JP4915449B2 - 光伝送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、波長多重(WDM)通信システムにおける光増幅器の利得波長特性を補償する光伝送装置および利得波長特性補償方法に関する。
一般に、波長多重通信システムにおける各局舎(ノード)では、波長ごとの増減設機能と利得波長特性の制御機能を持つOADM (Optical Add Drop Multiplexer)、またはOADM間を中継する光増幅器であるインラインアンプ(ILA)が用いられる。
図1は、従来の分岐・挿入伝送装置の構成例を示している。この分岐・挿入伝送装置は、光カプラ51、54、61、プリアンプ52、光分波器53、光スイッチ55、可変光減衰器(VOA)56、ビームスプリッタ57、光検出器58、光合波器59、ポストアンプ60、光監視チャネル(OSC)送受信器62、65、およびトランスポンダ63、64を備える。このうち、光カプラ54、光スイッチ55、VOA56、ビームスプリッタ57、および光検出器58は、波長ごとに1組ずつ設けられる。
各波長の光信号は、光カプラ54により分岐されて、トランスポンダ63により電気信号に変換される。また、送信される電気信号は、トランスポンダ64により各波長の光信号に変換され、光スイッチ55により光パスに挿入される。
このような分岐・挿入伝送装置における波長間の光パワーばらつきの補償方法として、装置内のVOA56で自動的にばらつきを制御する光信号レベル制御方法が提案されている (例えば、下記の特許文献1を参照)。この方法では、光検出器58により各波長の光パワーレベルを検出し、そのレベルが一定になるように、VOA56の減衰量が調整される。
図2は、従来の中継伝送装置の構成例を示している。この中継伝送装置は、光カプラ71、73、インラインアンプ72、およびOSC送受信器74、75を備える。
しかしながら、従来の波長多重通信システムには、次のような問題がある。
波長多重通信システムのためのネットワーク設計を行う際、一般に、コスト最小の設計が要求される。コスト低減のためには、Add/drop要求のあるノードのみにOADMを用い、Add/Drop要求のないノードではILAを用いるのが望ましい。
しかし、中継伝送装置では、光増幅器の利得波長特性に由来する利得偏差を補償する機能がないため、ネットワーク上で多数の中継伝送装置がカスケード接続されると、光増幅器の利得偏差が累積する。このため、下流の分岐・挿入伝送装置では累積した利得偏差を補償しきれず、装置内のレベルダイア設計が破綻する。そこで、ネットワーク設計において、カスケード接続される中継伝送装置の数に制限を設ける必要がある。
このように、ネットワーク設計におけるコスト低減を実現するためには、中継伝送装置の多段接続による利得偏差の累積を低減し、接続可能な中継伝送装置の数を増加させることが重要な課題となる。
中継伝送装置による利得偏差の累積を低減するためには、送信側の分岐・挿入伝送装置において、下流で生じる光パワーレベルのばらつきをあらかじめ補償する方法が考えられる。例えば、受信局(受信側分岐・挿入伝送装置)におけるOSNR(Optical Signal to Noise Ratio )を一定にするために、受信局でSAU(Spectrum Analyzer Unit)を用いて取得した測定データを、OSC経由で送信側にフィードバックする方法が考えられる。ただし、この場合、高価なSAUをすべての分岐・挿入伝送装置に用意する必要がある。
特開2004−007058号公報
本発明の課題は、波長多重通信システムにおいて累積される光増幅器の利得偏差を、比較的低コストで補償することである。
本発明の第1の光伝送装置は、光増幅器を有する複数の光伝送装置を含む波長多重通信システムに用いられる光伝送装置であって、受信部および制御部を備える。受信部は、下流に存在する光伝送装置から、それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性情報を、対向する伝送路を通じて受信する。制御部は、受信した利得波長特性情報に基づいて第1の光伝送装置の利得波長特性を制御する。
本発明の第2の光伝送装置は、光増幅器を有する複数の光伝送装置を含むリング構成の波長多重通信システムに用いられる光伝送装置であって、受信部および制御部を備える。受信部は、下流に存在する光伝送装置から、それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性情報を、上流側の伝送路を通じて受信する。制御部は、受信した利得波長特性情報に基づいて第2の光伝送装置の利得波長特性を制御する。
