JPH07120980B2 - 光中継器の監視制御方式 - Google Patents
光中継器の監視制御方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光ファイバと光中継器とで構成された長距離
光中継伝送システムに係わり、光中継器の自動利得制御
および中継器の動作状態を監視する光中継器の監視制御
方式に関するものである。
光中継伝送システムに係わり、光中継器の自動利得制御
および中継器の動作状態を監視する光中継器の監視制御
方式に関するものである。
［従来の技術］ 次世代の長距離光ファイバ通信方式として、光中継器を
多段に用いた中継伝送方式が提案されている。光中継器
としては、半導体光増幅器、光ファイバレーザ増幅器、
光ラマン増幅器等があるが、現在開発が先行している半
導体光増幅器を例にとって説明する。本方式では、進行
波型の半導体光増幅器を用いることにより強度変調光伝
送およびコヒーレント光伝送において直接光増幅中継伝
送が可能となる。第５図は、従来の半導体光増幅器の説
明図であり、図中1a,1bは入力信号光L1,出力増幅光L2を
それぞれに伝搬する入力、出力の光ファイバであり、２
は半導体光増幅器、Iiは半導体光増幅器２への注入電流
である。注入電流Iiは、中継利得に対応した定電流で駆
動される。
多段に用いた中継伝送方式が提案されている。光中継器
としては、半導体光増幅器、光ファイバレーザ増幅器、
光ラマン増幅器等があるが、現在開発が先行している半
導体光増幅器を例にとって説明する。本方式では、進行
波型の半導体光増幅器を用いることにより強度変調光伝
送およびコヒーレント光伝送において直接光増幅中継伝
送が可能となる。第５図は、従来の半導体光増幅器の説
明図であり、図中1a,1bは入力信号光L1,出力増幅光L2を
それぞれに伝搬する入力、出力の光ファイバであり、２
は半導体光増幅器、Iiは半導体光増幅器２への注入電流
である。注入電流Iiは、中継利得に対応した定電流で駆
動される。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、半導体光増幅器２の特性として、第６図（ａ）
に示すように、光導波路2aを利用した半導体光増幅器２
の２つのモード、すなわち第６図（ｂ）に示すようTEモ
ードとTMモードに利得差があるため、入射信号光L1の偏
波状態の変化によって、定電流駆動にたいしても利得が
変化する。さらに、第７図に示すように環境温度変化に
よっても利得が変化するため、定電流駆動にもかかわら
ず利得が変化する。従って多段中継を行った場合、個々
の光増幅器２の利得がわずかに変化しても、多段中継で
は、変化が累積し大きな変動となり、最終段出力のS/N
が大きく変化し、多中継伝送が不可能となる欠点があっ
た。
に示すように、光導波路2aを利用した半導体光増幅器２
の２つのモード、すなわち第６図（ｂ）に示すようTEモ
ードとTMモードに利得差があるため、入射信号光L1の偏
波状態の変化によって、定電流駆動にたいしても利得が
変化する。さらに、第７図に示すように環境温度変化に
よっても利得が変化するため、定電流駆動にもかかわら
ず利得が変化する。従って多段中継を行った場合、個々
の光増幅器２の利得がわずかに変化しても、多段中継で
は、変化が累積し大きな変動となり、最終段出力のS/N
が大きく変化し、多中継伝送が不可能となる欠点があっ
た。
従って入射光の偏波状態の変化、環境温度変化に対し
て、光増幅器の利得が一定となるような方法が強く望ま
れていたにもかかわらず今まで何ら開示されていなかっ
た。
て、光増幅器の利得が一定となるような方法が強く望ま
れていたにもかかわらず今まで何ら開示されていなかっ
た。
さらに、システムの建設ならびに保守、運用において、
光中継器の動作状態を端局装置から監視できることが必
要であり、具体的には、半導体光増幅器２の注入電流I
i、温度等および光信号のループバック、冗長予備半導
体光増幅器の切り替えが遠隔監視制御できる方式につい
ても強く望まれていたにもかかわらず何ら開示されてい
