JP2001521321A

JP2001521321A - 光増幅器の制御

Info

Publication number: JP2001521321A
Application number: JP2000517502A
Authority: JP
Inventors: アスキンガー、トマス; ヨハンソン、ベングト; ウッド、ナイジェル、ロバート
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲツトエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2001-11-06
Anticipated expiration: 2018-10-05
Also published as: SE9703000D0; DE69825913D1; EP1025659A1; US6643055B1; AU9469598A; CN1276935A; JP4302881B2; BR9813874A; WO1999021302A1; EP1025659B1; ATE274769T1; BR9813874B1; CN1187911C; DE69825913T2

Abstract

(57)【要約】本発明は、回路網のノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６の中の光増幅器１４、１５の出力パワーを制御する方法に関する。ここで、増幅器１４、１５の出力パワーは制御回路の中のポンプ・レーザ３２により制御される。本発明に従い、ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６は増幅器１４、１５の制御方法に関する情報を有する監視チャンネルＯＳＣを読み出す。この時、ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６は増幅器１４、１５の制御のための前記情報を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（本発明の技術分野）本発明は光増幅器の出力パワーを制御する方法、特に回路網の中の複数個のノ
ードおよび回路網の中の１個のノードの光増幅器の出力パワーを制御する方法に
関する。

【０００２】（関連する技術の説明）波動分割マルチプレクシング（ＷＤＭ）は、異なる分離された光波長を用いて
光ファイバを通る多数個の光信号の伝送を可能にする技術である。この方法では
、情報を送る容量は大幅に増大する。この容量は、チャンネルの帯域幅と、用い
られる波長チャンネルの数とによって変わる。それぞれの波長の信号は他の信号
には関係なくファイバの中を伝搬し、したがって、それぞれの信号は大きな帯域
幅を有する別々のチャンネルを表す。

【０００３】信号が長距離に送られる時、信号はある間隔距離で再生または光学的に増幅さ
れなければならない。光増幅器はエルビウムが添加（erbiumdoped）されたファイバで構成することができる。このエルビウムが添加されたファイバが大出力の
半導体レーザによってポンプされる。このようなレーザは簡潔に「ポンプ・レー
ザ」と呼ばれる。

【０００４】光増幅器は電気的増幅器とは異なる。光増幅器では一定の出力パワーを保持す
るように努められる。それは、光増幅器は通常は、事実上は飽和状態にあるから
である。一方、電気的増幅器は一定の利得を有する。

【０００５】出力パワーが一定であることは、もしチャンネルの数が意図的にまたは故障に
より変化するならば、問題を生ずる。したがって、出力パワーを制御できること
が望ましい。

【０００６】パイロット・トーンを用いることにより光増幅器の利得を制御することが前か
ら知られている。ＥＰ O 637 148 Ａ１を参照されたい。パイロット・トーンを
識別することは多重化された波長のおのおのに関して変調されることである。シ
ステムの中の増幅器のおのおのはパイロット・トーンから送られた波長の総数を
決定し、したがって増幅器の利得の対応する制御を与える。フィードフォワード
またはフィードバックのいずれかが用いられる。チャンネルの数のカウントに加
えて、パイロット・トーンの振幅が測定され、それによりさらによい制御を得る
ことができることが文献にまた提案されている。

【０００７】増幅器の出力に及ぼす光効果の全体を測定することにより、そしてそれを電圧
に変換し、そしてそれを基準電圧と比較することにより、増幅器を異なる方法で
制御することがまた前から知られている。ＧＢ 2 294 170を参照されたい。これ
は、増幅器を制御するフィードバック信号を与える。それに加えて、チャンネル
の数をカウントすることができ、したがって制御を調整することができる。

【０００８】ただ１つの波長チャンネルのパワーを測定することにより、光増幅器を制御す
ることがさらに知られている。ＵＳ 4,991,229を参照されたい。これは、ＷＤＭ
結合器の助けをかりて前記チャンネルをフィルタ作用により取り出し、そしてそ
のチャンネルを検出することにより実行される。その他の点では、前記と同じ方
法に基づいてフィードバックが行われる。

【０００９】ＵＳ 5,113,459には、光サービス信号のための特別のチャンネルを用いる考え
が示されている。

【００１０】（要約）波長をカウントすることができるために、多重化された波長のおのおのについ
てパイロット・トーンを変調し識別することに関する問題点は、それが複雑であ
り、そして速度が遅く、そして費用がかかることである。また別の問題点は、伝
送特性に否定的な方法でまた影響を与えることである。

【００１１】本発明の目的は、バスを構成する回路網のノードの中の増幅器の単純でかつ効
果的なチャンネル当たりのパワー制御を得ることである。このことを実施するた
めに、それぞれの増幅器に入ってくるチャンネルをカウントする単純でかつ高速
でかつ廉価な方法が達成される。

【００１２】チャンネルをカウントすることは、チャンネルの数ｎがノードの間で伝送され
ているノードの間で、信号を送るために別のチャンネルを用いることにより達成
される。また、それとは異なる方法は別の電気的回路網を用いることであるが、
しかしその速度は遅いであろう。

【００１３】バスの第１ノードは、そのノードの中の活性送信器の数に対して数ｎをセット
する。残りのノードは、バスに付加されるチャンネルの数を加算することにより
、および阻止または終端されるチャンネルの数を減算することにより、数ｎを更
新する。

