JP5267899B2

JP5267899B2 - 波長多重光伝送システム並びに波長多重光伝送方法

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Publication number: JP5267899B2
Application number: JP2007086049A
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Inventors: 清人小林
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Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008245162A

Description

本発明は、波長多重光伝送システム並びに波長多重光伝送方法に関し、特に四光波混合などの伝送品質に影響を与える非線形現象を回避することのできる波長多重光伝送システム並びに波長多重光伝送方法を提供する。

本発明に関する現時点での技術水準をより十分に説明する目的で、本願で引用され或いは特定される特許、特許出願、特許公報、科学論文等の全てを、ここに、参照することでそれらの全ての説明を組入れる。

従来、波長多重ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送は他の方式に比較して長距離大容量化を低コストで実現できるため、バックボーン伝送に用いられることが多い。このような用途で使用する場合、長距離化のためには送信電力を上げることが得策であり、そのために一般的には送信局で光増幅器を用いる。

図１に従来の波長多重ＷＤＭ伝送における送信局４と伝送路８と受信局６とからなる波長多重光伝送システム２の構成を示す。送信局４は、ｎ個の異なる波長のキャリアに信号を載せて送信する光送信部１０と、その出力信号光を送信するｎ個の光送信部１０の光信号を合波してＷＤＭ信号とする合波部１２と、合波部１２の出力に接続されてＷＤＭ信号を増幅する光増幅部１４と、光増幅部１４の出力に接続されてＷＤＭ信号を一部分岐する光分岐１６と、光分岐１６の出力を検出する光電力検出部１８と、光電力検出部１８とも接続されて光増幅部１４の増幅度を制御する利得制御部２０とを備える。光分岐１６のもう一方の出力が光伝送路８である光ファイバに接続される。光ファイバの他端は受信局６と接続されるが、受信局６の内部では、ＷＤＭ信号を各光信号に分波する分波部２２と接続される。分波部２２は分波された信号毎にｎ個の光受信部２４に接続される。

ここで、光送信部１０の出力や光増幅部１４の出力である送信電力をある閾値以上に大きくすると光ファイバ中の非線形現象が顕著に現れ始め、特にＷＤＭ伝送ではパラメトリック過程による複数波長の相互作用で発生する四光波混合ＦＷＭ（Four Wave Mixing）がお互いの信号のノイズ源となり伝送品質が劣化する問題があった。

この問題の第一の回避策はＦＷＭ発生閾値よりも１波長当たりの送信電力を低くして伝送することである。ただし、従来の方法では送信電力が固定されている。ＦＷＭ閾値は伝送媒体の光ファイバ種類や伝送路の状態に大きく依存するため従来はＦＷＭ閾値に対してマージンを大きく取らざるを得なかった。そのため、送信電力を十分に高められず伝送ロスバジェットに余裕が無いため伝送距離の制限となっていた。このような状況の改善のために個々の状況に送信電力を最適化する場合はその都度送信局の設計を変えなければならず、そのため品種数の増大による運用コスト増加と生産効率の低下を招いていた。

この問題の他の回避策はＷＤＭの波長間隔を広げてＦＷＭの発生を抑制することである。しかしＷＤＭの波長使用効率が低下するため伝送容量が少なくなってしまう問題があった。

これに対して、特許文献１では、波長分割多重伝送を行う光伝送装置において光ファイバ中で発生するＦＷＭに起因する伝送品質劣化の低減方法を提供するとともに、波長多重密度に制限を受けないために、第１の光ファイバから受信した波長多重光を増幅する光アンプと、前記光アンプからの波長多重光の強度を制御する励起光源と、前記励起光源からの励起光を前記光アンプへ入力する多重部と、前記光アンプにて増幅された波長多重光を第２の光ファイバへ出力する光伝送装置であって、前記第２の光ファイバによって接続された受信側の光伝送装置にて観測されたＦＷＭクロストークが予め定めた目標値以下となるよう、前記励起光源から出力される励起光の前記光アンプに対する作用量を制御するものを提案している。

また、特許文献２では、波長分散及び非線形性を補償して長距離伝送を可能にする光ファイバ通信のための方法並びにその方法の実施に使用するために、（ａ）可変の光パワーを有する光信号を光ファイバ伝送路へ送出する装置を提供するステップと、（ｂ）上記光ファイバ伝送路により伝送された光信号を電気信号に変換するステップと、（ｃ）上記電気信号の波形劣化に関連するパラメータを検出するステップと、（ｄ）上記電気信号の波形劣化が改善されるように上記検出されたパラメータに基づき上記光パワーを制御するステップとを備えている方法を提案している。

