JP4431179B2 - 分布ラマン増幅システムおよびその立ち上げ方法ならびに光装置 - Google Patents
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Description
そこで、本願の目的の一つは、伝送路分布ラマン増幅の利得一定制御の従来技術に照らした高精度化を実現することにある。
(3)さらに、この光装置は、上記(1)の分布ラマン増幅システムにおける前記光伝送路の他端側に接続された光装置であって、該第2モニタおよび該第2参照光モニタをそなえたことを要件としている。
〔a〕構成
図1は一実施形態における分布ラマン増幅システムが適用される光通信システムを示す図である。この図1に示す光通信システム100においては、波長多重(WDM)主信号光を伝送する光伝送路上に複数の光装置110が介装され、隣接する光装置110間の光伝送路により1スパンの光伝送路120を構成する(図1中においては3つのスパン♯1〜♯3を示す)。
光モニタ部2aは、AMP装置1をなす光アンプ1aからのWDM主信号光の波長帯の光パワーについて、一部のWDM主信号光をPD2aaで受光することによりモニタするものである。尚、上述の光モニタ部2aおよび監視信号光モニタ用PD1cにより、光伝送路120aに一端側から入力される主信号光および監視信号光のパワーをそれぞれモニタする第1光モニタを構成する。
また、ラマン増幅装置4は、光伝送路120aにその他端側が接続されて、上述のラマン増幅装置2とともに光伝送路120aを伝搬する光についての分布ラマン増幅を制御するものであって、ポンプ光供給部4a,利得参照光モニタ部4b,主信号モニタ部4c,制御部4d,利得等化器4eおよび利得参照光受信器4fをそなえている。
AMP装置5は、ラマン増幅装置4における分岐部4ccからの主信号光およびOSC光を分波する分波部5bと、分波部5bで分波された主信号光を上述の利得等化器4eからの制御を受けて増幅する光アンプ5aと、分波部5bで分波されたOSC光を受光するOSC光用モニタ5cと、をそなえている。尚、OSC光用モニタ5cで受光した信号はOSC6に出力されるようになっている。
なお、上述の制御部4dをなすポンプ光供給部4aを制御する機能については、ポンプ光供給部4aの搭載箇所(ラマン増幅装置2,4又は双方)に対応して適宜そなえることとしてもよい。
つぎに、制御部4dにおける制御態様について説明する。以下においては、ラマン増幅装置2からラマン増幅装置4への主信号光が伝搬する方向においての制御態様に着目して説明するが、反対方向への伝搬方向においての制御も同様に行なうことができる。
制御部4dにおいては、ポンプ光供給部4aにおけるラマンポンプLD4aaからのポンプ光の供給を制御することにより、図7に示すように、光伝送路120aでのラマン利得を一定の値Gxととするように制御する。尚、伝送路120aの分布ラマン増幅による利得Gxは、図7に示すように、ポンプ光供給部4aからのポンプ光の供給をオンとしたときの光伝送路120からの主信号光出力レベル(主信号光モニタ部4cでモニタされるレベル:信号光_pump on)と、ポンプ光の供給をオフとしたときの光伝送路120aからの主信号光出力レベル(主信号光モニタ部4cでモニタされるレベル:信号光_pump off)と、の差をいうものである。
ここで、制御部4dにおいては、上述の利得一定制御を、システム運用前(主信号光が伝送路に入力されていない状況)の状態から立ち上げるに当たって、当該利得値Gxによる制御を実現する主信号光モニタ部4cでの目標モニタレベルを計算しておくようになっており、立ち上げ後の制御運用時においては、このように計算された目標レベルとなるようにポンプ光の供給を制御することで、上述の利得一定制御を実現している。
スパンロス処理部4daにおいては、この光伝送路120aを伝搬する利得参照光の光伝送路120aへの入出力パワーのモニタ値に基づいて、ラマン増幅装置2,4と光伝送路120aとの間の伝送路損失を導出するとともに(ステップA2)、導出したスパンロスの値を元にラマン増幅装置2,4および光伝送路120aとの間がつながっているか(導通状態か)否かを確認する。
