JP3774066B2 - 光通信システム及びその光信号制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、音声，画像，テキスト等のディジタルデータを光伝送路を用いて伝送する際に使用される光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来における光通信システムの一例を示す全体構成図である。図６において、光通信システムは、同一の構成を持つ光端局装置１,２の間に、光線形の中継器３が光ファイバＯＦを介して一つ設けられている。これによって、光端局装置１,２間で主信号(光端局装置間を介して通信される信号)を双方向で伝送するための二つの光通信路が形成されている。
【０００３】
ここでは、光端局装置１から光端局装置２への光通信路を例として説明する。光端局装置１の光送信部４は、電気／光変換部(Ｅ／Ｏ)５によって送信電気信号を光信号に変換し、光ポストアンプ６によって所定のレベルまで増幅した後、伝送路に送出する。中継器３は、伝送路ロスにより減衰した主信号を光インラインアンプ７によって光信号のまま(電気信号に変換せずに)所定レベルまで増幅した後、再度伝送路に送出する。光端局装置２の光受信部８は、伝送路ロスにより減衰した主信号を光プリアンプ９によって増幅した後、光／電気変換部(Ｏ／Ｅ)１０によって電気信号に変換して出力する。
【０００４】
上記したように、中継器３の光インラインアンプ７は、主信号を電気信号に変換しない。このため、主信号に係る電気信号を光インラインアンプ７から検出し、これに基づいて光インラインアンプ７を監視・制御する構成を採ることができない。従って、光インラインアンプ７の中継器３の監視・制御を行うため、監視・制御用の光信号(光監視伝送信号(ＯＳＣ:Optical Supervised Channel))が利用されている。
【０００５】
本例では、光端局装置１,２及び中継器３が監視信号処理部１１,１２を有している。監視信号処理部１１は、主信号と光波長の異なる光監視伝送信号を送出する。光監視伝送信号は、光学系１３によって主信号と光波長多重された後、中継器３に伝送され、光学系１４を経て監視信号処理部１２に入力される。そして、監視信号処理部１２が、光監視伝送信号を用いて光インラインアンプ７の動作を監視・制御する。一方、監視信号処理部１２は、光インラインアンプ７の状態(動作)を示す光監視伝送信号を出力する。この光監視伝送信号は、光学系１５ａ,１６を経て光端局装置１の監視信号処理部１１に入力される。監視信号処理部１１は、この光監視伝送信号を用いて光インラインアンプ７を監視・制御する。なお、光監視伝送信号を中継器３に伝送する他の手法として、光監視伝送信号を光領域で主信号に重畳して中継器３に伝送する手法もある。
【０００６】
図７は、図６に示した光インラインアンプ７の構成例を示す図である。図７において、光インラインアンプ７は、直列に接続された光プリアンプ(ＡＧＣ部)１９，分散補償ファイバ(ＤＣＦ)２０及び光ポストアンプ(ＡＬＣ部)２１からなる。光プリアンプ１９は、主信号をゲイン一定制御(ＡＧＣ：Auto Gain Control)によって低雑音増幅する。ＤＣＦ２０は、伝送路における光の分散による波形歪みを補償する。光ポストアンプ２１は、光プリアンプ１９で増幅された主信号を、出力レベル一定制御(ＡＬＣ：Auto Level Control)により所定レベルまで増幅する。
【０００７】
図８は、図７に示した光ポストアンプ２１の構成例を示す図である。光ポストアンプ２１は、自身から出力される主信号の平均レベルをＡＬＣによって一定にする。このため、光ポストアンプ２１は、光レベル制御部(光アンプ)２２，光学系２３，Ｏ／Ｅ２４，低域通過フィルタ(ＬＰＦ)２５及び比較器２６からなる。光レベル制御部２２は、ＤＣＦ２０から出力された主信号を増幅する。
【０００８】
光学系２３は、光レベル制御部２２から出力された主信号の一部を分岐してＯ／Ｅ２４に入力する。Ｏ／Ｅ２４は、光学系２３からの光出力信号を光／電気変換する。ＬＰＦ２５は、Ｏ／Ｅ２４から出力された主信号の平均レベル信号を検出する。比較器２６は、ＬＰＦ２５から出力された平均レベル信号を基準信号と比較し、その誤差信号を出力する。この誤差信号によって光レベル制御部２２のゲインが制御される。このような制御ループによってＡＬＣが実行される。ＡＬＣの応答速度は、制御ループの最も応答速度の遅い部分で決定される。この応答速度は、回路安定化の見地から通常ＬＰＦによって決定される。また、基準信号には、通常、光レベル制御部２２から出力される主信号のレベルに応じた固定値が与えられる。
【０００９】
ＡＬＣとの比較のため、図９に光プリアンプ１９の構成例を示す。図９に示すように、光プリアンプ１９は、ＡＧＣによって光レベル制御部２７のゲインを一定に制御する。このため、光学系２８,Ｏ／Ｅ２９及びＬＰＦ３０によって主信号の入力平均レベルをモニタリングするとともに、光学系３１,Ｏ／Ｅ３２及びＬＰＦ３３によって主信号の出力平均レベルをモニタリングし、これらを比較器３４によって比較し、両者の差が一定になるように光レベル制御部２７のゲインを制御する。
【００１０】
ところで、中継器３は、伝送路ロスにより減衰した主信号を可能な限り元の波形に近い形で所定レベルまで増幅するために設けられる。これは、本来主信号の振幅を所定のレベルにするという意味であり、主信号の平均レベルを一定にするという意味ではない。従って、ＡＬＣは主信号のピーク検出結果に基づいて制御を行うことが望ましい。しかしながら、ピークを検出するには主信号の速度よりも十分に高速な回路が必要であり、このような回路は、光信号を増幅することによる回路簡略化とビットレートフリーという光アンプの優位性を阻害する。また、複数の光信号を多重化してから増幅する光波長分割多重(ＯＷＤＭ)伝送のシステムでは、チャンネル毎にピーク検出とＡＬＣを行うことになる。このため、複数の光信号を光アンプにて一括増幅できるというＯＷＤＭの大きな利点が失われる。これらの理由から平均レベル一定制御が一般的に行われている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に示した光ポストアンプ２１によるＡＬＣでは、以下の問題があった。即ち、中継器３に伝送される主信号は、１／０の論理データを光信号のＯＮ／ＯＦＦに対応させて伝送されるディジタル信号である。この主信号は、同符号の連続による平均レベルの変動を極力抑えるため、擬似ランダムパターン(ＰＮ)を用いたスクランブルが一般にかけられる。
【００１２】
図１０（Ａ)は、例としてＰＮ５段(３１ビット周期)で変調された主信号(の光信号)の例を示す図である。図１０(Ａ)において、グラフの縦軸は、主信号の１／０のレベルに対して規格化している。図１０(Ｂ)は、図１０(Ａ)に示した主信号に対応する平均レベルを示す図である。図１０(Ｂ)中の破線は３１ビット分のトータルでの平均レベルを示し、１６／３１≒１／２で一定の値を取る。これに対し、図１０(Ｂ)中の実線は前後の２ビットを含むトータル５ビットの平均レベルの変化を示す。このように、主信号の平均レベルは、比較的長い時間で見た場合には一定となるが、短い時間で見た場合には変動する。なお、実際に検出される光信号の平均レベルは、図１０(Ｂ)と比較してなだらかな曲線となる。また、ここではＰＮ５段の光信号について説明したが、実際にはこれよりも長い周期の変動となる。
【００１３】
ここで、平均レベルを長い時間で見るということは、ＡＬＣの応答速度が遅いということに対応し、短い時間で見るということはＡＬＣの応答速度が速いということに対応する。このため、ＡＬＣの応答速度を速くしすぎると、図１０(Ｂ)中の実線のように、光ポストアンプ主信号のピーク値がビット毎に変化してしまう。即ち、主信号の変動パターンに依存した信号劣化が生じる。この結果、主信号の受信側にてその変動部分がノイズとして除去され、元の送信電気信号とは異なってしまい、エラーを生じさせる可能性があった。
【００１４】
この問題を回避する観点では、ＡＬＣの応答速度は十分に遅い方が望ましい。ところが、ＡＬＣの応答速度を十分に遅くすると、主信号の入力レベルの変動を抑圧できない場合があった。即ち、ＡＬＣの応答速度が十分に遅くても、非常に遅い主信号の入力レベルの変動(例えば、伝送路ロスの温度ドリフト)は抑圧可能である。これに対し、比較的速い主信号の入力レベルの変動(例えば、伝送路(光ファイバ)の振動によって生じる曲げロス)は抑圧できない場合があった。このように、ＡＬＣの応答速度については、基本的にトレードオフの関係が存在する。
【００１５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、中継器におけるＡＬＣの応答速度を要因として生じる光信号の劣化を従来に比べて抑えることができる光通信システム及びその光信号制御方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を解決するために以下の構成を採用する。すなわち、請求項１の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムである。この光通信システムは、前記中継器が、前記光送信装置から受信された主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する自動レベル制御部を有し、前記光送信装置が、前記自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち光信号に変換された直後の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を検出する平均レベル検出部を有し、前記自動レベル制御部が、前記平均レベル検出部にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明によると、中継器の自動レベル制御部が平均レベル検出信号を基準として主信号に平均レベル一定制御を施す。これによって、中継器に受信される主信号の入力レベルの急激な変化が、自動レベル制御部によって抑えられる。そして、自動レベル制御部の応答速度を主信号の変動パターンに依存した信号劣化が生じない程度に設定すれば、中継器において、自動レベル制御部の応答速度を要因とする主信号の劣化を抑えることができる。
【００１８】
請求項２の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備えた光通信システムである。この光通信システムは、前記中継器が、前記光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する自動レベル制御部を有し、前記光送信装置が、前記自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち光信号に変換される前の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を検出する平均レベル検出部を有し、前記自動レベル制御部は、前記平均レベル検出部にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の自動レベル制御部が、自身が出力する主信号の出力レベルに応じて前記平均レベル検出信号の振幅を調整することで特定したものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されてから前記中継器へ向けて送出されるまでの時間を固定的に遅延させる遅延部をさらに有することで特定したものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４記載の前記遅延部が、分散補償ファイバであることで特定したものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項２記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されるまでの時間を固定的に遅延させる遅延部をさらに有することで特定したものである。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１又は２記載の平均レベル検出部が、平均レベル検出信号の電気信号を検出し、前記光送信装置が、前記平均レベル検出信号の電気信号を光信号に変換し前記中継器に向けて送出することで特定したものである。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項７記載の光送信装置が、主信号の光信号と平均レベル検出信号の光信号とを多重化し前記中継器へ向けて送出することで特定したものである。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項７記載の平均レベル検出部が、平均レベル検出信号のアナログ電気信号を検出し、前記光送信装置が、前記平均レベル検出信号のアナログ電気信号をディジタル電気信号に変換し光信号に変換して前記中継器へ向けて送出し、前記中継器が、前記光送信装置から受信した平均レベル検出信号の光信号をディジタル電気信号に変換し、前記自動レベル制御部が、平均レベル検出信号のディジタル電気信号をアナログ電気信号に変換することで特定したものである。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項１又は２記載の光送信装置が、主信号と同期したフレームパルスを前記中継器へ向けて送出し、前記自動レベル制御部が、前記光送信装置から送出されたフレームパルスに基づいて前記主信号と前記平均レベル検出信号との位相を調整することで特定したものである。
