特許 6248551 光伝送システム及び光伝送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248551

(24)【登録日】2017年12月1日

(45)【発行日】2017年12月20日

(54)【発明の名称】光伝送システム及び光伝送装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/079 20130101AFI20171211BHJP

   H04B 10/29 20130101ALI20171211BHJP

   H04B 10/564 20130101ALI20171211BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/079

   H04B10/29

   H04B10/564

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-229567(P2013-229567)

(22)【出願日】2013年11月5日

(65)【公開番号】特開2015-91003(P2015-91003A)

(43)【公開日】2015年5月11日

【審査請求日】2016年7月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(74)【代理人】

【識別番号】100112678

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 雅久

(72)【発明者】

【氏名】竹山 智明

【審査官】 前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４２３４９２７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第０６０２５９４７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０４０２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ １０／０７９

Ｈ０４Ｂ １０／２９

Ｈ０４Ｂ １０／５６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光伝送装置と、
前記第１の光伝送装置と光伝送路を介して双方向の光通信を行なう第２の光伝送装置と、を備え、
前記第１の光伝送装置は、
前記第２の光伝送装置へ送信する光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器に、周期的に異なる２つのレベルが交互に現れる周期パルスを与えることによって、前記第２の光伝送装置へ送信する光パワーの値を異なる２値に変動させる送信光パワー調整部を備え、
前記第２の光伝送装置は、
前記変動する光パワーの値を測定する受信光測定部と、
前記受信光測定部の測定結果を前記第１の光伝送装置へ通知する通知部と、を備え、
前記第１の光伝送装置は、
通知された前記測定結果である２値のうち、前記第２の光伝送装置での受信可能レンジに収まっている値に基づいて前記可変光減衰器の前記減衰量を決定し、決定した前記減衰量に、前記可変光減衰器の設定を行なう制御部を備えた、光伝送システム。

【請求項2】

前記第１の光伝送装置は、
前記第２の光伝送装置へ送信する光を増幅する光増幅器を備え、
前記送信光パワー調整部は、
前記光増幅器の出力光パワーの減衰量を調整する前記可変光減衰器と、
前記減衰量を変動させる前記周期パルスを前記可変光減衰器に与えるパルス発生回路と、を備えた、請求項１に記載の光伝送システム。

【請求項3】

前記異なる２値のうちの小さい方の値は、前記光伝送路で生じる伝送路ロスの最大値において前記受信光測定部での受信光パワーが前記受信可能レンジの下限値以上となるように設定され、前記異なる２値のうちの大きい方の値は、前記伝送路ロスの最小値において前記受信光測定部での受信光パワーが前記受信可能レンジの上限値以下となるように設定される、請求項１又は２に記載の光伝送システム。

【請求項4】

前記制御部は、
前記第２の光伝送装置の前記受信光測定部での受信光パワーが前記受信可能レンジから外れていることを示す測定結果を無効な結果として認識し、前記受信可能レンジに入っていることを示す測定結果を前記決定に用いる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光伝送システム。

【請求項5】

他の光伝送装置と光伝送路を介して双方向の光通信を行なう光伝送装置であって、
前記他の光伝送装置へ送信する光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器に、周期的に異なる２つのレベルが交互に現れる周期パルスを与えることによって、前記他の光伝送装置へ送信する光パワーの値を異なる２値に変動させる送信光パワー調整部と、
前記他の光伝送装置において測定され前記他の光伝送装置から通知される、前記変動する光パワーの値の測定結果である２値のうち、前記他の光伝送装置での受信可能レンジに収まっている値に基づいて、前記可変光減衰器の前記減衰量を決定し、決定した前記減衰量に、前記可変光減衰器の設定を行なう制御部と、を備えた光伝送装置。

【請求項6】

前記他の光伝送装置へ送信する光を増幅する光増幅器を備え、
前記送信光パワー調整部は、
前記光増幅器の出力光パワーの減衰量を調整する前記可変光減衰器と、
前記減衰量を変動させる前記周期パルスを前記可変光減衰器に与えるパルス発生回路と、を備えた、請求項５に記載の光伝送装置。

【請求項7】

前記異なる２値のうちの小さい方の値は、前記光伝送路で生じる伝送路ロスの最大値において前記受信光測定部での受信光パワーが前記受信可能レンジの下限値以上となるように設定され、前記異なる２値のうちの大きい方の値は、前記伝送路ロスの最小値において前記受信光測定部での受信光パワーが前記受信可能レンジの上限値以下となるように設定される、請求項５又は６に記載の光伝送装置。

【請求項8】

前記制御部は、
前記他の光伝送装置に備えられた受信光測定部での受信光パワーが前記受信可能レンジから外れていることを示す測定結果を無効な結果として認識し、前記受信可能レンジに入っていることを示す測定結果を前記決定に用いる、請求項５〜７のいずれか１項に記載の光伝送装置。

【請求項9】

他の光伝送装置と光伝送路を介して双方向の光通信を行なう光伝送装置であって、
前記他の光伝送装置が、送信光パワーの減衰量を調整する可変光減衰器に、周期的に異なる２つのレベルが交互に現れる周期パルスを与えて、前記送信光パワーを異なる２値に変動させることにより、前記変動する受信光パワーの値を測定する受信光測定部と、
前記測定の結果である２値のうち受信可能レンジに収まっている値に基づいて前記他の光伝送装置が前記可変光減衰器の前記減衰量を決定できるように、前記受信光測定部の測定結果を前記他の光伝送装置へ通知する通知部と、
を備えた、光伝送装置。

