JP5887698B2

JP5887698B2 - 光合分岐装置及び光合分岐方法

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Publication number: JP5887698B2
Application number: JP2011045132A
Authority: JP
Inventors: 雄大中野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-03-02
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2031-03-02
Also published as: JP2012182725A

Description

本発明は、光合分岐装置及び光合分岐方法に関し、特に、光合分岐装置における障害対応技術に関する。

図１は、従来技術による光合分岐装置の構成の一例を示す図である。図１に示す光合分岐装置５０は、海底光ケーブルシステムに利用され、光中継器３１と光中継器３２との間に接続される。光合分岐装置５０は、中継器３１から入力される波長多重光信号通信の一部の波長多重光信号をアド／ドロップ局３０に分岐（ドロップ）するとともに、アド／ドロップ局３０からの波長多重光信号を、中継器３１と中継器３２を結ぶメインルートＸにおける波長多重光信号通信に挿入（アド）する。

図１に示す光合分岐装置５０は、光分波器５１、光フィルタ５２、光合波器５３を備える。光分波器５１は、海底ケーブル４１から入力された波長多重光信号３００（波長帯域：ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）を、メインルートＸ側及びドロップルートＹ側にそれぞれ強度分岐する。光フィルタ５２は、波長多重光信号３００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）から、メインルートＸに伝送される通信信号である波長帯域“ＢａｎｄＡ”の信号のみを抽出し、波長多重光信号３０１として出力する。光合波器５３は、光フィルタ５２から出力された透過信号（波長多重光信号３０１）と、海底ケーブル４４を介してアド／ドロップ局３０から出力された波長多重光信号３０３（波長帯域：ＢａｎｄＢ２）を合波し、波長多重光信号４００（波長帯域：ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ２）として海底ケーブル４２に出力する。

光合分岐装置５０から分岐された波長多重光信号３００は、海底ケーブル４３を介して光フィルタ４５に入力される。光フィルタ４５は、入力される波長多重光信号３００から波長帯域“ＢａｎｄＢ１”の信号のみを抽出し、波長多重光信号３０２（ＢａｎｄＢ１）としてアド／ドロップ局３０に出力する。一方、アド／ドロップ局３０は、海底ケーブル４４を介して波長多重光信号（波長帯域：ＢａｎｄＢ２）を光合分岐装置５０に挿入する。

以上のような構成により、光合分岐装置５０は、入力された波長多重光信号３００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）のうち、波長多重光信号３０２（ＢａｎｄＢ１）をメインルートＸから分岐（ドロップ）するとともに、アド／ドロップ局３０からの波長多重光信号３０３（ＢａｎｄＢ２）を、メインルートＸに挿入（アド）し、波長多重光信号４００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ２）として出力する。

しかし、図１に示すシステムにおいて、海底ケーブル４４が切断され、アド／ドロップ局３０からの波長多重光信号３０３（ＢａｎｄＢ２）が光合分岐装置５０に挿入されなくなった場合、海底ケーブル４２に伝送される信号の波長数が減少（帯域幅が減少）してしまう。この場合、波長多重光信号３０１（ＢａｎｄＡ）における各チャネルの信号光は、光中継器３２よって過大に増幅されるため、光中継器３２以降の伝送路における信号品質は劣化してしまう。

このような問題を解決するため、例えば、特開２００６−１８０４１７に、光合分岐装置において挿入される信号の光強度に応じて、メインルートから分岐された信号を再度メインルートに挿入することで、メインルートを介して入出力される信号の強度を維持する光アドドロップ装置が記載されている（特許文献１参照）。

図２は、特許文献１に記載の光合分岐装置の構成を示す図である。図２を参照して、特許文献１に記載の光合分岐装置６０は、波長多重光信号の一の信号（波長λ１）を分岐する光分岐スイッチ６１と、光伝送装置７０から出力された信号（波長λ１’）を当該波長多重光信号に挿入する光挿入スイッチ６２とを備える。又、アドドロップ装置６０は、光カプラ６３、光スイッチ６４、光アンプ６５、スイッチ制御回路６６、アンプ制御回路６７を更に備える。

光カプラ６３は、光分岐スイッチ６１によって分岐された信号（波長λ１）を伝送装置７０及び光スイッチ６４に出力する。光スイッチ６４は、光分岐スイッチ６１によって分岐された信号（波長λ１）と光伝送装置７０から入力された信号（λ１’）の一方を選択して出力する。光アンプ６５は、光スイッチ６４によって選択された信号を増幅して光挿入スイッチ６２に出力する。スイッチ制御回路６６は、光伝送装置７０から入力される信号（波長λ１’）の信号レベルを監視し、監視結果に応じて光スイッチ６４の選択動作を制御する。例えば、信号（波長λ１’）の信号レベルが規定値よりも低い場合、光スイッチ６４は、光カプラ６３からの信号（波長λ１）を選択出力し、規定値以上である場合、信号（波長λ１’）を選択出力する。アンプ制御回路６７は、光アンプ６５からの出力レベルを監視し、監視結果に応じて、光アンプ６５の増幅率を変更する。

以上のような構成により、特許文献１に記載の光合分岐装置６０は、光伝送装置７０から挿入される信号（波長λ１’）の信号レベルが規定値より低い場合、光伝送装置７０へ分岐出力した信号（波長λ１）をメインルートの波長多重光信号にループバックする。これにより、伝送装置７０と光合分岐装置６０との間の伝送路上に障害が発生しても、波長多重光信号のパワーレベル変動の発生を抑制することが可能となる。

