JP2007318679A - リング型波長多重伝送システム、その制御方法および光伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リング型ネットワークにおいて、時計回りの経路および反時計回りの経路の各経路長に応じたチャープ特性を考慮し、いずれの経路でも信号品質劣化を抑える。
【解決手段】 任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続し、第１の光伝送装置から第２の光伝送装置に光信号を伝送する際に、時計回りの経路と反時計回りの経路により冗長系を構成するリング型波長多重伝送システムにおいて、複数の光伝送装置は、それぞれ光信号の送信先の光伝送装置に対する時計回りと反時計回りの各経路の伝送距離および／または各経路上で光信号が通過する光伝送装置の数と、各経路に送出する光信号の波長に応じたチャープ量を算出し、少なくとも伝送距離が長い方の経路に送出する光信号に算出したチャープ量に応じたチャープを付与する構成である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続するリング型波長多重伝送システム、その制御方法および光伝送装置に関する。

リング型波長多重伝送システムでは、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Multiplexer) 装置を用いたトランスペアレントな光パス、すなわちリング内で電気信号への変換を極力抑えた方式が主流になっている。このリング型波長多重伝送システムにおける切替（冗長）方式は、光信号を２分岐し、時計回りおよび反時計回りの両リングに伝送させるＯｃｈ占有切替（Ｏ−ＵＰＳＲ）が一般的になっている（非特許文献１）。

１系統のシステムの中に冗長系をもつことが可能なリング型ネットワークでは、始点と終点の装置を結ぶ光パスは、時計回りと反時計回りの両方に伝送されており、合計の伝送距離はリング１周分に等しいが、各々の伝送距離が極端に異なる場合が存在する。この様子を図５に示す。光伝送装置１〜８はリング接続されている。ここで、光伝送装置４と光伝送装置５を結ぶ光パスには、時計回りの経路Ｗ１と反時計回りの経路Ｐ１が存在するが、時計回りの経路Ｗ１が１スパンに対して、反時計回りの経路Ｐ１が７スパンとなる。光伝送装置４では光信号を２分岐して各経路に分配し、光伝送装置５では両側から同一の光信号を受信し、その一方を選択する構成である。

図６は、光伝送装置１〜８の各送信部の構成例を示す。
図において、光信号送信部６１−１〜６１−３は、送信信号をそれぞれ所定の波長の光信号に変換して出力する。各波長の光信号は、それぞれ光分岐器６２−１〜６２−３で２分岐され、波長分波器６３−１，６３−２で分波された光信号と入れ換えを行う分岐・挿入部６４−１，６４−２を介して、反時計回りの経路に送出されるグループは波長合波器６５−１に入力され、時計回りの経路に送出されるグループは波長合波器６５−２に入力される。波長合波器６５−１に入力された各波長の光信号は、分岐・挿入部６４−１を通過する光信号と波長多重されて反時計回りの経路に送出される。波長合波器６５−２に入力された各波長の光信号は、分岐・挿入部６４−２を通過する光信号と波長多重されて時計回りの経路に送出される。

なお、図では分岐・挿入部６４−１，６４−２で分岐された光信号を受信する系統について省略している。

ところで、従来は送受信回路が簡易に構成できる利点と光増幅中継により強度変調が重視されてきたが、受信感度の改善により長距離伝送に強い位相変調を用いた伝送方式が注目されている。さらに、40Ｇbps のような高速伝送では、狭帯域の光スペクトルをもつ変復調方式として４値以上の多値伝送方式、特に差動４相位相変調方式（ＤＱＰＳＫ）などが用いられている（非特許文献２）。
Optical Network, 2nd ed.,Morgan Kaufmann Publishers,pp.567-569, 2001 Wree et al.,"RZ-DQPSK format with high spectral efficiency and high robustness towards fiber nonlinearities", Proceeding of ECOC2002,paper 9.6.6, 2002

リング型ネットワークにおいて、信号を伝送する距離とその途上で通過する光伝送装置の波長合分波器（光フィルタ）の数を考慮すると、例えば40Ｇbps のような高速伝送では、図５に示す時計回りの経路Ｗ１のように伝送距離が短い方の光パス（通常は現用系）は伝送可能でも、反時計回りの経路Ｐ１のように伝送距離が長い方の光パス（通常は予備系）は、光伝送路の非線形光学効果による信号品質の劣化により伝送不可能となることがある。このような場合、伝送距離が長い方の光パスを複数の低速な光パスに分割して伝送する方法もあるが、波長の使用効率が低下してしまい、また速度の異なる波長をまとめて管理するのは煩雑であった。

本発明は、リング型ネットワークにおいて、時計回りの経路および反時計回りの経路の各経路長に応じたチャープ特性を考慮し、いずれの経路でも信号品質劣化を抑えてリング長を長くすることができるリング型波長多重伝送システム、その制御方法および光伝送装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続し、第１の光伝送装置から第２の光伝送装置に光信号を伝送する際に、時計回りの経路と反時計回りの経路により冗長系を構成するリング型波長多重伝送システムにおいて、複数の光伝送装置は、それぞれ光信号の送信先の光伝送装置に対する時計回りと反時計回りの各経路の伝送距離および／または各経路上で光信号が通過する光伝送装置の数に応じて、各経路に送出する光信号の波長に対応するチャープ量を算出し、少なくとも伝送距離が長い方の経路に送出する光信号に対して算出したチャープ量に応じたチャープを付与する構成である。

