JP2002198912A - 光送信装置および光通信システム - Google Patents
光送信装置および光通信システムInfo
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Abstract
回路から出力されるダミー光のパワー変動によって、光
ファイバ伝送路に対するWDM光の合成パワーが最適値
に必ずしも保持されないという課題があった。 【解決手段】 光ファイバ増幅器8と光ファイバ伝送路
9との間に設けられ、WDM光を2分岐する光分波器1
1と、光分波器11から入力されるWDM光に基づいて
光送信回路4a,4bへ制御信号S0,S17をそれぞ
れ出力し、光送信回路4a,4bからそれぞれ出力され
る中心波長λ0,λ17のダミー光のパワーを制御信号
S0,S17によって調整してWDM光の合成パワーを
最適値Paに保持するフィードバック制御回路12とを
備えるようにする。
Description
式を採用した光通信システムに適用され、ダミー光のパ
ワーを調整することによって、光ファイバ伝送路に対し
てWDM光の合成パワーを最適値に保持する光送信装置
およびこれを用いた光通信システムに係るものである。
送路の数を増加することなく伝送容量を拡大する手段と
して波長分割多重(以下、WDMと略す)方式が広く知
られている。このWDM方式は、中心波長の互いに異な
る複数の信号光を光送信装置の光合波器(マルチプレク
サ)によってWDM光として合成し、中継用の光ファイ
バ増幅器によって適宜増幅しながら光ファイバ伝送路を
介してWDM光を伝送した後に、光受信装置の光分波器
(デマルチプレクサ)によって各中心波長の信号光をW
DM光から分離するものである。相互干渉のないように
波長間隔を持たせて複数の信号光を伝送するので、1本
の光ファイバ伝送路で伝送容量を拡大することができ
る。
Nmaxや信号光の波長間隔は、光ファイバ伝送路・光
ファイバ増幅器・光合波器・光分波器などの各特性から
求められる。また、光ファイバ伝送路へ出力されるWD
M光の合成パワーの最適値Paも光ファイバ伝送路およ
び光ファイバ増幅器の特性により定められる。
光当たりのパワーの最適値Psは、最大多重化状態でW
DM光の合成パワーが最適値Paになるように設計さ
れ、最適値Paを最大多重化数Nmaxで除算して求め
られる。例えば簡単な数値例をあげると、最大多重化数
Nmax=16チャンネル、最適値Pa=16mWとし
て設計されている場合には、Ps=16mW÷16チャ
ンネル=1mWと算出される。
大多重化状態で必ずしも運用されるわけではなく、その
ときに必要な伝送容量に応じて多重化数Nは増減する。
つまり、多重化数Nが最大多重化数Nmaxに満たない
場合もしばしば発生するため、WDM光の合成パワーも
状況によって異なってくる。
多重化数N=8チャンネルの場合には、WDM光の合成
パワー=1mW×8チャンネル=8mWとなり、最適値
16mWに8mWだけ不足した状態になってしまう。
パワーを最適値Paに保持することができるように、各
信号光と中心波長の異なるダミー光を用意してそのパワ
ーを調整する光送信装置が考案されている。
システムの構成を示す図である。ここでは例として、最
大多重化数Nmax=16チャンネルの光通信システム
を説明する。
ぞれ出力する光送信回路(1e〜1nは図示省略)であ
る。光送信回路1a〜1pは、異なる中心波長λ1〜λ
16(λ1<λ2<…<λ15<λ16)の信号光を制
御信号S1〜S16にしたがってそれぞれ出力する。2
は光送信回路1a〜1pからの信号光を合成してWDM
信号光を出力する光合波器、3はWDM信号光を増幅す
る光ファイバ増幅器である。
力する光送信回路である。光送信回路4a,4bは、異
なる中心波長λ0,λ17(λ0<λ1,λ16<λ1
7)のダミー光をそれぞれ出力する。5は光送信回路4
a,4bからのダミー光を合成してWDMダミー光を出
力する光合波器、6はWDMダミー光を増幅する光ファ
イバ増幅器である。
たWDM信号光と光ファイバ増幅器6が増幅したWDM
ダミー光とを合成してWDM光を出力する光合波器、8
はWDM光を増幅する光ファイバ増幅器、9は不図示の
光受信装置へWDM光を伝送する光ファイバ伝送路、1
0は光ファイバ伝送路9の途中に設けられた中継増幅用
