專利名稱：光傳輸裝置及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光傳輸裝置及其控制方法，更詳細為，涉及波分復用 多個信號光并進行傳輸的光傳輸系統(tǒng)用的光傳輸裝置及其控制方法。
背景技術：
光通信系統(tǒng)為了擴大通信容量并降低系統(tǒng)成本， 一般使用將波長 不同的多個信號光集中到一根光纖內進行通信的波分復用光傳輸技術。并且，實際的系統(tǒng)中為了補償形成隔開距離的2個地點之間的傳輸路徑的光纖中產生的光信號功率電平的損失，在傳輸路徑上設置光 纖放大器，不用在傳輸途中將光信號變換成電信號，而是將波長不同 的多個信號光統(tǒng)一進行信號放大。光纖放大器對信號光的增益具有波長依賴性。例如，將波長范圍為1530nm到1560nm的光信號放大的光纖放大器時，對1530nm附 近的信號光的放大增益比對1560nm附近的信號光的放大增益大。該 增益波長的依賴性隨光纖放大器增益的變化而變化。為了調整光纖放 大器的增益對波長的依賴性，希望將增益保持為固定，使對波長的依 賴性不變。因此，為了獲得多路復用的多種波長的信號光的增益平坦 性，光纖放大器進行將增益保持為固定的增益固定控制。光纖放大器 中的增益固定控制可以通過例如在光纖放大器的輸入側和輸出側觀 測波分復用信號光的強度、控制放大器的激發(fā)光使輸入信號光與輸出 信號光的強度之比(增益)總為固定來實現。并且，在只進行增益固定的控制中，當傳輸路徑的損失變化時， 信號中繼用光放大器的輸入光信號強度變化，光放大器的輸出光信號強度也相應變化，結果，接收側的光傳輸裝置的輸入光信號強度也變 化，存在接收機的輸入信號電平超出動態(tài)范圍的可能性。為了解決上 述那樣的接收機受輸入動態(tài)范圍的制約或光纖的非線性效應等問題， 光傳輸系統(tǒng)與上述增益固定控制不同，進行將每種波長的輸出信號光 強度保持為固定的輸出強度固定的控制(以下簡稱"輸出固定控制")。輸出固定控制可以例如這樣進行根據預先指定的多路復用信號 光的數量(多路復用波長數)和每個波長的輸出光強度求出包括光纖 放大器的光放大單元的總輸出光強度，控制設置在光纖放大器后部的 光衰減器等光衰減單元的衰減量使光放大單元的總輸出光強度為所 希望的強度。通過該輸出固定控制，能夠將從光放大單元輸出的光信 號控制在所希望的固定的光強度，以抵消伴隨光纖的損失變化的光強 度變化的損失變化。這樣一來，光放大單元具有增益固定控制、和補償傳輸路徑的損 失變動引起的信號強度變化的輸出固定控制這2種控制模式。在此， 在通過輸出固定控制將波分復用的光信號進行光放大時，由于像上述 那樣使用多路復用波長數，因此，當該多路復用的波長數與實際輸入 到光纖放大器中的多路復用信號光的波長數之間產生差異時，會產生 問題。光傳輸系統(tǒng)在例如收容到光纖中的多部發(fā)送機中的一部產生故 障、或連接發(fā)送機與波分復用單元的光纖被拔下的情況下，在光纖中 被波分復用的信號光數(波長數)產生變化。此時，由于在故障發(fā)生 的瞬間不能瞬間掌握各光纖放大器中實際多路復用的波長數的狀態(tài)， 因此，不能獲得成為輸出固定控制的前提的波長數與物理上在光纖中 多路復用的波長數之間的匹配。因此，在由于維護保養(yǎng)作業(yè)或故障使某種波長的光信號缺失時， 進行的是用比實際多路復用的信號光數多的信號光數計算出的總輸 出光強度為目標值的光纖放大器的輸出固定控制。此時，存在每一個 信號光的輸出光強度比預定值大，結果各信號光以過大的輸入信號電平到達接收機這樣的問題。因此，在多路復用的波長數產生變化的情 況下，不是進行輸出固定控制而需要進行增益固定控制。如果進行增 益固定控制的話，由于即使波長數變化光信號的放大增益也是固定 的，因此各波長的信號光以固定的增益放大，能夠避免被過度放大。 這樣一來，對于波長數的變化要選擇增益固定控制，對于傳輸路 徑的損失變動要選擇輸出固定控制。作為切換這2種控制模式的方 法，例如非專利文獻1提出過通過檢測從光放大器輸出的總信號光強 度和收納在系統(tǒng)中的波長數，控制每一個信號光的輸出光強度使其為所希望的強度的"WDM用光放大器的輸出電平控制方式"的方案。這種控制方式的前提是以傳輸路徑中損失變化的速度與光放大器的 控制速度相比相當慢、而伴隨多路復用的波長數變化的信號強度變化 的過渡響應特性與光放大器的控制速度相比非常快。在這種前提下， 上述控制方式根據光傳輸裝置觀測到的光信號強度的變化速度的不同判斷上述2種變動原因。波長數變化為例如連接發(fā)送地點與接收地點的通信路徑的變更操作中發(fā)生的現象，假定由此引起的光信號強度的變化速度在幾百PS以下。傳輸路徑的損失變動為例如光傳輸系統(tǒng)的維護保養(yǎng)者拉曳或鉤掛光纖時發(fā)生的異常現象，假定由此引起的光信號強度的變化速度在數ms以上。關注上述變化速度的不同時，能夠對從光放大器的多路復用輸入 光檢測到的總信號強度變化預先設定頻率閾值，根據總信號強度伴隨 產生某種現象的變化速度是否超過上述頻率閾值判斷信號強度變動 的產生原因是波長數變化還是傳輸路徑損失的變化。