【００２７】
請求項１１の発明は、主信号たる複数の電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から光信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムである。この光通信システムは、光送信装置が、前記複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する複数個の電気／光変換部と、前記各電気／光変換部にて光信号に変換された主信号を多重化する多重部と、前記多重部にて多重化された主信号に平均レベル一定制御を施し前記中継器へ向けて送出する第１自動レベル制御部と、前記多重部によって多重化された主信号からその平均レベルを示す平均レベル信号を検出する平均レベル検出部とを有し、前記中継器が、前記光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する第２自動レベル制御部を有し、前記平均レベル検出部は、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部は、前記平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１２の発明は、主信号たる複数の電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムである。この光通信システムは、前記光送信装置は、前記複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する複数個の電気／光変換部と、前記各電気／光変換部にて光信号に変換された主信号を多重化する多重部と、前記多重部によって多重化された主信号に平均レベル一定制御を施し前記中継器へ向けて送出する第１自動レベル制御部と、前記各電気信号からその平均レベル信号を検出しこれらを加算する平均レベル検出部とを有し、前記中継器は、光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する第２自動レベル制御部を有し、前記平均レベル検出部は、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部は、前記平均レベル検出部による加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００２９】
請求項１３の発明は、請求項１２記載の平均レベル検出部が、各電気信号から検出した平均レベル信号の振幅をその光出力レベルに応じて補正し、補正後の平均レベル信号を加算することで特定したものである。
【００３０】
請求項１４の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された主信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置が、光信号に変換された直後の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、前記平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、前記中継器が、前記光送信装置にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項１５の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された主信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置が、光信号に変換される前の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、前記平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、前記中継器が、前記光送信装置にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００３２】
請求項１６の発明は、請求項１４又は１５記載の中継器が、自身が出力する主信号の出力レベルに応じて前記平均レベル検出信号の振幅を調整することで特定したものである。
【００３３】
請求項１７の発明は、請求項１４記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されてから前記中継器へ向けて送出されるまでの時間を固定的に遅延させることで特定したものである。
【００３４】
請求項１８の発明は、請求項１５記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されるまでの時間を固定的に遅延させることで特定したものである。
【００３５】
請求項１９の発明は、請求項１４又は１５記載の光送信装置が、平均レベル検出信号の電気信号を検出し、光信号に変換し前記中継器に向けて送出することで特定したものである。
【００３６】
請求項２０の発明は、請求項１９記載の光送信装置が、主信号の光信号と平均レベル検出信号の光信号とを多重化し前記中継器へ向けて送出することで特定したものである。
【００３７】
請求項２１の発明は、請求項１９記載の光送信装置が、平均レベル検出信号のアナログ電気信号を検出し、ディジタル電気信号に変換し、光信号に変換して前記中継器へ向けて送出し、前記中継器が、前記光送信装置から受信した平均レベル検出信号の光信号をディジタル電気信号に変換し、このディジタル電気信号をアナログ電気信号に変換することで特定したものである。
【００３８】
請求項２２の発明は、請求項１４又は１５記載の光送信装置が、主信号と同期したフレームパルスを前記中継器へ向けて送出し、前記中継器は、前記光送信装置から送出されたフレームパルスに基づいて前記主信号と前記平均レベル検出信号との位相を調整することで特定したものである。
【００３９】
請求項２３の発明は、複数の光信号を多重化し平均レベル一定制御を施して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された光信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置は、多重化した光信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、自身による平均レベル一定制御及び前記中継器による平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行い、前記中継器は、前記光送信装置から平均レベル検出信号を受け取り、この平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００４０】
請求項２４の発明は、複数の電気信号を受信し光信号に変換し多重化し平均レベル一定制御を施して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された光信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置は、光信号に変換される前の各電気信号からその平均レベル信号を、自身による平均レベル一定制御及び前記中継器による平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、各平均レベル信号を加算し、この加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行い、前記中継器は、前記光送信装置から複数の平均レベル信号の加算結果を受け取り、この加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００４２】
〔実施形態１〕
〈光通信システムの構成〉
図１は、実施形態１による光通信システムの一例を示す全体構成図である。この光通信システムは、音声，画像，テキスト等のディジタルデータを伝送するための光伝送路(例えば、Ｂ−ＩＳＤＮの基幹回線)として利用される。
【００４３】
図１において、光通信システムは、光伝送路の両端に配置される光端局装置４１,４２と、各光端局装置４１,４２と光ファイバＯＦを介して接続された光線形の中継器４３とからなる。
【００４４】
各光端局装置４１,４２は、同一の構成を有しており、光送信部４４，光受信部４５及び監視信号処理部４６からなる。光送信部４４には、音声，画像，テキスト等のディジタルデータの伝送信号たる主信号が送信電気信号として入力される。光送信部４４は、主信号を光信号に変換し、中継器４３へ向けて送出する。光受信部４５は、中継器４３から入力された光信号を増幅して電気信号に変換し、受信電気信号として送出する。監視信号処理部４６は、中継器４３を監視・制御する。即ち、監視信号処理部４６は、中継器４３の監視・制御用の光信号(光監視伝送信号)を生成し、光送信部４４に与える。一方、監視信号処理部４６は、中継器４３から送出された光監視伝送信号を、光受信部４５から受け取る。
【００４５】
中継器４３は、伝送路ロスにより減衰した光信号を可能な限り元の波形に近い形で所定レベルまで増幅する。中継器４３は、光学系６０,６４と、光インラインアンプ４７,４７と、監視信号処理部４９とからなる。各光インラインアンプ４７は、光送信部４４から受信した光信号を増幅し、光受信部４５へ向けて送出する。監視信号処理部４９は、各光端局装置４１,４２から送出される光監視伝送信号に基づいて、各光インラインアンプ４７の動作を監視・制御する。
【００４６】
図２は、図１に示した光送信部４４及び光インラインアンプ４７の詳細構成図である。図２において、光送信部４４は、送信電気信号が入力される電気／光変換部(Ｅ／Ｏ)５０と、Ｅ／Ｏ５０の後段に設けられた光学系５１と、光学系５１の後段に設けられた分散補償ファイバ(ＤＣＦ)５２と、ＤＣＦ５２の後段に設けられた光ポストアンプ５３と、光ポストアンプ５３の後段に設けられた光学系５４とを有している。光ポストアンプ５３は、図８に示す構成を有している。
また、光送信部４４は、光／電気変換部(Ｏ／Ｅ)５５と、Ｏ／Ｅ５５の後段に設けられた低域透過フィルタ(ＬＰＦ)５６と、ＬＰＦ５６の後段に設けられたアナログ／ディジタル変換器(Ａ／Ｄ)５７とを有しており、Ａ／Ｄ５７の出力端子は、監視信号処理部４６の入力端子に接続されている。
【００４７】
中継器４３の光インラインアンプ４７は、光学系６０の後段に設けられた光プリアンプ(ＡＧＣ部)６１と、光プリアンプ６１の後段に設けられたＤＣＦ６２と、ＤＣＦ６２の後段に設けられた光ポストアンプ(ＡＬＣ部)６３とを有している。光プリアンプ６１は、図９に示す構成を有している。
光ポストアンプ６３は、図２に示すように、ＤＣＦ６２からの主信号が入射する光アンプ７０と、光アンプ７０の後段に設けられた光学系７１と、光学系７１から射出された主信号の一部が入射するＯ／Ｅ７２と、Ｏ／Ｅ７２の出力端子に入力端子が接続されたＬＰＦ７３とを有している。
【００４８】
また、光ポストアンプ６３は、入力端子が監視信号処理部４９に接続された基準信号発生部７４と、一方の入力端子がＬＰＦ７３の出力端子に接続され、他方の入力端子が基準信号発生部７４の出力端子に接続され、出力端子が光アンプ７０に接続された比較器７４とを有している。
【００４９】
〈光通信システムの動作〉
