JP4545757B2

JP4545757B2 - 光波長分岐挿入装置

Info

Publication number: JP4545757B2
Application number: JP2006537587A
Authority: JP
Inventors: 隆嗣杉原; 克宏清水; 太一小暮; 有朋上村; 聡大田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JPWO2006035493A1; WO2006035493A1

Description

この発明は、光通信ネットワークのノード位置に配置される光波長分岐挿入装置に関するものである。

光波長分岐挿入装置は、各種の光通信ネットワークにおけるノード位置において、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入、通過させるノード装置として使用されている。このような光波長分岐挿入装置を用いた光通信ネットワークにおいて、接続する光波長分岐挿入装置数の増大、並びに伝送距離の延伸を行うためには、各光波長分岐挿入装置が、通過する波長多重光信号における各波長光信号レベルの波長特性を抑圧し、できるだけ平坦な光信号レベルにして後段の光伝送路に出力することが望ましい。光信号出力レベルを平坦化することができれば、光信号出力レベルの波長偏差によって生じるクロストークの影響、非線形光学効果の影響、信号対雑音電力比の低下などが抑圧でき、その結果、長距離伝送、多ノード伝送が可能となる。

この光波長分岐挿入装置における光信号出力レベルの制御方法に関し、例えば、特許文献１では、波長数情報を元に各通過チャネルの光信号レベルを可変光減衰器によって一定制御する技術が開示されている。また、特許文献２〜４では、光波長分岐挿入装置の分岐動作時や通過動作時、異常発生時などの状態に応じて通過する光信号レベルを可変光減衰器によって制御する技術が開示されている。例えば、特許文献２では、上流にて光信号に異常が発生した場合、ゲートスイッチにて通過光信号を遮断することで下流に簡易な警報転送が可能な技術を開示している。なお、ここでのゲートスイッチの動作は、可変光減衰器に非減衰動作状態と減衰動作状態の二値動作状態を行わせた場合と等価である。また、特許文献３には、分岐動作時には可変光減衰器の減衰量を充分大きな値とすることで、分岐光が通過してきた場合でも光信号の漏洩を阻止して下流への影響を防ぎ、また通過動作時には光信号レベル一定制御を行うことによって光信号レベル変動を抑圧することで、信頼性の高い光通信ネットワークの構築が可能な技術が開示されている。

特開２００２−２４６９８６号公報特開平１１−５５７００号公報特開２０００−３５４００６号公報特開２００２−１５６６６７号公報

上記のように、伝送距離の延伸、通過ノード数の増大を可能にする光通信ネットワークで用いる光波長分岐挿入装置では信号波長毎に光信号レベル一定制御を行う必要がある。しかし、この制御をシステム立ち上げ時に直ちに開始した場合は、制御が収束するまでの過渡応答によって後段に過大な光パワーを送出する可能性があるため、波長増設などの際には運用中の他チャネルの信号品質劣化、もしくは、光過入力による光受信器の破損などが発生するおそれがある。したがって、信号波長毎の光信号レベル一定制御をシステムの立ち上げ時から信頼性よく実施できるようにするには、システム立ち上げ時に光信号レベル一定制御を開始するためのトリガ信号が必要である。

装置構成の複雑化を回避するために、このトリガ信号を各光波長分岐挿入装置に外部のシステム監視制御装置から入力するような場合は、各光波長分岐挿入装置では、外部のシステム監視制御装置からの指示を待って各波長それぞれに対応する可変光減衰器の動作を個別にスタートさせることになるので、システム立ち上げ時から通常動作状態に移行するまでの時間が増大し、システム動作の高速化が図れないという問題がある。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、通過光である各チャネルの光信号レベルを平坦化する光出力パワー一定制御を、特別なトリガ信号を必要としない簡易な構成によって、システムの立ち上げ時等から信頼性よく、しかも高速に行うことができる光波長分岐挿入装置を得ることを目的とする。

上述した目的を達成するために、この発明は、光通信ネットワークにおけるノード位置において、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入、通過させる光波長分岐挿入装置において、上流側光伝送路から入力する前記光信号である波長多重光信号における各光波長信号に与える減衰量をそれぞれ独立に可変制御可能な可変光減衰手段と、前記可変光減衰手段が出力する波長多重光信号をそのまま下流側光伝送路に向けて送出するとともに、その波長多重光信号における各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタする光信号レベルモニタ手段と、出力光パワー一定制御を開始するための閾値情報を前記光波長信号毎に記憶する閾値記憶手段と、前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果が前記閾値情報を超えるまでは入力する波長多重光信号における各光波長信号に固定減衰量を与えるように前記可変光減衰手段を制御し、前記モニタ結果が前記閾値情報を超えると下流側光伝送路に送出する波長多重光信号のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を入力する波長多重光信号における各光波長信号に与えるように前記可変光減衰手段を制御する動作を開始する制御手段とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、システムの運用開始時もしくは動作変更時に光信号レベルモニタ手段が取得するモニタ結果に対して適切な閾値を設け、閾値に光信号レベルが達したか否かに応じて波長多重光信号における各光波長信号の光出力パワー一定制御への移行の可否を決定するようにしたので、光出力パワー一定制御を、特別なトリガ信号を必要としない簡易な構成でシステムの立ち上げ時等から信頼性よく、しかも高速に行うことができる。また簡易な構成であることから低コスト化を図ることができる。

この発明によれば、通過光である各チャネルの光信号レベルを平坦化する光出力パワー一定制御を、特別なトリガ信号を必要としない簡易な構成で、システムの立ち上げ時等から信頼性よく、しかも高速に行うことができるという効果を奏する。

