WO2017033438A1 - イコライザ、中継器および通信システム - Google Patents

イコライザ、中継器および通信システム Download PDF

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浩志 稲田
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    • H04B2210/256—Distortion or dispersion compensation at the repeater, i.e. repeater compensation

Definitions

  • the present invention relates to an equalizer, a repeater, and a communication system.
  • a wavelength division multiplexing (WDM) optical signal is often used to transmit and receive a large amount of information.
  • WDM optical signal When transmitting a WDM optical signal over a long distance in a submarine communication system or the like, generally, a repeater device including an amplifier is disposed on an optical cable, and the optical intensity of the WDM optical signal is amplified in the repeater device.
  • EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier
  • an equalizer for equalizing the wavelength dependence of EDFA is generally arranged together with EDFA.
  • an equalizer configured by three filters that exhibit characteristics totally opposite to the amplification characteristics of the EDFA may be disposed after the EDFA. Proposed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides an equalizer, a repeater, and a communication system that can easily adjust a loss wavelength characteristic in accordance with a characteristic of a wavelength division multiplexed optical signal, a use environment of an EDFA, or the like. For the purpose.
  • an equalizer includes wavelength selective switch means for adding a set loss profile to an input wavelength division multiplexed optical signal and outputting it, and the wavelength based on the acquired setting information.
  • a repeater includes an amplifying unit that amplifies and outputs the light intensity of an input wavelength division multiplexed optical signal, and the wavelength division multiplexing that receives a set loss profile.
  • Wavelength selective switch means for adding and outputting to an optical signal, and an equalizer having setting means for updating a loss profile set in the wavelength selective switch means based on the obtained setting information, and the amplifier and the equalizer inside
  • the setting information is information for flattening the spectrum of the wavelength division multiplexed optical signal output from the repeater.
  • a communication system includes an amplifying unit that amplifies and outputs an optical intensity of an input wavelength division multiplexed optical signal, and the wavelength division multiplexing that receives a set loss profile.
  • Wavelength selective switch means for adding to the optical signal and outputting, and equalizer comprising setting means for updating the loss profile set in the wavelength selective switch means based on the acquired setting information, and the amplifier and the The equalizers are arranged in tandem, and the setting information is information for flattening the spectrum of the wavelength division multiplexed optical signal that has passed through the amplification means and the wavelength selective switch means.
  • the loss wavelength characteristic of the equalizer can be easily adjusted according to the characteristics of the wavelength division multiplexed optical signal, the use environment of the EDFA, and the like.
  • FIG. It is a block block diagram of the equalizer 300B which concerns on 3rd Embodiment. It is a block block diagram of the equalizer 300C which concerns on 4th Embodiment. It is a system configuration figure of communication system 100B concerning a 5th embodiment.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the equalizer according to the present embodiment.
  • the equalizer 10 of FIG. 1 includes a wavelength selective switch unit 20 and a setting unit 30.
  • the equalizer 10 receives a wavelength division multiplexing (WDM) optical signal to which wavelength dependency is added, and equalizes the wavelength dependency added to the input WDM optical signal.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the wavelength selective switch means 20 flexibly adjusts the loss wavelength characteristic of the input WDM optical signal by switching the optical signal for each wavelength.
  • the wavelength selective switch unit 20 according to the present embodiment is set to the input WDM optical signal by setting the loss profile by the setting unit 30 and switching the optical signal for each wavelength based on the set loss profile. Add a loss profile. Thereby, the wavelength dependency added to the WDM optical signal is equalized.
  • the setting unit 30 acquires the setting information, and sets the loss profile corresponding to the acquired setting information in the wavelength selective switch unit 20.
  • the setting means 30 acquires setting information for equalizing the wavelength dependence added to the WDM optical signal input to the equalizer 10.
  • the setting unit 30 sets a loss profile corresponding to the acquired setting information in the wavelength selective switch unit 20 every time setting information is acquired.
  • the equalizer configured as described above can easily set a desired loss profile in the wavelength selective switch means 20 by applying the wavelength selective switch means 20. Then, by switching the optical signal for each wavelength based on the loss profile set in the wavelength selective switch means 20, it is possible to reliably add an optimal loss profile to the WDM optical signal.
  • the equalizer 10 can easily set the optimum loss profile corresponding to the change to the wavelength selective switch means 20 even if the characteristics of the WDM optical signal, the use environment, or the like changes, and is equalized. Can be reliably added to the WDM optical signal. Furthermore, since it is not necessary to maintain a plurality of equalizers designed for each WDM optical signal characteristic and usage environment, an inexpensive system can be provided.
  • the wavelength selective switch means 20 is not limited to a single wavelength selective switch, and for example, a configuration in which AWG (Arrayed Waveguide Grating) and VOA (Variable Optical Attenuator) are combined may be applied.
  • AWG Arrayed Waveguide Grating
  • VOA Very Optical Attenuator
  • FIG. 2 shows a system configuration diagram of the communication system according to the present embodiment.
  • a repeater 200 and an equalizer 300 are arranged on the optical transmission line.
  • an optical submarine system that transmits and receives WDM optical signals can be applied.
  • the optical intensity of a WDM optical signal is wavelength-dependent, the transmission distance and the transmission band are reduced. Therefore, it is required to make the optical intensity for each wavelength of the WDM optical signal constant.
  • the repeater 200 amplifies the input WDM optical signal to a desired intensity level and outputs it.
  • the repeater 200 for example, a configuration in which erbium-doped fiber amplifiers (EDFA: Erbium Doped Fiber Amplifier) are arranged in multiple stages can be applied. Since EDFA uses the amplification effect of input signal light by stimulated emission of erbium ions, the gain wavelength characteristic is not flat, and the wavelength dependence of the light intensity occurs when the WDM optical signal passes through the EDFA.
  • EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier
  • the equalizer 300 is disposed at the front stage or the rear stage of the repeater 200 and has a loss wavelength characteristic (hereinafter referred to as a loss profile) that is in conflict with the gain wavelength characteristic of the repeater 200. Therefore, when the WDM optical signal passes through the repeater 200 and the equalizer 300, the light intensity is amplified to a desired level, and the light intensity for each wavelength is flattened.
  • the equalizer 300 according to the present embodiment includes a wavelength selective switch (WSS: Wavelength Selective Switch) used in a ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer) system or the like.
  • FIG. 3 shows an example of a block configuration diagram of the equalizer 300 when WSS is applied as the equalizer 300.
  • 3 includes a 1: M wavelength demultiplexing unit 310, M filter units 321 to 32M, M optical switch units 331 to 33M, and an M: 1 wavelength multiplexing unit 340.
  • the M wavelength demultiplexing unit 310 distributes the input WDM optical signal for each wavelength and outputs the divided signals to the M filter units 321 to 32M.
  • the output characteristics for eliminating the gain wavelength characteristic of the repeater 200 are set in the filter units 321 to 32M by setting means (not shown in FIG. 3).
  • the filter units 321 to 32M perform a filtering process on the input optical signal according to the set output characteristics.
  • the optical switch units 331-33M perform a switching process on optical signals of a predetermined wavelength input from the corresponding filter units 321-32M based on instructions from setting means (not shown in FIG. 3).
  • the optical signal for each wavelength filtered in the filter units 321 to 32M is subjected to switching processing in the optical switch units 331 to 33M, so that an optical signal having a predetermined wavelength from which the gain wavelength characteristic of the repeater 200 is eliminated as a whole is optical.
  • Output from the switch units 331-33M are examples of the switch units 331-33M.
  • the wavelength combining unit 340 combines the optical signals for each wavelength output from the optical switch units 331 to 33M, and outputs the combined signal as a WDM optical signal.
  • the present invention is not limited to setting output characteristics for eliminating the gain wavelength characteristics of the repeater 200 in the filter units 321 to 32M and switching the output from the filter units 321 to 32M in the optical switch units 331 to 33M.
  • the multiplexing / distribution ratio in the 1: M wavelength demultiplexing unit 310 or the M: 1 wavelength multiplexing unit 340 is adjusted so that the gain wavelength characteristic of the repeater 200 is eliminated. You can also.
  • the equalizer 300 As described above, by configuring the equalizer 300 with WSS, output characteristics set in the filter units 321 to 32M and switching processing in the optical switch units 331 to 33M can be easily adjusted, and the gain wavelength of the repeater 200 can be adjusted. An optimal loss profile according to the characteristics can be reliably added to the equalizer 300.
  • the equalizer 300 By configuring the equalizer 300 with WSS, the equalizer 300 that has been individually designed for each characteristic of the WDM optical signal and the usage environment of the repeater 200 can be shared. In this case, the number of equalizers 300 and spare units of the equalizer 300 can be reduced, and as a result, the price of the communication system 100 can be reduced.
  • FIG. 4 shows a block configuration diagram of the relay apparatus 400 in this case.
  • EDFA 420 that amplifies the WDM optical signal
  • WSS 430 that equalizes the gain wavelength characteristic of EDFA 420 are arranged in a column inside housing 410 of relay apparatus 400.
  • the EDFA 420 functions similarly to the repeater 200 described above
  • the WSS 430 functions similarly to the equalizer 300 described above.
  • the loss profile of the WSS 430 disposed inside the housing 410 is adjusted so that the spectrum of the WDM optical signal output from the EDFA 420 is flat. Therefore, when the WDM optical signal passes through the repeater 400, the light intensity is amplified to a desired level while the light intensity for each wavelength is flattened.
  • the relay apparatus 400 of FIG. 4 can also change the wavelength band used by the relay apparatus 400 by changing the loss profile set in the WSS 430.
  • the relay apparatus 400 in FIG. 4 can match the wavelength band used to the wavelength band used in the existing system, and thus can be commonly applied to various systems having different signal bands.
  • the repeater 200 is configured with an EDFA.
  • the EDFA uses the amplification effect of the input signal light by stimulated emission of erbium ions, the gain of the EDFA is changed when the light intensity level of the input WDM optical signal or the operating temperature of the EDFA changes. Wavelength characteristics also change.
  • the spectrum change of the WDM optical signal when the light intensity level of the input WDM optical signal or the operating temperature of the EDFA changes will be described.
  • FIG. 5A shows a change in the wavelength characteristic of the light intensity when the WDM optical signal passes through the communication system 100 of FIG. 2 described in the second embodiment in a steady state.
  • FIG. 5B shows changes in wavelength characteristics of light intensity when a WDM optical signal having a light intensity different from that of the WDM optical signal in FIG.
  • FIG. 5C shows the change in the wavelength characteristic of the light intensity of the WDM optical signal when the repeater 200 is operating at a temperature different from that in FIG.
  • the WDM optical signal of spectrum ⁇ 1 with the intensity level of each wavelength being a constant level A1 is input to the repeater 200, the optical intensity of the WDM optical signal is amplified and the repeater 200 A WDM optical signal of spectrum ⁇ 1 to which gain wavelength characteristics are given is output.
  • the WDM optical signal of spectrum ⁇ 1 further passes through an equalizer 300 in which a loss profile that is inconsistent with the gain wavelength characteristic of the repeater 200 is set.
  • the gain wavelength characteristic provided in the repeater 200 is compensated, the light intensity is amplified to a desired level, and a WDM optical signal having a spectrum ⁇ with a constant light intensity for each wavelength is output.
  • the gain wavelength characteristic of the EDFA also changes when the light intensity level of the input WDM optical signal changes.
