JP4516739B2 - 光伝送装置および光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、第１光伝送路からの入側光信号を一旦電気信号に変換し、これを電気処理系において処理した後、再び出側光信号に変換して第２光伝送路に送信する光伝送装置ならびに該光伝送装置を用いた光伝送システムに関する。

上記の光伝送装置としては、例えば波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送装置や光再生中継装置（ＲＥＧ：RE-Generator）が知られているが、近年、かかる光伝送装置を利用した光通信ネットワークの大容量化、さらにはその長距離化は目覚しく、上記光伝送装置、および、装置間を接続する光ファイバ伝送路に対する保守性の向上、さらには該光伝送装置の小型化等が要求されている。

図８は従来の光伝送装置の第１の例を示す図であり、
図９は従来の光伝送装置の第２の例を示す図である。

図８の光伝送装置１０は、第１光伝送路１からの入側光信号を受信しこれを光／電気（Ｏ／Ｅ）変換して電気信号として出力する光受信部１１と、その電気信号に所定の処理を加える電気処理系１２と、その処理後の電気信号を入力としこれを電気／光（Ｅ／Ｏ）変換して出側光信号として第２光伝送路２に送信する光送信部１３とからなる。ここに上記電気処理系１２は、フレーム識別部１４とフレーム組立部１５とからなる。

一方、図９の光伝送装置１０は、上記図８の構成と基本的に同じであるが、上記の電気処理系１２は積極的には存在しない。したがってこの図９の光伝送装置１０は、光受信部１１と光送信部１３との間で電気信号による単純な信号再生を行う他、該光送信部１３にて、必要であれば、光信号の波長の変換をするという働きをするに止まる。例えば上記入側光信号の波長がλ１であるとすれば、上記出側信号の波長をλ２にするといった波長変換である。

これに対し図８の電気処理系１２は上記のとおり、フレーム識別部１４およびフレーム組立部１５とを含んでなる。このフレーム識別部１４では上記の電気信号から特定のフレームフォーマットを抽出し、例えばアラームの有無やパケットエラーの有無を判定するといった処理を行った後、フレーム組立部１５にて再度上記特定のフレームフォーマットに組立て直してから、光送信部１３に送出される。

上述した光伝送装置１０は、既述の光通信ネットワーク内に多数組み込まれて使用されるものであり、各該光伝送装置１０の保守性の向上とその小型化は重要な課題となる。この場合、保守性とは、例えば１つの光伝送装置から隣接の光伝送装置へ規定の光パワーの信号が送出されているか、といったことを検査することを意味するものであり、上記ネットワークの建設時（立ち上げ時）や通常運用時にその保守は重要である。すなわち、その保守は、該建設時にあっては、所定の光パワーが相手方に到達していることを確認するためのものであり、一方該通常運用時にあっては、通信障害が発生したときにその障害箇所を上記ネットワーク内で切り分けるためのものである。

かかる保守等を実施するための公知技術としては、例えば下記特許文献１がある。特許文献１には、光伝送路の損失が増減した場合でも安定した通信が行えるようにした光通信装置が記載されている。

特開平6-291730号公報

図１の光伝送装置１０について見ると、保守の典型的対象事例である光入力断が発生した場合、すなわち第１光伝送路１からの入側光信号が断となったときには、本来、第２光伝送路２からの出側光信号も断となってしまう。そこで光伝送装置１０は自らは正常であることを相手方に示すべく、何らかの出側光信号を生成してその相手方に送出する。もしこの送出ができなければ、その光伝送装置１０自身に障害が発生したということが相手方で分かる。

上記のように、入側光信号が断となったときに何らかの出側光信号（擬似出側光信号）を生成する必要があるが、図８の光伝送装置１０では何ら人手を介在させることなく自律的にその擬似出側光信号が生成されている。これはフレーム識別部１４およびフレーム組立部１５の本来的な機能に起因する。

具体的には、上記の入側光信号の断が発生すると、上記フレーム組立部１５が自走し始め、上記のフレームだけの信号すなわちデータの存在しない空フレームからなる電気信号が自律的に生成され、これが光送信部１３から擬似出側光信号として第２光伝送路２へ送出される。

このようにして図８の光伝送装置１０においては、フレーム識別部１４およびフレーム組立部１５の存在により、目的の保守が容易に達成される。

しかしながら反面問題がある。上記のフレーム識別部１４およびフレーム組立部１５は、汎用の光伝送装置１０には元々装備されており、フレーマ例えばＳＯＮＥＴフレーマ等と称されている。このフレーマは、基本的にはいわゆる３Ｒ機能を果たすものである。３Ｒとは、Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ，ＲｅｔｉｍｉｎｇおよびＲｅｓｈａｐｉｎｇのことである。

