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JP3132638B2 - 光波長多重伝送方式 - Google Patents

光波長多重伝送方式

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JP3132638B2
JP3132638B2 JP07202367A JP20236795A JP3132638B2 JP 3132638 B2 JP3132638 B2 JP 3132638B2 JP 07202367 A JP07202367 A JP 07202367A JP 20236795 A JP20236795 A JP 20236795A JP 3132638 B2 JP3132638 B2 JP 3132638B2
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JP
Japan
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optical
transmission
level value
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optical signal
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賢一 米山
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NEC Corp
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Publication date
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Priority to US08/692,280 priority patent/US5801860A/en
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0221—Power control, e.g. to keep the total optical power constant

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、相互に波長の異な
る複数の光信号を多重化し伝送路を介して送受信する光
波長多重伝送方式における光信号のパワー制御に関し、
特に、環境の変化、経時的な特性変化等により変化する
伝送路の光波長特性を補正制御できる光波長多重伝送方
式に関する。
【０００２】この種の光波長多重伝送方式は、伝送路の
一方の光送信側には光送信装置を備え、他方、光受信側
には光受信装置を備えており、光受信装置の入力で所定
の光パワーが得られるように、光信号の発生源である光
送信装置で、送信光源の出力を制御している。
【０００３】
【従来の技術】従来、この種の光波長多重伝送方式で
は、図４に示されるように、光送信装置９の内部でｍ個
の送信光源９１-1〜９１-mそれぞれに対して所定の出力
制御を行うことにより、伝送路９０を介して接続される
光受信装置９３の光受信器９６-1〜９６-mそれぞれで正
常なパワーの光信号が受けられるように制御している。
【０００４】ここで、光波長多重伝送方式の一般的な構
成について説明しておく。
【０００５】図４に示されるように、光送信装置９は、
送信する光信号を波長λ1 〜λm 毎に発生するｍ個の送
信光源９１-1〜９１-mを有し、波長λ1 〜λm の光信号
は光合波器９２により多重化されて伝送路９０に送出さ
れる。他方、伝送路９０を接続して光信号を入力する光
受信装置９３では、光分岐器９４が受けた光信号は、ｍ
個の光フィルタ９５-1〜９５-mそれぞれにより波長λ1
〜λm 毎に波長選択された後、光受信器９６-1〜９６-m
それぞれに分離出力され、分配される。光合波器９２お
よび光分岐器９４には、ファイバカプラが使用されてい
る。一般に、光合波器および光分岐器には、波長多重カ
プラ、ファイバカプラ等が用いられ、波長多重カプラ
は、波長選択できるので、光分岐器に使用される場合、
光フィルタを削除できる。
【０００６】また、通常、光波長多重伝送方式で使用さ
れる伝送路は、光増幅器、伝送路の光ファイバ、合波／