しかし、特許文献１に記載の装置では、波長単位（単一チャネル）のループバック制御しかできないため、波長バンド単位（多チャネル）の挿入信号数（波長数）が変動したときの利得変動に対応することができない。又、波長バンド単位のループバック制御を行うように特許文献１に記載の装置を変更した場合、信号毎（チャネル毎）に光スイッチ６４、光アンプ６５、スイッチ制御回路６６、アンプ制御回路６７を設ける必要がある。このため、特許文献１に記載の技術を図１に示すシステムに適用する場合、障害回避のための装置の回路規模が大きくなってしまう。又、特許文献１では、伝送路に障害が発生した場合、ループバックされた信号レベルを増幅するための光アンプ６５を必要とするため、消費電力量が増大してしまう。

特開２００６−１８０４１７

本発明の目的は、波長多重光信号の分岐及び挿入を制御する光合分岐装置を有する光通信システムの通信品質の劣化を防止することにある。

本発明の他の目的は、波長多重光信号の分岐及び挿入を制御する光合分岐装置を有する光通信システムの通信品質を維持するためのコストの上昇を抑制することにある。

本発明による更に他の目的は、波長多重光信号の分岐及び挿入を制御する光合分岐装置の故障発生率を低減するとともに、光伝送システムの通信品質の劣化を防止することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための形態］で使用される番号・符号が付加されている。ただし、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。

本発明による光合分岐装置（１０）は、分波回路と第１可変減衰器（１７）と合波回路とを具備する。分波回路は、第１伝送路（４１）から入力された波長多重光信号（１００）を、周波数帯域の異なる第１波長多重光信号（１０１）と第２波長多重光信号（１０２）とに分波する。第１可変回路（１７）は、第２伝送路（４４）から入力された第３波長多重光信号（１０３）の光レベルに応じた損失量により、第２波長多重光信号（１０２）を減衰する合波回路は、第１可変減衰器（１７）を介して入力される第２波長多重光信号（１０２）と、第１波長多重光信号（１０１）と、第３波長多重光信号（１０３）とを合波して第３伝送路（４２）出力する。

本発明による光合分岐方法は、第１伝送路（４１）から入力された波長多重光信号（１００）を、周波数帯域の異なる第１波長多重光信号（１０１）と第２波長多重光信号（１０２）とに分波するステップと、第１可変減衰器（１７）が、第２伝送路（４４）から入力された第３波長多重光信号（１０３）の光レベルに応じた損失量により、第２波長多重光信号（１０２）を減衰するステップと、第１可変減衰器（１７）を介して入力される第２波長多重光信号（１０２）と、第１波長多重光信号（１０１）と、第３波長多重光信号（１０３）とを合波して第３伝送路（４２）に出力するステップを具備する。

以上のように、本発明による光合分岐装置（１０）は、第３波長多重光信号（１０３）の光レベルが低下しても、第２波長多重光信号（１０２）により第１伝送路（４１）と第３伝送路（４２）を結ぶメインルート上の波長数を維持することができる。これにより、第３伝送路上に光中継器が設けられたとしても波長数変動に伴う過大な増幅を防止することができる。

本発明によれば、波長多重光信号の分岐及び挿入を制御する光合分岐装置を有する光通信システムの通信品質の劣化を防止することができる。

又、波長多重光信号の分岐及び挿入を制御する光合分岐装置を有する光通信システムの通信品質を維持するためのコストの上昇を抑制することができる。

更に、波長多重光信号の分岐及び挿入を制御する光合分岐装置の故障発生率を低減するとともに、光伝送システムの通信品質の劣化を防止することができる。

図１は、従来技術による光合分岐装置の構成の一例を示す図である。図２は、従来技術による光合分岐装置の構成の他の一例を示す図である。図３は、本発明による光合分岐装置の第１の実施の形態における構成の一例を示す図である。図４は、本発明に係る波長多重光信号の使用波長帯域の一例を示す波長配置図である。図５は、本発明において監視対象となる波長多重光信号の光レベルと閾値との関係の一例を示す図である。図６は、本発明による光合分岐装置の第１の実施の形態における構成の他の一例を示す図である。図７は、本発明による光合分岐装置の第２の実施の形態における構成の一例を示す図である。図８は、本発明において監視対象となる波長多重光信号の光レベルと閾値との関係の他の一例を示す図である。図９は、本発明による光合分岐装置の第３の実施の形態における構成の他の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図面において同一、又は類似の参照符号は、同一、類似、又は等価な構成要素を示している。本実施の形態では、光通信システム（例示：海底光ケーブルシステム）に利用され、アド／ドロップ局に対する波長多重光信号のアド／ドロップを行う光合分岐装置を一例に説明する。

１．第１の実施の形態
図３から図６を参照して、本発明による光合分岐装置の第１の実施の形態における構成及び動作の詳細を説明する。図３は、本発明による光合分岐装置の第１の実施の形態における構成の一例を示す図である。

図３を参照して、本発明による光合分岐装置１０は、海底光ケーブルシステムに利用され、メインルートＸとなる海底ケーブル４１と海底ケーブル４２との間に設けられる。光中継器３１、３２はメインルートＸの光損失を補償するため、入力される波長多重光信号を増幅して次段の海底ケーブルに出力する。例えば、光中継器３１、３２は、海底ケーブルシステムにて一般的に使われる励起光一定制御によって中継器出力レベルがほぼ一定となる光アンプが好適である。