利得参照光パワー_pump on [dBm]=10log(利得参照光帯域モニタパワー[mW]-利得参照光帯域雑音光パワー[mW])…(2)
これにより、主信号波長帯におけるラマン利得および利得参照光波長帯におけるラマン利得は、それぞれ式(3),(4)に示すように求めることができるようになる。尚、式(3),(4)中において、利得参照光パワー_pump offは、前述のスパンロス処理部4daにおいて利得参照光モニタ部4bから入力された利得参照光パワーのモニタ値に相当する値であり、主信号光パワー_pump offは、利得参照光波長帯に対する主信号波長帯の損失係数の比を、上述の利得参照光パワー_pump offに乗じた値とすることができる。尚、利得参照光および主信号光の各波長帯においてスパンロス特性が実質的に同様となるようにすれば、上述の比としては実質的に「1」相当の値となる。
利得_利得参照光(dB) =利得参照光パワー_pump on (dBm) -利得参照光パワー_pump off (dBm) …(4)
なお、利得演算部4dcにおいては、上述のごとく算出された主信号光波長帯の利得および利得参照光波長帯の利得の値を用いて、これらの値の比(利得比)についても演算する。この比の値については、雑音光パワー処理部4bdで算出した比の値とともに、後段の目標モニタレベル演算部4ddでの演算に用いられる。
ここで、システム運用前において、利得参照光と主信号光とにおける雑音光パワーおよび利得は比例関係(利得参照光へのラマン増幅量は主信号帯域のラマン増幅量に比例して発生する物理現象)にある。換言すれば、上述の雑音光パワー処理部4dbで算出した雑音光パワー比や利得比については、利得値Gx又はポンプ光のパワー等によらず一定であるということができる。
換言すれば、出力と利得とは定義が異なるのみで1対1の対応関係を有する物理量であり、出力が定まれば利得が定まる。そこで、光伝送路の条件が何らかの要因により変わった場合においても(伝送路損失増加など)、ラマン増幅出力光パワー(信号光+ASE値)と利得の関係は一対一の関係となり、演算で求めた所定利得におけるラマン増幅出力光パワーを目標値に励起光パワーを変化させることで、所定の利得への高精度な制御が可能になるのである。
その後、励起光パワー制御部4deにおいて上述のポンプ光供給制御が稼動している状態において、システム運用状態に移行すると、WDM信号光がAMP装置1を通じて入力されるが(ステップA12)、この場合においても、励起光パワー制御部4deにおいては、主信号光モニタ部4cからのモニタ値が目標モニタレベルに安定するようにポンプ光の供給が制御されるので(ステップA13)、光伝送路120aにおける分布ラマン利得を一定のGxに安定させることができる。
このように、上述の本実施形態によれば、制御部4dによる制御を通じて分布ラマン増幅を従来技術よりも高精度化を図ることが可能となる。
上述した実施形態にかかわらず、請求項記載の本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
具体例として、図12(a),図12(b)は、システム立ち上げ段階(図12(b)の主信号光「無」)において、上述の制御部4dをなす雑音光パワー処理部4dbでの処理の変形例を示す図であり、図12(a)はその動作を説明するためのフローチャート、図12(b)が図12(a)に示すシーケンス段階に従った各光(利得参照光、ポンプ光および主信号光)のオンオフ状態を示す図である。
1a 光アンプ
1b 合波器
1c,2aa,2ca,4ab,4ca,5c PD
2,4 ラマン増幅装置
2a 光モニタ部
2b 利得参照光送信器
2c 利得参照光モニタ部
3,6 OSC部
4a ポンプ光供給部
4aa ラマンポンプLD
4b 利得参照光モニタ部
4bb 分波器
4c 主信号光モニタ部
4cb 光フィルタ
4cc 分岐部
4d 制御部
4da スパンロス処理部
4db 雑音光パワー処理部
4dc 利得演算部
4dd 目標モニタレベル演算部
4de 励起光パワー制御部
100 光通信システム
110,110a,110b 光装置
120,120a 光伝送路
Claims (13)
