JP2000031906A - 光波長多重中継器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 故障あるいは劣化した光線形増幅器の位置を
正確に特定する。 【解決手段】 光線形増幅器から出力される光波長多重
された複数の光波長の中で最大パワーの光信号レベルを
識別することにより、光線形増幅器の故障あるいは劣化
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光波長多重伝送シス
テムに利用する。本発明は中継器内の光線形増幅器の故
障を監視する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】中継器内に光線形増幅器を用いた光波長
多重伝送システムでは、光ファイバ内に伝送され、弱ま
った光信号は光線形増幅器において電気信号に変換され
ることなく光信号のまま増幅され、次の伝送用光ファイ
バに入力される。したがって、光線形増幅器を用いた中
継器においては直接に、伝送された光信号の誤り率を測
定することはできない。

【０００３】光線形増幅器を用いて多中継伝送された光
信号は、最終段の光受信器において初めて電気信号に変
換される。その電気信号を用いれば、誤り率の測定ある
いは推定が可能である。そして、誤り率が所定の許容値
を越えた場合には、伝送システム内のいずれかに故障が
あるいは劣化が発生したと認識する。故障を検出した場
合には、故障あるいは劣化箇所を特定し、その原因とな
る要因を一刻も早く除去し、光波長多重伝送システムを
復旧しなければならない。

【０００４】そのため、現在実用化されている光波長多
重伝送システムにおいては、中継器および伝送線路の監
視を行うため、監視用のチャネルを別に設けている。こ
の従来例を図３を参照して説明する。図３は従来の光波
長多重中継器を示す図である。この監視信号波長は主信
号とは異なる波長であり、主信号と波長多重され、光フ
ァイバを伝送される。この監視波長用の監視波長受信回
路２あるいは監視波長送信回路３は、光線形増幅器１が
故障しても監視情報が転送できるように、図３に示した
位置に置かれている。

【０００５】この監視用チャネルで転送される情報とし
ては、監視回路６により監視される光線形増幅器１の入
力パワーが所要値を下回ったか否か、光線形増幅器１が
故障したか否かあるいはそれを検出した光線形増幅器１
の位置等が転送され、受信回路側で誤り率の劣化を観測
した場合に、ネットワーク管理者がその原因および障害
位置を特定するために用いられる。

【０００６】現在実用に供している光波長多重伝送シス
テムにおける光線形増幅器の装置故障のモニタ方法とし
ては、光線形増幅器の雑音指数の劣化をモニタする方法
が採られている。

【０００７】一方、光波長多重伝送システムに用いられ
る光線形増幅器の場合は、正常動作時においても本来信
号波長によって雑音特性が異なっている。したがって、
監視する光波長位置によって故障との判断を下す閾値の
設定が異なってくる。また、光波長多重の場合は伝送さ
れる信号が複数であるため、１チャネルのみの雑音特性
から光線形増幅器が故障と判断した場合すべてのチャネ
ルを別ルートに迂回する等の処理が必要となりその影響
が大きい。

【０００８】したがって、光波長多重伝送システムにお
いては、各光線形増幅器出力において各波長の光信号の
ＳＮ比を監視し、ＳＮ比が許容値を下回った場合に故障
あるいは劣化と判定する方法が提案されている（例え
ば、１９９７年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１０−
２２４）。この方法によって、劣化と判定されたチャネ
ルのみを別ルートに迂回させる等の処理も可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光線形増幅
器は正常動作時においても波長によって利得が異なる。
この様子を図４に示す。図４は光線形増幅器の出力にお
ける光波長と光パワーとの関係を示す図であり、横軸に
光波長をとり、縦軸に光パワーをとる。図中のＡＳＥは
Amplified Spontaneous Emission11である。故障ある
いは劣化によって変化したチャネル毎の利得偏差は、多
中継伝送によって正常動作している光線形増幅器の利得
偏差と重畳されることになる。したがって、上記のＳＮ
比をモニタする方法では、監視する光線形増幅器への入
力信号のそれまでのＳＮ劣化の影響も重畳されたＳＮ比
をモニタすることになるため、故障した光線形中継器の
位置を正確に特定することは不可能である。

