JP6098089B2 - 逆多重伝送装置および伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、高速なクライアント信号を低速な複数の信号に分割し、複数の低速回線を使用して伝送する逆多重伝送装置に関する。

近年、トラフィックの増加に伴い伝送システムにおいても回線の高速化が進んでいる。海底ケーブルシステム等の長距離伝送システムにおいても収容トラフィックの高速化が求められており、40Ｇｂ／ｓ、100Ｇｂ／ｓといった高速信号の長距離伝送が求められている。

一方で既設の海底ケーブルの中には伝送性能が低く、高速信号を収容できないものも存在する。このような伝送性能が低いシステムに高速信号を収容する方法として、高速なクライアント信号を低速な複数の信号に分割し、複数の低速回線を使用して伝送する逆多重伝送方式がある。図１０の関連技術では、高速なクライアント信号を逆多重伝送装置により、低速な２回線のライン回線に分離し、２波のＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）信号として長距離伝送するシステムを示す。

図１１の関連技術の例では、逆多重伝送装置とＷＤＭ装置間を接続する光ファイバの線長の違いによって生じる光路長差を示す。低速回線の光路長差による伝送遅延が受信部の許容スキューを超える場合、受信部で信号の同期がとれず信号が正しく復号できなくなる。

このような課題を解決する手段として、特許文献１には、同期情報をオーバーヘッドに付与することで、同期を取る技術が開示されている。

さらに特許文献２には、光ファイバの光路長が変動した場合に、可変ディレイラインを制御して光路長差を小さくする技術が開示されている。

特許文献３には、伝送路を切替えるときに、メモリを用いて、情報列を合わせる技術が開示されている。

特開２００２−１３５２２３号公報 特開２０１２−３４１８２号公報 特開平１−２８６６４５号公報

特許文献１に開示されている技術では、同期情報をオーバーヘッドに付与するので、送信部にオーバーヘッドの生成回路が必要となり、また、受信部にも低速回線信号の同期回路が必要となるため回路規模が大きくなるという課題がある。

特許文献２に開示されている技術では、位相差測定に部分反射器を使用しているため、長距離ＷＤＭシステムには適用できないという課題がある。

特許文献３に開示されている技術では、冗長経路切換によって生じる経路遅延差を吸収し無瞬断で切り換えるが、予備系経路で現用系と共通の情報を送付する必要があり、逆多重伝送システムには適用できないという課題がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決する逆多重伝送装置および伝送方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、複数の光伝送路を用いて光信号を送受信する逆多重伝送装置であって、光―電気/電気―光変換部と、変換部から受信する複数の電気信号に基づき複数の送信用伝送路に光信号を送信する送信部であって、光路長測定用の光パルス信号を送信する送信部と、複数の受信用伝送路から光信号を受信する受信部であって、光路長測定用の光パルス信号を受信したとき、前記光パルス信号の到着時間差を計測する受信部と、受信部が出力する複数の電気信号の位相差を前記計測結果に基づいて調整する位相調整部とを備えている。

また、本発明は、上記課題を解決するため、それぞれ複数の第１および第２の伝送路を用いて光信号を送受信する逆多重伝送装置間の伝送方法であって、第１の伝送路に光路長測定用の光パルス信号を送信し、第１の伝送路から受信される前記光パルス信号の到着時間差を計測し、第１の伝送路に送信される光信号から変換された電気信号の位相差を計測結果に基づき調整している。

本発明の効果は、逆多重伝送装置において、複数のライン回線間の光路長差による位相差を調整できることである。

本発明の第１の実施の形態における逆多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における逆多重伝送装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における逆多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における制御信号発生部の生成する測定用パターンを示す図である。 本発明の第２の実施の形態における逆多重伝送装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における逆多重伝送装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例１における逆多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の変形例２における逆多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の変形例３における逆多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 関連技術における逆多重伝送装置の構成を示すブロック図である。 関連技術における光ファイバの光路差長を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態における逆多重伝送装置５０の構成例を示すブロック図である。

逆多重伝送装置５０は、クライアント信号を送受信する光―電気/電気―光変換部１を備え、この変換部１に送信部３０が接続している。送信部３０は、光―電気/電気―光変換部１から送信される複数の電気信号を光信号に変換し、複数の光伝送路へそれぞれライン送信信号として送信する。逆多重伝送装置５０は複数の光伝送路からライン受信信号を受信する受信部２０を備える。この受信部２０の後段には、複数の位相調整部２３、２４が配置されている。この位相調整部２３、２４は、光―電気/電気―光変換部１に接続する。

