JP4829996B2 - Optical transmission equipment - Google Patents
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Description
本発明は、光伝送装置に関し、更に詳しくは、複数の信号光を波長多重化して伝送する光伝送システム用の光伝送装置とその制御方法に関する。 The present invention relates to an optical transmission apparatus, and more particularly to an optical transmission apparatus for an optical transmission system that transmits a plurality of signal lights by wavelength multiplexing and a control method thereof.
光通信システムでは、通信容量を増大し、システムコストを低減するため、一般的に波長の異なる複数の信号光を一本の光ファイバに束ねて通信する波長多重光伝送技術が適用されている。実際のシステムでは、距離の離れた2地点間の伝送路となる光ファイバで発生する光信号の損失を補償するため、伝送経路上に光ファイバ増幅器を設置し、伝送途中で光信号を電気信号に変換することなく、波長の異なる複数の信号光を一括して信号増幅している。 In an optical communication system, in order to increase communication capacity and reduce system cost, a wavelength division multiplexing optical transmission technique is generally applied in which a plurality of signal lights having different wavelengths are bundled and communicated with one optical fiber. In an actual system, an optical fiber amplifier is installed on the transmission path to compensate for the loss of the optical signal that occurs in the optical fiber that is the transmission path between two distant points. A plurality of signal lights having different wavelengths are collectively amplified without being converted into.
光ファイバ増幅器は、信号光に対する増幅率(利得)に波長依存性をもっている。例えば、波長範囲が1530nmから1560nmの光信号を増幅する光ファイバ増幅器の場合、1530nm近傍の信号光に対する増幅利得は、1560nm近傍の信号光の増幅利得よりも大きくなる。そのため、波長の異なる複数の多重信号光を一括して増幅する場合、波長に対応した利得の平坦化が必要とされる。このような利得の平坦化のために、光ファイバ増幅器の内部には、例えば、誘電体多層膜フィルタやファイバ・ブラッグ・グレーティングなどによる利得等化フィルタが搭載されている。 An optical fiber amplifier has a wavelength dependency on an amplification factor (gain) for signal light. For example, in the case of an optical fiber amplifier that amplifies an optical signal having a wavelength range of 1530 nm to 1560 nm, the amplification gain for signal light near 1530 nm is larger than the amplification gain of signal light near 1560 nm. For this reason, when a plurality of multiplexed signal lights having different wavelengths are amplified together, it is necessary to flatten the gain corresponding to the wavelength. In order to flatten the gain, a gain equalizing filter such as a dielectric multilayer filter or a fiber Bragg grating is mounted inside the optical fiber amplifier.
上述した増幅利得の波長依存性は、光ファイバ増幅器の入力光強度によって変化する。つまり、光ファイバ増幅器の利得が変化すれば、利得の波長依存性も変化するため、利得等化フィルタを備えた光増幅器であっても、利得等化が実現されるのは、光ファイバ増幅器の利得が設計値に保持されている期間のみとなる。このような理由から、光ファイバ増幅器では、多重化された複数波長の信号光の利得平坦性を得るために、入出力光の強度を監視し、常に利得を一定に保つ利得一定制御が行われている。 The wavelength dependence of the amplification gain described above varies depending on the input light intensity of the optical fiber amplifier. In other words, if the gain of the optical fiber amplifier changes, the wavelength dependence of the gain also changes. Therefore, even with an optical amplifier equipped with a gain equalization filter, gain equalization is realized by the optical fiber amplifier. Only the period during which the gain is held at the design value. For this reason, in an optical fiber amplifier, in order to obtain gain flatness of multiplexed signal light with multiple wavelengths, the intensity of input / output light is monitored and constant gain control is performed to keep the gain constant. ing.
また、光伝送システムでは、受信機の入力ダイナミックレンジの制約や、光ファイバの非線形効果などに対処するため、上述した利得一定制御とは別に、各波長の出力信号光強度を一定に保つための出力強度一定制御(以下、単に出力一定制御と言う)が行われる。出力一定制御機能の無い光伝送システムでは、伝送路の損失が変化すると、信号中継用光アンプの入力光信号強度が変化し、光アンプの出力光信号強度が変化するため、結果的に、受信側光伝送装置の入力光信号強度が変化して、受信機の入力信号レベルがダイナミックレンジから外れる可能性がある。 In addition, in order to cope with restrictions on the input dynamic range of the receiver and nonlinear effects of the optical fiber in the optical transmission system, in addition to the above-described constant gain control, the output signal light intensity at each wavelength is kept constant. Output intensity constant control (hereinafter simply referred to as output constant control) is performed. In an optical transmission system without a constant output control function, when the transmission line loss changes, the input optical signal strength of the signal relay optical amplifier changes and the output optical signal strength of the optical amplifier changes. There is a possibility that the input optical signal intensity of the side optical transmission device changes and the input signal level of the receiver is out of the dynamic range.
受信機の入力光信号の強度を一定に保つためには、例えば、光ファイバ増幅器の信号経路に光減衰器を挿入しておき、信号入力側の伝送路に発生した損失に応じて、光減衰器の減衰量を調整すればよい。光減衰器における減衰量の波長依存性は、入力光強度に影響されないため、光ファイバ増幅器と光減衰器とを組み合わせることによって、利得一定制御と出力一定制御の両方が可能となる。 In order to keep the intensity of the input optical signal at the receiver constant, for example, an optical attenuator is inserted in the signal path of the optical fiber amplifier, and the optical attenuation is determined according to the loss generated in the transmission path on the signal input side. What is necessary is just to adjust the amount of attenuation of a vessel. Since the wavelength dependency of the attenuation amount in the optical attenuator is not affected by the input light intensity, both constant gain control and constant output control are possible by combining an optical fiber amplifier and an optical attenuator.
光ファイバ増幅器における利得一定制御は、例えば、光ファイバ増幅器の入力側と出力側で波長多重化信号光の強度を観測しておき、入力信号光と出力信号光の強度比(利得)が常に一定になるように、増幅器の励起光を制御することによって実現できる。また、波長毎の出力一定制御は、例えば、予め指定された多重化信号光の数(多重化波長数)と波長毎の出力光強度から、光ファイバ増幅器の総出力光強度を求め、増幅器の総出力光強度が所望の強度となるように光減衰器の減衰量を制御すればよい。 The gain constant control in the optical fiber amplifier is, for example, that the intensity of the wavelength multiplexed signal light is observed on the input side and output side of the optical fiber amplifier, and the intensity ratio (gain) of the input signal light and the output signal light is always constant. This can be realized by controlling the excitation light of the amplifier. The output constant control for each wavelength is obtained by, for example, obtaining the total output light intensity of the optical fiber amplifier from the number of multiplexed signal lights (the number of multiplexed wavelengths) specified in advance and the output light intensity for each wavelength. The attenuation amount of the optical attenuator may be controlled so that the total output light intensity becomes a desired intensity.
しかしながら、上記出力一定制御方法では、総出力光強度の算出条件となっている多重化波長数と、実際に光ファイバ増幅器に入力されている多重化信号光の波長数とに差異が発生した場合に問題が生じる。光伝送システムでは、例えば、光ファイバに収容されている複数の送信機のうちの一部が故障したり、送信機と波長多重部を結合する光ファイバが抜けた場合、光ファイバに波長多重化される信号光数(波長数)に変化が生ずる。 However, in the above output constant control method, when there is a difference between the number of multiplexed wavelengths that is a condition for calculating the total output light intensity and the number of wavelengths of multiplexed signal light that is actually input to the optical fiber amplifier Problems arise. In an optical transmission system, for example, when a part of a plurality of transmitters accommodated in an optical fiber fails or an optical fiber that connects the transmitter and the wavelength multiplexing unit is disconnected, wavelength multiplexing is performed on the optical fiber. A change occurs in the number of signal lights (number of wavelengths).