さらに、特許文献３では、大容量伝送を可能にするために伝送条件の最適化の技術を提供し、さらに大容量伝送を可能にするための光多重化の実用化のための周辺技術を備えるために、光信号を生成する光送信部と、該光送信部が生成した光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路により伝送された光信号を認識する光受信部と、該光信号の特性値及び該光伝送路の特性値の少なくともいずれか一方を調節することによって、該光信号の特性を該光伝送路の特性に適合させるに適した特性調節手段とを具備するものを提案している。

特開２００３−２３４７０１号公報特開２０００−３１９００号公報特開平０８−３２１８０５号公報

ここで、これらの特許文献では、光送信ブロックにおける光送信電力の最適な電力の調整方法が詳細には開示されておらず、具体的な手法としては提案されていない。そこで、出願人らはこれらの課題を具体的に解決すべく幾つかの手法を試みて以下の方法を提案するに至った。

現在の課題として、四光波混合などの伝送品質に影響を与える非線形現象の発生を防ぐために、伝送ロスバジェットに余裕がなく、不必要に光送信電力を下げることとなり、伝送距離の長距離化が認められないという課題となっていた。

さらに、非線形現象の中でもＦＷＭは波長間隔もまた不必要に広く維持するために、この点でも伝送ロスバジェットに余裕がない状態であるという課題を有している。

加えて、四光波混合などの伝送品質に影響を与える非線形現象の発生を防ぐために、伝送ロスバジェットに余裕がなく、不必要に光送信電力を下げることから、送信局側の構成部品種類が増大し、送信局のコストが高いという課題も有している。

そこで、本発明の目的は、光送信ブロックにおける光送信電力の最適な電力の調整方法を具体的に明らかにすることで上記の課題を解決することにある。

上記の課題を解決すべく本発明に係る波長多重光伝送システムは、波長多重光を送信する送信局と伝送路を介して前記送信局と接続される波長多重光を受信する受信局とを備える波長多重光伝送システムであって、前記送信局は、光信号を生成する光送信部と、前記光送信部が生成した光信号を合波する光合波部と、光合波部の出力信号を光増幅する光増幅部と、光増幅部の利得を制御する利得制御部と、前記受信局の受信状況に応じて前記送信局の送信出力を調整する送信出力調整部とを含み、前記受信局は、前記光送信局から送信された光信号を分波する光分波部と、分波された各信号をそれぞれ受信する光受信部と、前記光受信部が受信した受信光の非線形性を検出する非線形性検出部とを含み、前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が非線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を減少し、前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を増大する機能を有することを特徴とした波長多重光伝送システムであって、全ての波長においてエラー発生率があらかじめ設定された閾値以下であれば前記送信出力調整部は光送信部の送信電力ＰｏからＰｏ＋ΔＰに増加させ、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求め、逆に初回の測定において１波長でも前記閾値以上の伝送エラーが発生した場合は送信電力をＰｏからＰｏ−ΔＰに低減させて、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求めることを特徴とする。

前記送信出力調整部は、前記光送信部を制御することによって前記送信局の送信出力を調整してもよい。

前記送信局は、光増幅部の利得を制御する利得制御部を含み、前記送信出力調整部は、前記利得制御部を制御することによって前記送信局の送信出力を調整してもよい。

前記非線形性検出部は、光受信部で検出した伝送エラーを集計して全ての波長におけるエラー発生率が予め設定された閾値前後で、線形性の有無を判定してもよい。

前記非線形性検出部は、光送信局からの光信号を光分岐した信号の光波長の配置列において特定の測定用波長の信号を送信した場合にキャリア周波数の差分となる波長分だけシフトした位置での非線形性信号の有無によって、線形性の有無を判定してもよい。