第1または第2の光伝送装置によれば、下流に存在する光伝送装置における利得波長特性をまとめて補償することができる。したがって、中継伝送装置のカスケード接続による利得偏差の累積を低減でき、中継伝送装置の数を増加させて、低コストのネットワーク設計を実現することができる。また、高価なSAU等を用いることなく、安価な構成で利得偏差を補償することが可能になる。
第1の光伝送装置は、例えば、後述する図3または図14の分岐・挿入伝送装置201−1に対応し、第2の光伝送装置は、例えば、後述する図14の分岐・挿入伝送装置201−1に対応する。受信部は、例えば、OSC送受信器225−1または220−1に対応する。制御部は、例えば、Add/Drop部215−1または後述する図7のWSS704に対応する。
本発明の第3の光伝送装置は、光増幅器、格納部、および送信部を備え、上流の光伝送装置から受信した波長多重光を増幅して下流の光伝送装置に送信する。光増幅器は、波長多重光を増幅する。格納部は、光増幅器の利得波長特性情報を格納し、送信部は、その利得波長特性情報を、対向する伝送路を通じて上流に存在する光伝送装置に送信する。
第3の光伝送装置によれば、下流に存在する光伝送装置から、それぞれの光増幅器の利得波長特性を上流に存在する光伝送装置に送信することができ、その光伝送装置においてそれらの利得波長特性をまとめて補償することができる。したがって、第1および第2の光伝送装置と同様の効果が得られる。
第3の光伝送装置は、例えば、後述する図3または図14の中継伝送装置202−1〜202−3または分岐・挿入伝送装置201−2に対応し、光増幅器は、例えば、インラインアンプ243−1〜243−3またはプリアンプ213−2に対応する。格納部は、例えば、制御部245−1〜245−3または219−2に対応し、送信部は、OSC送受信器248−1〜248−3、224−2、247−1〜247−3、または223−2に対応する。
従来の分岐・挿入伝送装置の構成図である。 従来の中継伝送装置の構成図である。 第1の波長多重通信システムの構成図である。 合成利得プロファイルを示す図である。 第1の利得偏差補償処理のフローチャートである。 スパン当たりのOSNRと光パストータルの受信OSNRを示す図である。 WSSを用いた分岐・挿入伝送装置の構成図である。 第2の利得偏差補償処理のフローチャートである。 異なる使用条件の利得プロファイルを示す図である。 第3の利得偏差補償処理のフローチャートである。 SRSの距離依存性を示す図である。 WDLの距離依存性を示す図である。 第4の利得偏差補償処理のフローチャートである。 第2の波長多重通信システムの構成図である。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
第1の波長多重通信システムでは、中継伝送装置による利得偏差の累積を低減するために、中継伝送装置が多段接続されて光信号が中継される場合に、各中継伝送装置における光増幅器の利得波長特性の情報を、対向する伝送路のOSCを用いて上流側に伝達し、上流の分岐・挿入伝送装置で、この情報に基づいて利得波長特性を制御する。
図3は、このような第1の波長多重通信システムの構成例を示している。この波長多重通信システムは、分岐・挿入伝送装置201−1、201−2、および中継伝送装置202−1〜202−3からなる。
分岐・挿入伝送装置201−1と中継伝送装置202−1は、伝送路261および265により接続され、中継伝送装置202−1と中継伝送装置202−2は、伝送路262および266により接続されている。中継伝送装置202−2と中継伝送装置202−3は、伝送路263および267により接続され、中継伝送装置202−3と分岐・挿入伝送装置201−2は、伝送路264および268により接続されている。このうち、伝送路261〜264は順方向の伝送に用いられ、伝送路265〜268は逆方向の伝送に用いられる。
分岐・挿入伝送装置201−i(i=1,2)は、光減衰器211−i、233−i、光カプラ212−i、218−i、226−i、232−i、プリアンプ213−i、231−i、ポストアンプ217−i、227−i、光分波器214−i、230−i、Add/Drop部215−i、229−i、光合波器216−i、228−i、制御部219−i、234−i、OSC送受信器220−i、223−i、224−i、225−i、およびトランスポンダ221−i、222−i、235−i、236−iを備える。
このうち、Add/Drop部215−iおよび229−iには、図1の分岐・挿入伝送装置と同様に、光カプラ、光スイッチ、VOA、ビームスプリッタ、および光検出器が波長ごとに設けられる。また、光分波器214−i、230−i、および光合波器216−i、228−iとしては、例えば、AWG(Array Waveguide Grating )が用いられる。