の光ファイバ増幅器である。
〜S16にしたがって、光送信回路1a〜1pは中心波
長λ1〜λ16の信号光をそれぞれ出力する。制御信号
S1〜S16は多重化数Nに応じて活性化される。これ
らの信号光は光合波器2によってWDM信号光として合
成され、WDM信号光は光ファイバ増幅器3によって増
幅される。
0,λ17のダミー光をそれぞれ出力する。これらのダ
ミー光は光合波器5によってWDMダミー光として合成
され、WDMダミー光は光ファイバ増幅器6によって増
幅される。
光ファイバ増幅器6からWDMダミー光をそれぞれ受け
た光合波器7は、これらの光をWDM光として合成して
光ファイバ増幅器8へ出力する。このWDM光は、光フ
ァイバ増幅器8によって増幅され、光ファイバ伝送路
9,光ファイバ増幅器10を介して不図示の光受信装置
へ伝送される。
ファイバ伝送路9に対するWDM光の合成パワーが最適
値Paになるように、多重化数Nの増減に応じて光送信
回路4a,4bから出力されるダミー光のパワーを減増
するようにしている。
ンネルの場合には、WDM信号光の合成パワーが8mW
なので、光送信回路4a,4bが出力するダミー光のパ
ワーをそれぞれ4mWに調整し、WDMダミー光の合成
パワーを8mWにする。このようにすることで、WDM
信号光の合成パワー8mWと、WDMダミー光の合成パ
ワー8mWとの合計が16mWになり、WDM光の合成
パワーを最適値Paに等しくすることができる。
ャンネルの最大多重化状態となった場合には、WDM信
号光の合成パワーが16mWになるので、光送信回路4
a,4bが出力するダミー光のパワーをそれぞれ0mW
に調整し、WDMダミー光の合成パワーを0mWにす
る。このときにもやはり、WDM信号光の合成パワー1
6mWと、WDMダミー光の合成パワー0mWとの合計
が16mWになり、WDM光の合成パワーを最適値Pa
に等しくすることができる。
それぞれ出力されるダミー光をWDM信号と合成してW
DM光とし、多重化数Nの増減に応じて光送信回路4
a,4bからのダミー光のパワーを減増するようにして
いるので、光ファイバ伝送路9に対するWDM光の合成
パワーを最適値Paに等しくすることができる。
上のように構成されているので、光ファイバ増幅器の利
得波長依存性や光送信回路から出力されるダミー光のパ
ワー変動によって、光ファイバ伝送路に対するWDM光
の合成パワーが必ずしも最適値に保持されないという課
題があった。
に何らかの障害が発生して出力が途切れたり、そのパワ
ーが減少してしまうなどといった不測の事故が発生する
と、光ファイバ伝送路に対するWDM光の合成パワーを
最適値に保持するために、ダミー光のパワーを増加する
必要があり、ある程度の調整時間が要されるため、光フ
ァイバ伝送路に対するWDM光の合成パワーを最適値に
保持できない期間が生じていた。
在している(特開平7−154367号公報、特開平9
−261205号公報など)。しかし、これらは各信号
光の出力を制御するものや、信号光と合成する前にダミ
ー光を制御するものであり、上記の課題を完全に解決す
るものではない。
めになされたものであり、光ファイバ増幅器の利得波長
依存性や光送信回路から出力されるダミー光のパワー変
動に対応して、調整時間を要することなく、光ファイバ
伝送路に対するWDM光の合成パワーを常に最適値に保
持することができる光送信装置および光通信システムを
構成することを目的とする。
置は、光ファイバ増幅器と光ファイバ伝送路との間に設
けられ、波長多重光からモニタ用波長多重光を分岐する
光分波器と、光分波器から入力されるモニタ用波長多重
光に基づいてダミー光送信回路へ制御信号を出力し、ダ
ミー光送信回路から出力されるダミー光のパワーを制御
信号によって調整して、波長多重光の合成パワーを最適
値に保持するフィードバック制御回路とを備えるように
したものである。
よってダミー光送信回路への注入電流を制御するように
したものである。
よって減衰量が制御される可変光減衰器をダミー光送信
回路が備え、可変光減衰器を介してダミー光送信回路が
ダミー光を出力するようにしたものである。
光送信装置と、波長多重光を伝送する光ファイバ伝送路
と、光ファイバ伝送路から入力された波長多重光を受信
する光受信装置とを備えるようにしたものである。