なかった。
光中継器の動作状態を端局装置から監視できることが必
要であり、具体的には、半導体光増幅器２の注入電流I
i、温度等および光信号のループバック、冗長予備半導
体光増幅器の切り替えが遠隔監視制御できる方式につい
ても強く望まれていたにもかかわらず何ら開示されてい
なかった。
本発明は、前記した従来の技術課題に鑑みなされたもの
で、光中継器の利得を常に一定とすることができ、かつ
光中継器の動作状況を遠隔モニタできる光中継器の監視
制御方式を提供せんとするものである。
で、光中継器の利得を常に一定とすることができ、かつ
光中継器の動作状況を遠隔モニタできる光中継器の監視
制御方式を提供せんとするものである。
（２）発明の構成 ［課題を解決するための手段］ 本発明の第１の特徴は、信号光を信号ビットレート周波
数より、低周波数の正弦波により低変調指数で強度変調
し、該信号を制御監視信号として使用することにある。
このような信号が光中継器により増幅された後、その一
部を分岐し、分岐光に含まれている正弦波成分を検出
し、このレベルが一定となるように光中継器の注入電流
を制御することにより、光中継器の利得を一定にするこ
とにある。
数より、低周波数の正弦波により低変調指数で強度変調
し、該信号を制御監視信号として使用することにある。
このような信号が光中継器により増幅された後、その一
部を分岐し、分岐光に含まれている正弦波成分を検出
し、このレベルが一定となるように光中継器の注入電流
を制御することにより、光中継器の利得を一定にするこ
とにある。
本発明の第２の特徴は、前記正弦波をキャリア周波数と
して、光中継器監視制御命令信号で変調し、光中継器に
おいて光中継器出力の分岐光から監視制御命令信号を復
調し、信号のループバック、予備光中継器の切り替え
等、光中継器の制御を行うことにある。
して、光中継器監視制御命令信号で変調し、光中継器に
おいて光中継器出力の分岐光から監視制御命令信号を復
調し、信号のループバック、予備光中継器の切り替え
等、光中継器の制御を行うことにある。
本発明の第３の特徴は、前記監視制御命令信号に対する
応答信号の返送方式として、光中継器の注入電流を変調
することにより、光中継器の利得変調を行い、これによ
り増幅された信号光を強度変調し、応答信号を返送する
ことにある。受信端局では、強度変調成分を抽出し、返
送信号の復調を行う。
応答信号の返送方式として、光中継器の注入電流を変調
することにより、光中継器の利得変調を行い、これによ
り増幅された信号光を強度変調し、応答信号を返送する
ことにある。受信端局では、強度変調成分を抽出し、返
送信号の復調を行う。
［実 施 例１］ 半導体光増幅器に適用した本発明の第１実施例を第１図
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
同図において1a,1bは半導体光増幅器２に接続され入射
光信号L1と出力増幅光L2をそれぞれ伝搬する入力、出力
の光ファイバである。３は光分岐回路であり、出力増幅
光L2の一部分岐光L3を分岐光ファイバ1cを通して分岐
し、光電（O/E）変換回路４に導かれ電気信号S1に変換
出力される。半導体光増幅器２から出力された増幅光L2
は、第５図に示すように、増幅された信号光と半導体光
増幅器２から発生する雑音光となる自然放出光L0とから
構成される。増幅された信号光は低周波数の正弦波で強
度変調されているが、自然放出光L0は変調されていな
い。従ってフィルタ５の出力信号S2は、信号光L1に比例
した制御用正弦波が得られる。このフィルタ５の出力信
号S2の変動から半導体光増幅器２の利得変動を検出し、
正弦波レベルが一定となるように自動利得制御（AGC）
回路６からの駆動制御信号S3を受けた増幅器駆動回路７
により注入電流Iiを制御することにより利得を一定とす
る。
光信号L1と出力増幅光L2をそれぞれ伝搬する入力、出力
の光ファイバである。３は光分岐回路であり、出力増幅
光L2の一部分岐光L3を分岐光ファイバ1cを通して分岐
し、光電（O/E）変換回路４に導かれ電気信号S1に変換
