JP2007150588A - 放送通信融合光伝送システムおける波長決定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
放送用光信号と通信用光信号を波長分割多重する光伝送システムで、アイドルパターン信号光によるクロストーク量を抑制する。
【解決手段】
光送信装置１８は波長λｄのアイドルパターン信号光を生成する。計算機５４は、波長制御装置５６を使って波長λｄを掃引する。ＷＤＭ光カプラ１６は放送用光信号とアイドルパターン光信号を合波し、合波光を光伝送路３２に出力する。受光器４６は光伝送路３２からの放送用光信号を電気信号に変換する。電気バンドパスフィルタ４８ａ，４８ｂ，４８ｃ及びＲＦパワーメータ５０ａ，５０ｂ，５０ｃにより、受光器４６の出力電気信号から３つのラマンクロストーク成分を抽出し、そのパワーを計測する。計測結果は、メモリ５２に書き込まれる。計算機５４は、複数の波長λｄに対するパワー計測結果から最適な波長λｄを決定する。
【選択図】
図１

Description

本発明は、放送用光信号と通信用光信号を波長分割多重で伝送する光伝送システムおいて波長を決定する方法に関する。

メトロネットワークでは、ギガビットイーサネット（ＧｂＥ）又はファイバチャネル（ＦＣ）を、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ又はＯＴＮのフレームにマッピングすることなく、ＧｂＥ又はＦＣのフレームのまま伝送するケースがある。「イーサネット」は登録商標である。

その一方で、近年の急速な光アクセスネットワークの拡充に伴い、放送信号を光ファイバ経由で配信するといったニーズが顕在化してきている。放送サービスを迅速かつ安価に提供するには、通信用光信号と放送用光信号を別波長で伝送する時分割多重（ＷＤＭ）が有効である（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２２９５８１号公報

通信と放送の融合にＷＤＭを利用する場合、一般的に、通信用光信号と放送用光信号の間でラマンクロストークが発生する。放送用光信号として、ＲＦ信号をアナログ伝送する場合、このラマンクロストークの影響は無視できない。

ＧｂＥ及びＦＣでは、回線上に無信号状態が発生すると、それぞれ２０ｂｉｔと４０ｂｉｔの繰り返しのアイドルパターンを伝送するように規定されている。このアイドルパターンは、ＧｂＥでは６２．５ＭＨｚ間隔で急峻なスペクトルを持ち、ＦＣでは２６．５６２５ＭＨｚ間隔で急峻なスペクトルを持つ。

図３は、ＧｂＥのアイドルパターンの波形例を示し、図４は、図３に示すアイドルパターンに対するＲＦスペクトルを示す。図３の横軸は時間を示し、縦軸は、光強度を示す。図４で横軸はＲＦ周波数を示し、縦軸は光パワーを示す。図４に示す６２．５ＭＨｚ周期のピークが、ラマンクロストークにより、放送用光信号で搬送されるＲＦ信号を劣化させる。

例えば、放送信号をアナログ伝送する場合、ＶＨＦの３ｃｈのＲＦ周波数は９６〜１０２ＭＨｚであり、ＶＨＦの６ｃｈのＲＦ周波数帯は１８２〜１８８ＭＨｚである。これに対し、ＧｂＥでは、ＲＦ周波数１８７．５（＝６２．５×３）（ＭＨｚ）にアイドルパターンのピークスペクトルがある。これは、ＶＨＦの６ｃｈに影響する。他方、ＦＣでは、ＲＦ周波数１０６．３（＝４×２６．５６２５）（ＭＨｚ）及び１８５．９（＝７×２６．５６２５）（ＭＨｚ）にアイドルパターンのピークスペクトルがある。これらは、ＶＨＦの３ｃｈと６ｃｈに影響する。図５は、アナログ放送波、アイドル状態のＦＣ（１．０６２５Ｇｂｉｔ／ｓ）、及びアイドル状態のＧｂＥ（１．２５Ｇｂｉｔ／ｓ）のＲＦ周波数分布を示す。横軸は、ＲＦ周波数、縦軸は、ＲＦパワーを示す。

本発明は、放送用光信号と通信用光信号を波長分割多重する光伝送システムにおいて、最適な波長を決定する方法を提示することを目的とする。

本発明に係る方法は、放送波長の放送用光信号と当該放送波長とは異なる信波長の通信用光信号を多重して伝送する放送通信融合光伝送システムおいて、当該通信波長を決定する方法である。特徴的には、（Ａ）当該通信波長の候補波長でアイドルパターン信号光を生成する。（Ｂ）当該アイドルパターン信号光と当該放送用光信号多重して、光伝送路に入力する。（Ｃ）当該光伝送路からの出力光から当該放送用光信号を分離する。（Ｄ）分離された当該放送用光信号を電気信号に変換する。（Ｅ）当該電気信号から当該アイドルパターン信号光による１以上のクロストーク成分のパワーを計測する。（Ｆ）当該通信波長の複数の候補波長に対して、上記ステップ（Ａ）乃至（Ｅ）を実行する。（Ｇ）ステップ（Ｆ）の結果から、使用する当該通信波長を決定する。

