JP5994311B2 - 光伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、冗長構成された光伝送路に接続して光信号を送受信する光伝送装置に関する。

波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）方式に対応した光伝送装置において、ＷＤＭ光の１波長当たりの伝送速度が１０ギガビット毎秒（Ｇｂｐｓ）を超えて４０Ｇｂｐｓ等のように高速化すると、１ビット当たりのタイムスロットが短くなると共に、変調信号スペクトルの波長帯域も広がるため、波長分散による波形歪みが発生し易くなる。例えば、伝送速度が１０Ｇｂｐｓでの波長分散耐力は−１００〜＋１０００ｐｓ／ｎｍ程度であるが、４０Ｇｂｐｓでの波長分散耐力は±４０ｐｓ／ｎｍ程度と非常に狭い。このような伝送速度の高速化による波長分散耐力の低下は、ＷＤＭ光の符号間干渉を招く可能性があり伝送距離を制限する一つの要因となる。

上記波長分散耐力の低下を抑えるためには、ＷＤＭ光に含まれる複数の波長の光信号に対して分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensating Fiber）等を用いて一括で分散補償を行うだけでなく、ＷＤＭ光を分波した各波長の光信号に対して個別に可変分散補償器（ＶＤＣ：Variable Dispersion Compensator）を適用して分散補償を行うのが望ましい。しかしながら、ＶＤＣは一般的に高価であるため、例えば、現用系および予備系のような冗長構成された複数の光伝送路に接続する光伝送装置では、光スイッチ等を利用して光伝送路の切り替えを行うことによって、１つのＶＤＣで双方の光伝送路に対応する場合が多い。

上記ＶＤＣの制御方法としては、受信した光信号の符号誤り率を測定し、該符号誤り率が最小となるようにＶＤＣの分散補償量を最適化する方法などが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような符号誤り率に基づくＶＤＣの制御では、符号誤り率が最小となる分散補償量を探索するのに、通常、数分〜数十分程度の時間がかかる。このため、上記のような複数の光伝送路に接続する光伝送装置では、光スイッチ等により光伝送路の切り替えを行った後、ＶＤＣの分散補償量が最適化されるまでに要する時間（以下、「光伝送路の切り替え時間」とする）が長くなってしまうという問題がある。

上記問題に対処した従来技術の一例として、複数の光伝送路のうちの１つの光伝送路（例えば、現用系光伝送路）を選択してＷＤＭ光の伝送を行っている間に、ＷＤＭ光の伝送を行っていない他の光伝送路（例えば、予備系光伝送路）の波長分散値を測定して記憶させておき、スイッチ等により光伝送路の切り替えが行われたときに、記憶させておいた波長分散値に対応する分散補償量をＶＤＣに設定することにより、光伝送路の切り替え時間を短縮できるようにする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−２０８８９２号公報 特開２０１１−９７５１８号公報

しかし、上記従来技術については、ＷＤＭ光の伝送が行われていない光伝送路の波長分散値を測定するための回路等を、光伝送路の切り替えの際にＶＤＣの分散補償量を設定するために別途設けることが必要になるので、光伝送装置の構成が複雑化すると同時に装置コストも上昇してしまうという課題がある。

具体的に、上記従来技術では、例えば、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）法により予備系光伝送路の距離が測定され、その測定結果および予め設定された当該光伝送路の波長分散係数に基づいて、予備系光伝送路の波長分散値が算出されている。この場合、ＯＴＤＲ法による距離の測定を行うために、パルス発生器および反射検出回路を含むＯＴＤＲ測定器が必要になる。このようなＯＴＤＲ測定器は、ＷＤＭ光の伝送が現用系および予備系の各光伝送路を交互に切り替えて行われるような場合、現用系および予備系にそれぞれ対応させて個別に設けることが必要であり、装置構成の複雑化およびコスト上昇が問題になる。

また、光伝送路の波長分散値を測定する別の方法として、監視制御信号（ＯＳＣ：Optical Supervisory Channel）が光伝送路を往復する時間を測定し、その往復時間から求めた光伝送路の距離および予め設定された当該光伝送路の波長分散係数に基づいて、予備系光伝送路の波長分散値を算出する方法も示されている。しかしながら、ＯＳＣの往復時間の測定値から光伝送路の距離を高い精度で求めることは難しく、ＶＤＣの分散補償量の設定誤差により、現実的には光伝送路の切り替え時間を十分に短縮することが困難である。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、冗長構成された光伝送路を切り替えるときの可変分散補償器の制御に要する時間を簡略な構成により短縮することのできる低コストの光伝送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は、第１の光伝送路および該第１の光伝送路とは異なる第２の伝送路に接続し、該第１および第２の光伝送路のいずれか一方を選択して光信号を送受信する光伝送装置を提供する。この光伝送装置の一態様は、前記第１および第２の光伝送路の切り替えを行う光スイッチと、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光伝送路に接続する可変分散補償器と、前記第１および第２の光伝送路のうちの非選択の光伝送路の伝送損失を測定する測定器と、前記第１および第２の光伝送路の距離、伝送損失および波長分散値に関する初期情報を記憶するメモリと、前記測定器で測定された非選択の光伝送路の伝送損失、および、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報に基づいて、当該光伝送路の波長分散値を求める計算回路と、前記光スイッチにより前記第１および第２の光伝送路の切り替えを行い、前記非選択の光伝送路を選択して光信号の送受信を開始するとき、前記計算回路で求められた波長分散値を相殺可能な分散補償量が前記可変分散補償器に設定されるように、前記可変分散補償器を制御する制御回路と、を備える。