分岐のための光カプラ等から構成されており、波長毎に
異なった利得／損失を有しており、光送信装置では各波
長の送信光源毎に光信号の光出力パワーのレベルを制御
している。
【０００７】次に、図３および図４を併せ参照して光出
力パワーのレベル制御について説明する。
【０００８】図３（Ａ）に示されるように、波長λ1 〜
波長λ4 の光信号が同一レベルで光送信装置９から出力
し、かつ、伝送路９０の波長特性が波長λ1,λ4 で大き
な損失を有する場合、光受信装置９３では波長λ1,λ4
の光信号の利得が小さく、受けた波長λ1,λ4 の光信号
は微弱で、波長λ1,λ4 の光信号に対するＳ／Ｎ比が十
分に得られない。
【０００９】このため、図４に示される光送信装置９で
は、フォトダイオードによる光検出器９７-1〜９７-mそ
れぞれが、レーザダイオードである送信光源９１-1〜９
１-mそれぞれにより後方出力される光信号を検出してパ
ワーのレベルを計測し、出力制御回路９８-1〜９８-mそ
れぞれに出力している。出力制御回路９８-1〜９８-mそ
れぞれは、光信号の各波長毎に、伝送路９０の伝送特性
を加味した各送信光源９１-1〜９１-mの出力レベルを設
定し、この設定レベル値を維持するように制御してい
る。
【００１０】すなわち、図３（Ｂ）に示されるように、
波長λ1,λ4 の光信号は、波長λ2,λ3 の光信号より大
きなパワーで光送信装置９を出力するように制御される
ことにより、光受信装置９３の入力パワーを同一レベル
に維持できる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光波長
多重伝送方式では、光送信装置が、光信号送出先の伝送
路の伝送特性を加味して送信光源の光出力を制御し、光
受信装置の入力レベルを所定値に維持している。
【００１２】この構成では、伝送路の光増幅器、伝送路
の光ファイバ等の波長特性（利得／損失の波長依存性）
が、環境の変化、構成素子および部品の経時的な特性変
化等により図３（Ｃ）に示されるように変化した場合、
光受信装置の入力レベルは大きく乱れ、例えば、大きく
レベル低下している波長λ1 の光信号の場合では、Ｓ／
Ｎ比が劣化してしまうという問題点がある。
【００１３】本発明の課題は、環境の変化、経時的な特
性変化等により変化する伝送路の光波長特性を補正制御
して、長期的に各波長の光信号の出力パワーを最適値に
維持できる光波長多重伝送方式を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長多重
伝送方式は、相互に波長の異なる複数の光信号を多重化
し伝送路を介して送受信する光波長多重伝送方式におい
て、伝送路の受信側に設けられ、入力した光信号を異な
る波長に分離し、分離した光信号それぞれのレベルを検
出して検出したレベル値をデータ伝達路を介して前記伝
送路の発信側に送出する光受信装置と、前記伝送路の発
信側に設けられ、受信側から前記データ伝達路を介して
送出されたレベル値に基づいて光信号の送信レベルを制
御する光送信装置とを備え、前記光受信装置は、検出し
た前記レベル値を符号化する符号化回路と、交換網に接
続されると共に符号化されたレベル値データを所定の時
期に予め定められたダイヤル符号に基づいて自動ダイヤ
ル発信する自動発信回路とを有し、かつ、前記光送信装
置は、交換網に接続されると共に交換網に接続されて宛
先となる前記ダイヤル符号を予め付与され、該ダイヤル
符号に基づいて発信元の前記光受信装置により前記デー
タ伝達路として前記交換網に形成された通信回線を介し
て前記レベル値データを受ける自動応答回路と、受けた
レベル値データを復号する復号化回路とを有している。
【００１５】また、上記光波長多重伝送方式に対して、
更に、前記光受信装置は、多重化された光信号を受けて
異なる波長毎に分離して出力する光分離手段と、分離さ
れた光信号を取込んで該光信号毎に光パワーのレベル値
を計測して符号化し、符号化された光パワーのレベル値
を前記交換網に形成されるデータ伝達路の伝送方式に基
づく伝送データに形成して前記データ伝達路に送出する
パワー検出手段とを備えること、または前記交換網に形
成されるデータ伝達路を常時接続し、該データ伝達路
に、光信号のレベル値を所定の順序で順次循環式により
送出することを特徴とし、また前記光受信装置は、光信
号のレベル値に所定の変化量を生じた際、該レベル値に
所定の識別子を付与し、前記交換網に形成されるデータ