出力される。半導体光増幅器２から出力された増幅光L2
は、第５図に示すように、増幅された信号光と半導体光
増幅器２から発生する雑音光となる自然放出光L0とから
構成される。増幅された信号光は低周波数の正弦波で強
度変調されているが、自然放出光L0は変調されていな
い。従ってフィルタ５の出力信号S2は、信号光L1に比例
した制御用正弦波が得られる。このフィルタ５の出力信
号S2の変動から半導体光増幅器２の利得変動を検出し、
正弦波レベルが一定となるように自動利得制御（AGC）
回路６からの駆動制御信号S3を受けた増幅器駆動回路７
により注入電流Iiを制御することにより利得を一定とす
る。
［実 施 例２］ 光中継器に応用した本発明の第２実施例を第２図につい
て説明する。
て説明する。
同図において、1a,1b,1a′,1b′はそれぞれ上り、下り
の光中継器1A,1Bに接続される入出力光ファイバ、2a,2b
はそれぞれ現用、予備の半導体光増幅器であり、８は光
合成分岐回路、９は光分岐回路、7a,7bはそれぞれ現
用、予備の半導体光増幅器駆動回路、10は光スイッチで
あり、半導体光増幅器2aで増幅された後、光合成分岐回
路８にて光ファイバ1bに結合され、その一部を分岐光フ
ァイバ1cを通して分岐し、さらに分岐光L3は、光分岐回
路９で２分され、一方の分岐光L4は分岐光ファイバ1dを
介し監視制御回路11、他方の分岐光L5は分岐光ファイバ
1eを介し下り光中継器1Bを経て上り光中継器1Aの光スイ
ッチ10に導かれる。
の光中継器1A,1Bに接続される入出力光ファイバ、2a,2b
はそれぞれ現用、予備の半導体光増幅器であり、８は光
合成分岐回路、９は光分岐回路、7a,7bはそれぞれ現
用、予備の半導体光増幅器駆動回路、10は光スイッチで
あり、半導体光増幅器2aで増幅された後、光合成分岐回
路８にて光ファイバ1bに結合され、その一部を分岐光フ
ァイバ1cを通して分岐し、さらに分岐光L3は、光分岐回
路９で２分され、一方の分岐光L4は分岐光ファイバ1dを
介し監視制御回路11、他方の分岐光L5は分岐光ファイバ
1eを介し下り光中継器1Bを経て上り光中継器1Aの光スイ
ッチ10に導かれる。
第３図は、第２図の監視制御回路11を詳細に説明する図
であり、分岐光L4をO/E変換回路12で光電変換し、その
出力電気信号S1では、自然放出光L0は監視制御信号で変
調されていないため帯域通過フィルタ13により出力信号
S2として分離され、検出信号に含まれる情報信号光成分
に比例した制御監視用正弦波が得られる。この帯域通過
フィルタ13の出力信号S2の変動から半導体レーザ光増幅
器2a,2bの利得変動を検出し、利得が一定となるようにA
GC回路14によりスイッチ16を介し選択的に駆動制御信号
S3a,S3bを増幅器駆動回路7a,7bに送出し、半導体光増幅
器2a（2b）の注入電流Iia,（Iib）を制御する。
であり、分岐光L4をO/E変換回路12で光電変換し、その
出力電気信号S1では、自然放出光L0は監視制御信号で変
調されていないため帯域通過フィルタ13により出力信号
S2として分離され、検出信号に含まれる情報信号光成分
に比例した制御監視用正弦波が得られる。この帯域通過
フィルタ13の出力信号S2の変動から半導体レーザ光増幅
器2a,2bの利得変動を検出し、利得が一定となるようにA
GC回路14によりスイッチ16を介し選択的に駆動制御信号
S3a,S3bを増幅器駆動回路7a,7bに送出し、半導体光増幅
器2a（2b）の注入電流Iia,（Iib）を制御する。
次に半導体光増幅器の冗長構成による現用2a,予備2b切
替および光ループバック制御を行なう方法については、
監視制御信号用正弦波を例えばPSKを変調し制御命令を
送信端局装置より送り、コマンド復調回路15により、コ
マンドS4を検出し、デコーダ17により復調されたコマン
ド信号S5に従って光スイッチ10の制御を行う。
替および光ループバック制御を行なう方法については、
監視制御信号用正弦波を例えばPSKを変調し制御命令を
送信端局装置より送り、コマンド復調回路15により、コ