かかるフレーマは、一般にフレームバッファ等を内蔵する比較的大規模な回路であり、光伝送装置１０の小型化を図る上で支障となる、という問題がある。

また本発明の目的とする光パワーレベルの測定といった保守にとって、上記のようにデータの存在しない空フレームまで生成する必要もなく、過剰な処理をしていることにもなる。

一方図９の光伝送装置１０では、電気処理系１２がそもそも存在しないので、上述のフレーマも存在しないことから、上記擬似出側光信号を生成する手段は全くない。

このため、入側光信号が断となったときは、第１光伝送路１をなす光ファイバを光受信部１１の光入力コネクタから外し、この光入力コネクタに試験用外部光源を接続して、擬似出側光信号を出力させるということをしなければならなかった。

これは相当な作業を要し保守性の向上はとても望めない、という問題があった。

したがって本発明は、上記問題点に鑑み、きわめて小規模な回路を導入するだけで、保守性の向上が図れる、すなわち上記の過剰な処理や上記の試験用外部光源を不要とする、光伝送装置を提供することを目的とするものである。

図１は本発明に基づく光伝送装置の基本構成を示す図である。

本図に示す光伝送装置１０は、基本的に、第１光伝送路１からの入側光信号Ｏｉｎを一旦電気信号Ｅ１に変換し、これを電気処理系１２にて処理した後、再び出側光信号Ｏｏｕｔに変換して第２光伝送路２に送信するように構成した光伝送装置である。

ここに本発明の特徴は上記電気処理系１２にあり、この電気処理系１２は、検査信号Ｅ２を出力する検査信号発生部２１と、この検査信号Ｅ２および電気信号Ｅ１のいずれか一方を選択して出力する選択部２２と、その選択を指示する制御部２３と、からなる。

図１において制御部２３より、オペレータがマニュアル操作を行う。例えばネットワークの建設時であれば、相手方での光パワーレベルの測定のために、選択部２２に対し検査信号発生部２１からの検査信号Ｅ２を選択させるように、マニュアルで指示を与える。

また例えばネットワークの通常運用時であって、入側光信号Ｏｉｎの入力断が発生していることが分かれば、相手方にその入力断が発生しているものの自装置（１０）は正常であることを示すため、選択部２２に対し、検査信号発生部２１からの検査信号Ｅ２を選択させるように、マニュアルで指示を与え、擬似出側光信号（Ｏｏｕｔ）を出力させるようにする。

なお上記の建設時および入力断発生時以外は、上記マニュアル指示により、選択部２２に対し、通常の電気信号Ｅ１の方を選択させ、通常の出側光信号Ｏｏｕｔを出力させるようにする。

図８（第１従来例）に示す電気処理系１２に代えて、図１に示す上記の検査信号発生部２１と選択部２２と制御部２３とを導入することにより、その図８の電気処理系１２は大幅に小型化され、しかも、該第１従来例のようにデータの存在しない空フレームを生成するといった過剰な処理も不要となって、保守性は向上する。

この場合、図８の電気処理系１２が行っていた既述の３Ｒ機能（フレーマ等）は、きわめて単純な３Ｒ処理部（例えば図３の２５）で行えばよいばかりでなく、上記の構成部分（２１，２２および２３）はきわめて小規模な回路で実現することができる。

例えば、図１の制御部２３ならば単純なスイッチでよく、選択部２２は相補的にオン／オフする一対のトランジスタでよく、また検査信号発生部２１についても、その出力パターンに意味を持たせる必要はないから（光パワーレベルの測定さえできればよいから）、きわめて単純な回路で構成でよい。例えば該検査信号発生部２１は、論理“１”、“０”の交番信号（クロック信号）を出力する発振器でよい。あるいは、出側光信号Ｏｏｕｔが発光側になるような論理“１”（または“０”）を固定的に出力する手段でよい。

また図９（第２従来例）に対しては、既述の試験用外部光源に代えて、電気処理系１２内に上記の構成部分（２１，２２および２３）を導入するだけでよいから、光伝送装置１０を大型化することなく、保守性の向上が図れる。

図１における制御部２３は、入側光信号Ｏｉｎが断もしくは異常であるときに、検査信号発生部２１からの検査信号Ｅ２の方を、マニュアル指示のもとに、選択するものであるが、この形態であると保守の効率性にやや難がある。そこで次の実施例１の構成（図２）がより好適となる。

