WO2022264208A1

WO2022264208A1 - 光伝送装置、光伝送方法及び記録媒体

Info

Publication number: WO2022264208A1
Application number: PCT/JP2021/022518
Authority: WO
Inventors: 吉朗佐藤
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2022-12-22
Also published as: JPWO2022264208A1

Abstract

光伝送システムのＡＰＲ制御機能を簡単な構成で実現する技術を提供するために、光伝送装置は、第１の信号光を増幅する光増幅器と、第１の監視光を生成する監視光生成部と、光増幅器の出力と監視光生成部の出力とを結合して第１の光伝送路へ出力する光合波器と、第２の信号光と第２の監視光とを含み、第２の光伝送路から入力された光を、第２の信号光と第２の監視光とに分離する光分波器と、第２の信号光の受信状態、及び、第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて、光増幅器及び監視光生成部を制御する制御部と、を備える。

Description

光伝送装置、光伝送方法及び記録媒体

　本発明は、光伝送装置、光伝送方法及び記録媒体に関する。本発明は、特に、光伝送装置に接続された光伝送路の障害時に、光伝送装置が備える光増幅器の出力を自動的に低下させるＡＰＲ(Automatic Power Reduction）制御に関する。

　双方向通信を行う２台の光伝送装置の間を接続する光伝送路の光ファイバが断線した場合に、断線箇所の保守作業者の安全を確保するために、光伝送装置がＡＰＲ制御機能を備える場合がある。ＡＰＲ制御は、断線した光ファイバへ送出される信号光の出力パワーを自動的に低下させ、あるいは信号光の出力を停止させる。一般的な陸上光伝送システムでは、１．５４４Ｍｂ／ｓ（メガビット毎秒）などの監視信号のフレームをエンコードして、ＡＰＲ制御のための情報を光伝送装置間で伝送している。監視信号は、ＯＳＣ（Optical Supervisory Channel、光監視チャネル）信号とも呼ばれる。一般的な陸上光伝送システムでは、監視信号にはＡＰＲ制御以外で用いられる多くの情報が含まれている。このため、監視信号を受信した光伝送装置は、監視信号のフレームをデコードし、ＡＰＲ制御に必要な情報が監視信号からデコードされた場合にＡＰＲ制御を実行していた。

　本発明に関して、特許文献１及び２は、主信号の断あるいは監視信号の断を検出すると対向装置にそれを通知して光増幅器の出力を低下させるという一般的なＡＰＲ制御について記載している。

特開２０００－３３２６９５号公報特開２００２－０７７０５６号公報

　一般的な陸上光伝送システムの監視制御回路には、多くの種類の監視制御信号を伝送するために、エンコード回路及びデコード回路が含まれる。そして、ＡＰＲ制御のための信号は他の監視制御信号とともにこのため、監視制御信号としてＡＰＲ制御のための信号のみが求められる光伝送システムに一般的な陸上光伝送システムで用いられる監視制御回路を適用すると監視制御回路の機能が必要以上に複雑になり、コスト増の要因となる課題がある。

　（発明の目的）
　本発明は、光伝送システムのＡＰＲ制御機能を簡単な構成で実現する技術を提供することを目的とする。

　本発明の光伝送装置は、
　第１の信号光を増幅する光増幅手段と、
　第１の監視光を生成する監視光生成手段と、
　前記光増幅手段の出力と前記監視光生成手段の出力とを結合して第１の光伝送路へ出力する光合波手段と、
　第２の信号光と第２の監視光とを含み、第２の光伝送路から入力された光を、前記第２の信号光と前記第２の監視光とに分離する光分波手段と、
　前記第２の信号光の受信状態、及び、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて、前記光増幅手段及び前記監視光生成手段を制御する制御手段と、
を備える。

　本発明の光伝送方法は、
　第１の信号光を増幅し、
　第１の監視光を生成し、
　増幅された前記第１の信号光と、前記第１の監視光とを結合して第１の光伝送路へ出力し、
　第２の信号光と第２の監視光とを含み、第２の光伝送路から入力された光を、前記第２の信号光と前記第２の監視光とに分離し、
　前記第２の信号光の受信状態、及び、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて、前記第１の信号光の増幅及び前記第１の監視光の生成を制御する、
ことを特徴とする。

　本発明の記録媒体は、
　第１の信号光を増幅する光増幅手段と、
　第１の監視光を生成する監視光生成手段と、
　前記光増幅手段の出力と前記監視光生成手段の出力とを結合して第１の光伝送路へ出力する光合波手段と、
　第２の信号光と第２の監視光とを含み、第２の光伝送路から入力された光を、前記第２の信号光と前記第２の監視光とに分離する光分波手段と、
を備える光伝送装置のコンピュータに、
　前記第２の信号光の受信状態、及び、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて、前記光増幅手段及び前記監視光生成手段を制御する手順を実行させるプログラム、を記録した記録媒体である。

　本発明は、簡単な構成で光伝送システムのＡＰＲ制御機能を実現できる。

光伝送システム１の構成例を示すブロック図である。光伝送システム１における両方向障害の例を示す図である。光伝送装置１００及び２００の詳細構成の例を示すブロック図である。両方向障害発生時のＡＰＲ制御の例を説明するタイミングチャートである。両方向障害復旧時のＡＰＲ制御の例を説明するタイミングチャートである。光伝送システム１の片方向障害の例を示す図である。片方向障害発生時のＡＰＲ制御の例を説明するタイミングチャートである。片方向障害発生時のＡＰＲ制御の例を説明するタイミングチャートである。片方向障害復旧時のＡＰＲ制御の例を説明するタイミングチャートである。片方向障害復旧時のＡＰＲ制御の例を説明するタイミングチャートである。ＡＰＲ制御における動作及びその動作が実行される条件の例を示す図である。監視光の出力形態とその際の光スイッチの動作例を示す図である。受信された監視光が連続光であるかパルス光であるかの判定条件の例を示す図である。