光合分岐装置１０は、光中継器３１から入力される波長多重光信号通信の一部の波長多重光信号をアド／ドロップ局３０に分岐（ドロップ）するとともに、アド／ドロップ局３０からの波長多重光信号を、光中継器３１と光中継器３２を結ぶメインルートＸにおける波長多重光信号通信に挿入（アド）する。以下、光合分岐装置１０からアド／ドロップ局３０へ波長多重光信号を取り出す（ドロップする）ためのルートをドロップルートＹと称し、アド／ドロップ局３０から光合分岐装置１０へ波長多重光信号を挿入（アド）するためのルートをアドルートＺと称す。

本実施の形態では、光合分岐装置１０は、波長帯域“ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１”の波長多重光信号１００から、ドロップルートＹに波長帯域“ＢａｎｄＢ１”の波長多重光信号１０２がドロップされる。又、メインルートＸには波長帯域“ＢａｎｄＡ”の波長多重光信号１０１が出力されるとともに、アドルートＺから波長帯域“ＢａｎｄＢ２”の波長多重光信号１０３が挿入される。図４は、本発明に係る波長多重光信号の使用波長帯域の一例を示す波長配置図である。図４を参照して、“ＢａｎｄＢ１”と“ＢａｎｄＢ２”は同一の波長帯域とし、“ＢａｎｄＡ”は“ＢａｎｄＢ１（Ｂ２）”と異なる波長帯域に配置することが好ましい。又、“ＢａｎｄＡ”の波長帯域内でない限り、“ＢａｎｄＢ１”と“ＢａｎｄＢ２”はそれぞれ別の波長帯域としてもよい。

図３に示す光合分岐装置１０は、光分波器１１、１２、１８、光フィルタ１３、１６、光合波器１４、１５、光可変減衰器１７、光検出器１９を備える。光中継器３１から出力された波長多重光信号１００（波長帯域：ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）は、海底ケーブル４１を介して光分波器１１に入力される。光分波器１１は、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）を強度分岐し、メインルートＸ側の光分波器１２とドロップルートＹ側の光フィルタ４５に出力する。光分波器１２は、メインルートＸ側に出力される波長多重光信号１００を強度分岐し、光フィルタ１３と光フィルタ１６に出力する。光フィルタ１３は、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）からメインルートＸの通信信号である波長帯域“ＢａｎｄＡ”のみを透過し、波長多重光信号１０１として光合波器１４に出力する。一方、光フィルタ１６は、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）から、ドロップルートＹにドロップする通信信号と同じ波長帯域“ＢａｎｄＢ１”のみを透過し、波長多重光信号１０２として光可変減衰器１７に出力する。波長多重光信号１０２は、光可変減衰器１７を介して光合波器１４に入力される。光可変減衰器１７は、波長多重光信号１０２の光レベル（光フィルタ１６の出力レベル）を減衰し、光合波器１４に対する波長多重光信号１０２の入力レベルを決定する。光可変減衰器１７による減衰量（損失量）は、光検出器１９からの制御信号１１０によって設定される。

光合波器１４は、光フィルタ１３からの出力信号と光可変減衰器１７からの出力信号とを強度合波して光合波器１５に出力する。一方、光分波器１８は、アド／ドロップ局３０から海底ケーブル４４を介して出力された波長多重光信号１０３（波長帯域：ＢａｎｄＢ２）を強度分岐し、光合波器１５と光検出器１９に出力する。例えば、光分波器１８は、波長多重光信号１０３のトータルパワーを所定の割合で強度分岐し、光合波器１５と光検出器１９に出力する。あるいは、光分波器１８は、波長多重光信号１０３における特定波長のチャネルパワーを所定の割合で強度分岐し、光合波器１５と光検出器１９に出力する。光合波器１５は、光合波器１４からの出力信号と、光分波器１８からの出力信号とを強度合波し、海底ケーブル４２を介して光中継器３２に出力する。

光検出器１９は、光分波器１８からの出力（波長多重光信号１０３）の光レベルを監視し、監視結果に応じた制御信号１１０を光可変減衰器１７に出力する。例えば、光検出器１９は、海底ケーブル４４を通る波長帯域全体から光分波器８によって切り取られた波長多重光信号１０３における波長範囲全体のトータルパワーを監視する。あるいは、光検出器１９は、海底ケーブル４４を通る特定の波長の光レベルを監視する。光検出器１９には、図５に示されるような閾値が設定され、監視光（例えば波長多重光信号１０３）の光レベルが閾値以上であるか否かを監視する。ここで設定される閾値は、波長多重光信号１０３の光合分岐装置１０への入力が遮断されたとみなし得る光レベルが設定されることが好ましい。