次に、図１及び図２に示した光通信システムの動作(光端局装置４１,４２及び中継器４３による処理)について説明する。ここでは、例として光端局装置４１から光端局装置４２へ主信号を伝送する場合について説明する。
【００５０】
図２において、光端局装置４１の光送信部４４のＥ／Ｏ５０には、主信号として送信電気信号が入力される。Ｅ／Ｏ５０は、主信号(送信電気信号)を光信号に変換して送出する。光学系５１は、Ｅ／Ｏ５０から送出された主信号を二方向に分岐させ、その一方をＤＣＦ５２に入射させるとともに、他方をＯ／Ｅ５５に入射させる。
【００５１】
ＤＣＦ５２は、光学系５１から射出された主信号の分散による波形歪みを補償し、光ポストアンプ５３に入射させる。光ポストアンプ５３は、ＤＣＦ５２から入射された主信号を平均レベル一定制御(ＡＬＣ)によって所定レベルまで増幅し、光学系５４へ向けて射出する。
【００５２】
一方、Ｏ／Ｅ５５は、光学系５１から射出された主信号を電気信号に変換して出力する。ＬＰＦ５６は、Ｏ／Ｅ５５から出力された電気信号の平均レベルを示す信号(「平均レベル検出信号」と称する)を検出して出力する。ここに、ＬＰＦ５６の平均レベル検出信号の検出帯域幅は、光ポストアンプ６３によるＡＬＣの応答速度と等価な値に設定されている。本実施形態では、光ポストアンプ６３によるＡＬＣの応答速度は、ＬＰＦ７３によって決定されている。このため、ＬＰＦ５６の応答速度は、ＬＰＦ７３の応答速度と同じ値に設定されている。Ａ／Ｄ５７は、ＬＰＦ５６から出力された平均レベル検出信号をアナログ／ディジタル変換して出力する。
【００５３】
監視信号処理部４６には、Ａ／Ｄ５７から出力された平均レベル検出信号と主信号に同期したフレームパルス(ＦＰ)とが入力される。監視信号処理部４６は、平均レベル検出信号及びフレームパルスに他の監視制御情報のディジタルデータを加えた光監視伝送信号を生成し、光信号に変換して射出する。この光監視伝送信号は、光学系５４に入射する。
【００５４】
光学系５４は、主信号と光監視伝送信号とが光波長多重された信号(多重信号)を生成し、中継器５３へ向けて射出する。光学系５４から射出された多重信号は、光ファイバＯＦを通じて中継器４３へ伝送される。
【００５５】
中継器４３の光インラインアンプ４７の光学系６０は、光端局装置４１から受信した多重信号を、主信号と光監視伝送信号とに分離する。このとき、分離された主信号は、光プリアンプ６１に入射し、光監視伝送信号は、監視信号処理部４９に入射する。
【００５６】
光プリアンプ６１は、主信号をＡＧＣによって低雑音増幅して送出する。ＤＣＦ６２は、光プリアンプ６１から送出された主信号の分散による波形歪みを補償して送出する。光アンプ７０は、ＤＣＦ６２から送出された主信号をＡＬＣによって増幅して送出する。光学系７１は、光アンプ７０から送出された主信号を光学系６４へ向けて送出するとともに、主信号の一部をＯ／Ｅ７２へ向けて送出する。Ｏ／Ｅ７２は、光学系７１から送出された主信号を電気信号に変換して出力する。ＬＰＦ７３は、Ｏ／Ｅ７２から出力された主信号の平均レベル信号を検出し、比較器７５に入力する。
【００５７】
一方、監視信号処理部４９は、光学系６０から送出された光監視伝送信号を電気信号に変換し、フレームパルスと平均レベル検出信号とを抽出し、光ポストアンプ６３に入力する。また、監視信号処理部４９は、光感監視伝送信号から監視制御情報を抽出し、これを用いて光インラインアンプ４７の動作を監視・制御する。さらに、監視信号処理部４９は、例えば、光端局装置４２に中継器４３の状態(監視結果)を通知するための光監視伝送信号を生成し、光学系６４へ向けて送出する。
【００５８】
基準信号発生部７４は、監視信号処理部４９から受け取った平均レベル検出信号をディジタル／アナログ変換する。続いて、基準信号発生部７４は、フレームパルスを基準として平均レベル検出信号の位相調整を行う。即ち、基準信号発生部７４は、監視信号処理部４６における平均レベル検出信号とフレームパルスとの位相関係を、光ポストアンプ６３で再現する。そして、基準信号発生部７４は、平均レベル検出信号に振幅調整を施し、基準信号として比較器７５へ向けて出力する。
【００５９】
上記した基準信号発生部７４による位相調整は、以下の理由により行われる。即ち、比較器７５に入力される平均レベル検出信号は、主信号とある程度位相を合わせる必要がある。平均レベル検出信号の変化は主信号のビットレートに比べれば十分に低速である。このため、主信号のビットレベルの精度での位相調整は不要である。もっとも、本実施形態では、平均レベル検出信号は主信号より抽出され、その後にＡ／Ｄ変換等の処理が施される。従って、平均レベル検出信号は、位相的には主信号よりも遅れてしまう。この遅れが無視できない場合に位相調整が必要となる。
【００６０】
即ち、光送信部４４の平均レベル検出信号の検出ポイント(Ｅ／Ｏ５０)から光ポストアンプ６３までの間で主信号に遅延を与えることを要する。このとき、主信号に与える遅延量の制御によって平均レベル検出信号との位相合わせを行うと、回路規模が増大する可能性が高い。このため、主信号には固定の遅延を多めに与え、平均レベル検出信号の位相を制御することで主信号と平均レベル検出信号との位相を合わせるのが望ましい。従って、各ＤＣＦ５２,６２は、主信号に固定的な遅延を与える遅延部としての機能を有している。
【００６１】
また、基準信号発生部７４による平均レベル検出信号の振幅調整についてであるが、平均レベル検出信号の振幅方向の絶対値は、光ポストアンプ(ＡＬＣ部)６３からの出力レベルに対して一義的に決定できる値に設定されており、基準信号発生部７４は、この絶対値に従って振幅調整を行う。
【００６２】
その後、中継器４３の光学系６４には、光学系７１から送出された主信号と、監視信号処理部４９から送出された光監視伝送信号とが入射する。光学系６４は、両者を光波長多重し、光ファイバＯＦへ送出する。これによって、光端局装置４２の光受信部４４に多重信号が伝送される。
【００６３】
光受信部４５は、図６に示した光受信部８とほぼ同じ構成を有しており、多重信号を主信号と光監視伝送信号とに分離し、主信号をＡＧＣによって増幅し、電気信号に変換し、受信電気信号として送出する。
【００６４】
なお、光端局装置４２の光送信部４４から光端局装置４１の光受信部４５へ主信号を伝送する場合にも上記した動作が行われる。
【００６５】
〈実施形態１による作用〉
実施形態１による光通信システムによると、図２に示すように、光送信部４４が、従来の構成(図６に示す光送信部４)に加え、光学系５１,Ｏ／Ｅ５５及びＬＰＦ５６を有している。これらは、主信号の平均レベル信号(平均レベル検出信号)を光ポストアンプ６３によるＡＬＣの応答速度と等価の検出帯域幅で検出する平均レベル信号検出部として機能する。
【００６６】
中継器４３の光ポストアンプ６３は、基準信号発生部７４を有し、基準信号発生部７４は、従来の固定値に代えて、平均レベル検出信号を基準信号として比較器７５に入力する。これによって、光ポストアンプ６３は、光ポストアンプ６３から出力される主信号の平均レベルと光送信部４４のＥ／Ｏ５０から出力される主信号の平均レベルとの誤差が一定となるように、ＡＬＣを行う(自動レベル制御部に相当)。
【００６７】
従って、ＡＬＣの応答速度を十分遅くすることによって光ポストアンプ６３が主信号の比較的速い変化(例えば、曲げロス)を抑圧できなくなることを防止することができる。一方、ＡＬＣの応答速度が速すぎることによって主信号の変動パターンに応じた信号劣化が生じるのを抑えることができる。
【００６８】
このように、本実施形態による光通信システムによれば、中継器４３において、ＡＬＣの応答速度を要因とする主信号の劣化を抑えることができる。従って、光受信部４５に適正な主信号を伝送でき、主信号の信号劣化によるエラー等を回避することが可能となる。
【００６９】
〈実施形態１の変形例〉
本実施形態では、光送信部４４にて検出された平均レベル検出信号を光監視伝送信号に含めて中継器４３に伝送している。光監視伝送信号は、他の監視制御情報も含んだディジタルデータを想定している。このため、平均レベル検出信号がＡ／Ｄ変換,Ｄ／Ａ変換される構成となっているが、平均レベル検出信号がアナログ信号まま中継器４３に伝送される構成としても良い。この場合には、Ａ／Ｄ５７及び基準信号発生部７４のＤ／Ａ変換機能は不要である。
【００７０】
また、本実施形態では、Ｅ／Ｏ５０の後段に光学系５１を設け、電気／光変換された直後の主信号の平均レベル検出信号を検出しているが、光学系５１の設置位置(主信号の検出位置)は、例えば、ＤＣＦ５２の後段でも良い。
【００７１】
また、本実施形態では、光送信部４４内の光ポストアンプ５３でもＡＬＣが行われており、その比較器２６(図８参照)には、固定値の基準信号が入力されている。これに代えて、ＬＰＦ５６によって検出された平均レベル検出信号が基準信号として比較器２６に入力されるようにしても良い。但し、この場合には、ＬＰＦ５６の応答速度がＬＰＦ２５(図８参照)の応答速度と等しくされていることを要する。なお、光ポストアンプ５３に入力される主信号の伝送路は、図２に示すように、光端局装置４１(４２)の筐体内部に配置されるので、光伝送路の振動による入力レベル変動が起こりにくい。従って、本実施形態では、光ポストアンプ５３によるＡＬＣの応答速度が十分に遅く設定されている。
【００７２】
また、本実施形態では、監視信号処理部４６が、主信号に同期したフレームパルスを中継器４３に伝送し、中継器４３の基準信号発生部７４がフレームパルスを用いて平均レベル検出信号の位相を調整する。このように、フレームパルスが利用されているので、本実施形態の構成に代え、Ａ／Ｄ変換後の平均レベル検出信号のフレームパルスに対する位置の制御によってディジタル的な平均レベル検出信号の位相制御が行われるようにしても良い。
【００７３】
〈実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２による光通信システムを説明する。実施形態２は、全体構成を図１に示した実施形態１と同じくし、光送信部の構成を実施形態１と異にする。このため、相違点のみについて説明する。図３は、実施形態２による光通信システムの一部を示す構成図である。図３において、実施形態１と同様の構成については同一の符号が付されている。
【００７４】
光端局装置１４１の光送信部１４４は、実施形態１による光送信部４４(図２参照)と以下の点で異なる。即ち、光学系５１及びＯ／Ｅ５５が除かれている。また、Ｅ／Ｏ５０の前段に遅延回路１４２が設けられ、送信電気信号の伝送ケーブルが遅延回路１４２に接続されている。そして、遅延回路１４２の前段から信号線１４３が引き出され、ＬＰＦ５６の入力端子に接続されている。
【００７５】
この光送信部１４４の動作は、ＬＰＦ５６が送信電気信号から平均レベル検出信号を検出する点，及び遅延回路１４２が送信電気信号を遅延させる点を除き、実施形態１と同様である。
【００７６】
実施形態２は、実施形態１の効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、実施形態２によれば、電気／光変換される前の主信号(送信電気信号)から平均レベル検出信号を検出する。このため、実施形態１と異なり、主信号の電気段に遅延回路１４２を設けることができる。このため、実施形態１に比べて容易に主信号に固定遅延を与えることができ、主信号と平均レベル検出信号との位相調整を容易に行うことができる。
【００７７】
なお、遅延回路１４２のみで主信号に十分な固定遅延を与えることができる場合には、ＤＣＦ５２は不要である。
【００７８】
〈実施形態３〉
次に、本発明の実施形態３による光通信システムを説明する。実施形態３も、全体構成を図１に示した実施形態１と同じくし、光送信部及び光受信部の構成を実施形態１と異にする。このため、相違点のみについてのみ説明する。図４は、実施形態３による光通信システムの一部を示す構成図である。図４において、実施形態１と同様の構成については同一の符号が付されている。
【００７９】
光端局装置２４１の光送信部２４４は、光波長分割多重(ＯＷＤＭ)伝送方式により、複数の主信号(ｎ波長チャンネルの送信電気信号)を光信号に変換して光波長多重し、多重化主信号として一括して伝送する。この光送信部２４４は、実施形態１による光送信部４４(図２参照)と以下の点で異なる。即ち、光送信部２４４には、送信電気信号の伝送ケーブルが複数個接続されており、各伝送ケーブルに対応づけて複数個のＥ／Ｏ５０-１〜５０-ｎが設けられている。
【００８０】
