JPH06284092A

JPH06284092A - 光増幅中継伝送システム

Info

Publication number: JPH06284092A
Application number: JP6804693A
Authority: JP
Inventors: Makoto Murakami; 誠村上; Takamasa Imai; 崇雅今井; Mamoru Yosogi; 守四十木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】各中継器における信号対雑音比の監視を実現
しうる光増幅中継伝送システムを提供する。【構成】入側の光ファイバからの光信号は光カプラで
分岐され、分岐されたうちの一方は、光増幅器で増幅さ
れ、監視応答信号重畳回路で監視応答信号が重畳された
後、出側の光ファイバに送出される。光カプラで分岐さ
れた他方はさらに分岐され、分岐されたうちの一方は、
主信号の含まれる帯域の信号を通す光帯域フィルタを通
過した後受光器で電気信号とされる。他方は、雑音の帯
域の信号を通す光帯域フィルタを通過した後受光器で電
気信号とされる。監視回路は、各受光器出力にもとづい
て信号対雑音比を検出する。検出結果は、監視応答信号
として出力される。監視応答信号重畳回路は、光増幅器
からの光信号と監視応答信号とを重畳し、光ファイバに
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光信号を電気信号に変
換することなく中継する中継伝送システムであって、中
継器の状態を監視する機能が端局に備わった光増幅中継
伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】端局間に多数の中継器が設けられ、端局
および中継器間が光ファイバで結ばれている海底中継伝
送システムなどの中継伝送システムにおいて、再生中継
回路を用いたものが使用されている。図５はそのような
中継伝送システムの構成を示すブロック図である。図に
おいて、端局２１１と端局２１２とは、光ファイバ３０
１，３０２，３０３，３０４および中継器１１０を介し
て接続される。なお、図５には、１つの中継器１１０の
みが示されているが、実際には、端局２１１と端局２１
２との間には、多数の中継器が存在している。また、こ
こでは、光ファイバ３０１、中継器１１０および光ファ
イバ３０２による回線を上り回線と呼び、光ファイバ３
０３、中継器１１０および光ファイバ３０４による回線
を下り回線と呼ぶ。

【０００３】端局２１１において、主信号で変調された
光信号（以下、この光信号を主信号と呼ぶ。）を出力す
る主信号送信回路６からの主信号と監視制御信号送信回
路７からの監視制御信号とは、発光素子駆動回路（ＬＤ
駆動回路）８に入力する。ＬＤ駆動回路８は、それらの
信号を重畳したものに相当する信号で発光素子（ＬＤ）
９を駆動する。すなわち、ＬＤ９は、主信号および監視
信号が重畳した光信号を出力する。この光信号は、光フ
ァイバ３０１によって中継器１１０に伝送される。

【０００４】中継器１１０において、再生中継回路５３
は、光ファイバ３０１によって伝送された光信号を電気
信号に変換した後増幅等を行い、さらに、再度光信号に
変換して光ファイバ３０２に出力する。そして、次段の
中継器（図示せず）または端局２１２に増幅された光信
号が伝送される。また、監視装置５１は、光信号に含ま
れる監視制御信号を受信し、その監視制御信号の指示に
応じて中継器内回路状態等を収集する。そして、その中
継器内回路状態等を示すモニタ情報を含む監視応答信号
が、下り回線の光信号に重畳されて、光ファイバ３０４
に送出される。

【０００５】また、端局２１１において、光ファイバ３
０４からの光信号は、受光器１０で受信され電気信号と
される。受光器１０の出力信号のうち端局２１２からの
主信号を含む信号は、帯域通過フィルタ１１で抽出され
主信号受信回路１２に入力する。監視応答信号を含む信
号は、帯域通過フィルタ１３で抽出され監視応答信号受
信回路１５に入力する。監視応答信号受信回路１５は、
その監視応答信号に含まれる情報から中継器１１０の回
路状態等を知る。

【０００６】端局２１２も端局２１１と同様に構成され
る。すなわち、下り回線用の主信号送信回路６、監視制
御信号送信回路７、ＬＤ駆動回路８およびＬＤ９と、上
り回線用の受光器１０、帯域通過フィルタ１１、主信号
受信回路１２、帯域通過フィルタ１３および監視応答信
号受信回路１５とを有する。また、中継器１１０におい
て、下り回線用の再生中継回路５４および監視装置５２
が設けられる。