図１は、この発明の実施の形態１による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。図２は、この発明の実施の形態２による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。図３は、この発明の実施の形態３による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。図４は、図３に示す光波長分岐挿入装置での可変減衰手段の制御方法の一例を説明するフローチャートである。図５は、この発明の実施の形態４による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。図６は、この発明の実施の形態５による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０可変減衰手段
１１光信号レベルモニタ手段
１２，１２−１〜１２−ｎ光出力パワー制御部
１３，３５監視制御装置
２０，３６光出力パワー一定制御閾値を記憶する記憶手段
２１動作モードテーブルを記憶する記憶手段
２２比較器
２３，４５動作モード判定手段
２４インタフェース部（Ｉ／Ｆ）
２５光減衰量制御手段
３０波長分波手段
３１可変光減衰手段
３２光信号レベルモニタ手段
３３波長合波手段
４０光経路切替手段
４１，４２，５７光合波手段
４４，４４−１〜４４−ｎ光波長分岐挿入制御機能部
４６光経路切替器制御手段
５０波長群分波手段
５５ａ，５５ｂ光波長分岐挿入機能部
６０，６１光増幅手段

以下に図面を参照して、この発明にかかる光波長分岐挿入装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態１では、通過光信号レベルを平坦化する光出力パワー一定制御に関わる部分の構成例（その１）が示されている。

図１において、この実施の形態１による光波長分岐挿入装置は、通過光信号レベルを平坦化する光出力パワー一定制御に関わる部分の構成として、可変光減衰手段１０と光信号レベルモニタ手段１１と光出力パワー制御部１２とを備えている。監視制御装置１３は、当該光波長分岐挿入装置を統括する装置であるが、この実施の形態による光出力パワー一定制御に関わる構成として、光出力パワー制御部１２に対して、動作モードを指定する機能を備えている。

可変光減衰手段１０は、光出力パワー制御部１２の制御下に、入力する波長多重光信号の各光波長信号に対してそれぞれ独立に減衰制御が可能な構成になっている。この可変光減衰手段１０の出力光（波長多重光信号）を受ける光信号レベルモニタ手段１１は、光分岐手段とパワーモニタ手段とで構成されている。光分岐手段は、可変光減衰手段１０の出力光を２分岐し、一方の分岐光を波長多重光信号出力として下流の光伝送路へ送出し、他方の分岐光をパワーモニタ手段に与える。パワーモニタ手段は、他方の分岐光（波長多重光信号）を受けて波長多重光信号を構成する各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタし、その各モニタ結果を光出力パワー制御部１２に与える。

なお、パワーモニタ手段は、１チャネルをモニタするモニタ手段をチャネル数分並べた構成であるが、図１では、各モニタ結果がいわゆるシリアル信号として光出力パワー制御部１２に入力するとしている。これは、パワーモニタ手段と光出力パワー制御部１２との間に設けた図示しないインタフェース部にて、プロセッサを用いてチャネル数分のモニタ結果をシリアル信号に変換し、特定のプロトコル（例えば、ＲＳ−２３２など）によるシリアル通信を光出力パワー制御部１２との間で実施し、光出力パワー制御部１２側に各モニタ結果をシリアルに取り込めるようにしていることによる。

光出力パワー制御部１２は、記憶手段２０，２１と比較器２２と動作モード判定手段２３とインタフェース部（Ｉ／Ｆ）２４と光減衰量制御手段２５とを備え、監視制御装置１３が指定する動作モード下において、可変光減衰手段１０での減衰量を制御する動作を行うようになっている。

記憶手段２０には、図１に示す例では、各チャネル信号に対して共通に用いる光出力パワー一定制御開始閾値が格納されている。この光出力パワー一定制御開始閾値は、設定したい動作に応じた複数の閾値で構成することができる。

また、記憶手段２１には、定常時の光出力パワー一定制御モード、非定常時の光出力断の動作モードやアラームを発生する動作モードなど、各種の動作モードの一覧である動作モードテーブルと、光出力パワー一定制御の目標値とが格納されている。

比較器２２は、記憶手段２０に格納される光出力パワー一定制御開始閾値と光信号レベルモニタ手段１１におけるパワーモニタ手段が出力する各モニタ結果との大小関係を比較し、その比較結果を動作モード判定手段２３に与える。

動作モード判定手段２３は、Ｉ／Ｆ部２４を介して監視制御装置１３から入力する動作モード指定と比較器２１から入力する比較結果とに基づき、記憶手段２１に格納される動作モードテーブルから最適な動作モードを選択し、選択した動作モードに合わせた指示を光減衰量制御手段２５に与える。このとき、光出力パワー一定制御モードでは、動作モード判定手段２３は、比較器２１からの比較結果が記憶手段２１に格納される光出力パワー一定制御の目標値と一致するように、光減衰量制御手段２５に指示を与える。光減衰量制御手段２５は、動作モード判定手段２３の指示に従って可変光減衰手段１０における各チャネル信号に対する減衰量を制御する。

ここで、以上の基本構成によって実現できる代表的な２つの動作例について説明する。システムの立ち上げ時や動作変更時に、監視制御装置１３から通常動作モードの指定が入力した場合、光出力パワー制御部１２では、光信号レベルモニタ検出結果が光出力パワーモニタ一定制御開始閾値を超えないときは、上流に接続された光波長分岐挿入装置の動作がまだ安定していないと判断し、可変光減衰手段１０に対して下流に過大な光信号パワーを出力することがない程度の固定減衰量の設定を行うことができる。