【請求項10】

前記変動させる光パワーは、監視制御光のパワーである、請求項５〜９のいずれか１項に記載の光伝送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光伝送システム及び光伝送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光伝送システムに関する技術として、例えば、下記の特許文献１−５に記載された技術が知られている。

【0003】

特許文献１には、双方向の光伝送路を介して互いに対向して配置された（上流局側）光伝送装置及び（下流局側）光伝送装置を含む光伝送システムが記載されている。当該光伝送システムでは、送信ポストアンプのＡＳＥ光を利用して監視制御信号であるＯＳＣ信号を上流局側光伝送装置から下流局側光伝送装置へ送信する。下流局側光伝送装置では、受信したＯＳＣ信号に従って、受信プリアンプ及び当該受信プリアンプの前段に設けられた可変光減衰器のモード設定を行なう。これにより、受信プリアンプへの入力パワーが適切なレベルになるよう自動調整されて受信プリアンプを適切な運用モードで自動的に立ち上げることができる。

【0004】

特許文献２には、光伝送システムのスパンロスを自動調整する技術が記載されている。当該光伝送システムでは、光信号を光伝送路を通して伝送装置から受信し受信パワーレベル情報を検出し、伝送装置から光伝送路を通して光信号の送信パワーレベル情報を監視信号として受信する。そして、光信号の送信パワーレベル情報と受信パワーレベル情報との差に基づいて光伝送路のスパンロスを検出し、そのスパンロス検出値と予め設定されたスパンロス目標値との差に基づいて光受信手段の入力の減衰量を可変制御する。これにより、光伝送路で接続された伝送装置間で一方の伝送装置において効率的にスパンロスを調整することが可能になる。

【0005】

特許文献３には、波長多重伝送システムにおいて、主信号光とＯＳＣ光とのそれぞれの送信出力レベル及び受信入力レベルをモニタし、モニタした各レベルに基づいて損失を計算して主信号光の出力レベルを補正することが記載されている。これにより、主信号光が疎通していなくてもＯＳＣ光を用いて送信光レベルの調整を行なうことが可能になる。

【0006】

特許文献４及び５には、光可変減衰器（ＶＯＡ）及びフォトディテクタを有する光受信装置において、入力段に設けたＶＯＡにより光入力レベル（モニタ）のダイナミックレンジを拡大する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−２０４０２６号公報

【特許文献2】特開２０１２−２０５１７２号公報

【特許文献3】国際公開第２００１／０８０４６６号

【特許文献4】特開２００８−２４５１１８号公報

【特許文献5】特開２００５−２６９１９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

光伝送システムでは、送信側の光アンプ（ポストアンプ）の後段に可変光減衰器が設けられることがある。送信側の可変光減衰器の減衰量を調整することで、伝送距離によってバラツキのある伝送路ロスに起因して受信側で生じる入力レベルの変動を吸収することができる。

【0009】

しかしながら、特許文献１−５に記載された技術は、いずれも受信側（下流局側）に設けられた可変光減衰器の制御について記載するに留まっているため、送信側に設けられた可変光減衰器の制御に関して何ら考慮されていない。そのため、伝送路ロスによっては受信側での受信光パワーが所定の受信レンジから外れてしまい、システム立上げに失敗するおそれがある。

【0010】

本発明の目的の１つは、伝送路ロスに依存しないで光伝送システムの立上げを可能にすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

光伝送システムの一態様は、第１の光伝送装置と第２の光伝送装置とが光伝送路により双方向に光伝送可能に接続された光伝送システムであって、前記第１の光伝送装置は、前記第２の光伝送装置へ送信する光パワーの値を変動させる送信光パワー調整部を備え、前記第２の光伝送装置は、前記変動する光パワーの値を測定する受信光測定部と、前記受信光測定部の測定結果を前記第１の光伝送装置へ通知する通知部と、を備え、前記第１の光伝送装置は、通知された前記測定結果に基づいて前記第２の光伝送装置へ送信する光パワーを決定し、決定した前記光パワーの値になるように、前記送信光パワー調整部の設定を行なう制御部を備える。

【発明の効果】

【0012】

伝送路ロスに依存しないで光伝送システムの立上げが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】関連技術の一例としての光伝送システムを示すブロック図である。

【図2】図１に例示する光伝送システムの立上げ動作例を説明するフローチャートである。

【図3】図１に例示する光伝送システムにおけるＯＳＣ光パワーのレベルダイヤの一例を示す図である。

【図4】一実施形態に係る光伝送システムを示すブロック図である。

【図5】図４に例示する光伝送システムの立上げ動作例を説明するフローチャートである。

【図6】図４に例示する光伝送システムにおけるＯＳＣ光パワーのレベルダイヤの一例を示す図である。

【図7】図４に例示する光伝送システムにおいてＶＯＡロスを変化させる時間間隔を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

【0015】

（関連技術）
図１は、関連技術の一例としての光伝送システムを示すブロック図である。図１に示す光伝送システム１は、例示的に、第１の光伝送装置１０と、第２の光伝送装置３０と、各光伝送装置１０及び３０を相互通信可能に接続する光伝送路５０及び７０と、を備える。

【0016】

光伝送路５０及び７０は、それぞれ例示的に、光ファイバを用いた伝送路である。光伝送路５０は、光伝送装置１０から光伝送装置３０へ光信号を伝送する。光伝送路７０は、逆に、光伝送装置３０から光伝送装置１０へ光信号を伝送する。

