JP5752576B2 - 光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の光伝送装置が光ファイバ伝送路および光増幅器を介して多段に接続される光伝送システムにおいて、光伝送装置の光信号の経路切替または経路設定に伴う光増幅器の過渡応答の累積を抑圧する光伝送システムに関する。

光伝送システムでは、複数の光信号の経路を自在に設定し、切り替えを行うための光伝送装置が用いられる。光伝送装置は、複数の入出力ポート間で光信号の切替接続を行うスイッチ部を基本構成とし、スイッチ部の制御によって任意の入出力ポート間を一意に接続し、さらに要求に応じてこれらの接続組み合わせの変更を可能とする。この光伝送装置のスイッチ部には、構成の簡易さ、コスト、信頼性の観点から光信号を電気信号に変換せずにそのまま切り替えを行う光スイッチを用いることが多い。

図５は、光伝送装置の構成例を示す。
図５において、入出力ポート数をｎとすると（ｎは２以上の整数）、１つの光伝送装置１０には入出力ポートにｎ本の光ファイバ伝送路が接続される。また、波長多重伝送を行う場合に波長多重数をｍとすると（ｍは２以上の整数）、ｎ本の光ファイバ伝送路の光信号は、光分波器１１を介してそれぞれｍ本の光信号に分離され、光スイッチ１２の（ｍ×ｎ）本の入力ポートに接続される。さらに、光伝送装置１０でクライアント信号が入出力される場合、ｋ本のＡddポートから入力するクライアント信号が光スイッチ１２のｋ本の入力ポートに接続される（ｋは１以上の整数）。光スイッチ１２は、これら（ｍ×ｎ＋ｋ）本の光信号をクロスコネクトして（ｍ×ｎ＋ｋ）本の出力ポートに出力する。このうち、（ｍ×ｎ）本の光信号は光合波器１３でそれぞれｍ本の光信号が波長多重され、ｎ本の光ファイバ伝送路にそれぞれ出力されるとともに、ｋ本のクライアント信号はDropポートに出力される。

また、光伝送装置１０は、外部の経路制御装置から送信される経路情報を経路制御部１４に受信し、経路制御部１４がその経路情報に応じて光スイッチ１２の経路切替／経路設定を行う手順になっていた（特許文献１）。

特開２０００−４４６０号公報 特開２０１１−４３０４号公報

複数の光伝送装置が光ファイバ伝送路および光増幅器を介して多段に接続される光伝送システムでは、光ファイバ伝送路中の総和光電力は波長多重数に応じて変化することになるが、光ファイバ伝送路中を伝搬する各波長の光信号レベルは一定に保たれる必要がある。それは、光信号レベルの低下は光信号対雑音比の低下を招く一方で、光信号レベルの増加は光ファイバの非線形光学効果による劣化を招く可能性があるためである。したがって、光ファイバ伝送路で用いられる光増幅器は、各波長の光信号レベルを一定に保つための自動利得制御回路を備えることが一般的である。ただし、このような自動利得制御回路を備えた光増幅器は、入力光信号強度が急速に変動した場合に過渡応答を生ずることが知られている。

図６に示すように、複数の光伝送装置１０−１〜１０−３が光ファイバ伝送路および光増幅器を介して多段に接続される光伝送システムでは、各光伝送装置の経路切替／経路設定に伴って発生する光増幅器の過渡応答が後続の光増幅器で増幅され、許容レベルを超えると後段の受信装置や伝送路内の光素子を破損するおそれや、伝送中の他信号の強度変動による信号品質に影響を与えるおそれがあった。

光伝送装置１０−１〜１０−３の経路切替／経路設定に伴う過渡応答の伝搬例を図８に示す。ここでは、各光伝送装置の経路切替／経路設定を同時に行ったときに、光伝送装置１０−１の経路切替／経路設定に伴う過渡応答を含む光信号の伝搬の様子を示す。

光伝送装置１０−１の経路切替／経路設定に伴う過渡応答を含む光信号は、伝搬遅延時間後に次の光伝送装置１０−２に到達する。このとき、光伝送装置１０−２ではすでに経路切替／経路設定を終了しており、光伝送装置１０−２の後段の光増幅器は光伝送装置１０−１から到着した過渡応答を含む光信号を単純に増幅する。後続する光伝送装置でも同様であるので、過渡応答を含む光信号の増幅は累積され、最終的には非常に大きな過渡応答が生じ、後段の光素子の破損や他信号の強度変動を引き起こすレベルに達する。

このような問題に対して、光伝送装置間の伝送遅延時間が既知の場合に、当該伝搬遅延時間を考慮して過渡応答の累積が生じないように経路切替タイミングを遅延させる技術が提案されている（特許文献２）。しかし、この技術では、各光伝送装置間の時刻同期や伝搬遅延時間を正確に見積もることが必須であった。さらに、保守者が経路設定をする際に、これまで必要としなかった経路切替時間の設定や経路切替順番を設定することによる作業量の増大が予想されていた。

