JP2015095690A - 波長多重光通信システム、波長多重光通信方法、送信装置及び受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送信部及び受信部を交換又は修理をすることなく通信障害から迅速に復旧できる波長多重光通信システム等を提供する。【解決手段】波長多重光通信システム１０は、複数の送信部１１１〜１１４から出力された互いに異なる波長λ１〜λ４の複数の光を、伝送路１０２を介して複数の受信部１２１〜１２４にて波長毎に受信する波長多重光通信システムであって、通信制御部１０４、１０５を備える。通信制御部１０４、１０５は、通信障害が発生した例えば送信部１１１又は受信部１２１に割り当てられている波長λ１を、他の送信部１１２及び受信部１２２に割り当てられた波長λ２と入れ替える。【選択図】図１

Description

本発明は、波長多重光通信システム、波長多重光通信方法、送信装置及び受信装置に関する。

コアメトロ系の光通信システムにおける大容量化を支える技術として、デジタルコヒーレント方式を用いた波長多重光通信システムが注目されている。デジタルコヒーレント方式では、受信部において、送信部の局部発振光（キャリア）と同波長の光源の局部発振光を受信光と干渉させることで、送信部によって変調された信号光を復調する。

波長多重光通信システムは、現用系のみで構成されるものと、さらに予備系を装備するものとがある。予備系を備えない波長多重光通信システムでは、現用系の送信部又は受信部の故障に対して、その交換又は修理がされるまで復旧できず、復旧までに長時間を要する。

予備系を備える波長多重光通信システムとして、各波長の送信部及び受信部の故障に備えるために、１台の予備系を装備する１対ｎプロテクション方式がある（特許文献１）。１対ｎプロテクション方式では、ｎ台の現用の送信部及び受信部に対して、１台の予備の送信部及び受信部を予め用意している。このため、現用の１台が故障した際には予備の送信部及び受信部に切り替える。予備系はスイッチにより切り替えられる構成である。

特開２００３−１４９２７５号公報

しかしながら、予備系を装備する波長多重光通信システムであっても、予備系への切り替え後に現用系又は予備系が更に故障した際には、送信部及び受信部の交換又は修理がされるまで復旧できず、復旧までに長時間を要する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、通信障害から迅速に復旧できる波長多重光通信システム、波長多重光通信方法、送信装置及び受信装置を提供することを第１の目的とする。また、通信障害発生の場合に送信部及び受信部を交換又は修理をする必要がない波長多重光通信システム、波長多重光通信方法、送信装置及び受信装置を提供することを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る波長多重光通信システムは、複数の送信部と、合波部と、複数の受信部と、通信制御部とを備える。複数の送信部は、互いに異なる波長の光信号を送信する。合波部は、複数の送信部から送信された光信号を合波して送信する。複数の受信部は、合波部から送信された光信号を伝送路を介して受信し、それぞれが予め割り当てられた波長であって互いに異なる波長の光信号を受信する。通信制御部は、複数の送信部それぞれが送信する光信号の波長と、複数の受信部それぞれが受信する光信号の波長を設定する。複数の送信部は、それぞれ、複数の波長のうちの通信制御部により設定された波長の光信号を送信する。複数の受信部は、それぞれ、複数の波長のうちの通信制御部により設定された波長の光信号を受信する。通信制御部は、通信障害が発生した送信部又は受信部に割り当てられている波長を、他の送信部又は受信部に割り当てられた波長と入れ替える。

本発明によれば、通信制御部は、通信障害が発生した送信部又は受信部に割り当てられている波長を、他の送信部又は受信部に割り当てられた波長と入れ替えるので、通信障害から迅速に復旧できる波長多重光通信システム及び波長多重光通信方法を提供することができる。また、通信障害発生の場合に送信部及び受信部を交換又は修理をする必要がない波長多重光通信システム、波長多重光通信方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係るデジタルコヒーレント波長多重光通信システムを示す図である。 （ａ）はデジタルコヒーレント波長多重光通信システムの送信部、（ｂ）は受信部の構成図である。 送信部及び受信部の波長可変光源の構成図である。 （ａ）〜（ｃ）はデジタルコヒーレント波長多重光通信システムの故障復旧の動作例を示す図である。 デジタルコヒーレント波長多重光通信システムの通信障害復旧のフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るデジタルコヒーレント波長多重光通信システムを示す図である。 本発明の実施の形態３に係るデジタルコヒーレント波長多重光通信システムを示す図である。 （ａ）〜（ｃ）はデジタルコヒーレント波長多重光通信システムの故障復旧の動作例を示す図である。 変形例のデジタルコヒーレント波長多重光通信システムを示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る波長多重光通信システム及び波長多重光通信方法について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る波長多重光通信システム１０は、図１に示すように、例えば４波長の光を多重通信するシステムである。

