JP3483514B2

JP3483514B2 - 光伝送システム及び光チャネル安定品質測定方法

Info

Publication number: JP3483514B2
Application number: JP2000057089A
Authority: JP
Inventors: 亮佐々木; 滋式井; 宏和石松; 尚美大橋; 克宏石村
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2000-03-02
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2004-01-06
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: JP2001244900A; US6771904B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ等を用
いた光通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光伝送システムでは、例えば単波
長伝送の場合、一本の光ファイバに対し、一波長を用い
た一つの光チャネルの信号を光変調して伝送していた。
この場合、その光チャネルが安定であるかどうかは、そ
の光ファイバがサービスに運用されている場合は、実際
に伝送されている光信号の劣化、もしくは信号の入力断
を検出することにより確認することが可能である。ま
た、その光ファイバがサービスに運用されていない場合
（非運用の場合）は、サービスに用いられている波長の
光信号を試験的に伝送し、その導通を確認することによ
り、その光チャネルの安定性を確認することが可能であ
る。

【０００３】また、複数の光チャネル各々に異なる波長
を割り当て、これらを多重化して伝送する波長分割多重
（ＷＤＭ：Wavelength division multiplexing）伝送の
場合、各光チャネル（波長）の安定性は、その光チャネ
ルがサービスで運用されている場合は、実際に伝送され
ている当該波長の光信号の劣化もしくは入力断を検出す
ることにより認識できる。また、サービス運用されてい
ない非運用の波長は、サービス運用されている波長の安
定性（アヴェラビリティ：availability）を検出するこ
とで、安定（アヴェラブル：available），不安定（非
アヴェラブル：unavailable）を推定していた。そし
て、サービス運用開始前、例えば光ファイバ敷設直後な
どの場合は、複数の波長中の代表的な波長をひとつ選択
し、その波長の導通を確認することで、全ての波長が安
定であると判断していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、単波長
伝送の場合、非運用回線をサービス運用に切り替えよう
とした場合、通信品質確保のためには、通信システムの
運用者（通常は通信キャリアの保守者）が事前に導通試
験を行なって安定を確認してから、該当する光ファイバ
をサービス運用状態に切り替えなければならず、保守者
の手数がかかる。また、ＷＤＭ伝送の場合も、サービス
運用中の特定の波長により他の非運用中の光チャネルの
安定性を推定しており、サービス運用され得る全波長の
実際の安定性をみたことにはならない。

【０００５】一方、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）な
どにおいては、伝送の安定品質は図３のように定義して
いる。この図３は、ITU勧告I357による安定品質マトリ
ックスを説明したものであり、これを波長多重伝送に適
用した場合、ある特定の光チャネルの波長が非運用状態
の場合（以下、非運用中の光チャネル）に、その非運用
中の光チャネルが安定かどうか、すなわち図３の状態
（３）を、システム運用中には認識する術がなかった。
このため、何らかの理由で、非運用中の光チャネルを運
用したい時でも、確実にアヴェラブルの状態であるかど
うかを確認してから運用に入るためには、いったん運用
を停止して、その光チャネルを試験した後、光チャネル
を切り替え、再度運用開始の手続きをしなければならな
かった。

【０００６】本発明は、以上説明した問題点を解決し、
特定の光チャネルが非運用時においても、自律的にその
光チャネルの安定性を測定することが可能な方法および
装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の光伝送システムは、送信側に、入力データ信
号の導通を確認する導通確認回路と、テスト信号を発生
させるテスト信号発生器と、切替え器とを有している。
この切替え器は、入力データ信号を入力する入力端とテ
スト信号を入力する入力端と、出力端とを有し、導通確
認回路によって入力データ信号が検出された場合は入力
データ信号を、入力データ信号が検出されない場合はテ
スト信号を、出力端から選択的に出力する。この切替え
器の出力端には、切替え器から出力された信号を所定の
波長の光信号に変換して伝送路に出力する光送信器が設
けられている。そして、受信側には、伝送路からの光信
号を受けてテスト信号を検出するテスト信号検出回路
と、テスト信号検出回路によって検出されたテスト信号
に基づいて伝送路の伝送特性を判定する判定回路とが設
けられている。

【０００８】

【発明の実施の形態】（第1の実施例）本発明の第１の
実施例の構成を、図１及び図２を用いて説明する。図１
はこの実施例の光信号送信部１００の回路構成を示した
ブロック図であり、図２は光信号受信部２００の回路構
成を示したブロック図である。

【０００９】光信号送信部１００では、レーザダイオー
ド発振器１０１から出力された光信号は、電界吸収型(E
A；Electro-Absorption)変調器、または、 LN（LiNb
O₃：ニオブ酸リチウム）変調器のような外部変調器で構
成された光変調器１０２に供給される。この光変調器１
０２は、光信号を駆動回路１０３からの変調信号に従っ
て変調して、出力光信号S_outとして光ファイバ伝送路に
送出する。

【００１０】そして、この変調信号は以下の手順で決定
される。まず、この光信号送信部が通常の動作状態の場
合、入力データ信号S_inが入力されることになる。この
入力データ信号S_inの有無は、導通確認回路１０６によ
って判別される。すなわち導通確認回路１０６は、入力
データ信号S_inが有りの場合は“１”を出力し、入力デ
ータ信号S_inが無しの場合は“０”を出力する。