本発明によれば、アイドルパターン信号光によるクロストーク量を抑制できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例を適用する計測システムの概略構成ブロック図を示す。レーザダイオード１０は、放送信号を搬送する波長λｖの光信号を発生する。波長λｖは、例えば１５５０ｎｍであり、本実施例では、固定されている。光アンプ１２は、レーザダイオード１０の出力光を増幅し、光バンドパスフィルタ１４は、光アンプ１２の出力光からノイズ光、例えば、光アンプ１２で発生する自然放出光を除去する。光バンドパスフィルタ１４の出力光は、波長分割多重光カプラ１６に印加する。

他方、光送信装置１８は、通信用光信号から放送用光信号へのラマンクロストークを定量評価する目的で、アイドルパターンを搬送する光信号を発生する。具体的には、波長可変レーザ２０は、１５３２ｎｍ近辺の波長λｄのレーザ光を発生する。波長可変レーザ２０の出力光は、偏波制御装置（ＰＣ）２２を介して光変調器２４に入力する。光変調器２４は、偏波制御装置２２からのレーザ光の光強度をアイドルパターンで変調する。これにより、アイドルパターンを搬送する光信号が生成される。

光アンプ２６は、光変調器２４の出力光を光増幅する。透過中心波長を制御可能な光バンドパスフィルタ２８が、光アンプ２６の出力光から雑音光を除去する。光バンドパスフィルタ２８の透過中心波長は、波長制御装置５６により、波長可変レーザ２０のレーザ波長と等しい波長に制御される。光バンドパスフィルタ２８の出力光が、光送信装置２４の出力光となる。偏波スクランブラ３０は、光送信装置１８の出力光信号の偏波をスクランブルする。

ＷＤＭ光カプラ１６は、光フィルタ１４の出力光、即ち、放送用光信号と、偏波スクランブラ３０の出力光、即ち通信用光信号を合波し、合波光を光伝送路３２に出力する。

光伝送路３２は１又は複数のスパンからなる分散補償光伝送路であり、各スパンが単一モード光ファイバ３４と分散補償ファイバ３６からなる。光伝送路３２は、実際の通信・放送サービスのために放送用光信号と通信用光信号を伝送する伝送路である。

光伝送路３２の反対端には、透過中心波長λｖの光バンドパスフィルタ３８が配置される。光バンドパスフィルタ３８は、放送用光信号のみを透過する。光アンプ４０は、光バンドパスフィルタ３８の出力光を光増幅する。透過中心波長λｖの光バンドパスフィルタ４２は、光アンプ４０の出力光からノイズ光を除去する。光バンドパスフィルタ４２の出力光は、光減衰器４４を介して、受光器４６に入射する。光減衰器４４は、受光器４６の受光パワーを調節する目的で設置されている。受光器４６の出力信号は、レーザダイオード１０に入力する放送信号に対応する。但し、光伝送路３２上での、波長λｄの通信用光信号からのラマンクロストークの影響を受けている。

電気バンドパスフィルタ４８ａは、受光器４６の出力電気信号から１０６．３ＭＨｚの成分を分離抽出する。電気バンドパスフィルタ４８ｂは、受光器４６の出力電気信号から１８５．９ＭＨｚの成分を分離抽出する。電気バンドパスフィルタ４８ｃは、受光器４６の出力電気信号から１８７．５ＭＨｚの成分を分離抽出する。勿論、光伝送路３２が、ＦＣの光伝送路のみからなる場合には、バンドパスフィルタ４８ｃは不要である。同様に、光伝送路３２が、ＧｂＥの光伝送路のみからなる場合には、バンドパスフィルタ４８ａ，４８ｂは不要である。

ＲＦパワーメータ５０ａ，５０ｂ，５０ｃはそれぞれ、バンドパスフィルタ４８ａ，４８ｂ，４８ｃの出力信号のパワーを計測する。計測結果は、メモリ５２に書き込まれる。アイドルパターンのある時と無い時のＲＦパワーを計測することで、ラマンクロストークの影響を定量的に計測できる。

詳細は、後述するが、計算機又はコンピュータ５４は、波長λｄを掃引して、複数の波長λｄに対する上記ＲＦ周波数におけるラマンクロストークを定量的に計測する。そして、計算機５４は、複数の波長λｄに対する計測結果から最適な波長λｄを決定する。決定された波長λｄが、以後、通信に使用される。

波長制御装置５６は、計算機５４により指示された波長に波長可変レーザ２０のレーザ波長、及び光バンドパスフィルタ２８の中心波長を制御する。

放送用光信号が受けるラマンクロストーク特性は、通信用光信号の波長λｄと放送用光信号の波長λｖとの間のｗａｌｋ−ｏｆｆの影響で、特定の周波数において著しく低減することが知られている。図２は、ラマンクロストークのＲＦ周波数依存性を示す。横軸はＲＦ周波数を示し、縦軸は、ラマンクロストーク（ｄＢ）を示す。図２は、放送用光信号の波長λｖを１５５０ｎｍとし、通信用光信号の波長λｄを１５３２ｎｍとしている。

