JP2007096499A - 光受信装置及び光受信装置における分散補償方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信信号光の光伝送ルート別に分散補償量を高速に最適化できるようにする。
【解決手段】受信信号光のルート変更の発生を検出するルート変更検出手段２４，２５，２６と、上記ルート変更前後の受信信号光についての最適分散補償量を予め記憶しておくメモリ２７と、上記受信信号光の分散を補償する可変分散補償器２２と、ルート変更検出手段２４，２５，２６で上記ルート変更の発生が検出されると、メモリ２７に予め記憶されている、上記ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて可変分散補償器２２による分散補償量を制御する制御手段２２９とをそなえるように構成する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光受信装置及び光受信装置における分散補償方法に関し、例えば、４０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）等の大容量光伝送時の受信端での分散補償を行なうのに好適な技術に関する。

従来、光伝送路のルーティングの変更が行なわれる光通信システムにおいても分散補償が可能な光受信器として、下記特許文献１により提案されている技術がある。この特許文献１の光受信器では、受信信号光を光電変換した電気信号から総分散量を見積もり、その総分散量に基づき、受信データの識別閾値と識別タイミングとを決定することにより、光伝送路のルーティング情報を使用せずに、等価的に、光波長の分散補償を行なって、光伝送路のルーティングの変更に対処できるようにしている。
特開２００４−１５５５２号公報

４０Ｇｂｐｓ等の大容量波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multplex）伝送を行なう際に、受信端での分散許容量は、既存の１０Ｇｂｐｓ伝送における分散許容量（±１６００ピコ秒（ｐｓ）程度）に比べて非常に厳しくなる（±３０ｐｓ程度）。そのため、４０Ｇｂｐｓ等の大容量伝送になると、信号受信端では、受信信号光の分散量をいかに補償して信号を最適に受信できるかが重要になる。つまり、分散補償量を最適化する必要がある。

ここで、受信信号光の伝送ルートに変化がないシステムであれば、信号受信端において最適な分散補償量を固定的に設定しておけばよいが、光伝送システムのネットワーク構成（形態）としては、光ＵＰＳＲ（Optical Unidirectional Path Switched Ring）等のリングネットワークや、現用系及び予備系の回線が設定されたポイント・ツー・ポイントネットワーク等が存在し、それぞれ、信号光が伝送する回線の距離も必ずしも一定ではなく、その回線における分散量もまちまちである。

例えば、現用系で回線異常が生じた際に、予備系に回線を切替える処理等を行なって通信を維持することがよく行なわれるが、４０Ｇｂｐｓ等の大容量光伝送になると、個々（現用系及び予備系）の回線状態によって受信端で分散を補償し、分散補償量の最適化を行なわないと、最悪の場合、ネットワークの通信断が生じてしまう。
かかる事象は、回線切替を検出せずに受信信号光を光電変換した電気信号から総分散量を見積もって受信データの識別閾値と識別タイミングとを決定する上記特許文献１の技術を適用したとしても、ルーティング変更後に最適な分散補償値に安定するまで（スイープ動作）に時間を要し、長時間の通信断状態が生じてしまうことになる。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、受信信号光の光伝送ルート変更を検出し、これをトリガにして分散補償器による分散補償量を制御することにより、受信信号光の光伝送ルート別に分散補償量を高速に最適化できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明では、下記の光受信装置及び光受信装置における分散補償方法を用いることを特徴としている。
（１）即ち、本発明の光受信装置は、受信信号光のルート変更の発生を検出するルート変更検出手段と、上記ルート変更前後の受信信号光についての最適分散補償量を予め記憶しておくメモリと、上記受信信号光の分散を補償する可変分散補償器と、該ルート変更検出手段で上記ルート変更の発生が検出されると、該メモリに予め記憶されている、上記ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて該可変分散補償器による分散補償量を制御する制御手段とをそなえたことを特徴としている。

（２）ここで、該ルート変更検出手段は、上記受信信号光をルート情報のマッピングされた光フレームにより受信して、当該光フレームから該ルート情報を抽出するルート情報抽出部と、該ルート情報抽出部により抽出された該ルート情報の変化を監視することにより上記ルート変更の発生を検出するルート情報監視部とをそなえて構成されていてもよい。

（３）また、該ルート変更検出手段は、上記ルート変更前後の各受信信号光パワーを監視して、一方の受信信号光パワーが断状態に遷移したことを検出することにより、上記ルート変更の発生を検出する受光パワー監視部をそなえて構成されていてもよい。
（４）さらに、該可変分散補償器が、バーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ）素子を用いて構成されていてもよい。

（５）また、本発明の光受信装置における分散補償方法は、受信信号光の分散を補償する可変分散補償器をそなえた光受信装置において、上記受信信号光のルート変更前後についての最適分散補償量を予めメモリに記憶しておき、上記受信信号光のルート変更の発生を監視し、上記ルート変更の発生が検出されると、該メモリにおける上記ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて該可変分散補償器による分散補償量を制御することを特徴としている。

上記本発明によれば、受信信号光のルート変更（回線切替）を検出すると、事前にメモリに記憶しておいたルート変更後の受信信号光に最適な分散補償量に応じて可変分散補償器による分散補償量を調整（最適化）するので、ルート変更が発生しても通信途絶を生じさせることなく最良な信号光受信を実現することができる。