【００１１】この導通確認回路１０６の出力は、図示さ
れていない制御部に送られ、この制御部によるセレクタ
１０７の制御に用いられる。

【００１２】セレクタ１０７は、入力データ信号S_inと
テスト信号S_avを選択的に駆動回路１０３に供給するた
めの構成であり、この制御部は、“１”の場合は入力デ
ータ信号S_inが駆動回路１０３に供給されるようにセレ
クタ１０７を制御し、逆に“０”の場合はテスト信号発
生器１０５が生成するテスト信号S_avが駆動回路１０３
に供給されるようにセレクタ１０７を切り替える。

【００１３】このテスト信号S_avは、光ファイバ伝送路
の安定性評価用の信号であり、入力データ信号S_inに比
べて低速の繰り返し信号が用いられる。

【００１４】この結果、入力データ信号S_inが供給され
ない状態では、テスト信号S_avが駆動回路１０３に供給
され、このテスト信号S_avに基づいて光変調器１０２の
駆動信号が生成される。

【００１５】そして、この駆動信号によって、レーザダ
イオード発振器１０１からの光信号を光変調器１０２お
いて変調し、この変調された光信号は、試験対象となる
光ファイバ伝送路へ供給される。

【００１６】この光ファイバ伝送路へ供給されたテスト
信号は、この被試験伝送路を通過し、図２に示した光信
号受信部２００へ入力される。

【００１７】光信号受信部２００では、受信された光信
号は、ピンアンプ（PIN-Amp）２１１により光信号から
電気信号に変換された後、等化増幅器２１２により光フ
ァイバ伝送路の波形伝送特性等が補償される。そして、
この等化増幅器２１２の出力が識別回路２１３へ供給さ
れる。同時に、この等化増幅器２１２の出力の一部はク
ロック抽出回路２１４に供給されて、送信側に同期した
光信号受信部２００の各種タイミング信号が生成され
る。

【００１８】識別回路２１３へ入力された信号は、クロ
ック抽出回路２１４で生成されたタイミング信号によっ
て、打ち抜き，タイミング補正および波形整形され、デ
ータ信号として出力される。

【００１９】更に、等化増幅器２１２の出力の一部は、
テスト信号検出回路２１５へも供給され、受信された信
号に、送信側で挿入されたテスト信号の有無を検出す
る。テスト信号検出回路２１５において、テスト信号の
存在を検出した場合は、そのテスト信号が判定回路２１
６へ供給され、別途規定された、例えばBER（符号誤り
率）10∧-11以下に相当するS/N比;20dB以上の条件を満
たしているかどうか等の判定基準により、その試験対象
となる光ファイバ伝送路がアヴェラブルか非アヴェラブ
ルかを判定する。

【００２０】この判定結果は判定信号S_dtとして出力さ
れ、図示されていない制御部により、この光チャネルを
運用するときの切り替え制御信号等として使用される。

【００２１】以上説明したように、この実施例によれ
ば、テスト信号発生器１１５を光信号送信部１００に設
け、テスト信号検出回２１５を光信号受信部２００に設
けることにより、光ファイバ伝送路には常に入力データ
信号１０４あるいはテスト信号が選択的に供給されるこ
とになり、光伝送システムのアヴェラブル状態を容易に
検出できる。

【００２２】なお、この実施例では、点線で囲んだレー
ザダイオード発振器１０１と光変調器１０２の個別の構
成によって光送信器ＴＸを構成しているが、レーザダイ
オード発振器１０１から出力される信号光を直接変調す
るような光送信器ＴＸの構成にも、この発明は適用する
ことができる。

【００２３】更に、この実施例ではテスト信号として、
連続的な低速の繰り返し信号を用いているが、一定周期
毎の間欠的な繰り返し信号を送出する構成や、制御情報
を重畳させて送出するような構成とすることも可能であ
る。

【００２４】あるいは、所定パワーおよび所定周波数の
定常波やパルス信号といった無変調の光信号を、連続的
あるいは一定周期毎の間欠的に送出し、これらの受信側
での発光波長スペクトルやパワーを観測することによっ
て伝送特性を判定する構成とすることも可能である。ま
た、この実施例の説明では、送信側に備えられた光信号
送信部１００、および受信側に備えられた光信号受信部
２００についてのみ説明したが、送信側と受信側は通
常、物理的に離れて設置されており、中間には中継局等
が配置されるが、このような構成であっても、この発明
を適用することができる。

【００２５】更に、この実施例の構成の場合、システム
が正常に動作している場合は、光信号受信部には、入力
信号かテスト信号の何れかが供給されるので、光信号受
信部で入力信号もテスト信号も一定期間検出されないと
きは、伝送路上等で何らかの障害が発生していると判断
することができる。

【００２６】（第2の実施例）第１の実施例では、光信
号送信部側のレーザダイオード発振器が１個の、単波長
伝送の場合について説明しているが、この発明は、複数
の光チャネル各々に異なる波長を割り当て、これらを多
重化して伝送するＷＤＭ伝送システムにも適用すること
が可能である。その場合は、送信側の光信号送信部は、
各光チャネル毎に図１に示したレーザダイオード発振器
１０１，光変調器１０２，駆動回路１０３，テスト信号
発生器１０５，導通確認回路１０６及びセレクタ１０７
が必要となる。