上記のような光伝送装置によれば、非選択の光伝送路の伝送損失を測定し、その測定結果を基に当該光伝送路の波長分散値を計算して、光伝送路の切り替えが行われるときに可変分散補償器に設定すべき分散補償量を求めておくようにしたことで、簡略な構成により低コストで光伝送路の切り替え時間の短縮を図ることができる。

本発明による光伝送装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。 上記実施形態を適用可能なＷＤＭ光伝送システムの構成例を示す図である。 上記実施形態におけるスパンロス測定のための具体的な構成の一例を示す図である。 上記実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 上記実施形態に関する第１応用例の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に関する第２応用例の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明による光伝送装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。また、図２は、図１の光伝送装置を複数の光ノードに適用したＷＤＭ光伝送システムの構成例を示す図である。

図１において、本実施形態の光伝送装置１は、例えば、第１の光伝送路Ｌ１および該第１の光伝送路Ｌ１とは異なる第２の光伝送路Ｌ２に接続する光アンプユニット１０と、該光アンプユニット１０に対して入出力されるＷＤＭ光の合分波を行う光合分波器３０と、該ＷＤＭ光に含まれる複数の波長の光信号にそれぞれ対応した複数のトランスポンダ５０と、光ノード間で伝達される情報を収集して装置全体の動作を制御するための演算を行うＣＰＵユニット７０と、を備える。

上記光伝送装置１は、図２（Ａ）に例示するようなリング状のネットワーク構成を有するＷＤＭ光伝送システム、または、図２（Ｂ）に例示するようなポイント・ツー・ポイント（point-to-point）のネットワーク構成を有するＷＤＭ光伝送システムにおける任意の光ノードに適用することが可能である。

具体的に、図２（Ａ）の例では、リングネットワーク上に配置された６個の光ノードＮ１〜Ｎ６のうちの光ノードＮ１と光ノードＮ３とに、トランスポンダＴＰを備えた本実施形態の光伝送装置１が適用されている。光ノードＮ１，Ｎ３の各光伝送装置１の間は、光ノードＮ２を通る第１の光伝送路Ｌ１（実線）と、光ノードＮ４〜Ｎ６を通る第２の光伝送路Ｌ２（破線）とによって接続されている。各光伝送装置１は、第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方を選択して双方向にＷＤＭ光を送受信することが可能である。

また、図２（Ｂ）の例では、ネットワーク上の両端に位置する光ノードＮ１，Ｎ３に、トランスポンダＴＰを備えた本実施形態の光伝送装置１が適用されている。光ノードＮ１，Ｎ３の各光伝送装置１の間は、ノードＮ２を通る第１の光伝送路Ｌ１（実線）と、該第１の光伝送路Ｌ１とは物理的に異なるノードＮ２を通る第２の光伝送路Ｌ２（破線）とによって接続されている。各光伝送装置１は、第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方を選択して双方向にＷＤＭ光を送受信することが可能である。

なお、上記図２（Ａ）（Ｂ）に示したＷＤＭ光伝送システムにおけるネットワーク上の光ノード数やネットワークトポロジー等は、顧客のシステム構成に応じて任意に設定することが可能である。

図１に戻り、光伝送装置１の光アンプユニット１０は、第１の光伝送路Ｌ１側に位置する第１の光アンプ１１_１と、第２の光伝送路Ｌ２側に位置する第２の光アンプ１１_２と、スパンロス測定回路１２と、を含む。第１の光アンプ１１_１は、第１の光伝送路Ｌ１を伝送され光伝送装置１で受信されたＷＤＭ光を増幅して光合分波器３０に出力すると共に、光合分波器３０から第１の光伝送路Ｌ１側に出力されるＷＤＭ光を増幅して第１の光伝送路Ｌ１に送信する。第２の光アンプ１１_２は、第２の光伝送路Ｌ２を伝送され光伝送装置１で受信されたＷＤＭ光を増幅して光合分波器３０に出力すると共に、光合分波器３０から第２の光伝送路Ｌ２側に出力されるＷＤＭ光を増幅して第２の光伝送路Ｌ２に送信する。

スパンロス測定回路１２は、隣り合う光ノードとの間を繋ぐ一伝送区間（スパン）で発生する損失（スパンロス）を測定する。このスパンロスの測定は、後で具体例を挙げて詳しく説明するように、測定の対象となるスパンの両端におけるＷＤＭ光の送受信パワーのモニタ情報を用いて行われる。スパンロス測定回路１２の測定結果は、自装置内のＣＰＵユニット７０に伝達されると共に、ネットワーク上の各光ノードに備えられたＣＰＵユニット７０にも伝達される。

光合分波器３０は、第１および第２の光アンプ１１_１，１１_２でそれぞれ増幅されたＷＤＭ光を分波して各波長の光信号を生成し、該各波長の光信号を対応するトランスポンダ５０に出力する。また、光合分波器３０は、各トランスポンダ５０から第１の光伝送Ｌ１に向けて送信される各波長の光信号を合波してＷＤＭ光を生成し、該ＷＤＭ光を第１の光アンプ１１_１に出力すると共に、各トランスポンダ５０から第２の光伝送Ｌ２に向けて送信される各波長の光信号を合波してＷＤＭ光を生成し、該ＷＤＭ光を第２の光アンプ１１_２に出力する。

各トランスポンダ５０は、それぞれ、送信側の構成として光送信器５１および光分岐器５２を含み、受信側の構成として光スイッチ５３、可変分散補償器（ＶＤＣ）５４および光受信器５５を含む。また、各トランスポンダ５０は、それぞれ、ＶＤＣ５４の分散補償量を制御するための構成として、符号誤り率測定器５６、分散補償量設定回路５７、ＶＤＣ制御回路５８、波長分散計算回路５９およびメモリ６０を含む。

