JP2007501589A - 光信号のゲインを決定する方法及びシステム - Google Patents

Abstract

光信号のゲインを決定する方法は、光信号の出力パワーレベルである第１のパワーレベルを第１の光ノードで測定し、光信号を第２の光ノードに通知し、光信号の光監視チャネルで第１のパワーレベルを第２の光ノードに通知する。本方法は更に光信号を第２の光ノードで受信し、光信号の第２のパワーレベルを第２の光ノードで測定し、第１及び第２のパワーレベルに基づいて光信号のゲインを決定する。

Description

本発明は一般に光通信網に関し、特に光信号のゲインを決定する方法及びシステムに関連する。

光ネットワークで光信号のパワーレベルを維持することは相当な技術的課題をもたらす。信号のパワーは光ネットワーク内の受信機のダイナミックレンジの範囲内にあることが望ましく、受信機のダイナミックレンジはより高いデータレートではより小さくなる傾向がある。従って光ネットワークのノードで必要な増幅レベルを正確に評価する方法を使用することが重要である。

信号の増幅利得を決定する１つの方法はパイロットトーンを測定することである。パイロットトーンシステムの一例は下記の非特許文献１に記載されている。パイロットトーンは光信号の情報伝送チャネルと同じ帯域内に設けられたダミーチャネルである。パイロットトーンのパワーは信号の全体的なパワーレベルを示すために測定される。しかしながらパイロットトーンは１つのチャネルからのパワー測定値しか提供せず、パイロットトーンチャネルは情報を伝送するためには使用されない。
Motoshima et al., Journal of Lightwave Technology, vol. 19, page 1759(2001)

別の方法はパワーレベルを通信するために遠隔測定法（テレメトリ）を使用することである。遠隔測定法では用意されたチャネル数についての情報は、信号が通過するノード数に関する情報と共に各ノードに通知される。チャネル数は予測された出力パワーレベルを計算するために使用され、ノード数は、蓄積され増幅された自然放出（ASE）の量や、増幅器ゲイン媒体の中で自然放出についてのシミュレートされた増幅度によるノイズ形状を分析するために使用される。遠隔測定法はＡＳＥ計算のような計算内容を当てにしているが、その計算は完全に正確ではないかもしれないし、実際のネットワーク状況では変化し得る。更に不確実性が蓄積され、多数のノードを有するネットワークではエラーがかなりの量になってしまうかもしれない。

本発明によれば光信号のゲインを決定する方法及びシステムがもたらされる。特に本発明に関するある形態はノード間で共用されるネットワークノードから出力パワーレベルを用意し、ファイバ区間にわたる損失量をノードが計算できるようにする。この情報は、区間損失（スパンロス）の推定結果ではなく測定結果を得ることを可能にし、且つ温度、ネットワークのアップグレード及び区間損失に影響する他の要因に応答して光増幅器のゲインを設定可能にする。

第１形態では、光信号のゲインを決定する方法は、光信号の出力パワーレベルである第１のパワーレベルを第１の光ノードで測定し、光信号を第２の光ノードに通知し、光信号の光監視チャネルで第１のパワーレベルを第２の光ノードに通知する。本方法は更に光信号を第２の光ノードで受信し、光信号の第２のパワーレベルを第２の光ノードで測定し、第１及び第２のパワーレベルに基づいて光信号のゲインを決定する。

本発明の一形態による重要な技術的利点は、光増幅器のゲイン設定における精度の改善を含む。テレメトリのような既存の方法は不正確な又は近似的な計算を当てにする。これに対して本発明の一形態は区間損失に関する更に直接的な測定値を用意し、その実施形態を実際の動作状況で更に適応可能に且つ柔軟にする。

本発明の一形態による他の重要な技術的利点は、既存のシステムに対する適応性を含む。例えばパイロットトーンシステムはパワーレベルを判定する観点からは比較的正確かもしれないが、増幅器利得を設定する目的だけのためにチャネルが割り当てられることも必要である。更にパイロットトーンのパワーレベルを検出するには、パイロットトーンの特定の波長を抽出するための光素子を必要とする。これに対して本発明の一形態はノード間でパワーの情報を通信するために既存の光監視チャネルを使用し、かくてノード間でのパワー情報交換を及び区間損失の判定を簡易にする。

本発明の一形態による更に別の重要な技術的利点はある光ネットワークへの適応性であり、その光ネットワークはチャネルがノード間でデータを伝送していない場合にチャネルを照らさない。そのようなネットワークではチャネル数がノードごとに変わるかもしれないし、それらの変化をリアルタイムで追跡することはいくつかの技術的課題を伴うかもしれない。パワーレベルを直接的に測定することで、本発明の一形態はチャネル数に基づいて期待されるパワーレベルを計算する必要性を回避し、全体的に少ない情報交換しか必要としない。更に、他の点では光信号が照らされない場合にゲインはＡＳＥのパワー測定値に基づいて判定可能である。このことは（光監視チャネルとは別の）光信号が存在しない場合でさえも区間損失に影響する状態を変えるためにゲインが更新されることを可能にする。

本発明の一形態による更に他の重要な技術的利点は、ある方向で「下流（ダウンストリーム）」のノードで判定されたゲインを利用して逆方向でのゲインの判別を支援することで、双方向光ネットワークのノードで増幅器ゲインを設定することを含む。第１方向に関して下流にあるノードが測定されたパワーレベルを用いて区間損失を計算する場合に、その下流のノードは第１方向に関して上流にあるノードにその区間損失を通知してもよい。このことは、別々の測定及び計算を行わずに、上流ノードが逆方向の増幅器ゲインを第１方向の下流ノードのゲインに合うように設定可能にする。