本発明に係る第二の側面である波長多重光伝送方法は、波長多重光を送信する送信局と伝送路を介して前記送信局と接続される波長多重光を受信する受信局とを備える波長多重光伝送システムにおける波長多重光伝送方法であって、前記送信局は、光信号を生成する光送信部と、前記光送信部が生成した光信号を合波する光合波部と、光合波部の出力信号を光増幅する光増幅部と、前記受信局の受信状況に応じて前記送信局の送信出力を調整する送信出力調整部とを含み、前記受信局は、前記光送信局から送信された光信号を分波する光分波部と、分波された各信号をそれぞれ受信する光受信部と、前記光受信部が受信した受信光の非線形性を検出する非線形性検出部とを含み、前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が非線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を減少し、前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を増大する波長多重光伝送方法であって、全ての波長においてエラー発生率があらかじめ設定された閾値以下であれば前記送信出力調整部は光送信部の送信電力ＰｏからＰｏ＋ΔＰに増加させ、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求め、逆に初回の測定において１波長でも前記閾値以上の伝送エラーが発生した場合は送信電力をＰｏからＰｏ−ΔＰに低減させて、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求めることを特徴とする。

前記送信局は、光増幅部の利得を制御する利得制御部を含み、前記送信出力調整部は、前記利得制御部を制御することによって前記送信局の送信出力を調整する。

本発明に係る波長多重光伝送システム並びに波長多重光伝送方法の実施により、第１に伝送距離が長距離化する効果を有する。送信電力を最大化可能なためその分の伝送ロスバジェットに余裕が生まれ、より長距離の伝送が可能となる。

本発明の第２の効果は、伝送大容量化である。非線形現象の中でもＦＷＭは波長間隔が狭まるにつれて単調増加する。しかし第１の効果で説明した伝送ロスバジェットの余裕の範囲内でＷＤＭの波長間隔を詰めて大容量化を図ることが出来る。

本発明の第３の効果は、コストの低減である。送信電力をフレキシブルに調整できることによって送信局の構成部品の種類が減るため、運用コストの低減とＳＣＭの改善が見込める。

以下本発明の実施の形態について複数の実施例を用いて以下に説明する。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態が適宜変更され得るものである。

図２，３を用いて実施例１について説明する。

図２は、本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例１のブロックダイヤグラムを示す。

本発明に係る波長多重光伝送システム２は、図２に示すように送信局４と伝送路８と受信局６とからなる波長多重光伝送システム２の構成を示す。送信局４は、ｎ個の異なる波長のキャリアに信号を載せて送信する光送信部１０と、その出力信号光を送信するｎ個の光送信部１０の光信号を合波してＷＤＭ信号とする合波部１２と、合波部１２の出力に接続されてＷＤＭ信号を増幅する光増幅部１４と、光増幅部１４の出力に接続されてＷＤＭ信号を一部分岐する光分岐１６と、光分岐１６の出力を検出する光電力検出部１８と、光電力検出部１８とも接続されて光増幅部１４の増幅度を制御する利得制御部２０とを備える。光分岐１６のもう一方の出力が光伝送路８である光ファイバに接続される。光ファイバの他端は受信局６と接続されるが、受信局６の内部では、ＷＤＭ信号を各光信号に分波する分波部２２と接続される。分波部２２は分波された信号毎にｎ個の光受信部２４に接続される。光受信部２４は、分波された各波長の信号を受信し伝送エラーを検出する。伝送エラーの検出手法としては、予めデータ内容が判明している標本データを受信して、標本と受信データの差異から伝送エラーを検出する方法と、伝送データにＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）等の符号をデータに付して誤り率を検出する方法で検出される。

さらに、光受信部２４の出力は伝送エラー集計部２８に接続される。伝送エラー集計部２８は、ＦＷＭ等の非線形を起因とする伝送エラーを集計して最適化調整部２６に状況報告する機能を備える。具体的には、中央演算素子やメモリを内蔵して、各光受信部２４から伝送エラーを集計してメモリに格納するとともに、光送信部ごとに集計したデータを最適化調整部２６に転送する。

最適化調整部２６は受信局６からのフィードバック情報を受けて各波長の光送信部１０の送信電力を調整する。具体的には、伝送エラーが発生した場合は、一定の値の電力を減少し、伝送エラーが発生しない場合は、一定値の電力を断続的に増加させる。

なお、受信局２の伝送エラー集計部２８と送信局４の最適化調整部２６の間の情報の授受を主たる通信の媒体である伝送路８を介して行っても良い。また、別の通信回路として無線回線等を使用しても良い。

次に、図３に示す本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例１のフローチャートを用いて、波長多重光伝送システム２の動作である波長多重光伝送方法について詳細に説明する。

