JP5195746B2

JP5195746B2 - 伝送路監視方法及び装置

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Publication number: JP5195746B2
Application number: JP2009505037A
Authority: JP
Inventors: 勝治山口; 純一吉村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: CN101636940A; CN101636940B; WO2008114438A1; US8326144B2; US20100027993A1; JPWO2008114438A1

Description

本発明は、伝送路監視方法及び装置に関し、特に主信号伝送路としての光海底ケーブルとは別に設けられ、光中継器が設置されたダークファイバの監視方法及び装置に関するものである。

光海底ケーブルを用いたシステムにおける光伝送路であるダークファイバとは、初期時に光海底端局装置(Submarine Line Terminal Equipment: SLTE)が実装されていない一対の光ファイバであり、各々が光中継器を備えたものである。このようなダークファイバを監視する場合、従来では、光海底端局装置が実装される主信号伝送路としての一対の光ファイバを収容した光海底ケーブルとは独立した海底光中継器監視専用装置（例えば、Coherent-OTDR測定器（Coherent光を利用した光アンプシステムに適用されるOTDRによる外部測定器））を用いていた。

このような従来技術によるダークファイバの監視方式が図7に示されている。この従来例では、端局100における光海底端局装置(SLTE)1が、一対の主信号光ファイバLFを経由して端局300の光海底端局装置1に接続されている。端局100−300間においては、上記の光ファイバLFと並列に、それぞれ一対の光ファイバから成るダークファイバDF1〜DFnが接続されている。これらのダークファイバDF1〜DFnには光海底端局装置が接続されていない。

まず、端局100の光海底端局装置1の主信号系の動作においては、主信号送信部(Tx)3から光主信号が出力され、これが光波長分割多重部(WDM)4において多重分割された後、光アンプ5で増幅されて変調部である可変光減衰器（アッテネータ）(Variable Optical Attenuator: VOA)6に送られる。

一方、光海底端局装置1に接続されたネットワーク監視装置(Network Management System: NMS）からの監視要求コマンドCMDを保守プロセッサ(Maintenance Processor: MP)8を介して受けた監視信号生成部9は、その監視要求コマンドCMDを監視信号SVに変換して可変光減衰器6に与える。この可変光減衰器6は、光アンプ5からの光主信号を監視信号生成部9からの監視信号SVによって振幅変調して光ファイバLFに送出する。

端局100−300間の光ファイバLFには、複数の光中継器(REP)200_1, 200_2,・・・200_j, 200_k（以下、符号200で総称することがある。）が設置されており、各光中継器200には、モジュール（サブシステム）20_0が設けられており、このモジュール20_0は端局100から端局300への方向における光アンプ21と、逆方向の光アンプ22とを備えている（後述する図3参照）。

端局100の光海底端局装置1の可変光減衰器6から出力され監視信号SVが重畳された光出力信号は、主信号光ファイバLFにおける各光中継器200を経由して端局300における光海底端局装置1に送られると共に、光中継器200で応答して端局100の光海底端局装置1に送出される。

端局100の光海底端局装置1においては、光カプラ11及び光アンプ12を経由して波長分割分離部(WDM)13で光主信号が波長毎に分離され、主信号受信部(Rx)14で受信される。

一方、光カプラ11で分岐された光主信号からは、監視信号抽出部15において海底中継器200からの監視信号SVが抽出され、この監視信号SVは、保守プロセッサ8を経由してネットワーク監視装置2に送られることになる。

以上の信号の流れは、端局300の光海底端局装置1から主信号光ファイバLFを経由して端局100の方向へ送られる光主信号も全く同様にして、海底中継器200を介して端局300の光海底端局装置1に返される。

なお、光中継器200に向かって送られる監視信号SVは、以下の説明において、監視要求信号(SVC)と称し、光中継器200から戻って来る監視信号SVを監視応答信号(SVR)と称することがある。

監視応答信号(SVR)には、下記の信号を含むことが可能である。

(1) 海底光中継器光入力パワー
(2) 海底光中継器光出力パワー
(3) LDバイアス電流
一方、光海底端局装置1が接続されていないダークファイバDF1〜DFnにおいては、端局100及び300にそれぞれ設けられた光中継器監視専用装置30を接続して各光中継器200の監視を行っている。ダークファイバDF1〜DFnにおける各光中継器200には、n本のダークファイバに対応して、n個のモジュール20_1〜20_nが設けられている。そして、光中継器監視専用装置は、どのダークファイバが正常に維持されているかを判断すると共に、主信号伝送路に障害が発生した時に、正常と判断されたダークファイバにより、主信号伝送路はどの光中継器までが正常であるかも判断することが可能となる。