図２は本発明に係る実施例１を示す図である。

本図を図１と比べると、光入力検出部２４が新たに導入されている。

すなわち、実施例１においては、入側光信号Ｏｉｎの断もしくは異常を検出する光入力検出部２４をさらに備える。そして、本実施例２の制御部２３は、その光入力検出部２４から前述の断もしくは異常を検出したことを示す検出信号Ｅ３が印加されたとき、自動的に、選択部２２に対し検査信号Ｅ２を選択させ（選択信号Ｅ４）、擬似出側光信号を出力させるようにする。

これにより、保守作業の効率化と取扱いの簡素化が図れる。

この実施例１の制御部２３は、上記の他にさらなる機能をもたせることができる。これは、制御部２３に、検出信号Ｅ３が印加されたとき、停止信号Ｅ５を発生させ、これにより検査信号発生部２１の駆動を停止させる、という機能である。

この結果、光伝送装置１０の省電力化という機能がさらに加えられる。

したがって、図１の制御部２３が例えば単なるスイッチであったのに対し、図２の制御部２３は、検出信号Ｅ３を受信して、選択信号Ｅ４ならび停止信号Ｅ５を出力することができるような、例えばトランジスタ回路とする。

上述した図１および図２の光伝送装置１０は、保守に主眼を置いた構成を示したが、光伝送装置１０は基本的に光の再生中継装置であるから、既述の３Ｒ機能を果たす手段も併せて内蔵するのが好ましい。次の実施例２はそのような３Ｒ機能を備える態様である。

図３は図１に適用した実施例２の構成を示す図であり、
図４は図２に適用した実施例２の構成を示す図である。

両図共に、電気処理系１２内に、前述した３Ｒ機能を果たす３Ｒ処理部２５を含むことを特徴とするものである。この３Ｒ処理部２５は、例えば既述したＳＯＮＥＴフレーマのような高機能かつ大規模回路である必要はなく、簡単な回路でよい。これは、当該分野で慣例的にそのようなフレーマを元々塔載するようにしていたことを利用し、そのフレーマによる擬似出側光信号（空フレーマ）生成機能を保守のために兼用していたことによる。したがって保守のために図１や図２に示す簡易な手段を用いるならば、かつ、簡単な３Ｒ処理部２５を用いるならば、最早、高機能かつ大規模なフレーマを塔載する必要はなくなる。

図５は簡単な３Ｒ処理部２５の一例を示す図であり、まず先の電気信号Ｅ１を入力としこれよりクロック成分をクロック抽出部２６にて抽出する。そしてその抽出したクロックを用いて該電気信号Ｅ１を、フリップフロップ（ＦＦ）２７にてサンプリングし直すと、目的とする３Ｒ処理がＥ１に施され、ＦＦ２７より再生される。

図６は本発明に係る実施例３の構成を示す図である。

本実施例３は、光伝送装置というよりは、光伝送システムであり、全体として参照番号３０により示す。

この光伝送システム３０は、図１〜図４に示す光伝送装置１０と同様の構成を有する複数（Ｎ台）の光伝送装置１０−１〜１０−Ｎを並列に配置して構成されると共に、これらの光伝送装置１０−１〜１０−Ｎ内の各制御部２３を個別に制御可能な集中制御部３１を有する、なお、簡単のために、図６の各光伝送装置（１０）は、図１の基本構成を採用したものとして示している。しかし、図２〜図４に示すいずれの構成も採用できる。

このような光伝送システム３０は、波長多重（ＷＤＭ）伝送システムに好適であり、送信側の送信単位毎（例えば、既述の波長λ１およびλ２毎）の光送信パワーを、第２光伝送路（２−１〜２−Ｎ）毎に測定する、といった保守を行う場合に有益である。

すなわち、光伝送システム３０は波長多重伝送システムであって、複数の光伝送装置１０−１〜１０−Ｎは、各波長（λ）対応に設けられるような構成である。

この場合、集中制御部３１は、１つまたは全部の制御部２３に対し、対応する第２光伝送路（２−１〜２−Ｎ）から出側光信号Ｏｏｕｔ１〜ＯｏｕｔＮを送信させ（発光指示）または送信停止させる（消光指示）、といったことができる。

かくして各光伝送装置（１０−１〜１０−Ｎ）を、１つの信号チャンネル（波長チャンネル）とした場合、多重された光信号のパワーを測定することが容易になる。例えば、１信号チャンネルの光パワーを測定するとか、Ｎ信号チャンネル当たりの光パワーを測定する、といった場合であり、これにより、該装置１０の特性試験測定等の作業効率が大幅に改善する。