この場合、障害が発生した瞬間においては、各光ファイバ増幅器では、実際に多重化されている波長数の状態を把握することができないため、出力一定制御の前提となる波長数と、物理的に光ファイバ上の多重化された波長数との整合をとれなくなる。従って、保守作業や障害によって或る波長の光信号が欠落した時、実際に多重化されている信号光数よりも多い信号光数で算出された総出力光強度を目標値として、ファイバ増幅器の出力一定制御を実行した場合、1信号光あたりの出力光強度が予定値よりも大きくなり、結果的に各信号光が過大な入力信号レベルで受信機に到達するという問題が発生する。 In this case, at the moment when the failure occurs, each optical fiber amplifier cannot grasp the state of the number of wavelengths actually multiplexed. It becomes impossible to match the number of multiplexed wavelengths on the optical fiber. Therefore, when an optical signal of a certain wavelength is lost due to maintenance work or failure, the total output light intensity calculated with the number of signal lights larger than the number of signal lights actually multiplexed is set as the target value, and the fiber amplifier When the constant output control is executed, the output light intensity per signal light becomes larger than a predetermined value, and as a result, there arises a problem that each signal light reaches the receiver with an excessive input signal level.
このような問題に対処するため、例えば、1996年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、講演番号B1096(非特許文献1)では、光増幅器から出力される総信号光強度とシステムに収容されている波長数とを検出することによって、1信号光あたりの出力光強度が所望強度となるよう制御する「WDM用光アンプの出力レベル制御方式」が提案されている。また、特開2001−257646号公報(特許文献1)では、光増幅器の出力側に設けた分岐素子によって、パイロット光(プローブ光)と呼ばれる監視制御用のモニタ光を抽出し、プローブ光の光強度が一定になるよう光増幅器を制御する方法が提案されている。 In order to deal with such a problem, for example, in the 1996 IEICE Communication Society Conference, lecture number B1096 (Non-Patent Document 1), the total signal light intensity output from the optical amplifier and the wavelength accommodated in the system A "WDM optical amplifier output level control method" has been proposed in which the output light intensity per signal light becomes a desired intensity by detecting the number of signals. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-257646 (Patent Document 1), monitor light for monitoring control called pilot light (probe light) is extracted by a branch element provided on the output side of an optical amplifier, and light of probe light is extracted. A method of controlling the optical amplifier so that the intensity is constant has been proposed.
従来、光増幅器では、伝送路の損失変動の速度は、光増幅器の制御速度に比較して十分遅く、一方、多重化される波長数の変化に伴う信号強度変化の過渡応答特性は、光増幅器の制御速度に比較して十分速いものと想定し、光伝送装置で観測される光信号強度の変化速度の違いから、上記2種類の変動要因を判別している。波長数の変化は、例えば、送信地点と受信地点を結ぶ通信経路の変更オペレーションにおいて発生する事象であり、波長数の変化速度は、数100μs以下と想定されている。一方、損失変動は、例えば、光伝送システムの保守者が光ファイバを引っ張ったり、引っ掛けた時に発生する異常事象であり、伝送路損失変動の変化速度は、数ms以上と想定されている。 Conventionally, in optical amplifiers, the speed of loss variation in the transmission line is sufficiently slow compared to the control speed of the optical amplifier, while the transient response characteristic of the signal strength change accompanying the change in the number of multiplexed wavelengths is the optical amplifier. The above two types of fluctuation factors are discriminated from the difference in the change speed of the optical signal intensity observed in the optical transmission device. The change in the number of wavelengths is, for example, an event that occurs in the operation of changing the communication path connecting the transmission point and the reception point, and the change rate of the wavelength number is assumed to be several hundred μs or less. On the other hand, the loss fluctuation is an abnormal event that occurs when, for example, an optical transmission system maintainer pulls or hooks an optical fiber, and the change speed of the transmission line loss fluctuation is assumed to be several ms or more.
上述した変化速度の違いに着目すると、光増幅器の多重化入力光から検出される総信号強度変化に対して予め周波数閾値を設定しておき、或る事象の発生に伴う総信号強度の変化速度が上記周波数閾値を越えているか否かによって、信号強度変動の発生要因が伝送路の損失変化か波長数変化かを判別することが可能となる。また、判別された総信号強度変化の発生要因に対応して、光増幅器で実行すべき制御モードを決定することができる。ここで、光増幅器の制御モードとしては、損失変動が発生した場合は出力一定制御、波長数が変化した場合は利得一定制御を採用する必要があり、実際に発生した事象と採用された制御モードとの関係が逆であってはならない。 When paying attention to the difference in the change speed described above, a frequency threshold is set in advance for a change in the total signal intensity detected from the multiplexed input light of the optical amplifier, and the change speed of the total signal intensity accompanying the occurrence of a certain event. It is possible to determine whether the cause of the signal intensity fluctuation is a loss change in the transmission path or a change in the number of wavelengths depending on whether or not the frequency threshold is exceeded. Further, the control mode to be executed by the optical amplifier can be determined in accordance with the determined cause of the change in the total signal intensity. Here, as the control mode of the optical amplifier, it is necessary to adopt constant output control when loss variation occurs, and constant gain control when the number of wavelengths changes. The relationship between and should not be reversed.
しかしながら、上述した周波数閾値によって事象を判定する方法では、例えば、波長数の変化がms以上の低速度で発生した場合、総信号強度の変化が波長数変化に起因するものとは認識されず、伝送路での損失変化に起因するものとして誤認識される。この場合、光増幅器の出力光強度を目標値に保持する出力一定制御が選択され、各波長の信号光強度を必要以上に増強するという誤った制御動作が実行されることになる。また、光増幅器では、損失変動が起因する信号強度変化を補償する出力一定制御と、波長数変化に起因する信号強度変化を補償する利得一定制御との2つの制御モードが共存しているが、上述した変動要因の識別が困難となった場合、実際には何れか一方の変動要因が発生しているにもかかわらず、2つの制御モードが同時に実行され、結果的に信号品質に悪影響を与えることがある。 However, in the method of determining an event based on the frequency threshold described above, for example, when a change in the number of wavelengths occurs at a low speed of ms or more, it is not recognized that the change in the total signal strength is caused by the change in the number of wavelengths. It is misrecognized as being caused by a loss change in the transmission line. In this case, the constant output control for holding the output light intensity of the optical amplifier at the target value is selected, and an erroneous control operation of increasing the signal light intensity of each wavelength more than necessary is executed. In addition, in an optical amplifier, two control modes of a constant output control that compensates for a signal intensity change caused by a loss variation and a constant gain control that compensates for a signal intensity change caused by a wavelength number change coexist, When it becomes difficult to identify the above-mentioned variation factors, two control modes are executed at the same time even though one of the variation factors actually occurs, resulting in an adverse effect on the signal quality. Sometimes.
然るに、非特許文献1で提案された多重化波長数を検出して光アンプを制御する方法では、比較的ゆっくり変化する伝送路の損失変動、または比較的高速に変化する波長数変動にしか対応できないという問題点がある。また、非特許文献1では、出力一定制御が常に動作しているため、異常事象の発生時のみならず、システム管理者による通常のオペレーションに対しても、光増幅器が誤動作する可能性がある。
However, the method of controlling the optical amplifier by detecting the number of multiplexed wavelengths proposed in
特許文献1では、プローブ光の強度変化のみに着目して光増幅器の出力一定制御と利得一定制御を行っているため、非特許文献1のように、信号光の強度変化の要因を区別する必要がない。また、光増幅器の応答時定数にも特別な制限がないため、数ms以下の高速の伝送路損失変動や、数ms以上の低速の波長数変化に対しても対応可能となる。しかしながら、特許文献1では、光増幅器制御が特定光であるプローブ光に依存しているため、光源の故障など、何らかの原因でプローブ光に異常が発生した時、光増幅器が制御不能となるため、信号光の伝送に支障をきたすという問題がある。
In
本発明の目的は、伝送路の損失変動や多重化波長数の変化がない定常状態でも、伝送路の損失変動や多重化波長数の変化が発生した異常状態でも、各信号光の強度を適切に制御して、通信品質を確保できる光伝送装置およびその制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、異常事象の発生に伴う光強度の変化速度に関係なく、光強度の変動要因に対応した適切な制御モードで光増幅器出力を制御可能にした光伝送装置およびその制御方法を提供することにある。
The object of the present invention is to appropriately adjust the intensity of each signal light even in a steady state where there is no change in the loss of the transmission line or a change in the number of multiplexed wavelengths or in an abnormal state where a change in the loss of the transmission line or a change in the number of multiplexed wavelengths occurs. It is an object of the present invention to provide an optical transmission apparatus and a control method thereof that can ensure communication quality by controlling the above.