図２は、本発明の第１の実施の形態における逆多重伝送装置の動作を示すフローチャートである。逆多重伝送装置５０は、外部の制御部（図示せず）またはオペレーターの制御に基づき以下の動作を行う。受信部２０は、複数の光伝送路を介して対向して配置される別の逆多重伝送装置（逆多重伝送装置５０と同様の構成を備える）から送信される光路長測定用の光パルス信号の受信を監視する（ステップ１０１）。複数の光伝送路から光パルス信号を受信した場合（ステップ１０２）、受信部２０はこの光パルス信号の到着時間差を計測する（ステップ１０３）。この計測結果は、例えば外部の制御部に送信され、その制御部は位相調整部２３、２４を調整し（ステップ１０４）、この位相調整部２３、２４から変換部１へ送信される複数の電気信号の位相差をゼロにする。

送信部３０に接続する複数の光伝送路の光路長が測定される場合、外部の制御部（図示せず）またはオペレーターは、送信部３０を制御して、光路長測定用の光パルス信号を対向して配置されている別の逆多重伝送装置へ送信する。この光パルス信号を受信する逆多重伝送装置では、上記と同様にこの光パルス信号の到着時間差に基づき位相調整部の調整が行われる。

なお上記の実施形態では、光―電気/電気―光変換部１が多重/逆多重機能を有するものとする。また上記光パルス信号は１個又は所定の複数個だけ送受信されるものとする。
（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態における逆多重伝送装置５０の構成例を示すブロック図である。

逆多重伝送装置５０には、クライアントからの信号を送受信する光―電気/電気―光変換部１と、光―電気/電気―光変換部１の信号を例えば光トランスポートネットワーク信号に変換するフレーム変換部２が設けられている。フレーム変換部２には、ライン信号を送信する送信部３０が接続する。またライン信号を受信する受信部２０と、受信部２０が出力する２つの電気信号の位相差を調整する位相調整部２３、位相調整部２４とを備えている。

そして、逆多重伝送装置５０の送信部３０は、ラインモジュール（ＴＸ）３と光増幅器６、光増幅器７と光パルス信号を発生させるための制御信号を生成する制御信号発生部４を備えている。また、ラインモジュール（ＴＸ）３は、発光素子として、ＬＤ(Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ)２１、ＬＤ(Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ)２２と、ＬＤ２１、ＬＤ２２とそれぞれ接続する光変調器１７、光変調器１８を備えている。制御信号発生部４は、光増幅器６、光増幅器７に接続されている。

また、逆多重伝送装置５０の受信部２０には、プリアンプ８、プリアンプ９と、ラインモジュール（ＲＸ）１６、計測部１９が備えられている。受信部２０とフレーム変換部２の間には、位相調整部２３、位相調整部２４が接続されている。

図３において、光―電気/電気―光変換部１は、クライアント受信信号１０を光−電気変換し、逆多重し、フレーム変換部２に送信する。また、フレーム変換部２より受信した電気信号を光信号に変換し、多重し、クライアント送信信号１５として出力する。フレーム変換部２は、Ｆｒａｍｅｒ ＬＳＩと呼ばれるＬＳＩで構成されており、クライアント信号に長距離伝送用のオーバーヘッドを付与したフレーム（光トランスポートネットワーク信号）に変換／逆変換する機能を有している。

フレーム変換部２は、変換されたクライアント受信信号１０をラインモジュール（ＴＸ）３へ送出する。また、ライン側より受信した信号からクライアント信号を分離し、電気信号として光―電気/電気―光変換部１に送出する。

送信部３０のラインモジュール（ＴＸ）３のＬＤ２１およびＬＤ２２は、フレーム変換部２の出力する２つの電気信号をそれぞれ電気―光変換し、ライン送信信号Ａ１１およびライン送信信号Ｂ１２として送出する。

光変調器１７、１８は、それぞれＬＤ２１、ＬＤ２２の出力光に強度や周波数変調を加えて信号化する。

制御信号発生部４は、光路長差測定用の制御パルス信号を生成する。生成されたパルス信号は光増幅器６及び光増幅器７の光出力制御端子に送信される。光増幅器６及び光増幅器７は該パルス信号に同期して、ライン送信信号Ａ１１及びライン送信信号Ｂ１２の出力を停止、再開させる。制御信号発生部４は、対向側の逆多重伝送装置で識別可能な２種類以上のパルスパターンを生成することができる。

