JP2011044984A

JP2011044984A - 光波長多重伝送システム

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Publication number: JP2011044984A
Application number: JP2009192901A
Authority: JP
Inventors: Takuma Togo; 拓磨東郷; Kenichi Okamoto; 健一岡本; Tsutomu Yui; 務油井; Tatsunori Watanabe; 辰徳渡邉; Hideyuki Kikuchi; 英之菊地; Naoki Yamazaki; 直己山崎
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2011-03-03

Abstract

【課題】光波長多重伝送を行う光波長多重伝送システムに関し、波長対応の調整設定を容易とする。
【解決手段】光波長多重装置１，２間を１本の光伝送路３により接続して光波長多重伝送を行う光波長多重伝送システムであって、レーザダイオードと、フォトダイオードとをそれぞれ含む複数の光波長対応のインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８と、異なる光波長信号を多重化する多重化部ＭＵＸ及び受信した光波長多重化信号を波長分離して光波長対応のインタフェース部へそれぞれ転送する多重分離部ＤＭＵＸとを含む多重部１０と、光波長多重化信号を送受信する送受信部２０と、この送受信部２０により受信する光波長多重化信号の断検出により光波長対応の総てのインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８のレーザダイオードの出力光停止制御を行う監視・制御部４０とを備え、インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８は、監視・制御部４０からの選択制御信号に従って、レーザダイオードからの光信号出力動作の開始及び停止を行う制御構成を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数波長の光信号を多重化して伝送するシステムに於ける１光波長の光信号の送受信試験を可能とする光波長多重伝送システムに関する。

光信号による各種情報の伝送システムに於いて、単一波長の光信号を用いる最も単純な構成と、８波長程度の光信号を多重化して伝送する比較的簡単な構成と、１００波長程度光信号を高速変調して、高速大容量伝送を可能とする複雑な構成等が実用化されている。又変調方式も単純な強度変調や、複雑な多値変調又は光位相変調等が知られている。又中継伝送方式も各種提案され、且つ実用化されている。又光伝送装置間の光伝送路を、送信用と受信用との２本とする構成や、送受信共用の１本とする構成が適用されている。一般的に、光伝送路は、２本用いる構成に比較して１本用いるシステム構成が廉価であり、又複雑な変調手段を適用する構成に比較して、比較的簡単な強度変調を適用する構成が廉価である。又光波長の多重数が多くなる程、大容量伝送が可能となるが、システムコストは上昇することになる。そこで、システムコストを低減する為に、光波長の多重度は８波長程度に抑え、光信号の変調方式は、“１”，“０”の強度変調とし、光伝送路は送受共用の１本としたシステムを適用した構成が知られている。

又光信号は、光伝送路の特性に対応して伝送損失の少ない赤外光波長帯域の中から選択するものであり、光信号の送信側に於いては、受信側で光信号レベル識別によりデータ再生を行う為に、比較的光強度の大きい光信号を送信するものであるから、光伝送路障害発生を検出した場合に、発光停止制御を行うオートレーザシャットダウン（ＡＬＳ）の機能を備えて、安全性を確保する構成が適用されている。このようなＡＬＳ機能は、既に各種の構成が提案され、且つ実用化されている。例えば、光信号の出力端が光コネクタ取り外し等により開放端となった場合に、その開放端からの戻り光を検出して、光増幅器の利得低減制御を行う手段が提案されている（例えば、特許文献１参照）。又光伝送路障害発生検出により、光信号の中継装置の光励起による光増幅器の励起光をオフとして、中継増幅を中止することにより、光伝送路による伝送損失によって光強度が低下した状態で伝送する状態として、光信号が漏出しても、障害を与えることがないようにする手段も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−８３２０１号公報特開２００３−４６４５７号公報

光波長多重伝送システムとして、比較的簡単な構成で、廉価なシステムを構成する場合は、前述のように、８波長多重程度とする場合が一般的であり、又１本の光伝送路を送受信共用とした構成を適用する場合が一般的である。又光信号の送信側は、光波長対応のレーザダイオードを設けるものであり、各レーザダイオードの光出力レベルを、システム運用開始前に、光信号の受信側に於いてそれぞれ所定の受信レベルとなるように予め調整して設定し、自動光出力レベル制御構成等の比較的高価な構成を省略してコストダウンを図るシステム構成が適用されている。なお、光信号は不可視光の赤外光であり、コネクタ外れや光伝送路の光ファイバ破断等による身体に対する障害を防止する為に、前述のＡＬＳ機能を設けることは必要であり、このＡＬＳ機能の動作時は、光波長多重伝送システムの送信側の総てのレーザダイオードの駆動を停止させるものである。