【００２７】そして、それぞれの光変調器の変調された
出力は、合波器により合波されてＷＤＭ信号となり、光
ファイバ伝送路へ伝送される。

【００２８】受信側では、光ファイバ伝送路から伝送さ
れてきたＷＤＭ信号を分波器によって光チャネル毎に分
波し、対応する光信号受信部に供給する。すなわち送信
側の光信号送信部と同様に、各光チャネル毎に図２に示
したPIN-Amp２１０，光受信器２１１，等化増幅器２１
２，識別回路２１３，クロック抽出回路２１４，テスト
信号検出回路２１５及び判定回路２１６が必要となる。

【００２９】以上説明したような、この発明をＷＤＭ伝
送システムに適用した構成について、その詳細を図４及
び図５に示す。図４が送信側の構成を示したブロック図
であり、図５が受信側の構成を示したブロック図であ
る。

【００３０】この図４及び図５に示したＷＤＭ伝送シス
テムは、ｍ個（：ｍは２以上の整数）の光チャネルを有
しており、送信側は第１番目の光チャネル，第２番目の
光チャネル，・・・，第ｍ番目の光チャネル各々に対応
した光信号送信部１００-１，１００-２，・・・，１０
０-mを有している。これら光信号送信部１００-１，１
００-２，・・・，１００-mは、上述の通り各光チャネ
ル毎にレーザダイオード発振器の発振波長が各々異なる
以外は、実質的に図１に示した光信号送信部１００と同
一の構成である。ただし、各光信号送信部１００-1，１
００-2，・・・，１００-mにテスト信号を供給するため
のテスト信号発生器１０５に関しては、全体で共有する
構成となっている。

【００３１】そして、通常の動作状態では、各光チャネ
ル毎に入力データ信号S_in- ₁，S_in- ₂，・・・，S_in-mが
光信号送信部１００-1，１００-2，・・・，１００-mに
供給される。各光信号送信部１００-1，１００-2，・・
・，１００-mの動作自体は、図１に示した光信号送信部
１００と同一であり、送信側制御部３０１の制御に従っ
て、各光チャネル毎に入力データ信号あるいはテスト信
号の何れかを有する出力信号S_out- ₁，S_out- ₂，・・・，
S_out-mが送出される。

【００３２】そして、これらの出力信号S_out- ₁，
S_out- ₂，・・・，S_out-mは、合波器３０２によって波長
多重化され、WDM信号S_WDMとして被試験伝送路である光
ファイバ伝送路へ送出される。光ファイバ伝送路を経由
したWDM信号S_WDMは、受信側において、まず分波器３０
３によって、第１番目の光チャネル，第２番目の光チャ
ネル，・・・，第ｍ番目の光チャネルの波長に分波さ
れ、各々が対応する光信号受信部２００-１，２００-
２，・・・，２００-mに供給される。これら光信号受信
部２００-１，２００-２，・・・，２００-mは、上述の
通り、実質的に図２に示した光信号受信部２００と同一
の構成である。そして、各々の光チャネルの安定性の判
定結果は、受信側制御部３０４へ送られるが、その動作
自体も図２に示した光信号受信部２００と同一なので、
詳細な説明は省略する。

【００３３】なお、この実施例では、光信号受信部２０
０-１，２００-２，・・・，２００-mが各々クロック抽
出回路２１４-１，２１４-２，・・・，２１４-mを有
し、光チャネルのそれぞれが別々のクロックを使用する
構成となっているが、受信側のシステムが共通のクロッ
クで動作している場合は、送信側のテスト信号発生器１
０５と同様に、クロック抽出回路１個を受信側のシステ
ム全体で共有する構成としてもよい。

【００３４】この実施例に示したＷＤＭ伝送システム
は、各光チャネルの安定性を、それぞれの光チャネル毎
に、本来送信すべき主信号のない空き時間にはテスト信
号を送出する構成となっている。この結果、それぞれの
光チャネルの安定性をシステムの運用状態、非運用状態
を問わず確認することが可能になる。

【００３５】また本実施例は被試験伝送路として、光フ
ァイバ伝送路を用いているが、送信側および受信側が光
信号を用いる構成であれば、中間の被試験伝送路はどの
ような伝送路であっても適用することが可能である。

【００３６】（第３の実施例）上記第２の実施例の構成
によって、ＷＤＭ伝送システムにおける各光チャネルの
安定性を確実に判定することを可能であるが、このよう
な構成を利用することによって、ＷＤＭ伝送システムの
伝送品質をさらに向上させる構成も実現することが可能
である。

【００３７】光ファイバを用いたＷＤＭ伝送システム
の、伝送品質の問題に関しては、例えば“菊池他、1996
年信学ソ大、B-1104（1996）”や“関根他、1996年信学
ソ大、B-1106（1996）”等に言及されている。これらの
従来技術文献には、ＷＤＭ伝送システムにおいて、伝送
される信号波長数が複数あり、かつ信号波長帯における
光ファイバ伝送路の波長分散が小さい場合、四光波混合
（ＦＷＭ：ＦｏｕｒＷａｖｅＭｉｘｉｎｇ）や相互位
相変調（XPM：Cross Phase Modulation）のような非線
形現象が発生することが記載されている。特に、信号波
長が光ファイバ伝送路の零分散波長に一致した場合、Ｆ
ＷＭやＸＰＭによる非線形現象の発生は著しいものにな
る。そして、FWMにより発生した新たな光は信号光に対
して妨害光となり、またＸＰＭによる波形歪みは符号間
干渉になるので、両者の発生は伝送品質を劣化させる原
因となる。