【0017】

したがって、各光伝送装置１０及び３０は、光伝送路５０及び７０を通じて互いに双方向の光通信が可能である。光伝送装置１０及び３０間で伝送される光信号は、複数波長の光が波長多重された波長多重光信号（ＷＤＭ信号）でもよいし、１波長の光信号でもよい。

【0018】

なお、以下の説明において、光伝送装置１０から光伝送装置３０への伝送方向あるいは伝送ルートを便宜的に「順方向」あるいは「順ルート」と称することがある。そして、これとは逆の光伝送装置３０から光伝送装置１０への伝送方向あるいは伝送ルートを便宜的に「対向方向」あるいは「対向ルート」と称することがある。したがって、順ルートに着目すると、光伝送装置１０は光伝送装置３０へ光信号を送信する送信局に相当し、光伝送装置３０は光伝送装置１０から光信号を受信する受信局に相当する。対向ルートに着目すると送信局及び受信局の関係は逆になる。

【0019】

光伝送装置１０内の光伝送路５０（順ルート）上には、例示的に、光増幅器（ポストアンプ）１１、光合波器（カプラ）１２、及び、可変光アッテネータ（ＶＯＡ）１３が設けられる。

【0020】

ポストアンプ１１は、主信号光を送信する光送信器（図示省略）の後段に配置され、光送信器が送信した主信号光を増幅して光合波器１２へ出力する。

【0021】

光合波器１２は、ポストアンプ１１で増幅された主信号光に、ＯＳＣ送信器１６から入力されるＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）光を重畳してＶＯＡ１３へ出力する。ＯＳＣ光は、対向局である光伝送装置３０へ設定情報や制御情報を伝送したり後述するように光伝送路５０（７０）の損失（伝送路ロス）を測定したりするのに用いられる監視制御光の一例である。

【0022】

ＶＯＡ１３は、ＯＳＣ光が重畳された主信号光の光伝送路５０への送信パワーを調整する。当該調整は、例示的に、ＶＯＡロス決定回路１８によってＶＯＡ１３の減衰量が制御されることで実施される。

【0023】

ＯＳＣ送信器１６は、例示的に、図示を省略したレーザダイオード（ＬＤ）等の光源を有しており、当該光源の出力光を用いてＯＳＣ光を生成して光合波器１２へ出力する。

【0024】

一方、光伝送装置１０内の光伝送路７０（対向ルート）上には、例示的に、光分波器（カプラ）１４及び光増幅器（プリアンプ）１５が設けられる。

【0025】

光分波器１４は、光伝送路７０を通じて受信された光信号を主信号光とＯＳＣ光とに分離し、主信号光はプリアンプ１５へ出力し、ＯＳＣ光はＯＳＣ受信器１７に出力する。当該ＯＳＣ光は、後述するように対向局３０において光伝送路７０（対向ルート）へ送信する主信号光に重畳されたＯＳＣ光である。

【0026】

ＯＳＣ受信器１７は、例示的に、図示を省略したフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を有し、当該受光素子で受光した光を受光パワーに応じた電気信号に変換する。当該電気信号は、図示を省略したＡＤ変換器等でデジタル情報に変換される。これにより、ＯＳＣ光の受信パワー情報がデジタル情報により得られる。

【0027】

送信局１０から送信され光伝送路５０を通じて対向局３０で受信されたＯＳＣ光の受信パワー情報を送信局１０へ伝送（フィードバック）することで、順ルートの光伝送路５０の伝送路ロスを送信局１０において求めることができる

【0028】

例えば、送信局１０のＶＯＡロス決定回路１８は、ＯＳＣ送信器１６によるＯＳＣ光の送信（出力）パワー情報と、ＯＳＣ受信器１７で受信された、対向局３０でのＯＳＣ光の受信パワー情報と、に基づいて、光伝送路５０（順ルート）の伝送路ロスを求める。そして、ＶＯＡロス決定回路１８は、求めた伝送路ロスに応じたＶＯＡ１３の減衰量（ＶＯＡロス）を決定し、決定した減衰量となるようにＶＯＡ１３を制御する。

【0029】

プリアンプ１５は、主信号光を受信する光受信器（図示省略）の前段に配置され、光分波器１４から入力される主信号光を増幅する。プリアンプ１５は、対向ルートの光伝送路７０を伝送されることにより減衰した光信号を光受信器の受信可能レベルに増幅する。

【0030】

対向局である光伝送装置３０も、光伝送装置１０と同様の構成を有する。例えば、対向ルートの光伝送路７０上には、例示的に、光増幅器（ポストアンプ）３１、光合波器（カプラ）３２、及び、可変光アッテネータ（ＶＯＡ）３３が設けられる。

【0031】

ポストアンプ３１は、主信号光を送信する光送信器（図示省略）の後段に配置され、光送信器が送信した主信号光を増幅して光合波器３２へ出力する。

【0032】

光合波器３２は、ポストアンプ３１で増幅された主信号光に、ＯＳＣ送信器３６から入力されるＯＳＣ光を重畳してＶＯＡ３３へ出力する。

【0033】

ＶＯＡ３３は、ＯＳＣ光が重畳された主信号光の光伝送路７０への送信光パワーを調整する。当該調整は、例示的に、ＶＯＡロス決定回路３８によってＶＯＡ３３の減衰量が制御されることで実施される。