その後、光出力パワー制御部１２では、光信号レベルモニタ検出結果が光出力パワーモニタ一定制御開始閾値を超えたことを検出したときには、下流側光伝送路に送出する波長多重光信号のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を、入力する波長多重光信号における各光波長信号に与えるように可変光減衰手段１０を制御する光出力パワー一定制御モードに移行することができる。

上記の動作を行うことで、光出力パワー制御部１２では、光出力パワー一定制御に移行するタイミングを監視制御装置１３からの指示を待つことなく自律的に決定することができる。同時に、移行前では下流や他のチャネルに悪影響を及ぼさない程度に通過光信号レベルを抑圧できる。

つまり、図１に示すように、光パワーモニタの検出結果に対して適切な閾値を設け、その閾値に光信号レベルが達したか否かを判断し、その判断結果を元に各チャネルの光出力パワー一定制御への移行の可否を決定するという簡易な構成によって、光出力パワー一定制御の開始時間を短縮できるのみならず、高い制御信頼性をも得ることができる。

また、出力パワー一定制御動作をチャネル毎に独立に行うので、波長多重光信号の各チャネル信号レベルを平坦化することが容易であり、長距離伝送、多ノード伝送を行う上で最適なチャネル平坦性を得ることが容易になる。

次に、他の動作例として、監視制御装置１３から例えば光出力断の動作モード指定が入力した場合は、光出力パワー制御部１２では、光信号レベルモニタ検出結果によらず可変光減衰手段１０を最大通過損失に設定することで、上流から入力される信号の状態によらず下流に光信号を転送しない設定とすることができる。このような動作を行うことで、上流にて異常が発生している状態などで下流に悪影響が及ばないようにすることできる。したがって、光通信ネットワーク全体の信頼性を向上させることができる。

次に、記憶手段２０には、光出力パワー一定制御開始閾値として、設定したい動作に応じて複数の閾値をチャネル毎に格納することができるので、より細かな動作設定が可能となる。例えば、あるレベルよりも出力パワーが過剰となり、信号品質レベルが非線形光学効果やクロストークによって劣化する可能性がある場合にその出力パワー過剰の発生を検知するための閾値などである。これによれば、例えば、過大出力や過小出力をモニタすることで、光信号の断検出や、可変光減衰手段１０の制御異常などがモニタでき、それらに応じて、光出力を断にする、あるいは、アラームを発生するなどの動作モード設定を行うことで、光通信ネットワークの信頼性を一層高めることができる。

なお、図１の構成では、光出力パワー一定制御開始閾値は、各チャネル信号に対して同じ閾値とする場合であるが、各チャネル信号に対して同じ閾値とするか異なる閾値とするかは、用途や光部品の波長特性などによって決められる。

例えば、チャネル毎に光信号レベルのばらつき範囲が大きく異なる光通信システムでの用途では、閾値をチャネル毎に異ならせることになる。また、例えば、光信号レベルモニタ手段１１におけるパワーモニタ手段の感度がチャネル毎に異なる場合、その感度のばらつきを補償するため異なる閾値を持たせることが考えられる。

このように、チャネル毎に異なる閾値を設定したい場合には、記憶手段２０に光出力パワーモニタ一定制御開始閾値を複数用意し、また比較器２２を複数用意することで対応することができる。この場合、光信号レベルモニタ手段１１におけるパワーモニタ手段が出力する各モニタ結果は、図１では、いわゆるシリアル信号であるので、そのシリアル通信ラインに複数の比較器を並列に接続する構成となる。但し、上記した図示しないインタフェース部を取り払い、つまり、チャネル数分の通信手段を設け、チャネル数分のモニタ結果の信号ラインと複数の比較器とを１対１の関係で接続することでもよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、可変光減衰手段に与える減衰量を固定減衰量から可変減衰量に変更して光出力パワー一定制御に移行する動作に関して外部の監視制御装置から特別の信号を受けることなく、簡易な構成によって自律的動作が可能となるので、光出力パワー一定制御への移行速度を高速化でき、信頼性の高い光通信ネットワーク構築を低コストで容易に実現可能な光波長分岐挿入装置を得ることが可能となる。

また、設定したい動作に応じて複数の閾値をチャネル毎に用意することができるので、光通信ネットワークの信頼性を高めるより細かな動作設定が可能となる。

実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、通過光信号レベルを平坦化する光出力パワー一定制御に関わる部分の構成例（その２）が示されている。

図２において、この実施の形態２による光波長分岐挿入装置は、通過光信号レベルを平坦化する光出力パワー一定制御に関わる部分の構成として、波長分波手段３０と可変光減衰手段３１と光信号レベルモニタ手段３２と波長合波手段３３と光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎとを備えている。監視制御装置３５は、当該光波長分岐挿入装置を統括する装置であるが、この実施の形態による光出力パワー一定制御に関わる構成として、光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎに対して、動作モードを指定する機能を備えている。

波長分波手段３０は、入力する波長多重光信号を光波長信号（Ｃｈ．１〜Ｃｈ．Ｎ）に分波し、それぞれを並列に可変光減衰手段３１に与える。

可変光減衰手段３１は、波長分波手段３０が並列に出力する光波長信号と１対１の関係を持つ可変光減衰手段を備え、各可変光減衰手段は、光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎにおける対応する光出力パワー制御部の制御下に、入力する光波長信号に対してそれぞれ独立に減衰制御が可能な構成になっている。