【００１４】本発明の１つの実施例では、欠陥によるものであり、そして場合によってはノ
ードに入ってくる数ｎを更新されなくする大きくて高速の入力パワーの変化が検
出される。この場合には、新しくかつ信頼できる数ｎが受け取られるまで、数ｎ
の更新が抑制される。

【００１５】本発明の利点は、単純でかつ高速でかつ廉価であることである。

【００１６】

【好ましい実施例の説明】

（光増幅器）図１は、波長分割多重化を用いた５個のチャンネル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄお
よび８ｅに対して最適化された光システムの先行技術に従う図である。このシス
テムは、例えば電話システムの一部分であることができる。この光システムでは
、光増幅器１は一定の出力パワーを有する。光増幅器１はポンプ・レーザ２によ
り制御される。光ファイバ６はこのシステムの中の他のノードから増幅器１に信
号を入力し、そして光ファイバ７は増幅器１からこのシステムの他のノードに信
号を送る。ファイバ６、７の中には、チャンネルを付加および除去することがで
きる。図に示された実施例では、４個のチャンネル８ａ、８ｃ、８ｄ、８ｅが第
１ファイバ６を通して増幅器１に入力され、そして増幅され、第２ファイバ７に
出力される。その後、付加チャンネル８ｂが送信器３から付加される。この時、
チャンネル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅの全部が同じ強度であるであろう。そ
して、選定されたチャンネル８ｄの特定の波長を選定するフィルタ４により、１
個の選定されたチャンネル８ｄが読み出され、そして、それを受信器５に送るこ
とができる。チャンネル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅの全部はさらに進むと共
に強度が減少するが、それらの強度が同じであるので、それらを再び増幅するの
になんの問題もない。

【００１７】図２は、図１と同じシステムの図である。この場合、このシステムは５個のチ
ャンネルに対してなお最適化されているが、しかし第１チャンネルだけが増幅器
１に入力される。この時、もし４個のチャンネルがあってそれらが増幅されたな
らば、この１個のチャンネル８ａは同じように約４倍の強度になるであろう。こ
のことは、光増幅器からの全出力パワーが原理的に一定であるという事実による
ものである、すなわち出力パワーは実際には主としてこの増幅器に結合されたポ
ンプ・レーザ２の出力パワーによって定まり、そして増幅器１への入力パワーに
はあまり依存しないという事実によるものである。

【００１８】ここで、第２チャンネル８ｂが付加される時、チャンネル８ａとチャンネル８
ｂとの間に不均衡が存在し、そして、このことは問題を生ずるであろう。実際に
は、フィルタ４は理想的なフィルタではなく、したがってフィルタ４が第２チャ
ンネル８ｂを選定しようとする時、第１チャンネル８ａが非常に強いので第１チ
ャンネル８ａが優越し、そして漏話が起こることがあるであろう。

【００１９】したがって、増幅器１を通る複数個のチャンネルの出力パワーを制御できるこ
とが非常に好ましい。

【００２０】（光リング回路網）図３は、波長分割多重化を用いた従来の光リング回路網の１つの実施例の図で
ある。この光リング回路網は簡潔に「リング」と呼ばれる。下記において図３の
リング回路網は本発明を説明するための基礎として用いられるであろうが、しか
し本発明は他の回路網でも十分によく機能するであろう。

【００２１】図３において、６個のノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６は２個の光
ファイバ１１、１２に接続されている。２個の光ファイバ１１、１２の反対方向
に動作し、双方向バスとして動作する。もちろん、リングの中に任意の個数のノ
ードが存在することが可能である。

【００２２】トラフィックが第１ファイバ１１からノードに入ってきてそして第２ファイバ
１２のノードから出ていく位置は、ウエスト・ポートＷと呼ばれるであろう。ト
ラフィックが第２ファイバ１２からノードに入ってきてそして第１ファイバ１１
のノードから出ていく位置は、イースト・ポートＥと呼ばれるであろう。「ウエ
スト」および「イースト」の定義はこのことに関連しているものであり、それ以
外のなにものでもない。これは、ウエストはイーストの右にあってもよいことを
意味する。リングをイクエイタ(Equator)として想像することが役立つであろう。

【００２３】１つのノードから他のノードへのデータ・トラフィックおよび信号は、ファイ
バ１１、１２の両方に送られる、すなわち双方向に送られるであろう。けれども
、リングの不活性セグメントＩＳ（inactive segment）と呼ばれるノードＮ１と
ノードＮ６との間の１つのセグメントでは、データ・トラフィックはすべて伝え
ることができず、信号を伝えることだけが行われる。このことは、たとえデータ
・トラフィックが両方のファイバに送られても、１つのノードは１つのファイバ
の他のノードからのデータ・トラフィックを受け取るだけであろうことを意味す
る。不活性セグメントＩＳに最も近いノードＮ１、Ｎ６は端末ノードとして動作
するであろう。リングの中で不活性セグメントでない１つのセグメントに故障が
起こるならば、その場合にはこの不活性セグメントは欠陥を含むように移転する
であろう。

【００２４】不活性セグメントのこの移転を実際に達成するためには種々の方法がある。け
れども、それは本発明の範囲を越えた問題である。関心のある人は、例えば、Ｂ
．Ｓ．ヨハンソン(B.S.Johansson)、Ｃ．Ｒ．バチェラ(C.R.Batchellor)およびＬ．エグネル(L.Egnell)の論文「順応性のあるバス：自己回復型光ＡＤＭリング
・アーキテクチャ(Flexible bus:A self-restoring optical ADM ring architec
ture)」、「エレクトニック・レターズ(Electronic letters)」、1996年12月５日、第32巻、第25号、2338頁〜2339頁、を参照されたい。