中継伝送装置202−j(j=1,2,3)は、光減衰器241−j、253−j、光カプラ242−j、244−j、250−j、252−j、インラインアンプ243−j、251−j、制御部245−j、254−j、およびOSC送受信器246−j、247−j、248−j、249−jを備える。
各アンプモジュールについて、あらかじめ光増幅器の利得波長特性の試験が行われ、取得された測定データは、利得プロファイルとして、中継局ごとに制御部のデータベースに格納される。
例えば、プリアンプ213−i、ポストアンプ217−i、およびインラインアンプ243−jについては、それぞれ利得プロファイル271−i、272−i、および273−jが取得され、利得プロファイル271−iおよび272−iは制御部219−iに保持され、利得プロファイル273−jは制御部245−jに保持される。
このうち、下流の分岐・挿入伝送装置201−2の利得プロファイル271−2は、制御部219−2からOSC送受信器220−2および224−2を経由して、対向する伝送路に送出される。そして、伝送路265〜268を経由して、上流の分岐・挿入伝送装置201−1に転送され、OSC送受信器225−1および223−1を経由して、制御部219−1に転送される。
また、中継伝送装置202−jの利得プロファイル273−jは、制御部245−jからOSC送受信器246−jおよび248−jを経由して、対向する伝送路に送出される。そして、伝送路265〜267を経由して、分岐・挿入伝送装置201−1に転送され、OSC送受信器225−1および223−1を経由して、制御部219−1に転送される。
制御部219−1は、受け取った利得プロファイルを基に利得波長特性を制御し、下流の光増幅器で発生する利得偏差を事前に補償する。この場合、分岐・挿入伝送装置201−1において利得偏差の補償対象となる光増幅器は、ポストアンプ217−1、インラインアンプ243−1〜243−3、およびプリアンプ213−2である。
そこで、制御部219−1は、これらの光増幅器の利得プロファイル272−1、273−1〜273−3、および271−2を合計して、図4に示すような合成利得プロファイルを生成する。そして、Add/Drop部215−1のVOAを制御して、この合成利得プロファイルを打ち消すような利得偏差補償を行う。
この利得偏差補償は、主に以下の2点を補償することを目的としている。1点は、分岐・挿入伝送装置間の光増幅器や伝送路で発生する利得偏差の補償であり、もう1点は、分岐・挿入伝送装置内で用いられる光カプラ、VOA、AWG等の光部品における損失の製造ばらつきや波長偏差の補償である。
前者については、上述した方法で事前に補償することが可能である。ただし、伝送路で発生する偏差は対象外となる。後者については、分岐・挿入伝送装置内の波長ごとのパワーレベル測定によるフィードバック制御が必要となる。
この例では、上述した光増幅器の利得偏差の事前補償と、波長ごとのパワーレベル測定による分岐・挿入伝送装置内の波長偏差の補償を併用することにする。具体的には、前者については、図4に示したように、光増幅器の利得波長特性の総和を求め、これを打ち消すように逆補償する。後者については、VOA後段の光検出器により各波長のパワーレベルをモニタし、それが一定となるようにVOAを調整する。したがって、VOAの減衰量は、これらの2つの減衰量を合計した値に調整される。
VOA後段のポストアンプ217−1および下流のインラインアンプ243−1〜243−3は、入力レベルに応じて動作する。そこで、分岐・挿入伝送装置202−1の制御により中継伝送装置202−1〜202−3の動作に影響を与えるのを防ぐため、各VOAから出力される各波長のパワーレベルの平均が一定となるように、各VOAが制御される。
図5は、このような利得偏差補償処理のフローチャートである。まず、分岐・挿入伝送装置202−1の利得偏差補償範囲に存在する各伝送装置の制御部は、光増幅器の利得プロファイルを分岐・挿入伝送装置202−1に送信する(ステップ501)。この場合、分岐・挿入伝送装置202−2および中継伝送装置202−1〜202−3から、利得プロファイル271−2および273−1〜273−3がそれぞれ送信される。
次に、分岐・挿入伝送装置202−1の制御部219−1は、受信した利得プロファイルと自装置のポストアンプ217−1の利得プロファイル272−1から、利得偏差補償範囲に存在する光増幅器の利得偏差の合計値G1(λ)を求める(ステップ502)。ここで、G1(λ)は、利得プロファイルの波長範囲における、波長λに対する利得の合計値(単位:dB)の分布を表している。
次に、制御部219−1は、G1(λ)の波長間平均値G1aveを求め、G1(λ)を打ち消すための利得偏差補償値G2(λ)を、次式により求める(ステップ503)。