本実施例では、波長多重伝送システム２が通常運用に入る前に下記の送信電力校正手順に入る。校正手順前の初期状態において光送信部１０と光増幅部１４は停止している。次に最適化調整部２６が各光送信部１０の送信電力を初期値Ｐoになるように制御する（ＳＡ２、４）。

光増幅部１２はＷＤＭ信号の入力をトリガに利得一定制御で動作を開始する（ＳＡ６）。

一方最適化調整部２６は伝送エラー集計部２８に校正手順を開始したことを通知する（ＳＡ８）。受信局２では伝送エラー集計部２８が光受信部２４で検出した伝送エラーの集計をして、その結果を最適化調整部２６に送る（ＳＡ１０）。

ここで、エラー発生率をその閾値と比較する（ＳＡ１２）。

全ての波長においてエラー発生率があらかじめ設定された閾値以下であれば最適化調整部２６は光送信部１０の送信電力ＰoからＰo＋ΔＰに増加させ（ＳＡ１４）、再び伝送エラー集計部で伝送エラー集計を行う。これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求める。

逆に初回の測定において１波長でも前記閾値以上の伝送エラーが発生した場合は送信電力をＰoからＰo−ΔＰに低減させる（ＳＡ１６）。

しかる後に再び使用全波長についての伝送エラー集計を行う（ＳＡ１８）。これを繰り返すことにより、ＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生しなくなる送信電力を求める。以上によって送信電力の非線形閾値Ｐthを決定する（ＳＡ２０）。

通常運用においては光送信部１０の送信電力は上記校正手順で求めたＰthに対して制御精度マージンＭを差し引いたＰth−Ｍに設定される（ＳＡ２２）。以上の方法によりＦＷＭ等の非線形の影響回避可能な範囲で送信電力を最大化する。

本発明による第１の効果は伝送距離の長距離化である。送信電力を最大化可能なためその分の伝送ロスバジェットに余裕が生まれ、より長距離の伝送が可能となる。

第２の効果は伝送大容量化である。非線形現象の中でもＦＷＭは波長間隔が狭まるにつれて単調増加する。しかし第１の効果で説明した伝送ロスバジェットの余裕の範囲内でＷＤＭの波長間隔を詰めて大容量化を図ることが出来る。

第３の効果はコスト低減である。送信電力をフレキシブルに調整できることによって送信局の構成部品の種類が減るため、運用コストの低減とＳＣＭの改善が見込める。

図４，５を用いて実施例２について説明する。

図４は、本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例２のブロックダイヤグラムを示す。実施例１との異なる点は、最適化調整部２６による送信電力の制御を光送信部１０に対してではなく、利得制御部２０を介して光増幅部１４で行う点である。また、光分岐１６の出力を検出する光電力検出部１８は、最適化調整部２６に接続されて検出結果を伝達する。一方、光増幅部１４の増幅度を制御する利得制御部２０は最適化調整部２６と接続され、最適化調整部２６が利得制御部２０を制御し、利得制御部２０が光増幅部１４を制御する。

次に、図５に示す本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例２のフローチャートを用いて、波長多重光伝送システム２の動作である波長多重光伝送方法について詳細に説明する。

本実施例２では、波長多重伝送システム２が通常運用に入る前に下記の送信電力校正手順に入る。校正手順前の初期状態において光送信部１０と光増幅部１４は停止している。次に最適化調整部２６が利得制御部２０を介して光増幅部１４への送信電力を初期値Ｐo_allになるように制御する（ＳＢ２、４）。

光増幅部１２はＷＤＭ信号の入力をトリガに利得一定制御で動作を開始する（ＳＢ６）。

一方最適化調整部２６は同時に伝送エラー集計部２８に対して校正手順を開始したことを通知する（ＳＢ８）。受信局２では伝送エラー集計部２８が光受信部２４で検出した伝送エラーの集計をして、その結果を最適化調整部２６に送る（ＳＢ１０）。

ここで、エラー発生率をその閾値と比較する（ＳＢ１２）。

全ての波長においてエラー発生率があらかじめ設定された閾値以下であれば最適化調整部２６は光送信部１０の全送信電力Ｐo_allからＰo_all＋ΔＰに増加させ（ＳＢ１４）、再び伝送エラー集計部で伝送エラー集計を行う。これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求める。