上記のような従来技術の一例としては、設備貸し事業者用局内の光源からダークファイバに一端側合分波部を介して試験用光信号を入射し、利用者ビル内のダークファイバの他端において他端側合分波部を介して受光し、この受光結果をダークファイバの一端側に返送し、一端側で一端側合分波部を介して受信し、制御・通知装置でダークファイバの光伝送特性を算出し、利用者装置を介して利用者に通知するダークファイバ監視試験方法および装置がある（例えば、特許文献1参照。）。
特開2003-244080号公報

図7に示したような従来技術の場合には、光伝送路であるダークファイバを監視するための専用の装置が必要であったため、システムコストが高くなると共に管理が複雑になっていた。

また、光中継器監視専用装置の一例であるC-OTDR測定器（試験装置）は、障害評定用の測定器であるため、24時間・365日の監視には適していない。

さらに、複数本のダークファイバがある場合には、光中継器監視専用装置を手作業により接続替えする必要があり、従って遠隔操作ができず、全光ファイバに対して単一の方法で監視することができないという課題があった。

従って、本発明は、光中継器監視専用装置を使用せずに簡易且つ自動的に伝送路を監視する方法及び装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る伝送システムの伝送路監視方法(又は装置)は、主信号光伝送路中に設置された光中継器の内の一つで応答される監視信号を光主信号に重畳して該主信号光伝送路に送出する第1ステップ(又は手段)と、該主信号光伝送路と平行して設けられ、該主信号光伝送路中の光中継器に対応して光中継器が設置された別の光伝送路に該主信号光伝送路と平行して該光主信号を流す第2ステップ(又は手段)と、該別の光伝送路の内、監視すべき所望の光伝送路からの光主信号を選択する第3ステップ(又は手段)と、該選択された光主信号から該監視信号を抽出する第4ステップ(又は手段)と、を備えたことを特徴とする。

すなわち、本発明では、主信号伝送路に対して光主信号に監視信号を重畳して送出するとき、これと同時にこの光主信号を主信号伝送路とは別の光伝送路（例えば、ダークファイバ）に分岐（分配）する。そして、光伝送路において、監視信号によって特定された光中継器からの応答信号を受信側の光主信号の中から、監視対象の特定の（所望の）光伝送路における光主信号を選択する。この選択された主信号から監視信号を抽出することにより光伝送路の良否を判定することが可能となる。

なお、上記の第1ステップ（又は手段）は、監視要求コマンドから該監視信号を生成し、該監視信号で該光主信号を変調するステップ（又は手段）、又は監視要求コマンドから監視専用波長の該監視信号を生成して該光主信号に合波するステップ（又は手段）を含むことができる。

また、上記の第2ステップ（又は手段）は、該所望の光伝送路に分岐するようにしてもよい。

これにより、第3ステップ（又は手段）で光主信号を、選択する光伝送路と合わせることができ、不要な光伝送路には光主信号を送らないので、より雑音の少ない光主信号選択を実現できる。

また、上記の第3ステップ（又は手段）は、該所望の光伝送路を順次切替選択するステップ（又は手段）を含むことができ、さらに該主信号伝送路からの光主信号も選択の対象に含むことができる。

なお、上記の主信号光伝送路及び該別の光伝送路は、例えば、光海底ケーブルを構成する一対の光ファイバであり、該別の光伝送路がダークファイバである。

以上のように本発明によれば、（光海底端局装置からの）光主信号を光伝送路であるダークファイバに分岐し、光主信号に重畳されている監視信号をモニタすることでダークファイバの状態を監視するように構成しており、光中継器監視専用装置（C-OTDR測定器）を使用しないで実現されるので、システムコストを削減できると共に、単一した方法によるシステムの常時監視が可能となる。

複数の光ファイバ対が実装され、そのうち一組に光海底端局装置が実装された場合の実施例として以下の2つがある。なお、主信号伝送路とは別の光伝送路として、以下、ダークファイバについて説明するが、これに限定される訳ではない。

(1)主信号伝送路への光主信号をダークファイバにも分岐させることでダークファイバをモニタする実施例（光主信号分岐方式）。この実施例(1)は、さらに実施例(1a)と(1b)を含む。