光送信器５１は、単一波長の光を送信情報に従って変調した光信号を生成し、該光信号を光分岐器５２に出力する。光送信器５１から出力される光信号の波長は、トランスポンダ毎に異なるように設定されている。光分岐器５２は、光送信器５１から出力される光信号を２つに分岐し、一方の光信号を光合分波器３０の第１の光伝送路Ｌ１側に対応する１つの入力ポートに与え、他方の光信号を光合分波器３０の第２の光伝送路Ｌ２側に対応する１つの入力ポートに与える。

光スイッチ５３は、２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを有し、一方の入力ポートが、光合分波器３０の第１の光伝送路Ｌ１側に対応する１つの出力ポートに接続し、他方の入力ポートが、光合分波器３０の第２の光伝送路Ｌ２側に対応する１つの出力ポートに接続する。光スイッチ５３の出力ポートには、ＶＤＣ５４の入力ポートが接続されている。光スイッチ５３は、各入力ポートに与えられる光信号のうちのいずれか一方を選択的に出力ポートに伝えることが可能である。

ＶＤＣ５４は、光スイッチ５３から出力される光信号に対して可変の波長分散補償を行う。このＶＤＣ５４における分散補償量は、ＶＤＣ制御回路５８により制御されている。ＶＤＣ５４で分散補償された光信号は、光受信器５５に出力される。光受信器５５は、ＶＤＣ５４から出力される光信号を電気信号に変換し、該電気信号の復調処理などを行うことにより受信データを再生する。

符号誤り率測定器５６は、光受信器５５で再生された受信データの符号誤り率を測定し、その測定結果を分散補償量設定回路５７に伝える。なお、本実施形態では、符号誤り率測定器５６により受信データの符号誤り率を測定する場合について説明するが、例えば、光受信器５５における受信処理において、所要のＦＥＣ（Forward Error Correction）符号を用いた誤り訂正処理が行われる場合には、上記符号誤り率の測定に代えて、ＦＥＣ処理における誤り訂正数を分散補償量設定回路５７に伝えるようにしてもよい。

分散補償量設定回路５７は、符号誤り率測定器５６で測定される符号誤り率に基づいて、該符号誤り率が最小になるような分散補償量を求め、該分散補償量をＶＤＣ制御回路５８に伝えると同時にメモリ６０に記憶させる。また、分散補償量設定回路５７は、波長分散計算回路５９から伝えられる非選択の光伝送路の波長分散値を相殺可能なＶＤＣ５４の分散補償量を求め、該分散補償量をメモリ６０に記憶させる。さらに、分散補償量設定回路５７は、光スイッチによる第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２の切り替えが行われ、切り替え前に非選択の光伝送路を選択して光信号の送受信が開始されると、メモリ６０に記憶させておいた当該光伝送路の波長分散値に対応した分散補償量を読み出し、該分散補償量をＶＤＣ制御回路５８に伝える。

ＶＤＣ制御回路５８は、分散補償量設定回路５７から伝えられる分散補償量に応じて、ＶＤＣ５４の駆動状態を制御することにより、ＶＤＣ５４の分散補償量を最適化する。
波長分散計算回路５９は、ＣＰＵユニット７０から伝えられる非選択の光伝送路の伝送損失を基に、メモリ６０に予め記憶させておいた当該光伝送路の初期情報を参照して、当該光伝送路の波長分散値を算出し、その算出結果を分散補償量設定回路５７に伝える。なお、波長分散計算回路５９における波長分散値の具体的な算出方法については後述する。

メモリ６０は、前述した分散補償量設定回路５７で求められる分散補償量の設定情報を、第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２にそれぞれ対応させて記憶するための領域６０Ａを有する。また、メモリ６０は、第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２の距離、伝送損失および波長分散値に関する初期情報を記憶するための領域６０Ｂを有する。上記光伝送路Ｌ１，Ｌ２の初期情報は、例えば、ＷＤＭ光伝送システムの運用開始前に実測される各光伝送路Ｌ１，Ｌ２の光特性データ、または、各光伝送路Ｌ１，Ｌ２に使用されている光ファイバの仕様を基に得られる光特性データを利用して取得することが可能である。

ＣＰＵユニット７０は、ネットワーク上の各光ノードとの間で各種情報を共有し、該共有情報を基に光伝送装置１全体の動作を制御するための各種演算処理を行うユニットであり、該演算処理の一つとして伝送損失算出処理７０Ａを実行する。この伝送損失算出処理７０Ａは、自装置内のスパンロス測定回路１２およびネットワーク上の各光ノードから伝達されるスパンロスの測定結果を用いて、第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２のうちの非選択の光伝送路についての伝送損失を算出する。伝送損失算出処理７０Ａで得られた非選択の光伝送路の伝送損失は、自装置内の各トランスポンダ５０の波長分散計算回路５９に伝えられる。

ここで、上記光伝送装置１におけるスパンロスの測定について具体的な一例を挙げて詳しく説明する。
図３は、光伝送装置１および隣り合う光ノードの間でスパンロスを測定するための具体的な構成の一例を示すブロック図である。ここでは、例えば前述の図２（Ａ）に示したリング状のネットワーク構成のＷＤＭ光伝送システムについて、光ノードＮ３に適用されたている光伝送装置１と、該光伝送装置１に対して第２の光伝送路Ｌ２側にある光ノードＮ４との間でのスパンロスの測定を想定して説明を行うことにする。なお、ネットワーク上の他のノードとの間でのスパンロスの測定も同様にして行うことが可能である。

図３の右側は光ノードＮ３の光伝送装置１の要部構成を示し、左側は光ノードＮ４の構成を示している。光ノードＮ４は、ここでは光中継ノードに該当するものとし、光アンプユニット２０およびＣＰＵユニット７１を備える。隣り合う光ノードＮ３，Ｎ４の間では、各々の光アンプユニット１０，２０内に具備された光アンプの利得制御に用いられる送受信パワーのモニタ結果を利用してスパンロスの測定が行われる。