【００２５】（光モード）図４は、本発明を実施することができるノードの最も重要な特徴を示した図で
ある。例えばそれぞれのノードの中のチャンネルを終端する他のノードが可能で
ある。

【００２６】ファイバ１１、１２のおのおのに関して、ノードは前置増幅器１４およびブー
スタ増幅器１５を有する。前置増幅器１４およびブースタ増幅器１５は、光ファ
イバ増幅器（ＯＦＡ、optical fibre amplifier)であることが好ましい。前置増
幅器１５は不活性セグメントＩＳを達成するためのスイッチとして動作すること
ができるが、しかしその目的のためにブースタ増幅器１５または別のスイッチを
用いることも可能である。

【００２７】ノードはさらに、ファイバ１１、１２に波長チャンネルを付加するためのマル
チプレクサ／送信器１６と、ファイバ１１、１２から波長チャンネルを除去する
ためのデマルチプレクサ／受信器１７とを有する。

【００２８】ノードはさらに、次に中央処理装置１９および監視ユニット２０を有する中央
モジュール１８を有する。中央処理装置１９はすべての制御を行う。監視ユニッ
ト２０は分離した監視チャンネルＯＳＣに信号を送る。ＩＴＵ−Ｔスタンダード
・ドラフトＧ．ｍｃｓ（スタディ・グループ１５−コントリビューション、ク
ェスチョン：１６／１５）に従い、監視チャンネルの波長は1510ｎｍであること
が好ましい。他の波長ももちろん可能である。

【００２９】 1510ｎｍを用いた場合の１つの利点は、利得のピークを抑制するために設置さ
れた1530ｎｍのフィルタを前置増幅器１４が好ましく有していることである。こ
のフィルタを用いて、1510ｎｍの監視チャンネルを阻止することができる。この
ことにより、別個のインライン監視チャンネル・フィルタまたはノードの中にイ
ンラインＷＤＭ結合器を用いることが必要でなくなる。けれども監視チャンネル
に対して、パワーの節約の理由により、ＷＤＭ結合器インラインを用いることは
利点であるであろう。

【００３０】他方、データ通信チャンネルであるデータ・トラフィックは、例えば、1550ｎ
ｍを中心とし 100ＧＨｚの間隔を有する16個の波長を用いることができる。

【００３１】前置増幅器１４とブースタ増幅器１５との間に阻止用フィルタ２１がまたオプ
ションで配置される。

【００３２】（チャンネル・カウンティング）前記で説明したように、光増幅器がチャンネル当たり一定のパワー・モードで
動作することが望ましい。このことは、全出力パワーを測定し、そしてそれを増
幅器を通るチャンネルの数で分割することにより実行することができるであろう
。このことを実行するには、どの位の数のチャンネルが増幅器を通るかを知るこ
とが必要であり、そして、そのことは考えられる程には簡単ではない。

【００３３】図５および図６に示された本発明による基本的な考えは、存在するチャンネル
の数ｎに関し上流のノードからの情報をそれぞれのノードが受け取ることである
。チャンネルを挿入しそして終端または阻止した後、そのノードが数ｎを更新し
そしてそれを下流の次のノードに送る。

【００３４】数ｎは電気回路網を通して更新することができるが、しかし更新された数ｎを
すべての増幅器に分配するには数十秒を要するであろう。このことは、番号ｎを
更新する時間間隔の間、トラフィック信号の特性が劣化することを意味する。さ
らに良い考えは多分、前記で説明した光監視チャンネルＯＳＣを用いることであ
る。

【００３５】前記で説明したように、ノードは両方向にデータを送る。第１ノードＮ１から
第２ノードＮ２に送るために用いられる波長は、第２ノードＮ２から第１ノード
Ｎ１に送るために用いられる波長と同じであることが好ましい。

【００３６】もし第２ノードＮ２に阻止用フィルタがないならば、第２ノードＮ２に受け取
られるチャンネルは第２ノードで終端または阻止されなくて、それを通り、そし
て下流に持続する。もし不活性セグメントＩＳが存在しないならば、この場合に
は同じ波長を用いることは動作しないであろう。このことは、第１ノードからの
データが第２ノードからのデータと混ざり、したがって、読み出すことができな
くなるからである。けれども、不活性セグメントはリングの中に遮断をもたらし
、そしてこの遮断はデータ・トラフィックを停止させる。

【００３７】このことは、第１ノードＮ１と第２ノードＮ２との間の不活性セグメントＩＳ
がない経路に関して、データが混ざらないことを意味する。他方、第１ノードＮ
１と第２ノードＮ２との間の不活性セグメントＩＳがある経路上に関して、デー
タは混ざるであろう。このことは重要ではない。それは、混ざったデータは不活
性セグメントＩＳにより停止され、そして、とにかく読み出されることはないか
らである。

【００３８】これは非常に単純な解決法である。けれども、用いられる波長のおのおのに関
して、リングの一定の部分で２個のチャンネルが重ねられるであろう。このこと
は、１つの波長のパワーが２倍であることと、これらのノードの中の増幅器がリ
ングのこれらの部分の中でその波長を２個のチャンネルとしてカウントしなけれ
ばならないこととを意味する。