波長多重光通信システム１０は、送信装置１１０の４個の送信部１１１〜１１４から送信された波長λ１〜λ４を混合した光を、伝送路１０２を介して、受信装置１２０の４個の受信部１２１〜１２４にて波長毎に受信するデジタルコヒーレント方式の波長多重光通信システムである。

送信部１１１〜１１４は、通信制御部１０４による制御に従い、第１〜第４チャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ４）からの電気信号を光信号に変換し、互いに異なる波長λ１〜λ４の光をそれぞれ、合波部として機能する合波器１０１に出力する。例えば、送信部１１１は波長λ１の光を、送信部１１２は波長λ２の光を、送信部１１３は波長λ３の光を、送信部１１４は波長λ４の光を、それぞれ送信する。

合波器１０１は、例えば光カプラーであり、入力された波長λ１〜λ４の複数の光を合波して伝送路１０２に出力する。

伝送路１０２は、例えば光ファイバーなどの伝送路であり、合波器１０１により合波された送信光を伝送し、分配器１０３に入力する。

分配器１０３は、伝送路１０２からの送信光をパワー分配（ここでは４分配）して出力する光デバイスである。

受信部１２１〜１２４は、通信制御部１０５による制御に従い、波長λ１〜λ４の光が合波された光を受信し、通信制御部１０５により設定された波長の光を復調する。つまり、受信部１２１〜１２４は、デジタルコヒーレント受信するものである。具体的には、受信部１２１は波長λ１の光を、受信部１２２は波長λ２の光を、受信部１２３は波長λ３の光を、受信部１２４は波長λ４の光を受信する。

通信制御部１０４は、送信部１１１〜１１４の出力のＯＮ／ＯＦＦの制御と、送信部１１１〜１１４にて送信する光の波長制御とを行う。また、通信制御部１０４は、送信部１１１〜１１４の図２（ａ）に示す波長可変光源２０２が故障した際にその波長を変更する順序を示す変更順序データを記憶する記憶部１０４ａを備える。この変更順序データは、波長λ１〜λ４を昇順に循環変更することを示すデータである。例えば、故障前に使用していた波長が波長λ２であれば、波長λ３→波長λ４→波長λ１の順に３回まで変更可能である。

通信制御部１０５は、受信部１２１〜１２４の受信動作のＯＮ／ＯＦＦ制御と、受信部１２１〜１２４にて受信する光の波長制御とを行う。また、通信制御部１０５は、受信部１２１〜１２４の図２（ｂ）に示す波長可変光源２０６が故障した際にその波長を変更する順序を示す変更順序データを記憶する記憶部１０５ａを備える。この変更順序データは、前記と同様に、波長λ１〜λ４を昇順に循環変更することを示すデータである。

送信部１１１〜１１４は、図２（ａ）に示すように、波長λ１〜λ４の光を択一的に出力可能な波長可変光源２０２と、送信情報信号を出力する信号処理部２０３と、信号処理部２０３からの送信情報信号で波長可変光源２０２からの局部発振光（キャリア）を変調する光変調を行う光変調器２０４とを備える。

送信部１１１は、波長可変光源２０２から出力される波長λ１の局部発振光を、信号処理部２０３からの送信情報信号に従って、光変調器２０４にて変調した光信号を出力する。なお、送信部１１１の波長可変光源２０２は、初期値（デフォルト）として波長λ１の局部発振光を出力するが、波長λ２〜λ４に切り替え可能である。

他の送信部１１２〜１１４は、波長可変光源２０２から出力される局部発振光が波長λ２〜λ４であり、その波長可変光源２０２からの局部発振光を信号処理部２０３からの送信情報信号に従って、光変調器２０４にて変調して光信号を出力する。なお、送信部１１２〜１１４の波長可変光源２０２は、初期値（デフォルト）としてそれぞれ波長λ２〜λ４の局部発振光を出力するが、波長λ１〜λ４に任意に切り替え可能である。

受信部１２１〜１２４は、図２（ｂ）に示すように、波長λ１〜λ４の光を択一的に出力可能な波長可変光源２０６と、この波長可変光源２０６からの局部発振光を同一波長の受信光と干渉させて光信号を電気信号に変換する受信フロントエンド２０７と、この受信フロントエンド２０７から出力される電気信号を信号処理及び復調する信号処理部２０８とを備える。