第２の発明は、任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続し、第１の光伝送装置から第２の光伝送装置に光信号を伝送する際に、時計回りの経路と反時計回りの経路により冗長系を構成するリング型波長多重伝送システムにおいて、時計回りと反時計回りの各経路の伝送距離および／または光伝送装置数に応じて、各経路に送出する光信号の波長に対応するチャープ量をそれぞれ算出し、少なくとも伝送距離が長い方の経路に送出する光信号に対して算出したチャープ量に応じたチャープを付与する。

第３の発明は、任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続し、第１の光伝送装置から第２の光伝送装置に光信号を伝送する際に、時計回りの経路と反時計回りの経路により冗長系を構成するリング型波長多重伝送システムの光伝送装置において、時計回りと反時計回りの各経路の伝送距離および／または各経路上で光信号が通過する光伝送装置の数を判定する判定手段と、判定手段で判定された各経路の伝送距離および／または光伝送装置数に応じて、各経路に送出する光信号の波長に対応するチャープ量を算出するチャープ量算出手段と、少なくとも伝送距離が長い方の経路に送出する光信号に対して、チャープ量算出手段で算出したチャープ量に応じたチャープを付与するチャープ付与手段とを備える。

本発明は、始点の光伝送装置と終点の光伝送装置の伝送距離、装置数に応じて光信号のチャープ特性を波長ごとに設定することができる。これにより、始点・終点間で光信号が多数の光伝送装置を通過して伝送距離が長くなっても、終点の光伝送装置に到達する光信号の品質劣化を抑えることができ、長距離伝送が可能になる。したがって、リング型ネットワークにおいて、時計回りの経路と反時計回りの経路において伝送距離や光伝送装置数のアンバランスが生じても、両方向の光信号品質を均一にすることが可能となるので、多数の光伝送装置を配置することが容易になる。

図１は、本発明のリング型波長多重伝送システムの光伝送装置の構成例を示す。
図において、光信号送信部１１−１〜１１−３は、リング型波長多重伝送システムに挿入する送信信号をそれぞれ所定の波長の光信号に変換して出力する。各波長の光信号は、それぞれ光分岐器１２−１〜１２−３で２分岐され、それぞれチャープ付与部１３−１，１３−２、１３−３，１３−４、１３−５，１３−６に入力される。チャープ制御部１４は、光信号のルーチング情報に応じて、送信先の光伝送装置に対する時計回りと反時計回りの各経路の伝送距離および／または各経路上で光信号が通過する光伝送装置（光合分波器）の数と、各経路に送出する光信号の波長に応じて、非線形光学効果により発生する信号品質劣化を補償するためのチャープ量を算出し、各チャープ量をそれぞれ対応するチャープ付与部１３−１〜１３−６に設定する。各チャープ付与部は、指定されたチャープ量を可変設定できる構成であり、例えば位相変調器や分散補償モジュールにより構成される。

各チャープ付与部１３−１〜１３−６から出力される各波長の光信号は、波長分波器１５−１，１５−２で分波された光信号と入れ換えを行う分岐・挿入部１６−１，１６−２を介して、反時計回りの経路に送出されるグループは波長合波器１７−１に入力され、時計回りの経路に送出されるグループは波長合波器１７−２に入力される。波長合波器１７−１に入力された各波長の光信号は、分岐・挿入部１６−１を介してスルーする光信号と波長多重されて反時計回りの経路に送出される。波長合波器１７−２に入力された各波長の光信号は、分岐・挿入部１６−２を介してスルーする光信号と波長多重されて時計回りの経路に送出される。

なお、図では分岐・挿入部１６−１，１６−２で分岐された光信号を受信する系統について省略している。

図２は、本発明のリング型波長多重伝送システムの光パス配置例を示す。ここでは、光伝送装置４を始点とし、光伝送装置５を終点とする光パスを設定する場合を例に説明する。なお、光パス設定時に冗長系を用意するＯ−ＵＰＳＲだけではなく、故障してから予備の光パスを設定するシステムにも本発明の適用は可能である。

図において、光伝送装置４と光伝送装置５を接続する光パスの波長設定が指示されると、図１に示すチャープ制御部１４は、図３に示す光伝送装置４の対向装置ごとのトポロジー情報を検索して接続関係を確認する。そして、光伝送装置４から光伝送装置５までの時計回りの経路情報および反時計回りの経路情報をもとに、光波長と付加するチャープ量を決定する。この例では、図３のトポロジー表において、短パス（現用）である時計回りの４→５については１スパンで53ｋｍであるので、付加するチャープ量αを０に決定し、対応するチャープ付与部に設定する。一方、長パス（予備）である反時計回りの４→３→…→５については、７スパンで 275ｋｍであるので、付加するチャープ量αを例えば＋2.0 に決定し、対応するチャープ付与部に設定する。

