JP2008236026A - 光受信装置およびその光レベル調整量設定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】波長多重光伝送システムにおける波長分離された光を受信する光受信装置であって、入力される光のレベルを調整して出力する光レベル調整部2と、光レベル調整部2から出力された光を受光する受光部3と、をそなえ、かつ、受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に受光部3へ出力する光のレベルが小さくなるように、光レベル調整部2での光レベル調整量が設定される。
【選択図】図1
Description
なお、上記「信号受信端」とは、例えば図22に示すように、ドロップ光を受光して電気信号に変換する光/電気変換(O/E)機能を具備する光受信器101を意味し、以下の説明においても同様である。また、「信号送信端」とは、送信信号(電気信号)を所定波長のアド光にて送信する電気/光変換機能(E/O)を具備する光送信器102を意味する。
(1)SHB
1つ目の要因であるSHBは、光増幅器200(300)で生じる現象で、短波長側の光信号パワーが低下するという特徴がある。即ち、例えば図17に示すごとく、光増幅器200(300)でCバンド(1530〜1565nm)の1波(例えば、1538nm)の光信号を増幅すると、その信号波長近辺のEDFA利得が低下する(これをメインホールと呼ぶ)とともに、1530nm付近のEDFA利得も低下する(これをセカンドホールと呼ぶ)という現象が生じる。
2つ目の要因である利得(波長)偏差も光増幅器200(300)で生じる現象である。即ち、光増幅器200(300)は、上述したように信号光の平均利得を一定に保つ制御(AGC)を行なっており、偏差の生じている波長が残留すると、その信号光の利得を目標利得に合わせるよう動作するため、例えば図16(B)中の(2)欄に示すように、残留光信号の出力光パワーに変化(この場合は+ΔP)が生じるのである。
3つ目の要因であるSRS効果は、伝送路400で生じる現象である。このSRS効果を利用した光増幅器がラマン増幅器である。一般的なシングルモードファイバのSRSは例えば図19に示すごとく、励起光波長から約13THz低周波側(励起光波長が1400nm付近にある場合は約100nm長波長側)に利得ピークを有するという特徴があるため、励起光波長を選ぶことで任意波長帯域の光信号増幅が可能になる。ただし、この図19に示されるように、ピンポイント波長での増幅が可能なわけではなく、その増幅(利得)特性には波長に対して或る程度の広がりがあるため、励起光波長付近でも増幅現象が発生する。
例えば図21(A)に示すように、波長数変動前においては、各ノード100配下の信号受信端(図22の光受信器101参照)での受信レベルは、スパン数が増大したとしても正常な範囲(受信許容範囲)にある。即ち、前述の図15(A)に示すように、ノード100Aで39波を、ノード100Bで1波を、それぞれアドするとともに、信号受信端でノード100A,100Bからの合計40波の光を受信する場合において、図15(B)に示すような障害が発生していない通常時においては、図15(A)中スパン♯1〜♯5間にそなえられるいずれのノード100の配下に信号受信端を設けたとしても、信号受信端では受信光パワー変化の累積はなく、安定的な光受信を行なうことができる。
なお、本願発明に関連する技術としては例えば特許文献1〜3に記載されたものがある。
特許文献1には、波長ごとに分離された光信号レベルを光検出器で検出して、検出した光信号レベルが高い場合ほど対応する波長の光信号レベルを減衰させる機能を有する光波長分離装置について開示する。
さらに、特許文献3には、中継段の伝送装置においてSRSやSHBによる信号光レベルの過渡変動を抑圧する制御を行なう技術について記載されている。
そこで、本発明の目的の一つは、簡易な構成で、波長数変動が生じても正常に信号光受信を行なうことができるようにすることにある。
(1)すなわち、本発明の光受信装置は、波長多重光伝送システムにおける波長分離された光を受信する光受信装置であって、入力される光のレベルを調整して出力する光レベル調整部と、該光レベル調整部から出力された光を受光する受光部と、をそなえ、かつ、受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部での光レベル調整量が設定されたことを特徴としている。
(3)さらに、(1)において、前記受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該光レベル調整部から該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部を設定制御する設定制御部をそなえることができる。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題,その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔A〕第1実施形態の説明