　本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。図中に示された矢印の方向は例示であり、方向の限定を意図しない。各実施形態及び図面では既出の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。

　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態における光伝送システム１の構成例を示すブロック図である。光伝送システム１は、光伝送装置１００及び光伝送装置２００を備える。光伝送装置１００と光伝送装置２００との間は、２本の光伝送路２０及び３０で接続されている。

　光伝送装置１００は、光信号を光伝送路２０へ送信する。光伝送装置２００は、光伝送装置１００が送信した光信号を光伝送路２０から受信する。光伝送装置２００は、光信号を光伝送路３０へ送信する。光伝送装置１００は、光伝送装置２００が送信した光信号を光伝送路３０から受信する。以下では、光伝送装置１００から光伝送装置２００の方向を「下り」、光伝送装置２００から光伝送装置１００の方向を「上り」と記載する場合がある。このように、光伝送装置１００と光伝送装置２００とは光伝送路２０及び３０を介して対向して通信する。

　光伝送装置１００は、光増幅器１１１、光源１１２、光スイッチ１１３、光合波器１１４、光分波器１２２、信号光モニタ１２３、監視光モニタ１２５、制御部１８０を備える。光伝送装置２００は、光増幅器２１１、光源２１２、光スイッチ２１３、光合波器２１４、光分波器２２２、信号光モニタ２２３、監視光モニタ２２５、制御部２８０を備える。信号光モニタ１２３及び監視光モニタ１２５は、制御部１８０に含まれていてもよい。信号光モニタ２２３及び監視光モニタ２２５は、制御部２８０に含まれていてもよい。

　光伝送装置１００の各部の機能について説明する。光増幅器１１１は、光伝送装置１００から光伝送装置２００へ送信される信号光（以下、「下り信号光」という。）を増幅する。下り信号光は、ユーザデータを含む光信号である。１５５０ｎｍ帯の光搬送波が波長多重された光信号が信号光として用いられてもよい。光源１１２は、光伝送装置１００から光伝送装置２００へ送信される監視光（以下、「下り監視光」という。）の光源である。中心波長が１４９０ｎｍ又は１５１０ｎｍである半導体レーザが光源１１２として用いられてもよい。光源１１２の波長は下り信号光の波長とは重複しない。光源１１２は、光伝送装置１００の外部に備えられていてもよい。光スイッチ１１３は、光源１１２で生成された光を透過させ又は阻止する。光スイッチ１１３に代えて、光変調器が用いられてもよい。光スイッチ１１３を透過した光は下り監視光として光合波器１１４に入力される。光スイッチ１１３は、制御部１８０の制御に基づいて、下り監視光を連続光として出力し、又は、所定の発光時間及び減光時間を持つパルス光として出力できる。なお、「減光」は、「発光」よりもパルス光のパワーが低い状態をいう。すなわち、「減光」は、パルス光が消光している状態を含む。いいかえれば、下り監視光は、連続光、又は、光出力が時間的に変化するパルス光でもよい。

　光合波器１１４は、光増幅器１１１から出力される下り信号光と光スイッチ１１３から出力される下り監視光とを合波して光伝送路２０へ送出する。下り信号光の波長と下り監視光の波長とは異なるため、光合波器１１４としてＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing、波長分割多重）フィルタを用いることができる。

　光分波器１２２は、光伝送装置２００が送信した信号光（以下、「上り信号光」という。）と監視光（以下、「上り監視光」という。）と、を波長分離する。上り信号光の波長と上り監視光の波長とは異なるため、光分波器１２２としてＷＤＭフィルタを用いることができる。光分波器１２２で分離された上り信号光は信号光モニタ１２３へ入力され、分離された監視光は監視光モニタ１２５へ入力される。

　信号光モニタ１２３は、光伝送装置１００における上り信号光の受信状態を制御部１８０へ出力する。監視光モニタ１２５は、光伝送装置１００における上り監視光の受信状態を制御部１８０へ出力する。信号光モニタ１２３及び監視光モニタ１２５はそれぞれＰＤ（Photo Diode、フォトダイオード）を含む。信号光モニタ１２３は光伝送装置１００が受信した上り信号光を光信号のまま出力するとともに、上り信号光の強度に比例する振幅の電気信号を制御部１８０へ出力する。光伝送装置１００は、信号光モニタ１２３が出力した上り信号光を増幅する光増幅器１２１を備えてもよい。光増幅器１２１は入力された上り光信号を増幅して他の光伝送装置へ出力してもよい。ただし、光伝送装置１００には光増幅器１２１は必須ではない。また、監視光モニタ１２５は、光伝送装置１００が受信した上り監視光の強度に比例する振幅の電気信号を制御部１８０へ出力する。

　制御部１８０は、信号光モニタ１２３及び監視光モニタ１２５から入力された電気信号の振幅に基づいて上り信号光及び上り監視光の受信状態を判断し、さらに、これら判断結果に基づいて光増幅器１１１及び光スイッチ１１３を制御する。

　光伝送装置１００のそれぞれの構成要素は以下のように記載できる。すなわち、光増幅器１１１は、第１の信号光（下り信号光）を増幅する光増幅手段を担う。光スイッチ１１３は、第１の監視光（下り監視光）を生成する監視光生成手段を担う。光合波器１１４は、光増幅器１１１の出力と光スイッチ１１３の出力とを結合して第１の光伝送路（光伝送路２０）へ出力する光合波手段を担う。