受信部２０の、プリアンプ８及びプリアンプ９は、ライン受信信号Ａ１３およびライン受信信号Ｂ１４の信号レベルを増幅させる。受信部２０の計測部１９は、ライン受信信号Ａ１３およびライン受信信号Ｂ１４の光入力状態を監視し、光入力開始時間の差を計測する。ラインモジュール（ＲＸ）１６は、ライン受信信号Ａ１３およびライン受信信号Ｂ１４を復調し、電気信号に変換して出力する。位相調整部２３、位相調整部２４は、それぞれＥＳ（Ｅｌａｓｔｉｃ Ｓｔｏｒｅ）と呼ばれるバッファメモリで構成され、ラインモジュール（ＲＸ）１６が出力する２つの電気信号間の位相差を調整することができる。

逆多重伝送装置５０が、初めて稼働する場合、制御信号発生部４は、例えば図４例示される測定用パターン１のような制御パルス信号を生成し、光増幅器６及び光増幅器７の出力を該制御パルス信号に合わせて制御する。制御信号発生部４で生成する制御パルス信号は、信号パターンの識別が可能であれば、図４に示すパターンに限定しない。ただし、パルスのＬｏ区間の幅とＨｉ区間の幅は、伝送路全体の最大光路長差により生じる遅延量より十分に長く取る必要がある。これは、伝送路全体の遅延量がパルスパターンの周期より長い場合、遅延差により本来同期すべきパターンとは異なるタイミングのパターンと同期してしまうため、遅延差を正しく測定することができなくなるためである。

図５、図６は、本発明の第２の実施の形態における逆多重伝送装置の動作を示すフローチャートである。逆多重伝送装置５０は、外部の制御部（図示せず）またはオペレーターの制御に基づき以下の動作を行う。

まず、図５に示されるように逆多重伝送装置５０の送信部３０に接続する２つの光伝送路の光路長の測定に関する動作は以下のとおりである。送信部３０は、制御信号発生部４が生成した図４の測定用パターン１で示す制御パルス信号に基づき、光路長測定用の光パルス信号を送信する（ステップ２０１）。この光パルス信号は、上記２つの伝送路を介して対向して配置されている逆多重伝送装置の受信部で受信される。本例では、上記光パルス信号は連続して送信されるものとする。

次に逆多重伝送装置５０の受信部２０では、対向して配置されている逆多重伝送装置から、図４に示される測定用パターン２の光パルス信号が受信されるかを監視する（ステップ２０２）。測定用パターン２の光パルス信号が受信されると（ステップ２０３）、逆多重伝送装置５０を制御する上記外部の制御部（図示せず）は送信部３０を制御し、上記光路長測定用の光パルス信号の送信を停止させる（ステップ２０４）。

図６に示されるように、逆多重伝送装置５０の受信部２０に接続する２つの光伝送路の光路長の測定に関する動作は以下のとおりである。

逆多重伝送装置５０の受信部２０では、計測部１９により、ライン受信信号Ａ１３およびライン受信信号Ｂ１４の測定用パターン１の光パルス信号光の入力を監視する（ステップ３０１）。この光パルス信号光の入力がある場合は（ステップ３０２のＹＥＳ）、ライン受信信号Ａ１３およびライン受信信号Ｂ１４の光入力が断から復旧した時間の差から、光路長差による遅延時間を計測する（ステップ３０３）。

上記外部の制御部（図示せず）は、計測されたライン受信信号Ａ１３およびライン受信信号Ｂ１４の遅延時間を元に位相調整部２３及び位相調整部２４を制御し、フレーム変換部２に入力される２つの電気信号の間に位相差が無くなるように調整する（ステップ３０４）。

調整完了後、上記外部の制御部（図示せず）は、送信部３０の制御信号発生部４を制御し、出力する制御信号の信号パターンを図４の測定用パターン２の光パルス信号に切り替えて、対向して配置されている逆多重伝送装置へ送信する（ステップ３０５）。

測定用パターン２の光パルス信号を受信した上記逆多重伝送装置は、光路長差の測定用の光パルス信号の送信を終了させる。

なお上記の実施形態では、光―電気/電気―光変換部１が多重/逆多重機能を有するものとする。また上記光路長測定用の光パルス信号は、外部の制御部による停止制御が行われるまで連続して送信されるものとする。