【００３８】ＦＷＭやＸＰＭを回避するためには、光フ
ァイバ伝送路の波長分散が信号波長帯域内において大き
いことが必要である。しかしながらＷＤＭ伝送システム
で使用する光ファイバ伝送路の多くは、すでに敷設され
ている場合が多く、波長分散の特性が不明であるだけで
なく、光ファイバ伝送路の波長分散は経時変化する。

【００３９】このため、システムの信号波長帯域を決定
することが難しいだけでなく、仮にある時点での最適な
信号波長帯域を決定できたとしても、システム運用開始
後の経時変化によって、決定した信号波長帯域が最適な
信号波長帯域ではなくなってしまう可能性があった。こ
れらの問題点を回避するために、従来は、上記各種の非
線形歪み等に起因する妨害波の影響を受けないように、
光ファイバ伝送路を伝送させる光チャネル数を制限して
いたが、このような構成の場合、伝送効率が落ちるとい
う問題点があった。

【００４０】この第３の実施例は、光チャネル数（多重
度）を犠牲にすることなく、光ファイバ伝送路の伝送効
率を格段に改善できるWDM伝送システムを提供する。

【００４１】図６に、この第３の実施例の構成図を示
す。この第３の実施例は、ｍ個の入力データ信号Ｄ１，
Ｄ２，D3，・・・，Dmを各々波長の異なる光信号に変換
し、それらを波長多重して伝送するための構成である。
なお、この入力データ信号Ｄ１，Ｄ２，D3，・・・，Dm
には、音声，映像等のデ−タだけでなく、符号誤り率等
の伝送品質監視情報も含まれている。そして、これら複
数の入力データ信号Ｄ１，Ｄ２，D3，・・・，Dm及び、
テスト信号発生器１０５で発生させたテスト信号Dxが切
替え器３０５に入力される。切替え器３０５の出力側に
は、ｍよりも多いｎ個の光送信器が接続されている。な
お、この実施例ではｎ個の光送信器として、上記実際の
データ伝送の対象である入力データＤ１，Ｄ２，D3，・
・・，Dmよりも一つ多いｍ＋１個の光送信器TX1，TX2，
TX3，・・・，TX（m+1）が接続されている。

【００４２】この切替え器３０５の具体的な構成は、後
程詳細に説明するが、制御部３０７の制御によって入出
力端の接続関係が任意に変更可能であり、入力データ信
号Ｄ１，Ｄ２，D3，・・・，Dm及びテスト信号Dx各々
を、任意の光送信器TX1，TX2，TX3，・・・，TX（m+1）
に供給することができる。

【００４３】これら光送信器TX1，TX2，TX3，・・・，T
X（m+1）は、発振波長が各々異なる以外は、図１に示し
た光信号送信部１００の点線で囲まれたTX部分と実質的
に同一であり、構成及び動作の詳細は省略する。なお、
それぞれの発振波長は制御部３０７からの指定により選
択される。

【００４４】そして、これら光送信器TX1，TX2，TX3，
・・・，TX（m+1）からの出力信号は合波器３０２によ
って波長多重化され、WDM信号として、被試験伝送路で
ある光ファイバ伝送路４００へ送出される。

【００４５】光ファイバ伝送路を経由したWDM信号は、
受信側において、まず分波器３０３によって、光チャネ
ル毎に分波され、各々が対応する光受信器RX1，RX2，・
・・，RX（m+1）に供給される。このｍ＋１個の光受信
器RX1，RX2，・・・，RX（m+1）は、図２に示した光信
号受信部２００の点線で囲まれたRX部分と実質的に同一
であり、構成及び動作の詳細は省略する。

【００４６】伝送されたWDM信号はカプラ３０８により
一部が分岐されて光受信器RX0へ供給されるとともに、
分波器３０３へ供給される。分波器３０３ではそれぞれ
の波長へフィルタリングされた後に、対応する光受信器
RX0，RX1，RX2，・・・，RX（m+1）へ供給されデータ信
号に復元される。

【００４７】一方、カプラ３０８で分岐された光信号は
受信器RX0で電気信号に変換され、テスト信号検出回路
２１５によりテスト信号Dxが検出される。この検出結果
は判定回路２１６に供給される。判定回路２１６では、
検出された符号誤り率，信号対雑音比等に基づいて伝送
特性が測定され、この測定結果が伝送品質規格を満たす
かどうか判定する、そしてこの判定結果は、制御部３０
７に送られる。

【００４８】上記の構成における、光チャネル安定品質
の測定並びに、光チャネルの決定は、以下の手順で行な
われる。

【００４９】この光伝送システムは、実際の運用開始前
に試験動作を実行する。まず、切替え器３０５に接続さ
れた導通確認回路１０６によって、入力データ信号Ｄ
１，Ｄ２，D3，・・・，Dmが供給されていないことが確
認される。その後に、テスト信号発生器１０５によって
生成されたテスト信号Dxが、切替え器３０５を経由し
て、光送信器TX1，TX2，TX3，・・・，TX（m+1）に順に
供給され、順に光信号として光ファイバ伝送路４００に
送出される。送出された光信号は、順にカプラ３０８を
経由して受信器RX0で電気信号に変換される。その後、
テスト信号検出回路２１５及び判定回路２１６を経るこ
とによって、各光チャネルの伝送特性が順に測定され、
制御部３０７に送出される。