【００３９】このことは多分、図５の実施例でさらに明確にされる。図５は図３と同じ図で
ある。第１ノードＮ１は下記の波長に関して５個のチャンネルを送る。すなわち
、第２ノードＮ２に対して予定されたλ１、第３ノードＮ３に対して予定された
λ２、第４ノードＮ４に対して予定されたλ３、第５ノードＮ５に対して予定さ
れたλ４、そして最後に第６ノードＮ６に対して予定されたλ５である。第１ノ
ードＮ１は端部ノードであるから、データはイースト方向ｎ＝５にのみ送られる
。

【００４０】第２ノードＮ２は下記の波長に関して５個のチャンネルを送る。すなわち、第
１ノードＮ１に対して予定されたλ１、第３ノードＮ３に対して予定されたλ６
、第４ノードＮ４に対して予定されたλ７、第５ノードＮ５に対して予定された
λ８、そして最後に第６ノードＮ６に対して予定されたλ９である。

【００４１】第２ノードＮ２は波長λ１に関して第１ノードＮ１から１つのチャンネルを受
け取り、そして同じ波長λ１に関して第１ノードＮ１に１つのチャンネルを送る
。したがって、第２ノードＮ２から第１ノードＮ１へのイースト経路に関して、
波長λ１は２個の重なりあったチャンネルを含むであろう（けれども、これらの
チャンネルは不活性セグメントにより、第１ノードＮ１の入力において、または
第６ノードＮ６の出力において停止される）。これらの２個のチャンネルはちょ
うどその時に読み出し可能ではないが、しかし出力レベルが２倍であるので、と
にかく２としてカウントされなければならない。

【００４２】したがって、第２ノードＮ２は、波長λ１、λ６〜λ９に関して５個のチャン
ネルを付加して、第１ノードＮ１から波長λ１〜λ５に関して５個のチャンネル
をイースト方向に送る。したがって、用いられた９個の波長が存在するが、10個
のチャンネルｎ＝１０が存在する。

【００４３】第３ノードＮ３は下記の波長に関して５個のチャンネルを送る。すなわち、第
１ノードＮ１に対して予定されたλ２、第３ノードＮ３に対して予定されたλ６
、第４ノードＮ４に対して予定されたλ１０、第５ノードＮ５に対して予定され
たλ１１、そして最後に第６ノードＮ６に対して予定されたλ１２である。

【００４４】したがって、第２ノードＮ２は、波長λ２、λ６、λ１０〜λ１２に関して５
個のチャンネルを付加して、第１ノードＮ１および第２ノードＮ２から波長λ１
〜λ９に関して10個のチャンネルをイースト方向に送る。したがって、用いられ
た12個の波長が存在するが、しかし、15個のチャンネルｎ＝１５が存在する。

【００４５】第４ノードＮ４は下記の波長に関して５個のチャンネルを送る。すなわち、第
１ノードＮ１に対して予定されたλ３、第２ノードＮ２に対して予定されたλ７
、第５ノードＮ５に対して予定されたλ１０、第５ノードＮ５に対して予定され
たλ１３、そして最後に第６ノードＮ６に対して予定されたλ１４である。

【００４６】したがって、第４ノードＮ４は、波長λ３、λ７、λ１０、λ１３、λ１４に
関して５個のチャンネルを付加して、第１ノードＮ１、第２ノードＮ２および第
３ノードＮ３から波長λ１〜λ１２に関して15個のチャンネルをイースト方向に
送る。したがって、用いられた14個の波長が存在するが、しかし、20個のチャン
ネルｎ＝２０が存在する。

【００４７】第５ノードＮ５は下記の波長に関して５個のチャンネルを送る。すなわち、第
１ノードＮ１に対して予定されたλ４、第２ノードＮ２に対して予定されたλ８
、第３ノードＮ３に対して予定されたλ１１、第４ノードＮ４に対して予定され
たλ１３、そして最後に第６ノードＮ６に対して予定されたλ１５である。

【００４８】したがって、第５ノードＮ５は、波長λ４、λ８、λ１１、λ１３、λ１５に
関して５個のチャンネルを付加して、第１ノードＮ１、第２ノードＮ２、第３ノ
ードＮ３および第４ノードＮ４から波長λ１〜λ１４に関して20個のチャンネル
をイースト方向に送る。したがって、用いられた15個の波長が存在するが、しか
し25個のチャンネルｎ＝２５が存在する。

【００４９】最後に、第６ノードＮ６は下記の波長に関して５個のチャンネルを送る。すな
わち、第１ノードＮ１に対して予定されたλ５、第２ノードＮ２に対して予定さ
れたλ９、第３ノードＮ３に対して予定されたλ１２、第４ノードＮ４に対して
予定されたλ１４、そして最後に第５ノードＮ５に対して予定されたλ１５であ
る。

【００５０】第６ノードＮ６はイースト方向とウエスト方向との両方にデータを送るが、し
かし、イースト方向のデータは不活性セグメントにより停止される。

【００５１】けれども第６ノードＮ６は、波長λ５、λ９、λ１２、λ１４、λ１５に関し
て５個のチャンネルをウエスト方向に送る。このことは、30個のチャンネルｎ＝
３０に対応してリングのまわりに用いられた15個の波長に終わる。不活性セグメ
ントＩＳのない、また別の回路網では、30個のチャンネルに対応して30個の波長
が必要であるであろう。けれどもカウントされるのはチャンネルであるから、カ
ウンティングは同じであるであろう。

