统安全余量。另外，这种情况下，通过求最佳条件，调整各装置就可以得到最大的系统安全余量。

如上所述，第1实施例涉及的光传输系统及其监控方法包括：光发送装置(TX)10、光传输线路11、中继器12、光接收装置(RX)13、监控各装置的接口部分(SV)14以及以各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器15，预先将在各装置中的传输品质的劣化主要原因作为参数进行设定，仿真器15监视各装置的状态，收集参数，根据收集到的参数仿真误码率或Q值。因为可以控制各装置使得该误码率变为最小或该Q值变为最大，所以可以实现在系统运行中可以取得更大的系统安全余量的光传输系统。

第2实施例

图12是表示利用了本发明的第2实施例中监视网络进行自动计测/控制的光传输系统的示意图，其中使用了EDFA(Erbium-FiberAmplifier：掺铒光纤放大器)作为光纤放大器。

在图12中，110是信号发送接收器、120是用2个光网络连接信号发送接收器110的中继器、130是使用监视网络自动地进行各构成元件的参数收集和控制的工作站(WS)。信号发送接收装置110和中继器120通过传输2路的主信号光以及监控光的光纤构成的传输线路100连接。用该光纤传输在双方上行波长多重化的主信号光。

信号发送接收器110由以下部分构成：光放大器111、分别在波长/方上行分离光的光耦合器112、电/光(E/O)变换电路113、光/电(O/E)转换电路114、接口部分(SV)115以及控制部分116。在信号发送侧进行电光转换，作为特定波长的光信号发送，在信号接收侧接收·放大特定波长的光信号、再进行光电转换，并进行分离后分配到(比方说)用户线路中。

中继器120由以下部分构成：光放大器121、分别在长/方上行分离光的光耦合器122、电/光(E/O)变换电路123、光/电(O/E)转换电路124、接口部分(SV)125以及控制部分126。接收到的光信号被模拟地放大后发送，进行两侧的信号发送接收器110和监控光的交换。

工作站(WS)130由仿真器以及监视/控制软件构成，包括在第1实施例中所述的参数的共同文件，与发送接收器110以及中继器120等连接，在监控传输线路以及装置的同时，使用该监视网络自动地进行各构成元件的参数收集和控制。

以下，说明利用上述构成的监视网络的光传输系统的动作。

在信号发送接收器110中，进行电光转换，并以特定的波长的光信号进行发送。另外，接收特定波长的光信号，进行光电转换，分离后分配到用户线路。

在中继器120中，对接收到的光信号模拟地放大并发送，进行两侧的信号发送接收器110和监控光的交换。在信号发送接收器110和中继器120之间的传输线路由2条光纤构成，在该光纤中传输在双方上行被波长多重的主信号。

传输于信号发送接收器110和中继器120之间的监控光是和上述主信号光不同波长的控制光。在整个系统中使用单一的波长，与传输线路、信号发送接收器110、中继器120的状态对应地在光纤中被波长多重化。监控光由于在整个系统中使用单一波长，所以是单方向发送，在相同的光纤中方向相反的监控光不被多重。

在此，在工作站(WS)130中，在上行/下行的2条线路中以一定的周期进行各参数的监视/控制。

另外，通过存储上述参数的共同参数文件，工作站(WS)130的仿真器进行参数的收集和最佳参数的设定。

这样，在第2实施例中，将各装置装入进行监控的监视网络，因为使用该监视网络自动地进行各构成元件的参数收集和控制，所以即使在服务运行中也可以以最佳状态保持光传输系统。

第3实施例

图13是表示使用了本发明第3实施例涉及的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例涉及的光传输系统时，在与上述图1相同的构成部分上赋予相同的符号。

在图13中，10是发送光信号的光发送装置(TX)，11是由光纤构成的光传输线路，12是包括放大光信号的光放大器的中继器，13是接收光信号的光接收装置(RX)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

仿真器15被分散地设置在每个构成元件中。另外，分散配置的仿真器15由在图中虚线箭头所示的通信装置(电话、监视网络等)连接。

仿真器15的分散配置例如可以设置成如下状态。即，在设置光发送装置(TX)10和中继器12的地方(部位)，设置有监视用的工作站(WS)。在该监视用工作站(WS)中装入进行上述仿真的应用软件，作为仿真器15使用。

通过如此构成，就可以在各工作站中并列地仿真每个中继区的解析，与用1台监视用工作站(WS)仿真的情况相比，可以提高处理速度。

因此，在图13中，使虚线所示的通信装置无效，在各构成元件中限定由被分散地设置在每个构成元件中的仿真器15进行的监控范围，如果独立地控制仿真器15，就可以进一步提高处理速度。

第4实施例

图14是表示使用了本发明的第4实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在和上述图1相同的构成部分上标有相同的符号。

在图14中，20是将特定波长的光信号进行多重化后再发送的光发送装置(TX)(光发送器)，21是由光纤构成的光传输线路，22是包括放大光信号的光放大器的中继器，23是接收多重化后的光信号的光接收装置(RX)(光接收器)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

图14是用光发送装置(TX)20、光传输线路21、中继器22以及光接收装置(RX)23连接上行线路和下行线路的例子。

光发送装置(TX)20、中继器22、光接收装置(RX)23为可以传送波长多重化的光信号的结构，在光传输线路21中图中虚线表示的监控信号被波长多重重叠后传输。

这种情况下，传输于上行线路和下行线路的光发送装置(TX)20和先接收装置(RX)23之间的监控信号是和信号光(主信号光)不同波长的控制光，在整个系统中使用单一波长，与传输线路、多重化器、中继器的状态相对应地在m根光纤中的任意1条中被波长多重化。该监控光由于在整个系统中使用单一波长所以是单方向传输，在相同的光纤中方向相反的监控光不被多重化。