【００５０】制御部３０７では、測定された各光チャネ
ルの伝送特性を記録し、この記録された伝送特性に基づ
いて、各光チャネルが伝送規格値を満たしているかどう
かどうか判断する。そして制御部３０７は、この判断結
果に基づいて、送信側については、光伝送に使用すべき
m個の光送信器及び光チャネルを選択する。そして、こ
の選択された光送信器に入力データ信号Ｄ１，Ｄ２，D
3，・・・，Dmが供給されるように、切替え器３０５内
の接続を切り替える。同様に受信側については、上記選
択された光チャネルに対応した光受信器からの出力が出
力データとなるように、切替え器３０６内の接続を切り
替える。

【００５１】以上の試験動作によって、光チャネル安定
品質測定並びに光チャネルの設定が終了した後に、入力
データ信号がこの光伝送システムに供給され、実際の運
用が開始される。この試験動作は、既設の伝送路に新規
の伝送路を増設して伝送を開始する場合や、運用中の伝
送路の経時変化に見合って、定期的に点検を行なう場
合、あるいは新設の伝送路の光チャネルを決定する場合
に実行することが可能である。あるいは、運用中の光チ
ャネルの何れかの伝送特性が予め定めた閾値、あるいは
記録されている非運用中の光チャネルの伝送特性よりも
低下した場合に試験動作を行う構成とすることも可能で
ある。

【００５２】なお、この実施例では、実際の入力データ
信号数よりも一つ多い光チャネルを用意しておき、最も
伝送特性の悪い光チャネルを使用しない構成となってい
るが、より多くの光チャネルを用意しておくことも可能
である。また、所定の伝送規格値を満足しない光チャネ
ルについて一律に使用しない構成とすることも可能であ
る。

【００５３】更に、光変調器TX1，TX2，TX3，・・・，T
X（m+1）の発振周波数を、制御部３０７からの温度制御
等によって制御によって可変とし、発振周波数を変化さ
せつつテスト信号Dxを送出することで、各光変調器毎の
最適な発振周波数を検出し、この状態において最適な光
変調器を選択する構成とすることも可能である。なお、
そのような構成とする場合は、光変調器TX1，TX2，TX
3，・・・，TX（m+1）の発振周波数の変化に対応させ
て、分波器３０３で分波する周波数の設定及び必要によ
り光受信器RX1，RX2，・・・，RX（m+1）の特性を変更
する必要があることは言うまでもない。同様に、光変調
器TX1，TX2，TX3，・・・，TX（m+1）の出力信号光パワ
−を調整しつつ、伝送特性の測定を行なうことも可能で
ある。

【００５４】以上説明した第３の実施例は、光ファイバ
伝送路を利用して、波長分割多重伝送を行う場合、四光
波混合や相互位相変調等による妨害を避けるために、実
際に使用する光チャネル数よりも多い数の波長により、
テスト信号Dxを伝送して、その中で規格を満足する波長
のみを選択して使用するもので、光ファイバの状況に応
じて適応的に変更可能となり、光ファイバの経時変化等
に有効に適用できる。

【００５５】（第４の実施例）次に、上述の第３の実施
例と同様にテスト信号Dxを利用して光チャネル安定品質
の測定を行う、光伝送システムである第４の実施例の構
成について、図７を用いて説明する。この第４の実施例
と上記第３の実施例の構成の相違は、第３の実施例では
テスト信号Dxを、光ファイバ伝送路４００を通過した直
後にカプラ３０８によって分岐して各光チャネルの伝送
特性を測定しているのに対して、第４の実施例では切替
え器３０６の出力端の一つからテスト信号Dxを出力させ
て各光チャネルの伝送特性を測定している点にある。そ
れ以外の構成に関しては、第３の実施例と同様であり、
構成の詳細に関する説明は省略する。

【００５６】上記の構成における、光チャネル安定品質
の測定並びに、光チャネルの決定は、第３の実施例と同
様に、以下の手順で行なわれる。

【００５７】この光伝送システムは、実際の運用開始前
に試験動作を実行する。まず、切替え器３０５に接続さ
れた導通確認回路１０６によって、入力データ信号Ｄ
１，Ｄ２，D3，・・・，Dmが供給されていないことが確
認される。その後に、テスト信号発生器１０５によって
生成されたテスト信号Dxが、切替え器３０５を経由し
て、光送信器TX1，TX2，TX3，・・・，TX（m+1）に供給
され、光信号として光ファイバ伝送路４００に送出され
る。送出された光信号は、分波器３０３で各光チャネル
ごとに別けられ、対応する光受信器RX1，RX2，・・・，
RX（m+1）によって電気信号に変換される。各光受信器R
X1，RX2，・・・，RX（m+1）から出力された電気信号
は、切替え器３０６によって順にテスト信号検出回路２
１５に供給され、判定回路２１６によって各光チャネル
の伝送特性が測定される。そして、この測定結果が、制
御部３０７に送出される。