【０００７】このような構成によって、端局２１１，２
１２は、各中継器の状態監視をしたいときに、中継器を
特定するための情報を含む監視制御信号を回線に出力す
る。そして、監視制御信号内の情報で特定された中継器
の監視装置５１，５２は、監視応答信号を逆側の回線に
出力する。このようにして、端局２１１，２１２におい
て、各中継器の状態監視が実行される。

【０００８】ところが、近年、再生中継回路を用いず
に、光信号のままで中継増幅を行う光増幅中継伝送シス
テムが実用化されつつある。その光増幅中継伝送システ
ムにおいては、主信号が各中継器で増幅される際に自然
放出光雑音が発生し、この雑音の累積によって主信号対
雑音比が劣化することが知られている。また、伝送路と
して用いられる光ファイバ３０１，３０２，３０３，３
０４の非線形性により主信号スペクトラムが伝送距離に
従って変化することも知られている。なお、このこと
は、例えば、Journal of Lightwave Technology，第LT
-10 巻，第８号（pp.1117-1126）に記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】よって、このような光
増幅中継伝送システムにおいては、従来の監視項目に加
えて、中継伝送される光信号の信号対雑音比の監視およ
び主信号スペクトラムの監視をも行うことが、端局２１
１，２１２において求められる。

【００１０】そこで、本発明は、各中継器における信号
対雑音比および主信号スペクトラムの監視を実現しうる
光増幅中継伝送システムを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る光増幅中継伝送システムは、中継器が、光伝送路から
入力した信号のうちの主信号成分を検出する主信号検出
手段と、光伝送路から入力した信号のうちの雑音信号成
分を検出する雑音信号検出手段と、主信号検出手段が検
出した主信号成分と雑音信号検出手段が検出した雑音信
号成分と示す情報を、監視応答信号として、中継すべき
信号に重畳させて光伝送路に送出する重畳手段とを備
え、端局が、光伝送路から入力した信号から監視応答信
号を抽出する監視応答信号抽出手段を備えたものであ
る。

【００１２】また、請求項２記載の発明に係る光増幅中
継伝送システムは、端局が、光伝送路に送出する主信号
の周波数掃引を行う周波数掃引手段と、光伝送路から入
力した信号から監視応答信号を抽出する監視応答信号抽
出手段とを備え、中継器が、光伝送路から入力した信号
のうちの特定光周波数成分を検出する光周波数成分検出
手段と、この光周波数成分検出手段が検出した周波数成
分の強度を示す情報を、監視応答信号として、中継すべ
き信号に重畳させて光伝送路に送出する重畳手段とを備
えたものである。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明における中継器は、そのシ
ステムが通常のサービスを実行しているときに、光伝送
路を流れている信号から主信号成分と雑音信号成分とを
検出する。そして、検出した情報を光伝送路を流れてい
る信号に重畳して端局に通知する。

【００１４】また、請求項２記載の発明における中継器
は、主信号の掃引周波数の変化に応じて変化する特定周
波数成分の強度を示す情報を、光伝送路を流れている信
号に重畳して端局に通知し、端局における各中継器の光
信号スペクトラムの監視を可能にする。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例による光増幅中継伝
送システムの構成を示すブロック図である。図におい
て、端局２０１，２０２は図５に示した端局２１１，２
１２と同様の構成のものであるが、この場合の監視応答
信号受信回路１４は、各中継器における信号対雑音比お
よび主信号スペクトラムの監視をも行う。

【００１６】また、この場合の中継器１００は上り回線
の光信号を増幅する光増幅部２および下り回線の光信号
を増幅する光増幅部４と上り回線用の監視装置１および
下り回線の監視装置３とを有し、例えば、図２に示すよ
うに構成される。図２に示すように、光ファイバ３０１
からの光信号は光カプラ２１で分岐され、分岐されたう
ちの一方は、光増幅器２２で増幅され、監視応答信号重
畳回路４０で監視応答信号が重畳された後、光ファイバ
３０２に送出される。そして、光ファイバ３０２からの
光信号は、次段の中継器または端局２０２に入力する。

【００１７】光カプラ２１で分岐された他方は光カプラ
２４に入力し、光カプラ２４で分岐される。分岐された
うちの一方は、主信号の含まれる帯域の信号を通す光帯
域フィルタ２６を通過した後受光器２８で電気信号とさ
れる。光カプラ２４で分岐された他方は光カプラ２５に
入力する。光カプラ２５は、入力光を分岐させる。そし
て、分岐されたうちの一方は、所定の帯域の信号を通す
光帯域フィルタ２７を通過した後受光器２９で電気信号
とされる。また、光カプラ２５で分岐された他方は監視
回路３０に入力する。