逆に初回の測定において１波長でも前記閾値以上の伝送エラーが発生した場合は利得制御２０に対して送信電力をＰo_allからＰo_all−ΔＰに低減させる（ＳＢ１６）。

しかる後に再び使用全波長についての伝送エラー集計を行う（ＳＢ１８）。これを繰り返すことにより、ＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生しなくなる送信電力を求める。以上によって送信電力の非線形閾値Ｐthを決定する（ＳＢ２０）。

通常運用においては光送信部１０の送信電力は上記校正手順で求めたＰthに対して制御精度マージンＭを差し引いたＰth−Ｍに設定される（ＳＢ２２）。以上によりＦＷＭ等の非線形の影響回避可能な範囲で送信電力の最大化する。

図６，７，８を用いて実施例３について説明する。

図６は、本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例３のブロックダイヤグラムを示す。実施例１との異なる点は、受信局は受信したＷＤＭ信号を分岐する光分岐３０とＷＤＭ信号を各波長に分波する光分波部２２、分波された各波長の信号を受信する光受信部２４、光分岐のもう一方の出力を受けて光スペクトルを測定してＦＷＭの発生を検出する非線形検出部３２を備える点である。

次に、図８に示す本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例３のフローチャートを用いて、波長多重光伝送システム２の動作である波長多重光伝送方法について詳細に説明する。

本実施例では、波長多重伝送システム２が通常運用に入る前に下記の送信電力校正手順に入る。校正手順前の初期状態において光送信部１０と光増幅部１４は停止している（ＳＣ４）。

次に、図７に示すように最適化調整部２６がｎ個の波長から隣接した２波長λｍとλｍ＋１（ただし１≦ｍ≦ｎ−１、ここではλｍ＜λｍ＋１とする）を選択し、選択された波長の光送信部１０が送信電力初期値Ｐoで校正用の信号送信を開始する（ＳＣ６）。

光増幅部１２はＷＤＭ信号の入力をトリガに利得一定制御で動作を開始する（ＳＣ８）。

一方最適化調整部２６は非線形検出部１９に送信を開始した校正用信号波長の情報を送る（ＳＣ１０）。

受信局２では上記校正用信号波長の情報を受け取った非線形検出部１９が受信信号のスペクトル測定を開始する（ＳＣ１２）。

測定したスペクトルから送信波長λｍ、λｍ＋１のそれぞれのキャリア周波数の差分だけλｍの短波長側にずれた領域付近とλｍ＋１の長波長側に同じだけずれた領域付近を解析してＦＷＭに起因するピークが存在するか否かの情報を最適化調整部２６に送り、いずれであるかを判定する（ＳＣ１６，ＳＣ１８）。

上記測定を使用全波長で行い、ＦＷＭに起因するピークが検出されなかった場合に最適化調整部２６は光送信部１０の送信電力ＰoからＰo＋ΔＰに増加させる（ＳＣ１４）。再び工程ＳＣ１２において、使用全波長について同様のスペクトラム測定と解析を行う。これを繰り返すことによりＦＷＭ起因のピークが検出され始める直前の送信電力を求める。

逆に１箇所でもＦＷＭ起因のピークが検出された場合は送信電力をＰoからＰo−ΔＰに低減させる（ＳＣ２０）。

しかる後に再び使用全波長について同様のスペクトラム測定と解析を行う。これを繰り返すことにより、ＦＷＭ起因のピークが検出されなくなる送信電力を求める。これらのＦＷＭ発生限界送信電力をＰth_fwmとする（ＳＣ２２）。

第３の効果はコスト低減である。送信電力をフレキシブルに調整できることによって送信局の構成部品種類が減るため、運用コストの低減とＳＣＭの改善が見込める。

図９，１０を用いて実施例４について説明する。

図９は、本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例４のブロックダイヤグラムを示す。実施例３との異なる点は、最適化調整部２６による送信電力の制御を光送信部１０に対してではなく、利得制御部２０を介して光増幅部１４で行う点である。また、光分岐１６の出力を検出する光電力検出部１８は、最適化調整部２６に接続されて検出結果を伝達する。一方、光増幅部１４の増幅度を制御する利得制御部２０は最適化調整部２６と接続され、最適化調整部２６が利得制御部２０を制御し、利得制御部２０が光増幅部１４を制御する。