　また、光分波器１２２は、第２の光伝送路（光伝送路３０）から入力された、第２の信号光（上り信号光）と第２の監視光（上り監視光）とを含む光を、第２の信号光と第２の監視光とに分離する光分波手段を担う。そして、制御部１８０は、第２の信号光（上り信号光）の受信状態、及び、第２の監視光（上り監視光）の発光及び減光の継続時間に基づいて、光増幅手段（光増幅器１１１）及び監視光生成手段（光スイッチ１１３）を制御する制御手段を担う。

　光伝送装置２００は光伝送装置１００と同様の構成を備える。すなわち、光増幅器２１１は、光伝送装置２００から光伝送装置１００へ送信される信号光（以下、「上り信号光」という。）を増幅する。上り信号光は、ユーザデータを含む光信号である。光源２１２は、光伝送装置２００から光伝送装置１００へ送信される監視光（以下、「上り監視光」という。）の光源である。光源２１２の波長は上り信号光の波長とは重複しない。光源２１２は、光伝送装置２００の外部に備えられていてもよい。光スイッチ２１３は、光源２１２で生成された光を所定の期間透過させあるいは所定の期間阻止する。光スイッチ２１３に代えて、光変調器が用いられてもよい。光スイッチ２１３を透過した光は上り監視光として光合波器２１４に入力される。光スイッチ２１３は、制御部２８０の制御に基づいて、上り監視光を連続光又はパルス光として生成できる。

　光合波器２１４は、光増幅器２１１から出力される上り信号光と光スイッチ２１３から出力される上り監視光とを合波して光伝送路３０へ送出する。上り信号光の波長と上り監視光の波長とは異なるため、光合波器２１４としてＷＤＭフィルタを用いることができる。

　光分波器２２２は、光伝送装置１００が送信した下り信号光と下り監視光とを波長分離する。下り信号光の波長と下り監視光の波長とは異なるため、光分波器２２２としてＷＤＭフィルタを用いることができる。光分波器２２２で分離された下り信号光は信号光モニタ２２３へ入力され、分離された監視光は監視光モニタ２２５へ入力される。

　信号光モニタ２２３は、光伝送装置２００における下り信号光の受信状態を制御部２８０へ出力する。監視光モニタ２２５は、光伝送装置２００における下り監視光の受信状態を制御部２８０へ出力する。信号光モニタ２２３及び監視光モニタ２２５はそれぞれＰＤを含む。信号光モニタ２２３は光伝送装置２００が受信した下り信号光を出力するとともに、下り信号光の強度に比例する振幅の電気信号を制御部２８０へ出力する。光伝送装置２００は、信号光モニタ２２３が出力した下り信号光を増幅する光増幅器２２１を備えてもよい。光増幅器２２１は入力された下り光信号を増幅して他の光伝送装置へ出力してもよい。ただし、光伝送装置２００には光増幅器２２１は必須ではない。また、監視光モニタ２２５は、光伝送装置２００が受信した下り監視光の強度に比例する振幅の電気信号を制御部２８０へ出力する。

　制御部２８０は、信号光モニタ２２３及び監視光モニタ２２５から入力された電気信号の振幅に基づいて下り信号光及び下り監視光の受信状態を判断し、さらに、その判断結果に基づいて光増幅器２１１及び光スイッチ２１３を制御する。

　図２は、光伝送システム１における両方向障害の例を示す図である。図２を参照して、光伝送路２０の障害点２１及び光伝送路３０の障害点３１の両方で光ファイバに障害が発生した場合のＡＰＲ制御の例について説明する。

　（１－１）光伝送装置１００の制御部１８０及び光伝送装置２００の制御部２８０は、障害の発生前の通常状態では、下り監視光及び上り監視光のいずれもが連続光となるように、それぞれ光スイッチ１１３及び２１３を制御する。そして、監視光を受信する光伝送装置では、受信された監視光が連続光である場合には光伝送路は正常と判断し、受信された監視光が入力断又はパルス光である場合には光伝送路に障害があると判断する。下り監視光は光増幅器１１１を介さないため、光増幅器１１１の光出力を停止しても光伝送路２０へ出力される。

　（１－２）光伝送装置１００において、障害点３１における障害により上り信号光と上り監視光の入力断が検出されると、制御部１８０は光増幅器１１１の光出力を停止（シャットダウン）するとともに、下り監視光を連続光からパルス光に変更する。下り監視光は光増幅器１１１を介さないため光増幅器１１１をシャットダウンしても光伝送路２０へ出力される。しかし、障害点２１の障害のため、下り信号光も下り監視光も光伝送装置２００において受信されない。

　（１－３）同様に、光伝送装置２００において、障害点２１における障害により下り信号光と下り監視光の入力断が検出されると、制御部２８０は光増幅器２１１をシャットダウンするとともに、上り監視光を連続光からパルス光に変更する。上り監視光は光増幅器２１１をシャットダウンしても光伝送路３０へ出力される。しかし、光伝送路３０の障害のため、上り信号光も上り監視光も光伝送装置１００において受信されない。

　このように、光伝送路２０及び３０の両方で障害が発生した場合には、両端の光伝送装置１００及び２００からの信号光の出力を自動的に停止することにより、ＡＰＲ制御が実行される。