本発明の特定の実施例は列挙した技術的利点の全部又は一部を含んでもよいし、全く含まなくてもよい。更なる技術的利点は詳細な説明、図面及び特許請求の範囲から当業者にとって更に明白になるであろう。

本発明及びその利点に関する理解を更に完全にするため、添付図面に関連する以下の説明が参照される。

図１は光ネットワーク１００を示し、光ネットワークは光接続１０２を用いてネットワークノード２００の間で情報を通信する。一般に光通信ネットワーク１００は、ネットワークノード２００の間で光信号形式で情報を通信するハードウエア及び／又はソフトウエアのいかなる集まりをも表現する。特定の実施例では光ネットワーク１００は波長分割多重化（ＷＤＭ）又は高密度波長分割多重化（ＤＷＤＭ）を用いて複数のチャネルで情報を通信し、各チャネルは異なる波長を使用する。概してノード２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄを示すネットワークノード２００は如何なるハードウエア及び／又はソフトウエアを表現してもよく、そのハードウエア等は光ネットワーク１００の中で搬送される情報を光信号形式で受信し、適切な何らかの手法でその情報を処理し、及び／又は情報を光ネットワーク１００に通知する。ノード２００は光スイッチ、増幅器、分岐挿入マルチプレクサ又は光−電変換器を含んでよいし、或いは光信号を処理する適切な他の如何なるハードウエア及び／又はソフトウエアをも含んでよい。

ネットワークノード２００間の接続はネットワークノード２００間で光信号１０４を通信するのに適切な如何なるリンクをも表現する。そして接続１０２は如何なる手法の光通信媒体を含んでもよく、その光通信媒体はシングルモードファイバ、分散補償ファイバ、分散シフトファイバ、ノンゼロ分散シフトファイバのような光ファイバを含む。接続１０２は適切な如何なるフォーマット又はプロトコルでもそれを用いて情報を伝送してよく、そのフォーマット等はフレームリレー、非同期伝送モード（ＡＴＭ）、同期光ネットワーク（ソネット：ＳＯＮＥＴ）又は他の何らかの通信方法を含む。接続１０２は単方向でも双方向でもよい。多くのネットワークでは光ネットワーク１００を時計回りに伝搬する「東行き」経路と、光ネットワーク１００を反時計回りに情報を伝える「西行き」経路とがある。各接続部１０２は光信号１０４を伝送する１以上の光ファイバ又は他の媒体を含んでもよく、光ネットワーク１００のノード２００は適切な如何なるコンフィギュレーションで構成されてもよく、その形態はリング、スター又は他の適切なネットワークコンフィギュレーションを含む。

特定の実施例では接続部１０２は図１に示される形式の波長スペクトルを有する光信号１０４を伝送する。信号１０４では光情報はいくつもの異なる波長１０８に配分される。波長１０８の各々は特定のチャネルを表す。接続部１０２で伝送される情報は特定のどの波長１０８及び光信号１０４に割り当てられてもよい。適切な装置を利用して、波長１０８は挿入（付加）され、分岐（除去）され、切り換えられ、或いは別の処理が別々になされてもよい。信号１０４は光監視チャネル（ＯＳＣ）１１０も含み、ＯＳＣはネットワーク１００の管理に使用される情報を搬送するために割り当てられた１以上の波長を表す。例えばＯＳＣ１１０は、各チャネル１０８が用意されているか否か及びチャネル１０８の通信で検出された誤差が有るか否かを示すチャネル１０８のステータス情報を通信してもよい。ネットワーク管理情報を伝搬するためのＯＳＣ１１０に波長がいくつでも割り当てられてよい。

光信号１０４が接続部１０２で伝送されるにつれて、それらは接続部１０２の光媒体との信号１０４の相互作用によって減衰させられる。接続部１０２を伝搬したことによる光信号１０４の減衰は「区間損失（スパンロス）」と呼ばれる。このスパンロスは他の光素子とも相俟って光チャネルのパワーを減らす。光ネットワーク内の受信機は所定のダイナミックレンジ内で最適に機能するので、例えば光増幅器を用いることによって減少した光信号のパワーを補償することが望ましい。

スパンロス及びパワーチルト（変位）を補償する１つの方法はエルビウムドープファイバ増幅（ＥＤＦＡ）を利用することを含む。ＥＤＦＡではエルビウムドープ光ファイバがポンピングレーザによって励起状態に追い込まれ、励起したエルビウム粒子によって光信号を増幅する反転分布を生じさせる。受信機に到達する信号のパワーレベルが受信機のダイナミックレンジ内にあるように、ゲインは正確に設定されることが望ましい。このプロセスは図２のノード２００ｂの説明に関連して更に詳細に説明されるが、この時点ではノード２００でＥＤＦＡゲインを適切に設定するにはスパンロスを正確に判定することが有用な点に言及することで足りる。

スパンロスを判定する既存のシステムでの２つの手法はパイロットトーンを利用すること及びテレメトリを利用することである。パイロットトーンシステムでは光信号１０４内の１つのチャネルが未割り当てに残される。パイロットトーンの目的は光信号１０４のパワーレベルを測定するための参照信号を用意することである。パイロットトーンは受信ノード２００により抽出され、パイロットトーンのパワーは光検出器(フォトディテクタ)のような従来の技術で測定される。パイロットトーンのパワーレベルは光信号１０４に必要な増幅レベルを算出するのに使用される。それは概して正確ではあるが、波長全体には等しく影響を及ぼさないが特定の波長を衰えさせる或いは損なわせる出来事がネットワークで生じる場合に、パイロットトーンは困難に直面するかもしれない。他の欠点はパイロットトーンチャネルに情報を割り当てることができないことである。更にパイロットトーンの手法を実現するにはそのパイロットトーンを発生させ、挿入し且つ抽出するため及びパイロット信号のパワーレベルを測定するための素子を必要とし、ノード２００のコストを増やしてしまう。