波長多重光信号１０３又は特定の波長の監視光の光レベルが閾値以上である場合、光検出器１９は、光可変減衰器１７の損失が最大（所定の値以上、好ましくは無限大）となるように制御する。これにより、光合波器１４への波長多重光信号１０２の入力は遮断され、光合波器１４は、波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）のみを光合波器１５に出力する。この場合、光合波器１５は、波長多重光信号１０１とアド／ドロップ局３０からの波長多重光信号１０３とを強度合波し、波長帯域が“ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ２”の波長多重光信号２００をメインルートＸの海底ケーブル４２に出力する。一方、波長多重光信号１０３の光レベルが閾値を下回る場合、光検出器１９は、光可変減衰器１７の損失が最小（所定の値より小さな値、好ましくは損失０）となるように制御する。これにより、光合波器１４には波長多重光信号１０２が入力され、光合波器１４は、波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）と波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）を強度合波した波長多重光信号２０１（波長帯域：ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）を出力する。光合波器１５は、波長多重光信号２０１と波長多重光信号１０３とを強度合波するが、波長多重光信号１０３の光レベルは閾値よりも低いため、実質的に波長帯域が“ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１”の波長多重光信号２０１をメインルートＸの海底ケーブル４２に出力することとなる。尚、光検出器１９に大きな閾値が設定された場合、当該閾値を下回る波長多重光信号１０３の光レベルが無視できない大きさ（実質的に０とみなせない大きさ）となる。この場合、光可変減衰器１７は、光合波器１５に入力される波長多重光信号１０３の大きさを考慮した減衰率で波長多重光信号１０２を減衰することが好ましい。例えば、光可変減衰器１７は、海底ケーブル４２におけるＢａｎｄＡのチャンネルパワーが海底ケーブル４４における障害前後で変化しないよう、海底ケーブル４２における“ＢａｎｄＢ１とＢａｎｄＢ２のトータルパワーを、当該障害前の波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）のチャネルパワーと一致するように調整する。

上述では、波長多重光信号１０３の光合分岐装置１０への入力が遮断されたとみなし得る光レベルが、閾値として設定され、波長多重光信号１０３の光レベルが閾値を下回る場合、光可変減衰器の損失を０とするように制御することを一例とした。しかし、閾値の大きさはこれに限らず、所定の光レベルが閾値として設定されても構わない。この場合、光合波器１５から出力される波長多重光信号のうち、メインルートＸにおける通信（ＢａｎｄＡ）以外の波長帯域の波長多重光信号の光レベルが当該閾値以上となるように、光可変減衰器１７の減衰量が設定されることが好ましい。例えば、図５を参照して、閾値が“ａ”に設定され、光検出器１９で監視された波長多重光信号１０３の光レベルが“ｂ”（ａ＞ｂ）である場合、光可変減衰器１７から出力される波長多重光信号１０２の光レベルを“ｂ−ａ”以上の“ｃ”とすることで、光合波器１５から出力される波長多重光信号２０１（波長帯域：ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１＋ＢａｎｄＢ２）から波長帯域“ＢａｎｄＡ”を除く波長帯域“ＢａｎｄＢ１＋ＢａｎｄＢ２）”の光レベルを閾値“ａ”以上とすることができる。

以上のような構成により、第１の実施の形態のおける光合分岐装置１０は、入力された波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）のうち、波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）をメインルートＸから分岐（ドロップ）するとともに、アド／ドロップ局３０からの波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）を、メインルートＸに挿入（アド）し、波長多重光信号２００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ２）として出力する。又、第１の実施の形態のおける光合分岐装置１０は、アド／ドロップ局３０から挿入される波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）の光レベル（光パワ）が閾値より低い場合、アド／ドロップ局３０へ分岐出力した波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）をメインルートＸの波長多重光信号に合波する。これにより、海底ケーブル４４やアド／ドロップ局３０の障害によって波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）が光合分岐装置１０に挿入されない場合でも、海底ケーブル４２に伝送する波長多重光信号の波長数（帯域幅）は減少しない。このため、中継器３２は、光波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）における各チャネルの信号光を過大に増幅することなく、光中継器３２以降の伝送路における通信品質を維持することができる。すなわち、本発明によれば、光合分岐装置１０とアド／ドロップ局３０との間の伝送路上に障害が発生しても、メインルートＸにおける波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）のパワーレベル変動が抑制され、通信品質の低下を防止することができる。

又、本発明では、減衰器を利用してメインルートＸ上の波長多重光信号に合波する波長多重光信号を決定しているため、回路規模を大きくすることなく波長バンド単位（多チャネル）の挿入信号数（波長数）の変動による利得変動に対応することが可能となる。更に、本発明では、メインルートＸにおける波長多重光信号１０１と波長多重光信号１０２の損失には大きな差がないため、メインルートＸ上の波長多重光信号に合波した波長多重光信号１０２を増幅する光アンプを必要としない。このため、本発明によれば、通信品質を維持するための動作に係る消費電力を低減することができる。又、従来技術のようにスイッチを設ける場合と異なり、減衰器を利用しているため、光スイッチのような機械動作するデバイスを利用せず構成が簡略化される。又、構成が簡単で故障率の高いデバイスが少ないため、故障の発生率が従来よりも低下する。このため、本発明による光合分岐装置１０を利用することで光伝送システムの信頼性を向上させることができる。

（動作）
次に、図３に示す光合分岐装置１０の動作の詳細を説明する。

先ず、海底ケーブルシステムが通常運用している状態（障害未発生）における動作を説明する。海底ケーブル４１から光合分岐装置１０に入力される波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）は光分波器１１にてメインルートＸ及びドロップルートＹにそれぞれ強度分岐される。光分波器１１から海底ケーブル４３に出力される波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）は、光フィルタ４５によりドロップルートＹの通信に必要な波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）のみ抽出された後、アド／ドロップ局３０に出力される。光合分波器１０にてメインルートＸ側に分岐された波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ１＋ＢａｎｄＢ１）は光分波器１２にて光フィルタ１３および光フィルタ１６にそれぞれ強度分岐される。光フィルタ１３は、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）から、波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）のみを透過する。一方、光フィルタ１６は、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）から、波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）のみを透過し、光可変減衰器１７に出力する。