〔１〕第１実施形態の説明
図１及び図２はそれぞれ本発明の第１実施形態に係る光伝送システム（ネットワーク）の一例を示すブロック図で、図１はＯＵＰＳＲネットワーク、図２はポイント・ツー・ポイントネットワークの構成を示している。図１に示すＯＵＰＳＲネットワークは、例えば、２台の端局ノード装置（ＬＴＥ：Lite Terminating Equipment）１，２と、２台の中継装置（Regenerator）３，４とが２本の光伝送路（光ファイバ）５ａ，５ｂを介してリング状に接続されて構成されており、信号光の送信端である一方のＬＴＥ１から両方向（即ち、各中継装置３，４側）へ異なる（現用系及び予備系の）光伝送路５ａ，５ｂ経由で同一信号光を伝送し、信号光の受信端である他方のＬＴＥ２で当該信号光を異なる光伝送路５ａ，５ｂ経由で両方向（各中継装置３，４側）から受信し、信号品質の良い方の信号光を選択受信するようになっている。また、２本の光伝送路５ａ，５ｂの一方（現用系）が断線等した場合には、必然的に、断線等が生じていない他方向からの予備系の光伝送路５ｂ経由の信号光のみがＬＴＥ２で受信されることになる。

一方、図２に示すポイント・ツー・ポイントネットワークは、信号光の送信端である端局ノード装置（ＬＴＥ）１と、信号光の受信端である端局ノード装置（ＬＴＥ）２とが２本（現用系及び予備系）の光伝送路５ａ，５ｂを介して相互に対向して接続されて構成され、現用系の光伝送路５ａが断線等した場合には、ＬＴＥ１は、予備系の光伝送路５ｂ経由で信号光をＬＴＥ２へ伝送するようになっている。

そして、本実施形態の受信端であるＬＴＥ２（以下、「受信側ＬＴＥ２」、あるいは、単に「受信端２」と表記する）は、上述したような回線切替（受信信号光の光伝送ルート変更）発生時の受信信号光の分散補償量の最適化を行なって長時間の通信途絶を回避すべく構成されている。即ち、例えば図３に示すように、本実施形態の受信端２は、光スイッチ２１と、分散補償器（可変分散補償器）２２と、受光器２３と、ＯＴＮフレーム監視ＬＳＩ２４と、メモリ２５と、ＴＴＩ（Trail Trace Identifier）比較部２６と、分散補償量記憶用のメモリ２７とをそなえて構成されている。なお、光スイッチ２１と分散補償器２２との間は光ファイバ６により接続されており、分散補償器２２と受光器２３との間も、光ファイバ７により接続されている。

ここで、光スイッチ２１は、現用系の光伝送路５ａ及び予備系の光伝送路５ｂからそれぞれ伝送されてくる信号光のいずれか一方を選択的に光ファイバ６（分散補償器２２）へ出力するもので、後述するＴＴＩ比較部２６からの切替信号によって現用系及び予備系の信号光の選択出力が制御されるようになっている。
分散補償器２２は、光ファイバ６を通じて入力される信号光の分散を補償するもので、本例では、ＴＴＩ比較部２６から回線切替発生時に供給される制御信号をトリガにして、メモリ２７に予め記憶されている現用系又は予備系の最適分散補償量を読み出して、当該分散補償量に基づく上記信号光の分散補償を行なうものである。

そのため、本例の分散補償器２２は、例えば図４に示すように、光サーキュレータ２２１，コリメーティングレンズ２２３，ラインフォーカスレンズ（シリンドリカルレンズ）２２４，光素子２２５，フォーカシングレンズ２２６，３次元自由曲面ミラー２２６，アクチュエータ２２８およびコントローラ（分散補償制御部）２２９をそなえて構成されている。

ここで、光サーキュレータ２２１は、光ファイバ６（光スイッチ２１）から入力された光については、コリメーティングレンズ２２３に出射するとともに、コリメーティングレンズ２２３からの光については光ファイバ７（受光器２３）へ出射するものである。つまり、光スイッチ２１から光サーキュレータ４１に入力された光は、コリメーティングレンズ２２３，ラインフォーカスレンズ２２４，光素子２２５およびフォーカシングレンズ２２６を通じて３次元自由曲面ミラー（以下、単にミラーと称する場合がある）２２７で反射され、逆の経路を辿って光サーキュレータ２２１に入射された反射戻り光は光ファイバ７を通じて受光器２３へ出射される。

ここで、光サーキュレータ２２１から３次元自由曲面ミラー２２７で反射するまでの光に着目すると、コリメーティングレンズ２２３は、光サーキュレータ２２１からの光を平行光に集光（コリメート）するものであり、ラインフォーカスレンズ２２４は、コリメーティングレンズ２２３からの平行光をラインフォーカス光（焦点がライン状に分布した光）にして光素子２２５に入射させるものである。

また、光素子２２５は、平行平板により構成され、ラインフォーカスレンズ２２３から入射される光を、上記平行平板内で多重反射させて自己干渉を行なわせることにより、波長によって異なる出力角度で放出して、階段状に並んだ虚像、即ち、バーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（Virtually Imaged Phased Array）を作るもので、一般にＶＩＰＡ素子とも称される。なお、ＶＩＰＡ素子２２５の動作原理自体については公知であるので、詳細な説明については省略する。