【００５８】制御部３０７では、測定された各光チャネ
ルの伝送特性を記録し、この記録された伝送特性に基づ
いて、各光チャネルが伝送規格値を満たしているかどう
かどうか判断する。そして制御部３０７は、この判断結
果に基づいて、送信側については、光伝送に使用すべき
m個の光送信器及び光チャネルを選択する。そして、こ
の選択された光送信器に入力データ信号Ｄ１，Ｄ２，D
3，・・・，Dmが供給されるように、切替え器３０５内
の接続を切り替える。同様に受信側については、上記選
択された光チャネルに対応した光受信器からの出力が出
力データとなるように、切替え器３０６内の接続を切り
替える。以上の試験動作によって、光チャネル安定品質
測定並びに光チャネルの設定が終了した後に、入力デー
タ信号がこの光伝送システムに供給され、実際の運用が
開始される。この試験動作は、既設の伝送路に新規の伝
送路を増設して伝送を開始する場合や、運用中の伝送路
の経時変化に見合って、定期的に点検を行なう場合、あ
るいは新設の伝送路の光チャネルを決定する場合に実行
される。この第４の実施例の構成であれば、各光チャネ
ルを経由したテスト信号Dxが、分波器３０３で分波され
た後に個別に検出することが可能なので、同時に複数の
光送信器にテスト信号Dxを供給し、ＷＤＭ信号の状態で
光ファイバ伝送路４００を伝送させることが可能とな
る。このような構成とすることで、実際のＷＤＭ信号を
伝送した場合に則した伝送特性の測定が可能となる。な
お、この第４の実施例も第３の実施例と同様に、各光変
調器毎の最適な発振周波数や出力信号光パワ−を検出
し、この状態において最適な光変調器を選択する構成と
することも可能である。

【００５９】更に、第４の実施例の構成の場合、特別な
試験動作時以外の、運用中においても各光チャネルの伝
送特性の測定並びに、この測定結果に基づいた、光伝送
に使用すべき光送信器及び光チャネルの切替えが可能で
ある。

【００６０】この運用中の切替え動作について、以下に
説明する。

【００６１】この第４の実施例の光伝送システムは、運
用中は上述の試験動作の結果に従い、m個の光チャネル
が実際の光伝送に使用され、最も伝送特性の悪かった光
チャネルは光伝送には使用されていない状態にある。そ
して、この光伝送に使用されていない光チャネル（：以
下、非運用中の光チャネル）には、テスト信号発生器１
０５によって生成されたテスト信号Dxが、切替え器３０
５を経由して供給される。そして、試験動作の場合と同
様に、切替え器３０６を介してテスト信号検出回路２１
５に供給され、判定回路２１６によって伝送特性が測定
される。そして、この伝送特性の測定結果が制御部３０
７に送られ、記録される。更に、上記従来技術の欄で説
明した通り、運用中の光チャネルに関しては、実際に伝
送されている光信号を利用した伝送特性の測定が可能で
あり、図示しない測定手段によって、m個の運用中の光
チャネル各々について、その伝送特性が測定され、これ
ら伝送特性の測定結果も制御部３０７に送られ、記録さ
れる。

【００６２】制御部３０７では、測定された各光チャネ
ルの伝送特性に基づいて、各光チャネルが伝送規格値を
満たしているかどうかどうか判断する。そして、もしも
m個の運用中の光チャネル中の何れかの伝送特性が、非
運用中の光チャネルの伝送特性よりも悪化している場合
は、切替え器３０５及び３０６の接続を変更し、この運
用中の光チャネルと非運用中の光チャネルを切り替え
る。

【００６３】上述の通り、例えば上記試験動作等で決定
したm個の光チャネルであっても、システム運用開始後
の経時変化によって、最適な光チャネルではなくなって
しまう可能性があった。しかしながら、このように光伝
送システムの運用中も、非運用中の光チャネルを含んだ
各光チャネルの伝送特性を測定し、伝送特性が悪化した
運用中の光チャネルを非運用中の光チャネルと切り替え
ることで、速やかに対応することが可能となる。

【００６４】なお、テスト信号Dxとしては、上記第１の
実施例と同様に、低速の繰り返し信号や一定周期毎の間
欠的な信号を用いることが可能なので、通常の入力デー
タ信号に比べて低いパワーの信号であってもテスト信号
検出回路２１５で検出可能であり、テスト信号Dxが通常
のWDM信号に多重化されて伝送されることによる非線形
現象の発生は、最小限にとどめることができる。

【００６５】さらに、非運用中の光チャネルに関して、
光変調器の発振周波数を変化させつつテスト信号Dxを送
出することで、この非運用中の光チャネルの伝送特性
を、光伝送システムの運用中に改善させることも可能で
ある。

【００６６】そして、改善した伝送特性が、何れかの運
用中の光チャネルのそれを上回った場合に、その運用中
の光チャネルを非運用中の光チャネルと切り替えること
で、光伝送システムの運用中であっても、この光伝送シ
ステム全体としての最適な光チャネルの組み合わせを目
指して、光チャネルに用いる信号波長帯域を調整するこ
とが可能となる。

【００６７】また運用中の光チャネルであっても、入力
データ信号が存在しない場合も考えられる。そのような
場合、上述の通り、その光チャネルについては、入力デ
ータ信号を利用した伝送特性の測定を行なうことはでき
ないが、第４の実施例の構成であれば、導通確認回路１
０６によって、入力データ信号が供給されているかどう
かを確認することが可能である。そして、入力データ信
号が無しと判断された場合は、第１及び２の実施例と同
様に、切替え器３０５によって、その運用中の光チャネ
ルにテスト信号Dxを供給することで、伝送特性を測定す
ることが可能である。

【００６８】これらの、非運用中の光チャネルあるい
は、入力データ信号が供給されていない光チャネルの伝
送特性の測定は、常時行なっても良いし、任意に設定さ
れた時間間隔で定期的に行うこともできるし、また、運
用中の光チャネルの何れかの伝送特性が予め定めた閾
値、あるいは記録されている非運用中の光チャネルの伝
送特性よりも低下した場合に行う構成とすることも可能
である。