　次に、光伝送路２０及び３０の障害が復旧した場合について説明する。

　（１－４）光伝送路２０及び３０の障害が復旧した直後には、光伝送装置１００の信号光モニタ１２３は上り信号光が断のままである一方、監視光モニタ１２５にはパルス光の上り監視光が入力される。制御部１８０は、上り監視光のオフからオン（減光から発光）までの時間及びオンからオフ（発光から減光）までの時間を判定し、上り監視光の最初のパルスの受信を確認すると下り監視光をパルス光から連続光に変更する。光伝送装置２００は、監視光モニタ２２５において下り監視光がパルス光から連続光に変わったことを確認すると、光伝送路３０が正常になったと判断して光増幅器２１１のシャットダウンを自動的に解除する。なお、光伝送装置２００の出力における上り監視光の発光時のパワー及び減光時のパワーは、光伝送装置１００において上り監視光が受信された際に「発光」と「減光」とが弁別可能なパワーとして定められてもよい。同様に、光伝送装置１００の出力における下り監視光の発光時のパワー及び減光時のパワーは、光伝送装置２００において下り監視光が受信された際に「発光」と「減光」とが弁別可能なパワーとして定められてもよい。

　（１－５）同様に、光伝送路２０及び３０の障害が復旧した直後には、光伝送装置２００の信号光モニタ２２３は下り信号光が断のままである一方、監視光モニタ２２５にはパルス光の下り監視光が入力される。制御部２８０は、下り監視光のオフからオンまでの時間及びオンからオフまでの時間を判定し、下り監視光の最初のパルスの受信を確認すると上り監視光をパルス光から連続光に変更する。光伝送装置１００は、監視光モニタ１２５において上り監視光がパルス光から連続光に変わったことを確認すると、光伝送路２０が正常になったと判断して光増幅器１１１のシャットダウンを自動的に解除する。

　このように、光伝送路２０及び３０の障害が復旧すると、両端の光伝送装置１００及び２００は光増幅器１１１及び２１１のシャットダウンを自動的に解除できる。

　すなわち、以上の手順によって、光伝送装置１００及び２００は、監視制御信号のエンコード回路やデコード回路を必要とすることなく、簡単な構成でＡＰＲ制御の実行及び解除を行うことができる。

　（第２の実施形態）
　第２の実施形態では、両方向障害が発生した場合のＡＰＲ制御及びその復旧の例を詳細に説明する。図３は、図１及び図２で説明した光伝送装置１００及び２００の詳細構成の例を示すブロック図である。図１で説明した光伝送装置１００の制御部１８０は、信号光検出回路１２４、監視光検出回路１２６、監視光判定回路１２７、監視光出力判定回路１３１、信号光出力判定回路１３２、光スイッチ制御回路１３３、光増幅器制御回路１３４を備える。制御部１８０に含まれるこれらの回路は電気回路で実現されてもよい。

　信号光検出回路１２４は、信号光モニタ１２３で検出された上り信号光の強度に基づいて、信号光が光伝送路３０から受信されているかどうかを判断する。監視光検出回路１２６は、監視光モニタ１２５で検出された上り監視光の強度に基づいて監視光が光伝送路３０から受信されているかどうかを判断する。信号光検出回路１２４及び監視光検出回路１２６における判断結果は、監視光出力判定回路１３１及び信号光出力判定回路１３２の両方に出力される。また、監視光検出回路１２６は、上り監視光の強度の時間的な変化に基づいて、上り監視光の発光時間及び減光時間を取得する。上り監視光の発光時間及び減光時間の取得結果は監視光判定回路１２７へ出力される。

　監視光判定回路１２７は、上り監視光の発光時間及び減光時間に基づいて、上り監視光が連続光であるかパルス光であるかを判定し、その結果を監視光出力判定回路１３１へ出力する。

　監視光出力判定回路１３１は、信号光検出回路１２４、監視光検出回路１２６及び監視光判定回路１２７からの入力に基づいて、光伝送装置１００が光伝送路２０へ送出する監視光を、連続光とするかパルス光とするかを判定する。信号光出力判定回路１３２は、信号光検出回路１２４及び監視光検出回路１２６からの入力に基づいて、光増幅器１１１を通常通り動作させるか、停止させるか（シャットダウンするか）を判定する。

　光スイッチ制御回路１３３は、監視光出力判定回路１３１の判定結果に基づいて、光スイッチ１１３を制御する。光増幅器制御回路１３４は、信号光出力判定回路１３２の判定結果に基づいて、光増幅器１１１を動作させ、又はシャットダウンさせる。

　光伝送装置２００の制御部２８０は、信号光検出回路２２４、監視光検出回路２２６、監視光判定回路２２７、監視光出力判定回路２３１、信号光出力判定回路２３２、光スイッチ制御回路２３３、光増幅器制御回路２３４を備える。制御部２８０の構成は制御部１８０と同様である。光伝送装置２００において、光伝送装置１００と同一の名称のブロックは、光伝送装置２００においても対応する機能を備えるため、制御部２８０の詳細な説明は省略する。

　図３において、光伝送路２０の障害箇所は障害点２１で示され、光伝送路３０の障害箇所は障害点３１で示される。光伝送路２０及び３０を伝搬する光信号は、それぞれ、障害点２１及び３１において切断される。以下では、伝送路障害が発生した場合のＡＰＲ制御についてタイミングチャートを参照して説明する。

　図４及び図５は、両方向障害の発生時の光伝送装置１００及び２００における各部のＡＰＲ制御の例を説明するタイミングチャートである。これらのタイミングチャートにおいて横軸は時間であり、縦軸は光伝送装置１００及び２００各部の状態を示す。縦の破線は障害の発生又は復旧の時刻を示す。すなわち、これらのタイミングチャートは、障害点２１及び３１の障害の発生後又は復旧後の光伝送装置１００及び２００における各部の状態の時間変化を示す。