フォーカシングレンズ２２６は、ＶＩＰＡ素子２２５から放出されたライン状の信号光を、後段のミラー２２７の表面において点状に集束させるものである。即ち、図４中ミラー２２７のＸ軸に平行なライン状（帯状）の光を、長波長光はミラー２２７上の紙面下側周辺において、中間波長光はミラー２２７上の中心周辺において、短波長光はミラー２２７上の紙面上側周辺において、それぞれ点状に集束させるようになっている。

ミラー２２７は、上記フォーカシングレンズ２２６からの光を反射して、その反射戻り光をフォーカシングレンズ２２６に出射するものである。具体的には、フォーカシングレンズ２２６にて集束した光を同じレンズ２２６に反射して戻すことによって、戻された信号光（反射戻り光）がＶＩＰＡ素子２２５内で多重反射を受けることにより、受光器２３への信号光として出力されるようにするとともに、レンズ２２６にて集束した信号光の反射面位置によって、受光器２３への光に異なる波長分散を与えうるものである。

ここで、ミラー２２７の反射面は、フォーカシングレンズ２２６からの光の入射位置をアクチュエータ２２８の駆動により変化させる（動かす）と、上述の反射戻り光による反射角度を任意に調節しうる３次元曲面を有して構成されている。
すなわち、アクチュエータ２２８の駆動によりフォーカシングレンズ２２６からの光に対する反射戻り光による反射角度を調節することができるので、この反射戻り光のＶＩＰＡ素子２２５における反射膜上の入射位置についても設定することができる。即ち、反射戻り光のＶＩＰＡ素子２２５における反射膜上の入射位置に応じて、ＶＩＰＡ素子２２５を構成する平行平板内での戻り反射光の多重反射による光路長差を設けることができるようになっている。

なお、ＶＩＰＡ素子２２５で波長ごとの光路長差が設けられた反射戻り光は、ラインフォーカスレンズ２２４およびコリメーティングレンズ２２３を通じてファイバ端部２２２に入射して再び光サーキュレータ２２１に入射し、光ファイバ７（受光器２３）へ出力される。従って、上述のコリメーティングレンズ２２３，ラインフォーカスレンズ２２４，ＶＩＰＡ素子２２５，フォーカシングレンズ２２６およびミラー２２７による光学系により、実際に接続される伝送路がもちうる分散特性と等価の分散特性を得ることができるようになっている。

また、ＶＩＰＡ素子２２５を用いた分散補償器２２は、その分散補償量可変幅として２００ｐｓ程度を実現することができる。
そして、分散補償制御部（制御手段）２２９は、ＴＴＩ比較部２６から入力される制御信号をトリガとして、メモリ２７に予め記憶されている現用系又は予備系の最適分散補償量を読み出して、当該補償量に応じて上記アクチュエータ２２８を駆動（制御）することにより、上述のごとくミラー２２７位置を制御して分散量を調整するものである。例えば、上記ＴＴＩ比較部２６からの制御信号が現用系の光伝送路５ａから予備系の光伝送路５ｂへの回線切替を示す場合には、予備系の最適分散補償量に応じてミラー２２７位置が制御され、逆に、上記制御信号が、予備系の光伝送路５ｂから現用系の光伝送路５ａへの回線切替を示す場合には、現用系の最適分散補償量に応じてミラー２２７位置が制御されるようになっている。

次に、図３に戻って、受光器２３は、上記分散補償器２２（光ファイバ７）から入力された光をフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子により受光して、その受光量に応じた電気信号を出力するものであり、ＯＴＮ（Optical Transport Network）フレーム監視ＬＳＩ（ルート情報抽出部）２４は、受光器２３から電気信号として入力されるＯＴＮフレーム（光フレーム）を監視して当該ＯＴＮフレームのオーバヘッドに含まれる信号光のルート情報であるＴＴＩ情報（６４バイト）を抽出する機能を有するものである。

具体的に、ＯＴＮフレームは、例えば図５の（Ａ）に示すように、４行（Row）×１４列（Column)（バイト）の光チャンネルデータユニット（ODUk：Optical channel Data Unit）オーバヘッド部１０と、このODUkオーバヘッド部１０に続く４行×２列の光チャンネルペイロードユニット（OPUk：Optical channel Payload Unit）オーバヘッド部１１と、このOPUkオーバヘッド部１１に続く４行×３８０８列のOPUkペイロード部１２とを有して構成され、上記オーバヘッド部１０，１１に各種保守運用のための監視制御信号がマッピングされ、OPUkペイロード部１２に各種ユーザデータ（クライアント信号）がマッピングされて伝送されるようになっている。

そして、上記のＴＴＩ情報は、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示すごとく、ODUkオーバヘッド部１０の第３行第１０〜１２列に位置するＰＭ（Path Monitoring）フィールドの１バイト目にマッピングされており、したがって、上記ＯＴＮフレーム監視ＬＳＩ２４は、当該ＰＭフィールドからＴＴＩ情報（バイト）を抽出することになる。ＴＴＩ情報は、図５の（Ｂ）に示すごとく、送信元アクセスポイント識別子（ＳＡＰＩ：Source Access Point Identifier），送信先アクセスポイント識別子（ＤＡＰＩ：Destination Access Point Identifier）及びオペレータ仕様情報（Operator Specific）から構成され、上記ＳＡＰＩ及びＤＡＰＩの内容変化を監視することで、信号光のルート変更を検出できることになる。ただし、上記ＳＡＰＩ，ＤＡＰＩ及びオペレータ仕様情報は、ＯＴＮフレームを６４フレーム分受信して初めて揃う情報（計６４バイト）であるため、ＯＴＮフレーム監視ＬＳＩ２４は、ＴＴＩ情報の抽出に最低でもＯＴＮフレームが６４フレーム分受信されるまでの期間（１６ｎｓ程度）を要することになる。