各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎの後段には、光多重部２４２が設けられている。また、光ポストアンプ２４３は、光ポストアンプ５３(図８参照)と異なり、固定値の基準信号の代わりに、ＬＰＦ５６によって検出された平均レベル検出信号が比較器２６に入力される。
【００８１】
また、中継器４３は、光送信部２４４から受信した多重化主信号を一括して増幅することができるので、実施形態１,２と同じものが用いられている。
【００８２】
また、図示はしないが、光受信部は、中継器４３から受信した光信号を多重化主信号と光監視伝送信号とに分離する光学系と、この光学系によって分離された多重化主信号をＡＧＣによって増幅する光プリアンプと、この光プリアンプによって増幅された多重化主信号をｎチャネル分の光信号に分離する光分離部と、光分離部によって分離された各主信号を電気信号に変換し、受信電気信号として送出する複数個のＯ／Ｅとからなる。
【００８３】
実施形態３によると、光送信部２４４の各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎに主信号たる送信電気信号が入力される。すると、各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎは、送信電気信号を光信号に変換して送出する。各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎから送出された主信号は、光多重部２４２にて光波長多重され、多重化主信号として送出される。
【００８４】
多重化主信号は、光学系５１及びＤＣＦ５２を経て光ポストアンプ(ＡＬＣ部)２４３に入力される。光ポストアンプ２４３は、多重化主信号の出力平均レベルとＬＰＦ５６で検出された平均レベル検出信号との誤差が一定となるように多重化主信号を増幅して送出する。その後、多重化主信号は、光学系５４にて平均レベル検出信号及びフレームパルスを含む光監視伝送信号と光波長多重され、中継器４３へ伝送される。そして、中継器４３では、実施形態１にて説明した動作(処理)が行われる。
【００８５】
実施形態３は、実施形態１の効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、実施形態３によれば、光ポストアンプ２４３によるＡＬＣの基準信号として、ＬＰＦ５６によって検出された平均レベル検出信号が用いられる。このため、光送信部２４４に接続される波長チャンネル数の増減によって光ポストアンプ２４３に入力される多重化主信号の入力レベルに変動が生じた場合でも、この変動に応じた基準信号(平均レベル検出信号)を比較器２６に入力することができる。このため、波長チャンネル数の増減による光ポストアンプ２４３の誤動作を回避することができる。
【００８６】
〈実施形態４〉
次に、本発明の実施形態４による光通信システムを説明する。実施形態４は、実施形態３と同様に光波長分割多重(ＯＷＤＭ)伝送方式を用いた光通信システムであり、光送信部は、基準信号たる平均レベル検出信号を、送信電気信号から等価的に作成する。図５は、実施形態４による光通信システムの一部を示す構成図である。図５において、実施形態４は、光送信部の構成のみを実施形態３と異にする。このため、実施形態３と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８７】
光端局装置３４１の光送信部３４４は、実施形態３による光送信部２４４(図４参照)と以下の点で異なる。即ち、各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎの前段に遅延回路１４２が設けられ、各遅延回路４２には、各波長チャンネルの送信電気信号の伝送ケーブルが接続されている。各伝送ケーブルからは信号線が引き出され、各信号線には、ＬＰＦ５６の入力端子が接続されている。各ＬＰＦ５６の出力端子には、アンプ３４２の入力端子が接続されている。また、各アンプ３４２の出力端子には、加算器３４３の入力端子が接続されている。そして、加算器３４３の出力端子は、Ａ／Ｄ５７の入力端子及び比較器２６の他方の入力端子に接続されている。
【００８８】
上述した光送信部３４４は、以下の理由により構成されている。即ち、ＯＷＤＭにおける各波長チャンネルのレベルは必ずしも同一とは限らない。これは、各波長チャンネルに異なったビットレートの信号を混在させる場合があるためである。このため、受信部にて同一の光ＳＮＲ(Ｓ／Ｎ比)を得るには各主信号のビットレートに応じて光出力レベルを変える必要がある。このため、平均レベル信号の振幅を調整するためのアンプ３４２が設けられている。
【００８９】
実施形態４によれば、実施形態１の効果に加えて以下の効果を奏する。即ち、実施形態３と同様に、波長チャンネル数の増減に応じてＡＬＣの基準信号を変更することができる。また、実施形態２と同様に、電気信号の段階で主信号に固定遅延を与えることができるので、主信号の遅延時間の調整を実施形態３よりも容易に図ることができる。
【００９０】
【発明の効果】
本発明による光通信システム及びその光信号制御方法によれば、中継器において、光信号の変調パターンに依存した信号劣化を抑えることができるとともに、光信号の入力レベルの比較的速い変化を抑圧することができる。即ち、中継器にて光信号のＡＬＣの応答速度を要因とする信号劣化が生じることを抑えることができる。従って、従来に比べて適正な光信号をその受信装置へ向けて伝送することができ、信号劣化によるエラーの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による光通信システムの一例を示す全体構成図
【図２】図１に示した光送信部及び中継器の詳細構成図
【図３】本発明の実施形態２の一部を示す構成図
【図４】本発明の実施形態３の一部を示す構成図
【図５】本発明の実施形態４の一部を示す構成図
【図６】従来における光通信システムの一例を示す全体構成図
【図７】図６に示した光インラインアンプの構成図
【図８】図７に示した光ポストアンプ(ＡＬＣ部)の構成図
【図９】図７に示した光プリアンプ(ＡＧＣ部)の構成図
【図１０】光信号の例と光信号に対応する平均レベルの説明図
【符号の説明】
４３ 中継器
４４,１４４,２４４,３４４ 光送信部(光送信装置)
４５ 光受信部(受信装置)
５１ 光学系(平均レベル検出部)
５２ 分散補償ファイバ(遅延部)
５５ 光／電気変換部(平均レベル検出部)
５６ 低周波透過フィルタ(平均レベル検出部)
６３ 光ポストアンプ(ＡＬＣ部：自動レベル制御部)
１４２ 遅延回路(遅延部)
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、音声，画像，テキスト等のディジタルデータを光伝送路を用いて伝送する際に使用される光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来における光通信システムの一例を示す全体構成図である。図６において、光通信システムは、同一の構成を持つ光端局装置１,２の間に、光線形の中継器３が光ファイバＯＦを介して一つ設けられている。これによって、光端局装置１,２間で主信号(光端局装置間を介して通信される信号)を双方向で伝送するための二つの光通信路が形成されている。
【０００３】
ここでは、光端局装置１から光端局装置２への光通信路を例として説明する。光端局装置１の光送信部４は、電気／光変換部(Ｅ／Ｏ)５によって送信電気信号を光信号に変換し、光ポストアンプ６によって所定のレベルまで増幅した後、伝送路に送出する。中継器３は、伝送路ロスにより減衰した主信号を光インラインアンプ７によって光信号のまま(電気信号に変換せずに)所定レベルまで増幅した後、再度伝送路に送出する。光端局装置２の光受信部８は、伝送路ロスにより減衰した主信号を光プリアンプ９によって増幅した後、光／電気変換部(Ｏ／Ｅ)１０によって電気信号に変換して出力する。
【０００４】
上記したように、中継器３の光インラインアンプ７は、主信号を電気信号に変換しない。このため、主信号に係る電気信号を光インラインアンプ７から検出し、これに基づいて光インラインアンプ７を監視・制御する構成を採ることができない。従って、光インラインアンプ７の中継器３の監視・制御を行うため、監視・制御用の光信号(光監視伝送信号(ＯＳＣ:Optical Supervised Channel))が利用されている。
【０００５】
本例では、光端局装置１,２及び中継器３が監視信号処理部１１,１２を有している。監視信号処理部１１は、主信号と光波長の異なる光監視伝送信号を送出する。光監視伝送信号は、光学系１３によって主信号と光波長多重された後、中継器３に伝送され、光学系１４を経て監視信号処理部１２に入力される。そして、監視信号処理部１２が、光監視伝送信号を用いて光インラインアンプ７の動作を監視・制御する。一方、監視信号処理部１２は、光インラインアンプ７の状態(動作)を示す光監視伝送信号を出力する。この光監視伝送信号は、光学系１５ａ,１６を経て光端局装置１の監視信号処理部１１に入力される。監視信号処理部１１は、この光監視伝送信号を用いて光インラインアンプ７を監視・制御する。なお、光監視伝送信号を中継器３に伝送する他の手法として、光監視伝送信号を光領域で主信号に重畳して中継器３に伝送する手法もある。
【０００６】
図７は、図６に示した光インラインアンプ７の構成例を示す図である。図７において、光インラインアンプ７は、直列に接続された光プリアンプ(ＡＧＣ部)１９，分散補償ファイバ(ＤＣＦ)２０及び光ポストアンプ(ＡＬＣ部)２１からなる。光プリアンプ１９は、主信号をゲイン一定制御(ＡＧＣ：Auto Gain Control)によって低雑音増幅する。ＤＣＦ２０は、伝送路における光の分散による波形歪みを補償する。光ポストアンプ２１は、光プリアンプ１９で増幅された主信号を、出力レベル一定制御(ＡＬＣ：Auto Level Control)により所定レベルまで増幅する。
【０００７】
図８は、図７に示した光ポストアンプ２１の構成例を示す図である。光ポストアンプ２１は、自身から出力される主信号の平均レベルをＡＬＣによって一定にする。このため、光ポストアンプ２１は、光レベル制御部(光アンプ)２２，光学系２３，Ｏ／Ｅ２４，低域通過フィルタ(ＬＰＦ)２５及び比較器２６からなる。光レベル制御部２２は、ＤＣＦ２０から出力された主信号を増幅する。
【０００８】
光学系２３は、光レベル制御部２２から出力された主信号の一部を分岐してＯ／Ｅ２４に入力する。Ｏ／Ｅ２４は、光学系２３からの光出力信号を光／電気変換する。ＬＰＦ２５は、Ｏ／Ｅ２４から出力された主信号の平均レベル信号を検出する。比較器２６は、ＬＰＦ２５から出力された平均レベル信号を基準信号と比較し、その誤差信号を出力する。この誤差信号によって光レベル制御部２２のゲインが制御される。このような制御ループによってＡＬＣが実行される。ＡＬＣの応答速度は、制御ループの最も応答速度の遅い部分で決定される。この応答速度は、回路安定化の見地から通常ＬＰＦによって決定される。また、基準信号には、通常、光レベル制御部２２から出力される主信号のレベルに応じた固定値が与えられる。
【０００９】
ＡＬＣとの比較のため、図９に光プリアンプ１９の構成例を示す。図９に示すように、光プリアンプ１９は、ＡＧＣによって光レベル制御部２７のゲインを一定に制御する。このため、光学系２８,Ｏ／Ｅ２９及びＬＰＦ３０によって主信号の入力平均レベルをモニタリングするとともに、光学系３１,Ｏ／Ｅ３２及びＬＰＦ３３によって主信号の出力平均レベルをモニタリングし、これらを比較器３４によって比較し、両者の差が一定になるように光レベル制御部２７のゲインを制御する。
【００１０】
ところで、中継器３は、伝送路ロスにより減衰した主信号を可能な限り元の波形に近い形で所定レベルまで増幅するために設けられる。これは、本来主信号の振幅を所定のレベルにするという意味であり、主信号の平均レベルを一定にするという意味ではない。従って、ＡＬＣは主信号のピーク検出結果に基づいて制御を行うことが望ましい。しかしながら、ピークを検出するには主信号の速度よりも十分に高速な回路が必要であり、このような回路は、光信号を増幅することによる回路簡略化とビットレートフリーという光アンプの優位性を阻害する。また、複数の光信号を多重化してから増幅する光波長分割多重(ＯＷＤＭ)伝送のシステムでは、チャンネル毎にピーク検出とＡＬＣを行うことになる。このため、複数の光信号を光アンプにて一括増幅できるというＯＷＤＭの大きな利点が失われる。これらの理由から平均レベル一定制御が一般的に行われている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図８に示した光ポストアンプ２１によるＡＬＣでは、以下の問題があった。即ち、中継器３に伝送される主信号は、１／０の論理データを光信号のＯＮ／ＯＦＦに対応させて伝送されるディジタル信号である。この主信号は、同符号の連続による平均レベルの変動を極力抑えるため、擬似ランダムパターン(ＰＮ)を用いたスクランブルが一般にかけられる。