G2(λ)=G1ave−G1(λ)[dB] (1)

次に、制御部219−1は、Add/Drop部215−1内の各波長の光検出器からモニタ値を取得し(ステップ504)、各波長のVOA出力がL1+L2(λ)になるようなVOAの減衰量V1(λ)を求める(ステップ505)。ただし、L1は、波長に依存しないVOAの出力目標値を表し、L2(λ)は、G2(λ)をVOA出力に変換した値を表す。
次に、制御部219−1は、各波長のVOAの減衰量をV1(λ)に設定し(ステップ506)、ステップ504以降の動作を繰り返す。
このような利得偏差補償処理によれば、中継伝送装置のカスケード接続による利得偏差の累積を低減することができるため、中継伝送装置の数を増加させて、低コストのネットワーク設計を実現することができる。また、高価なSAU等を用いることなく、安価な構成で利得偏差を補償することが可能になる。
さらに、上流側の分岐・挿入伝送装置で利得偏差を補償する方法では、同じ利得偏差を下流側の分岐・挿入伝送装置で補償する場合と比べて、伝送装置のOSNRが改善する効果がある。
通常、プリアンプは、伝送路損失に加えて分散補償モジュール(DCM)の損失を補償するために、複数のゲインブロックで構成されており、ポストアンプに比べてノイズの発生量が大きくなる。このため、プリアンプ側のOSNRとポストアンプ側のOSNRを比較すると、プリアンプ側のOSNRの方が悪くなる。
この点を考慮すると、利得偏差はOSNRの悪いプリアンプ側で補償するのではなく、OSNRの良いポストアンプ側で補償する方が、光パストータルの受信OSNR(光パス上のポストアンプおよびプリアンプのOSNRの合計値)の劣化は少なくて済む。この効果について、以下に計算式を用いて説明する。
図6に示すように、光パスに含まれるスパンの数をn、i番目のスパンをspani(i=1,2,...,n)、spaniのOSNRをspanOSNR(i)、光パストータルの受信OSNRをpathOSNRとする。そして、spanOSNR(1)〜spanOSNR(n)からpathOSNRを求める。
プリアンプ側とポストアンプ側の補償点の違いがOSNRに影響するのは分岐・挿入伝送装置のみであるため、図6では、中継伝送装置を含まない、n+1個の分岐・挿入伝送装置からなる構成を想定している。分岐・挿入伝送装置601−i(i=1,2,...,n+1)は、プリアンプ602−iとポストアンプ603−iを含む。
スパンの上流のポストアンプ側のOSNRをOSNRpostとし、下流のプリアンプ側のOSNRをOSNRpreとすると、spanOSNRの逆数は、OSNRpostの逆数とOSNRpreの逆数の和で求められる。数値をすべて真数で表すことにすると、一般に、spanOSNRは、次式により求められる。
Figure 0004915449
また、利得プロファイルにおける利得の平均値および最小値を、それぞれGaveおよびGminとすると、補償すべき利得偏差Tiltは次式で表される。