最後にかかる図６のシステム構成をさらに具体的に示す。

図７は図６のシステム３０の具体的構成例を示す図である。ただしＮ＝２とする。図７は、波長分離多重（ＷＤＭ）装置を対象としているが、一般的な光伝送装置（光−電気−光等の変換を行う光再生中継装置（リジェネレータ））等であっても構わない。

第１光伝送路１−１からの光信号（Ｏｉｎ）を入力し、光−電気変換を行う光受信部１１で電気信号Ｅ１に変換され、光送信部１３にて再度光信号（Ｏｏｕｔ）に変換されて出力される部分まで（光伝送装置１０−１）を、一つのユニット（ユニット１）とする。本図ではこのユニットを２つ有する構成を示している。ここに各該ユニットから出力された出側光信号を波長多重部３５にて波長多重し、光増幅部３６において光増幅処理を行い、第３光伝送路３に出力する、という一般的な波長分離多重装置の構成となっている。

上記ユニット内の構成について説明すると、
各ユニットは第１光伝送路（１）からの入側光信号を電気信号Ｅ１に変換する光受信部１１と、この入側光信号の入力断（または未接続状態）を検出するＬＯＳ（ＬＯＳＳ ＯＦ ＳＩＧＮＡＬ）検出部３４（前記２４相当）と、固定論理パターンを発生させる検査信号発生部２１と、この信号発生部２１からの検査信号Ｅ２もしくは光受信部１１からの電気信号Ｅ１を選択するセレクタ部３２（前記２２相当）と、このセレクタ部３２に対する選択信号Ｅ４を制御するセレクタ制御部３３（前記２３相当）と、このセレクタ部３２により選択された一方の信号を、出側光信号に変換する光送信部１３と、から構成される。

光受信部１１は一般的にフォトダイオードにて構成され、また光送信部１３はレーザダイオード等の発光素子にて構成される。また、各前記ユニット（本図中はユニット１とユニット２）内のセレクタ制御部３３を統括的に制御するための既述の集中制御部３１を有する。

〔動作説明−（その１）〕
集中制御部３１からの指示（一例としてファームウェアを介したユーザ（オペレータ）制御）にて、各前記ユニット内のセレクタ制御部３３を制御し、セレクタ部３２にて検査信号発生部２１からの検査信号Ｅ２を選択させるように制御する。これにより、仮に光伝送路１−１もしくは光伝送路１−２からの入側光信号が障害等により断、もしくは保守上意図的に未接続状態になっても、光送信部１３に固定論理パターンの検査信号Ｅ２を送出させることができ、このために波長多重部３５および光増幅部３６を介して光伝送路３に擬似出側光信号を発生させることができる。これは、第３光伝送路３に接続されている光ファイバの保守あるいは調整時（例えば光ファイバを介した対向先装置１０との間で光パワーレベルを測定する等）に、光伝送路１−１もしくは光伝送路１−２が接続されている必要が無いことを意味する。

〔動作説明−（その２）〕
ＬＯＳ検出部３４にて光伝送路１−１もしくは光伝送路１−２からの光入力状態を検出し（光入力状態の検出は一般的な方法でよい）、その検出結果をセレクタ制御部３３に通知する。セレクタ制御部３３はその通知された情報（検出結果）を元に、セレクタ部３２を制御する。一例として、光入力（Ｏｉｎ）が正常であれば、セレクタ部３２において、光受信部１１からの電気信号Ｅ１を選択し、一方その光入力が断（または未接続）もしくは異常であるならば、セレクタ部３２において、検査信号発生部２１からの検査信号Ｅ２を選択する。

これにより、上記の〔動作説明−（その１）〕にて説明したセレクタ制御部３３での制御を、光入力状態に応じて自動的に切り替えることができる。かくして、ユーザ（オペレータ）指示を必要とせずに、第３光伝送路３側の保守や調整を自動で行うことを可能にする。

〔動作説明−（その３）〕
集中制御部３１によって、各前記ユニットに対し、個別に制御ができるようにする。例えば、ユニット１（１０−１）内のセレクタ制御部３３に対しては検査信号発生部２１側の信号を選択するように指示し、一方ユニット２（１０−２）内のセレクタ制御部３３に対しては通常の光入力側を選択するように指示する。

これにより、光増幅部３６の光出力特性の測定（例えば、波長多重を構成する各チャンネル（波長）単位の光パワーレベルの測定等）を容易にすることができる。すなわち、光伝送路１−１と光伝送路１−２とが共に未接続状態のときに、各ユニットの発光／非発光を個別に制御することによって、光増幅部３６の光出力特性を測定する等の用途に使用できる。