【００１０】すなわち、許容されるＳＮ比を下回る原因
となった光線形増幅器が、必ずしも直前に位置するもの
ではない可能性がある。

【００１１】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、光線形増幅器を用いた多中継波長多重光伝送
システムにおける、故障あるいは劣化した光線形増幅器
の位置を正確に特定することができる光波長多重中継器
を提供することも目的とする。本発明は、故障あるいは
劣化を検出したときに速やかに光波長多重伝送システム
を復旧させることができる光波長多重中継器を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、光線形増幅器
から出力される光波長多重された複数の光波長の中で最
大パワーの光信号レベルを識別することにより、光線形
増幅器の故障あるいは劣化を検出することを特徴とす
る。このとき、複数の光波長のそれぞれについて光信号
レベルを測定し比較することなく、簡単なダイオードス
イッチ回路を用いて複数の光波長の中で最大パワーとな
る光信号レベルを識別することができることを特徴とす
る。

【００１３】すなわち、本発明は、光波長多重信号を入
力とする光線形増幅器を備えた光波長多重中継器であ
り、本発明の特徴とするところは、前記光線形増幅器出
力信号の一部を分岐する手段と、この分岐する手段の出
力に現れる光波長多重信号のうち最大パワーの光信号レ
ベルを識別する手段と、この最大パワーの光信号レベル
が基準範囲を越えたことを検出する手段とを備えたとこ
ろにある。これにより、いずれの光線形増幅器が故障あ
るいは劣化したかを誤りなく特定することができる。し
たがって、故障あるいは劣化を検出したときに速やかに
光波長多重伝送システムを復旧させることができる。

【００１４】前記光波長多重信号の一つが監視波長とし
て割り当てられ、前記検出する手段に検出出力が現れた
ことをこの監視波長により伝送する手段を含む構成とす
ることが望ましい。

【００１５】前記最大パワーの光信号レベルを識別する
手段は、光波長多重信号を分波する光分波器と、その光
分波器出力に現れる光信号をそれぞれ電気信号に変換す
る光電気変換器と、その電気信号がそれぞれ通過する同
一の順方向特性を有するダイオードスイッチ回路とを含
む構成とすることが望ましい。

【００１６】これにより、いずれかの波長のパワーによ
りダイオードが導通した場合に、ダイオードスイッチ回
路の出力には最大パワーが現れるため、分波された複数
の光波長のそれぞれについてパワーを個々に測定するこ
となく、最大パワーの値を簡単に得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１を参照し
て説明する。図１は本発明実施例の光波長多重中継器の
要部ブロック構成図である。

【００１８】本発明は、図１に示すように、光波長多重
信号を入力とする光線形増幅器１を備えた光波長多重中
継器であり、本発明の特徴とするところは、光線形増幅
器１出力信号の一部を分岐する手段である光分岐器１２
と、この光分岐器１２の出力に現れる光波長多重信号の
うち最大パワーの光信号レベルを識別する手段である最
大チャネルパワー検出回路１４と、この最大パワーの光
信号レベルが基準範囲を越えたことを検出する手段であ
る比較器７とを備えたところにある。

【００１９】前記光波長多重信号の一つが監視波長とし
て割り当てられ、比較器７に検出出力が現れたことをこ
の監視波長により伝送する手段である送信側信号処理回
路５を含む。

【００２０】最大チャネルパワー検出回路１４は、光波
長多重信号を分波する光分波器８と、その光分波器８の
出力に現れる光信号をそれぞれ電気信号に変換する光電
気変換器９と、その電気信号がそれぞれ通過する同一の
順方向特性を有するダイオード回路１０とを含む。

【００２１】

【実施例】本発明実施例を説明する。図１に示すよう
に、光線形増幅器１の出力の一部を光分岐器１２により
分岐し、光分波器８を用いて波長多重信号を波長毎に分
波する。次に、Ｐ−Ｉ−Ｎフォトダイオードにより構成
された光電気変換器９を用いて光信号を電気信号に変換
する。Ｐ−Ｉ−Ｎフォトダイオード出力は同一の順方向
特性を有する複数のダイオードにより構成されるダイオ
ード回路１０に接続される。Ｐ−Ｉ−Ｎフォトダイオー
ド出力は入射した光パワーに比例した直流電流を出力す
るため、ダイオード回路１０では、最大パワーチャネル
に対応したダイオードのみがＯＮとなり、光線形増幅器
１の出力における最大チャネルパワーを検出することが
できる。このようにして検出した光波長多重信号の最大
チャネルパワーが所要範囲からはずれた場合に故障と判
定する。

【００２２】ここで、最大チャネルパワーがある範囲に
なければならない理由を以下に説明する。最大パワーチ
ャネルが所要値より大きい場合には、光ファイバの持つ
非線形効果の影響が大きくなり大きな波形歪を引き起こ
すことになる。その結果として、伝送特性の劣化をもた
らす。