并且能夠根據判 斷出的總信號強度變化的產生原因決定應該在光放大單元中執(zhí)行的 控制模式。在此，作為光放大單元的控制模式如上所述，在檢測到產 生損失變化時采用輸出固定控制，在檢測到波長數變化時采用增益固 定控制。此外，作為其他的解決波長數變化或傳輸路徑的損失變動的方法，專利文獻1中提出過通過在光放大器的輸出側設置的分路元件提取被稱為指示(Pilot)光(探測(Probe)光)的監(jiān)視控制用監(jiān)控光， 控制光放大器使探測光的光強度為固定的方法。該專利文獻1由于只 關注探測光強度的變化進行光放大器的輸出固定控制或增益固定控 制，因此不需要像非專利文獻1那樣區(qū)分信號光強度變化的原因。并 且，由于光放大器的響應時間常數也沒有特別的限制，因此能夠應對 數ms以下的高速傳輸路徑的損失變動或數ms以上的低速波長數變 化。但是，上述通過頻率閾值判斷現象的方法在例如波長數的變化以 ms以上的低速度產生時，總信號強度的變化不會被認為是波長數變 化引起的，而會被認為是傳輸路徑的損失變化引起的。此時光放大器 的控制模式被選擇為將輸出光強度保持為目標值的輸出固定控制，執(zhí) 行將各波長的信號光強度放大到需要程度以上的控制操作。這樣一 來，在難以識別變動的原因的情況下，盡管實際發(fā)生了某一種變動的 原因，但執(zhí)行了與該變動原因不相應的控制方法，結果有可能給信號 的質量帶來影響。即，檢測多路復用的波長數而控制光放大器的方法 只能應對傳輸路徑的損失變動比較緩慢或者波長數變動速度比較高 的情況。此外，使用探測光的方法由于光放大器的控制依賴于作為特定光 的探測光，因此在光源故障等某種原因使探測光產生異常時，使用發(fā) 生了異常的探測光的強度進行控制，存在光放大器的控制進行誤動作 或信號光的傳輸出現故障的危險。[專利文獻1]日本特開2001-257646號公報 [非權利文獻1]吉田他、1 9 9 6年電子情報通信學會通信乂 寸^工X一大會、講演番號B1 0 9 6發(fā)明內容本發(fā)明的目的就是要提供一種光傳輸裝置及其控制方法，無論是 在傳輸路徑的損失不變動或多路復用的波長數不變化的正常狀態(tài)下， 還是在傳輸路徑的損失變動或多路復用的波長數發(fā)生變化的異常狀 態(tài)下，都能夠根據光強度的變化原因適當地決定作為控制方式的輸出. 固定控制或增益固定控制，將信號光的強度控制在適當的強度，能夠 確保通信質量。為了達到上述目的，本發(fā)明的光傳輸裝置在光放大器的前一級配 置光衰減器，使用監(jiān)視光等某種波長的光信號進行利用光衰減器的輸 出固定控制，在光放大器的前后分別監(jiān)視波分復用信號光的強度，進 行增益固定控制使它們的比值接近固定。如果采用本發(fā)明的光傳輸裝置，根據光強度的變化原因適當地決 定輸出固定控制和增益固定控制，能夠適當地控制信號光的強度。


圖l使用了本發(fā)明所適用的傳輸裝置的網絡的一個實施例。圖2使用了本發(fā)明的環(huán)型波分復用光傳輸系統(tǒng)的概略結構的一 個實施例。圖3搭載到圖1的光傳輸裝置1 (1A 1C)中的光放大單元30 的一個實施例。圖4用于說明光放大單元30的增益固定控制與輸出固定控制之間的關系的圖。圖5用于說明使用了光放大單元30的監(jiān)視控制光的光強度的輸出固定控制的圖。圖6更新Em一target (n)的處理流程圖。圖7表示監(jiān)視控制單元20的輸出固定控制的流程圖。圖8波長數變化時更新Em—target (n)的處理流程圖。
具體實施方式
下面參照

作為本發(fā)明的一個實施例的波分復用光傳輸 系統(tǒng)及其控制方法。圖1為表示使用了應用本發(fā)明的波分復用光傳輸系統(tǒng)的一般的網 絡結構。作為網絡結構，由以下部分構成對地域單位的加入者提供使用了 OLT100 (Optical Line Terminal,光線路終端)或ONU101 (Optical Network Unit,光網絡單元)裝置的FTTH (Fiber To The Home,光纖到戶)服務的接入網102，用多個L2 (Layer2，層2) 切換元件103以地域群為單位集合來自地域單位的加入者的通信的 EDGE網104，以城市為單位集合用L2 (Layer2)切換元件103集合 起來的通信的城域網(Metro) 105，以及用于在大城市之間更有效地 長距離傳輸以城市為單位集合的大容量通信的、主要由OXC107構成 的核心網106。各層次之間用適當的路由器108等連接。在本網絡中， OADM (Optical Add Drop Multiplexer,光插/分復用器)裝置1用于 將分散在比較寬廣的范圍內的通信集合到一處的光傳輸系統(tǒng)。圖2為表示作為使用了本發(fā)明的光傳輸系統(tǒng)的一個實施例的環(huán)型波分復用光傳輸系統(tǒng)的大致結構的圖。光傳輸系統(tǒng)由用構成光傳輸路 徑的光纖2 (2-1、 2-2)連接的OADM等多個光傳輸裝置1 (1A、 1B、 1C)構成。