このように、図７のシステム例では、光伝送路１−１と光伝送路１−２のそれぞれの入力状態に拘わらず、光伝送路３側の保守、調整や特性測定等が可能となる。従来は、光伝送装置（１０）の保守、調整や特性測定においては、必ず第１光伝送路１の入力側に発光源（試験用外部光源）もしくは別の光伝送装置を接続しておくといったことが必要であったが、本発明では、少ない回路規模で、かつ自動制御も考慮した出力側の発光が可能となり、保守、調整や特性測定のための作業を効率よく行うことができる。

以上述べた本発明の実施態様は以下のとおりである。
（付記１）
第１光伝送路からの入側光信号を一旦電気信号に変換し、これを電気処理系にて処理した後、再び出側光信号に変換して第２光伝送路に送信する光伝送装置において、
前記電気処理系に、
検査信号を出力する検査信号発生部と、
前記検査信号および前記電気信号のいずれか一方を選択して出力する選択部と、
前記の選択を指示する制御部と、
を備えることを特徴とする光伝送装置。
（付記２）
前記制御部は、前記入側光信号が断もしくは異常であるときに、前記検査信号発生部からの前記検査信号の方を選択することを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。
（付記３）
前記入側光信号の断もしくは異常を検出する光入力検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記光入力検出部から前記の断もしくは異常を検出したことを示す検出信号が印加されたとき、前記選択部に対し前記検査信号を選択させることを特徴とする付記２に記載の光伝送装置。
（付記４）
前記制御部は、前記検出信号が印加されたとき、前記検査信号発生部の駆動を停止することを特徴とする付記３に記載の光伝送装置。
（付記５）
前記電気処理系内に、３Ｒ機能を果たす３Ｒ処理部を含むことを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。
（付記６）
付記１に記載の光伝送装置と同様の構成を有する複数の光伝送装置を並列に配置してなると共に、該複数の光伝送装置内の各前記制御部を個別に制御可能な集中制御部を有することを特徴とする光伝送システム。
（付記７）
前記集中制御部は、１つまたは全部の前記制御部に対し、対応する前記第２光伝送路から前記出側光信号を送信させまたは送信停止させることを特徴とする付記６に記載の光伝送システム。
（付記８）
前記光伝送システムは波長多重伝送システムであって、前記複数の光伝送装置は各波長対応に設けられることを特徴とする付記６に記載の光伝送システム。

本発明は、光→電気→光といった変換が行われる光再生中継機能を有する光伝送装置における保守作業の効率化に利用することができる。

本発明に基づく光伝送装置の基本構成を示す図である。 本発明に係る実施例１を示す図である。 図１に適用した実施例２の構成を示す図である。 図２に適用した実施例２の構成を示す図である。 簡単な３Ｒ処理部２５の一例を示す図である。 本発明に係る実施例３を示す図である。 図６のシステム３０の具体的構成例を示す図である。 従来の光伝送装置の第１の例を示す図である。 従来の光伝送装置の第２の例を示す図である。

符号の説明

１…第１光伝送路
２…第２光伝送路
１０…光伝送装置
１１…光受信部
１２…電気処理系
１３…光送信部
１４…フレーム識別部
１５…フレーム組立部
２１…検査信号発生部
２２…選択部
２３…制御部
２４…光入力検出部
２５…３Ｒ処理部
３０…光伝送システム
３１…集中制御部
３５…波長多重部

Claims (2)

1. それぞれが入側光伝送路と出側光伝送路とを有する複数の光伝送装置を並列に配置してなり、該複数の光伝送装置は各波長対応に設けられる光伝送システムであって、かつ各該光伝送装置は、検査信号を出力する検査信号発生部と、前記入側光伝送路からの入側光信号を光／電変換した電気信号か前記検査信号かのいずれか一方を選択して前記出側光伝送路に出力する選択部と、その選択を指示する制御部とを備える、光伝送システムにおいて、
   前記複数の光伝送装置内の各前記制御部を個別に制御可能な集中制御部を有し、該集中制御部は、１つまたは全部の前記制御部に対し、対応する前記出側光伝送路から出側光信号を送信させまたは送信停止させることを特徴とする光伝送システム。
2. 前記入側光信号の断もしくは異常を検出する光入力部をさらに備え、
   前記制御部は、前記光入力検出部から前記の断もしくは異常を検出したことを示す検出信号が検出されたとき、前記選択部に対し前記検査信号を選択させることを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。

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