【００１２】
図１０（Ａ)は、例としてＰＮ５段(３１ビット周期)で変調された主信号(の光信号)の例を示す図である。図１０(Ａ)において、グラフの縦軸は、主信号の１／０のレベルに対して規格化している。図１０(Ｂ)は、図１０(Ａ)に示した主信号に対応する平均レベルを示す図である。図１０(Ｂ)中の破線は３１ビット分のトータルでの平均レベルを示し、１６／３１≒１／２で一定の値を取る。これに対し、図１０(Ｂ)中の実線は前後の２ビットを含むトータル５ビットの平均レベルの変化を示す。このように、主信号の平均レベルは、比較的長い時間で見た場合には一定となるが、短い時間で見た場合には変動する。なお、実際に検出される光信号の平均レベルは、図１０(Ｂ)と比較してなだらかな曲線となる。また、ここではＰＮ５段の光信号について説明したが、実際にはこれよりも長い周期の変動となる。
【００１３】
ここで、平均レベルを長い時間で見るということは、ＡＬＣの応答速度が遅いということに対応し、短い時間で見るということはＡＬＣの応答速度が速いということに対応する。このため、ＡＬＣの応答速度を速くしすぎると、図１０(Ｂ)中の実線のように、光ポストアンプ主信号のピーク値がビット毎に変化してしまう。即ち、主信号の変動パターンに依存した信号劣化が生じる。この結果、主信号の受信側にてその変動部分がノイズとして除去され、元の送信電気信号とは異なってしまい、エラーを生じさせる可能性があった。
【００１４】
この問題を回避する観点では、ＡＬＣの応答速度は十分に遅い方が望ましい。ところが、ＡＬＣの応答速度を十分に遅くすると、主信号の入力レベルの変動を抑圧できない場合があった。即ち、ＡＬＣの応答速度が十分に遅くても、非常に遅い主信号の入力レベルの変動(例えば、伝送路ロスの温度ドリフト)は抑圧可能である。これに対し、比較的速い主信号の入力レベルの変動(例えば、伝送路(光ファイバ)の振動によって生じる曲げロス)は抑圧できない場合があった。このように、ＡＬＣの応答速度については、基本的にトレードオフの関係が存在する。
【００１５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、中継器におけるＡＬＣの応答速度を要因として生じる光信号の劣化を従来に比べて抑えることができる光通信システム及びその光信号制御方法を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を解決するために以下の構成を採用する。すなわち、請求項１の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムである。この光通信システムは、前記中継器が、前記光送信装置から受信された主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する自動レベル制御部を有し、前記光送信装置が、前記自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち光信号に変換された直後の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を検出する平均レベル検出部を有し、前記自動レベル制御部が、前記平均レベル検出部にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明によると、中継器の自動レベル制御部が平均レベル検出信号を基準として主信号に平均レベル一定制御を施す。これによって、中継器に受信される主信号の入力レベルの急激な変化が、自動レベル制御部によって抑えられる。そして、自動レベル制御部の応答速度を主信号の変動パターンに依存した信号劣化が生じない程度に設定すれば、中継器において、自動レベル制御部の応答速度を要因とする主信号の劣化を抑えることができる。
【００１８】
請求項２の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備えた光通信システムである。この光通信システムは、前記中継器が、前記光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する自動レベル制御部を有し、前記光送信装置が、前記自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち光信号に変換される前の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を検出する平均レベル検出部を有し、前記自動レベル制御部は、前記平均レベル検出部にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の自動レベル制御部が、自身が出力する主信号の出力レベルに応じて前記平均レベル検出信号の振幅を調整することで特定したものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項１記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されてから前記中継器へ向けて送出されるまでの時間を固定的に遅延させる遅延部をさらに有することで特定したものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項４記載の前記遅延部が、分散補償ファイバであることで特定したものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項２記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されるまでの時間を固定的に遅延させる遅延部をさらに有することで特定したものである。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項１又は２記載の平均レベル検出部が、平均レベル検出信号の電気信号を検出し、前記光送信装置が、前記平均レベル検出信号の電気信号を光信号に変換し前記中継器に向けて送出することで特定したものである。
【００２４】
請求項８の発明は、請求項７記載の光送信装置が、主信号の光信号と平均レベル検出信号の光信号とを多重化し前記中継器へ向けて送出することで特定したものである。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項７記載の平均レベル検出部が、平均レベル検出信号のアナログ電気信号を検出し、前記光送信装置が、前記平均レベル検出信号のアナログ電気信号をディジタル電気信号に変換し光信号に変換して前記中継器へ向けて送出し、前記中継器が、前記光送信装置から受信した平均レベル検出信号の光信号をディジタル電気信号に変換し、前記自動レベル制御部が、平均レベル検出信号のディジタル電気信号をアナログ電気信号に変換することで特定したものである。
【００２６】
請求項１０の発明は、請求項１又は２記載の光送信装置が、主信号と同期したフレームパルスを前記中継器へ向けて送出し、前記自動レベル制御部が、前記光送信装置から送出されたフレームパルスに基づいて前記主信号と前記平均レベル検出信号との位相を調整することで特定したものである。
【００２７】
請求項１１の発明は、主信号たる複数の電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から光信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムである。この光通信システムは、光送信装置が、前記複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する複数個の電気／光変換部と、前記各電気／光変換部にて光信号に変換された主信号を多重化する多重部と、前記多重部にて多重化された主信号に平均レベル一定制御を施し前記中継器へ向けて送出する第１自動レベル制御部と、前記多重部によって多重化された主信号からその平均レベルを示す平均レベル信号を検出する平均レベル検出部とを有し、前記中継器が、前記光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する第２自動レベル制御部を有し、前記平均レベル検出部は、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部は、前記平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
請求項１２の発明は、主信号たる複数の電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムである。この光通信システムは、前記光送信装置は、前記複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する複数個の電気／光変換部と、前記各電気／光変換部にて光信号に変換された主信号を多重化する多重部と、前記多重部によって多重化された主信号に平均レベル一定制御を施し前記中継器へ向けて送出する第１自動レベル制御部と、前記各電気信号からその平均レベル信号を検出しこれらを加算する平均レベル検出部とを有し、前記中継器は、光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する第２自動レベル制御部を有し、前記平均レベル検出部は、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅を持ち、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部は、前記平均レベル検出部による加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００２９】
請求項１３の発明は、請求項１２記載の平均レベル検出部が、各電気信号から検出した平均レベル信号の振幅をその光出力レベルに応じて補正し、補正後の平均レベル信号を加算することで特定したものである。
【００３０】
請求項１４の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された主信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置が、光信号に変換された直後の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、前記平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、前記中継器が、前記光送信装置にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００３１】
請求項１５の発明は、主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された主信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置が、光信号に変換される前の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、前記平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、前記中継器が、前記光送信装置にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００３２】
請求項１６の発明は、請求項１４又は１５記載の中継器が、自身が出力する主信号の出力レベルに応じて前記平均レベル検出信号の振幅を調整することで特定したものである。
【００３３】
請求項１７の発明は、請求項１４記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されてから前記中継器へ向けて送出されるまでの時間を固定的に遅延させることで特定したものである。
【００３４】
請求項１８の発明は、請求項１５記載の光送信装置が、主信号が光信号に変換されるまでの時間を固定的に遅延させることで特定したものである。
【００３５】
請求項１９の発明は、請求項１４又は１５記載の光送信装置が、平均レベル検出信号の電気信号を検出し、光信号に変換し前記中継器に向けて送出することで特定したものである。