【００１８】監視回路３０は、光カプラ２５からの他方
の光信号から監視制御信号を検出すると、各受光器２
８，２９の各出力にもとづいて信号対雑音比および主信
号スペクトラムの変化を検出する。そして、検出結果
は、監視応答信号として監視応答信号重畳回路３３に出
力される。監視応答信号重畳回路３３は、光増幅器３２
からの光信号と監視応答信号とを重畳し、光ファイバ３
０４に出力する。

【００１９】ここでは、主信号検出手段は光帯域フィル
タ２６および受光器２８で実現され、雑音信号検出手段
は光帯域フィルタ２７および受光器２９で実現され、重
畳手段は監視応答信号重畳回路３３で実現されている。
監視応答信号抽出手段は受光器１０、帯域通過フィルタ
１３で実現されている。

【００２０】なお、以上に説明した構成は上り回線につ
いてのものであるが、下り回線について同様に構成され
る。すなわち、光ファイバ３０３からの光信号を分岐さ
せる光カプラ３１の他、光カプラ３１で分岐された他方
を入力する光カプラ３４、光カプラ３４の出力の一方を
入力する光帯域フィルタ３６、光帯域フィルタ３６の出
力を入力する受光器３８、光カプラ３４で分岐された他
方を入力する光カプラ３５、光カプラ３５の出力の一方
を入力する光帯域フィルタ３７、光帯域フィルタ３７の
出力を入力する受光器３９、受光器３８および受光器３
９の出力を導入する監視回路４０とが設けられる。

【００２１】監視回路４０は、光カプラ３５からの他方
の光信号から監視制御信号を検出すると、各受光器３
８，３９の各出力にもとづいて信号対雑音比および主信
号スペクトラムの変化を検出する。そして、検出結果
は、監視応答信号として監視応答信号重畳回路２３に出
力される。監視応答信号重畳回路２３は、光増幅器２２
からの光信号と監視応答信号とを重畳し、光ファイバ３
０２に出力する。

【００２２】次に信号対雑音比の監視動作について説明
する。各中継器１００に入力する光信号のスペクトラム
は、図３（ａ）に示すように、主信号の成分（Ｓ）に対
して自然放出光雑音（Ｎ）が累積した形のものとなる。
図に示すように、その中継器１００までの端局２０１か
らの中継数が多くなるにつれて累積の程度は高くなる。

【００２３】中継器１００において、光帯域フィルタ２
６は、主信号周波数ｆ０に同調している。また、光帯域
フィルタ２７は、主信号周波数ｆ０から離れ、かつ、雑
音スペクトル内に中心周波数を有するものである。よっ
て、図３（ｂ）に示すように、光帯域フィルタ２６から
は主信号光のみを、光帯域フィルタ２７からは雑音成分
のみを抽出することが可能になる。

【００２４】すなわち、受光器２８からは、主信号光の
みの光電力に対応した電気信号が出力され、受光器２９
からは、雑音成分のみの光電力に対応した電気信号が出
力される。監視回路３０は、光カプラ２５の出力から監
視制御信号を受信しその監視制御信号が自中継器を指定
しているものであることを検出すると、主信号光の強度
および雑音成分の強度を、監視応答信号として監視応答
信号重畳回路３３に出力する。

【００２５】すると、監視応答信号重畳回路３３は、そ
の監視応答信号を下り回線の主信号に重畳して光ファイ
バ３０４に出力する。なお、監視応答信号重畳回路３３
の構成は、電子情報通信学会１９９２年春季全国大会論
文集Ｂ−９４４に示されているような、光増幅器３２の
励起光源を監視応答信号で変調することにより利得を変
調し、主信号に強度変調を重畳する構成を採用すること
ができる。

【００２６】主信号に重畳された監視応答信号は、端局
２０１の帯域通過フィルタ１３で分離され、監視応答信
号受信回路１４に入力する。監視応答信号受信回路１４
は、例えば、その監視応答信号に含まれる主信号光の強
度と雑音成分の強度とを示す情報にもとづいて、主信号
対雑音比を表示したりする。以上の処理が各中継器につ
いて実行されることにより、端局２０１は、各中継器に
おける主信号対雑音比を得ることができる。なお、ここ
では、上り回線における主信号対雑音比を得る場合につ
いて説明したが、下り回線についても同様に、端局２０
２において主信号対雑音比が得られる。