　光伝送装置１００を例にすると、図４及び図５において、「［１］信号光の光入力」は、図３の信号光モニタ１２３への入力光のパワーを示す。「［２］信号光の入力判定」は、信号光検出回路１２４における、信号光の入力の有無の判定結果（正常又は断）を示す。「［３］信号光の光出力」は、光増幅器１１１の出力光のパワーを示す。「［４］監視光の光出力」は、光スイッチ１１３の出力光のパワーを示す。「［５］監視光の光入力」は、監視光モニタ１２５の入力光のパワーを示す。「［６］監視光の入力判定」は、監視光検出回路１２６における、監視光の入力の有無の判定結果（正常又は断）を示す。「［７］パルス光の検出」は、監視光判定回路１２７におけるパルス光の検出結果（パルス光あり又はなし）を示す。「［８］監視光の出力形態」は、監視光出力判定回路１３１において、連続光とパルス信号のどちらを出力するかの判定結果を示す。

　なお、後述する図７－図１０の［１］－［８］で示される各項も、同様の内容を示す。また、光伝送装置１００の各部の機能は光伝送装置２００も同様であるため、以降では光伝送装置２００の動作を説明する際にもこれらのタイミングチャートが使用される。

　また、図１１はＡＰＲ制御における動作及びその動作が実行される条件の例を示す。図１２は監視光の出力形態とその際の光スイッチ１１３及び２１３の動作例を示す。図１３は、監視光判定回路１２７における、受信された監視光が連続光であるかパルス光であるかの判定条件の例を示す。制御部１８０及び２８０は記憶部を備え、図１１－図１３の動作及び条件はデータとして記憶部に記憶されてもよい。記憶部のデータは、光伝送装置１００及び２００の各部の回路から参照される。

　（２－１）両方向障害発生時の動作
　光伝送路２０及び３０に障害がない場合には、光増幅器１１１及び２１１は通常通り動作し、下り監視光及び上り監視光のいずれもが連続光である。この状態で障害点３１において障害が発生すると、光伝送装置１００では、信号光モニタ１２３に入力される上り信号光の入力パワーが低下する（図４の４－ａ１）。その結果、信号光検出回路１２４が上り信号光の入力断を検出する（４－ｂ１）。また、監視光モニタ１２５に入力される上り監視光の入力パワーも低下するため（４－ａ２）、監視光検出回路１２６は上り監視光の入力断を検出する（４－ｂ２）。これらの検出結果は、監視光出力判定回路１３１及び信号光出力判定回路１３２へ通知される。

　上り信号光と上り監視光との入力断の検出が通知されると、図１１の条件５０１により、信号光出力判定回路１３２は光増幅器１１１をシャットダウンするよう判定する。そして、信号光出力判定回路１３２は、光増幅器１１１をシャットダウンする指示を光増幅器制御回路１３４へ出力する。光増幅器制御回路１３４は、この指示に基づいて光増幅器１１１をシャットダウンする（４－ｃ１）。光増幅器制御回路１３４は、光増幅器１１１への励起光の供給を停止することで光増幅器１１１をシャットダウンしてもよい。

　また、図１１の条件５０３により、監視光出力判定回路１３１は、下り監視光をパルス光とするよう判定する。監視光出力判定回路１３１は、下り監視光をパルス光とする指示を光スイッチ制御回路１３３へ出力する（４－ｃ２）。光スイッチ制御回路１３３は、この指示に応じて、下り監視光がパルス光となるように光スイッチ１１３を制御する（４－ｃ３）。パルス光は、所定の発光時間と減光時間とを持つ、光パルス列である。本実施形態では、パルス光は当初１０秒間減光し、その後３秒間の発光と１０秒間の減光とを繰り返す（図１２の条件６０２）。

　光スイッチ１１３から出力されたパルス光（下り監視光）は光合波器１１４に入力される。下り監視光は光増幅器１１１を通過しないため、下り監視光は光増幅器１１１がシャットダウンしていても光合波器１１４を介して光伝送路２０へ送出される。しかし、光伝送路２０は障害によって切断されているため、下り監視光は光伝送装置２００へは到達しない。

　一方、障害点２１における障害に起因して、光伝送装置２００も光伝送装置１００と同様に動作する。すなわち、光伝送装置２００においては、監視光出力判定回路２３１及び信号光出力判定回路２３２には、下り信号光の入力断と下り監視光の入力断とが検出されたことが通知される。信号光出力判定回路２３２は、光増幅器２１１をシャットダウンする指示を光増幅器制御回路２３４へ出力する。光増幅器制御回路２３４は、この指示に応じて、光増幅器２１１をシャットダウンする。

　また、監視光出力判定回路２３１は、下り監視光をパルス光とする指示を光スイッチ制御回路２３３へ出力する。光スイッチ制御回路２３３は、この指示に応じて、上り監視光が図１２の条件６０２に適合するパルス光となるように光スイッチ２１３を制御する。

　以上の動作により、光伝送装置１００及び２００は、光伝送路２０及び３０に障害が発生すると、光増幅器１１１及び２１１をシャットダウンする。すなわち、光伝送システム１においてＡＰＲ制御が実行される。