通常状態において、光検出器１９にて検出される光モニタレベルは、断検出閾値を上回る光レベルを検出している。このときの制御信号１１０によって、光可変減衰器１７の損失量が最大損失となるように制御される。これにより、光フィルタ１６から透過された波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）は、光可変減衰器１７からは出力されなくなる。この場合、光合波器１４は、光フィルタ１３からの波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）のみを光合波器１５に出力する。一方、アド／ドロップ局３０から海底ケーブル４４を介して光合分岐装置１０に入力される波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）は、光分波器１８を介して光合波器１５に出力される。光合波器１５は、光合波器１４からの波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）と光分波器１８からの波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）を合波し、波長多重光信号２００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ２）として海底ケーブル４２に送信する。以上の動作によって、光合分岐装置１０は、波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）をメインルートＸよりドロップし、波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）をメインルートＸにアドする。

次に分岐ルート（アドルートＺ）である海底ケーブル４４が切断される障害が起こった際の動作を説明する。海底ケーブル４４が切断される障害が起こった場合、光検出器１９にて検出される波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）のモニタ光が断となる。モニタ光が断になった場合、当該モニタ光が閾値を下回るため光検出器１９は波長多重光信号１０３が断であると判定し、制御信号１１０を用いて、光可変減衰器１７の損失を低下させる。これにより、波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）は光可変減衰器１７から透過され、光合波器１４にて光フィルタ１３からの波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）と合波される。光合波器１５では光分波器１８からの入力光がないため、光合波器１４からの波長多重光信号２０１（ＢａｎｄＡ＋Ｂ１）のみが海底ケーブル４２へ出力される。よって、海底ケーブル４２では、障害によって波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）がなくなっても、波長数が減少しないため、メインルートＸの通信信号である波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）の各チャネルの信号光パワーは過大に高くならず、信号品質の劣化を抑えることができる。

以上のように、本発明によれば、アドルートＺ上の伝送路（海底ケーブル４４）上を伝播された波長多重光信号の光レベル（光パワー）を監視し、監視結果に応じて、ドロップした波長多重光信号１０２をメインルートＸ上の波長多重光信号１０１に合波することで、メインルートＸの波長数を維持し、通信品質の劣化を防止することができる。

図６は、本発明による光合分岐装置の第１の実施の形態における構成の他の一例を示す図である。図３に示す一例では、ドロップした波長多重光信号光分波器１０２をメインルートＸの波長多重光信号に合波するために分波器１２及び光フィルタ１６を用いたが、これ替えて、図６に示す波長分岐器２０を用いても良い。この場合、波長分岐器２０は、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）を波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）と波長多重光信号１０２（ＢａｎｄＢ１）に波長分岐する。

又、同様に、図３に示す光合分岐装置１０では、光分波器１１や光合波器１４、１５として強度分波器や強度合波器を用いているが、これに限らず、波長を分波又は合波する波長分波器や波長合波器を用いても構わない。この場合、光フィルタ４５、１３は不要になることは言うまでもない。

２．第２の実施の形態
図７から図９を参照して本発明による光合分岐装置の第２の実施の形態における構成及び動作を説明する。第２の実施の形態における光合分岐装置１０には、ドロップされる波長多重光信号１０２と同じ波長帯域の波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）が挿入（アド）されるとともに、メインルートＸ上の波長多重光信号１０１（ＢａｎｄＡ）と同じ波長帯域“ＢａｎｄＣ”のダミー光（波長多重光信号１０５）が選択的に挿入（アド）される。第２の実施の形態では、アドされる波長多重光信号１０３の光レベルに応じて波長多重光信号１０２をメインルートＸ上の波長多重光信号に合波させる制御に加え、メインルートＸ上の波長多重光信号１０１の光レベルに応じて、波長多重光信号１０５を挿入（アド）する制御が行われる。

図７は、本発明による光合分岐装置の第２の実施の形態における構成の一例を示す図である。以下では、第１の実施の形態と異なる構成及び動作について詳細に説明する。

図７に示す光合分岐装置１０は、図３に示す光合分岐装置１０の構成に加えて、光分波器２１、光検出器２２、光フィルタ２４、２６、光合波器２５、光可変減衰器２７を備える。又、図７に示すアド／ドロップ局３０は、波長多重光信号１０１の波長帯域ＢａｎｄＡと同じ波長帯域“ＢａｎｄＣ”の波長多重光信号１０５と波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）を含む波長多重光信号１０４を光合分岐装置１０に対して出力する。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

光分波器１１は、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）を強度分岐し、メインルートＸ側の光分波器２１とドロップルートＹ側の光フィルタ４５に出力する。光分波器２１は、メインルートＸ側に出力される波長多重光信号１００を強度分岐し、光フィルタ光分波器１２と光検出器２２に出力する。光検出器２２は、光分波器２１からの出力（波長多重光信号１００）の光レベルを監視し、監視結果に応じた制御信号１１１を光可変減衰器２７に出力する。光検出器２２には、図８に示されるような閾値が設定され、波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）の光レベルが閾値以上であるか否かを監視する。ここで設定される閾値は、波長多重光信号１００の光合分岐装置１０への入力が遮断されたとみなし得る光レベルが設定されることが好ましい。