(2) 主信号伝送路への光主信号に合波した監視専用波長の信号をダークファイバに分岐させることでダークファイバをモニタする実施例（専用波長分岐方式）。この実施例(2)は、さらに実施例(2a)と(2b)を含む。

実施例(1a)：図1〜図3
・構成
図1は、本発明に係るダークファイバの監視方法を実現する装置の実施例(1a)を示したものである。この実施例(1a)は、図7に示した従来例と比べて、光海底端局装置1における可変光減衰器6の出力信号を分岐する光カプラ7と、この光カプラ7で分岐された光主信号をさらにダークファイバDF1〜DFnに分岐する光カプラ10と、パッド（光受信信号のレベル調整用固定減衰器）14a〜14nを介して入力された入力されたダークファイバDF1〜DFnからの受信側信号を選択して監視信号抽出部15に与える光スイッチ16と、監視すべき所望のダークファイバを選択指示するための保守プロセッサ8からの切替制御信号CSに基づいて、光スイッチ16に対する選択信号SSを発生するスイッチコントローラ17とを新たに設けている点が異なっている。

・動作
＜ステップS1（図2）：ネットワーク監視装置2＞
まず、ネットワーク監視装置2は、主信号光ファイバLFの光中継器情報と共に、ダークファイバDF1〜DFnの光中継器情報を下記の通りデータベースとして持っている。

1)光中継器番号(ID)：これは光中継器固有に与えられた番号である。

2)光中継器のアドレス(REP Address)：これは光中継器のモジュールに与えられた固有のアドレスである。

3)光中継器インストール情報(Straight Line Diagram)：これは各光中継器が設置されている配置（順序）を示す。例えば、端局100−光中継器ID−光中継器ID−・・・−端局300である。

ネットワーク監視装置2においては、監視対象とするダークファイバ上の光中継器と監視可能なパラメータを選択する。ネットワーク監視装置2では、光中継器ID及び光中継器アドレスとの照合を行い、監視対象となる光中継器IDとアドレスを識別し、光海底端局装置1に対して監視要求コマンドCMDを送信する（ステップS11）。

これと同時に監視対象となる光中継器ID及びアドレスから監視対象となるダークファイバを照合し、監視ダークファイバを選択するために、保守プロセッサ8を経由してスイッチコントローラ17に該当するダークファイバの切替制御信号CSを送信する（ステップS12）。

＜ステップS2：光海底端局装置1＞
光海底端局装置1では、ネットワーク監視装置2からの監視要求コマンドCMDを保守プロセッサ8を介して受信し、これを監視信号生成部9に送る。監視信号生成部9では監視信号SV（監視要求信号SVC）を生成して変調部である可変光減衰器6に送る。可変光減衰器6においては、波長分割多重部4で生成された光主信号に監視信号生成部9からの監視要求信号SVCの変調が掛けられることになる。

監視要求信号SVCによって変調された光主信号は、光カプラ7に送られると、ここで主信号光ファイバLFと光カプラ10とに分岐される。光カプラ10に送られた光主信号はさらに光カプラ10により全てのダークファイバDF1〜DFnに分岐（分配）される。これにより、光主信号に重畳された監視要求信号SVCは主信号光ファイバLFと同様にダークファイバDF1〜DFnを介して光中継器200に送信されることになる（ステップS21）。

また、光スイッチ16の切替を、切替制御信号CSを受けたスイッチコントローラ17からの選択信号SSによって行う。

＜ステップS3：光中継器200＞
光中継器200は図3に示すような構成を有しており、これは従来から知られた構成である。すなわち、各光中継器200は、n＋1個のモジュール20_0〜20_n（以下、符号20で総称することがある。）をそれぞれ主信号光ファイバLFとダークファイバDF1〜DFnに対して備えており、陸上局からの給電（図示せず）により、全てのモジュール20の光アンプ21,22はアクティブ状態（発光状態）にある。この光中継器200では、モジュール（サブシステム）単位に光海底端局装置1から送信される監視要求信号SVCを受信し、監視応答信号SVRを光主信号に重畳する制御部26を有している。