受信部１２１は、分配器１０３からの分配光（波長λ１〜λ４を含むの光）中の波長λ１の光と、波長可変光源２０６からの波長λ１の局部発振光とを、受信フロントエンド２０７において干渉させて光信号を電気信号に変換し、その電気信号を信号処理部２０８において信号処理する。なお、受信部１２１の波長可変光源２０６は、初期値（デフォルト）として波長λ１の局部発振光を出力するが、波長λ２〜λ４に切り替え可能である。

他の受信部１２２〜１２４は、波長可変光源２０６から出力される光が波長λ２〜λ４であり、その波長可変光源２０６からの光と分配器１０３からの分配光とを干渉させて光信号を電気信号に変換し、その電気信号を信号処理部２０８にて信号処理及び復調する。なお、受信部１２２〜１２４の波長可変光源２０６は、初期値（デフォルト）としてそれぞれ波長λ２〜λ４の局部発振光を出力するが、波長λ１〜λ４に任意に切り替え可能である。

波長可変光源２０２は、図３に示すように、複数の光源部として機能する、波長λ１〜λ４を出力する４個のレーザダイオード３０２ａ〜３０２ｄを、有するレーザダイオードアレイ３０２と、レーザダイオードアレイ３０２から前方に出力される光を増幅する、光増幅器として機能する半導体光増幅器３０３（ＳＯＡ：Semiconductor optical Amplifier）と、レーザダイオードアレイ３０２と半導体光増幅器３０３とを制御する光源制御部３０６とを備える。

ビームスプリッタ３０４は、半導体光増幅器３０３からの出力光を、出力光と前方モニタ光とに分波する。パワーモニタ３０５は、前方モニタ光のパワー（出力レベル）をモニタする。

レーザダイオードアレイ３０２は、前方と同じ波長で前方のパワーに比例するパワーの光を後方にも出力する。パワー・波長モニタ３０１は、後方に出力された光のパワー（出力レベル）と波長とをモニタする。

光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１にてモニタされた波長に基づいて、レーザダイオードアレイ３０２の出力する光波長を制御し、パワーモニタ３０５にてモニタされたパワーに基づいて、半導体光増幅器３０３の増幅率を制御する。また、光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１にてモニタされた光のパワーの許容範囲のデータと、その波長の許容範囲のデータとを予め記憶した記憶部３０７を備える。

レーザダイオードアレイ３０２は、４個のレーザダイオード３０２ａ〜３０２ｄを備える。このため、レーザダイオード３０２ａ〜３０２ｄのうちの一つが故障した場合でも、他のレーザダイオードが正常に動作するのであれば、故障したレーザダイオードの波長とは異なる波長の光を出力することが可能である。

なお、図２（ｂ）に示す波長可変光源２０６も、前記の波長可変光源２０２と同様に構成されており、レーザダイオードアレイ３０２からの光のパワーと波長とが、パワー・波長モニタ３０１とパワーモニタ３０５とでそれぞれモニタされ、光源制御部３０６は、出力する光のパワー及び波長を制御している。

以上のように構成した波長多重光通信システム１０は、通常状態では、図４（ａ）に示すように、送信部１１１〜１１４及び受信部１２１〜１２４がそれぞれの波長λ１〜λ４の光を使用して正常な通信が行われる。

また、波長多重光通信システム１０は、例えば送信部１１１〜１１４における波長可変光源２０２が故障した場合、故障した送信部を交換することなく、通信障害からの復旧を迅速に行うことが可能である。

図４（ｂ）に示すように、例えば送信部１１１の波長可変光源２０２が故障により波長λ１の光を出力できない故障などの通信障害が発生し、送信部１１１は波長λ２の光を出力できるとする。

この場合には、図４（ｃ）に示すように、通信制御部１０４は送信部１１１の波長λ１を波長λ２に、送信部１１２の波長λ２を波長λ１に変更するとともに、受信部１２１の波長λ１を波長λ２に、受信部１２２の波長λ２を波長λ１に変更する。このため、故障した送信部を交換することなく、通信障害からの復旧を迅速に行うことができる。また、予備の送信部と受信部を装備する必要がない。

図５を用いて、波長多重光通信システム１０の通信障害復旧処理について説明する。なおここでは、例えば送信部１１１の波長可変光源２０２内のレーザダイオード３０２ａのパワーが低下する故障が発生したとして説明する。