　（２－２）両方向障害復旧時の動作
　光伝送路２０及び３０の障害が復旧した後の光伝送装置１００のＡＰＲ制御の復旧（ＡＰＲ復旧）動作について説明する。光伝送路２０及び３０の障害が復旧した直後は、光増幅器１１１及び２１１はシャットダウンしている。このため、光伝送装置１００の信号光モニタ１２３では上り信号光は検出されない。しかし、監視光モニタ１２５では、上り監視光は、パルス状に強度が変化する光として検出される（図５の５－ａ１、５－ｂ１、５－ｃ１）。監視光判定回路１２７は監視光モニタ１２５で受信されたパルス光の発光時間及び減光時間を検出し、その検出結果を監視光出力判定回路１３１に出力する。監視光出力判定回路１３１は、入力された情報及び図１１－図１２の条件に基づいて光スイッチ１１３を制御する。具体的には、監視光判定回路１２７は、パルス光を受信していなかった状態において、パルス光の最初のパルスの受信を検出する（５－ｄ１）。この検出結果は監視光出力判定回路１３１へ通知される。監視光出力判定回路１３１は、当該最初のパルスの受信が通知されると、図１１の条件５０４により、下り監視光をパルス光から連続光に変更する指示を光スイッチ制御回路１３３へ出力する（５－ｄ２）。その結果、下り監視光はパルス光から連続光に変化する（５－ｄ３）。

　次に、光伝送装置２００のＡＰＲ復旧動作について説明する。光伝送装置２００の説明にも図５が用いられる。上述の光伝送装置１００のＡＰＲ復旧動作により、光伝送装置２００において受信される下り監視光がパルス光から連続光に変化する。このため、光伝送装置２００の監視光モニタ２２５へ入力される監視光がパルス光から連続光に変化する（図５の５－ｅ１、５－ｆ１）。パルス光の発光時間は３秒であるため、監視光判定回路２２７は、連続光が６秒以上継続したことを検出する。これにより図１３の条件７０１が満たされるため、監視光判定回路２２７は、監視光がパルス光から連続光に変化したことを信号光出力判定回路２３２に通知する（５－ｇ１）。信号光出力判定回路２３２は、図１１の条件５０２により、光増幅器２１１の停止を解除する指示を光増幅器制御回路２３４へ出力する。その結果、上り信号光が光伝送路３０を介して光伝送装置２００から光伝送装置１００へ送信される。

　一方、光伝送路２０及び３０の障害が復旧した直後には、光伝送装置２００では下り信号光は受信されずパルス光である下り監視光のみの受信が開始される。このため、光伝送装置１００と同様に、光伝送装置２００は上り監視光をパルス光から連続光に変更する。その結果、光伝送装置１００の監視光モニタ１２５へ入力される監視光もパルス光から連続光に変化する。そして、光伝送装置１００においても、連続光が６秒以上継続したことを検出すると、図１１の条件５０２により、光増幅器１１１の停止を解除する。

　以上の動作により、光伝送装置１００及び２００では、光伝送路２０及び３０の障害が復旧すると、光増幅器１１１及び２１１のシャットダウンが自動的に解除される。これによって、光伝送システム１のＡＰＲ制御が復旧し、光伝送システム１の通信が再開する。

　以上説明したように、本実施形態の光伝送システム１は、両方向障害が発生した場合に、簡単な構成で光伝送システムのＡＰＲ制御機能を実現できる。

　（第３の実施形態）
　第３の実施形態では、片方向障害が発生した場合のＡＰＲ制御の例を詳細に説明する。図６は、光伝送システム１の片方向障害の例を示す図である。図６は、光伝送路２０の障害点２１において障害が発生し、光伝送路３０には障害が発生していないことを示す。すなわち、光伝送路２０を伝搬する下り監視光及び下り信号光は障害点２１において阻止されるが、上り監視光及び上り信号光は光伝送路３０を伝搬して光伝送装置１００へ到達する。以下では、このような片方向障害におけるＡＰＲ制御について説明する。

　図７－図１０は、片方向障害の発生時の光伝送装置１００又は２００のＡＰＲ制御の例を説明するためのタイミングチャートである。図７は障害点２１における片方向障害の発生時の、光伝送装置２００におけるＡＰＲ制御を説明する図である。図８は障害点２１における片方向障害の発生時の、光伝送装置１００におけるＡＰＲ制御を説明する図である。図９は片方向障害の復旧時の、光伝送装置２００におけるＡＰＲ制御を説明する図である。図１０は、片方向障害の復旧時の、光伝送装置１００におけるＡＰＲ制御を説明する図である。図７－図１０の［１］－［８］の示す内容は図４－図５に準ずる。

　（３－１）片方向障害発生時の動作
　障害点２１において障害が発生すると、光伝送装置２００では下り信号光のパワーが低下し（図７の７－ａ１）、下り監視光のパワーも低下する（７－ａ２）。従って、監視光検出回路２２６及び信号光検出回路２２４はそれぞれ下り信号光の入力断と下り監視光の入力断とを検出する（７－ｂ１、７－ｂ２）。これらの検出結果は、監視光出力判定回路２３１及び信号光出力判定回路２３２へ通知される。

　下り信号光と下り監視光との入力断の検出が通知されると、信号光出力判定回路２３２は、図１１の条件５０１により、光増幅器２１１をシャットダウンするように判断する。また、監視光出力判定回路２３１は、図１１の条件５０３により、上り監視光をパルス光とするよう判断する。本実施形態においても、パルス光は当初１０秒間減光し、その後３秒間の発光と１０秒間の減光とを繰り返す。図１１－図１３の動作及び条件は、あらかじめ制御部２８０が備える記憶部にデータとして設定されている。

　信号光出力判定回路２３２は、光増幅器２１１をシャットダウンする指示を光増幅器制御回路２３４へ出力する。光増幅器制御回路２３４は、この指示に応じて、光増幅器２１１をシャットダウンするする（７－ｃ１）。

　また、監視光出力判定回路２３１は、下り監視光をパルス光とする指示を光スイッチ制御回路２３３へ出力する（７－ｃ２）。光スイッチ制御回路２３３は、この指示に応じて、上り監視光がパルス光となるように光スイッチ２１３を制御する（７－ｃ３）。