なお、図５の（Ｂ）では、ＰＭフィールドの３バイト目には、ＢＥＩ（Backward Error Indecation），ＢＤＩ（Backward Defect Indication）及びＳＴＡＴ（Status）の各情報がマッピングされ、ＴＣＭ（Tandem Connection Monitoring）ｉ（ｉ＝１〜６）フィールドの３バイト目には、それぞれ、ＢＥＩ／ＢＩＡＥ（Backward Incoming Alignment Error），ＢＤＩ及びＳＴＡＴの各情報がマッピングされることも併せて示している。また、図５の（Ｃ）には、前記OPUkオーバヘッド部１１にマッピングされる情報を示している。

ここで、図５の（Ｂ）からＴＴＩ情報は６種のＴＣＭｉフィールドのいずれにもマッピングされるが、ＴＣＭ１，ＴＣＭ２，ＴＣＭ３の各フィールドは、ＳＯＮＥＴにおいてリジェネレータ（中継）セクションと称されるセクションのために用意されたフィールド（中継装置で終端される情報フィールド）であり、ＴＣＭ４，ＴＣＭ５，ＴＣＭ６の各フィールドは、ＳＯＮＥＴにおいてラインセクションと称されるセクションのために用意されたフィールド（端局装置で終端される情報フィールド）である。

したがって、本実施形態のように、受信端２でＴＴＩ情報の監視を行なう場合には、監視ＬＳＩ２４は、ＰＭフィールドの代わりに、ＴＣＭ４，ＴＣＭ５，ＴＣＭ６のいずれかのフィールドにマッピングされたＴＴＩ情報を監視（抽出）するように設定することもできる。
次に、図３において、メモリ２５は、ネットワーク立上げ時等に、ＯＴＮフレーム監視ＬＳＩ（以下、単に「監視ＬＳＩ」という）２４によって抽出された正常状態のＴＴＩ情報を予め記憶しておくもので、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory）等の所要の記憶デバイスにより構成することができる。

ＴＴＩ比較部２６は、このメモリ２５に保持されているＴＴＩ情報と、監視ＬＳＩ２４で抽出されたＴＴＩ情報とを比較するもので、両情報が一致しない（差分が生じている）場合に、現用系から予備系（又は、その逆）への回線切替（受信信号光のルート変更）が生じたと認識して、その旨を制御信号により分散補償器２２（分散補償制御部２２９）及び光スイッチ２１へ供給するものである。

つまり、上記のメモリ２５及びＴＴＩ比較部２６は、監視ＬＳＩ２４により抽出されたＴＴＩ情報の変化を監視することにより回線切替（ルート変更）の発生を検出するルート情報監視部としての機能を果たし、監視ＬＳＩ２４とともに、受信信号光のルート変更の発生を検出するルート変更検出手段としての機能を果たすのである。
メモリ２７は、現用系の光伝送路５ａから受信される受信信号光についての最適分散補償量と、予備系の光伝送路５ｂから受信される受信信号光についての最適分散補償量とをシステム立上げ時等に予め記憶しておくもので、上記メモリ２５と同様に、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等の所要の記憶デバイスにより構成することができる。

以下、上述のごとく構成された本実施形態の受信端２での動作について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ネットワーク立上げ時（ステップＳ１）に、現用系の光伝送路５ａ及び予備系の光伝送路５ｂの双方についての最適分散補償量をメモリ２７に記憶させておく（ステップＳ２）。その後、ネットワークの運用が開始されると（ステップＳ３）、受信端２では、回線監視処理を開始する。即ち、受信端２では、現用系の光伝送路５ａからの信号光が受信信号光として光スイッチ２１により選択されて分散補償器２２に入力され、メモリ２７における現用系の最適分散補償量に応じて受信信号光の分散補償が行なわれる。この分散補償器２２による分散補償後の受信信号光は、受光器２３で電気信号に変換されて監視ＬＳＩ２４に入力され、当該監視ＬＳＩ２４にて上述したごとくＯＴＮフレームのODUkオーバヘッド部１０からＴＴＩ情報が抽出されてＴＴＩ比較部２６に入力される。

ＴＴＩ比較部２６では、上記監視ＬＳＩ２４からのＴＴＩ情報と、メモリ２５に予め記憶されているＴＴＩ情報とを比較して不一致であるか（回線異常が発生したか）否かをチェックする（ステップＳ４）。その結果、不一致であれば、回線異常が発生したとして回線切替信号（現用系→予備系）を制御信号として光スイッチ２１及び分散補償器２２に出力する（ステップＳ４のＹＥＳルートからステップＳ５）。

