JPH09247104A - 光中継器監視方式 - Google Patents

光中継器監視方式

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JPH09247104A
JPH09247104A JP5482196A JP5482196A JPH09247104A JP H09247104 A JPH09247104 A JP H09247104A JP 5482196 A JP5482196 A JP 5482196A JP 5482196 A JP5482196 A JP 5482196A JP H09247104 A JPH09247104 A JP H09247104A
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JP
Japan
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optical
signal
wavelength
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low
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JP5482196A
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English (en)
Inventor
Yukio Kobayashi
由紀夫 小林
Nobuhiro Hirayama
伸広 平山
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 線形中継器における故障点標定や自動レベル
遮断機能を容易に実現し、さらに波長多重光信号の各波
長の監視を可能にする。 【解決手段】 光送信機から送信される情報光信号に低
周波信号を重畳し、線形中継器で入力光信号を電気信号
に変換し、その電気信号中に含まれる低周波信号成分
(残留AM成分)を検出する。この低周波信号成分の有
無により、ASE雑音光電力と区別して線形中継器に情
報光信号が入力されているか否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号を直接増幅
中継する機能を有する線形中継器において、中継する光
信号の監視を行う光中継器監視方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光伝送システムでは、図4に示す
ように、光信号を一旦電気信号に変換して増幅、識別再
生、リタイミングの再生中継処理を行う再生中継器が用
いられていた。一方、最近の光ファイバ増幅技術の進展
により、図5に示すように、再生中継器間に線形中継器
を配置して再生中継器の間隔を増大させ、伝送路コスト
の低減を図るシステムが開発されている(中川清司
他、「特集:超大容量光伝送方式」、NTTR&D、Vo
l.44、No.3、1995) 。なお、長距離伝送では、光ファイ
バ伝送時の分散による波形歪みや、線形中継器数の増加
とともに光信号中の雑音が累積し信号伝送特性が劣化す
る。このため、再生中継器を適当な間隔で挿入して光パ
ルスの再生を行う必要がある。
【0003】再生中継器では、光信号レベルおよびディ
ジタル信号のフレーム同期、符号誤り率等をモニタする
ことにより、光信号の入力状態を監視することができ
る。一方、線形中継器では入力光信号のレベルをモニタ
できるだけである。ところで、高速広帯域伝送サービス
や統合ディジタル通信サービス(ISDN)の展開とと
もに、伝送容量の増加が不可欠になってきている。この
ため、従来の単一波長による光伝送のみならず、複数の
波長を用いてこれらを多重化する波長多重伝送技術が重
要になってきている。
【0004】再生中継器のみが接続された波長多重伝送
システムでは、再生中継器において入力光信号を各波長
に分波し、各波長の光信号ごとに従来と同様の再生中継
処理を行うことにより、各波長ごとの監視を行うことが
できる。一方、線形中継器が多段に接続された波長多重
伝送システムでは、線形中継器で波長多重された光信号
を一括増幅することになるので、各波長ごとの監視を行
うことができない。また、線形中継器を構成する光ファ
イバ増幅器ではASE(自然放出光)雑音が発生し、線
形中継器数の増加とともに光信号中のASE雑音が累積
して信号伝送特性が劣化する。すなわち、情報光信号と
ASE雑音光電力との識別ができなくなり、線形中継器
で情報光信号が到達しているか否かを監視することが困