  • a WDM optical signal having a spectrum ⁇ 2 with an intensity level of each wavelength being a constant level A2 ( ⁇ A1) is input to the repeater 200
  • a WDM optical signal having a spectrum ⁇ 2 different from that in FIG. 5A is output. Is done.
  • the WDM optical signal of spectrum ⁇ 2 further passes through an equalizer 300 in which a loss profile that is inconsistent with the gain wavelength characteristic of the repeater 200 is set. As a result, a light intensity is amplified to a desired level, and a WDM optical signal having a spectrum ⁇ with a constant light intensity for each wavelength is output.
  • the gain wavelength characteristic of the repeater 200 changes. Therefore, even if a WDM optical signal of spectrum ⁇ 1 having the same intensity level A1 as that in FIG. 5A is input to the repeater 200, a WDM optical signal of spectrum ⁇ 3 different from that in FIG. Is output.
  • the WDM optical signal of spectrum ⁇ 3 further passes through an equalizer 300 in which a loss profile that is inconsistent with the gain wavelength characteristic of the repeater 200 is set. As a result, a light intensity is amplified to a desired level, and a WDM optical signal having a spectrum ⁇ with a constant light intensity for each wavelength is output.
  • FIG. 6 shows a block configuration diagram of the equalizer according to this embodiment.
  • the equalizer 300B of FIG. 6 includes a WSS unit 300 ', a memory 350, a sensor unit 360, and a WSS control unit 370.
  • the WSS unit 300 ′ is configured to add a loss profile to the WDM optical signal.
  • the equalizer 300 (1: M wavelength demultiplexing unit 310, filter units 321 to 32M, optical switch unit of FIG. 3 described in the second embodiment) 331-33M, M: 1 wavelength multiplexing unit 340) and the like can be applied.
  • the memory 350 a plurality of loss profiles associated with the light intensity level of the WDM optical signal and the operating temperature of the repeater 200 are registered.
  • the sensor unit 360 is arranged in the vicinity of the repeater 200, measures the light intensity level of the WDM optical signal input to the repeater 200 and the operating temperature of the repeater 200, and outputs the measurement result to the WSS control unit 370.
  • the WSS control unit 370 detects that the equalizer 300B is connected to an equalizer control device (not shown) at the time of factory shipment, laying work on a ship, changing parameters after laying, etc., the WSS control unit 370 acquires a loss profile from the equalizer control device. Then, the acquired loss profile is registered in the memory 350. Further, the WSS control unit 370 reads a loss profile corresponding to the measurement result input from the sensor unit 360 from the memory 350, and sets the read loss profile in the WSS unit 300 '.
  • the equalizer control device acquires gain wavelength characteristics when the optical intensity level and the operating temperature of the WDM optical signal of the repeater 200 to be compensated change by simulation, actual measurement, and the like, and the acquired gain wavelength characteristics and The opposite loss wavelength characteristics are calculated and held as a loss profile to be set in the equalizer 300B.
  • the sensor unit 360 After the equalizer 300B configured as described above is arranged on the optical transmission line, the sensor unit 360 starts measuring the light intensity level of the WDM optical signal and measuring the operating temperature of the repeater 200. Then, the WSS control unit 370 reads a loss profile corresponding to the measurement result input from the sensor unit 360 from the memory 350, and sets the read loss profile in the WSS unit 300 '.
  • the equalizer 300B according to the present embodiment can appropriately change the loss profile added to the WDM optical signal according to the light intensity level of the WDM optical signal, the operating temperature of the repeater 200, and the like. Therefore, the equalizer 300B can be shared regardless of specifications such as the light intensity of the WDM optical signal and the operating temperature, and the number of spare equalizers 300B used for gain equalization can be reduced.
  • the equalizer 300B of the present embodiment acquires a loss profile from an external equalizer control device and registers it in the memory 350, reads an appropriate loss profile from the memory 350 during operation, and sets it in the WSS unit 300 '.
  • the equalizer 300B instead of generating a loss profile in the equalizer 300B, the equalizer 300B only has to read out an appropriate loss profile from the memory 350 and set it in the WSS unit 300 ′. Therefore, the processing in the equalizer 300B can be reduced and the configuration of the equalizer 300B can be reduced. Can be simple.
  • the equalizer 300B after the loss profile is registered in the memory 350, the connection between the equalizer 300B and the equalizer control device is disconnected. In this case, it is possible to prevent the loss profile from being erroneously changed after the equalizer 300B is arranged on the optical transmission line, and it is possible to provide a highly reliable system.
  • the equalizer 300B and the equalizer control device can be configured to perform wireless communication.
  • a loss profile for the repeater 200 ′ is transferred from the equalizer controller to the optical transmission line. It is also possible to transmit to the operating equalizer 300 ⁇ / b> B arranged in FIG.
  • the equalizer 300B receives the loss profile for the repeater 200 ′ from the equalizer control device, so that the received loss profile is overwritten on the loss profile for the repeater 200 registered in the memory 350, and the received repeater The loss profile for 200 ′ is set in the WSS unit 300 ′.
  • the equalizer 300B and the equalizer control device are configured to transmit and receive a loss profile by wireless communication or the like, the light intensity level of the WDM optical signal passing through the repeater 200 and the equalizer 300 can be adjusted by remote control.
  • FIG. 7 shows a block configuration diagram of the equalizer according to the present embodiment.
  • the equalizer 300C in FIG. 7 includes a WSS unit 300 ′, a memory 350, a sensor unit 360, a WSS control unit 370B, and a spectrum acquisition unit 380.
  • the spectrum acquisition unit 380 acquires the spectrum of the WDM optical signal that has passed through the repeater 200 and the WSS unit 300 '(not shown in FIG. 7), and outputs the acquisition result to the WSS control unit 370B.