可変光減衰手段３１が並列に出力する光波長信号（Ｃｈ．１〜Ｃｈ．Ｎ）を受ける光信号レベルモニタ手段３２は、光分岐手段とパワーモニタ手段とで構成されている。光分岐手段は、可変光減衰手段３１から並列に入力する光波長信号（Ｃｈ．１〜Ｃｈ．Ｎ）を個別に２分岐し、一方の分岐光を波長合波手段３３に与え、他方の分岐光をパワーモニタ手段に与える。パワーモニタ手段は、他方の分岐光である光波長信号（Ｃｈ．１〜Ｃｈ．Ｎ）と１対１の関係を持つパワーモニタ手段を備え、各パワーモニタ手段は、入力する光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタし、それぞれそのモニタ結果を光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎにおける対応する光出力パワー制御部に与える。

波長合波手段３３は、光信号レベルモニタ手段３２の光分岐手段から入力する光波長信号（Ｃｈ．１〜Ｃｈ．Ｎ）を波長多重光信号に合波し下流の光伝送路に送出する。

光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎは、実施の形態１にて説明した光出力パワー制御部１２を扱う光波長信号（Ｃｈ．１〜Ｃｈ．Ｎ）の個数分並列に配置した構成となっている。相違点は、この実施の形態２では、図２に示すように、実施の形態１にて説明した光出力パワー制御部１２での記憶手段２０に代えて記憶手段３６となっている点である。この実施の形態２では、光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎの各光出力パワー制御部における記憶手段３６には、対応する波長光信号に対する光出力パワー一定制御開始閾値が格納されている。なお、対応する波長光信号に対して複数の閾値を持つことは当然可能である。

この実施の形態２においても実施の形態１と同様の作用・効果を得ることできる。加えて、この実施の形態２では、チャネル毎に個別の可変光減衰手段および光信号レベルモニタ手段を設けるので、扱うチャネル数が少ない場合や、必要に応じてチャネル数を増減するような場合に、必要最小限の部品数のみで装置を構成でき、装置コストを低減することが可能であるという利点が生じる。

実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態３では、光波長分岐挿入装置の分岐、挿入、通過の本来的な３機能を実現する構成例が示されている。なお、図３では、図２（実施の形態２）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。

すなわち、図３に示すように、実施の形態３による光波長分岐挿入装置では、図２（実施の形態２）に示した構成において、光経路切替手段４０が波長分波手段３０と可変減衰手段３１との間に設けられ、光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎに代えて光波長分岐挿入制御機能部４４−１〜４４−ｎが設けられている。

光経路切替手段４０は、波長分波手段３０が並列に出力する光波長信号と１対１の関係を持つ光経路切替器を備え、各光経路切替器は、光波長分岐挿入制御機能部４４−１〜４４−ｎの制御下に、入力する光波長信号に対してそれぞれ独立に分岐動作と通過動作とが可能な構成になっている。

光波長分岐挿入制御機能部４４−１〜４４−ｎでは、光出力パワー制御部１２−１〜１２−ｎにおいて、光経路切替器制御手段４６が追加され、動作モード判定手段２３に代えて動作モード判定手段４５が設けられている。

動作モード判定手段４５は、実施の形態１にて説明した光出力パワー一定制御の判定動作に加えて、監視制御装置３５からの動作モード指定の内容によって光経路の切替を判定し、それに基づき光経路切替器制御手段４６に指示を発行する動作を行うようになっている。光経路切替器制御手段４６は、動作モード判定手段４５の指示に従って、光経路切替手段４０における対応する光経路切替器を分岐動作状態と通過動作状態とに制御する。

また、チャネルの挿入を行う構成として、複数の挿入チャネルを合波する光合波手段４１と、光合波手段４１の出力光信号と波長合波手段３３の出力光信号とを合波して下流側に波長多重光信号を出力する光合波手段４２とが追加されている。

なお、挿入チャネルの光信号レベルは、通過チャネルの光信号レベルと略同等にするため、図示しない可変光減衰手段もしくは光増幅手段によって調整する、もしくは光合波手段４２の合波パワー比を非対称な設定とするなどの方策をとることが望ましい。この光合波手段４２の合波パワー比を非対称な設定とするケースとしては、例えば、通過チャネルのパワーに対して挿入チャネルのパワーが低い場合に、挿入チャネルの挿入損失が小さくなる合波パワー比に設定する。具体的には、光合波手段４２の入力において通過チャネルと挿入チャネルのパワー比が２：１である場合、光合波手段４２の合波パワー比を１：２に設定する。このようにすれば、光合波手段４２の出力では、通過チャネルと挿入チャネルの光信号レベルを同等にすることができる。

以上の構成によって、各通過チャネルの光信号レベルが一定制御され、且つ、特定チャネルの分岐もしくは挿入が可能な光波長分岐挿入装置を得ることができる。次に、図４を参照して、可変減衰手段３１の制御方法について説明する。なお、図４は、図３に示す光波長分岐挿入装置での可変減衰手段の制御方法の一例を説明するフローチャートである。

図４において、装置の立ち上げ、もしくはチャネルの増減設が実施された場合、可変光減衰手段３１は通過チャネルを遮断した状態で立ち上がる（ステップＳＴ１）。以降のステップＳＴ２〜ＳＴ６の動作は、監視制御装置３５からの動作モード指定と光信号レベルモニタ手段３２の検出結果と光出力パワー一定制御開始閾値とに基づき行われる。

すなわち、監視制御装置３５からの動作モード指定が光経路切替手段４０を分岐動作設定する指定である場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）には、他チャネル、もしくは、挿入チャネルに悪影響を与えないために通過する漏れ光を遮断するように可変光減衰手段３１は遮断設定のままとする（ステップＳＴ１）。

