JP3923887B2 - 光通信機器のための監視信号伝送 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信機器のための監視信号伝送に関する。より詳細には、本発明は、海底光通信システムの海底光通信機器に関する監視信号伝送のための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海底光伝送回線は、光データ信号を送信するために使用される。通常、伝送回線は、大量のデータを送信する能力を有する。従来の光伝送システムは、一般に、両端に端末を有する単なる光伝送回線以上のものを備える。中継器（光データ信号の長距離伝搬用）、分岐ユニットなどの補助機器およびデバイスが、実際の生きた光通信システムにおいては必要とされる。
【０００３】
海底光通信システムが高価なため、任意の異常な挙動を検出するためにシステム全体を綿密にモニターすることが要求される。さらに、システムの平常の動作をモニターして、平常のデータ送信状態を評価することが往々にして望ましい。
【０００４】
たとえば、分岐ユニットは、１本の光伝送ラインを別の伝送ラインに接合するために海底環境において使用することができる。分岐ユニットの１つの分岐から別の分岐へ電力の供給を切り換えることが必要になることがある。通常、この切換えは、陸に配置された端末からの命令によって実施される。こうした命令が満足に実施されたかどうかを知ることは重要である。こうした理由で、分岐ユニットは、分岐ユニットの動作の様々な局面の状態をモニターする監視デバイスを有する。監視デバイスは、分岐ユニットの動作における故障を検出できるだけでなく、分岐ユニットの性能を定量的に測定できる基準を検出することもできる。
【０００５】
分岐ユニットの性能についての複数の測定値を役立てるため、一般的に、この測定値についての情報を、端末、通常は陸上の端末に送信しなければならない。この場合、測定デバイスと端末間の通信リンクが必要となる。自然な選択は、複数の測定値を複数の測定信号（または、「監視信号」または「状態信号」）として光伝送回線自体に沿って送信することである。状態信号は、主データ信号に対して補助的であって、システムに関連するデバイスの動作量などの光伝送システムのある局面を示す信号である。
【０００６】
よく知られているように、光信号は、ポンプレーザおよび結合デバイスを用いて光伝送回線に注入することができ、ポンプレーザの出力は、監視信号に従って変調される。しかし、こうした装置を組み込むことは、費用がかかり時間がかかる。さらに、ポンプレーザは、かなりの電力入力を必要とし、故障時に置き換えるのが難しく費用がかかる。
【０００７】
当然ながら、対処すべき問題は分岐ユニットに限定されない。海底光伝送システムに関連する多くの装置は、それら自体の許容可能な性能の限界を有する。さらに、こうした装置のどんな故障も、できる限り早く端末に通知しなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、海底光通信システムの海底光通信機器に関する監視信号伝送のための方法および装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
したがって、第１の態様において、本発明は、データ信号を送信するために使用する光伝送回線上で状態情報を送信する方法を提供する。方法は、データ信号が通過する光減衰器に制御信号を印加するステップを含み、減衰器は状態情報に対応する信号によってデータ信号を変調する。
【００１０】
状態情報は、光伝送回線に結合された第１の装置の状態を示すのが好ましい。
【００１１】
状態情報に対応する信号は、第１の装置の特徴を示していることが好ましい。
【００１２】
通常、データ信号は、光伝送回線に結合された第２の装置の状態を示す状態情報に対応する信号によって変調することができる。第２の装置の状態情報に対応する信号は、第２の装置の特徴を示していることが好ましい。
【００１３】
第１の装置は、分岐ユニットおよび光等化器のうちの１つである。光等化器は能動等化器であるのが好ましい。
【００１４】
光減衰器の光減衰特性は、データ信号の周波数に実質的に依存しないのが好ましい。
【００１５】
方法は、光伝送回線に関連する装置に関する状態情報を得るステップを含むのが好ましい。
【００１６】
方法は、通常、電力制御手段によって光減衰器を制御するステップを含む。
【００１７】
方法は、データ信号の品質についての状態情報を提供するステップを含むのが好ましい。
【００１８】
第２の態様において、本発明は、状態情報を送信するための光伝送システムを提供し、光伝送システムは、光データ信号を搬送できる光伝送回線と、データ信号が通過できる光減衰器と、光減衰器に制御信号を印加できる制御手段とを備え、光減衰器は、状態情報に対応する信号によってデータ信号を変調できる。
【００１９】
第２の態様は、本発明の第１の態様の特徴のいずれかを含むのが好ましい。
【００２０】
通常、状態情報は光伝送回線に結合された分岐ユニットに関する情報である。
【００２１】