在上述构成中，通过用波长多重将监控信号光重叠在光传输线路21中，不需要另外准备监视网，就可以进行各装置的监控。

第5实施例

图15是表示使用了本发明的第5实施例中的光输出仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例的光传输系统上，在和图14相同的构成部分上标有相同的符号。

在图15中，20是将特定的不同波长的光信号多重化后再发送的光发送装置(TX)(光发送器)，21是由光纤构成的光传输线路，22是包括有放大光信号的光放大器的中继器，23是接收多重化后的光信号的光接收装置(RX)(光接收器)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

图15中，通过1条光传输线路21连接上行线路和下行线路，用波长多重使在上行线路用和下行线路用的不同波长λ1、λ2的监控信号重叠，在双向进行传输。

在以上构成中，通过用上行、下行不同的波长λ1、λ2传输监控信号，就可以在1条传输线路中进行各装置的监控。

第6实施例

图16是表示使用了本发明的第6实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在和上述图1相同的部分上标有相同的符号。

在图16中，30、31是发送不同波长的光信号的光发送装置(TX)(光发送器)，32是发送侧WDM，11是由光纤构成的光传输线路，12是包括有放大光信号的光放大器的中继器，33是接收侧WDM，34、35是接收不同的波长的光信号的光接收装置(RX)(光接收器)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

发送侧WDM32可以将来自光发送装置(TX)30、31的光信号向光纤11实行波长多重化，接收侧WDM33将来自光纤11的光信号实行波长分离，并输出到光接收装置(RX)34、35。

以下，说明上述那样构成的光传输系统及其监控方法的动作。

通常，在使用光放大器进行波长多重传输时，由于光放大器的波长依赖关系，在各波长之间的光量中会产生差异。如在第1实施例中所述那样，因为由光量不同光纤中的非线性效果和光信噪会改变，所以需要对每个波长最佳地调整光电平，即调整由光纤中的非线性效果和光信噪确定的安全余量为最大。

因此在本实施例中，通过接口部分(SV)14将收发不同的波长的光信号的光发送装置(TX)30、31以及光接收装置(RX)34、35分别连接在仿真器15上，实测各装置的特性，通过接口部分(SV)14将实测值传送到仿真器15，由仿真器15推测误码率或Q值，调整各波长的电平图使系统安全余量为最大，或调节光接收器的电平识别点。

本实施例可以在上述第1实施例涉及的光传输系统中适用增设新的波长信道的情况等，通过独立于每个波长进行监控，就可以自动控制在最佳的状态。

第7实施例

图17是表示使用了本发明涉及的第7实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要图。在说明涉及本实施例的光传输系统时，在和上述图14以及图16相同的构成部分上赋予相同的符号。

第7实施例是将上述第6实施例中涉及的光传输仿真器适用于在传输如上述第4实施例那样不同的波长的光信号的波长多重传输系统的例子。

在图17中，30、31是发送不同波长的光信号的光发送装置(TX)，32是发送侧WDM，21是由光纤构成的光传输线路，22是包括放大光信号的光放大器的中继器，33是接收侧WDM，34、35是接收不同波长的光信号的光接收器(RX)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。这是用光发送装置(TX)30和31、发送侧WDM32、光传输线路21、中继器22、接收侧WDM33以及光接收装置(RX)34和35连接上行线路和下行线路的例子。

光发送装置(TX)30和31、中继器22、光接收装置(RX)34和35具有可以通过波长多重传输光信号的构成，在光传输线路21中通过波长多重使图中虚线所示的监控信号重叠地传输。

这样一来，在波长多重传输的系统中，由于用波长多重使监控信号重叠后传输，因此不需要另外准备监视网，就可以进行各装置的监控。

第8实施例

图18是表示使用了本发明的第8实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本发明中的光传输系统时，在与上述图17相同构成的部分上赋予相同的符号。

在图18中，30、31是发送不同波长的光信号的光发送装置(TX)，32是发送侧WDM，21是由光纤构成的光传输线路，22是包括有放大光信号的光放大器的中继器，33是接收侧WDM，34、35是接收不同波长的光信号的光接收装置(RX)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。这是通过1条光传输线路21连接上行线路和下行线路、通过波长多重化使在上行线路用和下行线路用中不同的波长λ1、λ2的监控信号重叠以双方向传输的例子。

这样一来，在波长多重传输的系统中，由于用在上行·下行中不同的波长λ1、λ2在双方向传输监控信号，所以可以在1条传输线路中进行各装置的监控。

第9实施例

在如上述图18所示那样的波长多重传输的光传输系统中，当增加波长信道时(例如，在图18中使波长不同的光发送装置(TX)重叠时)，有其它波长的信号的光输出电平变动或产生波长之间的相互作用(四光子混合和交调失真等)的现象。

因此在本实施例中，当增加波长信道时，监视各波长的电平和波长间隔等，用仿真器15推测误码率或Q值，控制光输出电平和光监视器的电平识别点使系统安全余量为最大。

通过这样构成，在增加波长信道时，就可以自动地控制在最佳的状态。

第10实施例

在如上述图18所示的波长多重传输的光传输系统中，与上述第9实施例的情况相反，在系统运转中，当某个波长信道发生系统故障时，同样地，其它波长的信号的光输出电平变动，或在波长之间的相互作用中发生变化。

因此在本实施例中，当某个波长信道发生系统故障时，监视各波长的电平和波长间隔，用仿真器15推测误码率或Q值，控制光输出电平和光接收器的电平识别点，使系统使系统安全余量为最大。

具有了这样的构成，当某个波长信道发生系统故障时，就可以自动地控制在最佳的状态。另外，当并不是系统运转中的波长信道的系统故障而是在系统的变更等中，在波长信道增减或变更时也可以进行同样的自动控制。

第11实施例

图19是表示使用了本发明的第11实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在和上述图1相同构成部分上赋予相同的符号。