このように、光伝送装置４からチャープ付与されて反時計回りに送信された光信号は、光伝送装置３，２，１，８，７，６を通過し、光伝送装置５で分岐して受信される。また、光伝送装置４から時計回りに送信された光信号は、光伝送装置５で分岐して受信される。光伝送装置５では、これら２つの光信号の一方を選択受信することになるが、チャープ付与された光信号もチャープなしの光信号も同一の受信器で受信可能であり、例えば振幅変調（強度変調）であれば直接検波し、差動位相変調であれば差動検波すればよい。なお、チャープ付与された光信号は長距離伝送による非線形光学効果が抑圧され、良好な受信が可能になる。

なお、図１の構成において、光分岐器１２−１〜１２−３の前段にそれぞれチャープ付与部１３−１〜１３−３を配置し、チャープ付与部の数を半減するようにしてもよい。この場合には、各チャープ付与部のチャープ量αは、長パスになる方に合わせて設定する。したがって、短パスになる方にも必要以上の（あるいは不要な）チャープが設定されることになるが、短パスであるのでその影響は小さい。

図４は、光信号が通過する光フィルタの数と信号品質劣化の関係を示す。なお、光フィルタは、各光伝送装置において波長多重光信号から分岐する光信号を選択するために各波長の光信号に分波する波長分波器と、スルーする光信号および挿入する光信号を合波する波長合波器であり、各光伝送装置ごとに２つ配置される。ここでは、各光フィルタ間の伝送路は40ｋｍの分散シフトファイバにより接続され、変調方式はＤＱＰＳＫ方式としている。伝送する光信号に付加するチャープ量はチャープパラメータαで示す。

本例において、１ｄＢのペナルティを許容できるとしたとき、チャープを付与しない場合（α＝０）は16台の光フィルタを通過可能であるが、チャープを付与してα＝２にした場合には18台の光フィルタが通過可能となる。したがって、１つの光伝送装置の追加が可能となり、リング長も40ｋｍ長くすることができる。

本発明のリング型波長多重伝送システムの光伝送装置の実施形態を示す図。 本発明のリング型波長多重伝送システムの光パス配置例を示す図。 光伝送装置４に設定するチャープ量決定のためのトポロジー情報の例を示す図。 光信号が通過する光フィルタの数と信号品質劣化の関係を示す図。 Ｏ−ＵＰＳＲ切替の光パス配置例を示す図。 従来のリング型波長多重伝送システムの光伝送装置の構成例を示す図。

符号の説明

１〜８ 光伝送装置
１１ 光信号送信部
１２ 光分岐器
１３ チャープ付与部
１４ チャープ制御部
１５ 波長分波器
１６ 分岐・挿入部
１７ 波長合波器
６１ 光信号送信部
６２ 光分岐器
６３ 波長分波器
６４ 分岐・挿入部
６５ 波長合波器

Claims (3)

1. 任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続し、第１の光伝送装置から第２の光伝送装置に光信号を伝送する際に、時計回りの経路と反時計回りの経路により冗長系を構成するリング型波長多重伝送システムにおいて、
   前記複数の光伝送装置は、それぞれ光信号の送信先の光伝送装置に対する前記時計回りと前記反時計回りの各経路の伝送距離および／または各経路上で前記光信号が通過する光伝送装置の数に応じて、各経路に送出する光信号の波長に対応するチャープ量を算出し、少なくとも伝送距離が長い方の経路に送出する光信号に対して算出したチャープ量に応じたチャープを付与する構成である
   ことを特徴とするリング型波長多重伝送システム。
2. 任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続し、第１の光伝送装置から第２の光伝送装置に光信号を伝送する際に、時計回りの経路と反時計回りの経路により冗長系を構成するリング型波長多重伝送システムにおいて、
   前記時計回りと前記反時計回りの各経路の伝送距離および／または光伝送装置数に応じて、各経路に送出する光信号の波長に対応するチャープ量をそれぞれ算出し、少なくとも伝送距離が長い方の経路に送出する光信号に対して算出したチャープ量に応じたチャープを付与する
   ことを特徴とするリング型波長多重伝送システムの制御方法。
3. 任意の波長の光信号を分岐・挿入する複数の光伝送装置を光伝送路を介してリング状に接続し、第１の光伝送装置から第２の光伝送装置に光信号を伝送する際に、時計回りの経路と反時計回りの経路により冗長系を構成するリング型波長多重伝送システムの光伝送装置において、
   前記時計回りと前記反時計回りの各経路の伝送距離および／または各経路上で前記光信号が通過する光伝送装置の数を判定する判定手段と、
   前記判定手段で判定された前記各経路の伝送距離および／または光伝送装置数に応じて、前記各経路に送出する光信号の波長に対応するチャープ量を算出するチャープ量算出手段と、
   少なくとも伝送距離が長い方の経路に送出する光信号に対して、前記チャープ量算出手段で算出したチャープ量に応じたチャープを付与するチャープ付与手段と
   を備えたことを特徴とする光伝送装置。
   

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