從搭載在光傳輸裝置1A上的發(fā)送機10輸出的信號光用 合/分波器40-l波分復用，在用發(fā)送光放大器50-l放大后，經由光纖 2-1、光傳輸裝置1B和光纖2-2到達對方的光傳輸裝置1C，被合/分 波器40-3進行波長分離，由光傳輸裝置1C的接收機11接收。來自 光傳輸裝置1A的發(fā)送信號光在通過光纖2過程中因傳播損失使光強 度降低。為了補償這一降低，在光傳輸裝置1B中搭載了接收光放大 單元30-2、合/分波器40-2和發(fā)送光放大單元50-2，在光傳輸裝置1C 中搭載了接收光放大單元30-3。各光傳輸裝置1A lC具備監(jiān)視控制單元20-l 20-3。監(jiān)視控制 單元20生成例如報警信息、裝置的狀態(tài)信息、多路復用信號光數等 光傳輸裝置所需要的監(jiān)視信息，將其作為監(jiān)視光與其他的光傳輸裝置 之間進行收發(fā)。如圖2中用虛線表示的那樣，從光傳輸裝置1A的監(jiān) 視控制單元20-1發(fā)送給光纖2-1的監(jiān)視光被相鄰的中繼用光傳輸裝 置1B的監(jiān)視控制單元20-2接收并處理，從監(jiān)視控制單元20-2發(fā)送 給光纖2-2的監(jiān)視光被光傳輸裝置1C的監(jiān)視控制單元20-3接收并處 理。圖3為表示搭載在光傳輸裝置1中的光放大單元30的一個實施 例的結構圖。光放大單元30具備以下單元能夠自由地調整輸入給 光放大器33的輸入光的通過損失的光衰減單元35;從來自光衰減單 元35的輸出光中分離出監(jiān)視光的分波器31;將監(jiān)視光變換成作為電 信號的監(jiān)視信息的監(jiān)視光接收器41;分路出通過監(jiān)視信息分波器31 的信號光的一部分的光耦合器(Coupler)等分路單元32;光學放大 通過分路單元32的信號光波長帶域內的信號光，由光纖放大器等構 成的光放大器33;分路出光放大器33輸出的信號光的一部分的光耦 合器等分路單元36;從其他裝置接收監(jiān)視信息并進行處理，生成發(fā) 送給其他裝置的監(jiān)視信息的監(jiān)視控制單元20;將從監(jiān)視控制單元20 來的監(jiān)視信息作為監(jiān)視光輸出的監(jiān)視光發(fā)送機47;將從監(jiān)視光發(fā)送 機47輸出的監(jiān)視光與通過光耦合器36的信號光合波，發(fā)送給輸出側 的光纖的合波器37。由分波器31從信號光中分離出的監(jiān)視光輸入到監(jiān)視光接收器 41，從監(jiān)視光接收器41向監(jiān)視控制單元20輸出監(jiān)視光強度Em和從 監(jiān)視光提取的控制信息Dl 。由這些分波器31和監(jiān)視光接收器41形 成監(jiān)視監(jiān)視光強度的單元。被分路單元32分路的信號光輸入到檢測 信號光強度的檢測器42，檢測器42的輸出作為波分復用的信號光的 輸入到強度Es輸入給監(jiān)視控制單元20。由這些分路單元32和檢測頁器42形成監(jiān)視輸入光放大器33之前的波分復用信號光的強度的單 元。由分路單元36分路出的信號光輸入到檢測器46，檢測器46的 輸出作為放大后的信號光的強度Eo輸入到監(jiān)視控制單元20。由這些 分路單元36和檢測器46形成監(jiān)視從光放大器33輸出后的波分復用 信號光的強度的單元。監(jiān)視控制單元20監(jiān)視從監(jiān)視光接收器41、檢測器42和檢測器 46輸出的光強度，進行上述增益固定控制、輸出固定控制和輸出固 定控制的抑止控制等，并且將從監(jiān)視光接收器41接收到的監(jiān)視信息 Dl作為監(jiān)視信息D2中繼給監(jiān)視光發(fā)送機47。在增益固定控制中， 通過控制信號Sl調整光放大器33的激發(fā)光，使信號光輸入強度Es 與放大信號光強度Eo之比保持固定。本實施例像圖2中虛線表示的那樣，從光傳輸裝置1A的監(jiān)視控 制單元20-l發(fā)送來的監(jiān)視光經過搭載在中繼用光傳輸裝置1B的光放 大單元30-2中的光衰減單元35，在輸入到光放大器33之前從信號光 中分離出來，輸入到監(jiān)視控制單元20-2中。并且，從監(jiān)視控制單元 20-2輸出的監(jiān)視光在光放大單元30-2的輸出側與信號光多路復用， 通過搭載在光傳輸裝置1C的光放大單元30-3中的光衰減單元35， 在輸入到光放大器33之前從信號光中分離出來，輸入到監(jiān)視控制單 元20-3。艮口，信號光和監(jiān)視光都輸入到搭載在光放大單元30中的光衰減 單元35，監(jiān)視光不輸入到光放大器33中，只有信號光輸入到光放大 器33中。因此，在例如在光纖2-l的區(qū)間內發(fā)生損失變動的情況下， 后續(xù)的中繼用光傳輸裝置1B不僅改變信號光強度，同時還改變輸入 到監(jiān)視控制單元20-2中的監(jiān)視光強度。