【0034】

一方、光伝送装置３０内の光伝送路５０（順ルート）上には、例示的に、光分波器（カプラ）３４及び光増幅器（プリアンプ）３５が設けられる。

【0035】

光分波器３４は、光伝送路５０を通じて受信された光信号を主信号光とＯＳＣ光とに分離し、主信号光はプリアンプ３５へ出力し、ＯＳＣ光はＯＳＣ受信器３７に出力する。当該ＯＳＣ光は、対向局１０において光伝送路５０（順ルート）へ送信する主信号光に重畳されたＯＳＣ光である。

【0036】

プリアンプ３５は、主信号光を受信する光受信器（図示省略）の前段に配置され、光分波器３４から入力される主信号光を増幅する。プリアンプ３５は、順ルートの光伝送路５０を伝送されることにより減衰した光信号を光受信器の受信可能レベルに増幅する。

【0037】

ＯＳＣ受信器３７は、例示的に、図示を省略したフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を有し、当該受光素子で受光した光を受光パワーに応じた電気信号に変換する。当該電気信号は、図示を省略したＡＤ変換器等でデジタル情報に変換される。これにより、ＯＳＣ光の受信パワー情報がデジタル情報により得られる。

【0038】

ここで、上述したように順ルートの光伝送路５０の伝送路ロスを測定する場合、ＯＳＣ受信器３７でのＯＳＣ光の受信パワー情報が対向ルート側のＯＳＣ送信器３６に与えられる。ＯＳＣ送信器３６は、与えられたＯＳＣ光受信パワー情報を光合波器３２へ出力することで、光伝送路７０へ送信される主信号光に、順ルートのＯＳＣ光受信パワー情報を重畳する。

【0039】

また、図１には図示を省略しているが、対向ルートのＶＯＡ３３の減衰量は、ＶＯＡロス決定回路３８によって、順ルートのＶＯＡ１３と同様にして制御される。例えば、ＶＯＡロス決定回路３８は、自局３０のＯＳＣ送信器３６によるＯＳＣ光の送信（出力）パワー情報と、ＯＳＣ受信器３７で受信された、対向局１０でのＯＳＣ光の受信パワー情報と、に基づいて、光伝送路７０（対向ルート）の伝送路ロスを求める。そして、ＶＯＡロス決定回路３８は、求めた伝送路ロスに応じたＶＯＡ３３の減衰量（ＶＯＡロス）を決定し、決定した減衰量となるようにＶＯＡ３３を制御する。

【0040】

以上のように、光伝送システム１では、順ルートと対向ルートの２つの経路を使うことで、システムの立上げ及び運用を実現する。

【0041】

次に、送信局１０（又は３０）において、ポストアンプ１１（又は３１）の後段にＶＯＡ１３（又は３３）が配置される理由について説明する。

【0042】

伝送路ロスは、システムゲイン（ＳＧ）とも呼ばれ、伝送距離に依存してバラつく。近年、伝送距離は長距離化する傾向にあり、例えば、ＳＧとして０〜３０ｄＢという範囲が要求される。そのため、受信局３０（又は１０）のプリアンプ１５（３５）の入力レベルも３０ｄＢの範囲でバラつくことになる。

【0043】

このような広範囲のＳＧに対して、光伝送システム１においては、プリアンプ１５（又は３５）の出力は一定で、かつ、波長に対してフラットであることが要求される。しかし、これだけ広範囲の入力レベルに対して、波長に対するフラット性と良好な雑音指数（ＮＦ）とを実現するのは困難である。そこで、上述のごとく送信局１０（又は３０）のポストアンプ１１（又は３１）の後段にＶＯＡ１３（又は３３）を配置し、ＳＧのバラつきをＶＯＡ１３（又は３３）で吸収する。

【0044】

ちなみに、既述の特許文献１には、受信局３０（又は１０）において、プリアンプ３５（又は１５）の前段にＶＯＡを配置し、プリアンプ３５（又は１５）の入力レベルに応じて当該ＶＯＡの減衰量をフィードバック制御することに相当する技術が記載されている。

【0045】

しかし、ＳＧが小さい時は、プリアンプ３５（又は１５）の前段にＶＯＡを配置するよりも、図１により上述したようにポストアンプ１１（又は３１）の後段にＶＯＡ１３（又は３３）を配置した方が、メリットがある。例えば、ＶＯＡ１３（又は３３）の減衰量を大きくして光伝送路５０（又は７０）への入力光パワーを小さくすることで、光伝送路５０（又は７０）で生じる非線形効果を抑制できるというメリットがある。

【0046】

ここで、光伝送装置１０（又は３０）の立上げ時において、ＶＯＡ１３（又は３３）の減衰量（ＶＯＡロス）を設定するために、光伝送路５０（又は７０）のロスを既述のようにＯＳＣ光を用いて測定する。なお、立上げ時において、ＶＯＡ１３及び３３のＶＯＡロスは初期値として例えば０ｄＢに設定される（図２の処理Ｐ１１）

【0047】

そして、送信局１０（又は３０）は、ＯＳＣ送信器１６（又は３６）のＬＤを発光させてＯＳＣ光を受信局３０（又は１０）へ送信する。受信局３０（又は１０）は、ＯＳＣ受信器３７（又は１７）のＰＤでＯＳＣ光受信パワーを測定する（図２の処理Ｐ１２）。