送信部１１１内の光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１によりモニタされた波長λ１の光のパワー値が、記憶部３０７の許容範囲の下限値未満であることに基づいて、通信制御部１０４にエラー信号を出力する（異常検出ステップ）。

通信制御部１０４は、光源制御部３０６からのエラー信号を検出すると、図５に示す通信障害復旧処理を開始する。通信制御部１０４は、送信部１１１の波長可変光源２０２に対して、半導体光増幅器３０３をＯＦＦにする制御信号を出力する（ステップＳ１０１）。

通信制御部１０４は、記憶部１０４ａに記憶された変更順序データに基づいて、送信部１１１の波長可変光源２０２に対して、レーザダイオード３０２ａからレーザダイオード３０２ｂへの切り替えを指示する制御信号を出力する（ステップＳ１０２）。つまり、故障したレーザダイオード３０２ａによる波長λ１の光に替えて、レーザダイオード３０２ｂによる波長λ２の光を出力する。

なおこのとき、送信部１１１は、その内部の半導体光増幅器３０３をＯＦＦとした状態で、内部の波長可変光源２０２のレーザダイオード３０２ｂを駆動しているので、レーザダイオード３０２ｂからの波長λ２の光は、半導体光増幅器３０３からビームスプリッタ３０４に向けて出力されない。つまり、送信部１１１から外部に光出力されていない。

パワー・波長モニタ３０１は、レーザダイオード３０２ｂから後方に出力される波長λ２の光のパワー値と波長とをモニタする。光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１がモニタする波長λ２の光のパワー値と波長とが、記憶部３０７に記憶された許容範囲にあるかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。つまり、モニタしたパワー値が、パワー値の許容範囲の下限値以上で且つ上限値以下であるとともに、モニタした波長が、波長の許容範囲の下限値以上で且つ上限値以下であることを判定する。

光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１のモニタ値が許容範囲にあると判定すると（ステップＳ１０３の「ＯＫ」）、その結果を通信制御部１０４に出力し、ステップＳ１０４に進む。

通信制御部１０４は、ステップＳ１０３にて「ＯＫ」と判定されると、正常側機器（送信部１０２）の動作確認を行うよう制御する（ステップＳ１０４）。前記と同様に送信部１１２の内部の半導体光増幅器３０３をＯＦＦ状態とし、レーザダイオード３０２ｂからの波長λ２に替えてレーザダイオード３０２ａからの波長λ１の光のパワー値と波長とをパワー・波長モニタ３０１にてモニタし、そのモニタ値が記憶部３０７に記憶された許容範囲にあるかどうかを判定する。

光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１のモニタ値が許容範囲にあると判定すると（ステップＳ１０５の「ＯＫ」）、その結果を通信制御部１０４に出力する。

光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１のモニタ値が許容範囲から外れていると判定すると（ステップＳ１０５の「ＮＧ」）、その結果を通信制御部１０４に出力する。そして、ステップＳ１０２に戻る。

通信制御部１０４は、ステップＳ１０５にて「ＯＫ」と判定されると、通信制御部１０５に受信側の波長切り替えを指示する（ステップＳ１０６）。具体的には、通信制御部１０４は、正常な送信部１１２〜１１４の何れか一つの送信部（ここでは送信部１１４）から、受信側の波長切り替えを指示するデータを送信する。受信部１２４は、波長切り替えを指示するデータを受信すると、その内容を通信制御部１０５に出力する。

通信制御部１０５は、受信部１２４からの波長切り替えを指示するデータに基づいて、受信部１２１の波長可変光源２０６の波長λ１を波長λ２に変更し、受信部１２２の波長可変光源２０６の波長λ２を波長λ１に変更するように制御する（入れ替えステップ）。

通信制御部１０４は、送信部１１１の波長可変光源２０２に対して、半導体光増幅器３０３をＯＮにする制御信号を出力する。レーザダイオード３０２ｂからの波長λ２の光は、半導体光増幅器３０３にて増幅されてビームスプリッタ３０４を介して出力光として出力される。

光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１のモニタ値が許容範囲から外れていると判定すると（ステップＳ１０３の「ＮＧ」）、その結果を通信制御部１０４に出力する。そして、ステップＳ１０２に戻る。

通信制御部１０４は、送信部１１１の波長可変光源２０２に対して、記憶部１０４ａに記憶された変更順序データに基づいて、レーザダイオード３０２ｂからレーザダイオード３０２ｃへの切り替えを指示する制御信号を出力する（ステップＳ１０２）。つまり、不良と判定したレーザダイオード３０２ｂによる波長λ２の光に替えて、レーザダイオード３０２ｃによる波長λ３の光を出力する。