スパンロス及び適切な利得を決定する別の代替方法はテレメトリを使用することである。テレメトリシステムでは、用意されているチャネル数についての情報がネットワーク１００のノード２００に通知される。各チャネルについての所望のパワーレベルにチャネル数を乗算し、所望の全パワーレベルを決定し、光増幅器のゲインはその所望のパワーレベルを得るように調整される。しかしながら増幅された自然放出（ＡＳＥ）から生じる蓄積されたノイズは到来する信号のパワーレベルに影響するかもしれない。そのため、テレメトリは光信号１０４を増幅するノード数に基づいて計算したファクタを用いてＡＳＥを調整する。残念なことにＡＳＥの計算はＡＳＥの実際のレベルと符合しないかもしれない推定値及び平均値に基づいている。更にネットワーク１００のノード２００の数が増えるにつれて、ＡＳＥのこの不確実性は更に大きくなる。特に照らされるチャネル数がノードごとに及び刻々と変化するかもしれないネットワーク１００では、正確なテレメトリ情報を維持すること及び個々のノード２００各々についてのテレメトリ情報を修正することは困難であるかもしれない。

上述の方法とは異なり、ネットワーク１００のノード２００は、パワーレベル情報を交換し、各ノード２００で測定され交換されたパワー情報に基づいて各接続部１０２にわたる正確なスパンロスを計算する。特に、ある形態は各ノード２００での光信号１０４の出力パワーレベルを通信するためにＯＳＣ１１０を使用する。そして各ノード２００はＯＳＣ１１０内の出力パワーレベル情報を上流のノード２００から受信し、そのノード２００で測定した入力パワーレベルと受信した出力レベルとを比較し、比較結果に基づいてスパンロスを判定する。かくてネットワーク１００のノード２００はスパンロスを直接的に測定する技術をもたらす。このようにしてゲインレベルは推定されたスパンロスではなく実際のスパンロスを補償するように正確に設定される。さらにこの調整はパイロットトーンにチャネルを割り当てることを必要とせずになされ、パイロットトーンへのチャネル割り当てはデータ伝送に利用可能なチャネル数を事実上減らしてしまう。またパワーレベルは１つのチャネルに基づいては測定されずむしろ信号１０４全体に基づいてなされるので、他の波長とは異なる１つの波長に影響する要因によって精度がかなり損なわれてしまうこともない。

ある動作モードではノード２００ａは出力信号１０４の出力パワーレベルを測定する。ノード２００ａはこのパワーレベルをＯＳＣ１１０の一部としてノード２００ｂに通知する。ノード２００ｂはその情報を受信し、その出力パワーレベルとノード２００ｂで受信した光信号１０４の入力パワーレベルとを比較する。入力パワーレベルと出力パワーレベルとの比較に基づいて、ノード２００ｂはスパンロスを決定してもよい。ノード２００ｂによって信号に与えられるかもしれない如何なる素子損失をも考慮に入れて、ノード２００ｂはスパンロスを補償するように信号の増幅度を調整する。ノード２００ｂは、スパンロスについての推定値ではなく実際に測定されたパワーレベルを用いてスパンロスを正確に補償することができる。

特定の実施例ではゲインは双方向光ネットワーク１００内のノード２００間で通信されてもよい。従って例えばノード２００ａは時計周りの方向で光信号１０４をノード２００ｂに伝送し、ノード２００ｂは反時計回りの方向で光信号をノード２００ａに伝送する。下流の２００ｂはノード２００ａ及び２００ｂ間のリンク１０２のスパンロスに基づいてゲインを決定する。

下流のノード２００ｂは適切なゲインを決定した後でそのゲインを上流の光ノード２００ａに通知し、その情報を通信するためにおそらくは上り信号１０４の光監視チャネル１１０を使用する。上流の光ノード２００ａは、反時計回りの信号の増幅利得を、時計回りの光信号１０４に使用される下流の光ノード２００ｂの増幅利得に合致するように設定する。スパンロスが時計回り及び反時計回りの方向で等しいと仮定すると、ノード２００ｂ及びノード２００ａの間で反時計方向で利用可能な光がない場合には、必要な利得についての比較的正確な判定値を与え、説明される技術を用いてノード２００ａがその光増幅器の利得を決定可能にする。

ある実施例による特定の技術的利点はある光ネットワークへの適合性であり、その光ネットワークはノード間でチャネルがデータを搬送しない場合にはチャネルを照明しない。そのようなネットワークではチャネル数はノード毎に及び刻々と変化し、既存の技術でそれらの変化を追跡することはいくらかの誤差を伴ってしまう。パワーレベルを直接的に測定することで、本発明のある実施例はチャネル数に基づいて期待されるパワーレベルを計算する必要性を回避し、全体的に少ない情報交換しか必要としない。更に、光信号１０４が別に照明されない場合には光監視チャネル１１０のパワー測定値に基づいてゲインが決定可能である。このことは、光信号１０４が光監視チャネル１１０とは別に存在していない場合でさえも、スパンロスに影響する状況を変えるためにゲインを更新可能にする。