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による光
送信装置を適用した光通信システムの構成を示す図であ
る。
ぞれ出力する光送信回路(信号光送信回路、1e〜1n
は図示省略)である。光送信回路1a〜1pは、異なる
中心波長λ1〜λ16(λ1<λ2<…<λ15<λ1
6)の信号光を制御信号S1〜S16にしたがってそれ
ぞれ出力する。2は光送信回路1a〜1pからの信号光
を合成してWDM信号光を出力する光合波器、3はWD
M信号光を増幅する光ファイバ増幅器である。
力する光送信回路(ダミー光送信回路)である。光送信
回路4a,4bは、異なる中心波長λ0,λ17(λ0
<λ1,λ16<λ17)のダミー光を制御信号S0,
S17にしたがってそれぞれ出力する。5は光送信回路
4a,4bからのダミー光を合成してWDMダミー光を
出力する光合波器、6はWDMダミー光を増幅する光フ
ァイバ増幅器である。
たWDM信号光と光ファイバ増幅器6が増幅したWDM
ダミー光とを合成してWDM光(波長多重光)を出力す
る光合波器、8はWDM光を増幅する光ファイバ増幅
器、9は不図示の光受信装置へWDM光を伝送する光フ
ァイバ伝送路、10は光ファイバ伝送路9の途中に設け
られた中継増幅用の光ファイバ増幅器である。
バック制御回路である。光分波器11は、光ファイバ増
幅器8と光ファイバ伝送路9との間に設けられており、
光ファイバ増幅器8が増幅したWDM光を2分岐する。
フィードバック制御回路12は、光分波器11が2分岐
したWDM光から得られる多重化数Nにしたがって制御
信号S0,S17を生成し、この制御信号S0,S17
によって光ファイバ伝送路9に対するダミー光のパワー
が最適値Pdになるように調整する。
1p,4a,4b,光合波器2,5,7,光ファイバ増
幅器3,6,8,光分波器11およびフィードバック制
御回路12から光送信装置を構成している。
〜S16にしたがって、光送信回路1a〜1pは中心波
長λ1〜λ16の信号光をそれぞれ出力する。制御信号
S1〜S16は多重化数Nに応じて活性化される。これ
らの信号光は光合波器2によってWDM信号光として合
成され、WDM信号光は光ファイバ増幅器3によって増
幅される。
て、光送信回路4a,4bは中心波長λ0,λ17のダ
ミー光をそれぞれ出力する。これらのダミー光は光合波
器5によってWDMダミー光として合成され、WDMダ
ミー光は光ファイバ増幅器6によって増幅される。
光ファイバ増幅器6からWDMダミー光をそれぞれ受け
た光合波器7は、これらの光をWDM光として合成して
光ファイバ増幅器8へ出力する。このWDM光は、光フ
ァイバ増幅器8によって増幅された後に、光分波器11
によって2分岐される。
光は、従来と同様に、光ファイバ伝送路9,光ファイバ
増幅器10を介して不図示の光受信装置へ伝送される。
光分波器11で2分岐された他方のWDM光(モニタ用
波長多重光)は、フィードバック制御回路12へ入力さ
れる。
光のスペクトルがモニタリングされ、このスペクトルか
ら中心波長λ1〜λ16における各信号光のパワーをそ
れぞれ測定し、測定した各パワーを予め設定した閾値と
それぞれ比較して、閾値を超えたパワーの中心波長では
信号光が出力されているものと判断する。このように、
閾値との比較によって各中心波長λ1〜λ16のパワー
から、WDM光の信号光の多重化数Nを算出する。
た信号光のパワーや多重化数N,WDM光の合成パワー
の最適値Pa,最大多重化数Nmaxなどから、光ファ
イバ伝送路9へ出力されるダミー光のパワーの最適値P
dを算出する。これは例えばPd=(Pa−N×Ps)
/2やPd/Ps=(Nmax−N)/2などを満たす
最適値Pdを求めることである。
モニタリングしたWDM光のスペクトルから中心波長λ
0,λ17のダミー光のパワーを測定し、最適値Pdと
等しいかどうかを判断する。フィードバック制御回路1
2でのパワー測定の際には、光分波器11の分岐比がも
ちろん考慮されている。
の最適値Pdと比較され、この比較結果に応じて、制御
信号S0,S17がフィードバック制御回路12から光
送信回路4a,4bへそれぞれ出力される。制御信号S
0,S17は各光送信回路4a,4bから出力されるダ
ミー光のパワーの増減を調整するものであり、ダミー光
のパワーが最適値Pdと等しくなるようフィードバック