- 光伝送路の一端側,他端側又は双方に接続され、前記光伝送路を伝搬する光を分布ラマン増幅するためのポンプ光を前記光伝送路に供給するポンプ光供給部と、
前記光伝送路に一端側から入力される主信号光および監視信号光のパワーをそれぞれモニタする第1光モニタと、
前記光伝送路の他端側から出力された前記主信号光および監視信号光の光波長帯のパワーをそれぞれモニタする第2光モニタと、
前記光伝送路の一端側に接続され、前記分布ラマン増幅の利得帯域内であって前記主信号光の波長帯域外に波長が設定された参照光を前記光伝送路へ供給する参照光供給部と、
前記光伝送路に一端側から入力される前記参照光のパワーをモニタする第1参照光モニタと、
前記光伝送路の他端側から出力された前記参照光のパワーをモニタする第2参照光モニタと、
該第1及び第2光モニタからのモニタ結果とともに、該第1及び第2参照光モニタでのモニタ結果に基づいて、前記光伝送路の状態の監視制御とともに、該ポンプ光供給部における前記ポンプ光の供給を制御する制御部と、をそなえたことを特徴とする、分布ラマン増幅システム。 - 該制御部は、システム立ち上げ時において、該第1及び第2光モニタからのモニタ結果とともに、該第1及び第2参照光モニタでのモニタ結果に基づいて、目標とすべき利得に対応した該第2光モニタでモニタされるべき主信号光の光波長帯のパワーを目標パワーとして演算する一方、システム運用時において、該第2光モニタでモニタされる主信号光の光波長帯のパワーが前記目標パワーとなるように、該ポンプ光供給部における前記ポンプ光の供給を制御することを特徴とする、請求項1記載の分布ラマン増幅システム。
- 前記光伝送路の一端側及び他端側において監視信号光をそれぞれ送受信する第1及び第2監視信号光送受信部をそなえ、
該制御部は、前記光伝送路を介した対向側箇所での主信号光,監視信号光および参照光のモニタ結果については、該第1又は第2監視信号光送受信部で送受信される前記監視信号光を通じて受け取ることを特徴とする、請求項1記載の分布ラマン増幅システム。 - 該ポンプ光供給部は、前記光伝送路の一端側における該第1光モニタおよび該第1監視信号光送受信部よりも、又は、前記光伝送路の他端側における該第2光モニタおよび該第2監視信号光送受信部よりも、前記光伝送路に近接した箇所にそなえられたことを特徴とする、請求項1記載の分布ラマン増幅システム。
- 該ポンプ光供給部は前記光伝送路の他端側にそなえられるとともに、
該制御部は、前記光伝送路の他端側において、該第2監視信号送受信部で受信した監視信号光から、該第1参照光モニタおよび該第1光モニタからのモニタ結果の情報を受けるとともに、該受けたモニタ結果の情報と、該第2光モニタおよび該第2参照光モニタでのモニタ結果と、に基づいて、該ポンプ光供給部における前記ポンプ光の供給を制御することを特徴とする、請求項4記載の分布ラマン増幅システム。 - 該第2参照光モニタは、該第2光モニタおよび該第2監視信号送受信部よりも前記光伝送路に近接した箇所にそなえられたことを特徴とする、請求項5記載の分布ラマン増幅システム。
- 該第1光モニタの入力側に、入力される主信号光を増幅する光アンプがそなえられ、該光アンプは、該第2監視信号光送受信部から該第1監視信号光送受信部に対する監視信号光を通じてオンオフ制御可能に構成されたことを特徴とする、請求項1記載の分布ラマン増幅システム。
- 該制御部は、
システム立ち上げ時において、前記分布ラマン増幅による前記主信号光の光波長帯における雑音光パワーと前記参照光の光波長帯における雑音光パワーとの関係である第1パラメータ関係、および、前記主信号光の光波長帯における前記分布ラマン増幅による利得値と前記参照光の光波長帯における前記分布ラマン増幅による利得値との関係である第2パラメータ関係について演算するパラメータ関係導出部と、
該パラメータ関係導出部において演算された前記第1および第2パラメータ関係をもとに、システム運用時に主信号光の波長帯において目標とすべき利得に対応して該第2モニタ部でモニタされるべき主信号光の光波長帯のパワーを目標パワーとして演算する目標パワー演算部と、