図２は特定の実施例のノード２００ｂを示す。図示の例ではノード２００ｂはスプリッタ２０２、光監視モジュール２０３、光増幅器２３０、光分岐挿入モジュール２４０、ノード出力パワーモニタ２５０及び加算器２１２を含む。一般にノード２００ｂは増幅器２３０の利得を制御するためにＯＳＣ１１０で受信したノード２００ａからの情報とノード２００ｂで測定したパワーレベルとを組み合わせて使用する。

スプリッタ２０２はＯＳＣ１１０内の情報を光信号１０４の他の部分で通信される情報から分離する如何なるハードウエア及び／又はソフトウエアをも表現する。一実施例ではスプリッタ２０２はＯＳＣ１１０を伝送する波長を光学的に分離し、ネットワークノード２００の管理に使用するためにその情報を光監視モジュール（ＯＳＭ）２０４にルーティングする。スプリッタ２０２はフィルタ、プリズム、回折格子又は光を分離及び方向付けなおす他の適切な素子のような光学素子を含んでもよい。更にスプリッタ２０２は光−電変換器のような電子素子を含んでもよく、光−電変換器は光信号を電子信号に変換し、その電子信号を処理する。

ＯＳＭ２０３は、情報ＯＳＣ１１０を解釈し且つその情報に応じてノード２００ｂの様々な素子を制御する如何なるハードウエア及び／又はソフトウエアでもよい。またＯＳＭ２０３はノード２００ｂの素子からの情報も受信し、その情報を用いてＯＳＣ１１０内の情報を更新する。従ってＯＳＭ２０３は、光及び／又は電子信号から情報を抽出し、光及び／又は電子信号に情報を付加し且つノード２００の他の素子と情報を交換する適切な如何なる素子を含んでもよい。

増幅器２３０は入力光信号２２０の利得を決定する及びその利得を信号２２０に適用するのに使用されるハードウエア及び／又はソフトウエアを表現する。図示の例では増幅器２３０はＥＤＦ増幅器であり、増幅ゲイン媒体２０６Ａ，２０６Ｂ（「増幅ゲイン媒体」２０６としてまとめて言及される）と、可変アッテネータ２０８と、パワーモニタ２０４，２１０と、増幅器コントローラ２１３とを含む。特定の実施例の増幅器２３０が説明されるが、説明される技法は他の光増幅器にも適用されてよいことが理解されるべきである。

増幅ゲイン媒体２０６は入力信号２２０のパワーレベルを増幅する適切な如何なる素子をも表現する。特定の実施例では、増幅ゲイン媒体２０６はエルビウムドープファイバであり、信号を増幅し、共鳴効果を利用してパワーの偏りを補償する。増幅ゲイン媒体２０６で生じるＥＤＦＡ利得の量は増幅ゲイン媒体２０６に結合されるポンピングレーザ（図示せず）のパワーを制御することで制御される。図示の例では増幅ゲイン媒体２０６は２段構成であるが、説明される技術は１段構成又は多段構成にも適用可能であることが理解されるべきである。

可変減衰器２０８は入力信号２２０のパワーレベルを減らす如何なる素子をも表現する。可変アッテネータ２０８は全てのチャネルにわたって一様な入力信号２２０にノード２００が損失（ロス）を与えることを可能にする。これが有用であるのは、可変アッテネータ２０８を用いてＥＤＦＡの全体的なゲインを制御することは増幅ゲイン媒体２０６の反転分布状態をおそらく変えないからである。これは全体的なＥＤＦＡ利得によらずその信号帯域にわたる一様なゲインを可能にする。一様な損失を与えることで、可変アッテネータ２０８はＥＤＦＡで生成されるチャネルパワーのバランスを乱さずに全体的なパワーレベルを調整する。

増幅コントローラ２１３は増幅ゲイン媒体２０６及び可変アッテネータ２０８の動作を制御し、選択されたＥＤＦＡ利得のレベルを生成する。一般にコントローラ２１３はスパンロスや素子損失のような現象によらず適切なパワーの範囲の中で光信号１０４内のチャネルのパワーレベルを維持するよう動作し、その動作は増幅ゲイン媒体２０６のポンピングレーザを制御することや、ゲインを決定するのに適切な情報（例えばパワーレベル及び／又はチャネル数等）を受信することのようなタスク及び他の関連するタスクを含んでもよい。従ってコントローラ２１３はこれら及び他の関連する機能を実行する適切な如何なるハードウエア及び／又はソフトウエア素子を含んでもよく、そのハードウエア等はプロセッサ、（揮発性又は不揮発性の）メモリ及び通信インターフェースを含む。図示の実施例では増幅コントローラ２１３は自動利得制御部（ＡＧＣ）２１４及び自動レベル制御部（ＡＬＣ）２１６を含む。ＡＧＣ２１４は増幅ゲイン媒体２０６を管理するハードウエア及び／又はソフトウエアを示し、ＡＬＣ２１６は可変アッテネータ２０８の減衰レベルを調整するハードウエア及び／又はソフトウエアを示す。ＡＧＣ２１４及びＡＬＣ２１６は別々の素子を有してもよいし、或いはそれらの関連するハードウエア及び／又はソフトウエア素子の全部又は一部を共有してもよい。