図1は本発明の第1実施形態にかかる光受信装置1を示す図である。この図1に示す光受信装置1は、例えば前述の図13に示すものと同様のメトロコアシステムとしての波長多重光伝送システムにおいて、OADMノード(光分岐挿入ノード)100で波長分離された光を受信するものである。例えば、前述の図22に示す信号受信端としての光受信器101のごとく、OADMノード100でドロップされた波長単位の光信号について受信するものである。換言すれば、第1実施形態の光受信装置1は図22に示す光受信器101として構成することができるものである。
このように構成された光受信装置1においては、波長数変動により、過渡的にドロップ光波長について、前述した伝送路400(図13参照)や光アンプ200,300で利得が変動している場合においても、光レベル調整部2での光レベル調整により、受光部3においては受光許容範囲内で正常に受光することができるので、伝送エラーの発生を抑制させることができる。
この場合においては、図4(B)における左側の波長条件(b)に示すように、全波長の光が伝送されているときの波長数変動により長波長側波長が残存する場合には、当該長波長側波長の光の利得がSRSの影響を支配的に受けて増大し、光レベルとしてはマイナス方向に変動する。従って、図4(B)の右側に示すように、このような波長数変動が生じた箇所の下流側伝送路にそなえられたノード装置の配下の光受信器101においては、経由するスパン数の増大に伴って光レベルが小さくなり、経由するスパン数によっては受光部3での受信許容範囲を下回ることになり(R21参照)、受信信号の品質向上に支障を来たす。
このように、残存波長の光パワーが大きくなる波長変動態様においては残存する波長は短波長側波長であり、光パワーが小さくなる波長変動態様においては残存する波長は長波長側波長である。即ち、光受信器101においては、短波長側波長の光を受信するものについては、波長数変動が生じると受光部3に入力される光のパワーが受光許容範囲を上回ることを想定する必要性が比較的大きい一方、長波長側波長の光を受信するものについては、波長数変動が生じると受光部3に入力される光のパワーが受光許容範囲を下回ることを想定する必要性が比較的大きい。尚、中心波長帯の光が残存する場合、短波長および長波長が分布して残存する場合には、光レベル変動は比較的小さいので、経由するスパン数が増大しても受光許容範囲を外れることを想定する必要性は比較的小さくなる。
なお、受光部3の受光許容上限から低くしたP1を定めるにあたっての所定レベル、および受光部3の受光許容下限から高くしたP2を定めるにあたっての所定レベルとしては、それぞれ、システム条件、伝送路種類および光アンプ特性等の要素に基づいて、システム設計値として予め見積もられる。システム条件には、伝送スパン数、信号帯域、伝送信号波長数、および伝送路入力レベル等を含めることができる。又、伝送路種類としては、伝送路有効断面積などを含めることができる。更に、光アンプ特性としては、光アンプの利得を制御する制御回路特性や、光アンプの利得波長偏差の特性、およびSHB特性を含めることができる。
図6は本発明の第2実施形態にかかる光受信装置1Aを示す図である。この図6に示す光受信装置1Aは、前述の第1実施形態におけるもの(符号1参照)と同様、図2又は図22に示す光受信器101として適用することができるが、光レベル調整部2Aの構成が異なるとともに、設定制御部4をそなえている点が異なっている。尚、受光部3については第1実施形態における光受信装置1と同様である。
第2実施形態におけるモニタ部2bは、光可変減衰器2aにおける入出力光についてそれぞれ一部を分岐する分岐カプラ2b−1,2b−2をそなえるとともに、分岐カプラ2b−1,2b−2で分岐された光のパワーをそれぞれモニタするフォトダイオード(PD)2b−3,2b−4をそなえている。そして、フォトダイオード2b−3,2b−4での各光パワーのモニタ結果を、それぞれ、光可変減衰器2aへの入力光レベルおよび出力光レベルのモニタ結果として光可変減衰器2aに出力するようになっている。
さらに、第2実施形態における光レベル調整部2Aにおいては、光可変減衰器2aをそなえているが、この光可変減衰器2aについては、光受信装置1Aが接続される光ネットワークの構成に応じて、適宜、利得制御機能を有する光アンプに換えて構成することとしてもよい。この場合においては、光アンプとしては例えば増幅媒体とともに増幅媒体の利得制御機能をそなえ、利得制御機能は、フォトダイオード2b−3,2b−4からのモニタ結果に基づき、分岐カプラ2b−2を介して受光部3へ出力される光のパワーが設定信号出力部4cからの設定信号で設定される目標出力レベルとなるように増幅媒体の利得を制御する。
特に、第2実施形態における光受信装置1Aにおいては、入力される光の波長が未知である場合に、適用される波長多重光通信システムの監視信号を入力されて、この監視信号をもとに自身の光受信装置1Aに入力される光の波長の情報を予め取得しておくことができるので、その光波長に応じて受光部3での入力光パワーを設定しておくことで、前述の第1実施形態の場合と同様に、入力される光波長以外の伝送光波長に変動が生じたとしても、受光部3に入力される光パワーを受光許容範囲に収めることができる。
