JP2018157318A

JP2018157318A - 光制御装置および光制御方法

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Publication number: JP2018157318A
Application number: JP2017051364A
Authority: JP
Inventors: 達則大宮; Tatsunori Omiya
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-16
Also published as: JP6822662B2

Abstract

【課題】制御コマンド送信時の光出力パワーの変動を抑制できる光制御装置を提供する。【解決手段】周波数検出部８１は、被制御対象の装置を制御する制御コマンド電気信号を入力し、その制御コマンド電気信号の周波数成分を検出する。光減衰器８２は、制御コマンド電気信号から生成される制御コマンド光信号を入力し、その制御コマンド光信号を減衰させる。光検出器８３は、減衰された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出する。係数選択部８４は、検出された周波数成分に応じて、光出力パワーモニタ信号に乗じる補正値である補正係数を選択する。乗算器８５は、検出された光出力パワーモニタ信号に補正係数を乗じる。減衰制御部８６は、補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定する。光減衰器８２は、決定された減衰方法に基づいて、制御コマンド光信号を減衰させる。【選択図】図６

Description

本発明は、光伝送システムにおける光制御装置、光制御方法および光制御プログラムに関し、特に、光伝送システム内の装置に対して送信する光信号の制御を行う光制御装置および光制御方法に関する。

光波長多重伝送システムでは、柔軟なネットワーク構成を実現するため、ＲＯＡＤＭ（ＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＯｐｔｉｃａｌＡｄｄ／ＤｒｏｐＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）と呼ばれる波長単位で伝送経路を変更する機能を有することが多くなっている。近年、より柔軟な光伝送システムの構成に向け、光ファイバ伝送路中において光信号を制御し、ネットワークを構築することが求められている。そのため、光ファイバ伝送路内の装置への遠隔制御が必要になっている。

無線通信など、伝送信号と別系統の通信路の確保が困難な場合、遠隔制御コマンド信号を主信号と一緒に伝送用光ファイバを通じて伝送を行うことが必要になる。

例えば、特許文献１には、複数の波長の光信号を多重化して伝送する波長多重光伝送システムに適用する光装置が記載されている。特許文献１に記載された光装置は、監視信号処理回路が、可変光減衰器の減衰量等の情報をレーザーダイオードにより制御光信号に変換し、主光信号に多重化して伝送ラインに送出する。

特開２０００−１９６５３４号公報

しかし、特許文献１に記載されているように、主光信号に制御光信号を多重化してしまうと、制御光信号が主光信号に影響を及ぼしてしまうという問題がある。すなわち、制御コマンド信号を本線信号に重畳させた場合、遠隔制御装置から出力される遠隔制御光信号が主伝送光信号に影響を及ぼしてしまい、光信号パワーが変動してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、制御コマンド送信時の光出力パワーの変動を抑制できる光制御装置および光制御方法を提供することを目的とする。

本発明による光制御装置は、被制御対象の装置を制御する制御コマンド電気信号を入力し、その制御コマンド電気信号の周波数成分を検出する周波数検出部と、制御コマンド電気信号から生成される制御コマンド光信号を入力し、その制御コマンド光信号を減衰させる光減衰器と、光減衰器によって減衰された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出する光検出器と、検出された周波数成分に応じて、光出力パワーモニタ信号に乗じる補正値である補正係数を選択する係数選択部と、検出された光出力パワーモニタ信号に補正係数を乗じる乗算器と、乗算器によって補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定する減衰制御部とを備え、光減衰器が、決定された減衰方法に基づいて、制御コマンド光信号を減衰させることを特徴とする。

本発明による光制御方法は、被制御対象の装置を制御する制御コマンド電気信号を入力し、その制御コマンド電気信号の周波数成分を検出し、制御コマンド電気信号から生成される制御コマンド光信号を入力し、その制御コマンド光信号を減衰させ、減衰された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出し、検出された周波数成分に応じて、光出力パワーモニタ信号に乗じる補正値である補正係数を選択し、検出された光出力パワーモニタ信号に補正係数を乗じ、補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定し、決定された減衰方法に基づいて、制御コマンド光信号を減衰させることを特徴とする。