また、監視制御装置３５からの動作モード指定が光経路切替手段４０を通過動作設定する指定である場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）には、後段の光信号レベルモニタ手段３２にて有意な光信号レベルが検出でき、且つ下流に過大光パワーを出力しないように、可変光減衰手段３１の減衰量を決められた固定減衰量に設定する（ステップＳＴ３）。この状態で、光信号レベルモニタ手段３２の検出結果が光出力パワー一定制御開始閾値を超えた場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）のみ、通過チャネルの光出力パワー一定制御を開始するように可変光減衰手段３１を制御する（ステップＳＴ５）。

監視制御装置３５から光経路切替手段を分岐動作設定する動作モード指定がない限り（ステップＳＴ６：Ｎｏ）、通過チャネルの光出力パワー一定制御を継続し（ステップＳＴ５）、監視制御装置３５から光経路切替手段を分岐動作設定する動作モード指定が入力すると（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、改めて可変光減衰手段３１を遮断設定とする（ステップＳＴ１）。

以上のように、実施の形態３によれば、光経路切替手段の動作設定と光信号レベルモニタ手段の検出結果と光出力パワー一定制御開始閾値とに基づき光経路切替手段と可変光減衰手段の両方を最適制御することで、分岐設定時には下流に悪影響を及ぼさず、且つ通過設定時には通過チャネルの光信号レベルの平坦化が可能となり、高速動作、高信頼性に優れた光波長分岐挿入装置を簡易に得ることが可能となる。

実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態４では、この実施の形態による光波長分岐挿入装置をチャネルブロック毎に用意する場合の構成例が示されている。なお、図５では、図３（実施の形態３）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。

図５において、符号５５ａ，５５ｂは、光波長分岐挿入機能部であり、図３（実施の形態３）に示した光波長分岐挿入装置である。したがって、図３（実施の形態３）に示した光波長分岐挿入制御機能部４４−１〜４４−ｎは、単に光波長分岐挿入制御機能部４４として示してある。

光波長分岐挿入機能部５５ａ，５５ｂに対して、入力段に波長群分波手段５０が設けられている。波長群分波手段５０は、波長多重光信号を少なくとも二波以上を一つの波長群として異なる複数の波長群へ分波する機能を持つものであり、その一例として、この実施の形態４では、波長多重光信号を偶数チャネルと奇数チャネルとに分波するとしている。図５では、光波長分岐挿入機能部５５ａが偶数チャネル用となり、光波長分岐挿入機能部５５ｂが奇数チャネルとなっている。

また、出力段には、光波長分岐挿入機能部５５ａ，５５ｂの各波長多重光信号を合波する合波手段５７が設けられている。なお、合波手段５７に代えて、波長群分波手段５０と逆特性を有する波長群合波手段を使用してもよいことは言うまでもない。

図５に示す構成によれば、装置導入時は、偶数チャネルのみの運用とし、チャネル数の増大に合わせて奇数チャネル用の光波長分岐挿入機能部を増設するという使用方法が可能であるので、初期導入コストを低減し、且つチャネル数のアップグレードが容易な光波長分岐挿入装置を得ることができる。

また、波長群分波手段５０にて偶数チャネルと奇数チャネルとに群分波する構成では、後段の光波長分岐挿入機能部５５ａ，５５ｂでは、各チャネル群のみを取り扱えばよいので、光波長分岐挿入装置である光波長分岐挿入機能部の構成が容易となるという付加的な利点がある。例えば、１００ＧＨｚ間隔にチャネル配置された光信号を偶数チャネル群と奇数チャネル群とに分波した場合は、それぞれが２００ＧＨｚ間隔に配置されたチャネル群となるので、光波長分岐挿入装置を構成する波長分波手段３０や波長合波手段３３の構成が容易となり、低コスト化が図れる。

以上のように、実施の形態４によれば、この実施の形態による光波長分岐挿入装置をチャネルブロック毎に用意する構成をとることで、前述した各実施の形態で説明した利点に加えて、アップグレードが容易であり、且つ多数のチャネルを扱う場合においても低コストの光波長分岐挿入装置が構成できるという利点が生じる。

実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５による光波長分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態５では、以上説明した各実施の形態による光波長分岐挿入装置の入力段と出力段の双方または一方に、光増幅手段を設ける場合の構成例が示されている。なお、図６では、図４（実施の形態４）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態５に関わる部分を中心に説明する。

図６に示すように、実施の形態５による光波長分岐挿入装置では、図５（実施の形態４）に示した構成において、入力段に光増幅手段６０が設けられ、出力段に光増幅手段６１が設けられている。なお、光増幅手段は、光波長分岐挿入装置の入力段と出力段の一方に設ける構成でもよい。

ここで、図６に示す構成では、光信号レベルモニタ手段には、当該チャネルの信号に加えて、光増幅手段６０の自然放出光も入力されるため、光信号レベル一定制御を開始する閾値を低く設定しすぎると、当該チャネルの信号がまだ到達していないにもかかわらず自然放出光のレベルを制御しようとする誤動作が発生する可能性がある。したがって、この実施の形態５では、正確に通過チャネルの光信号レベル一定制御を開始できるようにするため、閾値として自然放出光の最大レベルと当該チャネルの最小信号レベルの中間値を設定するようにしている。これによって、光増幅手段を併用した場合にも、通過チャネルが光信号レベルモニタ手段に到達したことが識別可能であり、可変光減衰手段の誤制御を回避することができる。

この実施の形態５によれば、図６に示すように、光波長分岐挿入装置の入出力段に光増幅手段を追加することで、伝送路や光分岐挿入装置の損失を補償することが可能となるので、伝送距離の延伸、接続ノード数の増加、チャネル数の増大などを容易に行うことができるようになる。