　光スイッチ２１３から出力されたパルス光（上り監視光）は光合波器２１４に入力される。上り監視光は光増幅器２１１を通過しないため、上り監視光は光増幅器２１１が停止していても光合波器２１４を介して光伝送路３０へ送出される。光伝送路３０では障害が発生していないため、光伝送装置１００は上り信号光を受信せず、パルス光である上り監視光を受信する。

　図８を参照すると、光伝送装置１００では上り信号光のパワーが低下し（図８の８－ａ１）、パルス光である上り監視光を受信する（８－ａ２）。従って、信号光検出回路１２４は上り監視光の入力断を検出する（８－ｂ１）。これらの検出結果は、監視光出力判定回路２３１及び信号光出力判定回路２３２へ通知される。

　パルス光が減光している間は上り監視光のパワーが低下するため、監視光は断であると判断される（８－ｂ２）。このため、信号光出力判定回路１３２及び光増幅器制御回路１３４は、上り信号光と上り監視光との入力断の検出が通知されると、図１１の条件５０１により光増幅器１１１をシャットダウンする（８－ｃ１）。また、監視光出力判定回路１３１及び光スイッチ制御回路１３３は、図１１の条件５０３により、下り監視光をパルス光とする（８－ｃ２）。

　一方、光伝送路３０は正常であるため、光伝送装置２００から最初の上り監視光のパルスが到着する（８－ｄ１）。上り監視光がパルス光である場合、監視光の発光時間は３秒間であるため（８－ｅ１から８－ｆ１）、監視光判定回路１２７は、図１３の条件７０２により、上り監視光はパルス光であると判断する（８－ｇ１）。そして、図１１の条件５０４により、光伝送装置１００が送出する下り監視光がパルス光から連続光に変更される（８－ｇ２から８－ｇ３）。

　なお、最初の上り監視光のパルスの減光により上り監視光は一旦入力断となる（８－ｆ１）。しかし、図１３の条件７０２により図８の８－ｇ１におけるパルス光の受信の判定は維持される。このため、図１１の条件５０３は適用されず、下り監視光を連続光とする判定が維持される。また、パルス光の２回目のパルスが受信されると（８－ｈ１）、監視光が正常である状態が再び３秒間継続する（８－ｉ１から８－ｊ１）。しかし、このパルスは続く２回目であるために図１１の条件５０４には適合しない。

　以上の動作により、光伝送装置１００及び２００は、光伝送路２０及び３０の一方にのみに障害が発生した場合でも、光増幅器１１１及び２１１をシャットダウンする。すなわち、光伝送システム１においてＡＰＲ制御が実行される。

　（３－２）片方向障害復旧時の動作
　片方向障害によるＡＰＲ制御の復旧手順（ＡＰＲ復旧手順）について説明する。まず、光伝送装置２００のＡＰＲ復旧手順を説明する。上述したように、障害点２１における障害の発生後、下り監視光は連続光となる（図８の８－ｇ３）。従って、障害点２１における障害が復旧すると、光伝送装置２００の監視光モニタ２２５は、連続光である下り監視光を受信する（図９の９－ａ１）。そして、監視光検出回路２２６は、監視光は正常に受信されていると判断する（９－ｂ１）。連続光が６秒間受信されると、図１１の条件５０２により、光増幅器２１１のシャットダウンが解除される（８－ｃ１）とともに、上り監視光がパルス光から連続光に変更される（９－ｃ２、９－ｃ３）。後述するように、これにより光伝送装置１００の光増幅器１１１のシャットダウンが解除されるため、信号光モニタ２２３において下り信号光が受信され（９－ｄ１）、下り信号光が正常に受信されたと判断される（９－ｅ１）。

　次に、図１０を参照して光伝送装置１００のＡＰＲ復旧動作を説明する。障害点２１の障害が復旧した直後には、光伝送装置２００の光増幅器２１１はシャットダウンしているため、上り信号光は入力断と判定される。一方、上り監視光としてパルス光が受信されている（図１０の１０－ａ１）。この状態は図１１の条件５０１－５０４のいずれも満たさないため、光伝送装置１００は現状の状態を維持する。

　その後、図９で説明した光伝送装置２００のＡＰＲ復旧動作により、光伝送装置２００から上り信号光が受信され（１０－ｂ１）るため、上り信号光が正常と判断される（１０－ｃ１）。また、上述のように、光伝送装置２００では上り監視光が連続光に変更される（図９の９－ｃ３）。このため、光伝送装置１００が受信する上り監視光はパルス光から連続光に変化し（図１０の１０－ｂ２）、従って、上り監視光の正常受信が６秒以上継続する（１０－ｃ２以降）。その結果、図１３の条件７０１及び図１１の条件５０２により、上り監視光がパルス光でないと判定されるとともに（１０－ｄ２）、光増幅器１１１のシャットダウンが解除される（１０－ｄ１）。

　以上の動作により、光伝送装置１００及び２００では、光伝送路２０及び３０の一方のみに発生した障害が復旧した場合にも、光増幅器１１１及び２１１のシャットダウンが自動的に解除される。これによって、光伝送システム１のＡＰＲ制御が復旧し、光伝送装置１００と光伝送装置２００との間の通信が再開される。

　以上説明したように、本実施形態の光伝送システム１は、片方向障害が発生した場合に、簡単な構成で光伝送システムのＡＰＲ制御機能を実現できる。

　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

　各実施形態において、制御部１８０及び２８０は、中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）を備えてもよい。光伝送装置１００及び２００の機能の一部又は全部は、それぞれが備えるＣＰＵが、プログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、一時的でない有形の（tangible and non-transitory）記録媒体に記録されてもよい。記録媒体は、例えば不揮発性半導体メモリ、光ディスク又は磁気ディスクである。