図３は、ＡＬＳ機能の説明図であり、Ａ局とＢ局との波長分割多重部（ＷＤＭ；ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）間を１本の光伝送路により接続し、端末装置間で通信を行う場合を示し、Ａ局とＢ局との間では、光波長多重伝送を行っている状態に於いて、光ファイバの破断や光コネクタ外れ等による回線断発生時には、一方のＡ局も他方のＢ局も光信号受信断（Ｌｏｓ）検出の状態となる。このＬｏｓ検出により、光出力停止制御を行う。それによって、光ファイバの破断個所や光コネクタ外れ個所に於いて漏出する不可視光による作業員等に対する障害発生を防止することができる。即ち、光伝送システムでは安全上ＡＬＳ機能は必須の構成である。

又前述の比較的廉価な構成の光波長多重伝送システムに於いては、自動光出力レベル制御構成を省略していることにより、システム立上げ時に、各波長のレーザダイオードの光出力レベルを予め調整して設定するものである。その場合、送信側と受信側との間で、任意の通信手段を利用して相互に連絡して、前述のＡＬＳ機能を無効化し、送信側は、順次各波長のレーザダイオードを選択駆動し、受信側は、各波長対応の光信号受信レベルを順次測定して送信側に通知し、所定の光信号受信レベルとなるように、各波長のレーザダイオードの駆動手段の調整を行うことになる。しかし、廉価な構成とする為に、各波長のレーザダイオードの選択駆動制御手段を備えていないものである。

そこで、レーザダイオード・モジュール構成を採用し、ＡＬＳ機能を無効化した後、順次各波長のレーザダイオード・モジュールを選択装着して、そのレーザダイオードを駆動することにより、前述のような各波長対応のレーザダイオードの光出力レベルを、受信側で所定の受信レベルとなるように調整して設定し、送受信側のそれぞれのレーザダイオード・モジュールの調整終了によりＡＬＳ機能を有効に切り替えて、運用状態に移行することができる。しかし、システム立上げ時等のレーザダイオードの光出力レベル設定作業が複雑化すると共に、光波長対応の設定誤りが発生する可能性を含み、８波長程度の光波長多重伝送システムを廉価に構成する上で、大きな問題となっている。

本発明は、前述の問題点を解決することを目的とし、１波長対応の光送信レベル設定を簡単に且つ誤りなく実施することを可能とする。

本発明の光波長多重伝送システムは、光波長多重装置間を１本の光伝送路により接続して光波長多重伝送を行う光波長多重伝送システムであって、前記光波長多重装置は、送信信号を光信号に変換するレーザダイオードと、受信光信号を電気信号に変換するフォトダイオードとをそれぞれ含む複数の光波長対応のインタフェース部と、これらの光波長対応のインタフェース部からのそれぞれ異なる光波長信号を多重化する多重化部及び受信した光波長多重化信号を波長分離して前記光波長対応のインタフェース部へそれぞれ転送する多重分離部とを含む多重部と、光波長多重化信号を送受信する送受信部と、この送受信部により受信する光波長多重化信号の断検出により光波長対応の総てのインタフェース部のレーザダイオードの出力光停止制御を行う監視・制御部とを備え、インタフェース部は、監視・制御部からの選択制御信号に従って、レーザダイオードからの光信号出力動作の開始及び停止を行う制御構成を備えている。

又インタフェース部は、レーザダイオードに印加する動作電圧を、監視・制御部からの制御信号によってオン、オフ制御するスイッチ回路を設けた構成を備えている。

光波長多重装置の光波長多重数に従った個数のインタフェース部に、それぞれ個別にレーザダイオードの光信号出力動作の開始及び停止の制御構成を設けたことにより、システム立ち上げ時に、操作用端末等の外部からの指示に従って、選択指定したレーザダイオード毎に光出力特性を試験して調整設定することが可能となり、システム立ち上げ時等に於ける調整設定が容易且つ誤りなく実行できる利点がある。