在图19中，40、41是发送光信号的光发送装置(TX1、TX2)，42、43是由光纤构成的光传输线路，44、45是包括有放大光信号的光放大器的中继器，46、47是接收光信号的光接收装置(RX1、RX2)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

如图19所示，是光发送装置(TX1、TX2)40和41、光传输线路42和43、中继器44和45、光接收装置(RX1、RX2)46和47的各构成元件均装备多个时的结构。

以下，说明如上所述构成的光传输系统及其监控方法的工作情况。

如上述第1实施例中所述，系统安全余量与光发送器的消光比、光放大中继器的NF(噪声指数)、光接收器的Q值等与各构成元件的特性存在依赖关系。当各构成元件均装备多个时，系统安全余量依赖于这些装置的组合。

例如，有这种情况，即使相对于消光比良好的光发送器，用Q值差的光接收器也可以确保某种程度的系统安全余量。相反，在特性差的发送装置的组合中，即使可以在某种程度上确保系统安全余量，安全余量也小。这种情况下，系统安全余量与离散相比，经过平均化的一综合系统安全余量大。

因此在本实施例中，用仿真器15计算作为上述那样的系统整体的系统安全余量，选择综合系统安全余量为最大的构成元件的组合。

通过如此构成，就可以取得大的综合系统安全余量。

第12实施例

图20是使用了涉及本发明的第12实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例中的光传输系统时，在和上述图19系统构成部分上赋予相同的符号。

在图20中，40、41是发送光信号的光发送装置(TX1、TX2)，50是发送侧WDM(波长多重)，42是由光纤构成的光传输线路，44是包括有放大光信号的光放大器的中继器，51、52是不将光信号转换为电信号而直接进行光切换的光开关或光可调滤波器，46、47是接收光信号的光接收装置(RX1、RX2)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

光开关或光可调滤波器51、52和光接收装置(RX1、RX2)46、47由接口部分(SV)14进行切换控制。

这样，来自光发送装置(TX1、TX2)40、41的光信号在发送侧WDM50中被多重化，通过光传输线路42、中继器44到达接收侧，在光开关或光可调滤波器51、52中被选择后在光接收装置(RX1、RX2)46、47中接收。

在上述构成中，通过使用光开关或光可调滤波器51、52进行各构成元件的选择和控制，就可以自动地选择构成元件的组合使得综合系统安全余量为最大。另外，用1条传输线路就可以进行各装置的监控。

第13实施例

图21是表示使用了本发明的第13实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例中的光传输系统时，在和上述图1相同的构成部分上赋予相同的符号。

在图21中，10是发送光信号的光发送装置(TX)(光发送装置)，11是由光纤构成的光传输线路，60是包括有补偿传输线路光纤11的补偿分散的分散补偿器的中继器，70是包括补偿发送线路光纤11的补偿分散的分散补偿器并接收光信号的光接收装置(RX)(光接收器)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

光中继器60，由包括放大光信号的光放大器并以模拟方式放大接收的光信号后发送的中继器12和补偿波长分散的分散补偿器(DC)61构成。

光接收装置(RX)70由分散补偿器(DC)61和光接收器(RX)13构成。分散补偿器(DC)61包括放大光信号的光放大器12，补偿传输线路光纤11和分散补偿器61的损失部分，并补偿波长分散。光接收器(RX)13用于接收光信号。

分散补偿器(DC)61被设置在每个装置中补偿传输线路光纤的波长分散，其分散补偿量经由接口部分(SV)14控制。

这样，本光传输系统的构成是：在上述图1所示的光中继器12以及光接收装置(RX)13中分别附加了补偿由光纤构成的光传输线路的波长分散的分散补偿器(DC)61。在图21的例子中，将该分散补偿器(DC)61内置于光中继器60和光接收装置(RX)70内的光放大器中。

图22是表示上述分散补偿器(DC)61的构成的示意图。

在图22中，分散补偿器(DC)61由多个分散补偿器62(DC1、DC2、…、DCN)和从多个分散补偿器62中任意选择的补偿器的光开关63构成。

以下，说明如上述那样构成的光传输系统及其监控方法的工作情况。

在包括光发送装置(TX)10、光中继器60以及光接收发送装置(RX)70构成的光传输系统中，经由接口部分(SV)14根据仿真器15的计算结果监控各装置。

一般，作为传输线路光纤的特性，大体上使用2种光纤。1种被称为分散移项光纤(DSF：Dispersion Shift Fiber)，其1.55μm附近的波长分散接近零(±3.5ps/nm/km)，另一种被称为单一方式光纤(SMF：Single Mode Fiber)，其1.55μm附近的波长分散比较大(16～20ps/nm/km)。在此以SMF为例进行说明。

当传输线路光纤是SMF的情况时，为了抵消该波长分散，一般使用分散补偿器。在图21的例子中，分散补偿器被内置在光中继器60和光接收装置70内的光放大器中。

实际上，有这种情况，在传输线路光纤的补偿分散量中有离散，分散补偿器的分散补偿量并不一定最适合。在图21中的分散补偿器(DC)61如果设置成可以经由接口部分(SV)14控制该分散补偿量的结构，则即使对于在传输线路光纤的波长分散量中有离散，也可以得到最佳的补偿。作为分散补偿量的控制方法，例如图22所示那样，通过由光开关63选择多个分散补偿器62(DC1、DC2、…、DCN)中任意的分散补偿器进行。

进而，作为可以改变分散补偿量的装置还有其它的例子，如也可以使用采用PLC(Planar Lightwave Circuit)的马赫-策德尔型干涉仪分散补偿器(参见1994年日本电子信息通信学会春季大会C-337由泷口等人发表的“使用PLC型光分散均化器的分散补偿实验”一文)。