本発明によれば、制御コマンド送信時の光出力パワーの変動を抑制できる。

本発明に係る光制御装置が用いられる光波長多重伝送システムの一実施形態を示すブロック図である。本発明の光制御装置を含む遠隔制御装置の一実施形態を示すブロック図である。光制御回路部の一実施形態を示すブロック図である。補正係数の例を示す説明図である。光制御回路部の動作例を示すフローチャートである。本発明による光制御装置の概要を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る光制御装置が用いられる光波長多重伝送システムの一実施形態を示すブロック図である。以下、本実施形態の光波長多重伝送システムを、送信部１、伝送路２および受信部３の３部に分けて説明する。

送信部１は、光信号送信器５と、遠隔制御装置６と、光信号波長多重装置７とを含む。光信号送信器５は、それぞれ別の波長帯が割り当てられた複数光波長信号を生成する。遠隔制御装置６は、後述する装置Ｘ９への遠隔制御コマンドを送出する。光信号波長多重装置７は、複数の波長帯の信号を合波し１本の光ファイバにまとめて出力する。

伝送路２は、伝送用光ファイバ８と、主伝送光信号の制御を行う装置Ｘ９を含む。装置Ｘ９は、一例として主伝送光信号の増幅、経路切替、波長選択等の制御を行う。

受信部３は、光信号波長分離装置１０と、光信号受信器４とを含む。光信号波長分離装置１０は、光信号の波長を分離する。光信号受信器４は、波長毎に分離された複数光信号を受信する。

図１に例示するシステムにおいて、装置Ｘ９を遠隔制御するために、送信部１の遠隔制御装置６は、必要時のみ遠隔制御コマンドを送出する。つまり、連続的にコマンドが送信されるのではなく、不連続およびバースト的にコマンド信号が送信される。

遠隔制御コマンドは、周波数成分を有する。そのため、遠隔制御装置６（より詳細には、後述する光制御回路部１４）で使用される各デバイスの特性により、生成される遠隔制御光信号は、送信時と非送信時で光出力パワーに差分が発生する。光出力パワーが変動すると、伝送用光ファイバ８内の光信号パワーも変動するため、同じ光ファイバ内を通る主伝送光信号へ影響を及ぼしてしまう。

本実施形態の遠隔制御装置６（より詳細には、後述する光制御回路部１４）により、伝送用光ファイバ８内の光信号パワーの変動を抑えることが可能になる。具体的には、遠隔制御装置６は、遠隔制御光信号パワーを、光信号波長多重装置７で合波される主伝送光信号に影響を及ぼさないように、遠隔制御コマンドの送信時と非送信時とに関わらず常に一定に制御する。以下、その方法について説明する。

図２は、本発明の光制御装置を含む遠隔制御装置６の一実施形態を示すブロック図である。図２に例示する遠隔制御装置６は、光源であるレーザーダイオード（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ，ＬＤ）１１と、光変調器１２と、制御コマンド電気信号生成部１３と、光制御回路部１４とを有する。光制御回路部１４が、本発明の光制御装置に対応する。

制御コマンド電気信号生成部１３は、後述する装置Ｘ９の制御に用いられる制御コマンド電気信号を生成する。光変調器１２は、生成された制御コマンド電気信号を光信号に変換する。光制御回路部１４は、光出力パワーを制御する。

図３は、光制御回路部１４の一実施形態を示すブロック図である。光制御回路部１４は、可変光減衰器（ＶａｒｉａｂｌｅＯｐｔｉｃａｌＡｔｔｅｎｕａｔｏｒ，以下、ＶＯＡ）１５と、タップ付光検出器（ＴＡＰ−ＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒ，以下、ＴＡＰ−ＰＤ）１６と、ＶＯＡ制御回路１７と、制御コマンド周波数検出部１８と、係数選択部１９と、乗算器２０とを備えている。