難になる。図6は、ASE雑音光電力の累積特性と動作
範囲を示す。横軸は線形中継器数であり、縦軸はASE
雑音の相対光電力〔dB〕を示す。なお、中継区間距離に
応じて光ファイバ損失が変化するので、線形中継器で受
信する情報光信号の範囲(動作範囲)も示している。
【0005】また、線形中継器が多段に接続された波長
多重伝送システムでは、線形中継器を構成する光ファイ
バ増幅器の波長に対する利得が異なっているので、波長
ごとの利得を調整する回路が必要になる(織田一弘
他、「0.98μm励起光増幅器と可変利得等化回路を用い
た 128チャネル 480km伝送実験」、信学技報OCS94
−71、1994) 。この回路を有する線形中継器では、各波
長に対応する狭帯域の光フィルタが用いられるので、各
波長の入力光信号のレベルを検出することができる。し
かし、線形中継器の回路の簡易化やコスト削減のために
は、波長多重された光信号を一括増幅する構成が望まし
い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】線形中継器が多段に接
続された波長多重伝送システムにおいて、広帯域の波長
一括多重増幅型の線形中継器では、その入力光信号が情
報信号によるものなのか、上流の線形中継器等からのA
SE雑音光電力の累積によるものなのか判定ができず、
伝送路故障時の故障点標定が困難であった。さらに、A
SE雑音光電力の累積により、情報光信号が入力されな
いときに線形中継器の動作を停止させる自動レベル遮断
機能を実現することが困難であった。
【0007】本発明は、線形中継器における故障点標定
や自動レベル遮断機能を容易に実現し、さらに波長多重
光信号の各波長の監視を行うことができる光中継器監視
方式を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光中継器監視方
式は、光送信機から送信される情報光信号に低周波信号
を重畳し、線形中継器で入力光信号を電気信号に変換
し、その電気信号中に含まれる低周波信号成分(残留A
M成分)を検出する。この低周波信号成分の有無によ
り、ASE雑音光電力と区別して線形中継器に情報光信
号が入力されているか否かを判定する(請求項1〜
4)。
【0009】また、波長多重伝送システムにおいては、
各波長の光信号に重畳された低周波信号を一括して検出
する構成、あるいは各波長の光信号に重畳された低周波
信号を個別に検出する構成をとる。前者の場合には、各
波長の光信号に重畳する低周波信号の周波数は同一でも
異なっていてもよく、情報光信号が到達しているか否か
のみを監視する(請求項2)。後者の場合には、各波長
の光信号に重畳する低周波信号の周波数を個別に設定す
ることにより、情報光信号が到達している波長(チャネ
ル)について監視する(請求項3)。
【0010】また、各波長ごとに分波し、それぞれに重
畳された低周波信号を個別に検出する構成をとることに
より、情報光信号が到達している波長(チャネル)につ
いて監視する(請求項4)。
【0011】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態−請求項1,2)図1は、本発明の光
中継器監視方式の第1の実施形態を示す。図において、
光送信機10−1では、波長λ1の光源11−1が低周
波発振器12−1の電気信号aにより微小変調され、光
搬送波bとして光変調器13−1に入力される。この光
搬送波bは情報信号cで変調されて情報光信号dとな
り、光増幅器14−1で増幅されて出力される。他の光
送信器10−nでも同様である。各光送信器10−1〜
10−nから出力された波長λ1〜λnの情報光信号e
は、光合波器15で合波されて伝送路光信号fとして光
ファイバ伝送路1に送出される。
【0012】本実施形態では、情報光信号に低周波信号
を重畳する方法として光源11−1〜11−nを低周波
信号で変調する構成を示す。光源に半導体レーザを用い
た場合には、通常数十ミリアンペア(mA)から数百m
A程度の直流電流で半導体レーザを駆動するが、その直
流電流に数mA程度の微小交流電流を重畳することによ
り、半導体レーザの光出力を位相変調(周波数変調)す
る。この位相変調時に発生する残留AM成分(振幅変調
成分)を利用することにより、情報光信号に低周波信号
の重畳が行われる。
【0013】ところで、最近の光ファイバ伝送では中継
器間隔を長くするために、光ファイバ内に大電力光が入
射される。この場合には、ファイバ非線形効果(誘導ブ
リルアン散乱)を抑圧するために、光源を低周波信号で