如上所述，在第13实施例的光传输系统中，在每个装置中包括补偿传输线路光纤的波长分散的分散补偿器(DC)61，分散补偿器(DC)61由于其可以经由接口部分(SV)14控制其分散补偿量，所以通过用仿真器的计算结果控制可以控制分散补偿量的分散补偿器(DC)61，就可以使误码率为最小或使Q值为最大，可以得到最大的系统安全余量。

以上效果对于传输线路光纤是DSF的情况也同样可以得到。即，即使对于DSF，波长分散量在零附近有离散，也可以用能控制分散补偿量的分散补偿器得到最大的系统安全余量。

第14实施例

图23是表示使用了本发明的第14实施例的光传输仿真器的光传输系统的光发送装置的构成的示意图。

本实施例是在上述图1所示的第1实施例的光传输系统或上述图18所示的第8实施例的波长多重传输系统中控制光发送装置的离散频谱调制系数(表示光源的波长变动量的系数)的例子。有关具体的控制方法也有报告(如S.K.Korotky发表的“具有可调离散频谱调制系数的高速低功耗光调制器(High-speed，low power optical modulator with adjustable chirpparameter)”，见《集成光学研究(Integrated Photonics Research)》1991，TuG2，pp.53-54)，以下说明根据此报告例的实施例。

在图23中，80是发送光信号的光发送装置(光发送器)，光发送装置80由作为光源的半导体激光器81、光调制器82、光调制驱动电路83、偏置控制电路84以及输出振幅控制电路85构成。

半导体激光器81是输出特定波长的光信号的光源，例如使用DFB激光器(Distributed Feedback Laser，分布反馈式激光器)。

光调制器82对来自半导体激光器81的光输出进行光强调制的马赫-策德尔型的调制器。

光调制驱动电路83是光调制器82的偏置电路，从输入电信号中将逻辑相互反转的输出信号输出到光调制器82的各个电极。

偏置控制电路84控制施加在光调制器82的各电极上的偏置电压。

输出振幅控制电路85各自独立地控制给予光调制器82的各个电极的调制波形的振幅。

这样，在本光传输系统中的光发送装置80的构成是可以从外部控制波长离散频谱调制量。

以下，说明如上所述构成的光传输系统的动作。

一般，当传输线路光纤的分散量D(ps/nm)是正的情况下，在传输后光波形扩大，在是负的情况下变窄。但是，这是光源的离散频谱调制系数α是正的情况(0＜α)，在光源的离散频谱调制系数α是负的情况下(α＜0)，上述传输线路光纤的分散量D显示相反的特性。

图24是表示将离散频谱调制系数α作为参数情况下由波形劣化引起的补偿分散量D依赖关系的特性图。

例如，当离散频谱调制系数α＝0的情况下，随着分散量D的增加，由于波形离散而使补偿增大；但当使离散频谱调制系数α为α＜0时，因为在由传输线路的分散引起的波形离散使得波形变窄，所以可以改善补偿。但是另一方面，当D＜0时，由于相反地传输线路的分散的影响和离散频谱调制系数α的影响共同作用于使波形变窄的方上行，所以补偿急速地增大。

因此，在本光传输系统中，设置其构成为可以从外部控制上述光发送装置80的离散频谱调制系数α，以谋求接收波形的最佳化。

即，在图23中，来自半导体激光器81的输出光被输入到光调制器82，在光调制器82中被强度调制后再输出。光调制器82是马赫-策德尔型的调制器，用附加电压控制分支后的2个光信号相位，通过改变干涉的程度进行强度调制。在光调制器82的各自的电极上，赋予逻辑相互反转的光调制驱动电路83的输出信号，各个信号的振幅由输出振幅控制电路85控制。进而附加在各个电极上的偏置电压由偏置控制电路84控制。通过如此控制，可以控制离散频谱调制系数α。

如上所述，在第14实施例中，光发送系统的光发送装置80包括：作为光源的半导体激光器81、光调制器82、光调制驱动电路83、偏置控制电路84以及输出振幅控制电路85，因为其构成是可以经由接口部分(SV)14从外部控制波长离散频谱调制系数，所以通过相对传输线路的分散量的变化控制光源的离散频谱调制系数α，就可以使接收波形最佳化，可以得到最大的系统安全余量。

第15实施例

图25是表示使用了本发明的第15实施例的光传输仿真器的光传输系统的概要的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在和上述图16相同构成部分上赋予相同的符号。

在图25中，30、31是发送不同波长的光信号的光发送装置(TX)(光发送装置)，32是发送侧WDM，11是由光纤构成的光传输线路，90是检出及收集用多个光波长发送的光传输系统的各信号波长的信号波长检出器，12是包括有放大光信号的光放大器的中继器，33是接收侧WDM，34、35是接收不同波长的光信号的光接收装置(RX)(光接收器)，14是监控各装置的接口部分(SV)，15是以通过电话、监视网络等的通信装置连接在接口部分(SV)14上的各构成元件的状态为基准进行仿真的仿真器。

本光传输系统的构成是，在上述图16所示的光传输系统上附加测定发送光的光谱线并检测信号波长的信号波长检出器90，经过接口部分(SV)14收集。另外，其构成是可以由发送侧WDM32控制光发送装置(TX)30、31的信号波长。

以下，说明如上述那样构成的光传输系统及其监控方法的动作。

特别是当传输线路光纤如DSF(分散移项光纤)那样其波长分散量在零附近时，如果传输多个波长，则产生被称为四光混频的非线性现象，与波长差相应的波长信号，漏到本来传输的信号波长中，传输特性大幅度劣化(参考文献：日本通信学会通信系统研究会CS96-43)。因而，需要设定相互的波长，使得其不漏到本来应该发送的波长中。但是，即使在安装时如此设定波长，如果为了确保系统安全余量而使波长变化，或由于时效变化波长变化时，也有可能产生四光混频。