【００６９】さらに、第３の実施例と同様に、余分の光
チャネルを複数用意しておくことも可能であるし、所定
の伝送規格値を満足しない光チャネルについて一律に使
用しない構成とすることも可能である。

【００７０】次にこれら第３の実施例あるいは第４の実
施例を実現する上で重要な構成となる、切替え器３０５
の具体的な構成について説明する。図８は切替え器３０
５の第１の具体例であり、m×（m+1）スイッチ８０１，
１×（m+1）スイッチ８０２，２（m+1）×（m+1）スイ
ッチ８０３及び入力データ信号抽出部８０４から構成さ
れている。

【００７１】入力データ信号D1〜Dmは、入力データ信号
抽出部８０４を介して、m×（m+1）スイッチ８０１のm
個の入力端に各々接続される。なお、入力データ信号抽
出部８０４では、図１に示した光信号送信部１００と同
様に、入力データ信号D1〜Dmの一部が分岐され、図６あ
るいは図７に記載の導通確認回路１０６へ供給される。
m×（m+1）スイッチ８０１は、m個の入力端と（m+1）個
の出力端を有するクロス／バ−型のスイッチであり、制
御信号に基づいて、任意の入力端と任意の出力端を接続
することが可能である。そして、このm×（m+1）スイッ
チ８０１の（m+1）個の出力端は、２（m+1）×（m+1）
スイッチ８０３に接続されている。

【００７２】一方、テスト信号Dxは１×（m+1）スイッ
チ８０２の一つの入力端に供給される。この１×（m+
1）スイッチ８０２は、制御信号に基づいて、入力端と
ｍ＋１個の出力端中の任意の出力端とを接続することが
可能であり、このｍ＋１個の出力端も、２（m+1）×（m
+1）スイッチ８０３に接続されている。

【００７３】２（m+1）×（m+1）スイッチ８０３は、全
てのポ−ト切り替えが一括かつ同時に行なわれるブロッ
キング型のスイッチであり、制御信号に基づいて、m×
（m+1）スイッチ８０１からの入力データ信号か、１×
（m+1）スイッチ８０２からのテスト信号の何れかを、
光送信器TX1〜TX（m+1）に供給する。

【００７４】このような構成とすることで、切替え器３
０５は、制御部３０７の制御によって入出力端の接続関
係が任意に変更可能となり、入力データ信号Ｄ１，Ｄ
２，D3，・・・，Dm及びテスト信号各々を、任意の光送
信器TX1，TX2，TX3，・・・，TX（m+1）に供給すること
ができる。

【００７５】更に、図９は切替え器３０５の第２の具体
例であり、第１の（m+1）×（m+1）スイッチ９０１と第
２の（m+1）×（m+1）スイッチ９０２から構成されてい
る。なお、記載は省略されているが、この図９の切替え
器３０５にも、入力データ信号D1〜Dmの一部を分岐して
抽出する入力データ信号抽出部が設けられている。

【００７６】第１の（m+1）×（m+1）スイッチ９０１
は、全てのポート切り替えが一括かつ同時に行なわれる
ブロッキング型の光スイッチであり、制御信号に基づい
て、入力データ信号D1〜Dmとテスト信号Dxが選択的に出
力される。

【００７７】それに対して第２の（m+1）×（m+1）スイ
ッチ９０２は、制御信号に基づいて、入力データ信号D1
〜Dmあるいはテスト信号Dxを、任意の光送信器TX1，TX
2，TX3，・・・，TX（m+1）に供給するクロス／バ−型
の光スイッチである。

【００７８】このような構成とすることで、上記第１の
具体例よりも簡単な構成で、入出力端の接続関係が任意
に変更可能となり、入力データ信号Ｄ１，Ｄ２，D3，・
・・，Dm及びテスト信号各々を、任意の光送信器TX1，T
X2，TX3，・・・，TX（m+1）に供給することができる。

【００７９】以上説明した第１及び第２の具体例を適用
することで、第３の実施例あるいは第４の実施例の試験
動作に対応した、切替え器３０５を実現することができ
る。さらに、第４の実施例の説明中に開示された運用中
における各光チャネルの伝送特性の測定を実現する構成
は、第１の具体例における２（m+1）×（m+1）スイッチ
８０３、あるいは第２の具体例における第１の（m+1）
×（m+1）スイッチ９０１を、ポ−ト切り替えがチャネ
ル毎に独立して制御可能な光スイッチアレイで構成する
ことで、容易に実現可能である。

【００８０】さらに、この第３の実施例あるいは第４の
実施例の構成は、各々がｎ個の低速データ信号である入
力データ信号を、それぞれ多重化して高速データ信号に
変換して伝送する構成にも適用することができる。こ
の場合、例えば切替え器３０５の構成に関して、図８に
示したm×（m+1）スイッチ８０１を、図１０に示した、
任意の入力端に入力された低速データ信号DD1〜DDmを任
意の出力端から出力可能なクロス／バー型のmｎ×（m+
1）ｎスイッチ１００１と、このmｎ×（m+1）ｎスイッ
チ１００１の出力端に各々接続された、低速データ信号
を多重化して高速データ信号に変換する多重化装置MUX1
〜MUX（m+1）の構成に変更することで、容易に対応する
ことが可能である。