Another object of the present invention is to provide an optical transmission apparatus capable of controlling the output of an optical amplifier in an appropriate control mode corresponding to the variation factor of the light intensity regardless of the speed of change of the light intensity due to the occurrence of an abnormal event, and the control thereof. It is to provide a method.
上記目的を達成するため、本発明の光伝送装置は、受信波長多重信号光から監視光を分離し、監視光強度を検出する第1手段と、監視光分離後の波長多重信号光の強度を検出する第2手段と、上記波長多重信号光を増幅する利得制御型の光増幅器と、上記光増幅器から出力された波長多重信号光の強度を調整するための減衰量可変の光減衰器と、上記光増幅器が常に一定利得となるように制御すると共に、波長多重信号光の出力強度が所定の目標値となるように、上記光減衰器の減衰量を制御する監視制御部とからなり、
上記監視制御部が、上記第1、上記第2手段から出力される監視光強度と信号光強度を監視し、監視光強度の変動が許容範囲内であって、信号光強度の変動が許容範囲を外れた時、上記光減衰器による出力光強度の一定制御を抑制することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the optical transmission apparatus of the present invention separates the monitoring light from the received wavelength multiplexed signal light and detects the intensity of the monitoring light, and the intensity of the wavelength multiplexed signal light after the monitoring light separation. A second means for detecting; a gain-controlled optical amplifier for amplifying the wavelength-multiplexed signal light; and an attenuation variable optical attenuator for adjusting the intensity of the wavelength-multiplexed signal light output from the optical amplifier; The optical amplifier is controlled so as to always have a constant gain, and includes a monitoring control unit that controls the attenuation amount of the optical attenuator so that the output intensity of the wavelength multiplexed signal light becomes a predetermined target value.
The monitoring control unit monitors the monitoring light intensity and the signal light intensity output from the first and second means, the fluctuation of the monitoring light intensity is within an allowable range, and the fluctuation of the signal light intensity is within an allowable range. When the value is off, constant control of the output light intensity by the optical attenuator is suppressed.
本発明の1つの特徴は、上記監視制御部が、監視光強度が許容範囲内で変動中は、光減衰器による出力光強度の一定制御を所定周期T1でΔt期間、間欠的に実行することにある。 One feature of the present invention is that the monitoring control unit intermittently executes constant control of the output light intensity by the optical attenuator for a period of Δt during the Δt period while the monitoring light intensity varies within an allowable range. It is in.
本発明の他の特徴は、上記監視制御部が、監視光強度の変動が許容範囲内にある期間中は、光減衰器による出力光強度の一定制御を所定の周期で間欠的に実行し、監視光強度が許容範囲内を外れて変動した時、光減衰器による出力光強度の一定制御を所定期間Δτにわたって強制的に実行することにある。 Another feature of the present invention is that the monitoring control unit intermittently executes constant control of the output light intensity by the optical attenuator at a predetermined period during a period in which the fluctuation of the monitoring light intensity is within an allowable range. When the monitoring light intensity fluctuates outside the allowable range, the constant control of the output light intensity by the optical attenuator is forcibly executed over a predetermined period Δτ.
本発明の更に他の特徴は、上記監視制御部が、監視光強度が許容範囲内を外れて変動した時、監視光強度が予め設定された出力制御範囲内にあれば、光減衰器による出力光強度の一定制御を所定期間Δτにわたって実行し、監視光強度が上記出力制御範囲を外れて変動した時は、上記光減衰器による出力光強度の一定制御を終了することにある。 According to still another aspect of the present invention, when the monitoring light intensity fluctuates outside the allowable range and the monitoring light intensity is within a preset output control range, the monitoring control unit outputs an optical attenuator. When the constant control of the light intensity is performed over a predetermined period Δτ and the monitoring light intensity fluctuates outside the output control range, the constant control of the output light intensity by the optical attenuator is terminated.
本発明の1実施例によれば、出力光強度の一定制御中に信号光強度が許容範囲を外れた時は、出力光強度の一定制御を中止するようにしている。また、上記監視制御部が、観測された監視光強度と信号光強度を基準値として、一定期間T0毎に上述した許容範囲を規定するための閾値を更新し、可変閾値でもって監視光強度と信号光強度の変化を監視している。 According to one embodiment of the present invention, when the signal light intensity falls outside the allowable range during the constant control of the output light intensity, the constant control of the output light intensity is stopped. In addition, the monitoring control unit updates the threshold value for defining the above-described allowable range every fixed period T0 using the observed monitoring light intensity and the signal light intensity as reference values, and the monitoring light intensity with the variable threshold value. Changes in signal light intensity are monitored.
本発明の他の実施例では、光伝送装置が、次区間の光伝送路に送信する監視光を発生する監視光送信機を備え、上記監視制御部が、第1手段から出力される監視光強度に応じて、上記監視光送信機から出力される監視光の強度を変えることによって、前区間での損失変化の発生を後続する光伝送装置に伝達するようにしている。後続する光伝送装置に対する前区間での損失変化の伝達は、光増幅器から出力される信号光強度に応じて、上記監視光送信機から出力される監視光の強度を変えることによっても達成できる。このように、監視光の強度変化によって前区間での損失変化を伝達しておくことによって、例えば、損失変化に伴う強度補償が不完全な状態で波長多重信号光が次区間に出力された場合でも、次の光伝送装置が、信号光強度変化の発生要因を多重化波長数の変化と誤認識するのを防止できる。 In another embodiment of the present invention, the optical transmission device includes a monitoring light transmitter that generates monitoring light to be transmitted to the optical transmission path of the next section, and the monitoring control unit outputs the monitoring light from the first means. By changing the intensity of the monitoring light output from the monitoring light transmitter according to the intensity, the occurrence of the loss change in the previous section is transmitted to the subsequent optical transmission apparatus. Transmission of the loss change in the previous section to the subsequent optical transmission apparatus can also be achieved by changing the intensity of the monitoring light output from the monitoring optical transmitter according to the intensity of the signal light output from the optical amplifier. In this way, by transmitting the loss change in the previous section according to the intensity change of the monitoring light, for example, when wavelength multiplexed signal light is output to the next section in a state where the intensity compensation accompanying the loss change is incomplete However, the next optical transmission apparatus can be prevented from erroneously recognizing the cause of the change in the signal light intensity as the change in the number of multiplexed wavelengths.
本発明の光伝送装置の制御方法は、受信波長多重信号光から分離された監視光の光強度を検出するステップと、監視光分離後の波長多重信号光の強度を検出するステップと、
上記波長多重信号光を一定利得で増幅するステップと、増幅された波長多重信号光の出力光強度が目標値となるように出力光強度を一定制御するステップと、上記監視光強度と信号光強度を監視し、監視光強度の変動が許容範囲内であって、信号光強度の変動が許容範囲を外れた時、上記光減衰器による出力光強度の一定制御を抑制するステップとからなることを特徴とする。
The control method of the optical transmission apparatus of the present invention includes a step of detecting the light intensity of the monitoring light separated from the reception wavelength multiplexed signal light, a step of detecting the intensity of the wavelength multiplexed signal light after the monitoring light separation,
Amplifying the wavelength-multiplexed signal light with a constant gain; controlling the output light intensity so that the output light intensity of the amplified wavelength-multiplexed signal light becomes a target value; and the monitoring light intensity and the signal light intensity. And when the fluctuation of the monitoring light intensity is within the allowable range and the fluctuation of the signal light intensity is outside the allowable range, the constant control of the output light intensity by the optical attenuator is suppressed. Features.
監視光と信号光とが波長多重化して搬送される光伝送路上で損失変動が発生すると、監視光と信号光の双方の光強度が変化するのに対して、上流側で多重化信号光の数(波長数)が変化した場合は、信号光の強度のみが変化する。本発明の光伝送装置は、光伝送システムにおける上記性質を利用して、監視光強度の変動が許容範囲内であって信号光強度の変動が許容範囲を外れた時、信号光強度の変動要因が多重化波長数の変化にあるものと判断し、光減衰器による出力光強度の一定制御を抑制するようにしている。 When loss fluctuations occur on the optical transmission path in which the monitoring light and the signal light are multiplexed and transported, the optical intensities of both the monitoring light and the signal light change, whereas the multiplexed signal light on the upstream side changes. When the number (number of wavelengths) changes, only the intensity of the signal light changes. The optical transmission device of the present invention utilizes the above-mentioned properties in the optical transmission system, and when the fluctuation of the monitoring light intensity is within the allowable range and the fluctuation of the signal light intensity is outside the allowable range, the fluctuation factor of the signal light intensity Therefore, the constant control of the output light intensity by the optical attenuator is suppressed.