以下、遠隔制御装置６の動作を説明しながら、光制御回路部１４が備える各構成の内容および動作を説明する。

まず、遠隔制御装置６の動作の概要を説明する。光源として出力パワーが一定のＬＤ１１は、無変調連続波（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅ，以下、ＣＷと記す。）光を出力し、光変調器１２へ入力する。制御コマンド電気信号生成部１３は、制御コマンドを電気信号に変換して制御コマンド電気信号を出力し、光変調器１２および光制御回路部１４へ入力する。

光変調器１２は、入力された制御コマンド電気信号をＬＤ１１から入力されるＣＷ光の強度に変換することで制御コマンド光信号を生成し、光制御回路部１４へ入力する。光制御回路部１４は、制御コマンド電気信号と制御コマンド光信号をもとに遠隔制御光信号を生成し、出力する。

次に、光制御回路部１４の動作を説明する。上述する制御コマンド電気信号は、制御コマンド周波数検出部１８に入力される。制御コマンド周波数検出部１８は、制御コマンド電気信号の周波数成分を検出する。制御コマンド周波数検出部１８は、検出した周波数情報を係数選択部１９へ入力する。

係数選択部１９は、検出された周波数に対応する補正係数を選択し、出力する。この補正係数は、周波数成分を有する光信号がＶＯＡ制御回路１７やＴＡＰ−ＰＤ１６により光出力パワーが誤差を持って認識されることを防ぐために用いられる。具体的には、補正係数は、検出された周波数に応じて光出力パワーモニタ信号に乗算される補正値である。

図４は、補正係数の例を示す説明図である。図４に例示する表２１は、検出された周波数に応じて補正係数を決定する方法の一例を示す。例えば、検出された周波数が、ｐ〜ｑの範囲である場合、係数選択部１９は、補正係数としてｘを選択する。図４に例示するように、光制御回路部１４の特性を考慮し、検出される周波数に対する補正係数を予め定めておいてもよい。この場合、係数選択部１９は、検出された周波数に対し、定められた係数を選択して出力する。

一方、制御コマンド光信号は、ＶＯＡ１５へ入力される。ＶＯＡ１５は、後述するＶＯＡ制御回路１７の指示により、制御コマンド光信号の光減衰量を調整して、ＴＡＰ−ＰＤ１６へ出力する。ＴＡＰ−ＰＤ１６は、入力された制御コマンド光信号をそのまま出力側へ出力する。また、ＴＡＰ−ＰＤ１６は、制御コマンド光信号の出力と同時に、入力された制御コマンド光信号のパワー（光パワー）をモニタし、その光パワーの情報を、電気信号の光出力パワーモニタ信号として乗算器２０に出力する。

乗算器２０は、入力された光出力パワーモニタ信号に、係数選択部１９により選択された補正係数を乗じる。そして、乗算器２０は、補正係数が乗じられた光出力パワーモニタ信号をＶＯＡ制御回路１７に入力する。すなわち、ＶＯＡ制御回路１７に入力される光出力パワーモニタ信号は、ＶＯＡ制御回路１７やＴＡＰ−ＰＤ１６による誤差を補正したものになるため、コマンド送信時の光出力パワーの変動を抑制することができる。

ＶＯＡ制御回路１７は、定められた光出力パワーと、乗算器２０から入力された光出力パワーモニタ信号（すなわち、補正係数が乗じられた光出力パワーモニタ信号）とを比較する。光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが、定められた光出力パワーよりも高い場合、ＶＯＡ制御回路１７は、ＶＯＡ１５の減衰量を多くする制御を行う。一方、光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが、定められた光出力パワーよりも低い場合、ＶＯＡ制御回路１７は、ＶＯＡ１５の減衰量を少なくする制御を行う。このようにして、ＶＯＡ制御回路１７は、遠隔制御光信号のパワーを一定に制御する。