  • the WSS control unit 370B adjusts the loss profile set in the WSS unit 300 'so that the spectrum input from the spectrum acquisition unit 380 becomes flat.
  • FIG. 8 shows a system configuration diagram of the communication system according to the present embodiment.
  • a repeater (not shown) and a WSS unit 300 ′ are arranged on a plurality of optical transmission lines.
  • WSS control part 370C controls WSS control part 370C.
  • loss profiles for compensating gain wavelength characteristics for a plurality of repeaters respectively arranged on a plurality of optical transmission lines are registered.
  • the WSS control unit 370C reads the loss profile for the repeater to be compensated from the memory 350B and sets the loss profile in the corresponding WSS unit 300B '.
  • Equalizer 20 Wavelength selection switch means 30
  • Setting means 100, 100B Communication system 200 Repeater 300, 300B, 300C Equalizer 300 'WSS part 310 1: M wavelength demultiplexing part 321-32M Filter part 331-33M Optical switch part 340 M: 1-wavelength multiplexing unit 350, 350B Memory 360 Sensor unit 370, 370B, 370C WSS control unit 380 Spectrum acquisition unit 400 Relay device 410 Case 420 EDFA 430 WSS

Abstract

波長分割多重光信号の特性やＥＤＦＡの使用環境等に応じて損失波長特性を容易に調整可能とするために、イコライザ１０は、設定されている損失プロファイルを入力された波長分割多重光信号へ付加して出力する波長選択スイッチ部２０、および、取得した設定情報に基づいて波長選択スイッチ手段に損失プロファイルを設定する設定部３０を備え、設定情報は出力された波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報であることを特徴とする。

Description

イコライザ、中継器および通信システム
　本発明は、イコライザ、中継器および通信システムに関する。
　海底通信システム等においては、大量の情報を送受信するために、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光信号が多く採用されている。海底通信システム等においてＷＤＭ光信号を長距離にわたって伝送させる場合、一般的に、光ケーブル上に増幅器を備える中継器装置を配置し、中継器装置においてＷＤＭ光信号の光強度を増幅させる。
　ここで、海底通信システムに配置される増幅器として、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）がある。ＥＤＦＡは増幅特性に波長依存性があることから、ＥＤＦＡを用いてＷＤＭ光信号の光強度を増幅する場合、一般的に、ＥＤＦＡと共にＥＤＦＡの波長依存性を等化するイコライザが配置される。
　例えば、特許文献１には、海底超長距離光増幅中継伝送システムにおいて、ＥＤＦＡの後段に、トータル的にＥＤＦＡの増幅特性と相反する特性を示す３つのフィルタによって構成されるイコライザを配置することが提案されている。
特開平９－２４４０７９号公報
　ここで、近年の海底通信システムの拡大化に伴い、同一システム内であっても、光信号の光強度や通信帯域、動作温度等が異なるケースが増加している。ＥＤＦＡの増幅特性は、光信号の光強度や通信帯域、動作温度によって変化することから、イコライザを同一システム内に配置する場合であっても、ＥＤＦＡの使用環境に応じてイコライザの特性を変更する必要がある。
　すなわち、ＥＤＦＡの仕様の数に合せてイコライザを用意する必要があり、さらに、それらのイコライザに対してそれぞれ予備のイコライザを準備しておく必要がある。この場合、システムのコストが高くなる。
　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、波長分割多重光信号の特性やＥＤＦＡの使用環境等に応じて損失波長特性を容易に調整可能なイコライザ、中継器および通信システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明に係るイコライザは、設定されている損失プロファイルを入力された波長分割多重光信号へ付加して出力する波長選択スイッチ手段と、取得した設定情報に基づいて前記波長選択スイッチ手段に損失プロファイルを設定する設定手段と、を備え、前記設定情報は前記出力された波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報であることを特徴とする。
　上記目的を達成するために本発明に係る中継器は、入力された波長分割多重光信号の光強度を増幅して出力する増幅手段と、設定されている損失プロファイルを入力された前記波長分割多重光信号へ付加して出力する波長選択スイッチ手段および取得した設定情報に基づいて前記波長選択スイッチ手段に設定されている損失プロファイルを更新する設定手段を備えたイコライザと、内部に前記増幅器および前記イコライザが縦列配置されている筐体と、を備え、前記設定情報は中継器から出力される波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報であることを特徴とする。