Tilt=Gave/Gmin>1 (2.2)

ワーストチャネルのOSNRは、このTiltを用いて、OSNR/Tiltで表される。このとき、ポストアンプ側とプリアンプ側で利得偏差を補償する場合のspanOSNRは、それぞれ次のように表される。
A:ポストアンプ側で利得偏差を補償する場合
Figure 0004915449
B:プリアンプ側で利得偏差を補償する場合
Figure 0004915449
また、上述したように、プリアンプ側のOSNRは、ポストアンプ側のOSNRより悪いため、次式が成り立つ。

OSNRpost>OSNRpre (2.5)

そして、式(2.2)〜式(2.5)より、次式が成り立つ。

spanOSNRA >spanOSNRB (2.6)

したがって、上流の分岐・挿入伝送装置(ポストアンプ側)で補償する方が、下流の分岐・挿入伝送装置(プリアンプ側)で補償する場合に比べて、スパン当たりのOSNRが良くなることが分かる。
次に、光パストータルの受信OSNRは、spanOSNR(i)を用いて、次式により求められる。
Figure 0004915449
同様に、ポストアンプ側とプリアンプ側で利得偏差を補償する場合のpathOSNRは、それぞれ次のように表される。
A:ポストアンプ側で利得偏差を補償する場合
Figure 0004915449
B:プリアンプ側で利得偏差を補償する場合
Figure 0004915449
式(2.6)はすべてのスパンで成り立つため、i番目のスパンにおいて次式が成り立つ。
Figure 0004915449
これより、さらに次式が成り立つ。
Figure 0004915449
そして、式(2.8)、式(2.9)、および式(2.11)より、次式が成り立つ。

pathOSNRA >pathOSNRB (2.12)