パワー・波長モニタ３０１は、レーザダイオード３０２ｃから後方に出力される波長λ３の光のパワー値と波長とをモニタする。光源制御部３０６は、パワー・波長モニタ３０１がモニタする波長λ３の光のパワー値と波長とが、記憶部３０７に記憶された許容範囲にあるかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。

これを、パワー値と波長とがＯＫと判定されるまで残りの波長について繰り返すことで、送信部１１１の波長可変光源２０２が出力可能な波長を発見でき、その発見した波長を利用している送信部及び受信部と、波長λ１の光を使用していた送信部１１１及び受信部１２１との波長を入れ替える。

以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る波長多重光通信システム１０によれば、通信制御部１０４、１０５は、パワー・波長モニタ３０１による光のモニタ値が許容範囲から外れた送信部１１１が使用する波長λ１と、他の送信部１１２及び受信部１２２が使用している波長λ２とを入れ替える。これにより、送信部１１１及び受信部１２１を交換又は修理をすることなく、通信障害から迅速に復旧できる。したがって、送信部１１１を交換又は修理をすることなく、通信障害から迅速に復旧できる波長多重光通信システムを提供することができる。

また、光源制御部３０６は、送信部１１１〜１１４及び受信部１２１〜１２４のうちで波長可変光源２０２、２０６の出力が許容範囲から外れた出力異常である第１の送信部（例えば送信部１１１）又は第１の受信部（例えば受信部１２１）が、使用する第１の波長（例えば波長λ１）の光に替えて他の第２の送信部（例えば送信部１１２）及び第２の受信部（例えば受信部１２２）が使用している第２の波長（例えば波長λ２）の光を出力可能であることを確認するので、第１の送信部（例えば送信部１１１）及び第１の受信部（例えば受信部１２１）と、第２の送信部（送信部１１２）及び第２の受信部（受信部１２２）との波長切り替えを確実に行うことができる。

また、光源制御部３０６は、レーザダイオードアレイ３０２内の第１レーザダイオード（例えば、レーザダイオード３０２ａ）からの光のパワー又は波長が許容範囲から外れた出力異常である場合に、半導体光増幅器３０３からの光の出力を停止させる。このため、波長可変光源２０２の外部に光が出力されない状態で、第２レーザダイオード（例えば、レーザダイオード３０２ｂ）の第２の波長（波長λ２）の光の出力を確認することができる。よって、波長多重光通信システム１０の通信障害復旧の際に、故障した波長可変光源２０２、２０６の光出力の確認を、他の波長の光への影響を与えることなく行うことができる。

また、レーザダイオードアレイ３０２において、故障した第１レーザダイオード（例えばレーザダイオード３０２ａ）以外の複数のレーザダイオード３０２ｂ〜３０２ｄを順番に動作させ、その光の出力が許容範囲にあることを確認するので、正常なレーザダイオードが見つかるまで探索することができる。

また、分配器１０３は、波長λ１〜λ４の光を合波した光をパワー分配して受信部１２１には供給する。このため、通信制御部１０４、１０５は、送信部１１１〜１１４と受信部１２１〜１２４とを制御するだけでよい。受信部１２１〜１２４に対して波長毎に区別して光を入力させる例えば光スイッチが不要であり、光スイッチを制御する必要がない。よって、通信制御部１０４、１０５の制御負担を低減できる。

（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２に係る波長多重光通信システム１０Ａについて説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１と共通する構成要素等については、同一の符号を付す。

実施の形態２に係る波長多重光通信システム１０Ａは、図６に示すように、１台の予備系と４台の現用系とを装備する１対４プロテクション方式である。

通常状態では、送信部１１１〜１１４は、第１〜第４チャンネル（ＣＨ１〜ＣＨ４）の電気信号を受信部１２１〜１２４に送信している。予備系の送信部１１５は、４×１スイッチ４０６を通して第１〜第４チャンネルラインＬ１〜Ｌ４に接続されている。また、予備系の受信部１２５は、４×１スイッチ４０７を通して第１〜第４チャンネルラインＬ１〜Ｌ４に接続されている。

現用系の送信部１１１〜１１４の何れか一つが故障（ここでは送信部１１１が故障）すると、通信制御部１０４、１０５は、４×１スイッチ４０６、４０７を切り替えて、予備系の送信部１１５及び予備系の受信部１２５が波長λ１を使用するように動作させる。