　上記目的を達成するために本発明に係る通信システムは、入力された波長分割多重光信号の光強度を増幅して出力する増幅手段と、設定されている損失プロファイルを入力された前記波長分割多重光信号へ付加して出力する波長選択スイッチ手段および取得した設定情報に基づいて前記波長選択スイッチ手段に設定されている損失プロファイルを更新する設定手段を備えたイコライザと、を備え、前記増幅器および前記イコライザは縦列配置されると共に、前記設定情報は前記増幅手段および前記波長選択スイッチ手段を通過した波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報であることを特徴とする。
　上述した本発明の態様によれば、波長分割多重光信号の特性やＥＤＦＡの使用環境等に応じてイコライザの損失波長特性を容易に調整できる。
第１の実施形態に係るイコライザ１０のブロック構成図である。 第２の実施形態に係る通信システム１００のシステム構成図である。 第２の実施形態に係るイコライザ３００のブロック構成図である。 第２の実施形態に係る中継装置４００のブロック構成図である。 ＷＤＭ光信号が通信システム１００を通過する時のスペクトラムの変化を説明するための図である。 第３の実施形態に係るイコライザ３００Ｂのブロック構成図である。 第４の実施形態に係るイコライザ３００Ｃのブロック構成図である。 第５の実施形態に係る通信システム１００Ｂのシステム構成図である。
＜第１の実施形態＞
　本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態に係るイコライザのブロック構成図を図１に示す。図１のイコライザ１０は、波長選択スイッチ手段２０および設定手段３０を備える。イコライザ１０は、波長依存性が付加された波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光信号が入力され、入力されたＷＤＭ光信号に付加されている波長依存性を等化する。
　波長選択スイッチ手段２０は、波長ごとに光信号をスイッチングすることにより、入力されるＷＤＭ光信号の損失波長特性をフレキシブルに調整する。本実施形態に係る波長選択スイッチ手段２０は、設定手段３０によって損失プロファイルが設定され、設定された損失プロファイルに基づいて波長ごとに光信号をスイッチングすることにより、入力されたＷＤＭ光信号へ設定されている損失プロファイルを付加する。これにより、ＷＤＭ光信号に付加されている波長依存性が等化される。
　設定手段３０は、設定情報を取得し、取得した設定情報に応じた損失プロファイルを波長選択スイッチ手段２０へ設定する。ここで、設定手段３０は、イコライザ１０へ入力されるＷＤＭ光信号に付加された波長依存性を等化するための設定情報を取得する。なお、設定手段３０は、設定情報を取得する毎に、取得した設定情報に応じた損失プロファイルを波長選択スイッチ手段２０へ設定する。
　上記のように構成されたイコライザは、波長選択スイッチ手段２０を適用することによって、波長選択スイッチ手段２０へ所望の損失プロファイルを容易に設定することができる。そして、波長選択スイッチ手段２０において設定された損失プロファイルに基づいて波長ごとに光信号をスイッチングすることにより、ＷＤＭ光信号へ最適な損失プロファイルを確実に付加することができる。
　従って、本実施形態に係るイコライザ１０は、ＷＤＭ光信号の特性や使用環境等が変化しても、その変化に応じた最適な損失プロファイルを波長選択スイッチ手段２０へ容易に設定でき、等化対象のＷＤＭ光信号へ確実に付加することができる。さらに、ＷＤＭ光信号の特性や使用環境ごとに設計された複数のイコライザを保持する必要がないことから、安価のシステムを提供することができる。
　なお、波長選択スイッチ手段２０は、波長選択スイッチを単体で構成したものに限定されず、例えば、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇ）およびＶＯＡ（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）を組み合わせた構成等を適用することもできる。
　＜第２の実施形態＞
　第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る通信システムのシステム構成図を図２に示す。図２の通信システム１００においては、光伝送路上に中継器２００およびイコライザ３００が配置されている。通信システム１００として、例えば、ＷＤＭ光信号を送受信する光海底システムを適用することができる。光海底システムにおいては、ＷＤＭ光信号の光強度に波長依存性がある場合は伝送距離や伝送帯域の低減につながることから、ＷＤＭ光信号の波長ごとの光強度を一定にすることが求められる。
　中継器２００は、入力されたＷＤＭ光信号を所望の強度レベルに増幅して出力する。中継器２００として、例えば、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を多段に配置した構成を適用することができる。ＥＤＦＡは、エルビウムイオンの誘導放出による入力信号光の増幅作用を利用していることから、利得波長特性が平坦でなく、ＷＤＭ光信号がＥＤＦＡを通過することによって光強度に波長依存性が生じる。
　イコライザ３００は、中継器２００の前段または後段に配置され、中継器２００の利得波長特性と相反する損失波長特性（以下、損失プロファイルと記載する。）を有する。従って、ＷＤＭ光信号が中継器２００およびイコライザ３００を通過することによって、光強度が所望のレベルに増幅されると共に、波長ごとの光強度が平坦化される。本実施形態に係るイコライザ３００は、ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）システムなどで使用されている波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｓｗｉｔｃｈ）を備える。
　イコライザ３００としてＷＳＳを適用した場合の、イコライザ３００のブロック構成図の一例を図３に示す。図３のイコライザ３００は、１：Ｍ波長分波部３１０、Ｍ個のフィルタ部３２１－３２Ｍ、Ｍ個の光スイッチ部３３１－３３Ｍ、および、Ｍ：１波長合波部３４０を備える。
　１：Ｍ波長分波部３１０は、入力されたＷＤＭ光信号を波長ごとに分配してＭ個のフィルタ部３２１－３２Ｍへそれぞれ出力する。
　フィルタ部３２１－３２Ｍはそれぞれ、図３に図示しない設定手段によって、中継器２００の利得波長特性を解消するための出力特性が設定される。フィルタ部３２１－３２Ｍは、設定された出力特性によって入力された光信号をフィルタリング処理する。
　光スイッチ部３３１－３３Ｍは、図３に図示しない設定手段からの指示に基づいて、対応するフィルタ部３２１－３２Ｍから入力された所定波長の光信号をスイッチング処理する。フィルタ部３２１－３２Ｍにおいてフィルタリング処理された波長ごとの光信号を、光スイッチ部３３１－３３Ｍにおいてスイッチング処理することにより、全体として中継器２００の利得波長特性が解消された所定波長の光信号が光スイッチ部３３１－３３Ｍから出力される。
　Ｍ：１波長合波部３４０は、光スイッチ部３３１－３３Ｍから出力された波長ごとの光信号を合波し、ＷＤＭ光信号として出力する。
　なお、中継器２００の利得波長特性を解消するための出力特性をフィルタ部３２１－３２Ｍにそれぞれ設定し、光スイッチ部３３１－３３Ｍにおいてフィルタ部３２１－３２Ｍからの出力をスイッチング処理することに限定されない。例えば、図３に図示しない設定手段によって、１：Ｍ波長分波部３１０やＭ：１波長合波部３４０における合分配比率を、中継器２００の利得波長特性が解消されるように調整することもできる。
　上記のように、イコライザ３００をＷＳＳによって構成することにより、フィルタ部３２１－３２Ｍに設定する出力特性や光スイッチ部３３１－３３Ｍにおけるスイッチング処理を容易に調整することができ、中継器２００の利得波長特性に応じた最適な損失プロファイルをイコライザ３００へ確実に付加することができる。そして、イコライザ３００をＷＳＳによって構成することにより、今まで、ＷＤＭ光信号の特性や中継器２００の使用環境ごとに個別に設計していたイコライザ３００を共通化できる。この場合、イコライザ３００やイコライザ３００の予備器の数を減らすことができ、結果として通信システム１００の価格を下げることができる。
　ここで、イコライザ３００を中継器２００の内部に配置することもできる。この場合の中継装置４００のブロック構成図を図４に示す。図４に示すように、中継装置４００の筐体４１０の内部には、ＷＤＭ光信号を増幅するＥＤＦＡ４２０と、ＥＤＦＡ４２０の利得波長特性を等化するＷＳＳ４３０と、が縦列に配置されている。ＥＤＦＡ４２０は上述の中継器２００と同様に機能し、ＷＳＳ４３０は上述のイコライザ３００と同様に機能する。
　図４の中継装置４００は、例えば、予備中継装置として運用させることができる。筐体４１０の内部に配置されたＷＳＳ４３０は、ＥＤＦＡ４２０から出力されるＷＤＭ光信号のスペクトラムが平坦になるように、損失プロファイルが調整されている。従って、ＷＤＭ光信号が中継装置４００を通過することにより、波長ごとの光強度が平坦化された状態で光強度が所望のレベルに増幅される。
　ここで、図４の中継装置４００はさらに、ＷＳＳ４３０に設定されている損失プロファイルを変更することによって、中継装置４００の使用波長帯域を変更することもできる。図４の中継装置４００は、使用波長帯域を既存システムにおいて使用されている波長帯域に合せることができることから、信号帯域が異なる様々なシステムに共通に適用することができる。
　＜第３の実施形態＞
　第２の実施形態においては、中継器２００をＥＤＦＡで構成した。既に述べたように、ＥＤＦＡはエルビウムイオンの誘導放出による入力信号光の増幅作用を利用していることから、入力されるＷＤＭ光信号の光強度レベルやＥＤＦＡの動作温度が変わると、ＥＤＦＡの利得波長特性も変化する。ここで、入力されるＷＤＭ光信号の光強度レベルやＥＤＦＡの動作温度が変わった場合のＷＤＭ光信号のスペクトラム変化について説明する。
　定常状態において、ＷＤＭ光信号が第２の実施形態で説明した図２の通信システム１００を通過する時の光強度の波長特性の変化を図５（ａ）に示す。さらに、図５（ａ）のＷＤＭ光信号とは異なる光強度を有するＷＤＭ光信号が通信システム１００を通過する時の光強度の波長特性の変化を図５（ｂ）に、図５（ａ）の場合と異なる温度で中継器２００が動作している場合のＷＤＭ光信号の光強度の波長特性の変化を図５（ｃ）に示す。
　図５（ａ）において、各波長の強度レベルが一定レベルＡ１であるスペクトラムα１のＷＤＭ光信号が中継器２００に入力されることにより、ＷＤＭ光信号の光強度が増幅されると共に中継器２００の利得波長特性が付与されたスペクトラムβ１のＷＤＭ光信号が出力される。スペクトラムβ１のＷＤＭ光信号はさらに、中継器２００の利得波長特性と相反する損失プロファイルが設定されたイコライザ３００を通過する。これにより、中継器２００において付与された利得波長特性が補償され、光強度が所望のレベルに増幅されると共に波長ごと光強度が一定のスペクトラムγのＷＤＭ光信号が出力される。
　一方、図５（ｂ）に示すように、中継器２００を構成するＥＤＦＡは、入力されるＷＤＭ光信号の光強度レベルが変わるとＥＤＦＡの利得波長特性も変化する。例えば、各波長の強度レベルが一定レベルＡ２（＜Ａ１）であるスペクトラムα２のＷＤＭ光信号が中継器２００に入力されることにより、図５（ａ）とは異なるスペクトラムβ２のＷＤＭ光信号が出力される。スペクトラムβ２のＷＤＭ光信号はさらに、中継器２００の利得波長特性と相反する損失プロファイルが設定されたイコライザ３００を通過する。これにより、光強度が所望のレベルに増幅されると共に波長ごと光強度が一定のスペクトラムγのＷＤＭ光信号が出力される。
　さらに、図５（ｃ）に示すように、周囲の温度が変化する等によって中継器２００の動作温度が変化した場合、中継器２００の利得波長特性が変化する。従って、各波長の強度レベルが図５（ａ）と同じ一定レベルＡ１であるスペクトラムα１のＷＤＭ光信号が中継器２００に入力されても、図５（ａ）とは異なるスペクトラムβ３のＷＤＭ光信号が出力される。スペクトラムβ３のＷＤＭ光信号はさらに、中継器２００の利得波長特性と相反する損失プロファイルが設定されたイコライザ３００を通過する。これにより、光強度が所望のレベルに増幅されると共に波長ごと光強度が一定のスペクトラムγのＷＤＭ光信号が出力される。