因此，用信号波长检出器90检出信号光波长，经过接口部分(SV)14收集，用仿真器15算出不产生四光混频的信号波长的条件，如此控制波长。

如上所述，在第15实施例中，因为在由多个光波长发送的光发送系统的光发送装置中，包括检出及收集各信号波长的信号波长检出器90，经过接口部分(SV)14收集信号波长，用仿真器15算出如不产生四光混频那样的条件的波长，控制信号波长使其和该波长一致，所以即使有为了确定系统安全余量而改变波长，或由于时效变化波长变化的情况，也可以得到最大的系统安全余量。

第16实施例

图26是表示使用了本发明的第16实施例的光传输仿真器的光传输系统的构成的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在和上述图1相同构成的部分上赋予相同的符号。

本实施例是在上述图1所示的第1实施例涉及的光传输系统中检出并监视光发送装置的波长离散频谱调制量的例子。在此，为了使波长离散频谱调制量始终与光波长变动量对应，以下为了方便置换成光频率变动量进行说明。

在图26中，140是分离光发送装置10的光输出的光耦合器，141是光频率识别器，142是峰值检出器，峰值检出器142的输出被输出到接口部分(SV)14。

光耦合器140将光发送装置10的光输出分别按波长/方向进行分离，在作为光输出输出到发送线路光纤11上的同时，输出到光频率识别器141。

频率识别器141例如由马赫-策德尔型干涉仪等构成，具有如图27所示的识别特性。如图27所示，频率识别器141具有对于光频率输出电压变化的特性，可以从其输出电压的峰值中识别频率。

峰值检出器142检出频率识别器141输出的峰值作为频率变化量的峰值输出到接口部分(SV)14。

以下，说明上述那样构成的光传输系统及其监控方法的动作。

光发送装置10的输出在光耦合器140中被分离，一方作为输出信号输出到传输线路光纤11上，另一方被输出到光频率识别器141。在光识别器141中，根据如图27所示的识别特性识别光频率，其输出电压经过峰值检出器142输出到接口部分(SV)14。

图28是用于说明本实施例的动作的波形图，表示相对于先脉冲的光频率以及频率识别器输出电压。

一般，光频率变动量Δf在下式(1)中用光脉冲波形S(t)和其微分值以及上述离散频谱调制系数α表示。 $\mathrm{\Δf}=\frac{\mathrm{\α}}{4\mathrm{\π}}\frac{1}{S\left(t\right)}\frac{\mathrm{dS}\left(t\right)}{\mathrm{dt}}---\left(1\right)$

在式(1)中，例如当α＞0时，如图28所示，光频率在光脉冲波形的上升和下降中作为相反编码的微分脉冲变动，在频率识别器141输出中表现大致与其成比例的脉冲波形。通过用峰值检出器142检出该频率识别器141输出波形的峰值电平，就可以检出频率变动量的峰值。

在仿真器中，光频率的变动作为光的相位变动填入光脉冲波形。这种情况下，如上所述那样直接取入频率变动量的实测值，与从上述式(1)的离散频谱调制系数α和光脉冲波形算出频率变动量的意义大致相同，但可以说直接实测一方可以更正确地进行监视。采用本实施例，可以实现离散频谱调制系数的监视。

如上所述，在第16实施例中，由于设置在光发送装置10中分离光输出的光耦合器140、从光输出波形检出光频率变动的光频率识别器141以及峰值检出器142，构成可以经由接口部分(SV)14监视与频率变动量相关的波长离散频谱调制量的结构，因此通过从光发送装置10的光输出波形监视光频率变动，就可以以该信息为基础由仿真器15计算在光接收装置中的错误率和误码率。

第17实施例

图29是表示使用了本发明的第17实施例的光传输仿真器的光传输系统的构成的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在与上述图1相同的构成部分上赋予相同的符号。

本实施例是在涉及上述图1所示的第1实施例的光传输系统中检出并监视光发送装置的消光比(相对非发光时的光电平的发光时的光电平的比)。

在图29中，150是检出光发送装置10的光输出波形的消光比的消光比检出部分(消光比检出装置)，消光比检出部分150的输出被输出到接口部分(SV)14。

图30是表示上述消光比检出部分150的详细构成的方框图。

在图30中，151是在光发送装置10内部生成的、与上述光输出波形同步的分频时钟脉冲信号(f0/N)，152是具有光电转换部分的取样示波器，153是实施自动计测程序计测消光比的处理部分。

上述取样示波器152以及自动计测程序处理部分153，作为整体构成消光比检出部分150，将消光比检出部分150计测的消光比输出到接口部分(SV)14。

以下，说明上述那样构成的光发送系统及其监控方法的动作。

在包括光发送装置(TX)10、中继器12、光接收装置(RX)13构成的光传输系统中，各装置经由接口部分(SV)14，根据仿真器15的计算结果进行监控。

特别是在光发送装置10中，由消光比检出部分150检出并监视光输出波形的消光比。

如图30所示，来自光发送装置10的光输出信号的一部分被输入取样示波器152，作为其使用的触发信号输入在光发送装置10内生成的分时钟频脉冲信号(f0/N)151。

在取样示波器152中，由内部光电转换部分将光信号转换成电信号后输出到自动计测程序处理部分153，自动计测程序处理部分153，实施自动进行程序，定期计测光输出信号的消光比，并传输到接口部分(SV)14。

具体地说，在消光比检出部分150中，分别测定光波形的发光时的光电平(设为A)和非发光时的光电平(设为B)的平均值。消光比由下式(2)求得。

消光比[dB]＝10log(A/B)                          …(2)

采用取样示波器152进行的测定，由自动计测程序进行，可以很容易地用以往公知的应用软件制成。

另外，也可以用图31所示的消光比检出部分160代替包括取样示波器152和自动计测程序处理器153的消光比检出部分150。

图31是表示上述消光比检出部分160的详细构成的方框图。

在图31中，161是光电转换部分，162是峰值检出部分，用于代替上述图30的取样示波器152以及自动计测程序处理部分153。峰值检出部分162可以使用和上述图26同样的装置。