従って、本発明によれば、多重化波長数の変化時に、光増幅器出力強度の一定制御の実行による信号光力強度の誤調整を回避することが可能となる。また、本発明によれば、監視光強度の変動が許容範囲内にあるときは、周期的な光強度出力一定制御を実行しておき、伝送路の損失変化に起因して監視光強度が許容範囲を外れた場合は、所定期間の強制的な光強度出力一定制御を実行するようにしているため、損失変動の変化速度に関係なく、信号光出力強度の目標値制御が可能となり、通信品質を保証した光伝送システムを提供できる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to avoid erroneous adjustment of the signal light intensity due to execution of constant control of the output intensity of the optical amplifier when the number of multiplexed wavelengths is changed. Further, according to the present invention, when the fluctuation of the monitoring light intensity is within the allowable range, the periodic light intensity output constant control is executed, and the monitoring light intensity is allowed due to the change in the loss of the transmission line. When the value is out of range, forced light intensity output constant control for a predetermined period is executed. Therefore, target value control of signal light output intensity is possible regardless of the change rate of loss fluctuation, and communication quality is improved. An optical transmission system that guarantees
また、本発明の実施例では、光増幅器の利得一定制御は常時実行し、監視光強度の変動が許容範囲内にある間は、出力一定制御を間欠的に短時間ずつ実行することによって、出力一定制御と利得一定制御との並列的な実行期間をできるだけ短くしている。この場合、出力一定制御中に、多重化波長数が変化する確率が小さくなるため、上述した多重化波長数の変化時の信号光力強度の誤調整の発生を少なくすることが可能となる。 In the embodiment of the present invention, the constant gain control of the optical amplifier is always executed, and the constant output control is intermittently performed for a short time while the fluctuation of the monitoring light intensity is within the allowable range. The parallel execution period of constant control and constant gain control is made as short as possible. In this case, since the probability that the number of multiplexed wavelengths will change during the constant output control is reduced, it is possible to reduce the occurrence of the above-mentioned erroneous adjustment of the signal light intensity when the number of multiplexed wavelengths changes.
また、監視光強度が許容範囲を外れた場合は、所定期間の強制的な光強度出力一定制御を実行し、出力制御の途中で信号光強度の変動が許容範囲を外れた場合は、光強度出力一定制御を中止するようにしているため、光強度出力一定制御中でも、上述した多重化波長数の変化時の信号光力強度の誤調整の発生を少なくすることが可能となる。 In addition, if the monitoring light intensity is outside the allowable range, forced light intensity output constant control for a predetermined period is executed, and if the fluctuation of the signal light intensity is outside the allowable range during the output control, the light intensity is Since the constant output control is stopped, it is possible to reduce the occurrence of the erroneous adjustment of the signal light intensity when the number of multiplexed wavelengths is changed even during the constant light intensity output control.
以下、本発明による波長多重光伝送システムとその制御方法について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明が適用される波長多重光伝送システムの概略的な構成を示す。
光伝送システムは、伝送路となる光ファイバ2(2−1、2−2)で接続された複数の光伝送装置1(1A、1B、1C)からなる。光伝送装置1Aに搭載された送信機10から出力された信号光は、送信光増幅器30−1で増幅した後、光ファイバ2−1、中継用の光伝送装置1B、光ファイバ2−2を経由して、対向側の光伝送装置1Cに到達し、光伝送装置1Cの受信機11で受信される。光伝送装置1Aからの送信信号光は、光ファイバ2を通過中に伝播損失によって光強度が低下する。これを補償するため、光伝送装置1Bには中継光増幅器30−2が搭載され、光伝送装置1Cには受信光増幅器30−3が搭載されている。
Hereinafter, a wavelength division multiplexing optical transmission system and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a wavelength division multiplexing optical transmission system to which the present invention is applied.
The optical transmission system includes a plurality of optical transmission apparatuses 1 (1A, 1B, 1C) connected by optical fibers 2 (2-1, 2-2) serving as transmission paths. The signal light output from the
各光伝送装置1(1A〜1C)は、監視制御部20(20−1〜20−3)を備えており、破線で示すように、光伝送装置1Aの監視制御部20−1から光ファイバ2−1に送信された監視光が、隣接する中継用光伝送装置1Bの監視制御部20−2で受信処理され、監視制御部20−2から光ファイバ2−2に送信された監視光が、光伝送装置1Cの監視制御部20で受信処理されている。監視光は、例えば、警報情報、装置の状態情報、多重化信号光数など、光伝送装置で必要となる制御情報を搬送している。
Each of the optical transmission devices 1 (1A to 1C) includes a monitoring control unit 20 (20-1 to 20-3), and, as indicated by a broken line, the optical fiber is transmitted from the monitoring control unit 20-1 of the
本発明では、破線で示すように、光伝送装置1Aの監視制御部20−1から送信された監視光は、中継用光伝送装置1Bの光増幅器30−2に入力される前に信号光から分離して、監視制御部20−2に入力される。また、監視制御部20−2から出力された監視光は、光増幅器30−2の出力側で信号光と多重化され、光伝送装置1Cの光増幅器30−3に入力する前に信号光から分離して、監視制御部20−3に入力されている。
In the present invention, as indicated by a broken line, the monitoring light transmitted from the monitoring control unit 20-1 of the
すなわち、本発明では、信号光のみが光増幅器30に入力されている。従って、例えば、光ファイバ2−1の区間で損失変動が発生した場合は、後続する中継用光伝送装置1Bでは、監視制御部20−2に入力される監視光と、光増幅器30−2の入出力強度の両方が変化するが、光伝送装置1Aから光ファイバ2−1に送信される信号光の数(波長数)が増減した場合は、光増幅器30−2の入力光強度のみが変化し、監視制御部20−2に入力される監視光の強度には変化がない。
That is, in the present invention, only signal light is input to the optical amplifier 30. Therefore, for example, when a loss variation occurs in the section of the optical fiber 2-1, in the succeeding relay optical transmission device 1B, the monitoring light input to the monitoring control unit 20-2 and the optical amplifier 30-2 Both input and output intensities change, but when the number of signal lights (number of wavelengths) transmitted from the
本発明では、監視制御部20−2において、光増幅器30−2の入出力信号光の強度と、監視光の強度を監視しておき、強度変化が入出力信号光と監視光の両方に現れるか、入出力信号光のみに現れるかによって、信号光の変化要因を識別する。監視制御部20−2は、光増幅器30−2に少なくとも1つの信号光が入力されている期間中は、多重化波長数の変化に起因した信号光の強度変動に対処できるように、常時、光増幅器30−2の利得一定制御を行っている。 In the present invention, the monitoring control unit 20-2 monitors the intensity of the input / output signal light of the optical amplifier 30-2 and the intensity of the monitoring light, and the intensity change appears in both the input / output signal light and the monitoring light. The change factor of the signal light is identified depending on whether it appears only in the input / output signal light. During the period when at least one signal light is input to the optical amplifier 30-2, the supervisory control unit 20-2 is always capable of dealing with the fluctuation in the intensity of the signal light due to the change in the number of multiplexed wavelengths. A constant gain control of the optical amplifier 30-2 is performed.
本発明の1つの特徴は、監視制御部20−2が、上記利得一定制御と並行して、光増幅器30−2の周期的な出力一定制御を行い、監視光強度の変動を検出した時は、光ファイバ2−1の損失が変化したものと判断し、上記周期的な出力一定制御に代えて、所定期間の強制的な出力一定制御を実行するようにした点にある。周期的な出力一定制御は、一定期間T1毎に比較的短いΔt期間だけ実行され、光増幅器30−2の総出力信号強度を目標値に合わせるように光減衰器の減衰量が調整される。また、強制的な出力一定制御は、期間Δtよりも長い期間Δτにわたって、上記光減衰器の減衰量調整が実行される。 One feature of the present invention is that when the supervisory control unit 20-2 performs periodic constant output control of the optical amplifier 30-2 in parallel with the constant gain control, and detects a change in the supervisory light intensity. Thus, it is determined that the loss of the optical fiber 2-1 has changed, and instead of the periodic output constant control, the forced output constant control for a predetermined period is executed. The periodic output constant control is executed for a relatively short Δt period every fixed period T1, and the attenuation amount of the optical attenuator is adjusted so that the total output signal intensity of the optical amplifier 30-2 matches the target value. In the forced output constant control, the attenuation adjustment of the optical attenuator is performed over a period Δτ longer than the period Δt.