具体的には、光主信号を光カプラ23により、光アンプ21と制御部26とに分岐する。制御部26では、変調信号である監視要求信号SVCを復調して、光中継器アドレスの認証を行う。この監視要求信号SVCにおける光中継器アドレスに該当する光中継器は、監視要求信号SVCで要求されたパラメータのモニタ情報を監視信号SV（監視応答信号SVR）として、受信側（端局300から端局100の方向）の光アンプ22の励起LDの励起電流を調整し、以て光アンプ22の出力信号に振幅変調を掛ける。なお、25,27, 29は光カプラである。

このとき、仮に光アンプ22への入力信号がない場合（端局300からの光主信号が接続されていない場合）においても、光アンプ22から発生する雑音光(Autonomous Sponteniou Emission: ASE)に対して変調を掛けることで、監視応答信号SVRを端局100の光海底端局装置1に送ることが可能である（ステップS31）。
＜ステップS4：光海底端局装置1＞
光中継器200からの監視応答信号SVRは、端局100における光海底端局装置1の監視対象となるファイバを選択する光スイッチ16にパッド14a〜14nを介して入力される。また、主信号光ファイバLFの受信はカプラ11及び光アンプ12を経由して波長分割分離部(WDM)13に送られ、主信号受信部14に各波長毎に分岐される。

光スイッチ16においては、保守プロセッサ8からスイッチコントローラ17を経由して選択信号SSが与えられているので、この選択信号SSが示す監視対象の所望のダークファイバからの光主信号が選択されて監視信号抽出部15に送られる。この監視対象の所望のダークファイバには、主信号伝送路である光ファイバLFも含まれる。監視信号抽出部15では変調された監視応答信号SVRを復調し、モニタ結果を保守プロセッサ8を経由してネットワーク監視装置2に伝える（ステップS41）。

なお、スイッチコントローラ17から与えられる選択信号SSは、全てのダークファイバDF1〜DFnを順次選択する信号でもよいし、或いは一本の特定のダークファイバか、或いは部分的な一部の複数のダークファイバを順次選択するものであってもよい。

ネットワーク監視装置2では監視結果の指示・解析・保存を行う（ステップS51）。

・実施例(1b)：図4
上記の実施例(1a)の場合には、光カプラ7からの主信号を光カプラ10によって、全てのダークファイバDF1〜DFnに共通に送出したが、この実施例(1b)の場合には、光カプラ10の代わりに光スイッチ10aを用い、この光スイッチ10aに対して、スイッチコントローラ17で発生された選択信号SSを同時に入力するようにしている。

これによって、全てのダークファイバDF1〜DFnに光主信号を送るのではなく、光スイッチ10aで監視対象として選択する所望のダークファイバに対してのみ光主信号を送出することになる。

・実施例(2a)：図5
この実施例(2a)は、上記の実施例(1a),(1b)に対して監視信号生成部9を用いず、その代わりに監視専用波長信号生成部18を用い、且つこの監視専用波長信号生成部18で生成された監視専用波長の監視信号を光カプラ7aで光主信号と合波する点が異なっている。監視専用波長信号生成部18は、保守プロセッサ8と光カプラ7aとの間で、レーザダイオード(LD)18_1と、光アンプ18_2と、可変光減衰器18_3とを直列接続したものである。

すなわち、上記の実施例(1a),(1b)の場合には、光主信号を監視信号SVCによって振幅変調しているのに対し、この実施例(2a)では、可変光減衰器6において変調は行わず、監視専用波長の監視信号SVCを、可変光減衰器6からの光主信号に対して光カプラ7aにおいて合波すると共に、この合波した光主信号を、この光カプラ7aで主信号光ファイバLFと光カプラ10とに分岐させているものである。

従って、この場合の光中継器200は、図3に示す制御部26が監視専用波長の監視信号を波長分離する機能を備えている。ただし、この光中継器200から送出される監視応答信号SVRにより、図3に示した光アンプ22の出力側の励起LDの駆動電流の調整で光主信号を振幅変調しており、上記の実施例(1a),(1b)と同様に処理されることになる。

・実施例(2b)：図6
この実施例(2b)においては、上記の実施例(1b)において、上記の実施例(1a)と(2a)の関係と同様に、監視信号生成部9を用いる代わりに監視専用波長信号生成部18を用い、この出力信号SVを光カプラ7aに送り、且つ光スイッチ10aに分岐させる点が異なっているだけである。

従って、監視専用波長の監視信号SVCが監視専用波長信号生成部18で生成され、光カプラ7aに送られた後、この光カプラ7aで分岐された後、光スイッチ10aにおいて上記の実施例(1b)と同様にスイッチコントローラ17からの選択信号SSによって監視すべき所望のダークファイバのみに光主信号が送られるようになる。