したがって、上流の分岐・挿入伝送装置(ポストアンプ側)で補償する方が、下流の分岐・挿入伝送装置(プリアンプ側)で補償する場合に比べて、光パストータルの受信OSNRも良くなることが分かる。
図3に示した波長多重通信システムでは、Add/Drop部215−1内のVOAにより利得偏差を補償しているが、その代わりに波長選択スイッチ(Wavelength Selectable Switch,WSS)を用いることも可能である。
WSSは、WDM信号を入出力とするデバイスであり、図1の構成では光分波器53と光スイッチ55の組み合わせで実現されている、任意のチャネルの波長分離と光路切り替えを行うことができる。また、図1の構成では光分波器53とVOA56で実現されている、任意の波長への損失付加を行うこともできるため、利得偏差補償のために使用できる。
図7は、このようなWSSを用いた分岐・挿入伝送装置の構成例を示している。この分岐・挿入伝送装置は、光カプラ701、703、706、プリアンプ702、WSS704、ポストアンプ705、光分波器707、光合波器708、OSC送受信器709、712、およびトランスポンダ710、711を備える。
WDM信号は、光カプラ703により分岐され、光分波器707により波長ごとに分離されて、トランスポンダ710に入力される。また、トランスポンダ711からの光信号は、光合波器708により多重化されて、WSS704により光パスに挿入される。
図1の分岐・挿入伝送装置の代わりに図7の分岐・挿入伝送装置を用いた場合、図5のステップ504〜506においてVOAの減衰量を調整する代わりに、WSSにおける損失量が調整される。この場合、WSS内のMEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)ミラーの角度を変化させることで、各波長の損失量が調整される。
また、分岐・挿入伝送装置のポストアンプモジュールにおいて、利得波長特性に1次傾斜を発生させ、これを利得偏差の補償に利用することも考えられる。通常、アンプモジュールの出力には、固定利得等化器で除去しきれない利得偏差が残っているが、全体として傾きのない平坦な波長特性を持つように制御されている。この状態から光増幅器の利得を変化させて、意図的に1次傾斜を発生させ、これを利得偏差の補償に使用する。ただし、この場合は、利得偏差の1次傾斜成分だけしか補償できないため、補償しきれなかった残差は、受信側の分岐・挿入伝送装置で補償することになる。
図8は、このような利得偏差補償処理のフローチャートである。このうち、ステップ801〜803の動作は、図5のステップ501〜503の動作と同様である。分岐・挿入伝送装置202−1の制御部219−1は、G2(λ)を求めた後、そのG2(λ)から利得偏差の1次傾斜G2sを求める(ステップ804)。G2sは、G2(λ)を直線近似したときの傾きに相当し、最小二乗法等により求められる。
次に、制御部219−1は、各波長の光検出器からモニタ値を取得し(ステップ805)、各波長のVOA出力がL1になるようなVOAの減衰量V1(λ)を求める(ステップ806)。そして、各波長のVOAの減衰量をV1(λ)に設定し(ステップ807)、ステップ806以降の動作を繰り返す。
さらに、利得プロファイルとして、温度およびアンプ入力レベルの異なる数点のデータを用いることも考えられる。この場合、温度とアンプ入力レベルを様々に変化させながら、アンプモジュールの試験を行い、数点の異なる条件の利得プロファイルを取得して、制御部のデータベースに格納しておく。
そして、運用時には、図9に示すように、使用される条件(温度、アンプ入力レベル)に合わせて利得プロファイルの数値を補間し、得られた利得プロファイルを上流の伝送装置へ送信する。図9の例では、条件の異なる4つの利得プロファイル901〜904から、使用条件に合わせた利得プロファイル905が生成されている。
温度は、アンプモジュール内に設置された温度モニタにより取得され、アンプ入力レベルは、アンプモジュール内の光検出器により取得される。利得プロファイルの補間には、線形補間等が用いられる。この方法により、温度やアンプ入力レベルの条件を考慮した利得偏差補償が可能になる。
図10は、このような利得偏差補償処理のフローチャートである。まず、各伝送装置の制御部は、現在の温度およびアンプ入力レベルを取得し、その条件に合わせて利得プロファイルの数値を補間して、現在の利得プロファイルを求める(ステップ1001)。次に、波長多重通信システムは、図5のステップ501〜506と同様の動作を行う(ステップ1002〜1007)。そして、VOAの減衰量がV1(λ)に設定されると、波長多重通信システムは、ステップ1001以降の動作を繰り返す。
このような利得偏差補償処理によれば、上述した低コストのネットワーク設計の他に、以下のような効果も得られる。
光増幅器は温度により利得特性が変化するため、その動作を安定させるために、アンプモジュール内でヒータ等を用いて温度一定制御を行うことが多い。しかし、図10の利得偏差補償処理を適用することで、温度の変動による利得偏差の変動に対して、上流の伝送装置で一括して補償が可能になるため、各中継伝送装置では温度制御機能を省略したアンプモジュールを採用してもかまわない。これにより、中継伝送装置のアンプモジュールのコストを低減することができる。