これにより、光スイッチ２１の入力が予備系の光伝送路５ｂに切り替えられて、以後、予備系の光伝送路５ｂからの信号光が受信信号光として選択されて分散補償器２２に入力されることになる。このとき、分散補償器２２では、上記回線切替信号が、分散補償制御部２２９へ入力され、これにより、分散補償制御部２２９は、メモリ２７にアクセスして、予備系の最適分散補償量を読み出し（ステップＳ６）、当該予備系の最適分散補償量に応じてアクチュエータ２２８を駆動してミラー２２７位置を制御することにより、予備系の受信信号光についての分散量の最適化を行なう（ステップＳ７）。

以降、受信端２は、上記ステップＳ４以降の処理を繰り返して、回線切替の有無をＴＴＩ情報の変化を監視することで検出し、回線切替が生じる毎に、光スイッチ２１の切替及び分散量の最適化を現用系及び予備系の別に実施する。なお、現用系の障害が復旧した場合、予備系での運用を継続する（復旧した現用系への回線切り戻しは行なわない）態様もある。

以上のように、本実施形態によれば、ＯＴＮフレームのODUkオーバヘッド部１０にマッピングされているＴＴＩ情報の変化を監視（検出）することで、受信信号光のルート変更（回線切替）を検出し、これをトリガとして分散補償器２２による分散補償量を、事前にメモリ２７に記憶しておいた回線切替後のルートに最適な分散補償量に応じて調整（最適化）するので、回線切替が発生しても通信途絶を生じさせることなく最良な信号光受信を実現することができる。特に、分散許容量が±３０ｐｓ程度以下となる４０Ｇｐｂｓ以上の大容量ネットワークにおける受信信号光についても、ルート別に分散補償量を高速に最適化することが可能であり、ネットワークの通信途絶の発生を有効に防止することができる。

なお、上述した例では、ＯＴＮフレームのODUkオーバヘッド部１０にマッピングされているＴＴＩ情報の変化を監視することで、受信信号光のルート変更（回線切替）を検出しているが、例えば、ＯＴＮフレームの空きフィールドである未定義バイト（RES：Reserved for future international standardization）に回線のルート情報を挿入し、この空きバイトを上述した実施形態と同様に監視することで、受信信号光のルート変更（回線切替）を検出するようにしてもよい。この場合は、ＴＴＩ情報の場合のように、ＯＴＮフレームを６４フレーム分受信しなくてもルート情報を取得できるので、回線切替（ルート変更）の発生を早期に検出することが可能となる。

〔２〕第２実施形態の説明
図７は本発明の第２実施形態に係る受信側ＬＴＥの構成を示すブロック図で、この図７に示す受信側ＬＴＥ２は、図３に示す構成に比して、現用系及び予備系に対応して２台の分散補償器（可変分散補償器）２２ａ，２２ｂが光スイッチ２１の入力にそれぞれ光ファイバ７を介して接続されるとともに、光スイッチ２１の出力に光ファイバ８を介して受光器２３の入力が接続され、かつ、前記分散補償量記憶用のメモリ２７が、現用系及び予備系の別に分散補償量記憶用のメモリ２７ａ，２７ｂとして設けられている点が異なる。なお、他の構成要素（既述の符号と同一符号を付したもの）は、特に断らない限り、既述のものと同一若しくは同様のものである。

ここで、分散補償器２２ａ，２２ｂは、それぞれ、図３及び図４により前述したものと同様に、ＶＩＰＡ素子２２５を用いて構成されたものであり、分散補償器２２ａは、現用系の光伝送路５ａからの受信信号光についての分散補償を行ない、分散補償器２２ｂは、予備系の光伝送路５ｂからの受信信号光についての分散補償を行なうように配置されている。

また、メモリ２７ａは、分散補償器２２ａのため、即ち、現用系の光伝送路５ａからの受信信号光のための最適分散補償量を予め記憶しておくものであり、メモリ２７ｂは、分散補償器２２ｂのため、即ち、予備系の光伝送路５ｂからの受信信号光のための最適分散補償量を予め記憶しておくものである。なお、これらのメモリ２７ａ，２７ｂも、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等の所要の記憶デバイスを用いて構成することができる。また、これらのメモリ２７ａ，２７は、図３に示す構成と同様に、現用系と予備系とで共用化されていてもよい。

つまり、本実施形態の受信端２は、現用系及び予備系に対応してそれぞれ分散補償器２２ａ，２２ｂと、メモリ２７ａ，２７ｂとをそなえているのである。
上述のごとく構成された受信端２では、第１実施形態（図６のフローチャート）と同様に、監視ＬＳＩ２４にて、ＯＴＭフレームのODUkオーバヘッド部１０にマッピングされているＴＴＩ情報が抽出され、当該ＴＴＩ情報とメモリ２５に予め記憶されているＴＴＩ情報とを比較することにより、回線切替（ルート変更）の発生を監視し、ＴＴＩ情報の不一致により例えば現用系から予備系への回線切替の発生を検出すると、当該検出をトリガとして制御信号が光スイッチ２１及び分散補償器２２ｂ（分散補償制御部２２９）へそれぞれ出力される。

これにより、分散補償器２２ｂの分散補償制御部２２９は、メモリ２７ｂにアクセスして、予備系の光伝送路５ｂについての最適分散補償量を読み出し、当該補償量に応じてアクチュエータ２２８を駆動してミラー２２７位置を制御することにより、光伝送路５ｂからの受信信号光についての分散補償量の最適化を行なう。そして、光スイッチ２１は、分散補償器２２ｂの出力光を選択して受光器２３へ出力する。