また、以上説明した各実施の形態による光波長分岐挿入装置は、各チャネル当たりの光信号レベルを平坦化する動作を行うので、光増幅手段６０、６１は、利得一定制御による動作を行うだけで、光増幅手段６１の出力として各チャネルの光信号レベルが平坦化された状態を得ることができ、簡単に伝送距離の延伸、接続ノード数の増加、チャネル数の増大の効果を得ることができる。

なお、実施の形態１〜５において、通過チャネルの光信号レベル一定制御を行うにあたり、光信号レベルモニタ手段の後段に接続された各光部品（例えば、光信号レベルモニタ手段３２〜光増幅手段６１までの間に配置された光部品）の損失波長特性を補償するように、光信号レベル一定制御の目標値にチャネル毎にオフセットを持たせるようにしてもよい。これによれば、出力される波長多重光信号の信号レベル平坦度を向上させることが可能である。

また、実施の形態１〜５において、通過チャネルの光信号レベル一定制御開始を指示するための光パワー一定制御開始閾値として、光信号レベルモニタ手段の前段に接続された各光部品（例えば、光増幅手段６０〜光信号レベルモニタ手段３２までの間に配置された光部品）の損失波長特性を補償するように、閾値にオフセットを持たせるようにしてもよい。これによれば、光部品の性能ばらつきをオフセットで吸収し、検出閾値に対する可変光減衰手段のダイナミックレンジを有効に活用することが可能となり、可変光減衰手段の制御可能範囲を容易に増大させることができる。