また、第2実施形態においては、光レベル決定部4bが、受信波長が第1帯域か第2帯域にあるかに応じて2種類の光パワーP1,P2を決定するようにしているが、本発明によれば、少なくとも受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に受光部3へ出力する光のレベルが小さくなる態様であれば、他の態様で光パワーを決定することとしてもよい。
図9は本発明の第3実施形態にかかる光受信装置1Bを示す図である。この図9に示す光受信装置1Bは、前述の第2実施形態におけるもの(符号1A参照)に比して、設定制御部4Aの構成が異なっているが、これ以外の構成は第2実施形態における光受信装置1Aと基本的に同様である。尚、図9中、図6と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
図11は本発明の第4実施形態にかかる光受信装置1Cを示す図である。この図11に示す光受信装置1Cは、前述の第2実施形態におけるもの(符号1A参照)に比して、設定制御部4Bの構成が異なっているが、これ以外の構成は第2実施形態における光受信装置1Aと基本的に同様である。尚、図11中、図6と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
上述のごとく構成された光受信装置1Cでは、図12のフローチャートに示すように、設定制御部4Bをなす受信波長情報取得部4aで、例えば外部から入力されるOSC監視信号光(ステップC1)から、受信光波長の情報を抽出し、これを光レベル決定部4eに出力する(ステップC2)。
上述した実施形態にかかわらず、請求項記載の本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、上述の各実施形態においては、単一波長の光を受信する光受信装置としての構成に着目したが、本発明によれば、たとえば図2に示す複数の光受信器101を一体とした光受信装置を構成することも可能である。
〔F〕付記
(付記1)
波長多重光伝送システムにおける波長分離された光を受信する光受信装置であって、
入力される光のレベルを調整して出力する光レベル調整部と、
該光レベル調整部から出力された光を受光する受光部と、をそなえ、
かつ、受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部での光レベル調整量が設定されたことを特徴とする、光受信装置。
該波長多重光伝送システムには、波長多重光の波長ごとの分岐/挿入を行なう光分岐挿入ノードがそなえられ、該光受信装置は、前記光分岐挿入ノードで分岐された波長の光を受信するように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)
前記受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該光レベル調整部から該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部を設定制御する設定制御部をそなえたことを特徴とする、付記1記載の光受信装置。
該設定制御部は、
受信する光の波長に関する情報を取得する受信波長情報取得部と、
該受信波長情報取得部で取得した前記情報に応じて、該光レベル調整部から該受光部へ出力する光レベルを決定する光レベル決定部と、
該光レベル決定部で決定された前記光レベルを該受光部へ出力する光の設定レベルとする設定信号を該光レベル調整部へ出力する設定信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、付記3記載の光受信装置。
該受信波長情報取得部は、前記波長多重光伝送システムにおける監視信号を入力され、該監視信号に基づいて、前記情報を取得することを特徴とする、付記4記載の光受信装置。
(付記6)
該受信波長情報取得部は、該光レベル調整部へ入力される光の波長を検出する波長検出部として構成されたことを特徴とする、付記4記載の光受信装置。
該光レベル決定部は、該受信波長情報取得部で取得した前記受信する光の波長に関する情報をパラメータとした演算処理により該受光部へ出力する光のレベルを導出するレベル導出部として構成されたことを特徴とする、付記4記載の光受信装置。
(付記8)
該光レベル決定部は、該受信波長情報取得部で取得した前記情報に基づいて、前記受信する光の波長が、予め設定された所定の短波長帯域である第1帯域内にある場合には、前記短波長帯域よりも長波長側の帯域である第2帯域内にある場合よりも、該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように決定することを特徴とする、付記4記載の光受信装置。
該光レベル決定部は、該受信波長情報取得部で取得した前記情報に基づいて、該受光部へ出力する光レベルが、前記受信する光の波長について短波長側から線形的に大きくなるように決定することを特徴とする、付記4記載の光受信装置。