【００５２】端部ノードである第６ノードＮ６は、活性送信器の数ｎ＝５に付加して、ウエ
スト方向にチャンネルの数ｎをリセットする。次にイースト方向に説明されたの
と同じように、ウエスト方向にｎ＝１０、ｎ＝１５、ｎ＝２０、ｎ＝２５、（ｎ
＝３０）について同じ手続きが起こる。それぞれのノードはイースト方向とウエ
スト方向との両方に同じ波長を用いる。

【００５３】図５のチャンネルの数を計算する式はｎ_y＝ｎ_x＋ｚであるであろう。ここで、
ｎ_xはそのノードに入ってくる数ｎに等しく、ｎ_yはそのノードから出ていく数ｎ
に等しい。そしてｚはそのノードに付加されるチャンネルの数に等しく、これは
このノードの中の活性送信器の数である。

【００５４】図６は図５と同じ回路網の図であるが、しかし、すべてのノードＮ１〜Ｎ６の
中に光ファイバ２１が用いられている。このことは費用がさらにかかるが、しか
し他方では「２倍」のチャンネルが増幅されなければならないことはないであろ
う。１つのノードの中のフィルタは、そのノードから送るのに対して、およびそ
のノードが受け取るのに対して用いられる同じ波長を除去する。この図では、阻
止される波長は取り消し線の付いたλ１（λ１クロスバー）によって記されてい
る。

【００５５】したがって、第２ノードＮ２から第１ノードＮ１へのイースト経路に関して、
波長λ１は２個の重なりあったチャンネルを含まなく、しかし、第２ノードＮ２
が第１ノードＮ１に送るチャンネルをだけを含むであろう。したがって、チャン
ネルの数は波長の数、すなわち９、ｎ＝９、に等しいであろう。

【００５６】同じことが他のノードの中でイースト方向でさらに起こるであろう。15個の波
長に関して15個のチャンネルで終わる、図５の波長の計算、すなわちｎ＝５、ｎ
＝９、ｎ＝１２、ｎ＝１４、ｎ＝１５、（ｎ＝１５）と比較せよ。もちろん、対
応することがウエスト方向にも起こるであろう。

【００５７】したがって、図６のチャンネルの数を計算する式はｎ_y＝ｎ_x＋ｚ−ｗであるで
あろう。ここで、ｎ_xはノードに入ってくる数ｎに等しく、ｎ_yはノードから出て
いく数ｎに等しく、ｚはノードに付加されるチャンネルの数に等しく、そして、
ｗはこのノードの中で阻止されるチャンネルの数に等しい。

【００５８】受け取られたすべてのチャンネルが１つのノードの中で阻止されることを仮定
するならば、阻止されるチャンネルの数ｗはこのノードの中の活性送信器の数に
等しいであろう。

【００５９】この式は図５に対して同じように成り立つが、しかし、ｗ＝０の場合である。
この式は、また、ｗがノードの中の阻止または終端されたチャンネルを示すとし
て、それぞれのノードの中のチャンネルを終端する回路網に対しても成り立つで
あろう。

【００６０】図７は、図４またはそれと同等の図と同様に、ノードの中の数ｎの更新の原理
機能を示した図である。前置増幅器１４を更新するのに入ってくるチャンネルの
数ｎ_xが用いられる。ブースタ置増幅器１５を更新するのに出ていくチャンネルの数ｎ_yが用いられる。前記で説明したように、出ていくチャンネルの数ｎ_yはｎ _y ＝ｎ_x＋ｚ−ｗに従って計算される。ここで、ｚは付加されるチャンネルの数に
等しく、そして、ｗは他になければ阻止または終端されるチャンネルの数に等し
い。

【００６１】この工程は、端部ノードの中の活性送信器の数に第１の数をセットし、したが
って、チャンネルの数を指示する、端部ノードで開始する。

【００６２】これはすべて好ましくそして単純であるが、しかし、実際の世界では送信器が
故障することがある、ファイバが破断または曲がることがある、などが起こる。
増幅器が古い数ｎで更新されないことを確実にしなければならない。

【００６３】もし数ｎが大きいならば、数ｎの小さな変化は大きくは影響しないであろう。
主として関心があるのは大きな変化である。したがって、受け入れることができ
る入力パワー変化の限界ΔＰが前置増幅器１４およびブースタ増幅器１５の両方
の入力にセットされ、そして測定される。

【００６４】もし入力パワー変化がΔＰよりも小さいならば、まったく構わない。けれども
、もし増幅器がΔＰを越える入力パワー変化を検出するならば、増幅器は光管理
ユニット２０に入力パワー変化のフラッグΔＰｉｎを送る。その時、線路および
付加された／除去された送信器に関する減衰の変化、または不活性セグメントが
移転する原因となる欠陥であることができる。この最後の場合には、ノードに発
する経路は古い数ｎを含むであろう。

【００６５】けれどもそのノードは、大きな入力パワー変化がなぜ起こったかを知らない。
ノードが古い数ｎで増幅器が更新されることがないために、図１０からまた分か
るように、入力パワー変化が検出されるとすぐに抑制フラッグが増幅器に内部的
に送られる。

【００６６】光監視ユニットが信頼している数ｎを受け取るまで、このことは数ｎがさらに
更新されることを抑制する。この時、数ｎの更新を再び可能にするリセット・フ
ラッグを光監視ユニットが１個または複数個の増幅器に送る。

【００６７】ノード間距離が80ｋｍの場合、約 400μｓの遅延時間が必要である。この遅延
の後、光監視ユニット２０は更新を実行することができる前に１個のフレームと
次に来る巡回冗長検査ＣＲＣ(cyclic redundancy check)を加えたものを読み出すことが多分必要である。このことは、全遅延が約 525μｓという結果を生ずる
であろう。