なお、予備系から現用系への回線切替（復旧）が生じた場合は、ＴＴＩ比較部２６から分散補償器２２ａに対して制御信号が与えられることにより、同様に、現用系の光伝送路５ａからの受信信号光についての分散補償量の最適化が行なわれる。
以上のように、本実施形態においても、第１実施形態と同様の効果ないし利点が得られるほか、分散補償器２２ａ，２２ｂが現用系及び予備系の別にそなえられているので、それぞれの最適分散補償量への安定までに要する時間の短縮化を図ることが可能となる。

〔３〕第３実施形態の説明
図８は本発明の第２実施形態に係る受信側ＬＴＥの構成を示すブロック図で、この図８に示す受信側ＬＴＥ２は、図３に示す構成に比して、光スイッチ２１の２入力に、それぞれ、受光素子としてのフォトダイオード２０ａ及び２０ｂが接続されるとともに、監視ＬＳＩ２４，メモリ２５及びＴＴＩ比較部２６に代えて、光受信器２８及び光スイッチ制御部２９がそなえられている点が異なる。なお、この図８においても、既述の符号と同一符号を付したものは、特に断らない限り、既述のものと同一若しくは同様のものである。

ここで、ＰＤ２０ａは、現用系の光伝送路５ａからの受信信号光を受光して、その受光量に応じた電気信号を分散補償器２２の分散補償制御部２２９へ出力するものであり、ＰＤ２０ｂは、予備系の光伝送路５ｂからの受信信号光を受光して、その受光量に応じた電気信号を同じく分散補償器２２の分散補償制御部２２９へ出力するものである。
また、光受信器２８は、分散補償器２２（光ファイバ７）から出力光を受光して光電変換等の所要の受信処理を行なうものであり、光スイッチ制御部２９は、ＰＤ２０ａ及びＰＤ２０ｂから電気信号をモニタして現用系及び予備系の光伝送路５ａ，５ｂの光断状態を検出し、その検出結果に応じて光スイッチ２１の切り替えを制御するものである。例えば、現用系の光伝送路５ａが断線する等してＰＤ２０ａで光が受光されなくなると、光スイッチ制御部２９は、光スイッチ２１を予備系の光伝送路５ｂ（ＰＤ２０ｂ）側へ切り替えるようになっている。

つまり、本例の受信端２は、回線切替（ルート変更）の発生を、前記ＯＴＮフレーム等の光フレームに依存しないで、ＰＤ２０ａ，２０ｂにより直接検出できる構成になっており、上記のＰＤ２０ａ及び２０ｂは、上記回線切替（ルート変更）前後の各受信信号光パワーを監視して、一方の受信信号光パワーが断状態に遷移したことを検出することにより、上記ルート変更の発生を検出する受光パワー監視部（ルート変更検出手段）としての機能を果たすのである。

また、本例の場合、分散補償器２２の分散補償制御部２２９は、各ＰＤ２０ａ，２０ｂから入力される電気信号の状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態）に応じて、メモリ２７から現用系又は予備系の最適分散補償量を読み出すことになる。
即ち、例えば、ＰＤ２０ａからの電気信号がＯＦＦ状態でＰＤ２０ｂからの電気信号がＯＮ状態となれば、現用系から予備系への回線切替が発生したと認識して、メモリ２７から予備系の最適分散補償量を読み出して、当該補償量に応じてアクチュエータ２２８を駆動してミラー２２７位置を制御することにより、予備系の光伝送路５ｂからの受信信号光についての分散補償量の最適化を行なう。

逆に、ＰＤ２０ａからの電気信号がＯＮ状態でＰＤ２０ｂからの電気信号がＯＦＦ状態となれば、予備系から現用系への回線切替が発生したと認識して、メモリ２７から現用系の最適分散補償量を読み出して、当該補償量に応じてアクチュエータ２２８を駆動してミラー２２７位置を制御することにより、予備系の光伝送路５ｂからの受信信号光についての分散補償量の最適化を行なう。

なお、現用系（又は予備系）の光伝送路５ａ，５ｂが復旧して、両ＰＤ２０ａ，２０ｂからの電気信号が共にＯＮ状態となった場合、復旧した回線への切り戻しが行なわれる態様とそうでない態様とがあるが、回線切り戻しが行なわれる態様の場合には、上記と同様に、回線切り戻し先の光伝送路５ａ又は５ｂに対応する最適分散補償量がメモリ２７から分散補償制御部２２９へ読み出されることになる。

したがって、第１実施形態と同様の効果ないし利点が得られるほか、本例の場合は、回線切替（ルート変更）の発生を、前記ＯＴＮフレーム等の光フレームに依存しないで、ＰＤ２０ａ，２０ｂにより直接検出できるので、第１実施形態よりも装置構成を簡易化して低コスト化を図ることが可能となるとともに、分散補償制御の時間を短縮化することが可能となる。

〔４〕第４実施形態の説明
図９は本発明の第４実施形態に係る受信側ＬＴＥの構成を示すブロック図で、この図９に示す受信側ＬＴＥ２は、図３に示す構成に比して、ＯＴＮフレーム監視ＬＳＩ２４，メモリ２５及びＴＴＩ比較部２６に代えて、監視制御ＬＳＩ２４′がそなえられている点が異なる。なお、この図９においても、既述の符号と同一符号を付したものは、特に断らない限り、既述のものと同一若しくは同様のものである。