【0048】

これにより得られたＯＳＣ光受信パワーの測定値を、対向ルートのポストアンプ３１（又は１１）の出力光（主信号光）に重畳されるＯＳＣ光にデジタル情報として載せる（図２の処理Ｐ１３）。当該ＯＳＣ光は、対向ルートの光伝送路７０（又は５０）を通じて送信局１０（又は３０）へ送信（フィードバック）される。

【0049】

フィードバックされたＯＳＣ光受信パワーのデジタル情報は、送信局１０（又は３０）においてＯＳＣ受信器１７（又は３７）のＰＤで受信され（図２の処理Ｐ１４）、デジタル情報としてＶＯＡロス決定回路１８（又は３８）に与えられる（図２の処理Ｐ１５）。

【0050】

ＶＯＡロス決定回路１８（又は３８）は、自局１０（又は３０）のＯＳＣ光送信パワー情報と、対向局３０（又は１０）からフィードバックされたＯＳＣ光受信パワー情報と、に基づいて、光伝送路５０（又は７０）のＳＧを求める（図２の処理Ｐ１６）。そして、ＶＯＡロス決定回路１８は、求めたＳＧを基にＳＧのバラつきを吸収するような減衰量となるようにＶＯＡ１３（又は３３）を制御する。例えば、ＶＯＡロスとＳＧとの和が目標値（例えば２０ｄＢ等）になるように設定する（図２の処理Ｐ１７）。

【0051】

以上のようにして、ＯＳＣ光を用いて順ルート及び対向ルートの伝送路ロス（ＳＧ）を測定し、その測定値に基づいて順ルート及び対向ルートのＶＯＡ１３及び３３の減衰量を制御する。これにより、システム立上げ時の順ルート及び対向ルートへの送信光パワーをＳＧに応じた適切な値に設定することができる。

【0052】

なお、仮にＳＧが２０〜３０ｄＢの範囲であった場合は、ＶＯＡロスを０ｄＢに設定しても、ＶＯＡロスとＳＧとの和が、目標値の２０ｄＢよりも大きい状態になることがある。しかし、プリアンプ１５（又は３５）は、１０ｄＢ程度の入力範囲に対しては、良好な出力フラット性とＮＦとを実現できるので問題にならない。

【0053】

ところで、ＯＳＣ送信器１６（又は３６）の送信パワーは、ポストアンプ１１（又は３１）の出力パワーと同程度で、例えば０ｄＢｍである。また、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジは、例えば−１０〜−３０ｄＢｍである。当該受信レンジの上限値は、一般にオーバーロード（overload）と称される。上限値を超えると、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）のＰＤに付属する電気回路の増幅器が飽和してしまうため、デジタル信号波形に歪みが生じ、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が劣化する。一方、受信レンジの下限値は、最小受信感度と称される。下限値を下回ると、ＰＤの暗電流、もしくは、ＰＤに付属する電気回路の雑音の影響でＢＥＲが劣化する。

【0054】

図３に、光伝送システム１におけるＯＳＣ光パワーのレベルダイヤの一例を示す。ＶＯＡロスの初期値を０ｄＢに設定してシステムを立ち上げた場合、仮に、ＳＧの最小値（ＳＧｍｉｎ）が０ｄＢだとするとＯＳＣ光受信パワーが受信レンジの上限値を超えてしまう（符号１００参照）。

【0055】

これは、順ルートのＯＳＣ受信器３７（又は１７）でのＯＳＣ光受信パワーのデジタル情報を、対向ルートのＯＳＣ送信器３６（又は１６）から送信しても、対向ルートのＯＳＣ受信器１７（又は３７）に届かず、システムを立上げることができないことを意味する。

【0056】

そこで、仮に、ＶＯＡロスの初期値を１０ｄＢに設定すれば、ＳＧが０ｄＢでも、ＯＳＣ光受信パワーを受信レンジの上限値以下にすることができるので（点線矢印２００参照）、システムの立上げを行なうことが可能である。しかし、仮に、ＳＧが３０ｄＢであったとすると、対向ルートのＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信光パワーが受信レンジの下限値を下回るため（点線矢印３００参照）、デジタル情報を正しく受信できず、システムを立上げることができない。

【0057】

ＯＳＣ光受信パワーが所定の受信レンジに収まるように、送信局のＶＯＡ１３（又は３３）の減衰量を盲目的に変更しても、ＯＳＣ光受信パワーが受信レンジに収まったことを受信局から送信局に教えるために、対向ルートのＯＳＣ光を使用することになる。しかし、この時、対向ルートについても、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信光パワーが受信レンジに収まってない状態である可能性がある。

【0058】

つまり、受信レンジ内であるか否かを示す情報がリアルタイムにＶＯＡ１３（又は３３）に届かず、ＯＳＣ光が疎通するＶＯＡロスに設定されるまでの時間が見積もれない。あるいは、いつまで経ってもＯＳＣ光の疎通が確立できずに、立上げが完了しない可能性がある。

【0059】

なお、特許文献１に記載されるように、ＶＯＡを受信局のプリアンプの前段に配置した場合は、以上のようなシステム立上げ時の課題は生じない。なぜなら、対向ルートのＯＳＣ光を用いて対向局（送信局）と通信しなくても、受信局においてＯＳＣ受信器の受信光パワーが受信レンジに入るようにＶＯＡロスを設定することが可能であるからである。