本発明の他の特徴は、監視制御部20−2が、多重化波長数の変動を検知した時、すなわち、監視光には許容範囲を外れるような強度変化はないが、光増幅器30−2の入出力信号の許容範囲を外れる光強度変化があったことを検出した時、上述した周期的、あるいは強制的な出力一定制御の実行を抑制するようにした点にある。
すなわち、多重化波長数が変化したということは、監視制御部20−2で出力一定制御の前提条件としている多重化信号光の数(波長数)と、光増幅器30−2に実際に入出力されている信号光の数(波長数)とが相違していることを意味しているため、監視制御部20−2に出力一定制御の目標値となる正しい総出力光強度が設定される迄の間は、出力一定制御の実行は無意味なものとなるからである。
Another feature of the present invention is that when the supervisory control unit 20-2 detects a change in the number of multiplexed wavelengths, that is, the supervisory light has no intensity change that is outside the allowable range, but the optical amplifier 30-2. When it is detected that there has been a change in light intensity outside the allowable range of the input / output signal, the execution of the periodic or forced output constant control described above is suppressed.
That is, the fact that the number of multiplexed wavelengths has changed means that the number of multiplexed signal lights (number of wavelengths), which is a precondition for constant output control in the monitoring control unit 20-2, and the actual input / output to the optical amplifier 30-2. This means that the number of signal lights (number of wavelengths) is different, so that the correct total output light intensity that is the target value for constant output control is set in the monitoring controller 20-2. This is because the execution of the constant output control is meaningless during this period.
多重化波長数が変化した場合、監視制御部20−2は、例えば、光伝送システムの上流側光伝送装置が監視光によって伝達する制御情報が示す多重化信号光の数に基いて、総出力光強度の目標値を変更する。但し、監視制御部20−2自身が、光増幅器の入力信号光を波長別に識別して、現在の多重化信号光数を検出するようにしてもよい。対向側の光伝送装置1Cの監視制御部20−3も、受信光について上述した中継用光伝送装置1Bの監視制御部20−2と同様の制御動作をする。
When the number of multiplexed wavelengths changes, the supervisory control unit 20-2, for example, determines the total output based on the number of multiplexed signal lights indicated by the control information transmitted by the upstream optical transmission device of the optical transmission system by the supervisory light. Change the target value of light intensity. However, the supervisory control unit 20-2 itself may identify the input signal light of the optical amplifier for each wavelength and detect the current number of multiplexed signal lights. The monitoring control unit 20-3 of the opposite
図2は、光伝送装置1に搭載される光増幅器30の1実施例を示す構成図である。
光増幅器30は、光ファイバの入力光から監視光を分波するための分波器31と、分波器31を通過した信号光の一部を分岐する第1の光カプラ32と、光カプラ32を通過した信号光波長帯域内の信号光を光学的に増幅する光ファイバ増幅器33と、光ファイバ増幅器33の出力信号光の一部を分岐する第2の光カプラ34と、光カプラ34の出力光の通過損失を自由に調整可能な可変光減衰器35と、光減衰器35の出力信号光の一部を分岐する第3の光カプラ36と、監視光送信機47と、送信機47から出力された監視光と光カプラ36を通過した信号光とを合波して、出力側の光ファイバに送信するための合波器37を備えている。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the optical amplifier 30 mounted on the
The optical amplifier 30 includes a
分波器31によって信号光から分離された監視光は、監視光受信機41に入力され、監視光受信機41から監視制御部20に、監視光強度Emと、監視光から抽出された制御情報D1が出力される。第1の光カプラ32で分岐された信号光は、検出器42に入力され、検出器42の出力が、信号光入力強度Esとして監視制御部20に入力される。第2の光カプラ34で分岐された信号光は、検出器44に入力され、検出器44の出力が、増幅信号光強度Eaとして監視制御部20に入力される。また、第3の光カプラ36で分岐された信号光は、検出器46に入力され、検出器46の出力が、信号光出力強度Eoとして監視制御部20に入力される。
The monitoring light separated from the signal light by the
監視制御部20は、監視光受信機41と検出器42〜46から出力される光強度を監視し、前述した利得一定制御、出力一定制御、出力一定制御の抑止制御を行うと共に、監視光受信機41から受信した制御情報D1を監視光送信機47に制御情報D2として中継する。利得一定制御では、制御信号S1によって、信号光入力強度Esと増幅信号光強度Eaとの比が常に一定となるように、光ファイバ増幅器33の励起光を調整する。また、出力一定制御では、制御信号S2によって、信号光出力強度Eoが予め決められた目標値となるように、可変光減衰器35の減衰量を調整する。
The
図3は、光伝送装置1に搭載される光増幅器30の他の実施例を示す。
ここに示した光増幅器30は、光ファイバ増幅器が、制御信号S1で利得制御される前段光増幅部33と、制御信号S11で利得制御される後段光増幅部38との2段構成になっており、後段の光増幅部38の入力側に、光ファイバの波長分散を補償するための分散補償デバイス接続用のポートP1、P2を備えている。光ファイバ区間における波長分散が問題となるような光伝送システムにおいては、本実施例のように分散補償デバイスを接続可能にした光増幅器が有効となる。
FIG. 3 shows another embodiment of the optical amplifier 30 mounted on the
In the optical amplifier 30 shown here, the optical fiber amplifier has a two-stage configuration of a front-stage optical amplifying
尚、上記図2、図3に示した光増幅器30は、特に、中継用の光伝送装置1Bに搭載される光増幅器30−2の構成を示している。送信側に光伝送装置1Aに搭載される光増幅器30−1は、監視光の入力がないため、図2、図3の構成から、分波器31と監視光受信機41を省略した構造のものを適用できる。また、受信側の光伝送装置1Cでは、次の伝送区間が存在しないため、光増幅器30−3としては、図2、図3の構成から、合波器37と監視光送信機47を省略した構造のものを適用できる。
The optical amplifier 30 shown in FIG. 2 and FIG. 3 particularly shows the configuration of the optical amplifier 30-2 mounted on the relay optical transmission device 1B. Since the optical amplifier 30-1 mounted on the
図4は、横軸は時間経過をとって、本発明における光増幅器の利得一定制御と周期的な出力一定制御との関係を示す。
光伝送装置1B、1Cが稼動状態になり、光増幅器30に信号光が入力されると、監視制御部20は、図(A)に示すように、利得一定制御を継続的に実行する。本発明では、出力一定制御は、光ファイバ区間での損失変動がない定常状態においては、原則的に停止しており、図(B)に示すように、一定の時間間隔T1で微小期間Δtだけ間欠的に実行される。
FIG. 4 shows the relationship between the constant gain control and the periodic constant output control of the optical amplifier in the present invention, with the horizontal axis taking time.
When the
次に、図5に示す信号波形図を参照して、光伝送装置1B、1Cの監視制御部20が実行する周期的な出力一定制御と強制的な出力一定制御について説明する。図5において、(A)は監視光受信機41の出力として観測される監視光強度Em、(F)は検出器42の出力として観測される信号光強度Es、(G)は検出器46の出力として観測される信号光出力強度Eoの変化を示している。
Next, periodic output constant control and forced output constant control executed by the
監視制御部20は、(B)に示すように、監視光強度Emの変化を検出するための閾値を一定周期T0で更新している。図6で後述するように、信号光強度Esの変化を検出するための閾値も、同一の周期T0で更新される。監視光強度Emの変化を検出するための閾値として、本実施例では、(A)に示すように、閾値更新時点で観測された監視光強度Emの値(黒丸)を基準にして、第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)、第2上限閾値Mth(H2)と第2下限閾値Mth(L2)が設定される。
As shown in (B), the
第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)は、監視光強度Emの変動が許容範囲内か否かを判定するためのものであり、例えば、定期的(t1、t2、t3、t4、…)に観測された監視光強度Emの±3dBの値が適用される。一方、第2上限閾値Mth(H2)と第2下限閾値Mth(L2)は、監視光強度Emの変動が、強制的な出力一定制御を実行すべき出力制御範囲内か否かを判定するためのものであり、例えば、観測された監視光強度Emの±5dBの値が適用される。 The first upper limit threshold value Mth (H1) and the first lower limit threshold value Mth (L1) are used to determine whether or not the fluctuation of the monitoring light intensity Em is within an allowable range. For example, the first upper limit threshold value Mth (H1) and the first lower limit threshold value Mth (H1) A value of ± 3 dB of the monitoring light intensity Em observed at t3, t4,. On the other hand, the second upper limit threshold value Mth (H2) and the second lower limit threshold value Mth (L2) are used to determine whether or not the change in the monitoring light intensity Em is within the output control range in which the forced output constant control is to be executed. For example, a value of ± 5 dB of the observed monitoring light intensity Em is applied.