パワーモニタ２０４，２１０は光信号１０４のパワーレベルを検出する如何なる素子をも表す。パワーモニタ２０４，２１０はフォトダイオード、ＣＣＤ、光メーターを含んでもよいし、或いは入力信号２２０の入力パワーレベル２１８を検出する適切な他のハードウエア及び／又はソフトウエアを含んでもよい。パワーモニタ２０４，２１０は測定したパワーレベルをノード２００ｂの他の素子に通知する。入力パワーモニタ２０４は入力信号２２０の入力パワーレベル２１８を測定し、入力パワーレベル２１８をコントローラ２１３に与える。ポストアンプパワーモニタ２１０は増幅された信号２２２の事後増幅（ポスト増幅）パワーレベル２２５を測定し、ポスト増幅パワーレベル２２５をコントローラ２１３に通知し、増幅器２０６及び可変アッテネータ２０８を用いてゲインレベルの調整を可能にする。

光分岐挿入モジュール２４０はネットワーク１００での装備により決定される手法で増幅された信号２２２に対して情報を付加及び／又はそこから除去する。特定の実施例では分岐挿入モジュール２４０は情報だけでなく光信号１０４からの実際の光信号１０８をも付加又は除去する。分岐挿入モジュール２４０は光マルチプレクサ、トランスポンダ、スイッチ又は他の光素子若しくは電子素子のような適切な如何なるハードウエア及び／又はソフトウエア要素を含んでもよい。受信した光信号１０４の各チャネル１０８のチャネルパワーが所定の範疇に収まる場合に分岐挿入モジュール２４０は最も効果的に動作する。従って増幅された信号２２２内の各チャネル２０８のチャネルパワーが適切な範囲内に収まるように増幅器２３０のＥＤＦＡ利得が設定されることが望ましい。

ノード出力パワーモニタ２５０はノード２００ｂの出力信号２２３のパワーを測定する素子である。パワーモニタ２５０は出力信号２２３のパワーを測定する適切な如何なる素子をも含んでよく、パワーモニタ２０４，２１０の上記の説明で列挙されたどの装置をも含んでよい。分岐挿入モジュール２４０は信号２２２にチャネルを付加又はそこから除去してよいので、パワーモニタ２５０で測定されるノード出力パワーレベル２２４ｂは、ポストアンプパワーモニタ２１０で測定されるポストアンプパワーレベル２２５と同じでなくてもよい。パワーモニタ２５０は出力パワーレベル２２４ｂをＯＳＭ２０３に通知する適切な要素も含む。

加算器２１２はＯＳＣ１１０を光信号１０４に再合成してネットワーク１００中の次のネットワークノード２００に通知する如何なる素子をも表現する。加算器２１２はＯＳＣ１１０を光信号１０４に加えなおす適切な如何なる光素子及び／又は電子素子を含んでもよく、特にスプリッタ２０２に対応する素子を含んでもよい。特定の実施例では加算器２１２は双方向に機能し、加算器２１２はネットワークノード２００ｃからの信号を受信して光監視チャネル１１０をＯＳＭ２０３にも通知し、スプリッタ２０２はＯＳＭ２０３から信号を受信してそれらの信号を先行するネットワークノード２００ａにも通知するようにする。そのような実施例はファイバ１０２が双方向である場合や、プロテクションスイッチングが動機付けられる（トリガが与えられる）場合に有益である。そのような場合には、増幅器２０６、可変アッテネータ２０８及びパワーモニタ２０４，２１０も双方向であってよく、或いは代替的に反対の経路で反復されてもよい。説明の簡明化のため、ノード２００ｂは単方向システムで説明されているが、説明される技術は双方向ネトワークノードに等しく適用できることが理解されるべきである。

動作時にあってはノード２００ｂはネットワーク１００中の先行するネットワークノード２００ａから光信号１０４を受信する。光信号１０４は光信号１０４のＯＳＣ１１０の中に上流ノード２００ａからの出力パワーレベル２２４ａを含む。スプリッタ２０２はＯＳＣ１１０を抽出し、ＯＳＣ１１０をＯＳＭ２０３に通知する。スプリッタ２０２は光信号１０４の残りを入力パワーモニタ２０４への入力信号２２０として伝送する。入力パワーモニタ２０４は入力信号２２０の入力パワーレベル２１８を測定し、その情報をコントローラ２１３に通知する。ＯＳＭ２０３は上流ノード２００ａの出力パワーレベル２２４ａだけでなく用意されているチャネル数のような有益な情報を同様に抽出し、その情報をコントローラ２１３に通知する。

コントローラ２１３は入力パワーモニタ２０４、ＯＳＭ２０３及び／又は出力モニタ２１０から受信した情報を利用して入力信号２２０のトータルゲイン（合計利得）を決定し、それに従って増幅器２０６及び可変アッテネータ２０８を調整する。特にコントローラ２１３は上流ノード２００ａの出力パワーレベル２２４ａをノード２００ｂの目標のポストアンプパワーレベル２２５として使用してよい。コントローラ２１３は入力信号２２０の入力パワーレベル２１８を用いてあるゲインを決定してもよく、そのゲインは上流ノード２００ａの出力パワーレベル２２４ａに合致するポストアンプパワーレベル２２５を有する信号を生成するのに必要とされる。更にコントローラ２１３は他の要因を考慮してもよく、その要因は例えば用意されているチャネル数、チャネルが付加された及び／又は除去されたか否か、ノード２００を通じた伝搬に起因する既知の又は推定された損失量はどの程度か、どの程度のＡＳＥレベルが期待されるか等でもよいし、或いはトータルゲインを決定するために役立つ又は有用な他の如何なる情報でもよい。