伝達路に送出することを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００１７】図１は本発明の実施の一形態を示す機能ブ
ロック図である。図１に示された光波長多重伝送方式で
は、光送信装置１が伝送路３０を介して光受信装置２に
接続され、光送信装置１は、ｍ個の送信光源１１-1〜１
１-mおよび光合波器１２、並びに、復号化回路１３およ
びパワー制御回路１４を備え、他方、光受信装置２は、
光分岐器２１、ｍ個の光フィルタ２２-1〜２２-m、光分
岐器２３-1〜２３-m、および光受信器２４-1〜２４-m、
並びに、パワー検出回路２５および符号化回路２６を備
えており、パワー検出回路２５、符号化回路２６、復号
化回路１３、およびパワー制御回路１４が、従来と相違
する点で、長期的に各波長の光信号の出力パワーを最適
値に維持しているものとする。
【００１８】まず、光波長多重伝送方式の光信号の伝送
に関する構成について説明する。
【００１９】光送信装置１では、送信光源１１-1〜１１
-mは、送信する光信号をｍ個の波長λ1 〜λm 毎に発生
し光合波器１２に送出するレーザダイオードであり、光
合波器１２は、波長λ1 〜λm の光信号を多重化して伝
送路３０に送出する波長多重カプラであるものとする。
【００２０】他方、光受信装置２では、光分岐器２１お
よび光フィルタ２２-1〜２２-mが光分離手段を構成して
いるものとする。光分岐器２１は、伝送路３０を接続し
て光信号を入力し、受けた光信号を光フィルタ２２-1〜
２２-mに出力する光ファイバカプラであるものとし、光
フィルタ２２-1〜２２-mそれぞれは、入力された光信号
を受けて波長λ1 〜λm 毎に波長選択した後、光分岐器
２３-1〜２３-mそれぞれに送出している。
【００２１】また、光分岐器２３-1〜２３-mそれぞれ
は、受けた光信号を一方で光受信器２４-1〜２４-mそれ
ぞれに送出し、他方でパワー検出回路２５に送出する光
ファイバカプラであるものとする。
【００２２】次に、伝送路３０を伝送される光信号の光
出力パワーのレベル制御に関する構成について説明す
る。
【００２３】光受信装置２に入力する各波長の光信号の
パワーレベルのデータは、光送信装置１から光受信装置
２への伝送方向を有する伝送路３０とは逆伝送方向のデ
ータ伝達路３を介して、光受信装置２から光送信装置１
に伝送される。データ伝達路３は、図示されるように、
送信光源３１、光合波器３２、伝送路３３、光分岐器３
４、光フィルタ３５、および光受信器３６により構成さ
れた、一般の、１回線の光通信路により固定して接続さ
れており、データは光信号に変換されて伝送されるもの
とする。
【００２４】まず、光受信装置２では、パワー検出手段
としてパワー検出回路２５および符号化回路２６を備
え、パワー検出回路２５が、光分岐器２３-1〜２３-mそ
れぞれから取込んだ光信号のパワーレベルを検出して電
気信号に変換し、符号化回路２６に出力するものとす
る。従って、パワー検出回路２５には、ｍ個のフォトダ
イオードが使用されているものとする。符号化回路２６
は、電気信号として入力された各波長の光信号のパワー
レベル情報をデータ伝達路３のデータ伝送符号形式に変
換する。このデータ伝送符号形式に変換されたパワーレ
ベル情報のデータは、各波長に対する光パワー毎に、Ａ
／Ｄ（アナログ・デジタル）変換機能によりデジタル信
号に変換符号化されると共に、所定の順序に従って配列
され、かつ、前後に所定の開始／終了の識別子を付与し
てデータ伝達路３の送信光源３１に定期的に送られるも
のとする。
【００２５】図示されるデータ伝達路３の場合、まず、
送信光源３１が符号化回路２６から受けた電気信号によ
るデジタル信号のデータを光信号に変換し、変換された
光信号は、光合波器３２により他の光信号と多重化され
伝送路３３を介して光分岐器３４に送られ、次いで、光
分岐器３４から光フィルタ３５を介して光受信器３６に
到着する。光受信器３６は、受けた光信号を電気信号に
変換して復号化回路１３に送出する。
【００２６】次に、光送信装置１では、パワー制御手段
として復号化回路１３およびパワー制御回路１４を備
え、復号化回路１３が、受けたデジタル信号をＤ／Ａ変
換機能により復号化して得たデータからｍ個のパワーレ
ベル情報を分離してパワー制御回路１４に出力する。パ
ワー制御回路１４は、受けた光受信装置２での各波長の