以上、述べてきたように、本発明によれば、逆多重伝送装置間の光信号の伝送において、複数のライン回線間の光路長差による位相差を調整することができる。
（変形例１）
次に図７を用いて、本発明の変形例１における逆多重伝送装置６０の構成について説明する。図示の逆多重伝送装置６０は、後述するように、制御信号発生部４の制御対象を変更している点を除いて、図３に示した逆多重伝送装置５０と同様の構成を有し、同様の動作をする。したがって、図１に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付し、以下では説明の簡略化のために相違点についてのみ説明する。

逆多重伝送装置のライン側信号の光路差は、厳密には、図３のラインモジュール（ＴＸ）３と光増幅器６、ラインモジュール（ＴＸ）３と光増幅器７の間にも存在する。ライン側信号間の遅延差を少なくするためには、光送信および停止の制御点はできるだけラインモジュール（ＴＸ）３の出力に近いほうが望ましい。

図７の変形例１の構成では、制御信号発生部４の制御対象をラインモジュール（ＴＸ）３内のＬＤ２１およびＬＤ２２とし、ＬＤ２１およびＬＤ２２の発光を制御することで、光出力状態と光出力停止状態を制御する。

動作についても、図５、６の本発明の第２の実施の形態における逆多重伝送装置５０の動作と同じであるので、説明を省略する。
（変形例２）
次に図８を用いて、本発明の変形例２における逆多重伝送装置７０の構成について説明する。図示の逆多重伝送装置７０は、後述するように、制御信号発生部４の制御対象を変更している点を除いて、図３に示した逆多重伝送装置５０と同様の構成を有し、同様の動作をする。したがって、図１に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付し、以下では説明の簡略化のために相違点についてのみ説明する。

図８の変形例２では、制御信号発生部４の制御対象をラインモジュール３内の光変調器１７および光変調器１８とし、光変調器の強度変調を極大点と極小点に制御することで、光出力状態と光出力停止状態の制御を実施する。
（変形例３）
次に図９を用いて、本発明の変形例３における逆多重伝送装置８０の構成について説明する。図示の逆多重伝送装置８０は、後述するように、計測部１９の計測対象を変更している点を除いて、図１に示した逆多重伝送装置５０と同様の構成を有し、動作をする。したがって、図３に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付し、以下では説明の簡略化のために相違点についてのみ説明する。

逆多重伝送装置内の受信部と接続する光伝送路側の光路差を考慮した場合、ラインモジュール（ＲＸ）１６とプリアンプ８間及び、ラインモジュール（ＲＸ）１６とプリアンプ９間に光路長差が生じる可能性がある。そのため、できるだけ計測部１９による光入力状態の監視点は、ラインモジュール（ＲＸ）１６に近いほうが望ましい。

図９の変形例３では、計測部１９による光入力監視点をラインモジュール（ＲＸ）１６の直近に配置することで、逆多重伝送装置内の光伝送路の光路差による遅延差を削減することができる。

尚、本願発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更、変形して実施することが出来る。

本発明は、高速なクライアント信号を低速な複数の信号に分割し、複数の低速回線を使用して伝送する逆多重伝送装置に利用可能である。

１ 光―電気/電気―光変換部
２ フレーム変換部
３ ラインモジュール（ＴＸ）
４ 制御信号発生部
６ 光増幅器
７ 光増幅器
８ プリアンプ
９ プリアンプ
１０ クライアント受信信号
１１ ライン送信信号Ａ
１２ ライン送信信号Ｂ
１３ ライン受信信号Ａ
１４ ライン受信信号Ｂ
１５ クライアント送信信号
１６ ラインモジュール（ＲＸ）
１７ 光変調器
１８ 光変調器
１９ 計測部
２０ 受信部
２１ ＬＤ
２２ ＬＤ
２３ 位相調整部
２４ 位相調整部
３０ 送信部
５０ 逆多重伝送装置
６０ 逆多重伝送装置
７０ 逆多重伝送装置
８０ 逆多重伝送装置

Claims (10)