増幅器２０６及び可変アッテネータ２０８は増幅された信号２２２を生成するためにコントローラ２１３の制御の下で入力信号２２０を増幅する。増幅が完全になると、ポストアンプパワーモニタ２１０は増幅された信号２２２の事後増幅パワーレベル２２５を測定する。分岐挿入モジュール２４０は増幅された信号２２２を受信し、情報及び／又はチャネルを付加又は除去し、ノード２００ｂの出力信号２２３を生成する。

パワーモニタ２５０は出力信号２２３の出力パワーレベル２２４ｂを測定し、出力パワーレベル２２４ｂをＯＳＭ２０３に通知する。そしてＯＳＭ２０３は出力パワーレベル２２４ｂをＯＳＣ１１０に挿入する。ＯＳＣ１１０は加算器２１２によって光信号１０４に加えなおされる。そして光信号１０４は光ネットワーク１００内の次のネットワークノード２００ｃに通知される。そしてノード２００ｃはゲイン決定プロセスの中で出力パワーレベル２２４ｂを使用し、ネットワーク１００の至る所で同様な処理がなされ、説明済みの動作をネットワーク１００の全てのノード２００で実行可能にする。特定の実施例では出力パワーレベル２２４ｂ及び／又はゲインは上流ノード２００ａにも通知されてよく、その経路で信号が通知されなかった場合でさえも上り方向についてゲインが設定されることを可能にする。

図３はノード２００ｂの動作方法例を示すフローチャート３００である。ステップ３０２にてノード２００ｂは上流ノード２００ａから光信号１０４を受信する。ステップ３０４にてノード２００ｂは光信号１０４からＯＳＣ１１０を抽出する。こうしてＯＳＣ１１０及び入力信号２２０は判別ステップ３０６に示されるように別々に処理される。

ステップ３０８にてＯＳＣ１１０はＯＳＭ２０３に通知される。ステップ３１０にてＯＳＭ２０３はＯＳＣ１１０からＯＳＣ情報を抽出する。ＯＳＣ情報は上流ノード２００ａの出力パワーレベル２２４ａだけでなく用意されているチャネル数も含んでよい。ステップ３１２ではＯＳＭ２０３はＯＳＣ情報をコントローラ２１３に通知する。

光信号入力信号２２０の残りの部分は次のように処理される。ステップ３１４にて信号２２０中の入力に関するパワーレベル２１８がパワーモニタ２０４により測定される。ステップ３１６にてパワーモニタ２０４は入力パワーレベル２１８をコントローラ２１３に通知する。ステップ３１７にて入力信号２２０はゲイン媒体２０６に通知される。ステップ３１８ではコントローラ２１３が受信した情報に基づいて、コントローラ２１３は入力信号２２０についての適切なゲインレベルを決定する。ステップ３２０ではコントローラ２１３はゲイン媒体２０６又は可変アッテネータ２０８で調整が必要か否かを判定する。ステップ３２２にてコントローラ２１３は必要な如何なる調整をも実行する。

ステップ３２３では増幅器２０６及び可変アッテネータ２０８を用いてノード２００ｂは入力信号２２０を増幅する。ステップ３２４ではパワーモニタ２１０，２５０は事後増幅パワー２２５及び出力パワーレベル２４４をそれぞれ測定する。ステップ３２６に示されるように事後増幅パワーモニタ２１０はポストアンプパワーレベル２２５をコントローラ２１３通知し、出力パワーレベル２２４ｂをＯＳＭ２０３に通知する。ステップ３２８ではＯＳＭ２０３は出力パワーレベル２２４ｂを次のノード２００ｃで使用するためにＯＳＣ１１０の情報に付加する。

ステップ３３０では加算器２１２は更新されたＯＳＣ１１０を出力信号１０４に再合成する。ステップ３３２では光信号１０４はネットワーク１００の次のノード２００ｃに通知される。ノード２００ｃは上記に説明済みのプロセスと同様な形式で出力パワーレベル２２４ｂを使用する。本プロセスは、各ノード２００がそこから上流のノード２００から出力パワー２２４を受信するように、ネットワーク１００中の各ノード２００で反復されてもよい。判定ステップ３３４で信号１０４がアクティブのままでいる場合には、ステップ３０２以降の方法が反復的に続けられてよい。そうでなければ本方法は終了に至る。