ここで、閾値の更新周期T0は、システム管理者が任意に選択でき、観測対象となる監視光強度の変化速度よりも十分に大きい周期に設定される。監視制御部20は、周期T0で更新されるこれらの可変閾値を適用して、監視光受信機41と検出器42から出力される監視光強度Emと信号光強度Esの変化を常時監視する。
Here, the threshold update period T0 can be arbitrarily selected by the system administrator, and is set to a period sufficiently larger than the change rate of the monitoring light intensity to be observed. The
本実施例では、監視制御部20は、監視光強度Emが、第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)の間にあれば、伝送路(光ファイバ)の損失変動は許容範囲内と判断し、図(D)に51、52、・・・で示すように、T1間隔で短時間Δtの周期的な出力一定制御を実行する。図(A)に61で示すように、監視光強度Emが、第1上限閾値Mth(H1)〜第1下限閾値Mth(L1)の許容範囲を超えて変動した場合、監視制御部20は、伝送路に通信品質に影響する大きな損失変化が発生したものと判断し、図(E)に示す一定期間Δτの強制的な出力強度一定制御を実行する。強制的な出力一定制御が実行されている間は、破線53が示すように、周期的な出力一定制御は抑止され、期間Δτの完了時点から、周期T1で出力一定制御(54、・・・)が再開される。
In this embodiment, the
尚、監視光強度Emの変動量が大きく、監視光強度Emが第2上限閾値Mth(H2)〜第2下限閾値Mth(L2)で規定した出力制御範囲を外れた場合、監視制御部20は、監視光自体に強度の異常が発生したものと判断し、出力一定制御動作を停止する。
If the amount of fluctuation of the monitoring light intensity Em is large and the monitoring light intensity Em is outside the output control range defined by the second upper limit threshold value Mth (H2) to the second lower limit threshold value Mth (L2), the
上述したように、監視光強度Emの変動が、第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)との間の許容範囲内にあるときは、出力一定制御が間欠的に行われるため、信号光の出力強度Eoは、図(G)に示すように、出力一定制御の休止期間中には入力光の強度変動に比例して変化する。しかしながら、閾値更新周期T0と第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)を適切に設定し、監視光強度Emの変動が許容範囲内にある間に出力一定制御を休止するようにしておけば、上述した信号光出力強度Eoの変動を通信品質に影響しない程度に抑えることが可能となる。 As described above, when the fluctuation of the monitoring light intensity Em is within the allowable range between the first upper limit threshold Mth (H1) and the first lower limit threshold Mth (L1), the constant output control is performed intermittently. Therefore, the output intensity Eo of the signal light changes in proportion to the intensity fluctuation of the input light during the suspension period of the constant output control, as shown in FIG. However, the threshold update cycle T0, the first upper limit threshold Mth (H1), and the first lower limit threshold Mth (L1) are appropriately set, and the constant output control is suspended while the variation of the monitoring light intensity Em is within the allowable range. By doing so, it is possible to suppress the fluctuation of the signal light output intensity Eo described above to an extent that does not affect the communication quality.
本実施例によれば、信号光の出力強度EoがT1毎に目標値に一致するように、光ファイバ増幅器の出力側で周期的に減衰量の調整が行われており、出力一定制御の休止期間中に、仮に信号光の入力強度Esが許容範囲を超えて変動した場合でも、監視制御部20が、強制的な出力一定制御を実行するようになっているため、信号光の出力強度Eoが、通信品質に影響する程度に大きく変動するおそれはない。
According to this embodiment, the attenuation is periodically adjusted on the output side of the optical fiber amplifier so that the output intensity Eo of the signal light matches the target value every T1, and the constant output control is suspended. Even if the input intensity Es of the signal light fluctuates beyond the allowable range during the period, the
次に、図6に示す信号波形図を参照して、多重化波長数が変化した場合に必要となる出力一定制御の抑止動作について説明する。図6において、(A)は、検出器42の出力として観測される信号光強度Esの変化を示し、(C)は、T1間隔で周期的に実行される出力一定制御を示している。
Next, with reference to the signal waveform diagram shown in FIG. 6, a description will be given of the output constant control suppression operation required when the number of multiplexed wavelengths changes. 6A shows a change in the signal light intensity Es observed as the output of the
監視制御部20は、図(B)に示ように、信号光強度Esの変化を検出するための上限閾値Sth(H)と下限閾値Sth(L)を一定周期T0で更新している。上限閾値Sth(H)と下限閾値Sth(L)としては、例えば、周期的に観測された信号光強度Esの±3dBの値が適用される。
As shown in FIG. (B), the monitoring
監視制御部20は、前述した監視光強度Emの変動検出と並行して、周期T0で更新される可変閾値Sth(H)とSth(L)を適用して、信号光強度Esの変動を常時監視している。監視光強度Emが、前述した第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)の間の許容範囲内で変動しているにも関わらず、信号光強度Esが、図(A)に71で示すように、閾値Sth(H)〜Sth(L)の範囲を外れた場合、監視制御部20は、多重化信号光の数(波長数)が変化したものと判断する。
The
多重化信号光の数が変化した時、従前の目標値(総信号光強度)を適用して出力一定制御を実行すると、1信号光あたりの光強度が間違った値に制御されてしまう。そこで、監視制御部20は、多重化信号光の数(波長数)が変化したことを検知した時点tnで、図(D)に示ように、出力一定制御禁止フラグをオン状態にする。出力一定制御禁止フラグがオンの期間中は、図(C)に破線で示すように、周期的な出力一定制御の実行が抑制される。また、この期間中は、強制的な出力一定制御の実行も抑制される。
When the number of multiplexed signal light changes, if the constant output control is executed by applying the previous target value (total signal light intensity), the light intensity per signal light is controlled to an incorrect value. Therefore, the
出力一定制御禁止フラグによる出力一定制御の抑制は、監視制御部20における出力一定制御の目標値の異常状態が解消する迄、継続する必要がある。監視制御部20は、出力一定制御禁止フラグをオン状態にすると、図(E)に示す制御目標値再設定状態となる。この状態で、光増幅器30に物理的に入力されている多重化波長数が特定され、出力一定制御の目標値となる新たな総信号光強度の再設定が完了したタイミングtmで、出力一定制御禁止フラグをオフ状態に戻し、出力一定制御を再開する。
The suppression of the constant output control by the constant output control prohibition flag needs to be continued until the abnormal state of the target value of the constant output control in the
多重化波長数は、上流側の光伝送装置から受信する監視光から抽出され、監視制御部20は、上記多重化波長数に基づいて、制御目標となる新たな総信号光強度を算出する。出力一定制御の制御目標値の変更は、光伝送システムの全ての伝送装置で必要となるため、各監視制御部20は、制御目標値の再設定が完了してから所定時間が経過した時点で、出力一定制御禁止フラグをオフ状態に戻す。尚、上記禁止フラグによって出力一定制御が抑制された場合でも、利得一定制御は継続的に実行されているため、多重化波長数の変化が信号光の出力強度に与える影響は小さい。
The number of multiplexed wavelengths is extracted from the monitoring light received from the upstream optical transmission apparatus, and the
図7は、監視制御部20がT0間隔のタイマ割込みに応答して実行する閾値更新処理ルーチン200のフローチャートを示す。
閾値更新処理ルーチン200では、監視光受信機41が出力する監視光の入力強度Emを読み取り(ステップ202)、検知器42が出力する信号光の入力強度Esを読み取る(204)。次に、監視光入力強度Emを基準値として、所定の計算式で、第1上限閾値Mth(H1)、第1下限閾値Mth(L1)、第2上限閾値Mth(H2)、第2下限閾値Mth(L2)を算出し、これらの値を監視光変動量の判定用閾値として記憶する(206)。また、信号光入力強度Esを基準値として、所定の計算式で、上限閾値Sth(H)と下限閾値Sth(L)を算出し、これらの値を信号光の変動量の判定用閾値として記憶する(208)。
FIG. 7 shows a flowchart of a threshold
In the threshold
尚、閾値を計算する代わりに、例えば、予想されるEmの値と対応して、予め計算されたMth(H1)、Mth(L1)、Mth(H2)、Mth(L2)の値を示す変換テーブルを用意しておき、閾値更新の都度、観測されたEmの値を検索キーとして、上記変換テーブルから各閾値を検索するようにしてもよい。閾値Sth(H)、Sth(L)の場合も同様である。 Instead of calculating the threshold value, for example, conversion indicating values of Mth (H1), Mth (L1), Mth (H2), and Mth (L2) calculated in advance corresponding to the expected Em value. A table may be prepared, and each threshold value may be searched from the conversion table using the observed Em value as a search key each time the threshold value is updated. The same applies to the threshold values Sth (H) and Sth (L).