【００６８】入力パワー変化の限界ΔＰに対する適切な値は、多分約 0.5ないし１ｄＢであ
るであろう。この時、例えば10個ないし11個のチャンネルからの変化は認めれな
いであろうが、しかし１個ないし２個のチャンネルからの変化は検出され、そし
てもちろん不活性セグメントを移転させる原因となる欠陥をまた検出するであろ
う。

【００６９】もし入力パワー変化フラッグΔＰｉｎがブースタ増幅器１５から受け取られる
がしかし前置増幅器１４からは受け取られないならば、その場合には、そのノー
ドの中に送信器の故障が多分ある。この時、ブースタ増幅器に対する数ｎ_yの更新は、光監視ユニットが信頼している数ｎ_xを受け取るまで抑制されるであろう。これは送信器の故障を検出する高速の方法であるが、しかし増幅器の制御を主
として予定している。もし多数個のチャンネルがあるならば、送信器の故障は認
められないであろうが、しかし他方において、増幅器に対しては問題点はない。
もちろん、通常の（遅い）方法でもまた送信器が故障に対して観察されなければ
ならない。

【００７０】図７に示されているように、光監視ユニット２０から増幅器１４、１５に配線
されたバスが存在し、そして送信器１６に対する配線がある。また別の方法は図
８のように、増幅器１４、１５にチャンネルの最新の数ｎを提供するために、中
央ユニット１９を用いるであろう。この時、光監視ユニット２０はトリガ信号で
更新を行う。この場合に前もって必要であることは、回路網の中で第１チャンネ
ルが開始する時、増幅器１４、１５が数ｎ＝１の欠陥値を有することである。そ
うでない場合には、出力パワー・レベルが調整される前に非常に長い時間を要す
るであろう。

【００７１】第３の方法は増幅器１４、１５に配線されたバスを有することであるが、しか
し中央ユニット１９に送信器１６の制御をさせる。図９を見よ。

【００７２】図７〜図９において、増幅器１４、１５はまたロス・オブ・パワー・フラッグ
ＬＯＰを送る。これは増幅器の入力側の欠陥の指示である。前置増幅器１４の場
合、これは不活性セグメントＩＳがこの場所に移転すべきであることの指示であ
る。したがって、このノードは端部ノードになり、そして数ｎはこのノードの中
の活性送信器の数に変更されなければならない。

【００７３】（増幅器の制御）増幅器の実際の制御は、図１０に示されているように、フィードフォワードお
よびフィードバックで実施することができるであろう。前記の図において光増幅
器と呼ばれたものは図１０の全体に対応する。エルビウムが添加されたファイバ
３１は増幅器として動作し、そしてポンプ・レーザ３２により制御される。第１
検出器３３はエルビウムが添加されたファイバ３１の入力において全光パワーを
読み出し、そしてその値をフィード・フォワード・ブロック３４に送る。フィー
ド・フォワード・ブロック３４からフィード・フォワード・プロセス・デマンド
信号ＰＦが送られ、そしてこの信号がポンプ・レーザ３２の出力パワーを制御す
ることにより、エルビウムが添加されたファイバ３１を制御する。

【００７４】フィード・フォワード・ブロック３４により、全光パワーの非線形機能が好ま
しく得られ、そして例えばアナログ非線形回路網の助けをかりて実現することが
できる。また別の実施例は、光入力パワーを例えば８ビット・ワードにＡ／Ｄ変
換することにより、ディジタルにそれを解決することである。この時、メモリの
中に異なるメモリ・アドレスを指示する異なる値の８ビット・ワードによって、
この８ビット・ワードを用いることができる。

【００７５】このフィードバックは、検出器３６によりエルビウムが添加されたファイバ３
１の光出力パワーを測定することによって機能する。この出力パワーはフィード
バック・ブロック３７に進み、そしてチャンネルの数ｎで分割され、それにより
プロセス値ＰＶが得られる。制御装置３５の中で、プロセス値ＰＶが要請された
チャンネル出力パワー、すなわちセット・ポイントＳＰ、と比較される。制御装
置３５のプログラミングに従い、制御装置３５はフィードバック・プロセス・デ
マンド信号ＰＢを放出し、そしてポンプ・レーザ３２を通してエルビウムが添加
されたファイバ３１のチャンネル出力パワーを制御し、それによりチャンネル出
力パワーが要請された出力に近付く。

【００７６】もちろん、この調整は瞬時には行われない。ポンプ・レーザ３２を通してのフ
ィードバック・プロセス・デマンド信号ＰＢがエルビウムが添加されたファイバ
３１のチャンネル出力パワーを変える時、条件は既に変えられており、そしてこ
のことはエルビウムが添加されたファイバ３１のチャンネル出力パワーの新しい
測定を必要とし、このようにして新しいフィードバック・プロセス・デマンド信
号ＰＢが得られる。このプロセスは持続的行われ、そしてネガティブ・フィード
バック制御ループができ、そしてこのネガティブ・フィードバック制御ループが
一定の遅延をもって、エルビウムが添加されたファイバ３１の出力パワーを調整
し、そしてそれが要請された値の近傍に常にあるようにされる。