ところで、図5、図8、および図10に示した利得偏差補償処理によれば、光増幅器で発生する利得偏差を上流の伝送装置において補償することは可能だが、その他の波長間のレベルばらつきの要因である、伝送路で発生する誘導ラマン散乱(Stimulated Raman Scattering ,SRS)と波長依存性損失(Wavelength Dependent Loss ,WDL)については、補償することができない。
そこで、あらかじめ各伝送路の長さを測定しておき、その値から伝送路で発生するSRSおよびWDLを推測して、これらの特性と各光増幅器の利得偏差を併せて補償することも考えられる。この場合、計算の簡略化を図るために、SRSとWDLはともに波長に対して1次傾斜とみなし、図11および図12に示すように、伝送路のタイプに応じた平均的な伝送路特性を用い、伝送路の距離に対して一意に数値が求まるようにしておく。
図13は、このような利得偏差補償処理のフローチャートである。このうち、ステップ1301〜1303の動作は、図5のステップ501〜503の動作と同様である。分岐・挿入伝送装置202−1の制御部219−1は、G2(λ)を求めた後、利得偏差補償範囲に存在するi番目のスパンの距離に対応する、SRSの1次傾斜SRS(i)とWDLの1次傾斜WDL(i)を求める(ステップ1304)。
図2の例では、利得偏差補償範囲には伝送路261〜264の4つのスパンが存在し、これらのスパンについてSRS(1)〜SRS(4)およびWDL(1)〜WDL(4)が求められる。
次に、制御部219−1は、G1(λ)に加えて、利得偏差補償範囲内のすべてのスパンで発生するSRSとWDLを補償する利得偏差補償値G3(λ)を、次式により求める(ステップ1305)。
Figure 0004915449
ここで、λcenterは、中心波長を表す。図2の例では、n=4である。
次に、制御部219−1は、Add/Drop部215−1内の各波長の光検出器からモニタ値を取得し(ステップ1306)、各波長のVOA出力がL1+L3(λ)になるようなVOAの減衰量V1(λ)を求める(ステップ1307)。ただし、L3(λ)は、G3(λ)をVOA出力に変換した値を表す。
次に、制御部219−1は、各波長のVOAの減衰量をV1(λ)に設定し(ステップ1308)、ステップ1306以降の動作を繰り返す。
この利得偏差補償処理では、SRSとWDLの両方を考慮して利得偏差補償値を求めているが、いずれか一方のみを考慮してもかまわない。さらに、図8、図10、および図13の利得偏差補償処理の一部または全部を、適宜、組み合わせて実装することも可能である。この場合、図1の分岐・挿入伝送装置の代わりに図7の分岐・挿入伝送装置を用いてもよい。
また、図2の例では、下流の各伝送装置は対向する伝送路のOSCを利用して利得プロファイルを上流の分岐・挿入伝送装置に送信しているが、リング構成のネットワークにおいては、その代わりに順方向のOSCを利用して、下流の方向へ利得プロファイルを送信してもよい。この場合、リング構成のネットワークを経由して、最終的に上流の分岐・挿入伝送装置に利得プロファイルを転送することができる。
図14は、このような波長多重通信システムの構成例を示している。この波長多重通信システムは、基本的に図3と同様の構成を有するが、分岐・挿入伝送装置201−1と分岐・挿入伝送装置201−2が伝送路281および282により接続されている点で、図3の構成とは異なっている。伝送路261〜264および281は順方向(時計回り)の伝送に用いられ、伝送路265〜268および282は逆方向(反時計回り)の伝送に用いられる。
分岐・挿入伝送装置201−2の利得プロファイル271−2は、制御部219−2からOSC送受信器223−2を経由して、順方向の光パスに送出される。そして、伝送路281を経由して、分岐・挿入伝送装置201−1に転送され、OSC送受信器220−1を経由して、制御部219−1に転送される。
また、中継伝送装置202−jの利得プロファイル273−jは、制御部245−jからOSC送受信器247−jを経由して、順方向の光パスに送出される。そして、伝送路262〜264および281を経由して、分岐・挿入伝送装置201−1に転送され、OSC送受信器220−1を経由して、制御部219−1に転送される。
制御部219−1は、受け取った利得プロファイルを基に、上述したいずれかの利得偏差補償処理を行う。
このような転送方法によれば、対向する伝送路がないネットワークにおいても、下流の伝送装置から上流の伝送装置に対して利得プロファイルを送信することができる。また、順方向と逆方向の転送処理が独立して実施できるため、処理の簡略化が期待できる。
以上説明した実施形態においては、利得プロファイルとして、波長に対する光増幅器の利得の分布を用いているが、その代わりに、入力レベルを一定にしたときの光増幅器の出力パワーの分布を用いてもよい。