一方、第２の実施の形態における光分波器１８は、アド／ドロップ局３０から海底ケーブル４４を介して出力された波長多重光信号１０４（ＢａｎｄＣ＋ＢａｎｄＢ２）を強度分岐し、光分波器２３と光検出器１９に出力する。光分波器２３は、アドルートＹ側に出力される波長多重光信号１０４を強度分岐し、光フィルタ２４と光フィルタ２６に出力する。光フィルタ２４は、波長多重光信号１０４（ＢａｎｄＣ＋ＢａｎｄＢ２）からアドルートＹの通信信号である波長帯域“ＢａｎｄＢ２”のみを透過し、波長多重光信号１０３として光合波器２５に出力する。一方、光フィルタ２６は、波長多重光信号１０４（ＢａｎｄＣ＋ＢａｎｄＢ２）から、メインルートＸの通信信号と同じ波長帯域“ＢａｎｄＣ”のみを透過し、波長多重光信号１０５として光可変減衰器２７に出力する。波長多重光信号１０５は、光可変減衰器２７を介して光合波器２５に入力される。光可変減衰器２７は、波長多重光信号１０５の光レベル（光フィルタ２６の出力レベル）を減衰し、光合波器２５に対する波長多重光信号１０５の入力レベルを決定する。光可変減衰器２７による減衰量（損失量）は、光検出器２２からの制御信号１１１によって設定される。

波長多重光信号１００の光レベルが閾値以上である場合、光検出器２２は、光可変減衰器２７の損失が最大となるように制御する。これにより、光合波器２５への波長多重光信号１０５の入力は遮断され、光合波器２５は、波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）のみを光合波器１５に出力する。この場合、光合波器１５は、波長多重光信号１０１とアド／ドロップ局３０からの波長多重光信号１０３とを強度合波し、波長帯域が“ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ２”の波長多重光信号２００をメインルートＸの海底ケーブル４２に出力する。一方、波長多重光信号１００の光レベルが閾値を下回る場合、光検出器２２は、光可変減衰器２７の損失が最小（好ましくは損失０）となるように制御する。これにより、光合波器２５には波長多重光信号１０５が入力され、光合波器２５は、波長多重光信号１０５（ＢａｎｄＣ）と波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）を強度合波した波長多重光信号１０４（波長帯域：ＢａｎｄＣ＋ＢａｎｄＢ２）を出力する。光合波器１５は、波長多重光信号２０１と波長多重光信号１０４とを強度合波するが、波長多重光信号２０１の光レベルは閾値よりも低いため、実質的に波長帯域が“ＢａｎｄＣ＋ＢａｎｄＢ２”の波長多重光信号２０２をメインルートＸの海底ケーブル４２に出力することとなる。

第２の実施の形態における光検出器１９は、波長多重光信号１０４（ＢａｎｄＣ＋ＢａｎｄＢ２）の光レベルに応じて光可変減衰器１７の減衰量（損失量）を制御する。減衰量の制御方法は、光検出器２２と同様であり、図８に示すように閾値と波長多重光信号１０４（ＢａｎｄＣ＋ＢａｎｄＢ２）との比較結果に応じて光可変減衰器１７の減衰量を決定する。その他、光分波器１２、光フィルタ１３、１６、光合波器１５の各動作は、第１の実施の形態と同様である。

以上のような構成により、第２の実施の形態における光合分岐装置１０では、海底ケーブル４１の障害等によって波長多重光信号１００（ＢａｎｄＡ＋ＢａｎｄＢ１）が光合分岐装置１０に挿入されない場合、アド／ドロップ局３０から波長帯域“ＢａｎｄＡ”に相当する波長帯域“ＢａｎｄＣ”のダミー光（波長多重光信号１０５）が送信される。このため、海底ケーブル４１が断となる障害が発生して場合、海底ケーブル４２に伝送する波長多重光信号の波長数（帯域幅）は減少せず、アドルートＺの信号品質を確保することが可能となる。又、第１の実施の形態と同様に、海底ケーブル４４やアド／ドロップ局３０の障害によって波長多重光信号１０３（ＢａｎｄＢ２）が光合分岐装置１０に挿入されない場合でも、海底ケーブル４２に伝送する波長多重光信号の波長数（帯域幅）は減少しないため、メインルートＸの通信品質の劣化を防止することができる。すなわち、第２の実施の形態における光合分岐装置１０によれば、アドルートＺに障害が発生してもメインルートＸの通信品質の低下を防止できるとともに、メインルートＸに障害が発生してもアドルートＺの通信品質の低下を防止できる。

３．第３の実施の形態
図９は、第３の実施の形態における光合分岐装置１０の構成を示す図である。図９に示すように、本願発明による光合分岐装置１０は、ドロップルートＹやアドルートＺ上に中継器４６、４７が設けられた場合にも適用できる。第３の実施の形態における光合分岐装置１０は、光分波器１８に対して海底ケーブル４４側にダミー光（波長帯域：ＢａｎｄＣ）を遮断する光フィルタ２８を備え、その他の構成は、図３に示す構成と同様である。