マンドS4を検出し、デコーダ17により復調されたコマン
ド信号S5に従って光スイッチ10の制御を行う。
さらに、半導体光増幅器2a,2bの動作状態、例えば、注
入電流Iia,Iib、温度、動作中の半導体光増幅器2a,2bの
識別を端局装置にて第４図の光送信装置21aを通って送
られた監視制御信号La,La′で監視する場合、得たい項
目について上記正弦波キャリアにより光中継器1A,1Bに
送信し光中継器1A,1Bはコマンドをコマンド復調回路1
5、デコーダ17で検出しコマンド信号S6に基づいてスイ
ッチ18で光送信装置21a,21bを経て送られてきた情報信
号Lb,Lb′の内、得たい情報の選択を行い、情報をA/D変
換回路19でA/D変換した後、コマンド信号S7に基づいて
応答信号作成回路20で応答信号S8a,S8bを作成し、この
信号S8a,S8bにより半導体光増幅器駆動回路7a,7bを制御
操作し半導体光増幅器2a,2bの注入電流Iia,Iibを変調す
る。これにより、信号光は強度変調され、第４図に示す
中継系を伝送した後、光受信装置22b,22aを経て受信端
局にて帰還応答信号Lc,Lc′の検出が行われる。図中Ld,
Ld′は帰還情報信号である。
入電流Iia,Iib、温度、動作中の半導体光増幅器2a,2bの
識別を端局装置にて第４図の光送信装置21aを通って送
られた監視制御信号La,La′で監視する場合、得たい項
目について上記正弦波キャリアにより光中継器1A,1Bに
送信し光中継器1A,1Bはコマンドをコマンド復調回路1
5、デコーダ17で検出しコマンド信号S6に基づいてスイ
ッチ18で光送信装置21a,21bを経て送られてきた情報信
号Lb,Lb′の内、得たい情報の選択を行い、情報をA/D変
換回路19でA/D変換した後、コマンド信号S7に基づいて
応答信号作成回路20で応答信号S8a,S8bを作成し、この
信号S8a,S8bにより半導体光増幅器駆動回路7a,7bを制御
操作し半導体光増幅器2a,2bの注入電流Iia,Iibを変調す
る。これにより、信号光は強度変調され、第４図に示す
中継系を伝送した後、光受信装置22b,22aを経て受信端
局にて帰還応答信号Lc,Lc′の検出が行われる。図中Ld,
Ld′は帰還情報信号である。
（３）発明の効果 かくして、本発明により光中継器の温度変化および光フ
ァイバの偏波状態の変化に対して、半導体光増幅の利得
を一定にすることが可能となり、さらに、半導体光増幅
の動作状態、切り替えが遠隔制御監視することが可能と
なる。
ァイバの偏波状態の変化に対して、半導体光増幅の利得
を一定にすることが可能となり、さらに、半導体光増幅
の動作状態、切り替えが遠隔制御監視することが可能と
なる。
従って、光海底ケーブル方式を初めとする半導体光増幅
器を用いた光中継伝送システムに広く適用が可能であ
り、その効果が大である。
器を用いた光中継伝送システムに広く適用が可能であ
り、その効果が大である。
第１図は本発明を適用した半導体光増幅器の構成図、第
２図は本発明を応用した光中継器の構成図、第３図は本
発明に用いる監視制御回路の構成図、第４図は本発明を
実施支援する中継搬送系の全体概略図、第５図は半導体
光増幅器の動作説明図、第６図（ａ）（ｂ）は同・TEモ
ードとTMモードの作用図および利得と注入電流の相関特
性線図、第７図は同・利得と温度の相関特性線図であ
る。 1a,1b……上り光ファイバ 1a′,1b′……下り光ファイバ 1c,1d,1e……分岐光ファイバ 1A……上り光中継回路 1B……下り光中継回路 2,2a……現用半導体光増幅器 2b……予備半導体光増幅器 3,9……光分岐回路 4,12……光電（O/E）変換回路 ５……フィルタ 6,14……自動利得制御（AGC）回路 7,7a……現用増幅器駆動回路 7b……予備増幅器駆動回路 ８……光合成分岐回路、10……光スイッチ 11……監視制御回路 13……帯域通過フィルタ 15……コマンド復調回路 16,18……スイッチ、17……デコーダ 19……A/D変換回路 20……応答信号作成回路 21a,21b……光送信装置 22a,22b……光受信装置 Ii,Iia,Iib……注入電流 L0……自然放出光、L1……入力信号 L2……増幅光、L3,L4,L5……分岐光 La,La′……監視制御信号 Lb,Lb′……情報信号 Lc,Lc′……帰還応答信号 S1……電気信号、S2……出力信号 S3,S3a,S3b……駆動制御信号 S4……コマンド S5,S6,S7……コマンド信号 S8a,A8b……応答信号