【００２３】一方、図４に示したように光線形増幅器１
は波長によって利得が異なっているため、出力信号光パ
ワーは波長によって異なるものとなる。さらに、多段化
によってその差は乗算的に大きくなる。それに対して、
増幅器の発生する雑音は多段化によって加算的に増加す
る。その結果として、多段化によって、最小パワーチャ
ネルにおいて光増幅器の発生する雑音と信号光パワーと
で定まるＳＮ比が、所要値を下回ってしまうことにな
る。最小パワーチャネルの信号光パワーをある値以上に
保つためには、最大チャネルパワーもある値以上でなけ
ればならない。その理由により、波長多重信号の中で最
大パワーチャネルはある範囲以内にある必要がある。

【００２４】ところで、光線形増幅器１の故障は励起用
レーザダイオード（ＬＤ）のポンプパワー（励起ＬＤ出
力パワー）の減少として現れる。一般に光波長多重伝送
システムに用いられる光線形増幅器１においては、チャ
ネル毎の出力パワーを一定に保つために励起用ＬＤのバ
イアス電流を制御している。

【００２５】しかしながら、ＬＤの電流はリミッタによ
って制限されているため、劣化後には電流増加の限度を
超え、ポンプパワー（励起ＬＤ出力パワー）が低下する
ことになる。その結果として、出力信号光パワーも減少
することとなる。この様子を図２に示す。図２はポンプ
パワーに対する光線形増幅器相対出力信号パワーを示す
図であり、横軸にポンプパワーをとり、縦軸に光線形増
幅器相対出力信号パワーをとる。図２には波長の異なる
８チャネルの信号を入力したときの、最大と最小パワー
の２つの信号の出力パワーを示している。

【００２６】波長によって出力パワーが異なっているの
は、この光線形増幅器１の利得の波長依存性によるもの
である。入力はそれぞれ−２０ｄＢｍに設定した。ここ
で明らかなのは、ポンプパワーが減少したとき、２つの
チャネルのパワーはほぼ同じ割合で減少することであ
る。したがって、最小信号光パワーの減少は最大信号光
パワーの減少でモニタ可能である。

【００２７】以上の理由から、最大パワーチャネルのみ
をモニタすることにより光線形増幅器１の故障監視が可
能である。この判断の結果は、監視用チャネルを用いて
下流へと転送され、受信側で誤り率の劣化が観測された
場合に、その障害の評定に用いられる。

【００２８】図１においては、光分波器８、光電気変換
器９、ダイオード回路１０を用いて最大チャネルパワー
を検出する例を示したが、最大チャネルパワーの検出に
は光スペアナ等を用いてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光線形増幅器を用いた多中継波長多重システムにおい
て、故障あるいは劣化した光線形増幅器を正確に特定す
ることが可能となる。したがって、故障あるいは劣化を
検出したときに速やかに光波長多重伝送システムを復旧
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の光波長多重中継器の要部ブロッ
ク構成図。

【図２】ポンプパワーに対する光線形増幅器相対出力信
号パワーを示す図。

【図３】従来の光波長多重中継器を示す図。

【図４】光線形増幅器の出力における光波長と光パワー
との関係を示す図。

【符号の説明】

１ 光線形増幅器 ２ 監視波長受信回路 ３ 監視波長送信回路 ４ 受信側信号処理回路 ５ 送信側信号処理回路 ６ 監視回路 ７ 比較器 ８ 光分波器 ９ 光電気変換器 １０ ダイオード回路 １１、１２ 光分岐器 １３ 光合波器 １４ 最大チャネルパワー検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 正文 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K002 AA06 BA04 BA05 CA13 DA02 EA06 FA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光波長多重信号を入力とする光線形増幅
   器を備えた光波長多重中継器において、 前記光線形増幅器出力信号の一部を分岐する手段と、こ
   の分岐する手段の出力に現れる光波長多重信号のうち最
   大パワーの光信号レベルを識別する手段と、この最大パ
   ワーの光信号レベルが基準範囲を越えたことを検出する
   手段とを備えたことを特徴とする光波長多重中継器。
2. 【請求項２】 前記光波長多重信号の一つが監視波長と
   して割り当てられ、前記検出する手段に検出出力が現れ
   たことをこの監視波長により伝送する手段を含む請求項
   １記載の光波長多重中継器。
3. 【請求項３】 前記最大パワーの光信号レベルを識別す
   る手段は、光波長多重信号を分波する光分波器と、その
   光分波器出力に現れる光信号をそれぞれ電気信号に変換
   する光電気変換器と、その電気信号がそれぞれ通過する
   同一の順方向特性を有するダイオードスイッチ回路とを
   含む請求項１記載の光波長多重中継器。