光信号が、予め定められたパワーレベル値になるように
各送信光源１１-1〜１１-mの光出力パワーを制御してい
る。
【００２７】上記説明のデータ伝達路３は伝送路３０の
上り回線に対して下り回線の伝送路３３を使用すること
になり、このデータ伝達路３に対しても上記同様の構成
を適用して、光パワーの制御を達成することができる。
【００２８】上記説明では、送信光源にレーザダイオー
ドを、光合波器に波長多重カプラを、光分岐器にファイ
バカプラを、また、光受信器にフォトダイオードをそれ
ぞれ使用するとしたが、他の発光ダイオード、波長多重
カプラ等の光カプラ、また、アバランシフォトダイオー
ド等を使用してもよい。また、データ伝達路を光伝送路
として説明したが、他のいずれの伝送形式でもよく、光
受信装置の符号化回路と光送信装置の複合化回路とがこ
の伝送形式に合致する機能を有することにより、上記機
能が発揮できる。
【００２９】また、図示されているように、光受信装置
の符号化回路と光送信装置の複合化回路とがデータ伝達
路の１つの回線に常時固定接続されている。この構成に
よれば、伝送時間の遅延を生ずるが、光信号の伝送経路
上の利得／損失特性の変化に逐次対応できる利点があ
る。例えば、上記説明では、光受信装置の符号化回路が
データを定期的に送出すると説明したが、パワー検出回
路は各波長のレベルを常時計測しており、一方、符号化
回路は、光信号の波長毎に送出順序を予め定め、この順
序に従って順次循環式にパワー検出回路からデータを取
出してデータ伝達路に出力してもよい。
【００３０】また、一般に、光検出器が送信光源により
後方出力される光信号を検出してパワーレベルを計測
し、送信光源の出力を制御する従来と同様な回路が併用
されて送信光源により発信される光信号のパワーレベル
を安定させている。
【００３１】次に、図２を参照してデータ伝達路とし
て、固定回線でなく、交換網６の一般の通信回線６１を
使用する場合について説明する。ここで、図２で図１と
同一の構成要素については、同一の番号符号を付与して
その説明を省略する。
【００３２】図２が図１に対して相違する点は、、光送
信装置４には、交換網６に接続する自動応答回路４１が
追加され、複合化回路４２は自動応答回路４１に接続さ
れていることである。また、光受信装置５では、追加さ
れる自動発信回路５２に符号化回路５１が接続され、自
動発信回路５２は交換網６に接続している。
【００３３】まず、光受信装置５のパワー検出回路２５
は、各光分岐器２３-1〜２３-mにより分岐された光信号
のパワーレベル値をｍ個の波長λ1 〜λm 毎に定期的に
検出して電気信号に変換し、符号化回路５１に出力する
ものとする。符号化回路５１は、電気信号として入力さ
れた各波長の光信号のパワーレベル情報のデータを、Ａ
／Ｄ変換機能により変換符号化し、各波長に対する光パ
ワーのデジタル信号を所定の順序に従って並べた所定の
メッセージに形成して、自動発信回路５２を駆動するも
のとする。
【００３４】駆動を受けた自動発信回路５２は、光受信
装置５に対向する光送信装置４の宛先アドレスを予め保
持しており、この宛先アドレスに基づいて交換網６に発
呼し、交換網６により通信回線６１が光送信装置４まで
形成されて応答を受けた際、符号化回路５１から所定の
形式のメッセージを送出するものとする。
【００３５】次いで、光送信装置４の自動応答回路４１
は、通信回線６１を介して交換網６から呼出しを受けた
際、自動的に応答して光受信装置５の自動発信回路５２
から所定の形式のメッセージを受け、このメッセージを
復号化回路４２に送出するものとする。復号化回路４２
は、受けたメッセージのデジタル信号をＤ／Ａ変換機能
により復号化して得たデータからｍ個のパワーレベル情
報を分離してパワー制御回路１４に出力する。パワー制
御回路１４は、受けた光受信装置５での各波長の光信号
が、予め定められたパワーレベル値になるように各送信
光源１１-1〜１１-mの出力パワーを制御している。
【００３６】このような一般の交換網を経由したデータ
伝達路構成は、光信号の伝送経路における環境の変化、
経時的な特性変化等による波長特性の変化を定期的に補
正できると共に、データ伝達路の障害対策になる。
【００３７】上記説明では、光受信装置から光送信装置
へ伝達されるパワーレベル情報が、ｍ個の波長すべてに
対して一括されており、また、定期的に伝達されるもの
として説明されたが、パワー検出回路が、パワーレベル