２図は本発明を応用した光中継器の構成図、第３図は本
発明に用いる監視制御回路の構成図、第４図は本発明を
実施支援する中継搬送系の全体概略図、第５図は半導体
光増幅器の動作説明図、第６図（ａ）（ｂ）は同・TEモ
ードとTMモードの作用図および利得と注入電流の相関特
性線図、第７図は同・利得と温度の相関特性線図であ
る。 1a,1b……上り光ファイバ 1a′,1b′……下り光ファイバ 1c,1d,1e……分岐光ファイバ 1A……上り光中継回路 1B……下り光中継回路 2,2a……現用半導体光増幅器 2b……予備半導体光増幅器 3,9……光分岐回路 4,12……光電（O/E）変換回路 ５……フィルタ 6,14……自動利得制御（AGC）回路 7,7a……現用増幅器駆動回路 7b……予備増幅器駆動回路 ８……光合成分岐回路、10……光スイッチ 11……監視制御回路 13……帯域通過フィルタ 15……コマンド復調回路 16,18……スイッチ、17……デコーダ 19……A/D変換回路 20……応答信号作成回路 21a,21b……光送信装置 22a,22b……光受信装置 Ii,Iia,Iib……注入電流 L0……自然放出光、L1……入力信号 L2……増幅光、L3,L4,L5……分岐光 La,La′……監視制御信号 Lb,Lb′……情報信号 Lc,Lc′……帰還応答信号 S1……電気信号、S2……出力信号 S3,S3a,S3b……駆動制御信号 S4……コマンド S5,S6,S7……コマンド信号 S8a,A8b……応答信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多賀 秀徳 東京都新宿区西新宿２丁目３番２号 国際 電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−162554（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−62038（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】光ファイバを伝搬してきた信号光を光中継
器により光のまま増幅して中継する光ファイバ中継伝送
システムの該光中継器の監視制御方式において、該信号
光に信号ビットレート周波数より低い周波数の正弦波信
号を強度変調により重畳して制御信号とし、前記光中継
器内の増幅光の一部を分岐し、該分岐光の該制御信号レ
ベルが一定になるように光中継器の増幅度を制御する光
中継器の監視制御方式 - 【請求項２】前記制御用正弦波信号をキャリア周波数と
して用い、かつ光中継器監視制御命令信号で変調し、各
々の前記光中継器のインサービス監視制御を行う請求項
１記載の光中継器の監視制御方式 - 【請求項３】前記光ファイバ中継伝送システムにおい
て、監視制御命令の応答信号の返送方式として、光中継
器の注入電流に前記応答信号を重畳し、前記光中継器の
利得変調により信号光を強度変調することにより中継系
を伝達した後、受信端局装置に返送し、前記応答信号を
受信する請求項１記載の光中継器の監視制御方式
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270729A JPH07120980B2 (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 光中継器の監視制御方式 |
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1988
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