一方、激甚災害が発生した時のように大規模障害時の対応としては、保守者の設定稼働の多寡が全体の障害復旧時期に大きな影響を与えるため、設定稼働の抑制が必要になっている。

本発明は、光ファイバ伝送路および光増幅器を介して伝送される光信号が光伝送装置の経路切替／経路設定によって増減する光伝送システムにおいて、経路切替／経路設定に伴う光増幅器の過渡応答の累積を抑圧することができる光伝送システムを提供することを目的とする。

第１の発明は、光ファイバ伝送路および光増幅器を介して伝送される光信号を入出力し、複数の入出力ポート間で光信号の経路切替または経路設定を行う複数の光伝送装置を含む光伝送システムにおいて、光伝送装置は、各入力ポートに入力する光信号の光強度を波長ごとに検知する光モニタ手段と、光信号の波長ごとに光強度を検知してから所定の遅延時間後に当該波長の光信号の経路切替または経路設定を実行する制御手段とを備える。

第２の発明は、光ファイバ伝送路および光増幅器を介して伝送される光信号を入出力し、複数の入出力ポート間で光信号の経路切替または経路設定を行う複数の光伝送装置を含む光伝送システムにおいて、光伝送装置は、入力ポートごとに光信号の波長と光強度をモニタする光モニタ手段と、光モニタ手段のモニタ出力により、入力ポートに入力する光信号の光強度を検知し、かつ当該入力ポートに入力する光信号の波長が経路切替または経路設定を行う経路情報と整合するときに、光信号の光強度を検知してから所定の遅延時間後に当該光信号の経路切替または経路設定を実行する制御手段とを備える。

本発明の光伝送システムは、各入力ポートの光モニタ手段から光信号検知の通知を受けた後に、当該光信号の経路切替／経路設定を実行することにより、入力光信号の過渡応答部分は伝搬せずに消滅する。すなわち、個々の光伝送装置の経路切替／経路設定に伴う過渡応答が光増幅器で累積増幅されることがなくなるので、光信号の過渡応答が増幅を繰り返して許容レベルを超える事態を回避し、安全な光伝送システムを構築することができる。

本発明の光伝送システムおよび光伝送装置の構成例を示す図である。 光伝送装置における経路切替／経路設定のタイミングを示すタイムチャートである。 経路切替／経路設定の処理手順を示すフローチャートである。 光モニタ部１５の構成例を示す図である。 光伝送装置の構成例を示す図である。 経路切替／経路設定に伴う過渡応答の伝搬例を示す図である。 経路切替／経路設定に伴う過渡応答の伝搬例を示すタイムチャートである。

図１は、本発明の光伝送システムおよび光伝送装置の構成例を示す。
図１(1) に示す光伝送システムは、複数の光伝送装置１０−１〜１０−３が光ファイバ伝送路および光増幅器を介して多段に接続される構成である。経路制御装置２１は、各光伝送装置１０−１〜１０−３の各経路情報を、各光伝送装置１０−１〜１０−３にそれぞれ所定の制御回線を介して個別に送信する。

光伝送装置１０は、図１(2) に示すように、入力ポートに対応する光分波器１１、光スイッチ１２、出力ポートに対応する光合波器１３、経路制御装置２１から送信された経路情報を受信し、それに応じて光スイッチ１２の経路切替／経路設定の制御を行う経路制御部１４を備える。これらの基本的な機能は従来構成と同様である。なお、ここに示す光伝送装置１０の構成は一例であり、光分波器１１、光スイッチ１２、光合波器１３に代えて、例えば入力ポート側に光カプラ、出力ポート側に波長選択スイッチ（ＷＳＳ）、ＡddポートおよびDropポートにそれぞれ波長合分波機能を有するＡdd部およびDrop部を備えてそれぞれを接続する構成や、入力ポート側の光カプラに代えてＷＳＳを備える構成などがある。いずれも、光伝送装置１０に入出力する波長多重光信号を波長単位に経路切替／経路設定を行うことができる構成である。

本発明の特徴は、光伝送装置１０の各入力ポートに入力する光信号を検知して経路制御部１４に通知する光モニタ部１５を備え、経路制御部１４は経路制御装置２１から送信された経路情報を受信したときに経路切替／経路設定の待機状態に遷移し、各入力ポートの光モニタ部１５から光信号検知の通知を受けた後に、当該光信号の経路切替／経路設定を実行するように光スイッチ１２を制御するところにある。

図２は、光伝送装置における経路切替／経路設定のタイミングを示す。
図２において、光伝送装置１０−１の経路切替／経路設定に伴う過渡応答を含む光信号は、伝搬遅延時間後に次の光伝送装置１０−２に到達し、光伝送装置１０−２の光モニタ部１５で検知され、経路制御部１４に通知される。このとき、光伝送装置１０−２の経路制御部１４は、経路制御装置２１から送信された経路情報を受信して経路切替／経路設定の待機状態になっており、入力光信号の過渡応答部分は伝搬せずに消滅する。光信号検知の通知を受けた経路制御部１４は、所定の遅延時間後に光スイッチ１２の経路切替／経路設定を実行する。なお、所定の遅延時間は、入力光信号の過渡応答がほぼ収束する時間とする。これにより、光伝送装置１０−２の後段の光増幅器では、経路切替／経路設定に伴う過渡応答が新たに発生し、次の光伝送装置１０−３に到達するが、光伝送装置１０−３においても当該過渡応答部分は伝搬せずに消滅する。