以上のように、この発明にかかる光波長分岐挿入装置は、伝送距離の延伸、通過ノード数の増大を可能にする光通信ネットワークの構築に有用である。

Claims

光通信ネットワークにおけるノード位置において、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入、通過させる光波長分岐挿入装置において、
上流側光伝送路から入力する前記光信号である波長多重光信号における各光波長信号に与える減衰量をそれぞれ独立に可変制御可能な可変光減衰手段と、
前記可変光減衰手段が出力する波長多重光信号をそのまま下流側光伝送路に向けて送出するとともに、その波長多重光信号における各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタする光信号レベルモニタ手段と、
出力光パワー一定制御を開始するための閾値を前記光波長信号毎に記憶する閾値記憶手段と、
前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果が前記閾値を超えるまでは、入力する波長多重光信号における各光波長信号に固定減衰量を与えるように前記可変光減衰手段を制御し、前記モニタ結果が前記閾値を超えると、下流側光伝送路に送出する波長多重光信号のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を、入力する波長多重光信号における各光波長信号に与えるように、前記可変光減衰手段を制御する動作を開始する制御手段と、
を備え、
前記出力光パワー一定制御を開始するための閾値として、各光波長信号の光信号レベルのばらつきや光部品の波長特性に応じた光波長信号毎に異なる値を、前記閾値記憶手段に設定可能とし、
前記制御手段は、前記モニタ結果が閾値を超えるかどうかの判断処理を、各光波長信号に個別に設定された前記閾値に基づいて、光波長信号毎に実行する、
ことを特徴とする光波長分岐挿入装置。
前記可変光減衰手段の入力段に、その入力する波長多重光信号における光波長信号毎に分岐動作と通過動作とを行う光経路切替手段が設けられ、
前記光信号レベルモニタ手段が出力する波長多重光信号に複数の光波長信号を合波して下流側光伝送路に波長多重光信号を送出する光合波手段が設けられ、
前記制御手段は、前記光経路切替手段の動作設定と前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果と前記閾値とに基づき、前記光経路切替手段と前記可変光減衰手段の双方を適切な動作状態に設定することを特徴とする請求項１に記載の光波長分岐挿入装置。
前記可変光減衰手段の入力段と前記光信号レベルモニタ手段が下流側光伝送路に波長多重光信号を送出する出力段との一方または双方に、利得一定制御の動作を行う光増幅手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光波長分岐挿入装置。
前記一定制御の目標値には、前記可変光減衰手段が出力する光信号の送出経路に存在する光学部品での損失波長特性を補償するオフセット値が含まれていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光波長分岐挿入装置。
前記閾値には、光信号の入力から前記光信号レベルモニタ手段の出力段に至るまでの光信号の経路に存在する光学部品での損失波長特性を補償するオフセット値が含まれていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光波長分岐挿入装置。
光通信ネットワークにおけるノード位置において、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入、通過させる光波長分岐挿入装置において、
上流側光伝送路から入力する前記光信号である波長多重光信号を各光波長信号に分波する波長分波手段と、
前記波長分波手段が並列に出力する各光波長信号に与える減衰量をそれぞれ独立に可変制御可能な可変光減衰手段と、
前記可変光減衰手段が並列に出力する各光波長信号をそのまま通過させるとともにその通過する各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタする光信号レベルモニタ手段と、
前記光信号レベルモニタ手段を並列に通過する各光波長信号を波長多重光信号に合波して下流側光伝送路に送出する波長合波手段と、
出力光パワー一定制御を開始するための閾値を前記光波長信号毎に記憶する閾値記憶手段と、
前記光波長信号毎に設けられ、前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果が前記閾値を超えるまでは、前記波長分波手段から入力する光波長信号に固定減衰量を与えるように前記可変光減衰手段における当該光波長信号に対する可変光減衰手段を制御し、前記モニタ結果が前記閾値を超えると、前記波長合波手段が下流側光伝送路に送出する波長多重光信号のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を、対応する光波長信号に与えるように、前記可変光減衰手段を制御する動作を開始する制御手段と、
を備え、
前記出力光パワー一定制御を開始するための閾値として、各光波長信号の光信号レベルのばらつきや光部品の波長特性に応じた光波長信号毎に異なる値を、前記閾値記憶手段に設定可能とし、
前記制御手段は、前記モニタ結果が閾値を超えるかどうかの判断処理を、各光波長信号に個別に設定された前記閾値に基づいて、光波長信号毎に実行する、
ことを特徴とする光波長分岐挿入装置。
前記波長分波手段と前記可変光減衰手段との間に、光波長信号毎に分岐動作と通過動作とを行う光経路切替手段が設けられ、
前記波長合波手段が出力する波長多重光信号に複数の光波長信号を合波して下流側光伝送路に波長多重光信号を送出する光合波手段が設けられ、
前記各制御手段は、前記光経路切替手段の動作設定と前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果と前記閾値とに基づき、前記光経路切替手段と前記可変光減衰手段の双方を適切な動作状態に設定することを特徴とする請求項６に記載の光波長分岐挿入装置。
前記波長分波手段の入力段と前記波長合波手段の出力段の一方または双方に、利得一定制御の動作を行う光増幅手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の光波長分岐挿入装置。
前記一定制御の目標値には、前記可変光減衰手段が出力する光信号の送出経路に存在する光学部品での損失波長特性を補償するオフセット値が含まれていることを特徴とする請求項６、７または８に記載の光波長分岐挿入装置。
前記閾値には、光信号の入力から前記光信号レベルモニタ手段の出力段に至るまでの光信号の経路に存在する光学部品での損失波長特性を補償するオフセット値が含まれていることを特徴とする請求項６、７または８に記載の光波長分岐挿入装置。
上流側伝送路から入力する波長多重光信号を少なくとも２波以上の波長光信号を一つの波長群として２以上の波長群に分波する波長群分波手段と、
前記波長群分波手段が分波出力する２以上の波長群をそれぞれ入力とし、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入を行い、可変光減衰手段が通過する光信号に与える減衰量を、その通過する光信号レベルのモニタ結果と出力光パワー一定制御を開始するための閾値と出力光パワー一定制御の目標値とに基づき制御する２以上の光波長分岐挿入機能部と、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部がそれぞれ出力する波長群を波長多重光信号に合波して下流側伝送路に送出する波長群合波手段と、
を備え、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部は、それぞれ、
前記波長群分波手段から入力する波長群における各光波長信号に与える減衰量をそれぞれ独立に可変制御可能な可変光減衰手段と、
前記可変光減衰手段が出力する波長群をそのまま前記波長群合波手段に送出するとともに、その波長群における各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタする光信号レベルモニタ手段と、
出力光パワー一定制御を開始するための閾値を前記光波長信号毎に記憶する閾値記憶手段と、
前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果が前記閾値を超えるまでは、入力する波長群における各光波長信号に固定減衰量を与えるように前記可変光減衰手段を制御し、前記モニタ結果が前記閾値を超えると、前記波長群合波手段に送出する波長群のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を、入力する波長群における各光波長信号に与えるように、前記可変光減衰手段を制御する動作を開始する制御手段と、
を備え、
前記出力光パワー一定制御を開始するための閾値として、各光波長信号の光信号レベルのばらつきや光部品の波長特性に応じた光波長信号毎に異なる値を、前記閾値記憶手段に設定可能とし、
前記制御手段は、前記モニタ結果が閾値を超えるかどうかの判断処理を、各光波長信号に個別に設定された前記閾値に基づいて、光波長信号毎に実行する、