ここで、監視制御ＬＳＩ（回線切替情報検出部）２４′は、図１０に示すネットワーク監視システム９から通知される回線切替情報を受けることにより、回線切替（ルート変更）の発生を検出し、これをトリガとして、光スイッチ２１及び分散補償器２２（分散補償制御部２２９；図４参照）へ制御信号（回線切替信号）を与えるもので、例えば図１０中に示すように、ＬＴＥ１と中継装置４との間の現用の光伝送路５ａが断線等して光断が発生すると、その旨が中継装置４で検出されて、中継装置４からネットワーク監視システム９へ通知され、この通知を受けたネットワーク監視システム９は、受信端２（監視制御ＬＳＩ２４′）に対して現用系の光伝送路５ａの断状態を回線異常情報により通知することになるので、光スイッチ２１及び分散補償器２２の分散補償制御部２２９へ現用系から予備系の回線切替信号を上記制御信号としてそれぞれ供給することになる。

なお、ネットワーク監視システム９は、ＯＰＵＳＲネットワークを構成する各ノード（ＬＴＥ１，２及び中継装置３，４）を監視して、各ノード１，２，３，４から通知される回線断情報を収集することができるもので、他のノード間の光伝送路５ａ，５ｂに障害が発生した場合についても、上記と同様に、受信端２（監視制御ＬＳＩ２４′）に上記回線異常情報を通知することができるようになっている。

つまり、本例の受信端２（監視制御ＬＳＩ２４′）は、回線切替（ルート変更）の発生をネットワーク監視システム９からの上記回線異常情報の通知を受けることで検出し、これをトリガとして、現用系及び予備系の光伝送路５ａ，５ｂの別に分散補償器２２の分散補償量の最適化を行なうようになっているのである。
より詳細な動作を説明すると、例えば、上述のごとく現用系の光伝送路５ａに障害が発生して、ネットワーク監視システム９から回線異常情報が受信端２（監視制御ＬＳＩ２４′）に通知されると、監視制御ＬＳＩ２４′は、現用系から予備系への回線切替の発生を認識して、光スイッチ２１及び分散補償器２２の分散補償制御部２２９へ現用系から予備系の回線切替信号を上記制御信号としてそれぞれ供給する。

これにより、光スイッチ２１の入力が予備系の光伝送路５ｂ側へ切り替えられて、予備系の光伝送路５ｂからの信号光が受信信号光として選択され、分散補償器２２に入力される。このとき、分散補償器２２では、分散補償制御部２２９が、上記制御信号を監視制御ＬＳＩ２４′から受けることにより、メモリ２７にアクセスして、予備系の最適分散補償量を読み出し、当該補償量に応じてアクチュエータ２２８を駆動してミラー２２７位置を制御することにより、予備系の光伝送路５ｂからの受信信号光についての分散補償量の最適化を行なう。

なお、予備系から現用系への回線切替が発生した場合も、上記と同様に、ネットワーク監視システム９からの通知を受信端２の監視制御ＬＳＩ２４′が受けることにより、監視制御ＬＳＩ２４′から光スイッチ２１及び分散補償器２２（分散補償制御部２２９）へそれぞれ制御信号が供給されて、現用系の光伝送路５ａからの受信信号光についての分散補償量の最適化が実施される。

なお、本例においても、現用系（又は予備系）の光伝送路５ａ，５ｂが復旧した場合、復旧した回線への切り戻しが行なわれる態様とそうでない態様とがあるが、回線切り戻しが行なわれる態様の場合には、上記と同様に、回線切り戻し先の光伝送路５ａ又は５ｂに対応する最適分散補償量がメモリ２７から分散補償制御部２２９へ読み出されることになる。

〔５〕その他
本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述した実施形態においては、分散補償器２２（２２ａ，２２ｂ）として、ＶＩＰＡ素子２２５を用いた構成を適用しているが、可変分散補償機能を有するデバイスであれば同様に適用される。

また、本発明は、ＷＤＭ伝送システムへの適用に限定されるものではなく、分散補償器を有する光ネットワークであれば同様に適用される。
〔６〕付記
（付記１）
受信信号光のルート変更の発生を検出するルート変更検出手段と、
上記ルート変更前後の受信信号光についての最適分散補償量を予め記憶しておくメモリと、
上記受信信号光の分散を補償する可変分散補償器と、
該ルート変更検出手段で上記ルート変更の発生が検出されると、該メモリに予め記憶されている、上記ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて該可変分散補償器による分散補償量を制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、光受信装置。

（付記２）
該ルート変更検出手段が、
上記受信信号光をルート情報のマッピングされた光フレームにより受信して、当該光フレームから該ルート情報を抽出するルート情報抽出部と、
該ルート情報抽出部により抽出された該ルート情報の変化を監視することにより上記ルート変更の発生を検出するルート情報監視部とをそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の光受信装置。

（付記３）
該光フレームが、ＯＴＮ（Optical Transport Network）フレームであり、該ルート情報が、該ＯＴＮフレームのオーバヘッド部にマッピングされているＴＴＩ（Trail Trace Identifier）情報であることを特徴とする、付記２記載の光受信装置。
（付記４）
該光フレームが、ＯＴＮ（Optical Transport Network）フレームであり、該ルート情報が、該ＯＴＮフレームのオーバヘッド部の空きフィールドにマッピングされていることを特徴とする、付記２記載の光受信装置。