位相変調して光搬送波の光スペクトルを広げる工夫がな
される。このときの低周波信号を利用する構成でもよ
い。
【0014】また、本実施形態のように光源11−1〜
11−nを低周波信号で変調する代わりに、光変調器1
3−1〜13−nの変調特性または光増幅器14−1〜
14−nの利得を変調してもよく、情報信号cに低周波
信号を重畳する構成でもよい。低周波信号の下限周波数
は、光ファイバ増幅器の時定数が数kHzであるので、こ
れ以上の周波数とし、また上限周波数は情報信号の速度
に対して十分に低速となる範囲(通常は数MHz程度ま
で)とする。
【0015】線形中継器20では、光分配器21に伝送
路光信号fを入力し、光ファイバ増幅器22への光信号
jと受光器23への光信号gに分配する。光ファイバ増
幅器22に入力された光信号jは増幅された後に、下流
の光中継器へ伝送路光信号kとして送出される。受光器
23に入力された光信号gは光電気変換され、その電気
信号hは低域通過フィルタ(LPF)24を介して信号
レベル判定回路25に入力される。ここで、光送信機1
0−1〜10−nの少なくとも1つから情報光信号が送
信されている場合には、低域通過フィルタ出力iに送信
側で重畳された低周波信号が含まれる。したがって、信
号レベル判定回路25は低域通過フィルタ出力iが所定
のレベル以上であれば、線形中継器20に情報光信号が
入力されていると判定して監視回路26へ通知すること
ができる。
【0016】本実施形態は、各波長の光信号に重畳され
た低周波信号を一括して検出する構成であり、線形中継
器20に情報光信号が到達しているか否かのみが判定さ
れる。したがって、各低周波信号の周波数は、光送信機
(多重する波長)ごとにすべて同一に設定してよい。な
お、各低周波信号の周波数を変える場合には、低域通過
フィルタ24の通過帯域内にすべての周波数を設定する
必要がある。
【0017】(第2の実施形態−請求項1,3)図2
は、本発明の光中継器監視方式の第2の実施形態を示
す。図において、光送信機10−1〜10−nの構成は
第1の実施形態と同様である。ただし、低周波発振器1
2−1〜12−nの周波数は、多重する波長ごとに固有
のf1〜fnに設定される。
【0018】線形中継器20′では、光分配器21に伝
送路光信号fを入力し、光ファイバ増幅器22への光信
号jと受光器23への光信号gに分配する。光ファイバ
増幅器22に入力された光信号jは増幅された後に、下
流の光中継器へ伝送路光信号kとして送出される。受光
器23に入力された光信号gは光電気変換され、その電
気信号hは通過帯域の中心周波数がf1〜fnに設定さ
れた帯域通過フィルタ(BPF)27−1〜27−nを
介して、それぞれ対応する信号レベル判定回路25−1
〜25−nに入力される。ここで、光送信機10−1〜
10−nからそれぞれ情報光信号が送信されている場合
には、帯域通過フィルタ出力iに送信側で重畳された低
周波信号が含まれる。したがって、信号レベル判定回路
25−1〜25−nは、ASE雑音と区別して各波長の
情報光信号が入力されているか否かを判定して監視回路
26へ通知することができる。
【0019】本実施形態は、各波長の光信号に重畳され
た低周波信号を個別に検出する構成であり、線形中継器
20に入力された情報光信号がどの光送信機から送信さ
れたものであるかを識別することができる。 (第3の実施形態−請求項1,4)図3は、本発明の光
中継器監視方式の第3の実施形態を示す。
【0020】図において、光送信機10−1〜10−n
の構成は第1の実施形態と同様である。線形中継器2
0″は、光ファイバ伝送路1を伝搬してきた光信号を各
波長ごとに分波する波長フィルタ28−1〜28−nを
備え、各波長フィルタの出力光をそれぞれ受光器23−
1〜23−nに入力する。各受光器に入力された光信号
は光電気変換され、それぞれの電気信号hは低域通過フ
ィルタ(LPF)24−1〜24−nを介して信号レベ
ル判定回路25−1〜25−nに入力される。ここで、
光送信機10−1〜10−nからそれぞれ情報光信号が
送信されている場合には、帯域通過フィルタ出力iに送
信側で重畳された低周波信号が含まれる。したがって、
信号レベル判定回路25−1〜25−nは、ASE雑音
と区別して各波長の情報光信号が入力されているか否か
を判定して監視回路26へ通知することができる。
【0021】なお、以上示した各実施形態において、n
=1とすれば、従来の単一波長の光伝送システム構成と
なり、波長多重伝送システム以外にも本実施形態の構成