このように、本実施形態では、光伝送システム内の装置Ｘ９へ遠隔制御コマンドを送信する遠隔制御装置６に用いられる光制御回路部１４が、遠隔制御光信号パワーの制御に用いる光出力パワーモニタ信号に制御コマンドの周波数成分に対応した係数を重畳する。よって、制御コマンド送信時に生じる遠隔制御光信号パワー変動を抑制できる。

具体的には、乗算器２０が、制御コマンド送信時にＴＡＰ−ＰＤ１６、ＶＯＡ１５、および制御回路の特性による誤差を補正する係数を光出力パワーモニタ信号に乗算する。そのため、光出力パワーの変動を抑制することが可能になる。これにより、パワー変動による主伝送光信号への影響を低減する効果が得られる。また、本実施形態では、光出力パワーモニタ信号が補正されため、遠隔制御コマンドのフォーマット依らず、制御コマンド送信時の光出力パワーの変動を抑制できる。

次に、本実施形態の光制御回路部１４の動作を説明する。図５は、本実施形態の光制御回路部１４の動作例を示すフローチャートである。ＶＯＡ１５は、入力される制御コマンド光信号を減衰させる（ステップＳ１１）。ＴＡＰ−ＰＤ１６は、ＶＯＡ１５から入力された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出する（ステップＳ１２）。

一方、制御コマンド周波数検出部１８は、入力された制御コマンド電気信号の周波数成分を検出する（ステップＳ１３）。係数選択部１９は、検出された周波数成分に応じて補正係数を選択する（ステップＳ１４）。

乗算器２０は、検出された光出力パワーモニタ信号に補正係数を乗じる（ステップＳ１５）。ＶＯＡ制御回路１７は、補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定する（ステップＳ１６）。ＶＯＡ１５は、決定された減衰方法に基づいて、入力される制御コマンド光信号を減衰させる（ステップＳ１７）。以降、ステップＳ１２以降の処理が繰り返される。

以上のように、本実施形態では、制御コマンド周波数検出部１８が、入力された制御コマンド電気信号の周波数成分を検出し、係数選択部１９は、検出された周波数成分に応じて補正係数を選択する。また、ＶＯＡ１５が、入力された制御コマンド光信号を減衰させ、ＴＡＰ−ＰＤ１６が、光減衰器によって減衰された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出する。乗算器２０は、検出された光出力パワーモニタ信号に補正係数を乗じ、ＶＯＡ制御回路１７は、補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定する。そして、ＶＯＡ１５が、決定された減衰方法に基づいて、制御コマンド光信号を減衰させる。よって、制御コマンド送信時の光出力パワーの変動を抑制できる。

具体的には、本実施形態の光制御回路部１４により、制御コマンド送信時と非送信時との間で発生していた光出力パワーの変動を抑制することが可能になる。その理由は、乗算器２０が、光出力モニタ信号に補正係数を乗算することで、光制御回路部１４の特性による誤差を補正できるようにしたためである。また、本実施形態の光制御回路部１４により、制御コマンドの変調周波数に依らず、補正が可能となる。その理由は、制御コマンド周波数検出部１８が、制御コマンドの周波数成分を検出し、係数選択部１９は、対応した補正係数を選択するためである。

次に、本発明の概要を説明する。図６は、本発明による光制御装置の概要を示すブロック図である。本発明による光制御装置８０は、被制御対象の装置（例えば、装置Ｘ９）を制御する制御コマンド電気信号を入力し、その制御コマンド電気信号の周波数成分を検出する周波数検出部８１（例えば、制御コマンド周波数検出部１８）と、制御コマンド電気信号から生成される制御コマンド光信号を入力し、その制御コマンド光信号を減衰させる光減衰器８２（例えば、ＶＯＡ１５）と、光減衰器８２によって減衰された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出する光検出器８３（例えば、、ＴＡＰ−ＰＤ１６）と、検出された周波数成分に応じて、光出力パワーモニタ信号に乗じる補正値である補正係数を選択する係数選択部８４（例えば、係数選択部１９）と、検出された光出力パワーモニタ信号に補正係数を乗じる乗算器８５（例えば、乗算器２０）と、乗算器８５によって補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定する減衰制御部８６（ＶＯＡ制御回路１７）とを備えている。