并且，在從光傳輸裝置1A發(fā) 送給光纖2-l的信號光的數(波長數)增減的情況下，輸入到監(jiān)視控 制單元20-2的監(jiān)視光強度不變化，只有輸入到光放大器33的信號光 強度變化。由此，監(jiān)視控制單元20-2對以監(jiān)視光的能量為目標值的光衰減 單元35進行輸出固定控制，使檢測到的監(jiān)視光的能量為規(guī)定的光強 度。并且，當信號光的數(波長數)變化時，監(jiān)視控制單元20-2根 據輸入/輸出到光放大器33中的波分復用信號光的強度對光放大器 33進行增益固定控制。這樣，本實施例的監(jiān)視控制單元20-2監(jiān)視對 光放大器33的輸入/輸出信號光強度，對監(jiān)視光強度進行增益固定控 制；并監(jiān)視來自光衰減單元35的輸出監(jiān)視光強度，對監(jiān)視光強度進 行輸出固定控制。由于在光放大器33的前一級配置光衰減單元35， 根據監(jiān)視光進行該光衰減單元35的控制，因此能夠補償基于傳輸路 徑的損失變動等的信號光強度的變動，并能夠進行不受波長數變化引 起的嚴重影響的輸出固定控制。并且，由于后一級由光放大器33進 行的增益固定控制不是根據監(jiān)視光而是根據信號光的輸入/輸出強度 進行，因此即使在監(jiān)視光產生異常的情況下增益固定控制也不受其影 響。下面說明用監(jiān)視光強度將光衰減單元35的輸出控制為固定的方 法?；旧鲜潜O(jiān)視控制單元20控制光衰減單元35使監(jiān)視光接收器 41觀測到的實際的監(jiān)視光強度Em接近預先設定的監(jiān)視光強度的目 標值Em—target。在此，目標值Em—target可以是根據構建的光傳輸系 統(tǒng)的特性固定地決定的值。但是，由于與輸出固定控制的控制對象為波分復用的信號光不 同，光衰減單元35進行的輸出固定控制使用的是監(jiān)視光，因此想要 控制為固定的信號光強度的目標值與實際信號光強度之間有可能產 生誤差。如果將該誤差反映到使用了監(jiān)視光的控制，能提高傳輸系統(tǒng) 的可靠性。因此，本實施例用檢測器42檢測到的信號光的實測值Es 和預先設定的每一個波長的信號光強度的目標值Es一target更新監(jiān)視 光強度的目標值Em一target。在以下的說明中，監(jiān)視光強度的目標值記為Emjarget (n)。Em—target (n—l)為上次使用的目標值，Em一target (n)為當前控制 所使用的目標值，Em—target (n+1)為此后新更新的目標值。圖6 表示更新Em—target (n)的處理流程圖。首先，監(jiān)視控制單元20根據輸入到光放大器33中的信號光強度 實測值Es和信號光的多路復用波長數W求出每一個波長的信號光的 強度Ese (601)。Ese = Es/W.................. (1)接著，監(jiān)視控制單元20求出Ese與每一個波長的信號光強度的 控制目標值Es一target之間的誤差AP (602)。 △ P=Ese—Es—target............ (2)接著，監(jiān)視控制單元20將當前設定的監(jiān)視光強度的目標值 Em一target (n)減去剛才求得的誤差AP，通過這樣計算求出新的監(jiān) 視光強度的目標值Em—target (n+1) (603)。Em—target (n+1) =Em—target (n) — AP............ (3)用公式(1) 公式(3)對進行輸出固定控制的監(jiān)視光目標值 Em—target (n)進行修正，使用修正后新的目標值Em—target (n+1) 進行輸出固定控制，由此能夠使信號光強度的變化反映到監(jiān)視光的目 標值中，等價地能夠對信號光強度Ese進行輸出固定控制，使其為所 希望的光強度Es一target。信號光強度目標值Es一target是為了在整個增幅帶域獲得均勻的 增益由光放大器33的光學特性唯一決定的數值，例如能夠決定為一 20dBm。并且，監(jiān)視光目標值Em—target的初始值也可以根據構建的 傳輸系統(tǒng)的特性適當決定。但是，本實施例的監(jiān)視光目標值Em—target (n)如上所述是由信號光強度的觀測值Es和信號光強度目標值 Es一target適當更新后的值，因此不需要嚴格的規(guī)定。因此，可以采用 例如與信號光強度目標值Es_target相同的值，例如一20dBm。信號光強度目標值Es—target和監(jiān)視光目標值Em—target (n)為例如一20dBm，算出的Ese的值假設為一23dBm。此日寸AP用AP二Ese —Es_target= (—23) — (—20) =—3dBm計算。此時信號光的強 度不是控制在本來的控制目標值Ese的一20dBm，而是一23dBm,因 此低3dB。