在这样的构成中，如果检测出来自光发送装置10的光输出波形的高电平(A)和低电平(B)，则可以与图30的情况相同地检出消光比，可以使结构更简单。

如上所述，涉及第17实施例的光传输系统，因为包括检出光发送装置10的光输出波形的消光比的消光比检出部分150，构成可以经由接口部分(SV)14用仿真器15监视消光比的结构，所以可以监视作为仿真器15的计算参数之一的光输出信号的消光比，并由仿真器15的计算结果控制其它的参数，可以通过使误码率为最小或使Q值为最大，得到最大的系统安全余量。

第18实施例

图32是表示使用了本发明的第18实施例的光传输仿真器的光传输系统的构成的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在与上述图1相同构成的部分上赋予相同的符号。

本实施例，就是在涉及图1所示的第1实施例的光传输系统中，检测出并监视光接收装置的接收波形峰值。

在图32中，170是检测光接收装置13的接收波形峰值的接收波形峰值检出部分，接收波形峰值检出部分170的输出被输出到接口部分(SV)14。

图33是表示包含上述接收信号波形峰值检出部分170的光接收装置的详细构成的方框图。

在图33中，171是将输入到光接收装置13中的光输入信号转换为电信号的光电转换部分，172是由均等放大光电转换后的信号的AGC构成的均等放大部分，173是产生用于电平识别的阈值电压的阈值电压发生器，174是将均等放大后的信号与阈值电压比较识别电平的电平识别器，175是用信号抽出时钟脉冲定时识别经电平识别的数据的D触发电路(D-FF)。

均等放大部分172的输出通过接收波形峰值检出部分170输出到接口部分(SV)14。另外，用阈值电压发生器173发生的阈值电压，在被输出到电平识别器174的同时，被输出到接口部分(SV)14。

以下，说明上述那样构成的光传输系统及其监控方法的动作。

输入到光接收装置13中的光输入信号，在光电转换部分171中被转换成电信号，经光电转换后的信号在均等放大部分172中被放大到一定振幅。被均等放大的信号的一方，在电平识别器174中与来自阈值电压发生器173的阈值电压比较，识别高/低电平，在D-FF175中由时钟脉冲识别再生。

经均等放大后的另一方，被输入到接收波形峰值检出部分170，在接收波形峰值检出部分170中，将信号的高电平(VH)和低电平(LH)作为接收波形峰值检出，并转移到接口部分(SV)14。另外，输入到电平识别器174中的阈值电压发生器173的阈值电压(VTH)也被转移到接口部分(SV)14。

在此，为了用通过仿真器算出的阈值电压(VTH)进行最佳控制，必须掌握接收波形的高电平(VH)和低电平(VL)，如本实施例那样，如果一边检测VH、VL的离散和变动等一边控制阈值电压VTH，就可以实现更高精度的控制。

另外，例如，在仿真器中，当使用以被转移的参数VH、VL、VTH为基准正规化(normalized)后的阈值电压时，由下式(3)算出。

VTH0＝(VL-VTH)/(VH-VL)                    …(3)

如上所述，在第18实施例中，因为其构成是，在光接收装置13中设置检测接收波形峰值的接收波形峰值检出部分170，检测高电平(VH)、低电平(VL)，可以与阈值电压VTH0一同经由接口部分(SV)14由仿真器15监视，所以可以在仿真器15中使阈值电压(VTH)最佳化，可以得到最大的系统安全余量。

第19实施例

图34是表示使用了本发明的第19实施例的光传输仿真器的光传输系统的构成的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在和上述图1相同的构成部分上赋予相同的符号。

本实施例是在涉及上述图1所示的第1实施例的光传输系统中检测并监视传输线路光纤中的非线性现象(SBS，Stimulated BrillouinScattering：感应布里渊散射)的实施例。

在图34中，180是被配置在传输线路光纤11的输入端的、分离光输出的光耦合器，181是监视输入/输出光功率的光功率监视器，光功率监视器181的输出被输出到接口部分(SV)14。

上述光耦合器180以及光功率监视器181，作为一个整体构成监视在传输线路光纤的输入端中的输入光功率以及来自传输线路光纤的回光功率的监视装置。

即，本光传输系统是在传输线路光纤11的输入端附加了用于监视输入/输出光功率的光耦合器180和光功率监视器181的结构，其构成是可以经由接口部分(SV)14将各个光电平转移到仿真器15。

图35是表示进行上述传输线路光纤的SBS监视和SBS控制的光发送装置的详细构成的方框图。

在图35中，182是提供偏置电流的偏置电流源，183是用于启动电流调制的低频发生器，184是作为输出光信号的光源的半导体激光器，185是用电输入信号驱动光调制器的光调制器驱动电路，186是用光调制器驱动电路185调制半导体激光器输出光的光调制器。上述低频发生器183的输出电平可以经由接口部分(SV)14从外部控制。

以下，说明上述那样构成的光传输系统及其监控方法的动作。

从以往的光发送器(如日本电子信息通信学会、光通信系统研究会OCS91-49)可知，如果光纤输入功率达到某一定值以上，则因为光纤中的非线性现象(SBS：感应布里渊散射)，反向散射光功率开始增加，光纤输出开始饱和。

因而，在本实施例中，通过在传输线路光纤的输入端监视SBS，用电流调制使光源的光谱线幅宽增加，就可以改善反向散射光开始增加的所谓输入光功率的SBS阈值。

如果用图34以及图35说明动作，则在半导体激光器184上，连接提供偏置电流的偏置电流源182和用于启动电流调制的低频振荡器183，该低频振荡器183的输出电平可以从外部控制。由于可以控制电流调制量，所以光源的光谱线幅宽可变。这里，赋予电流调制的装置，即使不是电压源也可以是电流源。