(付記10)
前記波長多重光伝送システムの波長帯域をCバンドとした場合の前記第1帯域は、前記Cバンドの短波長帯域である1530nm〜1535nmであることを特徴とする、付記8記載の光受信装置。
該光レベル調整部は、該設定信号出力部からの前記設定信号に基づいて可変に設定された減衰量で入力光を減衰させる光可変減衰器と、該光可変減衰器への入力光レベル又は出力光レベルをモニタするモニタ部と、をそなえ、
該光可変減衰器は、該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、前記入力光を前記設定レベルに減衰させて、該受光部へ出力することを特徴とする、付記4記載の光受信装置。
該光レベル調整部は、可変に設定された利得で入力光を増幅させる光アンプと、該光アンプへの入力光レベル又は出力光レベルをモニタするモニタ部と、をそなえ、
該光アンプは、該モニタ部でのモニタ結果に基づいて、前記入力光を前記設定レベルに増幅させて、該受光部へ出力することを特徴とする、付記4記載の光受信装置。
該光レベル調整部が、波長分離された互いに異なる複数の入力光についてのレベルを、波長分離された波長単位にそれぞれ調整して出力する複数の波長単位光レベル調整部をそなえて構成されるとともに、
該受光部が、該複数の波長単位光レベル調整部のそれぞれから出力された光をそれぞれ受光する複数の波長単位受光部として構成され、
かつ、受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に対応する該波長単位受光部へ出力する光のレベルを小さくすべく、該複数の波長単位光レベル調整部での光レベル調整量が設定されたことを特徴とする、付記1記載の光受信装置。
波長多重光伝送システムにおける波長分離された光を入力され、前記入力された光のレベルを調整して出力する光レベル調整部と、該光レベル調整部から出力された光を受光する受光部と、をそなえた光受信装置の光レベル調整量設定方法であって、
受信する光の波長に関する情報を取得し、
前記取得した情報に基づき、受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部での光レベル調整量を設定することを特徴とする、光受信装置の光レベル調整量設定方法。
2,2A 光レベル調整部
2a 光可変減衰器
2b−1,2b−2 分岐カプラ
2b−3,2b−4 PD
3 受光部
4,4A,4B 設定制御部
4a,4d 受信波長情報取得部
4b,4e 光レベル決定部
4c 設定信号出力部
11 分波部
100,100A,100B OADMノード
101 光受信器
102 光送信器
110 受信ノード
200,300 光アンプ
400 伝送路
501,502 光分岐手段
601,602 PD
700 利得一定制御部
Claims (5)
- 波長多重光伝送システムにおける波長分離された光を受信する光受信装置であって、
入力される光のレベルを調整して出力する光レベル調整部と、
該光レベル調整部から出力された光を受光する受光部と、をそなえ、
かつ、受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部での光レベル調整量が設定されたことを特徴とする、光受信装置。 - 該波長多重光伝送システムには、波長多重光の波長ごとの分岐/挿入を行なう光分岐挿入ノードがそなえられ、該光受信装置は、前記光分岐挿入ノードで分岐された波長の光を受信するように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。
- 前記受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該光レベル調整部から該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部を設定制御する設定制御部をそなえたことを特徴とする、請求項1記載の光受信装置。
- 該設定制御部は、
受信する光の波長に関する情報を取得する受信波長情報取得部と、
該受信波長情報取得部で取得した前記情報に応じて、該光レベル調整部から該受光部へ出力する光レベルを決定する光レベル決定部と、
該光レベル決定部で決定された前記光レベルを該受光部へ出力する光の設定レベルとする設定信号を該光レベル調整部へ出力する設定信号出力部と、をそなえたことを特徴とする、請求項3記載の光受信装置。 - 波長多重光伝送システムにおける波長分離された光を入力され、前記入力された光のレベルを調整して出力する光レベル調整部と、該光レベル調整部から出力された光を受光する受光部と、をそなえた光受信装置の光レベル調整量設定方法であって、
受信する光の波長に関する情報を取得し、
前記取得した情報に基づき、受信波長が長波長帯域に比べて短波長帯域のほうが相対的に該受光部へ出力する光のレベルが小さくなるように、該光レベル調整部での光レベル調整量を設定することを特徴とする、光受信装置の光レベル調整量設定方法。
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