上述したように、ＧｂＥでは、アイドルパターンのＲＦ周波数１８７．５（＝６２．５×３）（ＭＨｚ）がＶＨＦの６ｃｈに影響する。ＦＣでは、アイドルパターンのＲＦ周波数１０６．３（＝４×２６．５６２５）（ＭＨｚ）及び１８５．９（＝７×２６．５６２５）（ＭＨｚ）が、それぞれ、ＶＨＦの３ｃｈ及び６ｃｈに影響する。ＶＨＦの３ｃｈは、９６〜１０２ＭＨｚに位置し、ＶＨＦの６ｃｈは１８２〜１８８ＭＨｚに位置する。

本実施例では、通信用波長λｄを掃引して、これらのラマンクロストークが最も低くなる波長を求め、得られた波長を、以後、データ通信に使用する。具体的には、図２に示すクロストーク特性において、アイドルパターンの上記ＲＦ周波数での平均クロストーク量が最低になるように、通信用信号光の波長λｄをチューニングする。なお、ラマンクロストークは、伝送距離に依存するので、実際にサービスに提供される光伝送路を使って最適な波長λｄを決定する必要がある。

図１に示す計測システムを使って、最適な波長λｄを決定する手順を、具体的に説明する。計算機５４は、波長制御装置５６を使って、波長可変レーザ２０のレーザ波長λｄを５ｎｍ程度毎に変化させ、各波長で、ＲＦパワーメータ５０ａ，５０ｂ，５０ｃにより、ＦＣ及びＧｂＥのアイドルパターンに対する上記各ＲＦ周波数のＲＦパワーを計測する。各波長の計測結果は、メモリ５２に蓄積される。光伝送路３２上で光アンプによる中継があれば、波長λｄの掃引範囲は、せいぜいＣバンド内で良いが、光アンプがなければ、より広い範囲で波長λｄを掃引する。

計算機５４は、アイドルパターンがある時と無いときのＲＦパワーを比較して、ラマンクロストークの影響を定量的に評価する。例えば、上記１乃至３つのＲＦ周波数におけるクロストーク量の平均値を指標として使用する。そして、平均ラマンクロストーク量が最低になり得る通信波長λｄの範囲に対して、１ｎｍといったより細かいステップで、通信波長λｄを掃引し、各通信波長λｄに対する平均ラマンクロストーク量を計測する。最終的には、上記１乃至３つのＲＦ周波数における平均クロストーク量が最低になる波長を通信波長λｄと決定する。

いうまでもないが、光伝送路３２が、ＦＣの光伝送路のみからなる場合には、ＲＦパワーメータ５０ａ，５０ｂの計測結果のみを採用すれば良く、ＧｂＥの光伝送路のみからなる場合には、ＲＦパワーメータ５０ｃの計測結果のみを採用すればよい。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施例を適用する計測システムの概略構成ブロック図である。 ラマンクロストークのＲＦ周波数依存性の一例である。 ＧｂＥのアイドルパターン光の波形例である。 ＧｂＥのアイドルパターン信号光のＲＦスペクトル例である。 アナログ放送波とアイドルパターンの周波数配置図である。

符号の説明

１０：レーザダイオード
１２：光アンプ
１４：光バンドパスフィルタ
１６：波長分割多重光カプラ
１８：光送信装置
２０：波長可変レーザ
２２：偏波制御装置（ＰＣ）
２４：光変調器
２６：光アンプ
２８：光バンドパスフィルタ
３０：偏波スクランブラ
３２：光伝送路
３４：単一モード光ファイバ
３６：分散補償ファイバ
３８：光バンドパスフィルタ
４０：光アンプ
４２：光バンドパスフィルタ
４４：光減衰器
４６：受光器
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ：電気バンドパスフィルタ
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ：ＲＦパワーメータ
５２：メモリ
５４：計算機
５６：波長制御装置

Claims (2)

1. 放送波長の放送用光信号と当該放送波長とは異なる通信波長の通信用光信号を多重して伝送する放送通信融合光伝送システムおいて、当該通信波長を決定する方法であって、
   （Ａ）当該通信波長の候補波長でアイドルパターン信号光を生成し、
   （Ｂ）当該アイドルパターン信号光と当該放送用光信号多重して、光伝送路に入力し、
   （Ｃ）当該光伝送路からの出力光から当該放送用光信号を分離し、
   （Ｄ）分離された当該放送用光信号を電気信号に変換し、
   （Ｅ）当該電気信号から当該アイドルパターン信号光による１以上のクロストーク成分のパワーを計測し、
   （Ｆ）当該通信波長の複数の候補波長に対して、上記ステップ（Ａ）乃至（Ｅ）を実行し、
   （Ｇ）ステップ（Ｆ）の結果から、使用する当該通信波長を決定する
   ことを特徴とする方法。
2. 当該ステップ（Ｅ）が、１０６．３ＭＨｚ、１８５．９ＭＨｚ及び１８７．５ＭＨｚの何れかの周波数成分を当該電気信号から分離するステップを具備することを特徴とする請求項１に記載の方法。

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