具体的には、通信制御部１０４、１０５は、パワー・波長モニタ３０１によりモニタされた光のモニタ値が許容範囲から外れた送信部１１１を停止させ、その停止させた送信部１１１が使用する波長λ１を、予備系の送信部１１５及び予備系の受信部１２５が使用する波長λ１とする。このように予備系の送信部１１５及び予備系の受信部１２５による波長λ１の通信が開始され、通信障害からの復旧を早期に行うことができる。

しかし予備系への切り替え後に、運用中の送信部１１２〜１１５において更に故障が発生した場合には、通信制御部１０４、１０５は、実施の形態１と同様に、故障した送信部が使用する波長と他の送信部が使用する波長とを入れ替える。

具体的には、通信制御部１０４は、故障した送信部（例えば送信部１１２）の波長可変光源２０２内のパワー・波長モニタ３０１のモニタ値が許容範囲から外れると、送信部１１２が使用する波長λ２と、他の送信部１１３〜１１５のうちで例えば送信部１１３が使用する波長λ３とを入れ替えるように制御する。また、通信制御部１０５は、受信部１２２が使用する波長λ２と、受信部１２３が使用する波長λ３とを入れ替えるように制御する。

以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る波長多重光通信システム１０Ａによれば、現用系の送信部１１１が出力異常となった場合には、出力異常となった送信部１１１に替えて予備系の送信部１１５及び受信部１２５を使用する。このため、送信部１１１を交換又は修理をすることなく、通信障害から迅速に復旧できる。またその後に、送信部１１２の出力異常が発生すると、出力異常となった送信部１１２が使用する波長λ２と他の送信部１１３が使用している波長λ３とを入れ替え、受信部１２２が使用する波長λ２と受信部１２３が使用する波長λ３とを入れ替える。このため、送信部１１２を交換又は修理をすることなく、予備系を動作させた後の通信障害からも迅速に復旧できる。

（実施の形態３）
続いて、本発明の実施の形態３に係る波長多重光通信システム１０Ｂについて説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１と共通する構成要素等については、同一の符号を付す。

実施の形態３に係る波長多重光通信システム１０Ｂは、図７に示すように、例えば４個の送受信部５０１〜５０４と、例えば４個の送受信部６０１〜６０４とが、２つの伝送路１０２を介して双方向に通信可能なシステムである。

送受信部５０１は、波長λ１の局部発振光を出力する波長可変光源２０２を有する送信部５１１と、波長λ１の局部発振光を出力する波長可変光源２０６を有する受信部５２１と、送信部５１１に出力する送信情報信号や受信部５２１が受信した送信情報信号を信号処理する信号処理部５３１とを備える。

送受信部５０２〜５０４は、送受信部５０１と同様に構成され、波長λ２〜λ４の光を送受信するものである。

送受信部６０１は、波長λ１の局部発振光を出力する波長可変光源２０２を有する送信部６１１と、波長λ１の局部発振光を出力する波長可変光源２０６を有する受信部６２１と、送信部６１１に出力する送信情報信号や受信部６２１が受信した受信情報信号を信号処理する信号処理部６３１とを備える。

送受信部６０２〜６０４は、送受信部６０１と同様に構成され、波長λ２〜λ４の光を送受信するものである。

通信制御部５４０は、送受信部５０１〜５０４における送信部５１１〜５１４の送信制御と受信部５２１〜５２４の受信制御とを行う。また、通信制御部５４０は、送信部５１１〜５１４の波長可変光源２０２の波長を変更する順序を示す変更順序データと、受信部５２１〜５２４の波長可変光源２０６の波長を変更する順序を示す変更順序データとを記憶する記憶部５４０ａを備える。これらの変更順序データは、前述の実施の形態１と同様のものである。

また、通信制御部６４０は、通信制御部５４０と同様に構成され、送受信部６０１〜６０４における送信部６１１〜６１４の送信制御と受信部６２１〜６２４の受信制御とを行う。通信制御部６４０は、波長可変光源２０２の変更順序データと波長可変光源２０６の変更順序データとを記憶する記憶部６４０ａを備える。

実施の形態３の波長多重光通信システム１０Ｂは、受信部５２１〜５２４における波長可変光源２０６が故障した場合や、受信部６２１〜６２４における波長可変光源２０６が故障した場合、故障した受信部を交換することなく、通信障害からの復旧を迅速に行うことが可能な構成である。

通常状態では、図７に示すように、送受信部５０１〜５０４と送受信部６０１〜６０４との間にて双方向にデータ通信が行われる。

例えば、図８（ｂ）に示すように送受信部６０１の受信部６２１の波長可変光源２０６が故障により波長λ１の光を受信できない故障が発生し、受信部６２１は波長λ２の光を出力できるとする。