【0060】

以下に説明する実施形態では、図１に例示するような双方向の光通信が可能な光伝送システム１において、伝送路ロス（ＳＧ）に依存しないで、どのような条件下でも、システム１の立上げを可能にする技術について提案する。

【0061】

（一実施形態）
図４は、一実施形態に係る光伝送システムを示すブロック図である。図４に示す光伝送システム１は、図１に比して、例示的に、順ルートの送信局である光伝送装置１０において、パルス発生回路１９、レンジ範囲値選択回路２０、ＶＯＡロス算出回路２１、ＶＯＡロス決定回路２２、及び、スイッチ２３を備える点が異なる。また、図４に例示する順ルートの受信局である光伝送装置３０は、図１に比して、パルス発生回路３９及びＶＯＡロス決定回路４２を備える点が異なる。

【0062】

なお、対向ルートに着目すれば、光伝送装置３０は送信局であり、光伝送装置３０は受信局である。また、図４には、図示を省略しているが、対向ルートの送信局である光伝送装置３０にも、対向ルートに関して、レンジ範囲値選択回路２０、ＶＯＡロス算出回路２１、及び、ＶＯＡロス決定回路２２にそれぞれ相当する回路が備えられている。

【0063】

順ルートの送信局１０（又は対向ルートの送信局３０）において、パルス発生回路１９（又は３９）は、装置（システム）立上げ開始時に、ＶＯＡ１３（又は３３）の減衰量を２つ以上の異なる値に変更するＶＯＡ制御信号（パルス）を発生する。当該ＶＯＡ制御信号は、例示的に、１秒ごとに０ｄＢ→１０ｄＢ→０ｄＢとＶＯＡロスを変更する（切り替える）周期的なパルスである（図５の処理Ｐ２１）。

【0064】

スイッチ２３（又は４３）は、パルス発生回路１９（又は３９）の出力とＶＯＡロス決定回路２２（又は４２）の出力とのいずれかを選択してＶＯＡ１３（又は３３）に出力する。装置（システム）立上げ開始時には、当該スイッチ２３（又は４３）は、接点ａ側へ切り替えられ、パルス発生回路１９（又は３９）の出力がＶＯＡ１３（又は３３）に与えられる。したがって、ＶＯＡ１３（又は３３）は、上述したＶＯＡ制御パルスに従ってＶＯＡロスを変更する。

【0065】

なお、後述するようにＶＯＡロス決定回路２２（又は４２）によりＶＯＡロスが決定されると、スイッチ２３（又は４３）は、接点ｂ側へ切り替えられ、ＶＯＡロス決定回路２２（又は４２）の出力がＶＯＡ１３（又は３３）に与えられる。別言すると、スイッチ２３（又は４３）は、ＶＯＡロス決定回路２２（又は４２）によるＶＯＡロスの決定前は接点ａ側に切り替えられ、決定後は接点ｂ側へ切り替えられる。したがって、ＶＯＡロス決定前はＶＯＡロスが例えば周期的に異なる値に切り替えられ、ＶＯＡロス決定後は決定したＶＯＡロスにＶＯＡ１３（又は３３）が固定的に設定される。

【0066】

ＶＯＡロス決定前では、ＶＯＡロスが異なる値に切り替えられるため、光伝送路５０（又は７０）への入力光パワーも当該切り替えに応じて変動する。したがって、光伝送路５０（又は７０）を伝送されるＯＳＣ光のパワーも当該切り替えに応じて変動する。別言すると、パルス発生回路１９（又は３９）及びＶＯＡ１３（又は３３）は、対向局３０（又は１０）へ送信する光パワーの値を変動させる送信光パワー調整部の一例として機能する。パルス発生回路１９（又は３９）及びＶＯＡ１３（又は３３）を用いることで、対向局３０（又は１０）へ送信する光パワーの値を変動させる送信光パワー調整部を容易に実現できる。

【0067】

順ルートの受信局３０（又は対向ルートの受信局１０）では、このようにパワーの変動するＯＳＣ光がＯＳＣ受信器３７（又は１７）で受信される。ＯＳＣ受信器３７（又は１７）は、受信光測定部の一例であり、変動する多値（本例では０ｄＢと１０ｄＢの２値）のＯＳＣ光受信パワー情報をそれぞれ測定する（図５の処理Ｐ２２）。各測定値は、デジタル情報に変換されて対向ルート（又は順ルート）のＯＳＣ送信器３６（又は１６）に与えられる。

【0068】

ＯＳＣ送信器３６（又は１６）は、与えられた２値のデジタル情報を載せたＯＳＣ光を生成して光合波器３２（又は１２）に出力する（図５の処理Ｐ２３）。光合波器３２（又は１２）は、ポストアンプ３１（又は１１）で増幅された主信号光にＯＳＣ光を重畳し、ＶＯＡ３３（又は１３）を通じて光伝送路７０（又は５０）へ出力する。別言すると、ＯＳＣ送信器３６（又は１６）は、受信光測定部の一例であるＯＳＣ受信器３７（又は１７）での測定結果を対向局１０（又は３０）へ通知する通知部の一例として機能する。

【0069】

光伝送路７０（又は５０）を伝送されたＯＳＣ光は、対向局１０（又は３０）の光分波器１４（又は３４）で主信号光から分離されて対向ルート（又は順ルート）のＯＳＣ受信器１７（又は３７）に入力される（図５の処理Ｐ２４）。