因此，如果用剛才的監(jiān)視光目標值Em—target (n)和AP 計算新的監(jiān)視光目標值Em一target (n+l)的話，則Em一target (n+l) =Em—target (n) —AP= (—20) — (—3) = — 17dBm。如果監(jiān)視 控制單元20用該新的控制目標值即監(jiān)視光目標值Emjarget (n+l ) 控制光衰減單元35的話，則控制后的監(jiān)視光由光衰減單元35控制在 一17dBm，此時的信號光被控制在一20犯m，達到目標。這樣一來， 能夠用監(jiān)視光將信號光控制在控制目標值。下面參照圖4所示的信號波形圖說明光放大單元30的監(jiān)視控制 單元20所執(zhí)行的增益固定控制和輸出固定控制。圖4的橫軸表示經 過的時間。圖4中，監(jiān)視光強度(El)表示監(jiān)視光接收器41檢測到 的監(jiān)視光強度Em，輸入信號光強度(Cl)表示作為光放大器33的 前一級所設置的檢測器42的輸出而觀測到的信號光強度Es，輸出信 號光強度(D)表示作為光放大器33的后一級所設置的檢測器46的 輸出而觀測到的信號光輸出強度Eo的變化。輸入信號光強度(Cl)中的Slos為用于判斷有無輸入信號光而 設定的閾值。當信號光強度Es超過Slos時，監(jiān)視控制單元20判斷 為輸入了信號光，像增益固定控制(A)所示那樣開始光放大器33 的增益固定控制。雖然Slos的值只要根據構建的光傳輸系統(tǒng)適當選 擇就可以，但也可以考慮使用例如一30dBm附近的值等。輸入信號光強度(Cl)中的Sth (H)和Sth (L)為用于判斷信 號光的波長數是否變化而設定的信號光強度的閾值。本實施例中，如 果監(jiān)視光強度Es在上限閾值Sth (H)與下限閾值Sth (L)之間的話， 則監(jiān)視控制單元20判斷為光強度變動在允許范圍內，不對信號光的 閾值進行更新，當Es超出這些閾值的范圍時，以閾值更新時刻觀測到的每一個波長的監(jiān)視光強度Sm的值(黑圓)為基準設定上限閾值 Sth (H)和下限閾值Sth (L)。當檢測器42檢測到的信號光的強度 Es超過Sth (H)時，監(jiān)視控制單元20判斷為信號光的波長數增加， 當信號光的強度Es低于Sth (L)時，判斷為信號光的波長數減少。 由于該Sth (H)和Sth (L)閾值需要根據波長數的增減更新數值， 因此每次信號光強度產生變化時監(jiān)視控制單元20都要更新這些閾 值。更新用來檢測該信號光強度變化的閾值Sth (H)和Sth (L)的 觸發(fā)脈沖為信號光閾值更新(C2)，在確認輸入信號光強度(CI)的 信號光強度Es變動后經過用T4或T2表示的規(guī)定的時間后發(fā)生。使 觸發(fā)脈沖僅推遲規(guī)定的時間的原因是考慮了到達在信號光強度Es產 生變動之后產生的變動收斂，信號光的強度穩(wěn)定的時間。例如圖3所 示的實施例在輸入信號光強度(CI)中的監(jiān)視光強度Es超過判斷有 無信號光強度的閾值Slos時，在判斷為超過之后經過時間T4后更新 用于檢測信號光強度變動的閾值Sth (L)、 Sth (H)。并且，在判斷 為信號光強度超過變動閾值Sth (H)、波長數發(fā)生了變化之后經過時 間T2后更新用來檢測變動的閾值。該閾值Sth (L)和Sth (H)的值 也是根據構建的光傳輸系統(tǒng)進行各種選擇的值，可以考慮使用例如信 號光強度Sm土3dB的值。并且，監(jiān)視光強度(El)中的Mlos為用于判斷有無監(jiān)視光光而 設定的監(jiān)視光強度的閾值。當檢測器46檢測到的監(jiān)視光的強度Em 超過Mlos時，監(jiān)視控制單元20判斷為輸入了監(jiān)視光，像輸出固定控 制(B)所示那樣開始光衰減單元35的增益固定控制。當輸入信號光強度(CI)產生了超過Sth (H)和Sth (L)的范 圍的變化時，監(jiān)視控制單元20可以更新用于進行使用了監(jiān)視控制光 強度Em的輸出固定控制的目標值Em—target (n)。用來更新的觸發(fā) 脈沖表示在監(jiān)視光目標值更新(E2)中，監(jiān)視控制單元20在用T3表示的規(guī)定的時間后發(fā)送觸發(fā)脈沖。使觸發(fā)脈沖僅推遲規(guī)定的時間的原因是考慮了到達在監(jiān)視光強度Em產生變動之后產生的變動收斂 的時間。當圖3的圖(El)中的監(jiān)視光強度Em超過判斷有無信號光 強度的閾值Mlos時，監(jiān)視控制單元20在判斷為超過之后經過時間 T3后設定用來進行輸出固定控制的目標值EmJarget (n)。此時設定 的Em—target (n)如果輸入了信號光的話可以是Ese的值，如果沒有 信號光可以是預先設定的Em一target的初始值。下面參照圖4所示的信號波形圖說明光纖損失變化時光放大單元 30的動作。由于即使發(fā)生了傳輸路徑損失(E3)所示的傳輸路徑的 損失61，在光放大單元30的輸入部位也用光衰減單元35進行使用 了監(jiān)視光的輸出固定控制，因此通過光衰減單元35的光信號的強度 不會產生大的變化，能夠抑制光纖損失引起的光信號強度的變動。