具体的に、光ノードＮ３側の光アンプユニット１０は、第２の光アンプ１１_２の利得を制御するための構成として、第２の光アンプ１１_２から第２の光伝送路Ｌ２へのＷＤＭ光の送信パワーをモニタするための光カプラ１３Ａおよび光検出器（ＰＤ）１４Ａと、第２の光伝送路Ｌ２から第２の光アンプ１１_２へのＷＤＭ光の受信パワーをモニタするための光カプラ１３Ｂおよび光検出器（ＰＤ）１４Ｂと、光ノードＮ４との間で伝達される監視制御信号（ＯＳＣ）を処理するためのＯＳＣ送受信回路１５、合波器１６および分波器１７と、光検出器１４Ａ，１４Ｂのモニタ結果および監視制御情報を基に第２の光アンプ１１_２の駆動状態を制御する光アンプ制御回路１８と、を備える。

上記のような光アンプ１１_２の制御構成に対して、スパンロス測定回路１２は、ＯＳＣ送受信回路１５内のＯＳＣ受信器（Ｏ／Ｅ）１５Ｂで受信された監視制御情報に含まれる、光ノードＮ４側でのＷＤＭ光の送信パワーと、光検出器１４ＢでモニタされるＷＤＭ光の受信パワーとを用いて、当該ＷＤＭ光の送受信パワーの差分を求めることにより、光ノードＮ３，Ｎ４間のスパンロスを測定し、その測定結果をＣＰＵユニット７０に伝える。

なお、ここでは図示を省略したが、光アンプユニット１０内の第１の光アンプ１１_１側についても、上記第２の光アンプ１１_２側と同様のモニタ構成を備えている。上記スパンロス測定回路１２は、第１の光アンプ１１_１に対応したＯＳＣ送受信回路で受信される監視制御情報に含まれる、光ノードＮ２側でのＷＤＭ光の送信パワーと、第１の光アンプ１１_１に対応した光検出器でモニタされるＷＤＭ光の受信パワーとを用いて、当該ＷＤＭ光の送受信パワーの差分を求めることにより、第１の光伝送路Ｌ１側にある光ノードＮ２，Ｎ３間のスパンロスを測定することも可能である。

光ノードＮ４側の光アンプユニット２０は、第２の光伝送路Ｌ２を双方向に伝送されるＷＤＭ光を増幅する光アンプ２１と、隣り合う光ノードＮ３，Ｎ５（図２（Ａ）参照）との間のスパロスを測定するスパンロス測定回路２２と、光アンプ２１から光ノードＮ３側へのＷＤＭ光の送信パワーをモニタするための光カプラ２３Ａおよび光検出器（ＰＤ）２４Ａと、光ノードＮ３側から光アンプ２１へのＷＤＭ光の受信パワーをモニタするための光カプラ２３Ｂおよび光検出器２４Ｂと、光アンプ２１から光ノードＮ５側へのＷＤＭ光の送信パワーをモニタするための光カプラ２３Ａ’および光検出器２４Ａ’と、光ノードＮ５側から光アンプ２１へのＷＤＭ光の受信パワーをモニタするための光カプラ２３Ｂ’および光検出器２４Ｂ’と、隣り合う光ノードＮ３，Ｎ５との間で伝達される監視制御信号を処理するためのＯＳＣ送受信回路２５、合波器２６，２６’および分波器２７，２７’と、を備える。

上記光アンプユニット２０のスパンロス測定回路２２は、ＯＳＣ送受信回路２５内のＯＳＣ受信器（Ｏ／Ｅ）２５Ｂで受信された監視制御情報に含まれる、光ノードＮ３側でのＷＤＭ光の送信パワーと、光検出器２４ＢでモニタされるＷＤＭ光の受信パワーとを用いて、当該ＷＤＭ光の送受信パワーの差分を求めることにより、光ノードＮ３，Ｎ４間のスパンロスを測定する。また、スパンロス測定回路２２は、ＯＳＣ送受信回路２５内のＯＳＣ受信器（Ｏ／Ｅ）２５Ｂ’で受信された監視制御情報に含まれる、光ノードＮ５側でのＷＤＭ光の送信パワーと、光検出器２４Ｂ’でモニタされるＷＤＭ光の受信パワーとを用いて、当該ＷＤＭ光の送受信パワーの差分を求めることにより、光ノードＮ４，Ｎ５間のスパンロスを測定する。上記スパンロス測定回路２２で測定された隣り合う光ノード間のスパンロスの測定結果は、ＣＰＵユニット７１に伝えられる。

ネットワーク上の各光ノードのＣＰＵユニット７０，７１は、各々の間が第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２とは異なる通信回線７２（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）など）により接続されており、該通信回線７２を介して各光ノードでのスパンロスの測定結果を相互に伝達することが可能である。なお、ＷＤＭ光伝送システム全体の動作を監視制御するＯＰＳ７３が通信回線７２上に接続されている場合、該ＯＰＳ７３が各光ノードでのスパンロスの測定結果を収集し、その収集情報を各光ノードに伝達するようにしてもよい。また、各光ノード間でスパンロスの測定結果を伝達する別の手段として、各光伝送路Ｌ１，Ｌ２を伝送されるＯＳＣを利用することも可能である。