【００７７】フィード・フォーワードを用いることは、制御を高速にする。それは、外乱を
一度に訂正することができるからである。けれども、フィード・フォーワードは
システムの振舞いに関する多くの知識を必要とする。それは、結果が分からない
からである。それは目隠しされた自動車を運転することに例えることができる。
車が溝にはまらないために、カーブのところで車輪がどの位回るかを正確に知ら
なければならない。

【００７８】他方、ネガティブ・フィードバックは信頼することができる。それは結果が観
察され、そしてその後で調整が行われるからである。けれども欠点は、自動制御
を望むほどに高速に実施することはできないことである。それはその場合には、
制御が不安定になる危険があるであろうからである。この場合には、光増幅器は
また約２〜３ｍｓの時定数を有し、そしてこれはフィードバック制御をどのくら
い高速に実行できるかの限界を設定する。けれども、もしフィードバックとフィ
ード・フォーワードとを組み合わせるならば、フィード・フォーワードの助けを
かりて高速の粗い調整が達成され、そしてもしフィードバックの助けをかりてそ
れ程高速ではないが微細な調整が達成される。

【００７９】図１０には組合せ装置３８が示されている。この組合せ装置３８は、フィード
・フォーワード・プロセス・デマンド信号ＰＦをフィードバック・プロセス・デ
マンド信号ＰＢと組み合わせ、そしてポンプ・レーザ３２の制御のための出力信
号ＰＤを供給する。組合せブロック１８は加算器または乗算器であることができ
るが、しかしまた他の組合せ機能を考えることもできる。

【００８０】増幅器の入力の検出器３３により、ロス・オブ・パワー・フラッグＬＯＰが得
られる。フィード・フォーワード・ブロック３４は、フリップ・フロップ３９を
通して、入力パワー変化フラッグΔＰｉｎを供給する。フリップ・フロップ３９
は、光監視ユニットからのリセット信号によりリセットされる。

【００８１】フィードバック・ブロック３７は、チャンネルの数ｎおよびもしあるならばト
リガ信号を受け取る。それに加えて、フィードバック・ブロック３７はフリップ
・フロップ３９から入力パワー変化フラッグΔＰｉｎを受け取り、そしてこの入
力パワー変化フラッグΔＰｉｎは数ｎの更新を抑制する。

【００８２】セットポイントＳＰおよびロス・オブ・パワー・フラッグＬＯＰのレベルは、
中央処理装置１９から設定可能であるであろう。

【００８３】これは制御回路の１つの実施例である。フィード・フォーワードおよびフィー
ド・バックのループは別々に用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】先行技術による５個のチャンネルに対して最適化された従来の光システムのブ
ロック線図。