制御を行っている。
回路4a,4bに用いられる光源が半導体レーザダイオ
ードの場合には、光源からの後方出力光のパワーをモニ
タ用フォトダイオードなどで受光して監視し、光送信回
路4a,4bへの注入電流を制御信号S0,S17で調
整する。
ファイバ伝送路9との間に光分波器11を設け、光ファ
イバ伝送路9へ出力される直前のWDM光からダミー光
のパワーが最適値Pdとなっているかを判断するように
しているので、光ファイバ増幅器3,6,8の利得波長
依存性の影響やダミー光のパワー変動の影響も含めて信
号光に対するダミー光のパワーを調整していることにな
り、光ファイバ増幅器の利得波長依存性や光送信回路か
ら出力されるダミー光のパワー変動に対応して、WDM
光スペクトルの波長分布をより最適化して光ファイバ伝
送路9へ送信することができる。
が4チャンネル、図3は多重化数が3チャンネルの場合
における光送信装置の出力スペクトルの一例をそれぞれ
表す図である。いずれも横軸は波長λ、縦軸はパワーP
である。
S13だけが活性化して、中心波長λ4,λ7,λ1
0,λ13の各信号光だけが光送信回路1d,1,1,
1からそれぞれ出力されている。この場合、フィードバ
ック制御回路12は、閾値との比較によって4チャンネ
ル多重状態と判断し、最大多重化数Nmax=16チャ
ンネルなので、1ダミー光当たり(16−4)/2=6
チャンネル分相当のパワーが最適値Pdなので(最適値
Paから算出しても良い)、ダミー光が信号光よりも約
7.8dBだけ高いパワーになって光ファイバ伝送路9
へ入力されるように、光送信回路4a,4bの出力を調
整する。
害などの不測の事故によって出力断となり、光通信シス
テムが3チャンネル多重化状態になった場合を示してい
る。この場合、フィードバック制御回路12は、閾値と
の比較によって多重化数が4チャンネルから3チャンネ
ルに減少したものと判断し、最大多重化数Nmax=1
6チャンネルなので、1ダミー光当たり(16−3)/
2=6.5チャンネル分相当のパワーが最適値Pdなの
で(最適値Paから算出しても良い)、ダミー光が信号
光よりも約8.1dBだけ高いパワーになって光ファイ
バ伝送路9へ入力されるように、光送信回路4a,4b
の出力を調整する。
2によって、光ファイバ伝送路9へのWDM光の合成パ
ワーを常時モニタしているので、不測の事故によって図
2の状態から図3の状態になった場合にも、調整時間を
要することなく、光ファイバ伝送路に対するWDM光の
合成パワーの最適値を常に保持することができる。
増幅器3,ダミー光を増幅する光ファイバ増幅器6は必
ずしも必須の構成要素ではなく、これらを省略して光通
信システムを構成するようにしても良い。
成の場合には、光合波器2,5,7は別個の構成要素と
する必要はなく、例えばスターカプラなどの多入力−1
出力の光合波器を用いて構成するようにしても良い。
送信回路4a,4bからのダミー光を同数の可変光減衰
器を介してそれぞれ出力するようにし、制御信号S0,
S17によって可変光減衰器の減衰量をそれぞれ調整し
ても良く、同様の効果が得られる。
限定されない。そして、複数のダミー光のパワーは一定
にする必要はなく、例えば光ファイバ増幅器8の利得波
長依存性や運用中の各信号光の帯域に応じて異ならせる
ようにしても良い。
算出する計算方法は特に限定されるものではなく、光フ
ァイバ伝送路9に対するWDM光のパワーが最適値Pa
となるように算出されれば良い。
ば、光ファイバ増幅器8と光ファイバ伝送路9との間に
設けられ、WDM光を2分岐する光分波器11と、光分
波器11から入力されるWDM光に基づいて光送信回路
4a,4bへ制御信号S0,S17をそれぞれ出力し、
光送信回路4a,4bからそれぞれ出力される中心波長
λ0,λ17のダミー光のパワーを制御信号S0,S1
7によって調整してWDM光の合成パワーを最適値Pa
に保持するフィードバック制御回路12とを備えるよう
にしたので、光ファイバ増幅器3,6,8の利得波長依
存性や光送信回路4a,4bから出力されるダミー光の
パワー変動に対応して、調整時間を要することなく、光
ファイバ伝送路9に対するWDM光の合成パワーを最適
値Paに常に保持することができるという効果が得られ
る。
0,S17によって光送信回路4a,4bへの注入電流
をそれぞれ制御するようにしたので、ダミー光のパワー