図8は、監視制御部20が実行する出力一定制御ルーチン300のフローチャートを示す。
出力一定制御ルーチン300において、監視制御部20は、時間T1の経過を示すT1タイマをスタートし(ステップ302)、出力一定制御禁止フラグの状態をチェックする(304)。禁止フラグがオン状態(“1”)となっていた場合は、制御目標値の再設定が完了したか否かを判定し(306)、もし、完了していなければ、ステップ304に戻る。制御目標値の再設定が完了していた場合は、禁止フラグをオフ状態(“0”)に戻し(308)、T1タイマをスタートして(310)、監視光の強度Emを判定する(320)。
FIG. 8 shows a flowchart of a constant
In the constant
ステップ304で禁止フラグがオフ状態となっていた場合、監視制御部20は、検出器42が出力する信号光入力強度Esを読み込み、信号光入力強度Esが上限閾値Sth(H)と下限閾値Sth(L)の間の許容範囲内にあるか否かを判定する(312)。信号光の入力強度Esが許容範囲内にあれば、出力一定制御のためのステップ320を実行し、信号光の入力強度Esが許容範囲内を外れていた場合は、禁止フラグをオン状態に設定して(314)、ステップ304に戻る。これらの制御シーケンスから、禁止フラグをオン状態の期間中は、出力一定制御が抑制されることが判る。
When the prohibition flag is in the OFF state in
監視制御部20は、ステップ320において、監視光受信機41が出力する監視光の入力強度Emを読み込み、監視光の入力強度Emが、第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)との間の許容範囲内にあるか否かをチェックする。監視光の入力強度Emが許容範囲内にあれば、T1タイマがタイムアウトとなったか否かを判定し(322)、タイムアウトとなっていなければ、ステップ304に戻る。
In
監視制御部20は、T1タイマがタイムアウトとなった時点で、出力一定制御を実行する(324)。すなわち、検出器46が出力する信号光の出力強度Eoを読み込み、強度Eoと予め指定された制御目標値とを比較し、強度Eoが制御目標値に一致するように、光減衰器35の減衰量調整用の制御信号S2を出力する。ここでの出力一定制御は、制御を開始してから時間Δtが経過する迄、繰り返して実行され、時間Δtが経過すると(326)、監視制御部20は、出力一定制御を停止し(328)、ステップ302に戻ってT1タイマを再スタートさせる。
The
ステップ320において、監視光の入力強度Emが許容範囲を外れていた場合、監視制御部20は、監視光の入力強度Emが、第2上限閾値Mth(H2)〜第2下限閾値Mth(L2)で規定された出力制御範囲内にあるか否かをチェックする(330)。監視光の入力強度Emが、出力制御範囲を外れた場合、監視制御部20は、監視光が異常状態になったものと判断し、出力一定制御ルーチン200を終了する。監視光の入力強度Emが出力制御範囲内に留まっていた場合、監視制御部20は、期間Δτの強制的な出力一定制御を実行する(332)。すなわち、ステップ324で実行される周期的な出力一定制御と同様、信号光の出力強度Eoが制御目標値と一致するように、制御信号S2で光減衰器35の減衰量が調整される。
In
強制的な出力一定制御は、周期的な出力一定制御時間Δtよりも長い期間Δτにわたって実行されるため、出力一定制御中に多重化波長数が変化する可能性がある。そこで、強制的な出力一定制御の実行中は、監視制御部20は、信号光出力強度Eoの読み込みから制御信号S1の出力までの1制御サイクル毎に、期間Δτが経過したか否かを判定し(334)、期間Δτが経過していなければ、検出器42が出力する信号光の入力強度Esが上限閾値Sth(H)〜下限閾値Sth(L)の許容範囲内にあるか否かを判定する(336)。信号光入力強度Esが許容範囲内にあれば、ステップ330に戻って、出力一定制御サイクルを繰り返す。信号光入力強度Esが許容範囲を外れた場合は、多重化波長数が変化したものと判断し、出力一定制御を停止して(338)、禁止フラグをオン状態に設定(340)した後、ステップ304に戻る。
Since the forced constant output control is performed over a period Δτ longer than the periodic constant output control time Δt, the number of multiplexed wavelengths may change during the constant output control. Therefore, during the execution of the forced output constant control, the
上記フローチャートでは、周期的な出力一定制御は、実行期間Δtが短いため、出力一定制御の実行中に多重化波長数が変化する確率は極めて低いとの前提で、ステップ324の出力一定制御を繰り返して実行しているが、周期的な出力一定制御においても、ステップ336と同様の判定を行うことにより、多重化波長数が変化が検出された時点で直ちに制御動作を停止するようにしてもよい。
In the above flowchart, since the execution period Δt of the periodic output constant control is short, the output constant control in
上述した第1実施例では、監視制御部20が、光ファイバの区間毎に監視光を終端し、次の区間に対しては、図2に示したように、監視光送信機47から新たな監視光が送信されているため、例えば、図1に示した光伝送装置1Cの監視制御部20−3では、最初の光ファイバ伝送区間2−1における損失変化の発生の有無とその程度を把握することができない。従って、伝送区間2−1で損失変化が発生したとき、もし、何らかの原因で、光伝送装置1Bにおける信号光出力強度Eoの補償が不完全で、信号光出力強度Eoに変動が残った場合、結果的に、許容範囲を超える強度変化を示す光信号が伝送区間2−2に中継される可能性がある。この場合、下流側の光伝送装置1Cの監視制御部20−3は、監視光の強度変動が許容範囲内であることから、受信信号光の入力強度変化を波長数の変動と誤認識する可能性がある。
In the first embodiment described above, the monitoring
第2の実施例の光増幅器は、下流側の光伝送装置における上述した誤認識を解消するために、図9に示すように、監視制御部20が、制御信号S3によって、監視光送信機47から出力される監視光の出力強度を変化させることを特徴とする。この場合、監視制御部20は、監視光受信機41で検出された監視光強度Emの変化を監視光送信機47から出力される新たな監視光の強度に反映することによって、前伝送区間で発生した損失変動を後段の光伝送装置に中継する。
In the optical amplifier of the second embodiment, in order to eliminate the above-described misrecognition in the optical transmission apparatus on the downstream side, as shown in FIG. The output intensity of the monitoring light output from is changed. In this case, the
監視光の光強度を変えるためには、例えば、監視光送信機47に含まれるレーザダイオードの駆動バイアス電流を制御信号S3で制御すればよい。また、図10に示すように、変調回路472で駆動されるレーザダイオード470の出力光路に可変光減衰器471を挿入しておき、光減衰器35の制御と同様、監視制御部20が、上記可変光減衰器471を制御することによって、合波器37に入力される監視光強度を変化させるようにしてもよい。
In order to change the light intensity of the monitoring light, for example, the drive bias current of the laser diode included in the monitoring
本実施例では、監視制御部20は、監視光受信機41から読み込んだ前伝送区間の監視光強度Emに比例して変化する制御信号S3を発生し、監視光受信機41から出力される監視光の強度を上記監視光強度Emと同様に変化させている。上記監視光の強度変化は、下流の光伝送装置1Cに搭載された監視制御部20−3で観測される。監視制御部20−3は、第1実施例で説明した監視制御部20と同様に動作し、観測された監視光強度Emが、第1上限閾値Mth(H1)と第1下限閾値Mth(L1)の間の許容範囲内で変動している時は、周期的な出力一定制御を実行し、監視光強度Emが許容範囲を外れた場合は、強制的な出力一定制御を実行する。
In this embodiment, the
上述したように、仮に、光伝送装置1Bにおける信号光出力強度Eoの補償が不完全で、前段の光伝送装置からの信号光出力強度Eoに変動が残った場合でも、それが伝送路の損失変化に起因している限り、観測される監視光強度Emも変動しているため、多重化波長数の変化として誤検出されることはない。また、監視制御部20−3で観測される信号光強度Esの変動が許容範囲内にあり、監視光強度Emの変動が許容範囲を外れた場合、強制的な出力一定制御が実行されることになるが、多重化波長数の変化時以外は、出力一定制御の実行は自由であり、信号光強度Esと監視光強度Emの変動パターンに部分的な相違があっても何ら支障はない。 As described above, even if the compensation of the signal light output intensity Eo in the optical transmission apparatus 1B is incomplete and the signal light output intensity Eo from the preceding optical transmission apparatus remains fluctuated, this is a loss of the transmission path. As long as it is caused by the change, the observed monitoring light intensity Em also fluctuates, so that it is not erroneously detected as a change in the number of multiplexed wavelengths. Further, when the fluctuation of the signal light intensity Es observed by the monitoring control unit 20-3 is within the allowable range, and the fluctuation of the monitoring light intensity Em is out of the allowable range, the forced output constant control is executed. However, the output constant control can be freely executed except when the number of multiplexed wavelengths is changed, and there is no problem even if there is a partial difference in the fluctuation pattern of the signal light intensity Es and the monitoring light intensity Em.