別法として、状態情報は、光伝送回線に結合された光等化器に関する情報である。光等化器は能動等化器であるのが好ましい。
【００２２】
システムは、状態情報制御手段を備えるのが好ましい。さらに、または別法として、システムは、光減衰器を制御する電力制御手段を備えることができる。
【００２３】
システムは、光伝送回線から信号を取得して、キーシステムパラメータについての状態情報を提供する手段を備えるのが好ましい。
【００２４】
次に、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して、例としてのみ説明する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、従来技術による状態情報入力システムを示す。本明細書において、システムは、デバイス１０についての状態情報を供給するのに使用される。デバイス１０は、たとえば、分岐ユニットまたは光等化器（これら特定のデバイスは以下で説明される）であってもよいが、デバイス１０の実体は、従来技術のシステムの動作または本発明の動作にとって本質的ではない。
【００２６】
デバイス１０は、光伝送回線１２上に配置される。図１において、結合デバイス１４は、伝送回線１２に沿って送信されるデータ信号の一部を取得する。データ信号のこの部分は監視制御手段１６に送られる。この例において、監視制御手段１６は、データ信号の部分の特性、たとえば、強度、品質などを測定する。
【００２７】
伝送回線１２に沿って状態情報信号を送るために、監視制御手段１６は、電力制御手段１８を制御する。電力制御手段１８はポンプレーザ２０、２２を備える。ポンプレーザ２０、２２からの出力は、光伝送回線１２上に配置された光増幅器２４に入力される。監視制御手段１６による電力制御手段１８の制御によって、増幅器２４に達するポンプレーザ出力に変化が生ずる。したがって、増幅器２４の利得はそれに応じて変わる。この変化によって、増幅器２４を通過するデータ信号の強度に測定可能な変調を得ることができる。この変調は、監視制御手段によって収集される状態情報、たとえば、光カプラ１４でのデータ信号の強度に対応する。当然ながら、別法として、状態情報は、デバイス１０の他のなんらかの様相、たとえば、電力供給状態に関係づけることができる。
【００２８】
図２は、本発明の実施形態による、状態情報入力システムを示す。この例では従来技術と同様に、デバイス１０は、監視制御手段１６によって、たとえば、光伝送回線に沿って送信されるデータ信号を（光カプラ１４を介して）サンプリングすることによって監視される。
【００２９】
監視制御手段１６は、電力制御手段３０を制御する。次に、電力制御手段３０は、光伝送回線に配置された光減衰器３２に制御信号を印加する。光伝送回線上のデータ信号の強度は、光減衰器３２に印加された制御信号に応じて変調される。
【００３０】
制御信号は、間接的に、監視制御手段１６によって供給されるため、光減衰器３２は、監視制御手段１６によって収集された状態情報に対応する信号によってデータ信号を変調できる。
【００３１】
光増幅器２４ではなく光減衰器３２を使用することは、ポンプレーザ２０、２２を必要としないことを意味する。ポンプレーザおよび光増幅器は費用がかかり、維持が難しい。したがって、本発明は、より費用のかからない、より効率のよい光伝送システムを提供することができる。
【００３２】
電磁減衰器デバイスを使用することができるが、他の技術に基づく部品、すなわち、光セラミック、ＭＥＭまたは熱光学デバイスが適当な場合もある。
【００３３】
たとえば、適当な減衰器は、以下の特性、すなわち、０〜４０ｍＡに対して０〜１０ｄＢの減衰、平坦度０．３ｄＢおよび波長範囲１５３５ｎｍ〜１５６８ｎｍを有することができる。さらに適当な実施例は以下のようになる。
【表１】

【００３４】
調査するユニットから発生する基本データは、デジタルデータ、たとえばデジタルの２２ビットのブロックであり、そのブロックは、ユニットのアドレスおよびキーシステムパラメータを示す。各ビットは、図３に示すように、パルス幅変調（ＰＷＭ）形式に符号化される。得られるデータ信号は、次にデジタル搬送波信号をゲートするために使用され、搬送波信号は、次に光減衰器への変調を駆動する。一般に、ＶＯＡを通るバイアス電圧または電流は、上述したように、変調信号に一致して変わり、所望の戻り信号が得られる。
【００３５】
一実施形態において、デバイス１０として分岐ユニットが光通信システムに含まれる。主光伝送ケーブル１２は、分岐ユニットの主端末に接続される。ユニットは、分岐光伝送ケーブルが取付け可能な２つ（または、おそらく３つ以上）の分岐端末を有する。
【００３６】
分岐ユニットは、主光伝送ケーブルに沿って送信される光データ信号に対して代替の経路を提供する。さらに、分岐ユニットは、各個別分岐に沿った電力供給のための経路を提供する。電力供給は、中継器、等化器など、システムにわたって様々なデバイスに電力を供給するのに必要とされる。電力供給は、１つの分岐から別の分岐へ切り換えることができる。
【００３７】