并 且，由于用光衰減單元35進行輸出固定控制，因此如輸入信號光強 度(Cl)的62所示那樣信號光強度Es收斂在上限閾值Sth (H) 下限閾值Sth (L)的允許范圍內，不會產生對信號光的閾值的更新。下面參照圖4所示的信號波形圖說明多路復用的波長數變化時光 放大單元30的動作。當波長數變化(C3)中如63表示的那樣存在 從N波向M波(圖5的M-N1、 N2、 N3)波長數增加時，監(jiān)視光 強度不變化，只有信號光強度增大。因此，如輸入信號光強度(Cl) 所示的那樣Es變動，超過上限閾值Sth (H)，監(jiān)視控制單元20判斷 為發(fā)生了波長數變化。于是在從檢測到波長數變化后的時間T2內， 監(jiān)視控制單元20像監(jiān)視光目標值(E2)所示的那樣抑制作為輸出固 定控制的控制目標值Em—target (n)的更新。在經過了 T2時間后， 監(jiān)視控制單元20再次將輸出固定控制的控制目標值Em—target (n) 更新為Em—target (n+l)。另外，抑制的只是輸出固定控制的控制目 標值，輸出固定控制本身用Em一target (n)繼續(xù)動作。其中，抑制輸出固定控制的控制目標值的原因如下。即，在多路復用的波長數變化的狀態(tài)下，由于光纖等傳輸路徑的損失本身沒有變化，因此光衰減單元35輸出的光信號的強度不固定改變。存在從物 理上輸入到光放大單元30的多路復用波長數變化到監(jiān)視控制單元20 檢測該變化并更新波長數的設定之間的時間遲滯。如果忽略這一時間 推遲而在多路復用信號光數變化時用以前的波長數更新控制目標值 Emjarget (n)，由于光放大器掌握的多路復用的波長數與物理上輸 入到光放大器中的多路復用的波長的數不同，因此進行了每一個波長 的光強度的值錯誤的控制。因此監(jiān)視控制單元20在檢測到多路復用 的信號光數(波長數)變化的時刻——即輸入信號光強度(Cl)所 示的64的位置，像監(jiān)視光目標更新值(E2)所示那樣僅在時間T2 內抑制對進行輸出固定控制的控制目標值的更新。在該T2時間內的狀態(tài)下，確定物理地輸入到光放大單元30中的 多路復用的波長數，完成成為對信號光進行輸出固定控制的目標值的 新的每一個波長的光強度Ese的設定，在完成后更新對監(jiān)視控制光進 行輸出固定控制的控制目標值Em一target (n)。另外，作為監(jiān)視控制 單元20確定波長數的方法，可以考慮例如以下方法使用光傳輸系 統(tǒng)上游的光傳輸裝置通過監(jiān)視光傳達的監(jiān)視信息中包含的多路復用 信號光數的方法；或者按波長不同識別監(jiān)視控制單元20自身輸入到 光放大器中的信號光，檢測當前多路復用的信號光數等的方法。在本實施例，即使判斷在監(jiān)視控制單元20沒有輸入到光放大器 33中的信號光強度的情況下，當判斷為存在從光衰減單元35輸出的 監(jiān)視光強度時，能夠用當前使用的目標值Em一target (n)繼續(xù)進行光 衰減單元35的輸出固定控制。并且，當開通新的光信號路徑時，如 果僅使監(jiān)視光在信號光之前通過傳輸路徑，并設定Emjarget (n)的 初始值等、任意的監(jiān)視光強度的目標值的話，則能夠在信號光導通之 前開始輸出固定控制。 一般情況下，使光衰減單元35變成能夠進行 輸出固定控制的狀態(tài)要花費時間，如果在光傳輸裝置1內先前只有光衰減單元35也能夠使其處于工作狀態(tài)的話，則能夠縮短連接多臺光 傳輸裝置1的整個光傳輸系統(tǒng)中光信號路徑的開通時間。這樣一來， 本實施例的監(jiān)視控制單元20即使在沒有信號光強度的情況下，如果 有監(jiān)視光的話，也能夠控制光衰減單元35的衰減量使其變成能夠進 行輸出固定控制的狀態(tài)。
這樣一來，如果用本實施例的光傳輸裝置構建光傳輸系統(tǒng)的話， 無論是在傳輸路徑發(fā)生損失變動的情況下還是在收納到波分復用系 統(tǒng)中的多路復用的波長數變化的情況下，由于能夠同時進行增益固定 控制和輸出固定控制，因此能夠通過提高對外部干擾的穩(wěn)定性提供高 質量的通信服務。
下面參照圖5所示的信號波形圖，根據沒有信號光強度或監(jiān)視光 強度的狀態(tài)，對在某種狀態(tài)變化時或波長數變化時決定監(jiān)視光目標值 Em—target (n)的方法進行說明。在時刻T5以前的狀態(tài)下，由于無 論是監(jiān)視控制光還是信號光都是決定其存在的預定值Slos、 Mlos以 下的強度，因此處于強度本身沒有的狀態(tài)。此時輸出固定控制也停止。
接著，雖然在時間T5的狀態(tài)下判斷為有監(jiān)視光強度，但在判斷 為沒有信號光強度的狀態(tài)下，由于沒有信號光強度，因此監(jiān)視光目標 值Em一target (n)設定為任意的初始值，監(jiān)視控制單元20用該目標 值進行輸出固定控制。