図８（ｃ）に示すように、通信制御部６４０は、送受信部６０１の受信部６２１の波長λ１を波長λ２に、送受信部６０２の受信部６２２の波長λ２を波長λ１に変更する。また、通信制御部６４０は、送受信部６０１の送信部６１１から、相手側の波長切り替えを指示するデータを送信するように制御する。

送受信部５０１の受信部５２１は、送受信部６０１からの波長切り替えを指示するデータを受信すると、その内容を通信制御部５４０に出力する。

通信制御部５４０は、送受信部６０１の送信部６１１からの波長切り替えを指示するデータに基づいて、送信部５１１の波長可変光源２０２の波長λ１を波長λ２に変更し、送信部５１２の波長可変光源２０２の波長λ２を波長λ１に変更する。

以上説明したように、本発明の実施の形態３に係る波長多重光通信システム１０Ｂによれば、通信制御部５４０、６４０は、故障した受信部６２１が使用する波長λ１と、他の受信部６２２が使用する波長λ２とを入れ替え、送信部５１１が使用する波長λ１と、他の送信部５１２が使用する波長λ２とを入れ替える。このため、送信部５１１及び受信部６２１を交換又は修理をすることなく、通信障害から迅速に復旧できる。したがって、送信部５１１及び受信部６２１を交換又は修理をすることなく、通信障害から迅速に復旧できる。また、予備の送信部と受信部を装備する必要がない。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

前述した各実施の形態では、通信障害として波長可変光源２０２、２０６の光のパワー値の低下及び波長ずれを例に挙げているが、これに限定されない。波長可変光源２０２、２０６の出力停止や、波長可変光源２０２、２０６への電源供給異常など、波長可変光源２０２、２０６の種々の異常や、送信部１１１〜１１５、５１１〜５１４，６１１〜６１４の異常も通信障害発生として検出可能である。

また各実施の形態では、４波長の波長多重としているが、４波長以外の複数波長の波長多重としてもよい。

前述の各実施の形態において、送信装置１１０だけ、通信障害が発生した送信部に割り当てられている波長を、他の送信部に割り当てられた波長と入れ替える特有の機能を備えるようにしてもよい。

前述の各実施の形態において、受信装置１２０だけ、通信障害が発生した受信部に割り当てられている波長を、他の受信部に割り当てられた波長と入れ替える特有の機能を備えるようにしてもよい。

前述した各実施の形態１では、光源制御部３０６からのエラー信号を検出すると、図４のステップＳ１０１に示すように半導体光増幅器３０３をＯＦＦにしているが、これに限定されない。例えば、半導体光増幅器３０３の増幅率を下げて、半導体光増幅器３０３から光が伝送路１０２を介して受信部１２１〜１２４（実施の形態３では受信部６２１〜６２４）にて通信不可能なレベルまで低下させるようにしてもよい。

また、図９に示すように、通信制御部１０４と通信制御部１０５は伝送路１０７を介して接続してもよい。送信側の波長可変光源２０２が故障した場合に、通信制御部１０４は、伝送路１０７を介して通信制御部１０５に、受信側の波長可変光源２０６の波長切り替えを指示するデータを送信できる。また、通信制御部１０５は、受信側の波長可変光源２０６が故障した場合に、伝送路１０７を介して通信制御部１０４に、送信側の波長可変光源２０２の波長切り替えを指示するデータを送信できる。

また、送信部１１１〜１１４の何れか一つが故障した場合には、送信部１１１〜１１４内で波長の入れ替えを行うようにし、受信部１２１〜１２４については波長の入れ替えを行わないようにしてもよい。またこれとは逆に、受信部１２１〜１２４の何れか一つが故障した場合には、受信部１２１〜１２４内で波長の入れ替えを行うようにし、送信部１１１〜１１４については波長の入れ替えを行わないようにしてもよい。

１０、１０Ａ、１０Ｂ 波長多重光通信システム、 １０１ 合波器（合波部）、 １０２ 伝送路、 １０３ 分配器、 １０４、１０５ 通信制御部、 １１０ 送信装置、 １１１〜１１４ 送信部、 １１５ 予備系の送信部、 １２０ 受信装置、 １２１〜１２４ 受信部、 １２５ 予備系の受信部、 ２０２ 波長可変光源、 ２０６ 波長可変光源、 ３０１ パワー・波長モニタ（モニタ部）、 ３０２ レーザダイオードアレイ、 ３０２ａ〜３０２ｄ レーザダイオード（光源部）、 ３０３ 半導体光増幅器（光増幅器）、 ３０６ 光源制御部