【0070】

ＯＳＣ受信器１７（又は３７）では、ＯＳＣ光受信パワーが変動する（例えば１秒ごとに１０ｄＢ変動する）が、いずれかの時間帯では、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジの上限値と下限値との間に入る。したがって、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）は、対向局３０（又は１０）からＯＳＣ光により送信されてくる２値のデジタル情報をいずれかの時間帯で必ず受信、取得することができる。なお、「受信レンジ」は、例えばＯＳＣ受信器１７に備えられたＰＤ等の受光素子のダイナミックレンジに応じて定まる動作可能範囲の一例である

【0071】

ＯＳＣ受信器１７（又は３７）は、このようにして取得した２値のデジタル情報、すなわち、対向局３０（又は１０）でのＯＳＣ光受信パワー情報をレンジ範囲値選択回路２０に与える（図５の処理Ｐ２５）。

【0072】

レンジ範囲値選択回路２０は、与えられた２値のデジタル情報とＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジ情報（例えば、上限値及び下限値）とに基づいて、２値のデジタル情報の一方を選択してＶＯＡロス算出回路２１に与える。受信レンジ情報は、例示的に、図示を省略したメモリ等の記憶部に予め記憶、設定されている。ただし、受信レンジ情報は、例えば、対向局３０（又は１０）のＯＳＣ送信器３６（又は１６）から対向ルートを通じて送信されるＯＳＣ光によって通知されるようにしてもよい。

【0073】

非限定的な一例として、レンジ範囲値選択回路２０は、２値のデジタル情報のうち高い方の値がＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジの上限値を超えている場合、正しいＯＳＣ受信光パワーが測定できていない可能性があると判断して当該値は使用しない。

【0074】

一方、２値のデジタル情報のうち、低い方の値がＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジの下限値を下回っている場合も、レンジ範囲値選択回路２０は、正しいＯＳＣ光受信パワーが測定できていない可能性があると判断して使用しない。

【0075】

したがって、レンジ範囲値選択回路２０は、２値のデジタル情報のうち、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジに入っている情報を有効な情報として選択（採用）してＶＯＡロス算出回路２１に与える（図５の処理Ｐ２６）。なお、２値のデジタル情報のうち、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジから外れている情報については無効な情報として認識され、無視される。

【0076】

ＶＯＡロス算出回路２１は、レンジ範囲値選択回路２０から与えられたデジタル情報と、ＯＳＣ送信器１６（又は３６）によるＯＳＣ光の送信パワー情報（設定値）と、に基づいて、ＶＯＡロス（ＳＧ）を算出する（図５の処理Ｐ２７）。

【0077】

例えば、レンジ範囲値選択回路２０で選択されたデジタル情報が２値のうちの低い方のパワー値であった場合、ＶＯＡロス算出回路２１は、以下の計算式（１）によりＳＧを算出する。

【0078】

ＳＧ＝（ＯＳＣ光送信パワー設定値）−（ＶＯＡロス２値の大きい方の値）−（ＯＳＣ光受信パワー２値のうち低い方の値）…（１）

【0079】

これに対し、レンジ範囲値選択回路２０で選択されたデジタル情報が２値のうちの高い方のパワー値であった場合は、ＶＯＡロス算出回路２１は、以下の計算式（２）によりＳＧを算出する。

【0080】

ＳＧ＝（ＯＳＣ光送信パワー設定値）−（ＶＯＡロス２値の小さい方の値）−（ＯＳＣ光受信パワー２値のうち高い方の値）…（２）

【0081】

なお、上記の計算式（１）又は（２）における「ＶＯＡロス２値」は、例示的に、パルス発生回路１９（又は３９）から取得できる。上記の計算式（１）又は（２）により算出されたＳＧは、ＶＯＡロス決定回路２２（又は４２）に与えられる。

【0082】

ＶＯＡロス決定回路２２（又は４２）は、与えられたＳＧを基に、ＳＧ＋ＶＯＡロス＝目標値を満たすＶＯＡロスを決定する（図５の処理Ｐ２８）。ＶＯＡロスが決定すると、スイッチ２３（又は４３）が接点ｂ側へ切り替えられる。これにより、ＶＯＡロスの変動が停止されて、決定したＶＯＡロスとなるようにＶＯＡ１３（又は３３）が制御される。

【0083】

別言すると、レンジ範囲値選択回路２０、ＶＯＡロス算出回路２１、ＶＯＡロス決定回路２２（又は４２）、及び、スイッチ２３（又は４３）は、制御部の一例として機能する。当該制御部は、対向局３０（又は１０）からＯＳＣ送信器３６（又は１６）により通知された対向局３０（又は１０）でのＯＳＣ光の受信測定結果に基づいて対向局３０（又は１０）へ送信する光パワーを決定する。そして、制御部は、決定した光パワーとなるように、ＶＯＡ１３（又は３３）のＶＯＡロスを設定する。これにより、光伝送路５０（又は７０）へ送信される光パワーの変動が停止される。

【0084】

以上のようにして、装置（システム）の立上げが成功する。すなわち、システム立上げ時の順ルート及び対向ルートへの送信光パワーをＳＧ及びＯＳＣ受信器３７（又は１７）の受信レンジに応じた適切な値に設定することができる。