（付記５）
該ルート変更検出手段が、
上記ルート変更前後の各受信信号光パワーを監視して、一方の受信信号光パワーが断状態に遷移したことを検出することにより、上記ルート変更の発生を検出する受光パワー監視部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の光受信装置。

（付記６）
該ルート変更検出手段が、
上位システムとしての光ネットワーク監視システムからの回線切替情報を受信することにより、上記ルート変更の発生を検出する回線切替情報検出部をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１記載の光受信装置。

（付記７）
該可変分散補償器が、バーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ）素子を用いて構成されたことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の光受信装置。
（付記８）
受信信号光の分散を補償する可変分散補償器をそなえた光受信装置において、
上記受信信号光のルート変更前後についての最適分散補償量を予めメモリに記憶しておき、
上記受信信号光のルート変更の発生を監視し、
上記ルート変更の発生が検出されると、該メモリにおける上記ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて該可変分散補償器による分散補償量を制御することを特徴とする、光受信装置における分散補償方法。

以上詳述したように、本発明によれば、受信信号光のルート変更の発生が検出されると、メモリに予め記憶されている、ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて可変分散補償器による分散補償量を制御して最適化するので、回線異常等によりルート変更が発生しても通信途絶を生じさせることなく最良な信号光受信を実現することができ、光通信技術分野において極めて有用と考えられる。

本発明の第１実施形態に係る光伝送システム（ＯＰＵＳＲネットワーク）の一例を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る光伝送システム（ポイント・ツー・ポイントネットワーク）の一例を示すブロック図である。 図１及び図２に示す受信側ＬＴＥの構成を示すブロック図である。 図３に示す分散補償器の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るＯＴＮフレームのフレームフォーマットを示す図である。 本実施形態の受信側ＬＴＥの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る受信側ＬＴＥの構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る受信側ＬＴＥの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る受信側ＬＴＥの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１，２ 端局ノード装置（ＬＴＥ：Lite Terminating Equipment）
３，４ 中継装置（Regenerator）
５ａ 現用系の光伝送路（光ファイバ）
５ｂ 予備系の光伝送路（光ファイバ）
６，７，８ 光ファイバ
９ ネットワーク監視システム
１０ 光チャンネルデータユニット（ODUk：Optical channel Data Unit）オーバヘッド部
１１ 光チャンネルペイロードユニット（OPUk：Optical channel Payload Unit）オーバヘッド部
１２ OPUkペイロード部
２０ａ，２０ｂ 受光素子（フォトダイオード：ＰＤ）
２１ 光スイッチ
２２，２２ａ，２２ｂ 分散補償器（可変分散補償器）
２２１ 光サーキュレータ
２２２ ファイバ端部
２２３ コリメーティングレンズ
２２４ ラインフォーカスレンズ（シリンドリカルレンズ）
２２５ 光素子（ＶＩＰＡ素子）
２２６ フォーカシングレンズ
２２７ ３次元自由曲面ミラー
２２８ アクチュエータ
２２９ コントローラ（分散補償制御部）
２３ 受光器
２４ ＯＴＮフレーム監視ＬＳＩ（ルート情報抽出部；ルート変更検出手段）
２４′ 監視制御ＬＳＩ（回線切替情報検出部；ルート変更検出手段）
２５ メモリ（ルート変更検出手段）
２６ ＴＴＩ比較部（ルート情報監視部）
２７，２７ａ，２７ｂ 分散補償量記憶用のメモリ
２８ 光受信器
２９ 光スイッチ制御部

Claims (5)

1. 受信信号光のルート変更の発生を検出するルート変更検出手段と、
   上記ルート変更前後の受信信号光についての最適分散補償量を予め記憶しておくメモリと、
   上記受信信号光の分散を補償する可変分散補償器と、
   該ルート変更検出手段で上記ルート変更の発生が検出されると、該メモリに予め記憶されている、上記ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて該可変分散補償器による分散補償量を制御する制御手段とをそなえたことを特徴とする、光受信装置。
2. 該ルート変更検出手段が、
   上記受信信号光をルート情報のマッピングされた光フレームにより受信して、当該光フレームから該ルート情報を抽出するルート情報抽出部と、
   該ルート情報抽出部により抽出された該ルート情報の変化を監視することにより上記ルート変更の発生を検出するルート情報監視部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
3. 該ルート変更検出手段が、
   上記ルート変更前後の各受信信号光パワーを監視して、一方の受信信号光パワーが断状態に遷移したことを検出することにより、上記ルート変更の発生を検出する受光パワー監視部をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１記載の光受信装置。
4. 該可変分散補償器が、バーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ）素子を用いて構成されたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光受信装置。
5. 受信信号光の分散を補償する可変分散補償器をそなえた光受信装置において、
   上記受信信号光のルート変更前後についての最適分散補償量を予めメモリに記憶しておき、
   上記受信信号光のルート変更の発生を監視し、
   上記ルート変更の発生が検出されると、該メモリにおける上記ルート変更後の受信信号光についての最適分散補償量に応じて該可変分散補償器による分散補償量を制御することを特徴とする、光受信装置における分散補償方法。

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