然后在時刻T6的狀態(tài)下，Nl種波長的信號光輸入到光放大單元 30，在監(jiān)視控制單元20同時檢測到監(jiān)視光強度和信號光強度的情況 下，監(jiān)視控制單元20用公式(1) 公式(3)計算監(jiān)視光目標值 Em—target (n)，將算出的目標值作為輸出固定控制的目標值控制光 衰減單元35。此時，雖然實際上對監(jiān)視控制光進行輸出固定控制， 但由于對信號光強度的輸出固定控制等價地成立，因此達到了將輸出 給光放大器33的信號光強度控制在規(guī)定值這一目標。
接著，在時刻T7、 T8那樣波長數變化了的情況下，觀測到的信號光強度Es對應于波長數增減。監(jiān)視控制單元20在檢測到波長數變 化開始經過時間T2后，用公式(1) 公式(3)將EmJarget (n) 更新為Em—target ( n +1)。
然后，在時刻T9信號光強度低于閾值Slos，信號光強度完全不 存在，波長數為0的情況下，監(jiān)視光目標值Em—target (n)維持在沒 有信號光強度之前的目標值地動作。由此，即使不存在信號光強度也 能夠繼續(xù)輸出固定控制的動作。
在時刻T10信號光強度超過閾值Slos、判斷為存在信號光強度的 情況下，經過時間T4后監(jiān)視控制單元20用公式(1) 公式(3)再 次計算監(jiān)視光目標值Em一target (n)，使輸出固定控制繼續(xù)動作。
如上所述，當像時刻T9那樣一次用信號光強度計算監(jiān)視光目標 值Em—target (n)時，由于監(jiān)視控制單元20能夠保存以前的值，因 此能夠繼續(xù)進行使用了光衰減單元35的輸出固定控制，能夠縮短到 達信號光強度再次恢復的時間。
作為本實施例中光衰減單元35的啟動方法，有以下方法。在實 際的波分復用系統(tǒng)的應用中，為了確認連接在系統(tǒng)中的光纖的連接妥 當性等，具有實驗性地使信號光導通確認光強度等作業(yè)。即，在進行 該作業(yè)中監(jiān)視控制單元20能夠存儲作為輸出固定控制的控制目標值 的Em一target (n)。因此，即使在本確認作業(yè)結束、刪除了實驗性地 導通的信號的情況下，也能夠用實驗作業(yè)中存儲的Em—target (n)繼 續(xù)進行輸出固定控制。并且，在實際使信號光導通時，由于與時刻 T10 —樣已經進行著使用了 Em_target (n)的光衰減單元35的輸出 固定控制，因此能夠縮短光放大單元30的啟動時間。
圖7表示監(jiān)視控制單元20所進行的輸出固定控制的流程圖。首 先，監(jiān)視控制單元20設定Em—target (n)的初始值(701)。接著監(jiān) 視控制單元20檢査是否輸入了信號光，在輸入了信號光(702中為 Yes)的情況下，根據需要更新Em一target (n) (703)。在需要這種更新的情況下，例如圖8的流程圖所示那樣判斷信號光強度Es是否超 過閾值Sth(801)，當超過時，等待時間T2 (802)，然后進行圖6所 示的更新處理(803)。圖6所示的更新處理包括(公式1)的處理(601)、 (公式2)的處理(602)和(公式3)的處理(603)。
即使在監(jiān)視控制單元20判斷為沒有輸入信號光(702中為No) 的情況下，當判斷為輸入了監(jiān)視光(704中為Yes)時，用已經設定 的Em—target (n)的值對光衰減單元35使進行輸出固定控制(705)。 并且，即使在監(jiān)視控制單元20判斷為輸入了信號光的情況下，當判 斷為輸入了監(jiān)視光(704中為Yes )時，同樣進行輸出固定控制(705 )。 或者，如果判斷為監(jiān)視光消失(704中為No)，由于監(jiān)視控制單元20 不進行輸出固定控制，因此中止處理。
監(jiān)視光和信號光在波分復用傳輸的光傳輸路徑上發(fā)生損失變動 時，加到信號光上的監(jiān)視光的強度變化。并且，在上游側多路復用的 信號光的數(波長數)變化的情況下，只有信號光的強度變化。本發(fā) 明的光傳輸裝置利用光傳輸系統(tǒng)的上述性質將監(jiān)視光強度作為控制 對象進行輸出固定控制，由此能夠將光放大器的輸出強度保持在固 定。并且，通過將信號光強度作為控制對象進行增益固定控制，能夠 將單位波長值的信號光強度保持在固定。
因此，如果采用本實施例，即使在收納在光傳輸系統(tǒng)中的信號光 的數變化的情況下，也能夠實現增益固定控制，能夠保障已經開始服 務的己收容信號光的通信質量。
并且，如果采用本實施例，即使在連接遠程配置的光傳輸系統(tǒng)之 間的光纖的損失等變化的情況下，也能夠實現輸出固定控制，能夠保 障已經開始服務的己收容信號光的通信質量。
如果采用本實施例，由于上述輸出固定控制和增益固定控制的控 制對象不同，因此彼此能夠獨立地進行控制，因此即使在同時發(fā)生信 號光數的變化和光纖損失的變化的情況下，也能夠同時驅動兩種控制。