次に、図１０に示す本発明に係る波長多重光伝送システム２における実施例４のフローチャートを用いて、波長多重光伝送システム２の動作である波長多重光伝送方法について詳細に説明する。

本実施例では、波長多重伝送システム２が通常運用に入る前に下記の送信電力校正手順に入る。校正手順前の初期状態において光送信部１０と光増幅部１４は停止している（ＳＤ４）。

次に、図７に示すように最適化調整部２６がｎ個の波長から隣接した２波長λｍとλｍ＋１（ただし１≦ｍ≦ｎ−１、ここではλｍ＜λｍ＋１とする）を選択し、選択された波長の光送信部１０が送信電力初期値Ｐoで校正用の信号送信を開始する（ＳＤ６）。

光増幅部１２はＷＤＭ信号の入力をトリガに利得一定制御で動作を開始する（ＳＤ８）。

一方最適化調整部２６は非線形検出部１９に送信を開始した校正用信号波長の情報を送る（ＳＤ１０）。

受信局２では上記校正用信号波長の情報を受け取った非線形検出部１９が受信信号のスペクトル測定を開始する（ＳＤ１２）。

測定したスペクトルから送信波長λｍ、λｍ＋１のそれぞれのキャリア周波数の差分だけλｍの短波長側にずれた領域付近とλｍ＋１の長波長側に同じだけずれた領域付近を解析してＦＷＭに起因するピークが存在するか否かの情報を最適化調整部２６に送り、いずれであるかを判定する（ＳＤ１６，ＳＤ１８）。

上記測定を使用全波長で行い、ＦＷＭに起因するピークが検出されなかった場合に最適化調整部２６は光送信部１０の送信電力Ｐo_allからＰo_all＋ΔＰに増加させる（ＳＤ１８）。再び工程ＳＤ１２において、使用全波長について同様のスペクトラム測定と解析を行う。これを繰り返すことによりＦＷＭ起因のピークが検出され始める直前の送信電力を求める。

逆に１箇所でもＦＷＭ起因のピークが検出された場合は送信電力をＰoからＰo_all−ΔＰに低減させる（ＳＤ２０）。

しかる後に再び使用全波長について同様のスペクトラム測定と解析を行う。これを繰り返すことにより、ＦＷＭ起因のピークが検出されなくなる送信電力を求める。これらのＦＷＭ発生限界送信電力をＰth_fwmとする（ＳＤ２２）。

幾つかの好適な実施の形態及び実施例に関連付けして本発明を説明したが、これら実施の形態及び実施例は単に実例を挙げて発明を説明するためのものであって、限定することを意味するものではないことが理解できる。本明細書を読んだ後であれば、当業者にとって等価な構成要素や技術による数多くの変更および置換が容易であることが明白であるが、このような変更および置換は、添付の請求項の真の範囲及び精神に該当するものであることは明白である。

本発明による波長多重光伝送装置は、複数の異なる信号を異なる波長のキャリアに乗せて波長多重した後、媒体の光ファイバを通して送受信する伝送装置で、受信局側で検出した各種情報を元に送信局側の送信電力を調整して四光波混合などの伝送品質に影響を与える非線形現象を回避する方式を適用する。

本発明により、伝送ロスバジェットに余裕が発生して伝送距離を伸ばす、あるいは伝送品質を向上させることが可能になる。また、ＦＷＭの発生ぎりぎりまでＷＤＭの波長間隔を狭められるのでＷＤＭ伝送の大容量化を可能ならしめる。さらに、送信電力をフレキシブルに調整できることによって運用コストの低減とＳＣＭの改善が見込める。

従来例を説明するための波長多重光伝送システムのブロックダイヤグラムである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例１のブロックダイヤグラムである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例１のフローチャートである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例２のブロックダイヤグラムである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例２のフローチャートである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例３のブロックダイヤグラムである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例３のスペクトラムである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例３のフローチャートである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例２のブロックダイヤグラムである。本発明に係る波長多重光伝送システムにおける実施例２のフローチャートである

符号の説明

２波長多重光伝送システム
４送信局
８伝送路
６受信局
１０光送信部
１２合波部
１４光増幅部
１６光分岐
１８光電力検出部
２０利得制御部
２２分波部
２４光受信部
２６最適化調整部
２８伝送エラー集計部
３０光分岐
３２非線形検出部