【００３６】
請求項２０の発明は、請求項１９記載の光送信装置が、主信号の光信号と平均レベル検出信号の光信号とを多重化し前記中継器へ向けて送出することで特定したものである。
【００３７】
請求項２１の発明は、請求項１９記載の光送信装置が、平均レベル検出信号のアナログ電気信号を検出し、ディジタル電気信号に変換し、光信号に変換して前記中継器へ向けて送出し、前記中継器が、前記光送信装置から受信した平均レベル検出信号の光信号をディジタル電気信号に変換し、このディジタル電気信号をアナログ電気信号に変換することで特定したものである。
【００３８】
請求項２２の発明は、請求項１４又は１５記載の光送信装置が、主信号と同期したフレームパルスを前記中継器へ向けて送出し、前記中継器は、前記光送信装置から送出されたフレームパルスに基づいて前記主信号と前記平均レベル検出信号との位相を調整することで特定したものである。
【００３９】
請求項２３の発明は、複数の光信号を多重化し平均レベル一定制御を施して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された光信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置は、多重化した光信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、自身による平均レベル一定制御及び前記中継器による平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行い、前記中継器は、前記光送信装置から平均レベル検出信号を受け取り、この平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行うことを特徴とする。
【００４０】
請求項２４の発明は、複数の電気信号を受信し光信号に変換し多重化し平均レベル一定制御を施して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された光信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、前記光送信装置は、光信号に変換される前の各電気信号からその平均レベル信号を、自身による平均レベル一定制御及び前記中継器による平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、各平均レベル信号を加算し、この加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行い、前記中継器は、前記光送信装置から複数の平均レベル信号の加算結果を受け取り、この加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００４２】
〔実施形態１〕
〈光通信システムの構成〉
図１は、実施形態１による光通信システムの一例を示す全体構成図である。この光通信システムは、音声，画像，テキスト等のディジタルデータを伝送するための光伝送路(例えば、Ｂ−ＩＳＤＮの基幹回線)として利用される。
【００４３】
図１において、光通信システムは、光伝送路の両端に配置される光端局装置４１,４２と、各光端局装置４１,４２と光ファイバＯＦを介して接続された光線形の中継器４３とからなる。
【００４４】
各光端局装置４１,４２は、同一の構成を有しており、光送信部４４，光受信部４５及び監視信号処理部４６からなる。光送信部４４には、音声，画像，テキスト等のディジタルデータの伝送信号たる主信号が送信電気信号として入力される。光送信部４４は、主信号を光信号に変換し、中継器４３へ向けて送出する。光受信部４５は、中継器４３から入力された光信号を増幅して電気信号に変換し、受信電気信号として送出する。監視信号処理部４６は、中継器４３を監視・制御する。即ち、監視信号処理部４６は、中継器４３の監視・制御用の光信号(光監視伝送信号)を生成し、光送信部４４に与える。一方、監視信号処理部４６は、中継器４３から送出された光監視伝送信号を、光受信部４５から受け取る。
【００４５】
中継器４３は、伝送路ロスにより減衰した光信号を可能な限り元の波形に近い形で所定レベルまで増幅する。中継器４３は、光学系６０,６４と、光インラインアンプ４７,４７と、監視信号処理部４９とからなる。各光インラインアンプ４７は、光送信部４４から受信した光信号を増幅し、光受信部４５へ向けて送出する。監視信号処理部４９は、各光端局装置４１,４２から送出される光監視伝送信号に基づいて、各光インラインアンプ４７の動作を監視・制御する。
【００４６】
図２は、図１に示した光送信部４４及び光インラインアンプ４７の詳細構成図である。図２において、光送信部４４は、送信電気信号が入力される電気／光変換部(Ｅ／Ｏ)５０と、Ｅ／Ｏ５０の後段に設けられた光学系５１と、光学系５１の後段に設けられた分散補償ファイバ(ＤＣＦ)５２と、ＤＣＦ５２の後段に設けられた光ポストアンプ５３と、光ポストアンプ５３の後段に設けられた光学系５４とを有している。光ポストアンプ５３は、図８に示す構成を有している。
また、光送信部４４は、光／電気変換部(Ｏ／Ｅ)５５と、Ｏ／Ｅ５５の後段に設けられた低域透過フィルタ(ＬＰＦ)５６と、ＬＰＦ５６の後段に設けられたアナログ／ディジタル変換器(Ａ／Ｄ)５７とを有しており、Ａ／Ｄ５７の出力端子は、監視信号処理部４６の入力端子に接続されている。
【００４７】
中継器４３の光インラインアンプ４７は、光学系６０の後段に設けられた光プリアンプ(ＡＧＣ部)６１と、光プリアンプ６１の後段に設けられたＤＣＦ６２と、ＤＣＦ６２の後段に設けられた光ポストアンプ(ＡＬＣ部)６３とを有している。光プリアンプ６１は、図９に示す構成を有している。
光ポストアンプ６３は、図２に示すように、ＤＣＦ６２からの主信号が入射する光アンプ７０と、光アンプ７０の後段に設けられた光学系７１と、光学系７１から射出された主信号の一部が入射するＯ／Ｅ７２と、Ｏ／Ｅ７２の出力端子に入力端子が接続されたＬＰＦ７３とを有している。
【００４８】
また、光ポストアンプ６３は、入力端子が監視信号処理部４９に接続された基準信号発生部７４と、一方の入力端子がＬＰＦ７３の出力端子に接続され、他方の入力端子が基準信号発生部７４の出力端子に接続され、出力端子が光アンプ７０に接続された比較器７４とを有している。
【００４９】
〈光通信システムの動作〉
次に、図１及び図２に示した光通信システムの動作(光端局装置４１,４２及び中継器４３による処理)について説明する。ここでは、例として光端局装置４１から光端局装置４２へ主信号を伝送する場合について説明する。
【００５０】
図２において、光端局装置４１の光送信部４４のＥ／Ｏ５０には、主信号として送信電気信号が入力される。Ｅ／Ｏ５０は、主信号(送信電気信号)を光信号に変換して送出する。光学系５１は、Ｅ／Ｏ５０から送出された主信号を二方向に分岐させ、その一方をＤＣＦ５２に入射させるとともに、他方をＯ／Ｅ５５に入射させる。
【００５１】
ＤＣＦ５２は、光学系５１から射出された主信号の分散による波形歪みを補償し、光ポストアンプ５３に入射させる。光ポストアンプ５３は、ＤＣＦ５２から入射された主信号を平均レベル一定制御(ＡＬＣ)によって所定レベルまで増幅し、光学系５４へ向けて射出する。
【００５２】
一方、Ｏ／Ｅ５５は、光学系５１から射出された主信号を電気信号に変換して出力する。ＬＰＦ５６は、Ｏ／Ｅ５５から出力された電気信号の平均レベルを示す信号(「平均レベル検出信号」と称する)を検出して出力する。ここに、ＬＰＦ５６の平均レベル検出信号の検出帯域幅は、光ポストアンプ６３によるＡＬＣの応答速度と等価な値に設定されている。本実施形態では、光ポストアンプ６３によるＡＬＣの応答速度は、ＬＰＦ７３によって決定されている。このため、ＬＰＦ５６の応答速度は、ＬＰＦ７３の応答速度と同じ値に設定されている。Ａ／Ｄ５７は、ＬＰＦ５６から出力された平均レベル検出信号をアナログ／ディジタル変換して出力する。
【００５３】
監視信号処理部４６には、Ａ／Ｄ５７から出力された平均レベル検出信号と主信号に同期したフレームパルス(ＦＰ)とが入力される。監視信号処理部４６は、平均レベル検出信号及びフレームパルスに他の監視制御情報のディジタルデータを加えた光監視伝送信号を生成し、光信号に変換して射出する。この光監視伝送信号は、光学系５４に入射する。
【００５４】
光学系５４は、主信号と光監視伝送信号とが光波長多重された信号(多重信号)を生成し、中継器５３へ向けて射出する。光学系５４から射出された多重信号は、光ファイバＯＦを通じて中継器４３へ伝送される。
【００５５】
中継器４３の光インラインアンプ４７の光学系６０は、光端局装置４１から受信した多重信号を、主信号と光監視伝送信号とに分離する。このとき、分離された主信号は、光プリアンプ６１に入射し、光監視伝送信号は、監視信号処理部４９に入射する。
【００５６】
光プリアンプ６１は、主信号をＡＧＣによって低雑音増幅して送出する。ＤＣＦ６２は、光プリアンプ６１から送出された主信号の分散による波形歪みを補償して送出する。光アンプ７０は、ＤＣＦ６２から送出された主信号をＡＬＣによって増幅して送出する。光学系７１は、光アンプ７０から送出された主信号を光学系６４へ向けて送出するとともに、主信号の一部をＯ／Ｅ７２へ向けて送出する。Ｏ／Ｅ７２は、光学系７１から送出された主信号を電気信号に変換して出力する。ＬＰＦ７３は、Ｏ／Ｅ７２から出力された主信号の平均レベル信号を検出し、比較器７５に入力する。
【００５７】
一方、監視信号処理部４９は、光学系６０から送出された光監視伝送信号を電気信号に変換し、フレームパルスと平均レベル検出信号とを抽出し、光ポストアンプ６３に入力する。また、監視信号処理部４９は、光感監視伝送信号から監視制御情報を抽出し、これを用いて光インラインアンプ４７の動作を監視・制御する。さらに、監視信号処理部４９は、例えば、光端局装置４２に中継器４３の状態(監視結果)を通知するための光監視伝送信号を生成し、光学系６４へ向けて送出する。
【００５８】
基準信号発生部７４は、監視信号処理部４９から受け取った平均レベル検出信号をディジタル／アナログ変換する。続いて、基準信号発生部７４は、フレームパルスを基準として平均レベル検出信号の位相調整を行う。即ち、基準信号発生部７４は、監視信号処理部４６における平均レベル検出信号とフレームパルスとの位相関係を、光ポストアンプ６３で再現する。そして、基準信号発生部７４は、平均レベル検出信号に振幅調整を施し、基準信号として比較器７５へ向けて出力する。
【００５９】
上記した基準信号発生部７４による位相調整は、以下の理由により行われる。即ち、比較器７５に入力される平均レベル検出信号は、主信号とある程度位相を合わせる必要がある。平均レベル検出信号の変化は主信号のビットレートに比べれば十分に低速である。このため、主信号のビットレベルの精度での位相調整は不要である。もっとも、本実施形態では、平均レベル検出信号は主信号より抽出され、その後にＡ／Ｄ変換等の処理が施される。従って、平均レベル検出信号は、位相的には主信号よりも遅れてしまう。この遅れが無視できない場合に位相調整が必要となる。
【００６０】
即ち、光送信部４４の平均レベル検出信号の検出ポイント(Ｅ／Ｏ５０)から光ポストアンプ６３までの間で主信号に遅延を与えることを要する。このとき、主信号に与える遅延量の制御によって平均レベル検出信号との位相合わせを行うと、回路規模が増大する可能性が高い。このため、主信号には固定の遅延を多めに与え、平均レベル検出信号の位相を制御することで主信号と平均レベル検出信号との位相を合わせるのが望ましい。従って、各ＤＣＦ５２,６２は、主信号に固定的な遅延を与える遅延部としての機能を有している。
【００６１】
また、基準信号発生部７４による平均レベル検出信号の振幅調整についてであるが、平均レベル検出信号の振幅方向の絶対値は、光ポストアンプ(ＡＬＣ部)６３からの出力レベルに対して一義的に決定できる値に設定されており、基準信号発生部７４は、この絶対値に従って振幅調整を行う。
【００６２】
その後、中継器４３の光学系６４には、光学系７１から送出された主信号と、監視信号処理部４９から送出された光監視伝送信号とが入射する。光学系６４は、両者を光波長多重し、光ファイバＯＦへ送出する。これによって、光端局装置４２の光受信部４４に多重信号が伝送される。
【００６３】
光受信部４５は、図６に示した光受信部８とほぼ同じ構成を有しており、多重信号を主信号と光監視伝送信号とに分離し、主信号をＡＧＣによって増幅し、電気信号に変換し、受信電気信号として送出する。