第3実施例は、図9の光増幅器において、監視光送信機47から出力される新たな監視光の強度を光ファイバ増幅器33から出力される信号光出力強度Eaに比例して変化させることを特徴とする。
すなわち、本実施例では、監視制御部20が、検出器44から出力される信号光出力強度Eaに応じて制御信号S3を変化させ、この制御信号S3によって監視光送信機47のレーザダイオード470の駆動バイアス電流、または光減衰器471の減衰量を制御する。本実施例によれば、中継用の光伝送装置からの出力時点で、信号光強度と監視光強度が連動して変化しているため、後続する光伝送装置において、信号光強度の変動が多重化波長数の変化として誤認識されるおそれはない。
In the third embodiment, in the optical amplifier of FIG. 9, the intensity of the new monitoring light output from the monitoring
That is, in the present embodiment, the
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、光伝送システムにおいて発生する伝送路の損失変化と、通常の保守作業で発生する多重化波長数の変化の2種類の事象を識別し、光増幅器の出力一定制御を選択的に実行することによって、光伝送システムにおける信号光の通信品質を確保することが可能となる。また、上記第2、第3の実施例によれば、伝送路の損失変化に伴う出力一定制御において、仮に信号光出力強度の補償が不完全な場合でも、後続する光伝送装置の誤動作を防止することが可能となる。 As is clear from the above embodiments, according to the present invention, two types of events are identified: a change in transmission line loss that occurs in an optical transmission system and a change in the number of multiplexed wavelengths that occurs in normal maintenance work. By selectively executing the constant output control of the optical amplifier, it is possible to ensure the communication quality of the signal light in the optical transmission system. Further, according to the second and third embodiments, in the constant output control accompanying the change in the loss of the transmission line, even if the compensation of the signal light output intensity is incomplete, the subsequent malfunction of the optical transmission apparatus is prevented. It becomes possible to do.
1:光伝送装置、2:光ファイバ、10:送信機、11:受信機、20:監視制御部、
30:光増幅器、31:分波器、33、38:光ファイバ増幅器、32、34、36:光カプラ、35:可変光減衰器、37:合波器、
41:監視光受信機、42、44、46:検出器、47:監視光送信機。
1: optical transmission device, 2: optical fiber, 10: transmitter, 11: receiver, 20: monitoring control unit,
30: optical amplifier, 31: duplexer, 33, 38: optical fiber amplifier, 32, 34, 36: optical coupler, 35: variable optical attenuator, 37: multiplexer
41: monitoring light receiver, 42, 44, 46: detector, 47: monitoring light transmitter.
Claims (8)
受信波長多重信号光から監視光を分離し、監視光強度を検出する第1検出部と、
監視光分離後の波長多重信号光の強度を検出する第2検出部と、
上記波長多重信号光を増幅する利得制御型の光増幅器と、
上記光増幅器から出力された波長多重信号光の強度を調整するための減衰量可変の光減衰器と、
上記光増幅器が常に一定利得となるように制御すると共に、波長多重信号光の出力強度が所定の目標値となるように、上記光減衰器の減衰量を制御する監視制御部とからなり、
上記監視制御部が、上記第1検出部から出力される監視光の強度を予め定めた上記監視光の変動の第1許容上限値および第1許容下限値と比較すると共に、上記第2検出部から出力される信号光強度の変動を監視し、上記比較の結果と上記監視の結果に基づいて、上記光減衰器による出力光強度の一定制御の実行を制御することを特徴とする光伝送装置。 An optical transmission device that outputs wavelength multiplexed signal light received together with monitoring light to an optical transmission path in the next section with a predetermined light intensity,
A first detector for separating the monitoring light from the received wavelength multiplexed signal light and detecting the monitoring light intensity;
A second detector for detecting the intensity of the wavelength multiplexed signal light after the separation of the monitoring light;
A gain control type optical amplifier for amplifying the wavelength-multiplexed signal light;
A variable attenuation optical attenuator for adjusting the intensity of the wavelength multiplexed signal light output from the optical amplifier;
The optical amplifier is controlled so as to always have a constant gain, and includes a monitoring control unit that controls the attenuation amount of the optical attenuator so that the output intensity of the wavelength multiplexed signal light becomes a predetermined target value.
The monitoring control unit compares the intensity of the monitoring light output from the first detection unit with a first allowable upper limit value and a first allowable lower limit value of the fluctuation of the monitoring light set in advance, and the second detection unit An optical transmission apparatus that monitors fluctuations in the intensity of the signal light output from the optical attenuator and controls execution of constant control of the output light intensity by the optical attenuator based on the comparison result and the monitoring result .
受信波長多重信号光から監視光を分離し、監視光強度を検出する第1検出部と、
監視光分離後の波長多重信号光の強度を検出する第2検出部と、
上記波長多重信号光を増幅する利得制御型の光増幅器と、
上記光増幅器から出力された波長多重信号光の強度を調整するための減衰量可変の光減衰器と、
上記光増幅器が常に一定利得となるように制御すると共に、波長多重信号光の出力強度が所定の目標値となるように、上記光減衰器の減衰量を制御する監視制御部とからなり、
上記監視制御部が、上記第2検出部から出力される信号光強度を予め定めた上記信号光の変動の第1許容上限値および第1許容下限値と比較すると共に、上記第1検出部から出力される監視光の強度変動を監視し、上記比較の結果と上記監視の結果に基づいて、上記光減衰器による出力光強度の一定制御の実行を制御することを特徴とする光伝送装置。 An optical transmission device that outputs wavelength multiplexed signal light received together with monitoring light to an optical transmission path in the next section with a predetermined light intensity,
A first detector for separating the monitoring light from the received wavelength multiplexed signal light and detecting the monitoring light intensity;
A second detector for detecting the intensity of the wavelength multiplexed signal light after the separation of the monitoring light;
A gain control type optical amplifier for amplifying the wavelength-multiplexed signal light;
A variable attenuation optical attenuator for adjusting the intensity of the wavelength multiplexed signal light output from the optical amplifier;
The optical amplifier is controlled so as to always have a constant gain, and includes a monitoring control unit that controls the attenuation amount of the optical attenuator so that the output intensity of the wavelength multiplexed signal light becomes a predetermined target value.
The monitoring control unit compares the signal light intensity output from the second detection unit with a first allowable upper limit value and a first allowable lower limit value of the fluctuation of the signal light, and from the first detection unit. An optical transmission apparatus characterized by monitoring intensity fluctuation of output monitoring light and controlling execution of constant control of output light intensity by the optical attenuator based on the comparison result and the monitoring result.
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