が所定の範囲以上に変化したことを検出した際、パワー
レベル情報に波長符号またはチャネル符号を識別子とし
て付与して符号化回路に送り、符号化回路が自動発信回
路を駆動して不定期にデータ伝送する構成でもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、伝
送路の受信側に設けられる光受信装置が、入力した光信
号を異なる波長に分離し、分離した光信号それぞれのレ
ベルを検出して検出したレベル値を別伝送路を介して前
記伝送路の発信側に送出する一方、伝送路の発信側に設
けられる光送信装置が、受信側から送出されたレベル値
に基づいて光信号の送信レベルを制御する光波長多重伝
送方式が得られる。この構成によって、環境の変化、経
時的な特性変化等により変化する伝送路の光波長特性を
補正制御して、長期的に各波長の光信号の出力パワーを
最適値に維持できる光波長多重伝送方式を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す機能ブロック図で
ある。
【図２】本発明の実施の別の一形態を示す機能ブロック
図である。
【図３】伝送路の波長特性による光信号のレベルの変化
の一例を示す波形図である。
【図４】従来の一例を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１、４ 光送信装置 ２、５ 光受信装置 ３ データ伝達路 ６ 交換網 １１（１１-1〜１１-m） 送信光源 １２ 光合波器 １３、４２ 復号化回路 １４ パワー制御回路 ２１、２３（２３-1〜２３-m） 光分岐回路 ２２（２２-1〜２２-m） 光フィルタ ２４（２４-1〜２４-m） 光受信器 ２５ パワー検出回路 ２６、５１ 符号化回路 ４１ 自動応答回路 ５２ 自動発信回路 ６１ 通信回線（データ伝達路）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｊ 14/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相互に波長の異なる複数の光信号を多重
    化し伝送路を介して送受信する光波長多重伝送方式にお
    いて、伝送路の受信側に設けられ、入力した光信号を異
    なる波長に分離し、分離した光信号それぞれのレベルを
    検出して検出したレベル値をデータ伝達路を介して前記
    伝送路の発信側に送出する光受信装置と、前記伝送路の
    発信側に設けられ、受信側から前記データ伝達路を介し
    て送出されたレベル値に基づいて光信号の送信レベルを
    制御する光送信装置とを備え、前記光受信装置は、検出
    した前記レベル値を符号化する符号化回路と、 交換網に接続されると共に符号化されたレベル値データ
    を所定の時期に予め定められたダイヤル符号に基づいて
    自動ダイヤル発信する自動発信回路とを有し、かつ、前
    記光送信装置は、交換網に接続されると共に交換網に接
    続されて宛先となる前記ダイヤル符号を予め付与され、
    該ダイヤル符号に基づいて発信元の前記光受信装置によ
    り前記データ伝達路として前記交換網に形成された通信
    回線を介して前記レベル値データを受ける自動応答回路
    と、 受けたレベル値データを復号する復号化回路とを有する
    ことを特徴とする光波長多重伝送方式。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記光受信装置は、
    多重化された光信号を受けて異なる波長毎に分離して出
    力する光分離手段と、 分離された光信号を取込んで該光信号毎に光パワーのレ
    ベル値を計測して符号化し、符号化された光パワーのレ
    ベル値を前記交換網に形成されるデータ伝達路の伝送方
    式に基づく伝送データに形成して前記データ伝達路に送
    出するパワー検出手段とを備えることを特徴とする光波
    長多重伝送方式。
  3. 【請求項３】 請求項１において、前記光受信装置は、
    光信号のレベル値に所定の変化量を生じた際、該レベル
    値に所定の識別子を付与し、前記交換網に形成されるデ
    ータ伝達路に送出することを特徴とする光波長多重伝送
    方式。
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