【００６４】
なお、光端局装置４２の光送信部４４から光端局装置４１の光受信部４５へ主信号を伝送する場合にも上記した動作が行われる。
【００６５】
〈実施形態１による作用〉
実施形態１による光通信システムによると、図２に示すように、光送信部４４が、従来の構成(図６に示す光送信部４)に加え、光学系５１,Ｏ／Ｅ５５及びＬＰＦ５６を有している。これらは、主信号の平均レベル信号(平均レベル検出信号)を光ポストアンプ６３によるＡＬＣの応答速度と等価の検出帯域幅で検出する平均レベル信号検出部として機能する。
【００６６】
中継器４３の光ポストアンプ６３は、基準信号発生部７４を有し、基準信号発生部７４は、従来の固定値に代えて、平均レベル検出信号を基準信号として比較器７５に入力する。これによって、光ポストアンプ６３は、光ポストアンプ６３から出力される主信号の平均レベルと光送信部４４のＥ／Ｏ５０から出力される主信号の平均レベルとの誤差が一定となるように、ＡＬＣを行う(自動レベル制御部に相当)。
【００６７】
従って、ＡＬＣの応答速度を十分遅くすることによって光ポストアンプ６３が主信号の比較的速い変化(例えば、曲げロス)を抑圧できなくなることを防止することができる。一方、ＡＬＣの応答速度が速すぎることによって主信号の変動パターンに応じた信号劣化が生じるのを抑えることができる。
【００６８】
このように、本実施形態による光通信システムによれば、中継器４３において、ＡＬＣの応答速度を要因とする主信号の劣化を抑えることができる。従って、光受信部４５に適正な主信号を伝送でき、主信号の信号劣化によるエラー等を回避することが可能となる。
【００６９】
〈実施形態１の変形例〉
本実施形態では、光送信部４４にて検出された平均レベル検出信号を光監視伝送信号に含めて中継器４３に伝送している。光監視伝送信号は、他の監視制御情報も含んだディジタルデータを想定している。このため、平均レベル検出信号がＡ／Ｄ変換,Ｄ／Ａ変換される構成となっているが、平均レベル検出信号がアナログ信号まま中継器４３に伝送される構成としても良い。この場合には、Ａ／Ｄ５７及び基準信号発生部７４のＤ／Ａ変換機能は不要である。
【００７０】
また、本実施形態では、Ｅ／Ｏ５０の後段に光学系５１を設け、電気／光変換された直後の主信号の平均レベル検出信号を検出しているが、光学系５１の設置位置(主信号の検出位置)は、例えば、ＤＣＦ５２の後段でも良い。
【００７１】
また、本実施形態では、光送信部４４内の光ポストアンプ５３でもＡＬＣが行われており、その比較器２６(図８参照)には、固定値の基準信号が入力されている。これに代えて、ＬＰＦ５６によって検出された平均レベル検出信号が基準信号として比較器２６に入力されるようにしても良い。但し、この場合には、ＬＰＦ５６の応答速度がＬＰＦ２５(図８参照)の応答速度と等しくされていることを要する。なお、光ポストアンプ５３に入力される主信号の伝送路は、図２に示すように、光端局装置４１(４２)の筐体内部に配置されるので、光伝送路の振動による入力レベル変動が起こりにくい。従って、本実施形態では、光ポストアンプ５３によるＡＬＣの応答速度が十分に遅く設定されている。
【００７２】
また、本実施形態では、監視信号処理部４６が、主信号に同期したフレームパルスを中継器４３に伝送し、中継器４３の基準信号発生部７４がフレームパルスを用いて平均レベル検出信号の位相を調整する。このように、フレームパルスが利用されているので、本実施形態の構成に代え、Ａ／Ｄ変換後の平均レベル検出信号のフレームパルスに対する位置の制御によってディジタル的な平均レベル検出信号の位相制御が行われるようにしても良い。
【００７３】
〈実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２による光通信システムを説明する。実施形態２は、全体構成を図１に示した実施形態１と同じくし、光送信部の構成を実施形態１と異にする。このため、相違点のみについて説明する。図３は、実施形態２による光通信システムの一部を示す構成図である。図３において、実施形態１と同様の構成については同一の符号が付されている。
【００７４】
光端局装置１４１の光送信部１４４は、実施形態１による光送信部４４(図２参照)と以下の点で異なる。即ち、光学系５１及びＯ／Ｅ５５が除かれている。また、Ｅ／Ｏ５０の前段に遅延回路１４２が設けられ、送信電気信号の伝送ケーブルが遅延回路１４２に接続されている。そして、遅延回路１４２の前段から信号線１４３が引き出され、ＬＰＦ５６の入力端子に接続されている。
【００７５】
この光送信部１４４の動作は、ＬＰＦ５６が送信電気信号から平均レベル検出信号を検出する点，及び遅延回路１４２が送信電気信号を遅延させる点を除き、実施形態１と同様である。
【００７６】
実施形態２は、実施形態１の効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、実施形態２によれば、電気／光変換される前の主信号(送信電気信号)から平均レベル検出信号を検出する。このため、実施形態１と異なり、主信号の電気段に遅延回路１４２を設けることができる。このため、実施形態１に比べて容易に主信号に固定遅延を与えることができ、主信号と平均レベル検出信号との位相調整を容易に行うことができる。
【００７７】
なお、遅延回路１４２のみで主信号に十分な固定遅延を与えることができる場合には、ＤＣＦ５２は不要である。
【００７８】
〈実施形態３〉
次に、本発明の実施形態３による光通信システムを説明する。実施形態３も、全体構成を図１に示した実施形態１と同じくし、光送信部及び光受信部の構成を実施形態１と異にする。このため、相違点のみについてのみ説明する。図４は、実施形態３による光通信システムの一部を示す構成図である。図４において、実施形態１と同様の構成については同一の符号が付されている。
【００７９】
光端局装置２４１の光送信部２４４は、光波長分割多重(ＯＷＤＭ)伝送方式により、複数の主信号(ｎ波長チャンネルの送信電気信号)を光信号に変換して光波長多重し、多重化主信号として一括して伝送する。この光送信部２４４は、実施形態１による光送信部４４(図２参照)と以下の点で異なる。即ち、光送信部２４４には、送信電気信号の伝送ケーブルが複数個接続されており、各伝送ケーブルに対応づけて複数個のＥ／Ｏ５０-１〜５０-ｎが設けられている。
【００８０】
各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎの後段には、光多重部２４２が設けられている。また、光ポストアンプ２４３は、光ポストアンプ５３(図８参照)と異なり、固定値の基準信号の代わりに、ＬＰＦ５６によって検出された平均レベル検出信号が比較器２６に入力される。
【００８１】
また、中継器４３は、光送信部２４４から受信した多重化主信号を一括して増幅することができるので、実施形態１,２と同じものが用いられている。
【００８２】
また、図示はしないが、光受信部は、中継器４３から受信した光信号を多重化主信号と光監視伝送信号とに分離する光学系と、この光学系によって分離された多重化主信号をＡＧＣによって増幅する光プリアンプと、この光プリアンプによって増幅された多重化主信号をｎチャネル分の光信号に分離する光分離部と、光分離部によって分離された各主信号を電気信号に変換し、受信電気信号として送出する複数個のＯ／Ｅとからなる。
【００８３】
実施形態３によると、光送信部２４４の各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎに主信号たる送信電気信号が入力される。すると、各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎは、送信電気信号を光信号に変換して送出する。各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎから送出された主信号は、光多重部２４２にて光波長多重され、多重化主信号として送出される。
【００８４】
多重化主信号は、光学系５１及びＤＣＦ５２を経て光ポストアンプ(ＡＬＣ部)２４３に入力される。光ポストアンプ２４３は、多重化主信号の出力平均レベルとＬＰＦ５６で検出された平均レベル検出信号との誤差が一定となるように多重化主信号を増幅して送出する。その後、多重化主信号は、光学系５４にて平均レベル検出信号及びフレームパルスを含む光監視伝送信号と光波長多重され、中継器４３へ伝送される。そして、中継器４３では、実施形態１にて説明した動作(処理)が行われる。
【００８５】
実施形態３は、実施形態１の効果に加え、以下の効果を奏する。即ち、実施形態３によれば、光ポストアンプ２４３によるＡＬＣの基準信号として、ＬＰＦ５６によって検出された平均レベル検出信号が用いられる。このため、光送信部２４４に接続される波長チャンネル数の増減によって光ポストアンプ２４３に入力される多重化主信号の入力レベルに変動が生じた場合でも、この変動に応じた基準信号(平均レベル検出信号)を比較器２６に入力することができる。このため、波長チャンネル数の増減による光ポストアンプ２４３の誤動作を回避することができる。
【００８６】
〈実施形態４〉
次に、本発明の実施形態４による光通信システムを説明する。実施形態４は、実施形態３と同様に光波長分割多重(ＯＷＤＭ)伝送方式を用いた光通信システムであり、光送信部は、基準信号たる平均レベル検出信号を、送信電気信号から等価的に作成する。図５は、実施形態４による光通信システムの一部を示す構成図である。図５において、実施形態４は、光送信部の構成のみを実施形態３と異にする。このため、実施形態３と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８７】
光端局装置３４１の光送信部３４４は、実施形態３による光送信部２４４(図４参照)と以下の点で異なる。即ち、各Ｅ／Ｏ５０-１〜５０-ｎの前段に遅延回路１４２が設けられ、各遅延回路４２には、各波長チャンネルの送信電気信号の伝送ケーブルが接続されている。各伝送ケーブルからは信号線が引き出され、各信号線には、ＬＰＦ５６の入力端子が接続されている。各ＬＰＦ５６の出力端子には、アンプ３４２の入力端子が接続されている。また、各アンプ３４２の出力端子には、加算器３４３の入力端子が接続されている。そして、加算器３４３の出力端子は、Ａ／Ｄ５７の入力端子及び比較器２６の他方の入力端子に接続されている。
【００８８】
上述した光送信部３４４は、以下の理由により構成されている。即ち、ＯＷＤＭにおける各波長チャンネルのレベルは必ずしも同一とは限らない。これは、各波長チャンネルに異なったビットレートの信号を混在させる場合があるためである。このため、受信部にて同一の光ＳＮＲ(Ｓ／Ｎ比)を得るには各主信号のビットレートに応じて光出力レベルを変える必要がある。このため、平均レベル信号の振幅を調整するためのアンプ３４２が設けられている。
【００８９】
実施形態４によれば、実施形態１の効果に加えて以下の効果を奏する。即ち、実施形態３と同様に、波長チャンネル数の増減に応じてＡＬＣの基準信号を変更することができる。また、実施形態２と同様に、電気信号の段階で主信号に固定遅延を与えることができるので、主信号の遅延時間の調整を実施形態３よりも容易に図ることができる。
【００９０】
【発明の効果】
本発明による光通信システム及びその光信号制御方法によれば、中継器において、光信号の変調パターンに依存した信号劣化を抑えることができるとともに、光信号の入力レベルの比較的速い変化を抑圧することができる。即ち、中継器にて光信号のＡＬＣの応答速度を要因とする信号劣化が生じることを抑えることができる。従って、従来に比べて適正な光信号をその受信装置へ向けて伝送することができ、信号劣化によるエラーの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による光通信システムの一例を示す全体構成図
【図２】図１に示した光送信部及び中継器の詳細構成図
【図３】本発明の実施形態２の一部を示す構成図
【図４】本発明の実施形態３の一部を示す構成図
【図５】本発明の実施形態４の一部を示す構成図
【図６】従来における光通信システムの一例を示す全体構成図
【図７】図６に示した光インラインアンプの構成図
【図８】図７に示した光ポストアンプ(ＡＬＣ部)の構成図
【図９】図７に示した光プリアンプ(ＡＧＣ部)の構成図
【図１０】光信号の例と光信号に対応する平均レベルの説明図
【符号の説明】
４３ 中継器
４４,１４４,２４４,３４４ 光送信部(光送信装置)
４５ 光受信部(受信装置)
５１ 光学系(平均レベル検出部)