ことを特徴とする光波長分岐挿入装置。
上流側伝送路から入力する波長多重光信号を少なくとも２波以上の波長光信号を一つの波長群として２以上の波長群に分波する波長群分波手段と、
前記波長群分波手段が分波出力する２以上の波長群をそれぞれ入力とし、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入を行い、可変光減衰手段が通過する光信号に与える減衰量を、その通過する光信号レベルのモニタ結果と出力光パワー一定制御を開始するための閾値と出力光パワー一定制御の目標値とに基づき制御する２以上の光波長分岐挿入機能部と、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部がそれぞれ出力する波長群を波長多重光信号に合波して下流側伝送路に送出する波長群合波手段と、
を備え、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部は、それぞれ、
前記波長群分波手段から入力する波長群における各光波長信号について分岐動作と通過動作とを行う光経路切替手段と、
前記光経路切替手段を通過する各光波長信号に与える減衰量をそれぞれ独立に可変制御可能な可変光減衰手段と、
前記可変光減衰手段が出力する波長群をそのまま通過させるとともに、その通過する波長群における各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタする光信号レベルモニタ手段と、
前記光信号レベルモニタ手段を通過して入力する波長群に複数の光波長信号を合波して前記波長群合波手段に送出する合波手段と、
出力光パワー一定制御を開始するための閾値を前記光波長信号毎に記憶する閾値記憶手段と、
前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果が前記閾値を超えるまでは、入力する波長群における各光波長信号に固定減衰量を与えるように前記可変光減衰手段を制御し、前記モニタ結果が前記閾値を超えると、前記波長群合波手段に送出する波長群のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を、入力する波長群における各光波長信号に与えるように、前記可変光減衰手段を制御する動作を開始することと、前記光経路切替手段の分岐動作と通過動作とを制御することと、を行う制御手段と、
を備え、
前記出力光パワー一定制御を開始するための閾値として、各光波長信号の光信号レベルのばらつきや光部品の波長特性に応じた光波長信号毎に異なる値を、前記閾値記憶手段に設定可能とし、
前記制御手段は、前記モニタ結果が閾値を超えるかどうかの判断処理を、各光波長信号に個別に設定された前記閾値に基づいて、光波長信号毎に実行する、
ことを特徴とする光波長分岐挿入装置。
上流側伝送路から入力する波長多重光信号を少なくとも２波以上の波長光信号を一つの波長群として２以上の波長群に分波する波長群分波手段と、
前記波長群分波手段が分波出力する２以上の波長群をそれぞれ入力とし、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入を行い、可変光減衰手段が通過する光信号に与える減衰量を、その通過する光信号レベルのモニタ結果と出力光パワー一定制御を開始するための閾値と出力光パワー一定制御の目標値とに基づき制御する２以上の光波長分岐挿入機能部と、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部がそれぞれ出力する波長群を波長多重光信号に合波して下流側伝送路に送出する波長群合波手段と、
を備え、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部は、それぞれ、
前記波長群分波手段から入力する波長群を各光波長信号に分波する波長分波手段と、
前記波長分波手段が並列に出力する各光波長信号に与える減衰量をそれぞれ独立に可変制御可能な可変光減衰手段と、
前記可変光減衰手段が並列に出力する各光波長信号をそのまま通過させるとともにその通過する各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタする光信号レベルモニタ手段と、
前記光信号レベルモニタ手段を並列に通過する各光波長信号を合波して前記波長群合波手段に送出する波長合波手段と、
出力光パワー一定制御を開始するための閾値を前記光波長信号毎に記憶する閾値記憶手段と、
前記光波長信号毎に設けられ、前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果が前記閾値を超えるまでは、前記波長群分波手段から入力する光波長信号に固定減衰量を与えるように前記可変光減衰手段における当該光波長信号に対する可変光減衰手段を制御し、前記モニタ結果が前記閾値を超えると、前記波長群合波手段が下流側光伝送路に送出する波長多重光信号のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を、対応する光波長信号に与えるように、前記可変光減衰手段を制御する動作を開始する制御手段と、
を備え、
前記出力光パワー一定制御を開始するための閾値として、各光波長信号の光信号レベルのばらつきや光部品の波長特性に応じた光波長信号毎に異なる値を、前記閾値記憶手段に設定可能とし、
前記制御手段は、前記モニタ結果が閾値を超えるかどうかの判断処理を、各光波長信号に個別に設定された前記閾値に基づいて、光波長信号毎に実行する、
ことを特徴とする光波長分岐挿入装置。
上流側伝送路から入力する波長多重光信号を少なくとも２波以上の波長光信号を一つの波長群として２以上の波長群に分波する波長群分波手段と、
前記波長群分波手段が分波出力する２以上の波長群をそれぞれ入力とし、１波長以上の光信号をその波長に応じて分岐、挿入を行い、可変光減衰手段が通過する光信号に与える減衰量を、その通過する光信号レベルのモニタ結果と出力光パワー一定制御を開始するための閾値と出力光パワー一定制御の目標値とに基づき制御する２以上の光波長分岐挿入機能部と、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部がそれぞれ出力する波長群を波長多重光信号に合波して下流側伝送路に送出する波長群合波手段と、
を備え、
前記２以上の光波長分岐挿入機能部は、それぞれ、
前記波長群分波手段から入力する波長群を各光波長信号に分波する波長分波手段と、
前記波長分波手段が並列に出力する各光波長信号について分岐動作と通過動作とを行う光経路切替手段と、
前記光経路切替手段を通過する各光波長信号に与える減衰量をそれぞれ独立に可変制御可能な可変光減衰手段と、
前記可変光減衰手段が並列に出力する各光波長信号をそのまま通過させるとともにその通過する各光波長信号の光信号レベルをそれぞれモニタする光信号レベルモニタ手段と、
前記光信号レベルモニタ手段を並列に通過する各光波長信号を合波する波長合波手段と、
前記波長合波手段が出力する波長群に複数の光波長信号を合波して前記波長群合波手段に送出する合波手段と、
出力光パワー一定制御を開始するための閾値を前記光波長信号毎に記憶する閾値記憶手段と、
前記光波長信号毎に設けられ、前記光信号レベルモニタ手段のモニタ結果が前記閾値を超えるまでは、前記波長群分波手段から入力する光波長信号に固定減衰量を与えるように前記可変光減衰手段における当該光波長信号に対する可変光減衰手段を制御し、前記モニタ結果が前記閾値を超えると、前記波長群合波手段が下流側光伝送路に送出する波長多重光信号のレベルを平坦化する出力光パワー一定制御の目標値に到達するのに必要な可変減衰量を、対応する光波長信号に与えるように、前記可変光減衰手段を制御する動作を開始することと、前記光経路切替手段の分岐動作と通過動作とを制御することと、を行う制御手段と、
を備え、
前記出力光パワー一定制御を開始するための閾値として、各光波長信号の光信号レベルのばらつきや光部品の波長特性に応じた光波長信号毎に異なる値を、前記閾値記憶手段に設定可能とし、
前記制御手段は、前記モニタ結果が閾値を超えるかどうかの判断処理を、各光波長信号に個別に設定された前記閾値に基づいて、光波長信号毎に実行する、
ことを特徴とする光波長分岐挿入装置。
前記波長群分波手段の入力段と前記波長群合波手段の出力段の一方または双方に、利得一定制御の動作を行う光増幅手段が設けられていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の光波長分岐挿入装置。
前記２以上の波長群は、偶数チャネル群と奇数チャネル群とからなることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の光波長分岐挿入装置。
前記一定制御の目標値には、前記可変光減衰手段が出力する光信号の送出経路に存在する光学部品での損失波長特性を補償するオフセット値が含まれていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１つに記載の光波長分岐挿入装置。
前記閾値には、光信号の入力から前記光信号レベルモニタ手段の出力段に至るまでの光信号の経路に存在する光学部品での損失波長特性を補償するオフセット値が含まれていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１つに記載の光波長分岐挿入装置。