半导体激光器184的输出光，被输入到光调制器186，光调制器186由光调制驱动电路185调制输出光信号。

这样，通过监视各传输线路光纤输入光和反向散射光(回光)电平，就可以控制光源的线宽度使得即使在任何光纤中都不产生SBS。

如上所述，第19实施例的光传输系统因为其构成是，在传输线路光纤11的输入端附加用于监视输入输出光功率的光耦合器180以及光功率监视器181，在可以经由接口部分(SV)14将各个光电平转移到仿真器15的同时，可以从外部控制光源的谱线幅宽，所以可以构筑在传输线路光纤11的输入端一边监视SBS一边控制光源的线宽度，自动地抑制SBS，并不产生SBS的稳定的系统。

第20实施例

图36是表示使用了本发明的第20实施例的光传输仿真器的光传输系统的构成的示意图。在说明本实施例的光传输系统时，在和上述图1相同的构成部分上赋予相同的符号。

本实施例就是在涉及上述图1所示的第1实施例的光传输系统中，进行传输线路光纤的波长分散监视的例子。

在图36中，光发送装置190由以下部分构成：振荡器191、波长可调光源192(波长λ1)、参照光源193(波长λ2)、光发送器(TX)194(波长λ0)、以及将3个光源的波长λ0、λ1、λ2波长多重后发送到传输线路光纤11的发送侧WDM195。

另外，光接收装置200由以下部分构成：将传输来的光信号分离成3波长λ0、λ1、λ2的接收侧WDM201、接收波长λ0成分的光接收器202、将波长λ1成分光/电转换后接收的第1光接收元件203、将波长λ2成分光/电转换后接收的第2接收元件204，以及比较第1光接收元件203的信号和第2光接收元件204的信号的相位差的相位比较器205。

以下，说明如上述那样构成的光传输系统及其监控方法的动作。

光发送装置190具有光发送器194、波长可变光源192以及参照光源193，波长可变光源192以及参照光源193由振荡器191调制。

在发送侧WDM195中，对来自光发送器194、波长可变光源192以及参照光源193这3个光源的波长λ0、λ1、λ2进行波长多重化之后发送到传输线路光纤11。

在光接收装置200的接收侧WDM201中，将发送来的光信号分离为3波长λ1、λ2、λ3，分别将波长λ0成分输入光接收器202，将波长λ1成分输入第1光接收元件203，将波长λ2成分输入第2光接收元件204。

第1光接收元件203的光接收信号和第2光接收元件204的光接收信号，被输入相位比较器205，在相位比较器205中检测出第1光接收元件203的信号和第2光接收元件204的信号的相位差。

而后，经过接口部分(SV)14改变光发送装置190的波长可变光源192的波长，在光接收装置200一侧测定λ1成分的信号对于λ2成分的信号的相位差。进而，如果设置有相同的传输线路，则不使用上述WDM也可以进行同样的测定。

而后，经由接口部分(SV)14将上述相位差的波长依存数据转移到仿真器15。

图37是用于说明光纤的波长分散的测定原理的示意图，表示光的群延迟和波长分散的关系。

在图37中，相对于上述λ2成分信号的λ1成分信号的相位差相当于光纤群延迟的相对值。另一方面，一般光纤的波长分散因为可以从群延迟的波长微分得到，所以通过用波长微分上述相位差的数据，就可以得到在各波长中的波长分散值。该波长分散数据，也可以用市售的测定器(例如，HP公司产，型号：83467A)很容易地得到。

如上所述，涉及第20实施例的光发送系统系统，其中，光发送装置190包括光发送器194的光源、经调制的波长可调光源192以及波长多重参照光源193后发送到传输线路光纤的发送侧WDM195；光接收装置200包括将传输来的光信号至少分离为3个波长的光信号的接收侧WDM201、接收来自光发送器194的波长λ0的光信号的光接收器202、将来自波长可变光源192的波长λ1的光信号变换为电信号的第1光接收元件203、将来自波长可变光源193的波长λ2的光信号变换为电信号的第2光接收元件204、检测来自第1光接收元件203的波长λ1的光信号和来自第2光接收元件204的波长λ2的光信号的相位差的相位比较器205；因为仿真器15以相位差为基准算出传输线路的波长分散，由该算出值进行各参数的最佳化，根据最佳化后的参数经由接口部分(SV)14控制各装置使得误码率为最小或Q值为最大，所以可以得到以下的效果。

即，因为可以实测参照光源和波长可变光源的相对传输延迟的波长依存性，所以如果将该实测值取入仿真器15求传输线路的波长分散，则可以用该值进行误码率和Q值的计算。进而，通过根据该计算结果进行各参数的最佳化，并经由SV14控制成为该参数值，就可以使误码率为最小或使Q值为最大，可以得到最大的系统安全余量。

因而，如果将具有如此优异的特长的光发送系统及其监控方法，例如适用在光用户网络系统，就可以在该装置中谋求系统安全余量的增大，特别适合在随着通信容量的增加而需要增设光放大器的装置中使用。

进而，虽然也可以将涉及上述各实施例的光放大器适用于上述那样的干线传输系统和光用户网络系统等，但并不限于此，如果是包括传输光信号的系统，则不用说可以适用在全部的装置中。

另外，上述光放大器、以及构成系统的耦合器、滤波器、WDM、各种检出部分等的种类和数量、连接方法、在各装置中的参数的种类、还有仿真方法等当然不限于各实施例。

在本发明的光传输系统及其监控方法中，包括：设定装置，其将在各装置中的传输品质的劣化原因作为参数加以设定；收集装置，其监视各装置的状态收集参数；控制装置，其根据收集到的参数通过仿真求误码率、Q值或不产生四光混频的波长条件，控制各装置使得该误码率为最小或该Q值为最大或者得到不产生该四光混频的波长条件，用于具有以上构成，所以可以实现在系统运转中可以得到更多的系统安全余量的光传输系统。