【0085】

なお、図４に例示する順ルートの送信局１０において、符号２５は、上述したパルス発生回路１９、レンジ範囲値選択回路２０、ＶＯＡロス算出回路２１、及び、ＶＯＡロス決定回路２２の一部又は全部を含む回路ブロックを示す。当該回路ブロック２５は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路を用いて実現してよい。同様に、図４に例示する順ルートの受信局３０において、パルス発生回路３９及びＶＯＡロス決定回路４２の一方又は双方を含む回路ブロック４５も、ＦＰＧＡやＬＳＩ等の集積回路を用いて実現してよい。

【0086】

次に、図４に例示したシステム構成において、変動するＶＯＡロスの設定値の決め方について、図６を用いて説明する。上述した例のように、周期的（例えば１秒ごと）にＶＯＡロスを２値（例えば、０ｄＢ及び１０ｄＢ）の間で変化させた時にいずれかの時間帯でＯＳＣ光に載せたデジタル情報がＯＳＣ受信器１７（又は３７）で正しく受信できるように設定する。

【0087】

非限定的な一例として、ポストアンプ１１（又は３１）で増幅された主信号光に重畳されるＯＳＣ光の送信パワーは０ｄＢＭ、ＳＧのサポート範囲は０〜３０ｄＢとする。また、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジの上限値は−１０ｄＢｍ、同下限値は−３０ｄＢｍとする。

【0088】

図６から分かるように、ＶＯＡロスが０ｄＢ及び１０ｄＢの２値のうち、ロスが小さい方の値については、ＳＧが最大値（ＳＧｍａｘ）である３０ｄＢでも、ＯＳＣ光受信パワーが受信レンジの下限値以上のパワーになるように設定する。したがって、図６の例では、ＶＯＡロス０ｄＢ以下、つまり０ｄＢとなる。

【0089】

一方、２値のうちロスが大きい方の値については、ＳＧが最小値である０ｄＢでも、ＯＳＣ光受信パワーが受信レンジの上限値以下のパワーになるように設定する。したがって、図６の例では、ＶＯＡロスは１０ｄＢ以上になる。

【0090】

ただし、１０ｄＢ以上ならどのような値でもよい訳ではない。仮に、２０ｄＢ以上に設定してしまうと、図６から分かるように、ＳＧが１０ｄＢ未満の領域では、２値のいずれにおいても、ＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジに入らないＳＧが発生し得る。そのため、２値のうちロスが大きい方のＶＯＡロスは１０ｄＢ以上で２０ｄＢ未満の範囲で設定するとよい。

【0091】

なお、上述した実施形態では、ＶＯＡロスを１秒間隔で変更しているが、これに限られない。例えば、ＶＯＡロスを変更する時間間隔は、ＯＳＣ光による送信ビットレートと、ＯＳＣ光に載せる２値の受信パワー情報の情報量と、に基づき、当該受信パワー情報が載せられる時間間隔以上であれば特に問わない。

【0092】

非限定的な一例を挙げると、ＯＳＣ光を用いて転送するデジタル情報で９９．９ｄＢｍ〜−９９．９ｄＢｍの範囲の３桁の情報を表示する場合、１１ビット以上あれば足りる。したがって、図７に例示するように、ＶＯＡロスが１０ｄＢの時とＶＯＡロスが０ｄＢの時のそれぞれのＯＳＣ光受信パワー情報を載せるには、１１ビット×２で２２ビット以上あれば足りる。よって、仮に、ＯＳＣ送信器１６（又は３６）の送信ビットレートが１００Ｍｂｐｓである場合、ＶＯＡロスを変更する時間間隔は、２２ビット／１００Ｍｂｐｓ＝０．２２μｓ以上となる。ただし、当該時間間隔を数分等までに延ばしてしまうと、立上げ時間がその分かかるため、なるべく短い時間が好ましい。

【0093】

なお、上述した実施形態では、変更するＶＯＡロスを２値とした場合について説明したが、３値以上にしてもよい。この場合、サポートされるＳＧのどの値であっても、いずれか１つ以上のＶＯＡロスの設定値において、ＯＳＣ光受信パワーがＯＳＣ受信器１７（又は３７）の受信レンジに入ることが保証されるように、ＶＯＡロスの各値を決めればよい。具体的な決め方は、上述した実施形態と同様である。また、ＶＯＡロスの多値数を増やすことでＶＯＡロスをアナログ的に変化させることも可能である。

【0094】

また、上述した実施形態では、光伝送路５０（又は７０）へ送信されるＯＳＣ光のパワーの値を変動させる手段の一例として、ＶＯＡ１３（又は３３）を適用したが、光減衰量を調整可能なデバイスであれば同様に適用可能である。例えば、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を適用してもよい。

【0095】

さらに、上述した実施形態では、光伝送路５０（又は７０）へ送信されるＯＳＣ光のパワーの値を周期的に変動させる例について説明したが、必ずしも周期的な変動でなくてもよい。ただし、周期的な変動によれば、変動制御を簡易化することができる。

【符号の説明】

【0096】

１０，３０ 光伝送装置
１１，３１ 光増幅器（ポストアンプ）
１２，３２ 光合波器（カプラ）
１３，３３ 可変光アッテネータ
１４，３４ 光分波器（カプラ）
１５，３５ 光増幅器（プリアンプ）
１６，３６ ＯＳＣ送信器
１７，３７ ＯＳＣ受信器
１８，２２，３８，４２ ＶＯＡロス決定回路
１９，３９ パルス発生回路
２０ レンジ範囲値選択回路
２１ ＶＯＡロス算出回路
２３，４３ スイッチ
２５，４５ 回路ブロック
５０，７０ 光伝送路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】