これ以外の動作は上記の実施例(1b)と同様である。

・各方式のメリット
(1)主信号分岐方式：監視専用波長を利用しないため、有効波長帯域をフルに主信号帯域として利用できる。

(2)専用波長分岐方式：主信号に対して変調を掛けないため、主信号への伝送劣化の影響が少ない。

なお、本発明は、上記実施例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。

本発明に係る伝送路（例えばダークファイバ）監視装置の実施例(1a)を示したブロック図である。上記の実施例(1a)の処理動作を示したシーケンス図である。本発明に用いられる従来から知られた光中継器の構成を示したブロック図である。本発明に係る伝送路監視装置の実施例(1b)を示したブロック図である。本発明に係る伝送路監視装置の実施例(2a)を示したブロック図である。本発明に係る伝送路監視装置の実施例(2b)を示したブロック図である。従来技術による伝送路監視装置を示したブロック図である。

符号の説明

1 光海底端局装置(SLTE)
2 ネットワーク監視装置(NMS)
3 主信号送信部
4 波長分割多重部(WDM)
5, 12, 18_2, 21, 22 光アンプ
6, 18_3 可変光減衰器（アッテネータ）
7, 7a, 10, 11, 23, 25, 27, 29 光カプラ
8 保守プロセッサ(MP)
9 監視信号生成部
13 波長分割分離部(WDM)
14 主信号受信部
14a〜14n パッド
15 監視信号抽出部
10a, 16 光スイッチ
17 スイッチコントローラ
18 監視専用波長信号生成部
20_0, 20_1〜20_n モジュール
26 制御部
100, 300 端局
200, 200_1, 200_2, 200_j, 200_k 光中継器(REP)
LF 主信号光ファイバ（ファイバ対）
DF1〜DFn 光伝送路又はダークファイバ（ファイバ対）
CMD 監視要求コマンド
SV 監視信号
SVC 監視要求信号
SVR 監視応答信号
CS 切替制御信号
SS 選択信号
LD レーザダイオード
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims

主信号光伝送路中に設置された光中継器の内の一つで応答される監視信号を光主信号に重畳して該主信号光伝送路に送出する第1ステップと、
該主信号光伝送路と平行して設けられ、該主信号光伝送路中の光中継器に対応して光中継器が設置された別の光伝送路に該主信号光伝送路と平行して該光主信号を流す第2ステップと、
該別の光伝送路の内、監視すべき所望の光伝送路からの光主信号を選択する第3ステップと、
該選択された光主信号から該監視信号を抽出する第4ステップと、
を備えたことを特徴とする伝送路監視方法。
請求項1において、
該第1ステップが、監視要求コマンドから該監視信号を生成し、該監視信号で該光主信号を変調するステップを含むことを特徴とする伝送路監視方法。
請求項1において、
該第1ステップが、監視要求コマンドから監視専用波長の該監視信号を生成して、該光主信号に合波するステップを含むことを特徴とする伝送路監視方法。
請求項1において、
該主信号光伝送路及び該別の光伝送路が、光海底ケーブルを構成する一対の光ファイバであり、該別の光伝送路がダークファイバであることを特徴とする伝送路監視方法。
主信号光伝送路中に設置された光中継器の内の一つで応答される監視信号を光主信号に重畳して該主信号光伝送路に送出する第1手段と、
該主信号光伝送路と平行して設けられ、該主信号光伝送路中の光中継器に対応して光中継器が設置された別の光伝送路に該主信号光伝送路と平行して該光主信号を流す第2手段と、
該別の光伝送路の内、監視すべき所望の光伝送路からの光主信号を選択する第3手段と、
該選択された光主信号から該監視信号を抽出する第4手段と、
を備えたことを特徴とする伝送路監視装置。
請求項５において、
該第1手段が、監視要求コマンドから該監視信号を生成し、該監視信号で該光主信号を変調する手段を含むことを特徴とする伝送路監視装置。
請求項５において、
該第1手段が、監視要求コマンドから監視専用波長の該監視信号を生成して、該光主信号に合波する手段を含むことを特徴とする伝送路監視装置。
請求項５において、
該主信号光伝送路及び該別の光伝送路が、光海底ケーブルを構成する一対の光ファイバであり、該別の光伝送路がダークファイバであることを特徴とする伝送路監視装置。