Claims (21)

1、一种光传输系统，该系统包括光终端装置以及中继装置，其特征在于包括：

设定装置，设定在上述各装置中的传输品质的劣化主要原因为参数；

收集装置，监视上述各装置的状态，收集上述参数；

控制装置，根据上述收集到的参数由仿真求误码率或Q值，控制上述各装置使得该误码率为最小或该Q值为最大。

2、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：

上述各装置，至少包括1个以上的光发送器，光纤、光放大器、光滤波器或光接收器之一，

上述参数，在上述光纤中，使用模拟随机编码参数级数、传输速度、信号光波长、光发送器输出的波长离散频谱调制量以及消光比，或光发送器的光输出信噪比；在上述光纤中，使用在各波长中的1次分散值以及2次分散值、非线性常数、光纤长度、光纤的传输损失、或输入光功率；在上述放大器中，使用信号增益、NF(噪声指数)、或输入输出光功率；在上述滤波器中，使用透过频带宽度、或插入损失；在上述光接收器中，使用光/电转换功率、接收频带、接收波形峰值或Q值中的一个。

3、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：

在上述各装置中连接监视线，

在用上述监视线通过上述收集装置自动地收集上述参数，同时

通过上述监视线由上述控制装置自动地进行对上述各装置的控制。

4、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：在上述每个装置中分散地配置上述收集装置以及上述控制装置。

5、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：在上述每个装置中分散地配置上述收集装置以及上述控制装置，并且独立地进行上述控制。

6、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：

包括由上述上行线路以及下行线路构成的传输线路；

通过上述传输线路进行由上述收集装置进行的上述参数的收集以及由上述控制装置进行的控制。

7、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：

包括使用不同的光波长、并且可以在双方向传输的传输线路；

通过上述传输线路进行由上述收集装置进行的上述参数的收集以及由上述控制装置进行的控制。

8、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：

所述光传输系统是用多个光波长传输的光传输系统；

由上述设定装置进行上述参数的设定，使得在各波长中为最佳状态，由上述收集装置进行上述参数收集以及由上述控制装置进行控制。

9、如权利要求8所述的光传输系统，其特征在于：

包括在变更波长信道时自动地变更上述参数的装置；

根据该变更的参数由上述收集装置进行上述参数收集以及由上述控制装置进行控制。

10、如权利要求8所述的光传输系统，其特征在于：

包括自动地变更上述参数的装置，该装置使得在波长信道出现系统故障时不影响该系统故障的波长信道以外的波长信道；

根据该变更后的参数由上述收集装置进行上述参数收集以及由上述控制装置进行控制。

11、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：

上述各装置均配备多个，

选择上述多个各装置的组合使得上述误码率为最小或使上述Q值为最大。

12、如权利要求11所述的光传输系统，其特征在于：

上述各装置均配备多个，

组合上述多个各装置使得上述误码率为最小或上述Q值为最大，并由上述控制装置自动地进行控制。

13、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于：

包括在上述每各装置中补偿发送线路光纤的波长分散的分散补偿器；

上述分散补偿器，可以经由上述收集装置由上述控制装置控制该分散补偿量。

14、如权利要求1或8中所述的光传输系统，其特征在于：

光发送器包括控制补偿离散频谱调制量的装置，可以经由上述接收装置由上述控制装置控制该波长离散频谱调制量。

15、如权利要求8所述的光传输系统，其特征在于：

该光传输系统是由多个光波长发送的光传输系统；

包括将各信号波长作为参数检出收集的装置；

上述控制装置，通过仿真算出不产生四光混频的波长条件，控制波长与该波长条件一致。

16、加权利要求1或8中所述的光传输系统中，其特征在于：

从光发送器的光输出波形检出光频率变动，可以经由上述收集装置监视与该波长变动量相关的波长离散频谱调制量。

17、如权利要求1或8中所述的光传输系统，其特征在于：

包括检出光发送器的光输出波形的消光比的消光比检出装置，可以经由上述收集装置监视该消光比。

18、如权利要求1所述的光传输系统中，其特征在于：

包括用阈值电压检测光接收器的接收波形的电平的装置，可以经由上述收集装置监视检测出的接收信号波形的电平以及上述阈值电压。

19、如权利要求1所述的光传输系统，其特征在于包括：

监视在传输线路光纤的输入端中的输入光功率以及来自该传输线路光纤的回光功率的装置；

可以从外部控制光发送器的光源的谱线宽度的装置，

以上述监视装置的输出为基准从外部控制上述谱线宽度并自动地抑制感应布里渊散射。

20、如权利要求1或8中所述的光传输系统，其特征在于：

光发送侧包括：

波长多重光发送器的光源、被调制的波长可变光源以及参照光源并发送到传输线路光纤的装置；

光接收侧包括：

将传输来的光信号至少分离成3个波长的光信号的装置；

接收来自光发送器的波长的光信号的光接收器；

将来自上述波长可变光源的光信号转换成电信号的第1光接收元件；

将来自上述参照光源的波长的光信号转换成电信号的第2光接收元件；

检测来自上述第1光接收元件的波长的光信号和上述第2光接收元件的波长的光信号的相位差的装置，

上述控制装置，以上述相位差为基准算出传输线路的波长分散，用该算出值进行参数的最佳化，根据最佳化后的参数控制上述各装置使误码率为最小或使Q值为最大。

21、一种光传输系统的监控方法，所述光传输系统包括有光终端装置以及中继装置，上述方法的特征在于：

预先将在上述各装置中的传输品质的劣化主要原因作为参数设定；

仿真器监视上述各装置的状态并收集上述参数；

根据收集到的参数仿真误码率、Q值或不产生四光混频的波长条件，控制上述各装置使该误码率为最小或该Q值为最大，或者得到不产生四光混频的波长条件。

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