　そこで、第３の実施形態においては、中継器２００およびイコライザ３００の動作を開始した後、入力されるＷＤＭ光信号の光強度レベルや中継器２００の動作温度の変化に応じて、イコライザに設定する損失プロファイルをフレキシブルに変更する。本実施形態に係るイコライザのブロック構成図を図６に示す。図６のイコライザ３００Ｂは、ＷＳＳ部３００’、メモリ３５０、センサ部３６０およびＷＳＳ制御部３７０によって構成される。
　ＷＳＳ部３００’はＷＤＭ光信号へ損失プロファイルを付加する構成であり、第２の実施形態で説明した図３のイコライザ３００（１：Ｍ波長分波部３１０、フィルタ部３２１－３２Ｍ、光スイッチ部３３１－３３Ｍ、Ｍ：１波長合波部３４０）等を適用することができる。
　メモリ３５０には、ＷＤＭ光信号の光強度レベルや中継器２００の動作温度にそれぞれ対応付けられた複数の損失プロファイルが登録されている。
　センサ部３６０は、中継器２００の近傍に配置され、中継器２００に入力されるＷＤＭ光信号の光強度レベルや中継器２００の動作温度を計測し、計測結果をＷＳＳ制御部３７０へ出力する。
　ＷＳＳ制御部３７０は、工場出荷時や船上における敷設作業時や敷設後のパラメータ変更時等にイコライザ３００Ｂが図示しないイコライザ制御装置に接続されたことを検知した場合、イコライザ制御装置から損失プロファイルを取得し、取得した損失プロファイルをメモリ３５０へ登録する。さらに、ＷＳＳ制御部３７０は、センサ部３６０から入力された計測結果に対応する損失プロファイルをメモリ３５０から読み出し、読み出した損失プロファイルをＷＳＳ部３００’へ設定する。
　なお、イコライザ３００Ｂがイコライザ制御装置に接続されることによって損失プロファイルがメモリ３５０へ登録された後、イコライザ３００Ｂとイコライザ制御装置との接続は切断される。ここで、イコライザ制御装置は、シミュレーションや実測等によって、補償対象の中継器２００のＷＤＭ光信号の光強度レベルや動作温度が変化した場合の利得波長特性をそれぞれ取得し、取得した利得波長特性と相反する損失波長特性を演算し、イコライザ３００Ｂへ設定する損失プロファイルとして保持する。
　上記のように構成されたイコライザ３００Ｂは、光伝送路上に配置された後、センサ部３６０において、ＷＤＭ光信号の光強度レベルの計測や中継器２００の動作温度の計測を開始する。そして、ＷＳＳ制御部３７０は、センサ部３６０から入力された計測結果に対応する損失プロファイルをメモリ３５０から読み出し、読み出した損失プロファイルをＷＳＳ部３００’へ設定する。
　本実施形態に係るイコライザ３００Ｂは、ＷＤＭ光信号の光強度レベルや中継器２００の動作温度等に応じて、ＷＤＭ光信号に付加する損失プロファイルを適宜変更することができる。従って、ＷＤＭ光信号の光強度や動作温度などの仕様に関係なくイコライザ３００Ｂを共通化することができ、利得等化に使用するイコライザ３００Ｂの予備数を減らすことができる。
　さらに、本実施形態のイコライザ３００Ｂは、損失プロファイルを外部のイコライザ制御装置から取得してメモリ３５０へ登録しておき、動作時にメモリ３５０から適切な損失プロファイルを読み出してＷＳＳ部３００’へ設定する。イコライザ３００Ｂにおいて損失プロファイルを生成するのではなく、イコライザ３００Ｂは適切な損失プロファイルをメモリ３５０から読み出してＷＳＳ部３００’へ設定するだけで良いことから、イコライザ３００Ｂにおける処理を軽減でき、イコライザ３００Ｂの構成を単純にできる。
　また、本実施形態に係るイコライザ３００Ｂにおいて、損失プロファイルがメモリ３５０へ登録された後、イコライザ３００Ｂとイコライザ制御装置との接続が切断される。この場合、イコライザ３００Ｂを光伝送路上に配置した後で損失プロファイルが誤って変更されることを抑制でき、信頼性が高いシステムを提供することができる。
　なお、イコライザ３００Ｂとイコライザ制御装置とを無線通信できるように構成することもできる。この場合、例えば、故障等によって中継器２００が、中継器２００とは異なる利得波長特性を有する中継器２００’と置きかえられた場合、中継器２００’についての損失プロファイルをイコライザ制御装置から光伝送路上に配置された運用中のイコライザ３００Ｂへ送信することもできる。
　イコライザ３００Ｂは、イコライザ制御装置から中継器２００’についての損失プロファイルを受信することにより、受信した損失プロファイルをメモリ３５０に登録されている中継器２００についての損失プロファイルへ上書きすると共に、受信した中継器２００’についての損失プロファイルをＷＳＳ部３００’へ設定する。
　イコライザ３００Ｂとイコライザ制御装置とが無線通信等によって損失プロファイルを送受信できるように構成する場合、中継器２００およびイコライザ３００を通過するＷＤＭ光信号の光強度レベルを遠隔操作によって調整することもできる。
　＜第４の実施形態＞
　第４の実施形態について説明する。本実施形態に係るイコライザのブロック構成図を図７に示す。図７のイコライザ３００Ｃは、ＷＳＳ部３００’、メモリ３５０、センサ部３６０、ＷＳＳ制御部３７０Ｂおよびスペクトラム取得部３８０によって構成される。
　スペクトラム取得部３８０は、図７には図示しない中継器２００およびＷＳＳ部３００’を通過したＷＤＭ光信号のスペクトラムを取得し、取得結果をＷＳＳ制御部３７０Ｂへ出力する。ＷＳＳ制御部３７０Ｂは、スペクトラム取得部３８０から入力されたスペクトラムが平坦になるように、ＷＳＳ部３００’へ設定する損失プロファイルを調整する。
　中継器２００およびＷＳＳ部３００’を通過したＷＤＭ光信号のスペクトラムが平坦になるように、ＷＳＳ部３００’への損失プロファイルの設定をフィードバック制御することにより、中継器２００およびイコライザ３００Ｃから、高品質のＷＤＭ光信号が出力される。
　＜第５の実施形態＞
　第５の実施形態について説明する。本実施形態に係る通信システムのシステム構成図を図８に示す。図８の通信システム１００Ｂにおいては、複数の光伝送路上にそれぞれ、図示しない中継器とＷＳＳ部３００’とが配置される。そして、複数のＷＳＳ部３００’をＷＳＳ制御部３７０Ｃによって制御する。