本実施の形態では、海底ケーブル４４に、光中継器３１、３２と同じ能力（例えば出力パワ）の光中継器４７が設けられている。この場合、アド信号である波長多重光信号（波長帯域：ＢａｎｄＢ２）のみが入力されると、光中継器４７によって海底ケーブル４４における信号のチャンネルパワーが必要以上に高くなり、光合波器１５において合波した信号は劣化する可能性がある。このため本実施の形態では、波長多重光信号（ＢａｎｄＢ２）の光レベルを一定に保つため、アド信号である波長多重光信号（波長帯域：ＢａｎｄＢ２）に加えて、ダミー光（波長帯域：ＢａｎｄＣ）が海底ケーブル４４に挿入される。すなわち、本実施の形態におけるアド／ドロップ局３０は、アド信号である波長多重光信号（ＢａｎｄＢ２）と、ダミー光（ＢａｎｄＣ）を含む波長多重光信号１０４を海底ケーブル４４に出力する。

ダミー光（ＢａｎｄＣ）は、海底ケーブル４４における波長多重光信号（ＢａｎｄＢ２）のチャネルパワーを一定に保持するために挿入される。このため、ダミー光（ＢａｎｄＣ）は、少なくとも、波長帯域“ＢａｎｄＢ１、Ｂ２”以外の波長帯域に配置される。好ましくは、ダミー光（ＢａｎｄＣ）は、波長多重光信号１０１の波長帯域“ＢａｎｄＡ”と同一の波長帯域の波長多重光信号である。

光フィルタ２８は、中継器４７を介して入力される波長多重光信号１０４のうち、ダミー光（ＢａｎｄＣ）を阻止し、波長多重光信号（ＢａｎｄＢ２）を透過する。光フィルタ２８を透過した光は、光分波器１８によって分岐され、光合波器１５にて海底ケーブル１８に合波されるとともに、光検出器１９に入力される。光分波器１８以降の構成の動作は、図３に示す構成と同様である。

以上のように、本実施の形態による光合分岐装置１０では、アド信号の光レベルを一定に保つためのダミー光を含む波長多重光信号が入力されても、第１の実施の形態と同様に、アドルートＺ上の信号劣化に応じて、ドロップした波長多重光信号１０２をメインルートＸ上の波長多重光信号１０１に合波し、メインルートＸにおける通信品質の劣化を防止することができる。

尚、図９において光中継器４６、４７は、それぞれ１台しか記載されていないが、海底ケーブル４３、４４には同様の光中継器が複数存在してもよい。

以上のように、本発明による光合分岐装置１０は、アドルートＺにおける海底ケーブル４４の断の検出に応じて、アド信号（波長多重光信号１０３）と同じ周波数帯域の波長多重光信号１０２をメインルートＸの波長多重信号１０１に合波する。これにより、メインルートＸの信号光パワーの変動（利得変動）が抑制され、通信品質の劣化を防止することができる。この際、メインルート信号である波長多重光信号１０１とともに海底ケーブル４１から入力される波長多重光信号１０２を、アド信号（波長多重光信号１０３）の代わりとなるダミー光として用いているため、特別なダミー光光源の設置が不要となる。

更に、障害発生時にメインルートＸ上の波長多重光信号に合波するダミー光を光減衰器によって制御しているため、波長毎（チャネル毎）にアンプやスイッチを設ける必要がなく、従来技術に比べて回路規模や消費電力を小さくすることができる。又、回路構成が従来よりも簡素化されるため、故障発生率が減少し、信頼性が向上する。

以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。上述の実施の形態では光ファイバを伝送路とした海底ケーブルシステムに利用される光合分岐装置について説明したが、他のシステムにも適用できる。例えば、メインルートＸ、ドロップルートＹ、アドルートＺのいずれかを光回線ではなく電気的回線（自由空間を含む）としてもよい。この場合、光合分岐装置１０は、光電変換器を用いて伝送路との間の通信を行うことは言うまでもない。

又、合波回路（回路光合波器１４と光合波器１５）の順は上述の一例に限らず、逆順に合波しても構わない。例えば、図３又は図６において、波長多重光信号１０１と波長多重光信号１０３とを合波した結果と、光可変減衰器１７の出力とを合波して海底ケーブル４２に出力してもよい。あるいは、図７又は図９において、波長多重光信号１０１と光合波器２５の出力との合波結果と、光可変減衰器１７の出力とを合波して海底ケーブル４２に出力してもよい。

更に、上述の実施の形態においてドロップ信号を抽出する光フィルタ４５は、光合分岐装置１０の外部に設けられているが、これに限らず光合分岐装置１０内に設けられてもよいし、アド／ドロップ局３０に設けられても良い。

１０：光合分岐装置
１１、１２、１８、２３：光分波器
１３、１６、２４、２６、４５：光フィルタ
１４、１５、２１、２５：光合波器
１７、２７：光可変減衰器
１９、２２：光検出器
２０：波長分岐器
３０：アド／ドロップ局
３１、３２、４０：光中継器
４１、４２、４３、４４、：海底ケーブル
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５：波長多重光信号
１１０、１１１：制御信号