Claims (9)

1. 互いに異なる波長の光信号を送信する複数の送信部と、
   前記複数の送信部から送信された光信号を合波して送信する合波部と、
   前記合波部から送信された光信号を伝送路を介して受信し、それぞれが予め割り当てられた波長であって互いに異なる波長の光信号を受信する複数の受信部と、
   前記複数の送信部それぞれが送信する光信号の波長と、前記複数の受信部それぞれが受信する光信号の波長を設定する通信制御部と、を備え、
   前記複数の送信部は、それぞれ、複数の波長のうちの前記通信制御部により設定された波長の光信号を送信し、
   前記複数の受信部は、それぞれ、複数の波長のうちの前記通信制御部により設定された波長の光信号を受信し、
   前記通信制御部は、通信障害が発生した送信部又は受信部に割り当てられている波長を、他の送信部又は受信部に割り当てられた波長と入れ替える、
   ことを特徴とする波長多重光通信システム。
2. 前記複数の送信部及び前記複数の受信部は、送信又は受信する光信号をモニタするモニタ部をそれぞれ備え、
   前記通信制御部は、前記モニタ部によりモニタされた光信号のモニタ値が許容範囲から外れた送信部又は受信部に割り当てられている波長と、他の送信部又は受信部に割り当てられた波長とを入れ替えるように制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長多重光通信システム。
3. 前記複数の送信部及び前記複数の受信部は、複数の波長の光を出力可能な波長可変光源をそれぞれ備え、
   前記波長可変光源は、
   互いに異なる波長の光を出力可能な複数の光源部と、
   前記複数の光源部から出力される光を増幅する光増幅器と、
   前記複数の光源部から出力される光の出力レベル及び波長の少なくとも一方をモニタする前記モニタ部と、
   前記モニタ部のモニタ値に基づいて前記光源部と前記光増幅器とを制御する光源制御部と、
   を備え、
   前記光源制御部は、前記モニタ部によりモニタされた光の出力レベル及び波長の少なくとも一方が許容範囲から外れると、前記光増幅器からの光の出力を停止させ、前記複数の光源部のうちで前記許容範囲から外れた光である第１の波長の光を出力する第１光源部以外の第２光源部からの第２の波長の光の出力レベル及び波長が許容範囲にあることを確認する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の波長多重光通信システム。
4. 前記第１光源部以外の複数の光源部を順番に動作させ、光信号の出力が許容範囲にあることが確認された光源部を前記第２光源部とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の波長多重光通信システム。
5. 伝送路からの送信光をパワー分配して前記複数の受信部に供給する分配器を備える、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の波長多重光通信システム。
6. 前記複数の送信部及び受信部とは別に、予備系の送信部及び受信部を備え、
   前記通信制御部は、通信障害が発生した送信部又は受信部を停止させ、その停止させた送信部又は受信部に割り当てられている波長を、前記予備系の送信部及び受信部に割り当て、その後に通信障害が発生した送信部又は受信部に割り当てられている波長と、他の送信部及び受信部に割り当てられた波長とを入れ替えるように制御する、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の波長多重光通信システム。
7. 複数の送信部から出力された互いに異なる波長の複数の光信号を合波した光信号を、伝送路を介して複数の受信部が波長毎に受信する波長多重光通信システムに用いられる前記複数の送信部を備える送信装置であって、
   通信障害が発生した送信部に割り当てられている波長を、他の送信部に割り当てられた波長と入れ替えるように制御する通信制御部を備える、
   ことを特徴とする送信装置。
8. 複数の送信部から出力された互いに異なる波長の複数の光信号を合波した光信号を、伝送路を介して複数の受信部が波長毎に受信する波長多重光通信システムに用いられる前記複数の受信部を備える受信装置であって、
   通信障害が発生した受信部に割り当てられている波長を、他の受信部に割り当てられた波長と入れ替えるように制御する通信制御部を備える、
   ことを特徴とする受信装置。
9. 複数の送信部から送信された互いに異なる波長の複数の光信号を合波した光信号を、伝送路を介して複数の受信部が波長毎に受信する波長多重光通信方法であって、
   通信障害が発生した送信部又は受信部に割り当てられている波長を、他の送信部又は受信部に割り当てられた波長と入れ替える入れ替えステップを備える、
   ことを特徴とする波長多重光通信方法。

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