并且，如果采用本實施例，即使在沒有輸入光傳輸系統(tǒng)的信號光 的情況下，也能夠預先進行搭載在光放大器中的光衰減器的調整，當 最初開通信號光時，能夠縮短光放大器啟動的時間。
如果采用本實施例，即使在沒有輸入光傳輸系統(tǒng)的信號光的情況 下，通過讓信號光強度通過一次能夠保持對光衰減器正確的衰減量， 當第2次開通信號光時能夠進一步縮短光放大器的啟動時間。
權利要求
1.一種光傳輸裝置，調整波分復用信號光的光強度，在光傳輸路徑間中繼，其特征在于，具有衰減量可變的光衰減器，使從光傳輸路徑接收到的波分復用信號光的光強度衰減；第1光強度監(jiān)視單元，從通過上述光衰減器的波分復用信號光中分離出某個波長的光信號，監(jiān)視光強度；第2光強度監(jiān)視單元，將通過上述光衰減器的波分復用信號光的一部分分路，監(jiān)視光強度；光放大器，將分路了上述信號光的一部分后剩下的波分復用信號光放大并輸出；第3光強度監(jiān)視單元，將從上述光放大器輸出的波分復用信號光的一部分分路，監(jiān)視光強度；以及控制單元，控制上述光衰減器的衰減量，使由上述第1光強度監(jiān)視單元監(jiān)視的光信號的強度接近第1目標值，并控制上述光放大器的增益，使由上述第2光強度監(jiān)視單元監(jiān)視的波分復用信號光的強度與由上述第3光強度監(jiān)視單元監(jiān)視的波分復用信號光的強度之比接近第2目標值。
2. 如權利要求1所述的光傳輸裝置，其特征在于， 上述控制單元通過將由上述第2光強度監(jiān)視單元監(jiān)視的波分復用信號光的強度除以波分復用數，求出一個波長的信號光的強度； 計算上述一個波長的信號光的強度與第3目標值的差分；根據上述差分，更新上述第l目標值。
3. 如權利要求2所述的光傳輸裝置，其特征在于，上述控制單元定期地更新上述第1目標值。
4. 如權利要求1所述的光傳輸裝置，其特征在于， 上述控制單元判斷由上述第2光強度監(jiān)視單元監(jiān)視的波分復用信號光的強度是否在為檢測波分復用數的變化而設置的第1閾值與第2閾值之間；當判斷為該波分復用信號光的強度超出上述閾值的范圍時，在該判斷之后到經過預先設定的時間之前的期間內，用在該判斷時使用的上述第l目標值控制上述光衰減器；經過上述預先設定的時間后，通過將由上述第2光強度監(jiān)視單元 監(jiān)視的波分復用信號光的強度除以波分復用數，求出一個波長的信號 光的強度；計算出上述一個波長的信號光的強度與上述第3目標值的 差分；根據上述差分，更新上述第l目標值。
5. 如權利要求4所述的光傳輸裝置，其特征在于， 經過上述預先設定的時間后，上述控制單元根據由上述第2光強度監(jiān)視單元監(jiān)視的波分復用信號光的強度，更新上述第1和第2閾值。
6. 如權利要求l所述的光傳輸裝置，其特征在于，由上述第1光強度監(jiān)視單元監(jiān)視強度的某波長的光信號為承載 用于控制光傳輸裝置的信息的監(jiān)視光；上述第1光強度監(jiān)視單元將監(jiān)視了光強度后的監(jiān)視光向上述控 制單元輸出；具有監(jiān)視光插入單元，將上述控制單元作成的控制用的信息變換 成光信號，并合波到來自上述第3光強度監(jiān)視單元的波分復用光信 號。
7. 如權利要求1所述的光傳輸裝置，其特征在于， 上述光強度監(jiān)視單元具有波長分離單元，從波分復用信號光將上述某波長的光信號分離； 或分路單元，將上述波分復用信號光的一部分分路；以及檢測器，檢測來自上述波長分離單元或上述分路單元的光信號的 強度。
8.如權利要求1所述的光傳輸裝置，其特征在于，由上述第1光強度監(jiān)視單元監(jiān)視強度的某波長的光信號為承載用于控制光傳輸裝置的信息的監(jiān)視光；即使在沒有波分復用信號光的情況下，上述控制單元也使用上述監(jiān)視光和上述第1目標值控制上述光衰減器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光傳輸裝置及其控制方法。光傳輸裝置由以下幾部分構成從接收的被波分復用信號光分離出監(jiān)視光，檢測監(jiān)視光強度的單元，檢測分離出監(jiān)視光后的被波分復用信號光的強度的單元，放大被波分復用信號光的增益控制型光放大器，調整放大后的被波分復用信號光強度的光衰減單元，以及監(jiān)視控制單元；除了能在正常狀態(tài)下能夠適當地控制信號光的強度確保通信質量外，也能夠適當地控制信號光的強度確保通信質量；并且，監(jiān)視控制單元在被波分復用信號光的強度適當時獲悉監(jiān)視光強度，對獲悉的監(jiān)視光強度進行固定控制，由此，即使在被波分復用信號光沒有通過的狀態(tài)下也適當地調整輸入強度，縮短光放大器的啟動時間。
文檔編號H04B10/08GK101267256SQ20081000482
公開日2008年9月17日 申請日期2008年2月4日 優(yōu)先權日2007年3月14日
發(fā)明者宇田哲也, 竹內浩史 申請人:日立通訊技術株式會社