本発明の実施例１の説明図である。本発明の実施例１の光信号送出部の要部説明図である。ＡＬＳ機能の説明図である。

本発明の光波長多重伝送システムは、図１を参照して説明すると、光波長多重装置１，２間を１本の光伝送路３により接続して光波長多重伝送を行う光波長多重伝送システムであって、光波長多重装置１，２は、送信信号を光信号に変換するレーザダイオードと、受信光信号を電気信号に変換するフォトダイオードとをそれぞれ含む複数の光波長対応のインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８と、これらの光波長対応のインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８からのそれぞれ異なる光波長信号を多重化する多重化部ＭＵＸ及び受信した光波長多重化信号を波長分離して前記光波長対応のインタフェース部へそれぞれ転送する多重分離部ＤＭＵＸとを含む多重部１０と、光波長多重化信号を送受信する送受信部２０と、この送受信部２０により受信する光波長多重化信号の断検出により光波長対応の総てのインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８のレーザダイオードの出力光停止制御を行う監視・制御部４０とを備え、インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８は、監視・制御部４０からの選択制御信号に従って、レーザダイオードからの光信号出力動作の開始及び停止を行う制御構成を備えている。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、１，２はＡ局及びＢ局の光波長多重装置（ＷＤＭ）、３は１本の光伝送路、１０は多重部、２０は送受信部、３０は送受信インタフェース部、４０は監視・制御部、５０は操作用端末、１１は多重化部（ＭＵＸ）、１２は多重分離部（ＤＭＵＸ）、１３は光増幅器、２１は分離フィルタ、２２は光増幅器、ＩＦ１〜ＩＦ８は、光波長λ１〜λ８の光信号を出力するレーザダイオード及び受信光信号を電気信号に変換するフォトダイオードを含むインタフェース部を示し、光波長多重装置１，２はほぼ同一の構成を有するものであり、光波長多重装置１，２相互間のネットワーク側は、１本の光伝送路３により接続して光波長多重化信号の送受信を行う。又クライアント側は、光波長対応のインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８にそれぞれ図示を省略した端末装置等が接続される。なお、光波長多重装置２には更に他の光波長多重装置が光伝送路により接続されて、光波長多重化信号の伝送を行う光波長多重伝送システム構成とすることも可能である。

光波長多重装置１，２の送受信インタフェース部３０の各インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８は、電気信号を光信号に変換して送信する為のレーザダイオードと、受信した光信号を電気信号に変換する為のフォトダイオードとを含む構成を有するものであり、例えばＳＦＰ（ＳｍａｌｌＦｏｒｍ−ｆａｃｔｏｒＰｌｕｇｇａｂｌｅ）構成のモジュールを適用することも可能である。又各インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８のレーザダイオードは、それぞれ異なる光波長λ１〜λ８の光信号を出力する構成又は発光特性に制御されるものであり、監視・制御部４０から点線矢印に示す径路によって、一斉又は個別に動作の停止制御が可能の構成を有するものである。又多重部１０の多重化部１１は、インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８からの波長λ１〜λ８の光信号を多重化するものであり、光増幅器１３は波長多重光信号を所定の送信レベルとなるように、監視・制御部４０から点線矢印の径路によって利得が制御される。又多重分離部１２は、受信した波長λ１１〜λ１８の波長多重化信号を、各波長λ１１〜λ１８対応に分離して、それぞれインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８へ転送し、各インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８内部のフォトダイオードにより電気信号に変換する。

又送受信部２０の分離フィルタ２１は、送信光信号と受信光信号とを分離する例えば方向性光結合器構成として、波長λ１〜λ８の送信波長多重光信号と波長λ１１〜λ１８の受信波長多重光信号とを分離するものであり、受信波長多重化信号を光増幅器２２により所定の光信号レベルとなるように増幅して、多重部１０の多重分離部１２へ転送する。監視・制御部４０は、点線矢印の径路により、光増幅器２２に対する入力レベルを、図示を省略したフォトダイオード等を介して監視し、回線断発生か否かを判定する。入力レベルが０程度に低下した場合は、回線断やコネクタ抜けと判定して、ＡＬＳ機能によりインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８のレーザダイオードの一斉駆動停止の制御を行う。レーザダイオードの駆動回路は、既に各種の構成が提案され、且つ実用化されている構成を適用することが可能であり、例えば、駆動回路の動作電圧の供給を、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等によるスイッチによりオフとする制御構成とすることができる。即ち、インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８対応のレーザダイオードの駆動回路に、駆動電圧供給用のＦＥＴ等によるスイッチを接続し、監視・制御部４０から点線矢印で示す径路によって、一斉にスイッチをオフに制御し、ＡＬＳ機能動作を実行させることができる。又スイッチを個別にオン、オフ制御することにより、選択した波長の光信号のみを出力させる制御も可能である。