光ノードＮ３のＣＰＵユニット７０内の伝送損失算出処理７０Ａ（図１）は、例えば、各トランスポンダ５０の光スイッチ５３により第１の光伝送路Ｌ１側が選択され、第１の光伝送路Ｌ１を用いてＷＤＭ光の伝送が行われている場合、非選択の第２の光伝送路Ｌ２上にある各光ノードでのスパンロスの測定結果を収集し、光ノードＮ１から各光ノードＮ６〜Ｎ４を順に通って光ノードＮ３に至る経路上の各スパンロスの総和を求めることにより、第２の光伝送路Ｌ２の伝送損失を算出する。一方、各トランスポンダ５０の光スイッチ５３により第２の光伝送路Ｌ２側が選択され、第２の光伝送路Ｌ２を用いてＷＤＭ光の伝送が行われている場合、上記伝送損失算出処理７０Ａは、非選択の第１の光伝送路Ｌ１上にある各光ノードでのスパンロスの測定結果を収集し、光ノードＮ１から光ノードＮ２を通って光ノードＮ３に至る経路上の各スパンロスの総和を求めることにより、第１の光伝送路Ｌ１の伝送損失を算出する。

次に、光伝送装置１の各トランスポンダ５０内の波長分散計算回路５９における波長分散値の計算方法の一例を詳しく説明する。
波長分散計算回路５９には、上述したようにＣＰＵユニット７０内の伝送損失算出処理７０Ａで算出された非選択の光伝送路の伝送損失が所要の測定周期で伝達される。この非選択の光伝送路の伝送損失に基づいて、波長分散計算回路５９は、まず、非選択の光伝送路についての距離の変動量を計算する。

上記距離の変動量の計算は、メモリ６０の領域６０Ｂに記憶されている当該光伝送路の初期情報を参照し、運用開始前における当該光伝送路の伝送損失に対して、伝送損失算出処理７０Ａで算出された伝送損失がどれだけ変動しているかを示す伝送損失の変動量ΔＡ［ｄＢ］を求める。また、上記メモリ６０の初期情報が示す当該光伝送路の距離および伝送損失を用いて、単位長さ当たりに発生する損失Ａ_０［ｄＢ／ｋｍ］を求める。そして、伝送損失の変動量ΔＡ［ｄＢ］および単位長さ当たりの損失Ａ_０［ｄＢ／ｋｍ］を用い、次の（１）式に示す関係に従って、当該光伝送路の距離の変動量ΔＢ［ｋｍ］を計算する。
ΔＢ＝ΔＡ／Ａ_０ …（１）
例えば、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）を用いた非選択の光伝送路について、単位長さ当たりの損失Ａ_０が０．２０［ｄＢ／ｋｍ］で、伝送損失の変動量ΔＡが０．５［ｄＢ］である場合、当該光伝送路の距離の変動量ΔＢは２．５［ｋｍ］となる。

続いて、波長分散計算回路５９は、上記メモリ６０の初期情報が示す非選択の光伝送路の距離および波長分散値を用いて、当該光伝送路の波長分散係数Ｃ_０［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］を求める。そして、先に計算した当該光伝送路の距離の変動量ΔＢ［ｋｍ］と波長分散係数Ｃ_０［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］を用い、次の（２）式に示す関係に従って、当該光伝送路の波長分散値の変動量ΔＣ［ｐｓ／ｎｍ］を計算する。
ΔＣ＝ΔＢ×Ｃ_０ …（２）
前述した具体例において、１５５０ｎｍの波長光に対する非選択の光伝送路（ＳＭＦ）の波長分散係数Ｃ_０が１８．０［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］である場合、当該光伝送路の波長分散値の変動量ΔＣは４５［ｐｓ／ｎｍ］となる。

そして、波長分散計算回路５９は、上記メモリ６０の初期情報が示す非選択の光伝送路の波長分散値（初期値）Ｃ_ｉに上記変動量ΔＣを加算することにより、非選択の光伝送路の現在の波長分散値Ｃ_ｐ（＝Ｃ_ｉ＋ΔＣ）を計算する。前述した具体例において、初期の波長分散値Ｃ_ｉが１４［ｐｓ／ｎｍ］である場合、現在の波長分散値Ｃ_ｐは５９［ｐｓ／ｎｍ］となる。なお、上記の説明において示した具体例は、本発明がこれに限定されることを意味するものではない。

次に、本実施形態の動作を図４のフローチャートを参照しながら説明する。
上記のような構成の光伝送装置１では、システムの運用開始前に、第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２についての距離、伝送損失および波長分散値を含む初期情報が実測等により取得され、該各光伝送路Ｌ１，Ｌ２の初期情報がメモリ６０の領域６０Ｂに予め記憶される（図４のＳ１０）。そして、運用開始によって光伝送装置１が立ち上げられると、各波長に対応したトランスポンダ５０の光スイッチ５３により第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方が選択され、当該光伝送路を用いたＷＤＭ光の送受信が開始される（Ｓ２０）。ここでは、最初に第１の光伝送路Ｌ１が現用系光伝送路として選択され、第２の光伝送路Ｌ２が予備系光伝送路としてＷＤＭ光の伝送が行われない非選択の状態になるものとする。

光伝送装置１の送信側の動作としては、各トランスポンダ５０において、光送信器５１で生成された光信号が光分岐器５２で２つに分岐され、一方の分岐光が光合分波器３０の第１の光伝送路Ｌ１側の入力ポートに出力され、他方の分岐光が光合分波器３０の第２の光伝送路Ｌ２側の入力ポートに出力される。光合分波器３０では、各トランスポンダ５０から出力される各波長の光信号が各々の送信先となる光伝送路毎に合波されてＷＤＭ光が生成される。第１の光伝送路Ｌ１側のＷＤＭ光は、光アンプユニット１０内の第１の光アンプ１１_１で増幅されて第１の光伝送路Ｌ１に送信され、第２の光伝送路Ｌ２側のＷＤＭ光は、光アンプユニット１０内の第２の光アンプ１１_２で増幅されて第２の光伝送路Ｌ２に送信される（Ｓ３０）。このとき、各光伝送路Ｌ１，Ｌ２へのＷＤＭ光の送信パワーがモニタされ、そのモニタ結果を含むＯＳＣがＷＤＭ光と伴に送信される。上記のようなＷＤＭ光の送信動作は、対向する光伝送装置１，１の双方で行われる。