そして、光減衰器８２は、決定された減衰方法に基づいて、制御コマンド光信号を減衰させる。

そのような構成により、制御コマンド送信時の光出力パワーの変動を抑制できる。

また、減衰制御部８６は、光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが定められた光出力パワーよりも高い場合、減衰量を多くする制御を行うと決定し、光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが定められた光出力パワーよりも低い場合、減衰量を少なくする制御を行うと決定してもよい。

また、検出される周波数に対する補正係数が予め定められていてもよい。そして、係数選択部８４は、検出された周波数成分に応じた補正係数を選択してもよい。

また、光減衰器８２は、出力パワーが一定の光源より出力される無変調連続波から生成される光信号を制御コマンド光信号として入力してもよい。

また、具体的には、制御コマンド光信号は、制御コマンド電気信号を無変調連続波の強度に変換して生成されてもよい。

１送信部
２伝送路
３受信部
４光信号受信器
５光信号送信器
６遠隔制御装置
７光信号波長多重装置
８伝送用光ファイバ
９装置Ｘ
１０光信号波長分離装置
１１レーザーダイオード
１２光変調器
１３制御コマンド電気信号生成部
１４光制御回路部
１５可変光減衰器
１６タップ付光検出器
１７ＶＯＡ制御回路
１８制御コマンド周波数検出部
１９係数選択部
２０乗算器

Claims

被制御対象の装置を制御する制御コマンド電気信号を入力し、当該制御コマンド電気信号の周波数成分を検出する周波数検出部と、
前記制御コマンド電気信号から生成される制御コマンド光信号を入力し、当該制御コマンド光信号を減衰させる光減衰器と、
前記光減衰器によって減衰された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出する光検出器と、
検出された周波数成分に応じて、前記光出力パワーモニタ信号に乗じる補正値である補正係数を選択する係数選択部と、
検出された光出力パワーモニタ信号に前記補正係数を乗じる乗算器と、
前記乗算器によって補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定する減衰制御部とを備え、
前記光減衰器は、決定された減衰方法に基づいて、前記制御コマンド光信号を減衰させる
ことを特徴とする光制御装置。
減衰制御部は、光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが定められた光出力パワーよりも高い場合、減衰量を多くする制御を行うと決定し、光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが定められた光出力パワーよりも低い場合、減衰量を少なくする制御を行うと決定する
請求項１記載の光制御装置。
検出される周波数に対する補正係数が予め定められ、
係数選択部は、検出された周波数成分に応じた補正係数を選択する
請求項１または請求項２記載の光制御装置。
光減衰器は、出力パワーが一定の光源より出力される無変調連続波から生成される光信号を制御コマンド光信号として入力する
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の光制御装置。
制御コマンド光信号は、制御コマンド電気信号を無変調連続波の強度に変換して生成される
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の光制御装置。
被制御対象の装置を制御する制御コマンド電気信号を入力し、当該制御コマンド電気信号の周波数成分を検出し、
前記制御コマンド電気信号から生成される制御コマンド光信号を入力し、当該制御コマンド光信号を減衰させ、
減衰された制御コマンド光信号のパワーを示す光出力パワーモニタ信号を検出し、
検出された周波数成分に応じて、前記光出力パワーモニタ信号に乗じる補正値である補正係数を選択し、
検出された光出力パワーモニタ信号に前記補正係数を乗じ、
補正された光出力パワーモニタ信号に基づいて、減衰方法を決定し、
決定された減衰方法に基づいて、前記制御コマンド光信号を減衰させる
ことを特徴とする光制御方法。
光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが定められた光出力パワーよりも高い場合、減衰量を多くする制御を行うと決定し、光出力パワーモニタ信号が示す光出力パワーが定められた光出力パワーよりも低い場合、減衰量を少なくする制御を行うと決定する
請求項６記載の光制御方法。