を適用することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光中継器
監視方式は、光送信機から送信される情報光信号に低周
波信号を重畳し、線形中継器でその低周波信号成分を検
出することにより、ASE雑音光電力と区別して線形中
継器に情報光信号が入力されているか否かを判定するこ
とができる。これにより、中継器の故障点標定や自動レ
ベル遮断機能を容易に実現することができる。
【0023】さらに、波長多重伝送システムにおいて、
各波長の光信号に重畳する低周波信号の周波数を固有の
ものとすることにより、各波長ごとに情報光信号が到達
しているか否かについて監視することができる。これに
より、どのチャネルが通信中であるか、いま通信中のチ
ャネルがいくつあるかを容易に認識することができる。
また、低周波信号のレベルがあらかじめ分かっていれ
ば、中継器側で検出される低周波信号成分のレベルから
チャネルごとの損失を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光中継器監視方式の第1の実施形態を
示すブロック図。
【図2】本発明の光中継器監視方式の第2の実施形態を
示すブロック図。
【図3】本発明の光中継器監視方式の第3の実施形態を
示すブロック図。
【図4】従来の再生中継伝送システムの構成を示すブロ
ック図。
【図5】線形中継器を用いた中継伝送システムの構成を
示すブロック図。
【図6】ASE雑音光電力の累積特性と動作範囲を示す
図。
【符号の説明】
10 光送信機 11 光源 12 低周波発振器 13 光変調器 14 光増幅器 15 光合波器 20 線形中継器 21 光分配器 22 光ファイバ増幅器 23 受光器 24 低域通過フィルタ(LPF) 25 信号レベル判定回路 26 監視回路 27 帯域通過フィルタ(BPF) 28 波長フィルタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報光信号に所定の周波数の低周波信号
    を重畳して光伝送路へ送出する光送信機と、 前記光伝送路を伝搬してきた光信号を受光し、得られた
    電気信号から前記光送信機で重畳された低周波信号成分
    を抽出し、この低周波信号成分の有無に応じて前記情報
    光信号の伝送状態を監視する光中継器とを備えたことを
    特徴とする光中継器監視方式。
  2. 【請求項2】 複数の波長の情報光信号にそれぞれ所定
    の周波数の低周波信号を重畳する複数の光送信機と、 前記各光送信機から出力された各情報光信号を波長多重
    して光伝送路へ送出する波長多重送信手段と、 前記光伝送路を伝搬してきた光信号を受光し、得られた
    電気信号から前記各光送信機で重畳された低周波信号成
    分を一括して抽出し、この低周波信号成分の有無に応じ
    て前記各光送信機から送信された情報光信号の伝送状態
    を一括して監視する光中継器とを備えたことを特徴とす
    る光中継器監視方式。
  3. 【請求項3】 複数の波長の情報光信号にそれぞれ固有
    の周波数の低周波信号を重畳する複数の光送信機と、 前記各光送信機から出力された各情報光信号を波長多重
    して光伝送路へ送出する波長多重送信手段と、 前記光伝送路を伝搬してきた光信号を受光し、得られた
    電気信号から前記各光送信機で重畳された低周波信号成
    分を個別に抽出し、それぞれの低周波信号成分の有無に
    応じて前記各光送信機から送信された情報光信号の伝送
    状態を個別に監視する光中継器とを備えたことを特徴と
    する光中継器監視方式。
  4. 【請求項4】 複数の波長の情報光信号にそれぞれ所定
    の周波数の低周波信号を重畳する複数の光送信機と、 前記各光送信機から出力された各情報光信号を波長多重
    して光伝送路へ送出する波長多重送信手段と、 前記光伝送路を伝搬してきた光信号を各波長ごとに分波
    して受光し、各波長対応に得られた電気信号から前記各
    光送信機で重畳された低周波信号成分を個別に抽出し、
    それぞれの低周波信号成分の有無に応じて前記各光送信
    機から送信された情報光信号の伝送状態を個別に監視す
    る光中継器とを備えたことを特徴とする光中継器監視方
    式。
JP5482196A 1996-03-12 1996-03-12 光中継器監視方式 Pending JPH09247104A (ja)

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