1. 複数の第１の伝送路のそれぞれを用いて光信号を伝送する、
   第１の変換部及び送信部を含む第１の逆多重伝送装置と、
   受信部、位相調整部、及び第２の変換部を含む第２の逆多重伝送装置と
   を備えた逆多重伝送システムであって、
   前記第１の変換部は、第１の他の装置から受信した信号を、複数の前記第１の伝送路のそれぞれについて逆多重化した複数の電気信号に変換し、
   前記第１の逆多重伝送装置の前記送信部は、
   前記第１の変換部により変換された前記複数の電気信号のそれぞれを光信号に変換し、前記変換した前記複数の光信号のそれぞれを、複数の前記第１の伝送路のそれぞれに送信すると共に、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれに矩形の波形を有する光路長測定用光パルス信号を送信し、
   前記受信部は、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれから光信号を受信して、受信した複数の前記光信号のそれぞれを電気信号に変換すると共に、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれから受信した前記光路長測定用光パルス信号間の到着時間差を計測し、
   前記位相調整部は、前記受信部により複数の前記第１の伝送路のそれぞれから受信された光信号から変換された前記電気信号間の位相差を前記計測の結果に基づいて０にするように調整し、
   前記第２の変換部は、前記位相調整部により位相差を前記調整された複数の前記電気信号を多重化した信号に変換し、前記変換した前記信号を第２の他の装置へ送信する
   ことを特徴とする逆多重伝送システム。
2. 前記第１の変換部は、前記第１の他の装置から受信した信号を前記第１の伝送路へ送信されるフレームに変換する第１のフレーム変換部を含み、
   前記送信部は、
   前記光路長測定用光パルス信号を発生させるための制御信号を生成する制御信号発生部と、
   前記電気信号を前記光信号に変換する第１のラインモジュールと、
   前記第１のラインモジュールにより変換された前記光信号の出力を制御する光増幅器とを含み、
   前記第１のラインモジュールは、
   光信号を発生するレーザーダイオードと、
   前記レーザーダイオードにより発生された光信号を変調する光変調器とを含み、
   前記第２の変換部は、前記第１の伝送路から受信したフレームを第２の他の装置へ送信される信号に変換する第２のフレーム変換部を含み、
   前記受信部は、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれから受信した前記光路長測定用光パルス信号間の到着時間差を計測する計測部と、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれから受信した光信号を増幅するプリアンプと、
   前記プリアンプにより増幅された複数の光信号のそれぞれを電気信号に変換する第２のラインモジュールとを含む
   請求項１に記載の逆多重伝送システム。
3. 前記制御信号発生部は前記送信部に配置される発光素子へ前記光路長測定用光パルス信号を発生させるための制御信号を送信する請求項２に記載の逆多重伝送システム。
4. 前記制御信号発生部は前記送信部に配置される光変調器へ前記光路長測定用光パルス信号を発生させるための制御信号を送信する請求項２に記載の逆多重伝送システム。
5. 前記制御信号発生部は前記送信部に配置される光増幅器へ前記光路長測定用光パルス信号を発生させるための制御信号を送信する請求項２に記載の逆多重伝送システム。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の第１の逆多重伝送装置。
7. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の第２の逆多重伝送装置。
8. 複数の第１の伝送路のそれぞれを用いて光信号を伝送する、第１の逆多重伝送装置と第２の逆多重伝送装置との間の伝送方法であって、
   前記第１の逆多重伝送装置により、
   第１の他の装置から受信した信号を、複数の前記第１の伝送路のそれぞれについて逆多重化した複数の電気信号に変換すると共に、
   前記変換された前記複数の電気信号のそれぞれを光信号に変換し、前記変換した前記複数の光信号のそれぞれを、複数の前記第１の伝送路のそれぞれに送信すると共に、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれに矩形の波形を有する光路長測定用光パルス信号を送信し、
   前記第２の逆多重伝送装置により、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれから光信号を受信して、受信した複数の前記光信号のそれぞれを電気信号に変換すると共に、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれから受信した前記光路長測定用光パルス信号間の到着時間差を計測すると共に、
   複数の前記第１の伝送路のそれぞれから受信された光信号から変換された前記電気信号間の位相差を前記計測の結果に基づいて０にするように調整すると共に、
   位相差を前記調整された複数の前記電気信号を多重化した信号に変換し、前記変換した前記信号を第２の他の装置へ送信する
   ことを特徴とする伝送方法。
9. 前記第２の逆多重伝送装置は、前記位相差の調整が完了したときに、前記第１の逆多重伝送装置と前記第２の逆多重伝送装置との間で光信号を伝送する第２の伝送路へ確認用光パルス信号を送信し、
   前記第１の逆多重伝送装置は、前記第２の伝送路から前記確認用光パルス信号を受信すると前記光路長測定用光パルス信号の送信を停止する
   請求項８に記載の伝送方法。
10. 前記光路長測定用光パルス信号のハイレベル区間及びローレベル区間を含むパターンの周期が複数の前記第１の伝送路のそれぞれにおける光路長の差に起因する遅延よりも長い
    請求項８または請求項９に記載の伝送方法。

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