また、光伝送装置１の受信側の動作としては、第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２を伝送された各ＷＤＭ光が、それぞれ、光アンプユニット１０内の対応する光アンプ１１_１，１１_２で増幅された後に、光合分波器３０で各波長の光信号に分波されて、各波長に対応したトランスポンダ５０内の光スイッチ５３に与えられる。光スイッチ５３では、２つの入力ポートに与えられる光信号のうち、第１の光伝送路Ｌ１側からの光信号が選択されてＶＤＣ５４に出力される。運用開始直後のＶＤＣ５４の分散補償量は、ＶＤＣ制御回路５８により第１の光伝送路Ｌ１に対応した初期値に設定されており、該ＶＤＣ５４によって光信号の波長分散補償が行われる。ＶＤＣ５４を通過した光信号は、光受信器５５で光電変換されるなどして受信データが再生される（Ｓ４０）。この受信データは、ＶＤＣ５４のフィードバック制御を行うために符号誤り率測定器５６に与えられ、該符号誤り率測定器５６で測定される符号誤り率が最小になるような分散補償量が分散補償量設定回路５７で求められ、該分散補償量に従ってＶＤＣ制御回路５８によりＶＤＣ５４の分散補償量が最適化される（Ｓ５０）。

上記受信側の動作において、光スイッチ５３で選択されなかった第２の光伝送路Ｌ２側からの光信号は、光スイッチ５３で破棄されてＶＤＣ５４以降には伝えられない。ただし、上述の図３で説明したように、非選択の光伝送路Ｌ２上に位置する各光ノードにおいて、ＷＤＭ光の送受信パワーのモニタ値に基づくスパンロスの測定が行われており、該各光ノードでのスパンロスの測定結果を用いて、受信端に位置するＣＰＵユニット７０内の伝送損失算出処理７０Ａにより、非選択の光伝送路Ｌ２の伝送損失が求められる。そして、該伝送損失およびメモリ６０に記憶された当該光伝送路の初期情報に基づいて、各トランスポンダ５０の波長分散計算回路５９により、非選択の光伝送路Ｌ２の波長分散値が求められ、該波長分散値が分散補償量設定回路５７に伝えられる（Ｓ６０）。これにより、非選択の光伝送路Ｌ２の波長分散特性が何等かの要因で変動した場合でも、変動後の波長分散値を相殺可能なＶＤＣ５４の分散補償量が分散補償量設定回路５７により求められ、該分散補償量がメモリ６０の領域６０Ａに記憶されるようになる（Ｓ７０）。

上記のような非選択の光伝送路の伝送損失の測定は、各光ノードに具備された光アンプの利得制御に用いられるモニタ構成を基本的に利用しており、当該モニタ値を用いた簡単な計算を行うための回路を追設することで容易に実現できる。このため、従来のＯＴＤＲ測定器を用いて光伝送路の距離を測定する場合のような装置構成の複雑化やコスト上昇を回避することが可能である。また、非選択の光伝送路上の各スパンの両端でモニタしたＷＤＭ光パワーを用いてスパンロスを高い精度で測定できるので、当該光伝送路の波長分散値に対応した分散補償量の設定誤差を小さく抑えることも可能である。

続いて、ＷＤＭ光の伝送が行われている第１の光伝送路Ｌ１に、例えば、光ファイバの断線などの障害が発生して、第２の光伝送路Ｌ２への切り替えが必要になった場合を想定する。この場合、光伝送装置１では、各トランスポンダ５０の光スイッチ５３において第１の光伝送路Ｌ１側から第２の光伝送路Ｌ２側への切り替えが行われ、第２の光伝送路Ｌ２を用いたＷＤＭ光の送受信が開始される（Ｓ８０）。この光スイッチ５３による光伝送路の切り替えに合わせて、分散補償量設定回路５７では、切り替え前にメモリ６０の領域６０Ａに記憶させておいた第２の光伝送路Ｌ２に対応する分散補償量が読み出され、該分散補償量がＶＤＣ制御回路５８に伝えらえる。これにより、ＶＤＣ５４の分散補償量は、第２の光伝送路Ｌ２の現在の波長分散値に適した値に制御される（Ｓ９０）。したがって、光スイッチ５３による光伝送路の切り替えが行われてからすぐに、第２の光伝送路Ｌ２側からの光信号の波長分散補償をＶＤＣ５４で精度良く行うことができるようになるため、光伝送路の切り替え時間を効果的に短縮することが可能になる。

上記のようにして光伝送路の切り替えが短時間で行われた後は、切り替え前と同様にして符号誤り率測定器５６で測定される受信データの符号誤り率に基づいたＶＤＣ５４のフィードバック制御が行われる（Ｓ１００）。また、切り替えにより非選択となった第１の光伝送路Ｌ１については、保守作業が完了した後に、第１の光伝送路Ｌ１上にある各光ノードでのスパンロスの測定結果を用いて当該光伝送路の伝送損失および波長分散値が求められ（Ｓ１１０）、該波長分散値を相殺可能なＶＤＣ５４の分散補償量がメモリ６０に記憶されることで、次回の光伝送路の切り替えに対する準備が行われる（Ｓ１２０）。

上述したように本実施形態の光伝送装置１によれば、各光ノードに具備される光アンプの制御用モニタ値を利用して非選択の光伝送路の伝送損失を測定し、その測定結果を基に当該光伝送路の波長分散値を計算するようにしたことで、簡略な構成により低コストで光伝送路の切り替え時間の短縮を図ることができる。これにより、４０Ｇｂｐｓ等の高速な光信号を含むＷＤＭ光を確実に送受信できる信頼性の高いＷＤＭ光伝送システムを構築することが可能になる。