Claims

第１伝送路から入力された波長多重光信号を、周波数帯域の異なる第１波長多重光信号と第２波長多重光信号とに分波する分波回路と、
第２伝送路から入力された第３波長多重光信号の光レベルに応じた損失量により、前記第２波長多重光信号を減衰する第１可変減衰器と、
前記第１可変減衰器を介して入力される前記第２波長多重光信号と、前記第１波長多重光信号と、前記第３波長多重光信号とを合波して第３伝送路に出力する合波回路と
を具備する
光合分岐装置。
請求項１に記載の光合分岐装置において、
前記第２波長多重光信号は、第４伝送路に出力され、
前記第３波長多重光信号の周波数帯域は前記第２波長多重光信号と同一である
光合分岐装置。
請求項１又は２に記載の光合分岐装置において、
前記第３波長多重光信号の光レベルを監視する光検出器を更に具備し、
前記光検出器は、前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値以上である場合、前記損失量が所定の値以上となるように前記第１可変減衰器を制御し、前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値を下回る場合、前記損失量が所定の値より小さくなるように前記第１可変減衰器を制御する
光合分岐装置。
請求項３に記載の光合分岐装置において、
前記光検出器は、前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値を下回る場合、前記損失量が０となるように前記第１可変減衰器を制御する
光合分岐装置。
請求項１に記載の光合分岐装置において、
前記第３波長多重光信号を第１出力信号および第２出力信号に分波する別の分波回路と、
前記第１出力信号の第１波長帯域のみを透過してダミー信号を出力する第１光フィルタと、
前記第２出力信号の、前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域のみを透過して別の波長多重光信号を出力する第２光フィルタと、
前記第１伝送路から入力された前記波長多重光信号の光レベルに応じた損失量によって、前記ダミー信号を減衰する第２可変減衰器と、
前記別の波長多重光信号および前記第２可変減衰器を介して入力する前記ダミー信号を合波して別の第３波長多重光信号を出力する別の合波回路と
を更に具備し、
前記合波回路は、前記第１可変減衰器を介して入力される前記第２波長多重光信号と、前記第１波長多重光信号と、前記別の合波回路を介して入力される前記別の第３波長多重光信号とを合波して前記第３伝送路に出力する
光合分岐装置。
請求項５に記載の光合分岐装置において、
前記第１伝送路から入力された前記波長多重光信号の光レベルを監視する第１光検出器と、
前記第３波長多重光信号の光レベルを監視する第２光検出器と
を更に具備し、
前記第１光検出器は、前記波長多重光信号の光レベルが閾値以上である場合、前記損失量が所定の値以上となるように前記第２可変減衰器を制御し、前記波長多重光信号の光レベルが閾値を下回る場合、前記損失量が所定の値より小さくなるように前記第２可変減衰器を制御し、
前記第２光検出器は、前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値以上である場合、前記損失量が所定の値以上となるように前記第１可変減衰器を制御し、前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値を下回る場合、前記損失量が所定の値より小さくなるように前記第１可変減衰器を制御する
光合分岐装置。
第１伝送路から入力された波長多重光信号を、周波数帯域の異なる第１波長多重光信号と第２波長多重光信号とに分波するステップと、
第１可変減衰器が、第２伝送路から入力された第３波長多重光信号の光レベルに応じた損失量により、前記第２波長多重光信号を減衰するステップと、
前記第１可変減衰器を介して入力される前記第２波長多重光信号と、前記第１波長多重光信号と、前記第３波長多重光信号とを合波して第３伝送路に出力するステップと
を具備し、
前記第２波長多重光信号は、第４伝送路に出力され、
前記第３波長多重光信号の周波数帯域は前記第２波長多重光信号と同一である
光合分岐方法。
請求項７に記載の光合分岐方法において、
前記第３波長多重光信号の光レベルを監視するステップと、
前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値以上である場合、前記損失量が所定の値以上となるように前記第１可変減衰器を制御するステップと、
前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値を下回る場合、前記損失量が所定の値より小さくなるように前記第１可変減衰器を制御するステップと
を更に具備する
光合分岐方法。
請求項７に記載の光合分岐方法において、
前記第３波長多重光信号を第１出力信号および第２出力信号に分波するステップと、
前記第１出力信号の第１波長帯域のみを透過してダミー信号を出力するステップと、
前記第２出力信号の、前記第１波長帯域とは異なる第２波長帯域のみを透過して波長多重光信号を出力するステップと、
第２可変減衰器が、前記第１伝送路から入力された前記波長多重光信号の光レベルに応じた損失量によって、前記ダミー信号を減衰するステップと、
別の合波回路が、前記別の波長多重光信号および前記第２可変減衰器を介して入力する前記ダミー信号を合波して別の第３波長多重光信号を出力するステップと、
前記第１可変減衰器を介して入力される前記第２波長多重光信号と、前記第１波長多重光信号と、前記別の合波回路を介して入力される前記別の第３波長多重光信号とを合波して前記第３伝送路に出力するステップと
を備える
光合分岐方法。
請求項９に記載の光合分岐方法において、
前記第１伝送路から入力された前記波長多重光信号の光レベルを監視するステップと、
前記第３波長多重光信号の光レベルを監視するステップと
前記波長多重光信号の光レベルが閾値以上である場合、前記損失量が所定の値以上となるように前記第２可変減衰器を制御するステップと、
前記波長多重光信号の光レベルが閾値を下回る場合、前記損失量が所定の値より小さくなるように前記第２可変減衰器を制御するステップと、
前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値以上である場合、前記損失量が所定の値以上となるように前記第１可変減衰器を制御するステップと、
前記第３波長多重光信号の光レベルが閾値を下回る場合、前記損失量が所定の値より小さくなるように前記第１可変減衰器を制御するステップと
を更に具備する
光合分岐方法。