【図２】図１と同じシステムのブロック線図であるが、しかし２個のチャンネルだけを
有しそして増幅器制御を有しないシステムのブロック線図。

【図３】従来の光回路網の１つの実施例の図。

【図４】本発明を実施するのに用いることができる光回路網の中の１つのノードの実施
例の図。

【図５】フィルタを有しないノードの中で本発明によりチャンネルのカウンティグを有
する、図３の光回路網。

【図６】フィルタを有するノードの中で本発明によるチャンネルのカウンティグを有す
る、図３の光回路網。

【図７】本発明の従うカウンティグを実施する第１実施例の詳細図。

【図８】本発明の従うカウンティグを実施する第２実施例の詳細図。

【図９】本発明の従うカウンティグを実施する第３実施例の詳細図。

【図１０】チャンネルのカウンティグを用いることができる制御回路の１つの実施例の図
。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ウッド、ナイジェル、ロバートスウェーデン国スカルホルメン、クングスサトラベーゲン 52 Ｆターム(参考） 5K002 AA06 CA08 CA10 CA13 DA02 DA09 DA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路網のノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６）の
中の光増幅器（１４、１５）の出力パワーを制御し、前記増幅器（１４、１５）
の出力パワーが制御回路の中のポンプ・レーザ（３２）によって制御される方法
において、ノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６）が監視チャンネル（
ＯＳＣ）を読むことによって増幅器（１４、１５）をどのように制御するかの情
報を得て、かつ、ノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６）が増幅器（１
４、１５）の制御のために前記情報を用いることとを特徴とする方法。
【請求項２】請求項１に記載された方法において、前記情報がノードに入
ってくるチャンネルの数を有することを特徴とする方法。
【請求項３】請求項２に記載された方法において、増幅器（１４、１５）
からの全出力パワーが測定されそしてノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、
Ｎ６）に入ってくるチャンネルの数（ｎ、ｎ_x）で分割されて、チャンネル当たりの全出力パワーを与えそしてそれが増幅器（１４、１５）の制御のために用い
られることを特徴とする方法。
【請求項４】請求項２に記載された方法において、ノードに入ってくるチ
ャンネルの数（ｎ、ｎ_x）に対して、そのノードの中に付加されたチャンネルの数（ｚ）を加算することによりおよびそのノードの中の阻止または終端されたチ
ャンネルの数（ｗ）を減算することにより、下流のノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、
Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６）に送るためにノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６
）がチャンネルの新しい数（ｎ、ｎ_y）を得ることを特徴とする方法。
【請求項５】請求項４に記載された方法において、増幅器からの全出力パ
ワーがが測定されそしてチャンネルの新しい数（ｎ、ｎ_y）で分割されて、チャンネル当たりの全出力パワーが与えられそしてそれが増幅器（１４、１５）の制
御のために用いられることを特徴とする方法。
【請求項６】請求項４または５に記載された方法において、付加されたチ
ャンネルの数（ｚ）がノードの中の活性送信器（１６）の数から得られることを
特徴とする方法。
【請求項７】請求項２〜６のいずれかに記載された方法において、前記増
幅器（１４、１５）に対する入力パワーが監視されることと、もし入力パワーが
一定の限界を越えて変化するならば入力パワー変化フラッグ（ΔＰｉｎ）がセッ
トされることとを特徴とする方法。
【請求項８】請求項７に記載された方法において、チャンネルの信頼でき
る数（ｎ、ｎ_x）が受け取られるまでセット入力パワー・フラッグ（ΔＰｉｎ）が増幅器（１４、１５）の制御のこれ以上の変化を抑制することを特徴とする方
法。
【請求項９】請求項２〜８のいずれかに記載された方法において、チャン
ネルの数（ｎ、ｎ_x、ｎ_y）が直接用いるために制御回路に送られることを特徴と
する方法。
【請求項１０】請求項２〜８のいずれかに記載された方法において、チャ
ンネルの数（ｎ、ｎ_x、ｎ_y）が制御回路に送られるがトリガ信号（Ｔｒｉｇ）が
制御回路に送られるまでは用いられないことを特徴とする方法。
【請求項１１】中央処理装置（１９）と、監視ユニット（２０）と、その
出力パワーが制御回路の中のポンプ・レーザ（３２）により制御される少なくと
も１個の光増幅器（１４、１５）とを有する回路網の中のノードであって、増幅
器（１４、１５）の制御のために監視チャンネル（ＯＳＣ）の中に送られた情報
を読み出すために前記ノードが配置されることを特徴とするノード。
【請求項１２】請求項１１に記載されたノードにおいて、前記情報がノー
ドに入ってくるチャンネルの数（ｎ、ｎ_x）を有することを特徴とするノード。
【請求項１３】請求項１２に記載されたノードにおいて、前記ノードが増
幅器（１４、１５）からの全出力パワーを測定するために、および前記ノードに
入ってくるチャンネルの数（ｎ、ｎ_x）でそれを分割するために配置されることを特徴とするノード。
【請求項１４】請求項１２に記載されたノードにおいて、前記ノードに入
ってくるチャンネルの数（ｎ、ｎ_x）に対し、前記ノードに付加されたチャンネルの数（ｚ）を加算することにより、および前記ノードに阻止または終端された
チャンネルの数（ｗ）を減算することにより、下流のノードに送るためのチャン
ネルの新しい数（ｎ、ｎ_y）を得るように前記ノードが配置されることを特徴とするノード。
【請求項１５】請求項１４に記載されたノードにおいて、前記ノードが増
幅器（１４、１５）からの全出力パワーを測定するために、およびチャンネルの
新しい数（ｎ、ｎ_y）で分割するために配置されることを特徴とするノード。
【請求項１６】請求項１４または１５に記載されたノードにおいて、前記
ノードの中の活性送信器（１６）の数から付加されたチャンネルの数（ｚ）を得
るために前記ノードが配置されることを特徴とするノード。
【請求項１７】請求項１２〜１６のいずれかに記載されたノードにおいて
、前記増幅器への入力パワーを監視するために、および前記入力パワーが一定の
限界を越えて変化するならば、入力パワー変化フラッグ（ΔＰｉｎ）をセットす
るために前記ノードが配置されることを特徴とするノード。
【請求項１８】請求項１７に記載されたノードにおいて、チャンネルの信
頼できる数（ｎ、ｎ_x）が受け取られるまで増幅器（１４、１５）の制御のこれ以上の変化を抑制するために前記セット入力パワー・フラッグ（ΔＰｉｎ）が配
置されることを特徴とするノード。
【請求項１９】請求項１２〜１８のいずれかに記載されたノードにおいて
、直接利用のために制御回路にチャンネルの数（ｎ、ｎ_x、ｎ_y）を送るように光
監視装置（２０）が配置されることを特徴とするノード。
【請求項２０】請求項１２〜１８のいずれかに記載されたノードにおいて
、中央処理装置（１９）が制御回路にチャンネルの数（ｎ、ｎ_x、ｎ_y）を送るた
めに配置されることと、光監視ユニット（２０）が制御回路にトリガ信号（Ｔｒ
ｉｇ）を送るために配置されることとを特徴とするノード。
【請求項２１】少なくとも１個の通信路（１１、１２）を通して通信する
少なくとも２個のノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ６）を有し
およびノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ６）のおのおのが少な
くとも１個の光増幅器（１４、１５）を有し、およびその出力パワーが制御回路
の中のポンプ・レーザ（３２）により制御される回路網であって、分離したチャ
ンネル（ＯＳＣ）に送られる情報が１個または複数個の増幅器（１４、１５）の
制御のために供給されることを特徴とする回路網。
【請求項２２】請求項２１に記載された回路網であって、ノード（Ｎ１、
Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ６）に入ってくる情報がノード（Ｎ１、Ｎ２
、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ６）に入ってくるチャンネルの数（ｎ、ｎ_x、ｎ_y ）を有することを特徴とする回路網。
【請求項２３】請求項２２に記載された回路網であって、前記ノードに入
ってくるチャンネルの数（ｎ、ｎ_x）に対し、前記ノードに付加されたチャンネルの数（ｚ）を加算することにより、および前記ノードの阻止または終端された
チャンネルの数（ｗ）を減算することにより、下流のノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３
、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ６）に送るためのチャンネルの新しい数（ｎ、ｎ_y）を得るようにノード（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ６）の各々が配置
されることを特徴とする回路網。