以上本発明が幾つかの実施例と共に説明されてきたが、変更、変形、代替、変換及び修正等の多数が当業者に示唆されるであろうし、且つ本発明はそのような変更、変形、代替、変換及び修正を添付の特許請求の範囲内に包含することが意図される。
本発明には以下の構成もある。
(付記１)
光信号の出力パワーレベルより成る第１のパワーレベルを第１の光ノードで測定するステップ；
前記光信号を第２の光ノードに通知するステップ；
前記光信号の光監視チャネルで前記第１のパワーレベルを前記第２の光ノードに通知するステップ；
前記光信号を前記第２の光ノードで受信するステップ；
前記光信号の第２のパワーレベルを前記第２の光ノードで測定するステップ；及び
前記第１及び第２のパワーレベルに基づいて前記光信号のゲインを決定するステップ；
を有することを特徴とする光信号のゲインを決定する方法。
（付記２)
前記第２のパワーレベルが前記第２の光ノードでの前記光信号の入力パワーレベルより成り；
前記光信号のゲインを決定するステップが：
区間損失を判定するために前記第１のパワーレベルから前記第２のパワーレベルを減算するステップ；及び
区間損失及び前記第２の光ノードの既知の素子損失に基づいて前記ゲインを決定するステップ；
を有することを特徴とする付記１記載の方法。
（付記３)
前記光信号について決定された前記ゲインに基づいて増幅器のゲインを調整するステップを更に有する
ことを特徴とする付記１記載の方法。
（付記４)
前記第２のパワーレベルが前記第２の光ノードでの前記光信号のポスト増幅パワーレベルより成り；及び
前記ゲインを決定するステップが前記第１及び第２のパワーレベルを等しくするゲインを決定するステップより成る
ことを特徴とする付記１記載の方法。
（付記５)
光ノードが第１方向及び第２方向で信号を通信する双方向ネットワーク内にあり、前記第１の光ノードから第２の光ノードへ通知される光信号が第１方向に伝送され；及び
当該方法は、前記第２の光ノードから前記第１の光ノードへゲインを通知し、前記第１の光ノードは、前記第２方向のゲインを、前記第２の光ノードの前記第１方向の前記ゲインに合致するように設定する；
ことを特徴とする付記１記載の方法。
（付記６)
光信号の出力パワーレベルを光ネットワーク内の上流ノードで受信する光監視モジュールであって、前記光信号は前記上流ノードにより前記光ノードに通知され、前記出力パワーレベルは前記光信号の光監視チャネルで通知されるところの光監視モジュール；
前記光ノードで受信された前記光信号のパワーレベルを測定するパワーモニタ；及び
前記出力パワーレベル及び測定されたパワーレベルに基づいて前記光信号のゲインを決定するコントローラ；
を有することを特徴とするノード。
（付記７)
前記光信号から前記光監視チャネルを抽出し、前記光監視チャネルを前記光監視モジュールに通知するスプリッタを更に有する
ことを特徴とする付記６記載のノード。
（付記８)
前記パワーモニタが、前記光信号の前記光ノードにおける入力パワーレベルを測定し；
前記コントローラが、区間損失を判定するために前記出力パワーレベルから前記入力パワーレベルを減算し、前記コントローラが前記区間損失及び前記光ノードの既知の素子損失に基づいて前記ゲインを決定する；
ことを特徴とする付記６記載のノード。
（付記９)
前記パワーモニタが、前記光信号のポスト増幅パワーレベルを測定し；及び
前記コントローラが、前記ポスト増幅パワーレベルを前記上流ノードでの出力パワーレベルに合せることで前記ゲインを決定する；
ことを特徴とする付記６記載のノード。
（付記１０)
当該ノードが更に増幅器を有し；及び
前記増幅器のゲインが前記コントローラで決定されたゲインに基づいて設定される；
ことを特徴とする付記６記載のノード。
（付記１１)
前記光ネットワークが第１方向及び第２方向で信号を通信する双方向ネットワーク内にあり、上流のノードから光ノードへ通知される光信号が第１方向に伝送され；及び
前記コントローラは、ゲインを先行する光ノードに通知し、前記先行する光ノードは、前記第２方向のゲインを、前記光ノードの前記第１方向の前記ゲインに合致するように設定する；
ことを特徴とする付記６記載のノード。
（付記１２)
光信号を通知する第１の光ノードであって、前記光信号の前記第１の光ノードでの出力パワーレベルより成る第１のパワーレベルを測定する第１パワーモニタから構成され、前記光信号の光監視チャネルで前記第１のパワーレベルを通知するところの第１の光ノード；及び
第２の光ノード；
を有し、該第２の光ノードは：
前記第１のパワーレベルを前記第１の光ノードから受信する光監視モジュール；
前記光信号の第２のパワーレベルを測定する第２パワーモニタ；及び
前記第１及び第２のパワーレベルに基づいて前記光信号のゲインを決定するコントローラ；
を有することを特徴とするシステム。
（付記１３)
前記第２の光ノードが更に増幅器より成り；及び
前記増幅器のゲインが前記コントローラにより決定されたゲインに基づいて設定される；
ことを特徴とする付記１２記載のシステム。
（付記１４)
前記第２のパワーレベルは、前記第２の光ノードでの入力パワーレベルより成り；及び
前記コントローラは前記出力パワーレベルから前記入力パワーレベルを減算して区間損失を判定し、前記コントローラは前記区間損失及び既知の素子損失に基づいて前記ゲインを決定する；
ことを特徴とする付記１２記載のシステム。
（付記１５)
前記第２のパワーレベルが前記第２の光ノードにおけるポスト増幅パワーレベルより成り；及び
前記コントローラが前記ポスト増幅パワーレベルを前記第１光ノードの前記出力パワーレベルに合せることで前記ゲインを決定する；
ことを特徴とする付記１２記載のシステム。
（付記１６)
第１及び第２の光ノードが第１方向及び第２方向で信号を通信する双方向ネットワーク内にあり、前記第１の光ノードから第２の光ノードへ通知される光信号が第１方向に伝送され；及び
前記コントローラは、前記第１の光ノードへゲインを通知し、前記第１の光ノードは、前記第２方向の光信号のゲインを、前記第２の光ノードの前記第１方向の光信号の前記ゲインに合致するように設定する；
ことを特徴とする付記１２記載のシステム。

パワーレベル情報を共有する本発明の特定の実施例によるネットワークノードを有する光通信ネットワークを示す図である。 図１のネットワーク中のネットワークノードを示す図である。 図２のネットワークノードの動作方法例を示すフローチャートである。

Claims (16)