該目標パワー演算部で演算した前記目標パワーの値を該第2モニタ部において前記主信号光の光波長帯のパワーのモニタ結果として得られるように、該ポンプ光供給部で供給する前記ポンプ光のパワーを制御するポンプ光パワー制御部と、をそなえたことを特徴とする、請求項1記載の分布ラマン増幅システム。 - 前記分布ラマン増幅システムの立ち上げ時において、
該参照光供給部は、前記参照光を供給するとともに、該制御部は、該第1および第2参照光モニタでの前記モニタ結果に基づき、前記光伝送路のスパンロスを測定して、前記光伝送路の両端の光経路が導通状態であるかを確認し、
該制御部が前記光経路の導通状態を確認すると、該ポンプ光供給部では前記ポンプ光の供給をオフ状態からオン状態に切り替えるとともに、該参照光供給部では前記参照光の供給をオン状態からオフ状態に切り替えて、該第2モニタにおいて前記分布ラマン増幅による主信号波長帯の雑音光パワーをモニタするとともに、該第2参照光モニタにおいて前記分布ラマン増幅による前記光伝送路の他端から出力された参照光波長帯の雑音光パワーをモニタし、
該制御部は前記主信号波長帯および参照光波長帯の雑音光パワーのモニタ結果に基づいて、前記主信号波長帯のラマン利得の制御を該ポンプ供給部での前記ポンプ光の供給の制御を通じて行なう一方、該参照光供給部は前記参照光の供給をオフ状態からオン状態に切り替えるとともに、該第1および第2参照光モニタでの前記モニタ結果に基づき、前記光伝送路のスパンロスを測定して、前記光伝送路の両端の光経路が導通状態であるかの確認処理を行なうことを特徴とする、請求項1記載の分布ラマン増幅システム。 - 請求項1記載の分布ラマン増幅システムにおける前記光伝送路の一端側に接続された光装置であって、該第1モニタ,該参照光供給部および該第1参照光モニタをそなえたことを特徴とする、光装置。
- 請求項1記載の分布ラマン増幅システムにおける前記光伝送路の他端側に接続された光装置であって、該第2モニタおよび該第2参照光モニタをそなえたことを特徴とする、光装置。
- 該ポンプ光供給部および該制御部を更にそなえたことを特徴とする、請求項10又は11記載の光装置。
- 分布ラマン増幅システムの立ち上げ時において、
光伝送路の一端側,他端側又は双方から前記光伝送路に対する分布ラマン増幅のためのポンプ光の供給とともに前記光伝送路に入力される主信号光および監視信号光の伝搬をオフとしつつ、前記光伝送路の一端側から前記光伝送路に対して参照光を供給し、ここに参照光は、前記分布ラマン増幅の利得帯域内であって前記主信号光の波長帯域外に波長が設定される光であり、
前記参照光が前記光伝送路の一端側から入力される箇所および他端側から出力される箇所における前記参照光のパワーをモニタして、前記モニタ結果に基づくスパンロスを測定し、
前記ポンプ光の供給をオフ状態からオン状態に切り替えるとともに、前記光伝送路における前記監視信号光の導通をオンとし、
前記参照光の供給をオン状態からオフ状態に切り替えるとともに、前記分布ラマン増幅による主信号波長帯の雑音光パワーと、前記分布ラマン増幅による前記光伝送路の他端から出力された参照光波長帯の雑音光パワーと、をそれぞれモニタして、前記主信号波長帯雑音光パワーと前記参照光波長帯雑音光パワーとの関係である第1パラメータ関係を取得し、
前記光伝送路の一端側にそなえられた光アンプをオンとして、該光アンプから出力されるアンプ雑音光における前記主信号光の波長帯および前記参照光の波長帯についての前記光伝送路での分布ラマン増幅による利得値を、前記主信号波長帯雑音光パワーと前記参照光波長帯雑音光パワーを用いて求めることにより、前記主信号光の光波長帯における前記分布ラマン増幅による利得値と前記参照光の光波長帯における前記分布ラマン増幅による利得値との関係である第2パラメータ関係を取得し、
分布ラマン増幅システムにおける目標とすべき利得に対応して、前記光伝送路の他端側から出力される箇所においてモニタされるべき主信号光の光波長帯のパワーを、前記第1および第2パラメータ関係に基づいて利得制御の目標パワーとして演算することを特徴とする、分布ラマン増幅システムの立ち上げ方法。
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