【００８１】以上説明したように、これら第３あるいは
第４の実施例によれば、波長分割多重通信システムを構
成する伝送路において、信号を伝送した実際の状態にお
いて、伝送品質を評価して、最適な波長の設定ができる
ため、限られた伝送路を用いて品質のよい通信路を確保
できる。また、あらかじめ波長を設定するのではなく、
適宜波長を選択することが可能なため、伝送路品質を維
持しながら多重波長の多重度を挙げることも可能であ
る。

【００８２】更の各実施例は何れも、入力データ信号の
伝送方向が片方向の光伝送システムに関するものであっ
たが、双方向の光伝送システムに適用することも可能で
ある。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、テスト信号発生回路を光送信回路側に、判定回路を
受信側に付加することにより、光伝送システムのアヴェ
ラブル状態検出を容易に検出できる。このため、システ
ム保守者が通信品質確保のために、いちいち導通試験を
行なう必要が無く、自動的に安定性を測定し、判定する
ことができる。これにより、システム運用中でも、試験
動作を行うことにより、品質の良い波長（光チャネル）
を選択切り替えて運用することが可能となる。さらに、
システムの保守を効率化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の光信号送信部１００の回路構成
を示したブロック図である。

【図２】第１の実施例の光信号受信部２００の回路構成
を示したブロック図である。

【図３】ITU勧告I357による安定品質マトリックスを説
明する図である。

【図４】第２の実施例の送信側の構成を示したブロック
図である。

【図５】第２の実施例の受信側の構成を示したブロック
図である。

【図６】第３の実施例の構成を示したブロック図であ
る。

【図７】第４の実施例の構成を示したブロック図であ
る。

【図８】切替え器３０５の第１の具体例の構成を示した
図である。

【図９】切替え器３０５の第２の具体例の構成を示した
図である。

【図１０】各々がｎ個の低速データ信号である入力デー
タ信号を、それぞれ多重化して高速データ信号に変換し
て伝送する構成に適用する場合の切替え器３０５の構成
を示した図である。

【符号の説明】

１００光信号送信部１０１レーザダイオード発振器１０２光変調器１０３駆動回路１０５テスト信号発生器１０６導通確認回路１０７セレクタ２００光信号受信部２１１ PIN-Amp ２１２等価増幅器２１３識別回路２１４クロック抽出回路２１５テスト信号検出回路２１６判定回路３０１送信側制御部３０２合波器３０３分波器３０４受信側制御部３０５，３０６切替え器３０７制御部３０８カプラ４００光ファイバ伝送路８０１ m×（m+1）スイッチ８０２１×（m+1）スイッチ８０３２（m+1）×（m+1）スイッチ８０４入力データ信号抽出部９０１第１の（m+1）×（m+1）スイッチ９０２第２の（m+1）×（m+1）スイッチ１００１ mｎ×（m+1）ｎスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大橋尚美東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内 (72)発明者石村克宏東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内 (56)参考文献特開平５−344090（ＪＰ，Ａ) 特開平11−251973（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 17/00 H04B 10/08 H04J 14/00 H04J 14/02 H04L 29/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力データ信号の導通を確認する導通確
認回路と、テスト信号を発生させるテスト信号発生器と、前記入力データ信号を入力する入力端と前記テスト信号
を入力する入力端と、出力端とを有し、前記導通確認回
路によって前記入力データ信号が検出された場合は前記
入力データ信号を、前記入力データ信号が検出されない
場合は前記テスト信号を前記出力端から選択的に出力す
る切替え器と、前記切替え器の出力端に接続され、前記切替え器から出
力された信号を所定の波長の光信号に変換して出力する
光送信器と、前記光信号を伝送する伝送路と、前記伝送路からの光信号を受けて前記テスト信号を検出
するテスト信号検出回路と、前記テスト信号検出回路によって検出された前記テスト
信号に基づいて前記伝送路の伝送特性を判定する判定回
路と、を有することを特徴とする光伝送システム。
【請求項２】請求項１記載の光伝送システムにおい
て、前記光送信器から出力される光信号が波長多重化さ
れて前記伝送路中を伝送されることを特徴とする光伝送
システム。
【請求項３】請求項１記載の光伝送システムは、前記
伝送路からの光信号を受けて前記入力データ信号を検出
する識別回路を有しており、前記テスト信号検出回路で
前記テスト信号が検出されず前記識別回路で前記入力デ
ータ信号が検出されない場合は、光伝送システムに障害
が発生していると判断することを特徴とする光伝送シス
テム。
【請求項４】送信側では、導通確認回路によって入力
データ信号の導通を確認し、前記導通確認回路によって
前記入力データ信号が検出された場合は前記入力データ
信号を、前記入力データ信号が検出されない場合はテス
ト信号を光送信器に供給して所定の波長の光信号に変換
した後に、前記光信号を伝送路に伝送し、受信側では、前記伝送路からの光信号を受けて前記テス
ト信号を検出した場合は前記検出されたテスト信号に基
づいて前記伝送路の伝送特性を判定し、前記入力データ
信号を検出した場合は前記検出された入力データ信号に
基づいて前記伝送路の伝送特性を判定することを特徴と
する光チャネル安定品質測定方法。
【請求項５】請求項４記載の光チャネル安定品質測定
方法において、前記光送信器から出力される光信号は波
長多重化されて前記伝送路中を伝送される複数の光チャ
ネルの一つであることを特徴とする光チャネル安定品質
測定方法。