【００２７】次に、各中継器における主信号の光スペク
トラム監視について説明する。その場合には、端局２０
１のＬＤ駆動回路８は主信号の周波数掃引を行う。する
と、中継器１００の光帯域通過フィルタ２６を通過した
後の光強度は、主信号のスペクトル形状の変化（図４に
おいて矢印の移動に対応）に応じて変化する。図４にお
いて、Ｆは光帯域通過フィルタ２６の透過帯域を示して
いる。よって、受光器２８が出力する電気信号も主信号
のスペクトル形状の変化に応じて変化する。監視回路３
０は、受光器２８からの各光電力の値を監視応答信号と
して出力する。

【００２８】この監視応答信号は、上述のように、端局
２０１の監視応答信号受信回路１４に入力される。監視
応答信号受信回路１４は、各掃引周波数に対応する光帯
域通過フィルタ２６通過後の各光強度を得、それらの光
強度に応じて、中継器１００に入力する光信号のスペク
トラムを知る。

【００２９】以上の処理が各中継器について実行され、
各中継器における光帯域通過フィルタ２６の透過帯域に
応じた分解能で光スペクトラムの変化の監視が行われ
る。なお、ここでは、上り回線における光スペクトラム
の変化を得る場合について説明したが、下り回線につい
ても同様に、端局２０２において光スペクトラムの変化
が得られる。

【００３０】なお、ここでは、周波数掃引手段はＬＤ駆
動回路８で実現され、光周波数成分検出手段は光帯域フ
ィルタ２６および受光器２８で実現されている。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、光増幅中継伝送システムが、中継器で光伝
送路を流れている信号から主信号成分と雑音信号成分と
を検出し、検出した情報を光伝送路を流れている信号に
重畳して端局に通知し、端局でその情報を抽出する構成
であるから、光増幅中継伝送システムにおいて、各中継
器における信号対雑音比を監視することができる。しか
も、その監視をインサービスで実行できる。

【００３２】また、請求項２記載の発明によれば、光増
幅中継伝送システムが、端局で主信号の周波数掃引を行
い、中継器で主信号の掃引周波数の変化に応じて変化す
る特定周波数成分の強度を示す情報を、光伝送路を流れ
ている信号に重畳して端局に通知し、端局でその情報を
抽出する構成であるから、光増幅中継伝送システムにお
いて、各中継器で発生される自然放出光雑音の累積およ
び光ファイバの非線形性によって生ずる光スペクトラム
の変化を、簡単な構成によって監視することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光増幅中継伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。

【図２】中継器の構成を示すブロック図である。

【図３】光信号のスペクトルと光帯域通過フィルタの周
波数配置を示す説明図である。

【図４】光信号のスペクトルの監視方法を示す説明図で
ある。

【図５】従来の光増幅中継伝送システムの構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

６主信号送信回路７監視制御信号送信回路１２主信号受信回路１４監視制応答号受信回路２０１，２０１端局１００中継器２２，３２光増幅器２３，３３監視応答信号重畳回路２６，２７光帯域通過フィルタ２８，２９受光器３０，４０監視回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの端局が光伝送路と光信号を増幅す
る中継器とで結ばれ、２つの端局間で主信号の伝送を行
うとともに、前記端局が前記中継器の監視を行う光増幅
中継伝送システムにおいて、前記中継器は、光伝送路から入力した信号のうちの主信
号成分を検出する主信号検出手段と、光伝送路から入力した信号のうちの雑音信号成分を検出
する雑音信号検出手段と、前記主信号検出手段が検出した主信号成分と前記雑音信
号検出手段が検出した雑音信号成分とを示す情報を、監
視応答信号として、中継すべき信号に重畳させて光伝送
路に送出する重畳手段とを備え、前記端局は、光伝送路から入力した信号から監視応答信
号を抽出する監視応答信号抽出手段を備えたことを特徴
とする光増幅中継伝送システム。
【請求項２】２つの端局が光伝送路と光信号を増幅す
る中継器とで結ばれ、２つの端局間で主信号の伝送を行
うとともに、前記端局が前記中継器の監視を行う光増幅
中継伝送システムにおいて、前記端局は、光伝送路に送出する主信号の周波数掃引を
行う周波数掃引手段と、光伝送路から入力した信号から監視応答信号を抽出する
監視応答信号抽出手段とを備え、前記中継器は、光伝送路から入力した信号のうちの特定
光周波数成分を検出する光周波数成分検出手段と、前記光周波数成分検出手段が検出したその周波数成分の
強度を示す情報を、監視応答信号として、中継すべき信
号に重畳させて光伝送路に送出する重畳手段とを備えた
ことを特徴とする光増幅中継伝送システム。