　メモリ３５０Ｂには、複数の光伝送路上にそれぞれ配置された複数の中継器についての利得波長特性を補償するための損失プロファイルが登録されている。ＷＳＳ制御部３７０Ｃは、補償対象の中継器についての損失プロファイルをメモリ３５０Ｂから読み出して、対応するＷＳＳ部３００Ｂ’へ設定する。
　メモリ３５０ＢおよびＷＳＳ制御部３７０Ｃを複数のＷＳＳ部３００’において共有することにより、安価なシステムを提供することができる。
　本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
　この出願は、２０１５年８月２７日に出願された日本出願特願２０１５－１６７３９６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１０　　イコライザ
　２０　　波長選択スイッチ手段
　３０　　設定手段
　１００、１００Ｂ　　通信システム
　２００　　中継器
　３００、３００Ｂ、３００Ｃ　　イコライザ
　３００’　　ＷＳＳ部
　３１０　　１：Ｍ波長分波部
　３２１－３２Ｍ　　フィルタ部
　３３１－３３Ｍ　　光スイッチ部
　３４０　　Ｍ：１波長合波部
　３５０、３５０Ｂ　　メモリ
　３６０　　センサ部
　３７０、３７０Ｂ、３７０Ｃ　　ＷＳＳ制御部
　３８０　　スペクトラム取得部
　４００　　中継装置
　４１０　　筐体
　４２０　　ＥＤＦＡ
　４３０　　ＷＳＳ

Claims (10)

  1. 　設定されている損失プロファイルを入力された波長分割多重光信号へ付加して出力する波長選択スイッチ手段と、
    　前記波長選択スイッチ手段から出力された前記波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報である設定情報を取得し、前記設定情報に基づいて前記波長選択スイッチ手段に損失プロファイルを設定する設定手段と、
    を備えるイコライザ。
  2. 　前記波長選択スイッチ手段は、光伝送路上に増幅器と縦列配置された状態で、設定されている損失プロファイルを入力された波長分割多重光信号へ付加し、
    　前記設定情報は前記波長選択スイッチ手段および前記増幅器を通過した波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報である、
    請求項１に記載のイコライザ。
  3. 　前記増幅器の動作状態を検出して出力する検出手段および前記動作状態に対応付けられた複数の設定情報を記憶するメモリをさらに備え、
    　前記設定手段はさらに、前記動作状態が入力された場合、入力された前記動作状態に対応付けられた設定情報を前記メモリから読み出し、前記メモリから読み出した前記設定情報に基づいて前記損失プロファイルを更新する、
    請求項２に記載のイコライザ。
  4. 　前記波長選択スイッチ手段は複数あり、
    　複数の前記波長選択スイッチ手段は複数の光伝送路上にそれぞれ配置され、
    前記設定手段は、前記メモリから読み出した設定情報に基づいて、複数の前記波長選択スイッチ手段に設定されている前記損失プロファイルをそれぞれ更新する、
    請求項３に記載のイコライザ。
  5. 　前記波長選択スイッチ手段および前記増幅器を通過した波長分割多重光信号のスペクトラムを取得するスペクトラム取得手段をさらに備え、
    　前記設定手段はさらに、前記取得されたスペクトラムが平坦化されるように、前記波長選択スイッチ手段に設定する損失プロファイルを調整する、
    請求項２乃至４のいずれか１項に記載のイコライザ。
  6. 前記増幅器は、ＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ　Ｄｏｐｅｄ　Ｆｉｂｅｒ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）である、請求項２乃至５のいずれか１項に記載のイコライザ。
  7. 　前記波長選択スイッチ手段は、
    　入力された波長分割多重光信号を波長ごとに分波して複数の光信号を出力する波長分波手段と、
    　前記分波された複数の光信号を前記設定された損失プロファイルに応じてフィルタリング処理するフィルタ手段と、
    　前記分波された複数の光信号を前記設定された損失プロファイルに応じてスイッチング処理するスイッチング手段と、
    　前記フィルタリング処理および前記スイッチング処理が施された複数の光信号を合波して出力する波長合波手段と、
    を備える請求項１乃至６のいずれか１項に記載のイコライザ。
  8. 　入力された波長分割多重光信号の光強度を増幅して出力する増幅手段と、
    　設定されている損失プロファイルを入力された前記波長分割多重光信号へ付加して出力する波長選択スイッチ手段および中継器から出力される波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報である設定情報を取得し、前記設定情報に基づいて前記波長選択スイッチ手段に設定されている損失プロファイルを更新する設定手段を備えたイコライザと、
    　内部に前記増幅手段および前記イコライザが縦列配置されている筐体と、
    を備える中継器。
  9. 　入力された波長分割多重光信号の光強度を増幅して出力する増幅手段と、
    　設定されている損失プロファイルを入力された前記波長分割多重光信号へ付加して出力する波長選択スイッチ手段および取得した設定情報に基づいて前記波長選択スイッチ手段に設定されている損失プロファイルを更新する設定手段を備えたイコライザと、
    を備え、
    　前記増幅手段および前記イコライザは縦列配置されると共に、前記設定情報は前記増幅手段および前記波長選択スイッチ手段を通過した波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報であることを特徴とする通信システム。
  10. 　設定されている損失プロファイルを波長選択スイッチ手段に入力された波長分割多重光信号へ付加し、
    　前記波長選択スイッチ手段から出力された前記波長分割多重光信号のスペクトラムを平坦化するための情報である設定情報を取得し、
    　前記設定情報に基づいて前記波長選択スイッチ手段に損失プロファイルを設定する、
    等化方法。
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