なお、上述した実施形態では、伝送損失算出処理７０Ａが第１および第２の光伝送路Ｌ１，Ｌ２のうちの非選択の光伝送路の伝送損失を算出する場合を説明したが、ネットワーク上の各光ノードでのスパンロスの測定は、測定対象の光伝送路が選択（運用）されているか否かに関係なく実施することができるので、両方の光伝送路Ｌ１，Ｌ２の伝送損失を伝送損失算出処理７０Ａにより同時に算出し、該各伝送損失に基づいて各光伝送路Ｌ１，Ｌ２の波長分散値および該波長分散値に対応した分散補償量を一緒に求めるようにしてもよい。ただし、選択中の光伝送路における波長分散値の変動に応じたＶＤＣ５４の制御は、符号誤り率の測定結果に基づくフィードバック制御が優先して適用される。

次に、上述した実施形態の光伝送装置に関する応用例を列挙する。
図５は、光伝送装置の第１応用例の構成を示すブロック図である。図５に示す光伝送装置１’では、上述した実施形態の構成における分散補償量設定回路５７、波長分散計算回路５９およびメモリ６０が、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の集積回路６１によって実現されている。なお、メモリ６０に関しては集積回路６１とは別に設けるようにしてもよい。このような構成を適用することにより、各トランスポンダ５０の構成をより簡略化することが可能である。

図６は、光伝送装置の第２応用例の構成を示すブロック図である。図６に示す光伝送装置１”では、上述した実施形態の構成における各トランスポンダ５０の分散補償量設定回路５７、波長分散計算回路５９およびメモリ６０のハードウェア構成による処理が、ＣＰＵユニット７０によりソフトウェア的に実行されるようになっている。

具体的には、各トランスポンダ５０について、分散補償量設定回路５７、波長分散計算回路５９およびメモリ６０に代わるハードウェア構成としてインターフェイス回路６２が設けられている。ＣＰＵユニット７０は、ＣＰＵ７５、メモリ７６およびインターフェイス回路７７を有する。ＣＰＵ７５では、上述した実施形態の場合と同様にして、各光ノードでのスパンロスの測定結果を用いた伝送損失算出処理７０Ａが実行されると共に、上述した実施形態において波長分散計算回路５９で処理していたのと同様の波長分散計算処理７０Ｂが実行される。また、ＣＰＵ７５では、波長分散計算処理７０Ｂにより計算された非選択の光伝送路の波長分散値、および、各トランスポンダ５０からインターフェイス回路６２，７７を介して伝達される符号誤り率の測定結果を用い、上述した実施形態において分散補償量設定回路５９で処理していたのと同様の分散補償量設定処理７０Ｃが実行される。なお、メモリ７６には、上述した実施形態におけるメモリ６０と同様の情報が記憶されている。そして、分散補償量設定処理７０Ｃにより求められた分散補償量は、上述した実施形態の場合と同様のタイミングで、インターフェイス回路７７，６２を介して各トランスポンダ５０のＶＤＣ制御回路５８に伝えられる。

上記のように各トランスポンダ５０におけるＶＤＣ５４の分散補償量の制御に関する一連の処理をＣＰＵユニット７０によりソフトウェア的にまとめて実行することによって、各トランスポンダ５０の構成をより一層簡略化することが可能である。なお、上記第２応用例では、光伝送装置１”内のＣＰＵユニット７０で分散補償量の制御に関する演算処理を実行するようにしたが、例えば、上述の図３に示したようなＷＤＭ光伝送システム全体の動作を監視制御するＯＰＳ７３が設けられている場合、該ＯＰＳ７３により各光ノードでの上記演算処理を一括して実行して、該演算結果を各光ノードに伝達することも可能である。

以上の実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） 第１の光伝送路および該第１の光伝送路とは異なる第２の伝送路に接続し、該第１および第２の光伝送路のいずれか一方を選択して光信号を送受信する光伝送装置であって、
前記第１および第２の光伝送路の切り替えを行う光スイッチと、
前記光スイッチを介して前記第１および第２の光伝送路に接続する可変分散補償器と、
前記第１および第２の光伝送路のうちの非選択の光伝送路の伝送損失を測定する測定器と、
前記第１および第２の光伝送路の距離、伝送損失および波長分散値に関する初期情報を記憶するメモリと、
前記測定器で測定された非選択の光伝送路の伝送損失、および、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報に基づいて、当該光伝送路の波長分散値を求める計算回路と、
前記光スイッチにより前記第１および第２の光伝送路の切り替えを行い、前記非選択の光伝送路を選択して光信号の送受信を開始するとき、前記計算回路で求められた波長分散値を相殺可能な分散補償量が前記可変分散補償器に設定されるように、前記可変分散補償器を制御する制御回路と、を備えたことを特徴とする光伝送装置。

（付記２） 付記１に記載の光伝送装置であって、
前記測定器は、前記非選択の光伝送路上に位置する各光ノードでのスパンロスの測定結果を収集し、該各スパンロスの総和を当該光伝送路の伝送損失とすることを特徴とする光伝送装置。

（付記３） 付記２に記載の光伝送装置であって、
前記第１および第２の光伝送路に対して送受信する光信号を増幅する光アンプ、並びに、前記第１および第２の光伝送路に対する光信号の送受信パワーをモニタして前記光アンプの利得を制御する光アンプ制御回路を含む光アンプユニットを備え、
前記測定器は、前記光アンプ制御回路でモニタされる送受信パワーを利用して、隣り合う光ノードとの間のスパンロスの測定を行うことを特徴とする光伝送装置。