このように、個々の光伝送装置の経路切替／経路設定に伴う過渡応答が隣接する光伝送装置間で伝搬されるのみとなり、経路切替／経路設定に伴う過渡応答が光増幅器で累積増幅されることはなくなる。よって、従来の各光伝送装置の経路切替／経路設定を同時に行ったときのように、光信号の過渡応答が増幅を繰り返して許容レベルを超える事態を回避し、安全な光伝送システムを構築することができる。

図３は、光伝送装置における経路切替／経路設定の処理手順を示す。
図３において、経路制御部１４は、経路情報を入力し、光スイッチ１２の経路切替／経路設定の待機状態へ遷移する（Ｓ１）。光モニタ部１５は入力する光信号を監視し、光信号の入力を検知すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、当該光信号入力の情報を経路制御部１４に通知する（Ｓ３）。経路制御部１４は、当該検知通知を受けると、所定の遅延時間後に光スイッチ１２の経路切替／経路設定を実行する（Ｓ４）。これにより、光伝送装置に入力した光信号は前段の光増幅器における過渡応答部分を含まず、経路情報に応じた経路切替／経路設定の出力ポートから出力される。

ところで、光モニタ部１５は、光伝送装置に入力する波長多重光信号（ＷＤＭ光）の光強度をモニタする場合には、図４(1) に示すように、１つの光パワーメータにより対応することができる。この場合には、ＷＤＭ光の各波長の入力に応じて経路切替／経路設定が同時に実行されることになる。

一方、ＷＤＭ光の各波長の光強度を個別にモニタする場合には、図４(2) に示すように、ＷＤＭ光を各波長に分波する光分波器と各波長に対応する光パワーメータにより対応することができる。この場合には、ＷＤＭ光の各波長の入力に応じて経路切替／経路設定をそれぞれ個別に実行することができる。あるいは、図１に示す光分波器１１の出力側に各波長に対応する光パワーメータを接続してもよい。また、入力ポートにＷＳＳが配置される構成では、ＷＳＳの空きポートに光パワーメータを接続し、ＷＳＳを制御してモニタする波長を空きポートから光パワーメータに入力し、当該モニタ光の入力を検知してからＷＳＳの経路設定を行うようにしてもよい。

また、図３のステップＳ３において、光モニタ部１５は、光信号入力の検知情報とともに入力波長も経路制御部１４へ通知し、経路制御部１４において入力ポートごとに経路情報と入力波長の照合を行い（Ｓ11）、一致する場合にステップＳ４の光スイッチ１２の経路切替／経路設定を実行するようにしてもよい。ここで、入力ポートごとに経路情報と入力波長が不一致の場合には、光信号の経路に誤りが生じているので、オペレータにエラー通知を行ってもよい（Ｓ12）。

なお、光モニタ部１５は、光伝送装置１０の構成に応じて、またＷＤＭ光の検知か各波長の検知かに応じて、接続する位置および構成を適宜調整してもよい。また、光モニタ部１５は、図１に示すように入力ポートごとに設ける他に、各入力ポートからの光信号を光スイッチを順次切り替えて１つの光モニタ部に接続する構成としてもよい。

１０ 光伝送装置
１１ 光分波器
１２ 光スイッチ
１３ 光合波器
１４ 経路制御部
１５ 光モニタ部
２１ 経路制御装置

Claims (2)

1. 光ファイバ伝送路および光増幅器を介して伝送される光信号を入出力し、複数の入出力ポート間で光信号の経路切替または経路設定を行う複数の光伝送装置を含む光伝送システムにおいて、
   前記光伝送装置は、各入力ポートに入力する光信号の光強度を波長ごとに検知する光モニタ手段と、前記光信号の波長ごとに光強度を検知してから所定の遅延時間後に当該波長の光信号の経路切替または経路設定を実行する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 光ファイバ伝送路および光増幅器を介して伝送される光信号を入出力し、複数の入出力ポート間で光信号の経路切替または経路設定を行う複数の光伝送装置を含む光伝送システムにおいて、
   前記光伝送装置は、入力ポートごとに前記光信号の波長と光強度をモニタする光モニタ手段と、前記光モニタ手段のモニタ出力により、前記入力ポートに入力する光信号の光強度を検知し、かつ当該入力ポートに入力する光信号の波長が経路切替または経路設定を行う経路情報と整合するときに、前記光信号の光強度を検知してから所定の遅延時間後に当該光信号の経路切替または経路設定を実行する制御手段とを備えた
   ことを特徴とする光伝送システム。

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