システム立上げ時又はインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８の個別調整時に、監視・制御部４０に操作用端末５０を接続し、この操作用端末５０から、監視・制御部４０に対してＡＬＳ機能無効設定制御入力を行い、そして、インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８の何れか一つを動作状態に指定し、他を休止状態に指定する。監視・制御部４０は、点線矢印の径路により、動作状態に指定されたインタフェース部以外のインタフェース部のレーザダイオードの駆動停止、例えば、前述の駆動電圧供給用のスイッチをオフとし、指定されたインタフェース部のみの駆動電圧供給用のスイッチをオンとして動作状態にし、単一波長の光信号を、多重部１０及び送受信部２０を介して対向局へ送信する。対向局としてのＢ局の光波長多重装置２に於いては、受信光レベルが適切か否かを、光波長多重装置２の監視・制御部４０により、光増幅器２２の入力レベルを、前述のように図示を省略したフォトダイオードに受信光信号の一部を分岐入力して検出することにより判定する。この受信側の判定結果は、インバンドやアウトバンド方式により送信側へ通知し、受信光レベルが低い場合は、監視・制御部４０からインタフェース部のレーザダイオードの駆動部を制御し、所定の受信光レベル範囲内となるように調整する。このような調整制御処理を全インタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８に対して実行し、正常終了の場合に運用状態に移行する。

図２は、本発明の実施例１の光信号送出部の要部説明図であり、図１に於けるインタフェース部ＩＦ１〜ＩＦ８の光信号送出部の要部構成を示し、３１は制御回路、３２は駆動部、３３はフィードバック制御部、３４はレーザダイオード・モジュール、３５は光ファイバ、３６は電源スイッチ部、３７はレーザダイオード、３８はモニタ用フォトダイオード、３９は結合用レンズを示す。電源スイッチ部３６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等により構成され、電源電圧＋Ｖを駆動部３２からレーザダイオード３７に印加する。又レーザダイオード３７のバック方向の光をフォトダイオード３８により検出してフィードバック制御部３３に入力し、送信信号に従って駆動部３２からレーザダイオード３７に印加する電源電圧＋Ｖの値を、所望の光出力レベルとなるように制御する。電源スイッチ部３６を制御信号に従ってオフ状態とすると、レーザダイオード３７には駆動電圧が印加されないので、発光停止の状態となる。従って、監視・制御部４０からＡＳＬ機能により一斉に発光停止の制御及びレーザダイオード３７の出力レベル設定時の個別選択制御が可能となる。なお、電源スイッチ部３６のオン、オフを制御する構成以外に、レーザダイオードのバイアス低下の制御、フィードバック制御部３３によるフィードバック量増加の制御等の各種の制御構成を適用して、レーザダイオード３７の出力光信号を０レベル又はそれに近い低い値に制御することも可能である。

１，２光波長多重装置（ＷＤＭ）
３光伝送路
１０多重部（ＭＵＸ）
２０送受信部
３０送受信インタフェース部
４０監視・制御部
５０操作用端末
１１多重化部（ＭＵＸ）
１２多重分離部（ＤＭＵＸ）
１３光増幅器
２１分離フィルタ
２２光増幅器
ＩＦ１〜ＩＦ８インタフェース部

Claims

光波長多重装置間を１本の光伝送路により接続して光波長多重伝送を行う光波長多重伝送システムに於いて、
前記光波長多重装置は、送信信号を光信号に変換するレーザダイオードと、受信光信号を電気信号に変換するフォトダイオードとをそれぞれ含む複数の光波長対応のインタフェース部と、該複数の光波長対応のインタフェース部からのそれぞれ異なる光波長信号を多重化する多重化部及び受信した光波長多重化信号を波長分離して前記光波長対応のインタフェース部へそれぞれ転送する多重分離部とを含む多重部と、光波長多重化信号を送受信する送受信部と、該送受信部により受信する光波長多重化信号の断検出により光波長対応の総ての前記インタフェース部の前記レーザダイオードの出力光停止制御を行う監視・制御部とを備え、
前記インタフェース部は、前記監視・制御部からの選択制御信号に従って、前記レーザダイオードからの光信号出力動作の開始及び停止を行う制御構成を備えた
ことを特徴とする光波長多重伝送システム。
前記インタフェース部は、前記レーザダイオードに印加する動作電圧を前記監視・制御部からの制御信号によってオン、オフ制御するスイッチ回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の光波長多重伝送システム。