（付記４） 付記１〜３のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
前記計算回路は、前記測定器で測定された非選択の光伝送路の伝送損失の初期値に対する変動量と、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報から求めた単位長さ当たりの損失とを用いて、当該光伝送路の距離の変動量を計算した後に、該計算された距離の変動量と、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報から求めた波長分散係数とを用いて、当該光伝送路の波長分散値の変動量を計算し、さらに、該計算された波長分散値の変動量を、前記メモリに記憶された当該光伝送路の波長分散値の初期値に加算して、当該光伝送路の現在の波長分散値を計算することを特徴とする光伝送装置。

（付記５） 付記１〜４のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
前記可変分散補償器で波長分散が補償された光信号を受信処理する光受信器と、
前記光受信器で受信処理されたデータの符号誤り率を測定する符号誤り率測定器と、を備え、
前記制御回路は、前記符号誤り率測定器で測定される符号誤り率が最小になるように、前記可変分散補償器の分散補償量をフィードバック制御することを特徴とする光伝送装置。

（付記６） 付記１〜５のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
光信号を生成する光送信器と、
前記光送信器で生成された光信号を２つに分岐し、一方の分岐光を前記第１の光伝送路側に出力し、他方の分岐光を前記第２の光伝送路側に出力する光分岐器と、を備えたことを特徴とする光伝送装置。

（付記７） 付記１〜６のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
前記第１および第２の光伝送路に対して、複数の波長の光信号を合波したＷＤＭ光を送受信することを特徴とする光伝送装置。

１，１’，１”…光伝送装置
１０…光アンプユニット
１１_１，１１_２，２１…光アンプ
１２，２２…スパンロス測定回路
１３Ａ，１３Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ａ’，２３Ｂ’…光カプラ
１４Ａ，１４Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ａ’，２４Ｂ’…光検出器
１５，２５…ＯＳＣ送受信回路
１６，２６，２６’…合波器
１７，２７，２７’…分波器
３０…光合分波器
５０…トランスポンダ
５１…光送信器
５２…光分岐器
５３…光スイッチ
５４…可変分散補償器（ＶＤＣ）
５５…光受信器
５６…符号誤り率測定器
５７…分散補償量設定回路
５８…ＶＤＣ制御回路
５９…波長分散計算回路
６０，７６…メモリ
６１…集積回路
６２，７７…インターフェイス回路
７０，７１…ＣＰＵユニット
７０Ａ…伝送損失算出処理
７２…通信回線
７３…ＯＰＳ
７５…ＣＰＵ
Ｌ１，Ｌ２…光伝送路
Ｎ１〜Ｎ６…光ノード

Claims (5)

1. 第１の光伝送路および該第１の光伝送路とは異なる第２の伝送路に接続し、該第１および第２の光伝送路のいずれか一方を選択して光信号を送受信する光伝送装置であって、
   前記第１および第２の光伝送路の切り替えを行う光スイッチと、
   前記光スイッチを介して前記第１および第２の光伝送路に接続する可変分散補償器と、
   前記第１および第２の光伝送路のうちの非選択の光伝送路の伝送損失を測定する測定器と、
   前記第１および第２の光伝送路の距離、伝送損失および波長分散値に関する初期情報を記憶するメモリと、
   前記測定器で測定された非選択の光伝送路の伝送損失、および、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報に基づいて、当該光伝送路の波長分散値を求める計算回路と、
   前記光スイッチにより前記第１および第２の光伝送路の切り替えを行い、前記非選択の光伝送路を選択して光信号の送受信を開始するとき、前記計算回路で求められた波長分散値を相殺可能な分散補償量が前記可変分散補償器に設定されるように、前記可変分散補償器を制御する制御回路と、を備え、
   前記計算回路は、前記測定器で測定された非選択の光伝送路の伝送損失の初期値に対する変動量と、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報と、を基に、当該光伝送路の波長分散値の変動量を計算し、該計算された波長分散値の変動量を、前記メモリに記憶された当該光伝送路の波長分散値の初期値に加算して、当該光伝送路の現在の波長分散値を計算する、ことを特徴とする光伝送装置。
2. 請求項１に記載の光伝送装置であって、
   前記測定器は、前記非選択の光伝送路上に位置する各光ノードでのスパンロスの測定結果を収集し、該各スパンロスの総和を当該光伝送路の伝送損失とすることを特徴とする光伝送装置。
3. 請求項２に記載の光伝送装置であって、
   前記第１および第２の光伝送路に対して送受信する光信号を増幅する光アンプ、並びに、前記第１および第２の光伝送路に対する光信号の送受信パワーをモニタして前記光アンプの利得を制御する光アンプ制御回路を含む光アンプユニットを備え、
   前記測定器は、前記光アンプ制御回路でモニタされる送受信パワーを利用して、隣り合う光ノードとの間のスパンロスの測定を行うことを特徴とする光伝送装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
   前記計算回路は、前記測定器で測定された非選択の光伝送路の伝送損失の初期値に対する変動量と、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報から求めた単位長さ当たりの損失とを用いて、当該光伝送路の距離の変動量を計算した後に、該計算された距離の変動量と、前記メモリに記憶された当該光伝送路の初期情報から求めた波長分散係数とを用いて、当該光伝送路の波長分散値の変動量を計算することを特徴とする光伝送装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の光伝送装置であって、
   前記可変分散補償器で波長分散が補償された光信号を受信処理する光受信器と、
   前記光受信器で受信処理されたデータの符号誤り率を測定する符号誤り率測定器と、を備え、
   前記制御回路は、前記符号誤り率測定器で測定される符号誤り率が最小になるように、前記可変分散補償器の分散補償量をフィードバック制御することを特徴とする光伝送装置。