分岐ユニットは、ユニットの動作状態を検出するための検出手段を備える。より具体的には、電力供給が１つの分岐から別の分岐へ切り換わった場合、切換えが確認されることが重要である。検出手段（通常、電子検出回路を備える）は、必要とされる切換えが起こったかどうかを検出する。
【００３８】
検出手段は、監視制御手段１６などの制御デバイスにこの情報を伝達する。監視制御手段は、電力制御手段３０に適当な信号を送る。送られた信号は、デジタルまたはアナログ波形の形態であってよい。信号は、信号が関連するデバイス（この場合、分岐ユニット）を示し、また状態情報（この場合、電力切換えが起こったこと）を示す。デジタル情報信号伝送に対する適当な信号の符号化は知られており、本明細書ではこれ以上は説明しない。
【００３９】
平常動作時には、光伝送システムは光データ信号を送信する。これらのデータ信号は、一般に、システム上に配置されたいかなるデバイスの状態にも関係せず、代わりに、システムが１人のユーザから別のユーザへ搬送するデータ、たとえば、電話の会話や他のデータトランザクションに対応する。
【００４０】
制御手段３０によって光減衰器３２に印加される信号は、光減衰器が対応する減衰信号をデータ信号に印加するようにさせる。したがって、減衰信号は変調されたデータ信号を生ずる。変調は、データ信号のある部分の強度を下げること、およびデータ信号の他の部分の強度を下げないことから成る。
【００４１】
明らかに、データ信号の強度を部分的にゼロに下げることは、データ信号のデータのある部分を失うという影響を生むであろう。したがって、強度低減は、通常、データ信号の強度をゼロには下げない。代わりに、変調の強度低減は、通常、たとえば０％〜２０％の範囲である。
【００４２】
よく知られているように、信号のデータ帯域幅は広く、これは、（比較的高い周波数を有する）光を使用するため、また多重化などの技法を使用するためである。光減衰器３２を介して送られるデバイス状態情報は、データ信号のデータの複雑さ（および量）に比較して特に複雑ではない。したがって、アナログによって状態情報を低周波数で（すなわち、狭帯域幅で）送ることができる。このように、データ信号に印加される変調信号は、通常、比較的低い周波数を有するか、または比較的低周波のアナログ信号と等価なデジタル信号である。
【００４３】
こうして、分岐ユニットの状態を、検出器および光減衰器によってデータ信号に印加された状態信号によって個別に確認することができる。
【００４４】
当然ながら、分岐ユニットにおける光減衰の別の使用法は、分岐ユニットの出力光強度を低減することである。明らかに、このことは、問題の分岐に光減衰器を配置し、減衰器をアクティブにして所定の量だけ出力光強度を減らすように信号を印加することによって達成されるであろう。
【００４５】
ＢＵ出力レベル制御は、アド／ドロップ（Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ）分岐ユニットの特に望ましい機能である。この製品において、いくつかの光チャネルを主データ経路から第３端末にドロップオフすることができる。同じ波長の複数のチャネルが主経路に再挿入され、トランク経路のスルーチャネルに比し、正しい平均レベルに等化することができる。ＢＵ出力レベル制御はまた、アドまたはドロップする実際のチャネル数を変更する範囲を、たとえば、１〜２または２〜４から与え、チャネル数は、再びトランク経路のチャネルに対して調整を行う必要があるであろう。
【００４６】
波長分割多重（ＷＤＭ）は、光伝送回線に沿って大量の情報を送るためのよく知られている方法である。ＷＤＭを使用すると、多くの異なるデータチャネルが使用され、各チャネルは少し異なる波長の光に対応する。各波長は、その波長に印加されたデータ信号を有し、すべての異なる波長が同時に同じ伝送回線に送られる。光伝送ラインに送られるスペクトルの幅（波長について）は、たとえば、８ｎｍから約２７ｎｍまでである。光伝送システムの他端において、スペクトルは多重解除され、個々のチャネルが再び分離される。
【００４７】
吸収および他の減衰および変動の影響により、光信号の強度は、光伝送回線に沿った距離に応じて変わる。様々な波長は、通常、均等には吸収されない。この差のある波長吸収によって、他と比較してある波長でより強いスペクトルが、光伝送回線の他端で受信される可能性がある。スペクトルは、一定の長さの光伝送回線に沿った、光増幅器の異なる波長増幅特性によって影響を受け、また強調される可能性がある。この異なるチャネルの強度の不均一性によって、データの劣化またはデータの損失が生ずる可能性があるため、この不均一性に対処する必要がある。
【００４８】
この問題は、通常、等化器を用いて対処される。効果的には、より均一なスペクトルを得るために、受信したスペクトルのより強い部分を除去するのは光フィルタである。さらに、または別法として、当然ながら、等化器は、より均一なスペクトルを得るために、スペクトルのより弱い部分を増幅することができよう。
【００４９】
たとえば、光伝送回線における吸収効果によって、より長い波長チャネルでより大きな強度を、より短い波長チャネルでより小さな強度を有する、受信信号が得られる場合、等化器は、逆傾斜のフィルタリング効果をスペクトルに加えることができる。名前が示唆するように、これは、スペクトルにわたってチャネルの強度を等化する効果を有する。