Claims (9)

  1. 光増幅器を有する複数の光伝送装置を含む波長多重通信システムに用いられる光伝送装置であって、
    下流に存在する光伝送装置から、それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性情報を、対向する伝送路を通じて受信する受信部と、
    受信した前記利得波長特性情報に基づいて、前記それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性の総和を打ち消すように、該光伝送装置の利得波長特性を制御する制御部と
    を備えることを特徴とする光伝送装置。
  2. 光増幅器を有する複数の光伝送装置を含むリング構成の波長多重通信システムに用いられる光伝送装置であって、
    下流に存在する光伝送装置から、それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性情報を、上流側の伝送路を通じて受信する受信部と、
    受信した前記利得波長特性情報に基づいて、前記それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性の総和を打ち消すように、該光伝送装置の利得波長特性を制御する制御部と
    を備えることを特徴とする光伝送装置。
  3. 前記受信部は、下流に存在し、かつ、利得波長特性を制御する機能を有する次の光伝送装置までの範囲に存在する光伝送装置から、前記光増幅器の利得波長特性情報を受信することを特徴とする請求項1または2記載の光伝送装置。
  4. 前記制御部は、前記利得波長特性の総和を打ち消すような利得波長特性の1次傾斜を、前記光伝送装置に発生させることを特徴とする請求項1または2記載の光伝送装置。
  5. 前記制御部は、前記それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性の総和と、下流の伝送路で発生する誘導ラマン散乱および波長依存性損失のうち少なくとも一方の利得波長特性を、まとめて打ち消すように、前記光伝送装置の利得波長特性を制御することを特徴とする請求項1、2、または4記載の光伝送装置。
  6. 前記受信部は、前記それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性情報を、光監視チャネル経由で受信することを特徴とする請求項1または2記載の光伝送装置。
  7. 前記制御部は、波長多重光を波長ごとに分離する光分波器と、各波長の光信号の減衰量を調整する可変光減衰器を含むことを特徴とする請求項1または2記載の光伝送装置。
  8. 前記制御部は、波長多重光を波長ごとに分離し、各波長の光信号の損失を調整する波長選択スイッチを含むことを特徴とする請求項1または2記載の光伝送装置。
  9. 光増幅器を有する複数の光伝送装置を含む波長多重通信システムに用いられる利得波長特性補償方法であって、
    下流に存在する光伝送装置から、それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性情報を、対向する伝送路を通じて上流の光伝送装置に送信し、
    前記上流の光伝送装置において、受信した利得波長特性情報に基づいて、前記それぞれの光伝送装置が有する光増幅器の利得波長特性の総和を打ち消すように、該上流の光伝送装置の利得波長特性を制御する
    ことを特徴とする利得波長特性補償方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5395032B2 (ja) * 2010-11-04 2014-01-22 富士通テレコムネットワークス株式会社 光パケット伝送装置および制御装置
JP6337571B2 (ja) * 2014-03-28 2018-06-06 富士通株式会社 光増幅装置
CN111837348B (zh) * 2018-03-13 2022-09-20 日本电气株式会社 光学传输设备和光学传输方法
US10523334B1 (en) * 2018-12-07 2019-12-31 Fujitsu Limited Controlling gain modulation in optical communication networks

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003035919A (ja) * 2000-11-07 2003-02-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 光増幅装置および光伝送システム
JP2003143629A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Fujitsu Ltd 光信号交換装置およびその制御方法
JP2004158652A (ja) * 2002-11-06 2004-06-03 Fujitsu Ltd 光増幅器,光増幅器における通過波長特性制御方法および光伝送システム
JP2005204026A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Fujitsu Ltd 光伝送システム
JP2006066862A (ja) * 2004-07-28 2006-03-09 Fujitsu Ltd 波長多重信号光の増幅方法および光増幅器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3638777B2 (ja) 1998-02-04 2005-04-13 富士通株式会社 利得等化のための方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステム
US6819479B1 (en) * 2001-12-20 2004-11-16 Xtera Communications, Inc. Optical amplification using launched signal powers selected as a function of a noise figure
US7042634B2 (en) * 2002-03-14 2006-05-09 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical amplifier
JP3903830B2 (ja) 2002-04-05 2007-04-11 株式会社日立製作所 利得補償装置及びそれを用いた伝送システム
JP4152125B2 (ja) * 2002-05-30 2008-09-17 富士通株式会社 光信号レベル制御装置
JP4448721B2 (ja) * 2004-03-29 2010-04-14 富士通株式会社 波長分波ユニット

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003035919A (ja) * 2000-11-07 2003-02-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 光増幅装置および光伝送システム
JP2003143629A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Fujitsu Ltd 光信号交換装置およびその制御方法
JP2004158652A (ja) * 2002-11-06 2004-06-03 Fujitsu Ltd 光増幅器,光増幅器における通過波長特性制御方法および光伝送システム
JP2005204026A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Fujitsu Ltd 光伝送システム
JP2006066862A (ja) * 2004-07-28 2006-03-09 Fujitsu Ltd 波長多重信号光の増幅方法および光増幅器

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