５２ 分散補償ファイバ(遅延部)
５５ 光／電気変換部(平均レベル検出部)
５６ 低周波透過フィルタ(平均レベル検出部)
６３ 光ポストアンプ(ＡＬＣ部：自動レベル制御部)
１４２ 遅延回路(遅延部)
Claims (24)
- 主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、
光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備え、
前記中継器は、前記光送信装置から受信された主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する自動レベル制御部を有し、
前記光送信装置は、光信号に変換された直後の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を前記自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅で検出する平均レベル検出部を有し、
前記自動レベル制御部は、前記平均レベル検出部にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システム。 - 主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、
光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備え、
前記中継器は、前記光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する自動レベル制御部を有し、
前記光送信装置は、光信号に変換される前の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を前記自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅で検出する平均レベル検出部を有し、
前記自動レベル制御部は、前記平均レベル検出部にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システム。 - 前記自動レベル制御部は、自身が出力する主信号の平均レベルに応じて前記平均レベル検出信号の振幅を調整することを特徴とする請求項１又は２記載の光通信システム。
- 前記光送信装置は、主信号が光信号に変換されてから前記中継器へ向けて送出されるまでの時間を固定的に遅延させる遅延部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１記載の光通信システム。 - 前記遅延部が、分散補償ファイバである
ことを特徴とする請求項４記載の光通信システム。 - 前記光送信装置は、主信号が光信号に変換されるまでの時間を固定的に遅延させる遅延部をさらに有する
ことを特徴とする請求項２記載の光通信システム。 - 前記平均レベル検出部は、平均レベル検出信号の電気信号を検出し、
前記光送信装置は、前記平均レベル検出信号の電気信号を光信号に変換し前記中継器に向けて送出する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光通信システム。 - 前記光送信装置は、主信号の光信号と平均レベル検出信号の光信号とを多重化し前記中継器へ向けて送出する
ことを特徴とする請求項７記載の光通信システム。 - 前記平均レベル検出部は、平均レベル検出信号のアナログ電気信号を検出し、
前記光送信装置は、前記平均レベル検出信号のアナログ電気信号をディジタル電気信号に変換し光信号に変換して前記中継器へ向けて送出し、
前記中継器は、前記光送信装置から受信した平均レベル検出信号の光信号をディジタル電気信号に変換し、
前記自動レベル制御部が、平均レベル検出信号のディジタル電気信号をアナログ電気信号に変換することを特徴とする請求項７記載の光通信システム。 - 前記光送信装置は、主信号と同期したフレームパルスを前記中継器へ向けて送出し、
前記自動レベル制御部が、前記光送信装置から送出されたフレームパルスに基づいて前記主信号と前記平均レベル検出信号との位相を調整する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光通信システム。 - 主信号たる複数の電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、
光送信装置から光信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備え、
前記光送信装置は、
前記複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する複数個の電気／光変換部と、
前記各電気／光変換部にて光信号に変換された主信号を多重化する多重部と、
前記多重部にて多重化された主信号に平均レベル一定制御を施し前記中継器へ向けて送出する第１自動レベル制御部と、
前記多重部によって多重化された主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を検出する平均レベル検出部とを有し、
前記中継器は、
前記光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する第２自動レベル制御部を有し、
前記平均レベル検出部は、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅で前記平均レベル検出信号を検出し、
前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部は、前記平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システム。 - 主信号たる複数の電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、
光送信装置から主信号を受信しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備え、
前記光送信装置は、
前記複数の電気信号をそれぞれ光信号に変換する複数個の電気／光変換部と、
前記各電気／光変換部にて光信号に変換された主信号を多重化する多重部と、
前記多重部によって多重化された主信号に平均レベル一定制御を施し前記中継器へ向けて送出する第１自動レベル制御部と、
前記各電気信号からその平均レベル検出信号を検出しこれらを加算する平均レベル検出部とを有し、
前記中継器は、
光送信装置から受信した主信号に平均レベル一定制御を施し前記受信装置へ向けて出力する第２自動レベル制御部を有し、
前記平均レベル検出部は、前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部の応答速度と等価な検出帯域幅で前記平均レベル検出信号を検出し、
前記第１自動レベル制御部及び前記第２自動レベル制御部は、前記平均レベル検出部による加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システム。 - 前記平均レベル検出部は、各電気信号から検出した平均レベル検出信号の振幅をその光平均レベルに応じて補正し、補正後の平均レベル検出信号を加算する
ことを特徴とする請求項１２記載の光通信システム。 - 主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、
光送信装置から送出された主信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、
前記光送信装置が、光信号に変換された直後の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、前記平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、
前記中継器が、前記光送信装置にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システムの光信号制御方法。 - 主信号たる電気信号を受信し光信号に変換して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された主信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、
前記光送信装置が、光信号に変換される前の主信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、前記平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、
前記中継器が、前記光送信装置にて検出された平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システムの光信号制御方法。 - 前記中継器が、自身が出力する主信号の平均レベルに応じて前記平均レベル検出信号の振幅を調整する
ことを特徴とする請求項１４又は１５記載の光通信システムの光信号制御方法。 - 前記光送信装置が、主信号が光信号に変換されてから前記中継器へ向けて送出されるまでの時間を固定的に遅延させる
ことを特徴とする請求項１４記載の光通信システムの光信号制御方法。 - 前記光送信装置が、主信号が光信号に変換されるまでの時間を固定的に遅延させることを特徴とする請求項１５記載の光通信システムの光信号制御方法。
- 前記光送信装置は、平均レベル検出信号の電気信号を検出し、光信号に変換し前記中継器に向けて送出する
ことを特徴とする請求項１４又は１５記載の光通信システムの光信号制御方法。 - 前記光送信装置は、主信号の光信号と平均レベル検出信号の光信号とを多重化し前記中継器へ向けて送出する
ことを特徴とする請求項１９記載の光通信システムの光信号制御方法。 - 前記光送信装置は、平均レベル検出信号のアナログ電気信号を検出し、ディジタル電気信号に変換し、光信号に変換して前記中継器へ向けて送出し、
前記中継器は、前記光送信装置から受信した平均レベル検出信号の光信号をディジタル電気信号に変換し、このディジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する
ことを特徴とする請求項１９記載の光通信システムの光信号制御方法。 - 前記光送信装置は、主信号と同期したフレームパルスを前記中継器へ向けて送出し、
前記中継器は、前記光送信装置から送出されたフレームパルスに基づいて前記主信号と前記平均レベル検出信号との位相を調整する
ことを特徴とする請求項１４又は１５記載の光通信システムの光信号制御方法。 - 複数の光信号を多重化し平均レベル一定制御を施して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された光信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、
前記光送信装置は、多重化した光信号からその平均レベルを示す平均レベル検出信号を、自身による平均レベル一定制御及び前記中継器による平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行い、
前記中継器は、前記光送信装置から平均レベル検出信号を受け取り、この平均レベル検出信号を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システムの光信号制御方法。 - 複数の電気信号を受信し光信号に変換し多重化し平均レベル一定制御を施して送出する光送信装置と、光送信装置から送出された光信号を受信し平均レベル一定制御を施しその受信装置へ向けて転送する中継器とを備える光通信システムの光信号制御方法であって、
前記光送信装置は、光信号に変換される前の各電気信号からその平均レベル検出信号を、自身による平均レベル一定制御及び前記中継器による平均レベル一定制御の応答速度と等価な検出帯域幅で検出し、各平均レベル検出信号を加算し、この加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行い、
前記中継器は、前記光送信装置から複数の平均レベル検出信号の加算結果を受け取り、この加算結果を基準として前記平均レベル一定制御を行う
ことを特徴とする光通信システムの光信号制御方法。
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