【００５０】
能動等化器を用いると、受信スペクトルに加える傾斜を変更することができる。通常、この変更は、能動等化器に異なるＤＣ電圧を印加することによって行うことができる。スペクトルに加える傾斜を知ること、したがって、能動等化器に印加される電圧を知ることが望ましい。能動等化器は、制御回路を用いてモニターされる。分岐ユニットの実施形態については、集められた状態情報を、ユーザ端末に送る必要がある。状態情報信号を送る一方法は、傾斜要素自体を変調することによる（すなわち、能動等化器に印加されるＤＣ電圧を変調することによる）。この方法によって、データ信号チャネルの強度の周期的変化が生じ、その周期的変化を受信し、解釈することができる。
【００５１】
しかし、強度変化は、全チャネルにわたって均一ではないであろう。等化器の傾斜を変えることによって、あるチャネルの強度を上げ、他のチャネルの強度を下げ、そして１つまたは複数のチャネル（通常、スペクトルの中心近く）の強度に影響を与えないようにできる。したがって、状態情報は、一貫性があるように特定の波長（すなわち、特定のチャネル）で、好ましくは、ＷＤＭスペクトルの末端の波長で測定される必要があるであろう。
【００５２】
対照的に、本発明の別の実施形態は、上述したように光減衰器３２を使用して、状態情報信号をデータ信号に入力する。光減衰器は、複数のＷＤＭチャネルの波長のほぼすべてを、ほぼ同じ量だけ減衰させる。したがって、状態情報信号を、通常、任意のチャネルを介して受信し、解釈することができる。上述したように、制御回路は、デバイス、本明細書においては能動等化器の状態を測定し、光伝送回線に送信されるデータ信号に対応する信号を入力することができる。
【００５３】
本発明はまた、光増幅器および／または中継器とともに使用することができる。
【００５４】
当然ながら、本発明は本明細書に記載される実施形態に限定されない。具体的には、複数の他のデバイスがモニターされ、それらの状態情報が、データ信号を変調することによって、光減衰器を介して送られる。問題の複数のデバイスは、たとえば、特定の長さの光伝送ラインおよび中継器を含む。これらの実施形態およびその変形は、当業者には明らかであり、したがって、本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による、通常の状態情報入力システムの略図である。
【図２】本発明による、状態情報入力システムの一実施形態の略図である。
【図３】本発明によって使用されるデータの例である。
【符号の説明】
１０ デバイス（分岐ユニットまたは光等化器）
１２ 光伝送回線
１４ 結合デバイス（光カプラ）
１６ 監視制御手段
１８、３０ 電力制御手段
２０、２２ ポンプレーザ
２４ 光増幅器
３２ 光減衰器

Claims (9)

1. データ信号を送信するために使用される光伝送回線に沿って前記光伝送回線上に配置された装置についての状態情報を送信する方法であって、
   データ信号が通過する光減衰器に前記状態情報に対応する制御信号を印加するステップを含み、
   前記減衰器が、前記制御信号によって前記データ信号を変調し、
   前記光減衰器の光減衰特性が、前記データ信号の周波数に実質的に依存せず、前記装置が、前記光伝送回線に結合された光等化器および分岐ユニットのうちの１つである、方法。
2. 前記光伝送回線に結合された前記光等化器または前記分岐ユニットのうちの１つに関する状態情報を得るステップを含む請求項１に記載の方法。
3. 電力制御手段によって前記光減衰器を制御するステップを含む請求項１または２に記載の方法。
4. 前記データ信号の品質についての状態情報を提供するステップを含む請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 光伝送回線上に配置された装置についての状態情報を送信する光伝送システムであって、
   光データ信号を搬送できる前記光伝送回線と、
   前記データ信号が通過できる光減衰器と、
   前記光減衰器に前記状態情報に対応する制御信号を印加できる制御手段とを備え、
   前記光減衰器が、前記制御信号によって前記データ信号を変調でき、
   前記光減衰器の光減衰特性が、前記データ信号の周波数に実質的に依存せず、前記装置が、前記光伝送回線に結合された光等化器および分岐ユニットのうちの１つである、システム。
6. 前記光等化器が能動等化器である請求項５に記載のシステム。
7. 状態情報測定手段を備える請求項５または６に記載のシステム。
8. 前記光減衰器を制御する電力制御手段を備える請求項５から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記光伝送回線から信号を取得して、データ信号の品質についての状態情報を供給する手段を備える請求項５から８のいずれか一項に記載のシステム。

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