1. 光信号の出力パワーレベルより成る第１のパワーレベルを第１の光ノードで測定するステップ；
   前記光信号を第２の光ノードに通知するステップ；
   前記光信号の光監視チャネルで前記第１のパワーレベルを前記第２の光ノードに通知するステップ；
   前記光信号を前記第２の光ノードで受信するステップ；
   前記光信号の第２のパワーレベルを前記第２の光ノードで測定するステップ；及び
   前記第１及び第２のパワーレベルに基づいて前記光信号のゲインを決定するステップ；
   を有することを特徴とする光信号のゲインを決定する方法。
2. 前記第２のパワーレベルが前記第２の光ノードでの前記光信号の入力パワーレベルより成り；
   前記光信号のゲインを決定するステップが：
   区間損失を判定するために前記第１のパワーレベルから前記第２のパワーレベルを減算するステップ；及び
   区間損失及び前記第２の光ノードの既知の素子損失に基づいて前記ゲインを決定するステップ；
   を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記光信号について決定された前記ゲインに基づいて増幅器のゲインを調整するステップを更に有する
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記第２のパワーレベルが前記第２の光ノードでの前記光信号のポスト増幅パワーレベルより成り；及び
   前記ゲインを決定するステップが前記第１及び第２のパワーレベルを等しくするゲインを決定するステップより成る
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 光ノードが第１方向及び第２方向で信号を通信する双方向ネットワーク内にあり、前記第１の光ノードから第２の光ノードへ通知される光信号が第１方向に伝送され；及び
   当該方法は、前記第２の光ノードから前記第１の光ノードへゲインを通知し、前記第１の光ノードは、前記第２方向のゲインを、前記第２の光ノードの前記第１方向の前記ゲインに合致するように設定する；
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 光信号の出力パワーレベルを光ネットワーク内の上流ノードで受信する光監視モジュールであって、前記光信号は前記上流ノードにより前記光ノードに通知され、前記出力パワーレベルは前記光信号の光監視チャネルで通知されるところの光監視モジュール；
   前記光ノードで受信された前記光信号のパワーレベルを測定するパワーモニタ；及び
   前記出力パワーレベル及び測定されたパワーレベルに基づいて前記光信号のゲインを決定するコントローラ；
   を有することを特徴とするノード。
7. 前記光信号から前記光監視チャネルを抽出し、前記光監視チャネルを前記光監視モジュールに通知するスプリッタを更に有する
   ことを特徴とする請求項６記載のノード。
8. 前記パワーモニタが、前記光信号の前記光ノードにおける入力パワーレベルを測定し；
   前記コントローラが、区間損失を判定するために前記出力パワーレベルから前記入力パワーレベルを減算し、前記コントローラが前記区間損失及び前記光ノードの既知の素子損失に基づいて前記ゲインを決定する；
   ことを特徴とする請求項６記載のノード。
9. 前記パワーモニタが、前記光信号のポスト増幅パワーレベルを測定し；及び
   前記コントローラが、前記ポスト増幅パワーレベルを前記上流ノードでの出力パワーレベルに合せることで前記ゲインを決定する；
   ことを特徴とする請求項６記載のノード。
10. 当該ノードが更に増幅器を有し；及び
    前記増幅器のゲインが前記コントローラで決定されたゲインに基づいて設定される；
    ことを特徴とする請求項６記載のノード。
11. 前記光ネットワークが第１方向及び第２方向で信号を通信する双方向ネットワーク内にあり、上流のノードから光ノードへ通知される光信号が第１方向に伝送され；及び
    前記コントローラは、ゲインを先行する光ノードに通知し、前記先行する光ノードは、前記第２方向のゲインを、前記光ノードの前記第１方向の前記ゲインに合致するように設定する；
    ことを特徴とする請求項６記載のノード。
12. 光信号を通知する第１の光ノードであって、前記光信号の前記第１の光ノードでの出力パワーレベルより成る第１のパワーレベルを測定する第１パワーモニタから構成され、前記光信号の光監視チャネルで前記第１のパワーレベルを通知するところの第１の光ノード；及び
    第２の光ノード；
    を有し、該第２の光ノードは：
    前記第１のパワーレベルを前記第１の光ノードから受信する光監視モジュール；
    前記光信号の第２のパワーレベルを測定する第２パワーモニタ；及び
    前記第１及び第２のパワーレベルに基づいて前記光信号のゲインを決定するコントローラ；
    を有することを特徴とするシステム。
13. 前記第２の光ノードが更に増幅器より成り；及び
    前記増幅器のゲインが前記コントローラにより決定されたゲインに基づいて設定される；
    ことを特徴とする請求項１２記載のシステム。
14. 前記第２のパワーレベルは、前記第２の光ノードでの入力パワーレベルより成り；及び
    前記コントローラは前記出力パワーレベルから前記入力パワーレベルを減算して区間損失を判定し、前記コントローラは前記区間損失及び既知の素子損失に基づいて前記ゲインを決定する；
    ことを特徴とする請求項１２記載のシステム。
15. 前記第２のパワーレベルが前記第２の光ノードにおけるポスト増幅パワーレベルより成り；及び
    前記コントローラが前記ポスト増幅パワーレベルを前記第１光ノードの前記出力パワーレベルに合せることで前記ゲインを決定する；
    ことを特徴とする請求項１２記載のシステム。
16. 第１及び第２の光ノードが第１方向及び第２方向で信号を通信する双方向ネットワーク内にあり、前記第１の光ノードから第２の光ノードへ通知される光信号が第１方向に伝送され；及び
    前記コントローラは、前記第１の光ノードへゲインを通知し、前記第１の光ノードは、前記第２方向の光信号のゲインを、前記第２の光ノードの前記第１方向の光信号の前記ゲインに合致するように設定する；
    ことを特徴とする請求項１２記載のシステム。
    

Images