を容易に調整できるという効果が得られる。
0,S17によって減衰量が制御される可変光減衰器を
光送信回路4a,4bがそれぞれ備え、可変光減衰器を
介して光送信回路4a,4bがダミー光をそれぞれ出力
するようにしたので、ダミー光のパワーを容易に調整で
きるという効果が得られる。
と、WDM光を伝送する光ファイバ伝送路9と、光ファ
イバ伝送路9から入力されたWDM光を信号光に分離す
る光受信装置とを備えるようにしたので、光ファイバ増
幅器3,6,8の利得波長依存性や光送信回路4a,4
bから出力されるダミー光のパワー変動に対応して、調
整時間を要することなく、光ファイバ伝送路9に対する
WDM光の合成パワーを最適値Paに常に保持して光通
信を行うことができるという効果が得られる。
ァイバ増幅器と光ファイバ伝送路との間に設けられ、波
長多重光からモニタ用波長多重光を分岐する光分波器
と、光分波器から入力されるモニタ用波長多重光に基づ
いてダミー光送信回路へ制御信号を出力し、ダミー光送
信回路から出力されるダミー光のパワーを制御信号によ
って調整して、波長多重光の合成パワーを最適値に保持
するフィードバック制御回路とを備えるようにしたの
で、光ファイバ増幅器の利得波長依存性や光送信回路か
ら出力されるダミー光のパワー変動に対応して、調整時
間を要することなく、光ファイバ伝送路に対する波長多
重光の合成パワーを常に最適値に保持することができる
という効果が得られる。
ー光送信回路への注入電流を制御するようにしたので、
ダミー光のパワーを容易に調整できるという効果が得ら
れる。
量が制御される可変光減衰器をダミー光送信回路が備
え、可変光減衰器を介してダミー光送信回路がダミー光
を出力するようにしたので、ダミー光のパワーを容易に
調整できるという効果が得られる。
波長多重光を伝送する光ファイバ伝送路と、光ファイバ
伝送路から入力された波長多重光を受信する光受信装置
とを備えるようにしたので、光ファイバ増幅器の利得波
長依存性や光送信回路から出力されるダミー光のパワー
変動に対応して、調整時間を要することなく、光ファイ
バ伝送路に対する波長多重光の合成パワーを常に最適値
に保持して光通信を行うことができるという効果が得ら
れる。
適用した光通信システムの構成を示す図である。
出力スペクトルを示す図である。
出力スペクトルを示す図である。
の構成を示す図である。
b 光送信回路(ダミー光送信回路)、S0,S1〜S
16,S17 制御信号、2,5,7 光合波器、3,
6,8,10 光ファイバ増幅器、9 光ファイバ伝送
路、11 光分波器、12 フィードバック制御回路。
Claims (4)
- 【請求項1】 信号光をそれぞれ出力する複数の信号光
送信回路と、ダミー光を出力する少なくとも1つのダミ
ー光送信回路と、上記信号光および上記ダミー光を波長
多重光として出力する光合波器と、上記光合波器からの
波長多重光を増幅して光ファイバ伝送路へ出力する光フ
ァイバ増幅器とを備えた光送信装置において、 上記光ファイバ増幅器と上記光ファイバ伝送路との間に
設けられ、上記波長多重光からモニタ用波長多重光を分
岐する光分波器と、 上記光分波器から入力される上記モニタ用波長多重光に
基づいて上記ダミー光送信回路へ制御信号を出力し、上
記ダミー光送信回路から出力される上記ダミー光のパワ
ーを上記制御信号によって調整して、上記波長多重光の
合成パワーを最適値に保持するフィードバック制御回路
とを備えることを特徴とする光送信装置。 - 【請求項2】 ダミー光送信回路は、制御信号によって
注入電流が制御されることを特徴とする請求項1記載の
光送信装置。 - 【請求項3】 ダミー光送信回路は、制御信号によって
減衰量が制御される可変光減衰器を備え、上記可変光減
衰器を介してダミー光を出力することを特徴とする請求
項1記載の光送信装置。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のうちのいずれか
1項記載の光送信装置と、波長多重光を伝送する光ファ
イバ伝送路と、上記光ファイバ伝送路から入力された上
記波長多重光を受信する光受信装置とを備えることを特
徴とする光通信システム。
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