　また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。

　１　光伝送システム
　２０、３０　光伝送路
　２１、３１　障害点
　１００、２００　光伝送装置
　１１１、１２１、２１１、２２１　光増幅器
　１１２、２１２　光源
　１１３、２１３　光スイッチ
　１１４、２１４　光合波器
　１２２、２２２　光分波器
　１２３、２２３　信号光モニタ
　１２４、２２４　信号光検出回路
　１２５、２２５　監視光モニタ
　１２６、２２６　監視光検出回路
　１２７、２２７　監視光判定回路
　１３１、２３１　監視光出力判定回路
　１３２、２３２　信号光出力判定回路
　１３３、２３３　光スイッチ制御回路
　１３４、２３４　光増幅器制御回路
　１８０、２８０　制御部

Claims

　第１の信号光を増幅する光増幅手段と、
　第１の監視光を生成する監視光生成手段と、
　前記光増幅手段の出力と前記監視光生成手段の出力とを結合して第１の光伝送路へ出力する光合波手段と、
　第２の信号光と第２の監視光とを含み、第２の光伝送路から入力された光を、前記第２の信号光と前記第２の監視光とに分離する光分波手段と、
　前記第２の信号光の受信状態、及び、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて、前記光増幅手段及び前記監視光生成手段を制御する制御手段と、
を備える光伝送装置。
　前記監視光生成手段は、連続光、又は、光出力が時間的に変化するパルス光を前記第１の監視光として生成する、請求項１に記載された光伝送装置。
　前記監視光生成手段は光変調手段を備え、
　前記制御手段は前記第２の信号光の受信の有無を判定する第１の監視手段と、前記第２の監視光の受信の有無、並びに、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間を取得する第２の監視手段とを備え、
　前記制御手段は、前記第１の監視手段の判定結果及び前記第２の監視手段の取得結果に基づいて、
　　前記光増幅手段を動作させ又は停止させ、
　　前記光変調手段を制御して前記第１の監視光を前記連続光又は前記パルス光として生成する、
請求項２に記載された光伝送装置。
　前記制御手段は、
　　前記光増幅手段が停止しており、かつ、
　　前記第１の監視光が前記パルス光であり、かつ、
　　前記第２の監視光が所定の時間を超えて受信された場合に、
前記光増幅手段を動作させるとともに前記第１の監視光を前記連続光に変更する、
請求項３に記載された光伝送装置。
　前記制御手段は、
　　前記第２の信号光及び前記第２の監視光がいずれも受信されておらず、かつ、
　　前記第１の監視光が前記連続光である場合に、
前記第１の監視光を前記パルス光に変更する、
請求項３又は４に記載された光伝送装置。
　前記制御手段は、前記第２の監視手段が前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて前記第２の監視光の最初のパルスを検出した場合に前記第１の監視光を前記連続光とする、請求項３乃至５のいずれか１項に記載された光伝送装置。
　第１の光伝送装置と第２の光伝送装置とが前記第１の光伝送路及び前記第２の光伝送路を介して通信可能に接続された光伝送システムであって、
　前記第１及び第２の光伝送装置は、いずれも、請求項１乃至６のいずれか１項に記載された光伝送装置である、光伝送システム。
　第１の信号光を増幅し、
　第１の監視光を生成し、
　増幅された前記第１の信号光と、前記第１の監視光とを結合して第１の光伝送路へ出力し、
　第２の信号光と第２の監視光とを含み、第２の光伝送路から入力された光を、前記第２の信号光と前記第２の監視光とに分離し、
　前記第２の信号光の受信状態、及び、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて、前記第１の信号光の増幅及び前記第１の監視光の生成を制御する、
光伝送方法。
　前記第１の監視光は、連続光、又は、光出力が時間的に変化するパルス光である、請求項８に記載された光伝送方法。
　前記第２の信号光の受信の有無を第１の監視手段によって判定し、
　前記第２の監視光の受信の有無、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間を第２の監視手段によって取得し、
　前記第１の監視手段の判定結果及び前記第２の監視手段の取得結果に基づいて、
　　前記第１の信号光の増幅を実行させ又は停止させ、
　　前記第１の監視光を前記連続光又は前記パルス光として生成する、
請求項９に記載された光伝送方法。
　前記第１の信号光の増幅が停止しており、かつ、
　前記第１の監視光が前記パルス光であり、かつ、
　前記第２の監視光が所定の時間を超えて受信された場合に、
前記第１の信号光の増幅を実行させるとともに前記第１の監視光を前記連続光に変更する、
請求項１０に記載された光伝送方法。
　前記第２の信号光及び前記第２の監視光がいずれも受信されておらず、かつ、
　前記第１の監視光が前記連続光である場合に、
前記第１の監視光を前記パルス光に変更する、
請求項１０又は１１に記載された光伝送方法。
　前記第２の監視光の最初のパルスが前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて検出された場合に前記第１の監視光を前記連続光とする、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載された光伝送方法。
　第１の信号光を増幅する光増幅手段と、
　第１の監視光を生成する監視光生成手段と、
　前記光増幅手段の出力と前記監視光生成手段の出力とを結合して第１の光伝送路へ出力する光合波手段と、
　第２の信号光と第２の監視光とを含み、第２の光伝送路から入力された光を、前記第２の信号光と前記第２の監視光とに分離する光分波手段と、
を備える光伝送装置のコンピュータに、
　前記第２の信号光の受信状態、及び、前記第２の監視光の発光及び減光の継続時間に基づいて、前記光増幅手段及び前記監視光生成手段を制御する手順を実行させるプログラム、を記録した記録媒体。