Claims

波長多重光を送信する送信局と伝送路を介して前記送信局と接続される波長多重光を受信する受信局とを備える波長多重光伝送システムであって、
前記送信局は、
光信号を生成する光送信部と、
前記光送信部が生成した光信号を合波する光合波部と、
光合波部の出力信号を光増幅する光増幅部と、
光増幅部の利得を制御する利得制御部と、
前記受信局の受信状況に応じて前記送信局の送信出力を調整する送信出力調整部とを含み、
前記受信局は、
前記光送信局から送信された光信号を分波する光分波部と、
分波された各信号をそれぞれ受信する光受信部と、
前記光受信部が受信した受信光の非線形性を検出する非線形性検出部とを含み、
前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が非線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を減少し、前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を増大する機能を有することを特徴とした波長多重光伝送システムであって、
全ての波長においてエラー発生率があらかじめ設定された閾値以下であれば前記送信出力調整部は光送信部の送信電力ＰｏからＰｏ＋ΔＰに増加させ、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求め、
逆に初回の測定において１波長でも前記閾値以上の伝送エラーが発生した場合は送信電力をＰｏからＰｏ−ΔＰに低減させて、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求める波長多重光伝送システム。
前記送信出力調整部は、前記光送信部を制御することによって前記送信局の送信出力を調整する、請求項１に記載の波長多重光伝送システム。
前記送信局は、光増幅部の利得を制御する利得制御部を含み、
前記送信出力調整部は、前記利得制御部を制御することによって前記送信局の送信出力を調整する、請求項１に記載の波長多重光伝送システム。
前記非線形性検出部は、光受信部で検出した伝送エラーを集計して全ての波長におけるエラー発生率が予め設定された閾値前後で、線形性の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の波長多重光伝送システム。
前記非線形性検出部は、光送信局からの光信号を光分岐した信号の光波長の配置列において特定の測定用波長の信号を送信した場合にキャリア周波数の差分となる波長分だけシフトした位置での非線形性信号の有無によって、線形性の有無を判定することを特徴とする請求項１記載の波長多重光伝送システム。
波長多重光を送信する送信局と伝送路を介して前記送信局と接続される波長多重光を受信する受信局とを備える波長多重光伝送システムにおける波長多重光伝送方法であって、
前記送信局は、
光信号を生成する光送信部と、
前記光送信部が生成した光信号を合波する光合波部と、
光合波部の出力信号を光増幅する光増幅部と、
前記受信局の受信状況に応じて前記送信局の送信出力を調整する送信出力調整部とを含み、
前記受信局は、
前記光送信局から送信された光信号を分波する光分波部と、
分波された各信号をそれぞれ受信する光受信部と、
前記光受信部が受信した受信光の非線形性を検出する非線形性検出部とを含み、
前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が非線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を減少し、前記非線形性検出部の受信する非線形性情報が線形である場合、前記送信出力調整部が前記送信局の送信出力を増大する波長多重光伝送方法であって、
全ての波長においてエラー発生率があらかじめ設定された閾値以下であれば前記送信出力調整部は光送信部の送信電力ＰｏからＰｏ＋ΔＰに増加させ、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求め、
逆に初回の測定において１波長でも前記閾値以上の伝送エラーが発生した場合は送信電力をＰｏからＰｏ−ΔＰに低減させて、再び前記非線形性検出部で伝送エラー集計を行い、これを繰り返すことによりＦＷＭ等の非線形に起因する伝送エラーが発生し始める直前の送信電力を求める波長多重光伝送方法。
前記送信出力調整部は、前記光送信部を制御することによって前記送信局の送信出力を調整する、請求項６に記載の波長多重光伝送方法。
前記送信局は、光増幅部の利得を制御する利得制御部を含み、
前記送信出力調整部は、前記利得制御部を制御することによって前記送信局の送信出力を調整する、請求項６に記載の波長多重光伝送方法。
前記非線形性検出部は、光受信部で検出した伝送エラーを集計して全ての波長におけるエラー発生率が予め設定された閾値前後で、線形性の有無を判定することを特徴とする請求項６に記載の波長多重光伝送方法。
前記非線形性検出部は、光送信局からの光信号を光分岐した信号の光波長の配置列において特定の測定用波長の信号を送信した場合にキャリア周波数の差分となる波長分だけシフトした位置での非線形性信号の有無によって、線形性の有無を判定することを特徴とする請求項６記載の波長多重光伝送方法。