JP2006033542A - 波長多重光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＷＤＭ光伝送システムについて、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御を光伝送路上の複数の局で実施する場合に、波長増減設時等でも各局における制御を安定して行うことができるようにする。
【解決手段】本ＷＤＭ光伝送システムは、波長合波局２で生成したＷＤＭ光を光伝送路３上に配置された光アド・ドロップ局４等の複数の局を介して伝送すると共に、波長合波局２および光アド・ドロップ局４においてＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御を行う構成について、各局における光信号パワーの制御状態に関する情報を含んだ信号を各局間で通信する手段を設け、上流局での光信号パワーの制御が完了した後に下流局での光信号パワーの制御を実施するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、波長多重（Wavelength Division Multiplexing；ＷＤＭ）光に含まれる各波長の光信号パワーを制御する機能を備えたＷＤＭ光伝送システムに関し、特に、光伝送路上に光アド・ドロップ局や光クロスコネクト局が配置されたＷＤＭ光伝送システムについて上記光信号パワーの制御を安定して行うための技術に関する。

従来のＷＤＭ光伝送システムの基本的な構成は、例えば図１２に示すように、送信器（Ｅ／Ｏ）１０１からの波長λ₁〜λ₃の光信号を波長合波（ＭＵＸ）局１０２で合波して光伝送路１０３にＷＤＭ光を送信し、そのＷＤＭ光を光伝送路１０３上に配置された中継増幅局（ＲＥＰ）１０４で増幅しながら中継伝送した後に、波長分波（ＤＥＭＵＸ）局１０５で各波長の光信号に分波して各々の波長に対応した光受信器（Ｏ／Ｅ）１０６で受信する、ポイント・トゥ・ポイント（Point-to-Point）の構成が一般的である。

このような従来の構成では、全波長の伝送品質を確保するために、波長合波局１０２に対して、合波後のＷＤＭ光の各波長光パワーが均一になるよう波長ごとにレベル調整を行う可変光減衰器（ＶＯＡ）１０２Ａが備えられ、波長増減設等の際に、各可変光減衰器１０２Ａの減衰量を調整することで各波長の光信号パワーの制御が実施される。なお、波長合波局１０２内の合波部１０２Ｂは、各可変光減衰器１０２Ａから出力される光信号を合波してＷＤＭ光を生成するものである。光増幅部１０２Ｃは、合波部１０２Ｂから出力されるＷＤＭ光を所要のレベルまで増幅するものである。レベル調整部１０２Ｄは、光増幅部１０２Ｃから出力されるＷＤＭ光の各波長光のパワーをモニタして各可変光減衰器１０２Ａを制御するものである。

また、上記の中継増幅局（ＲＥＰ）１０４については、出力一定制御（ＡＬＣ）を適用して光伝送路１０３に出力されるＷＤＭ光のトータルパワーを一定にすると共に、ＷＤＭ光の波長数が変動したときには利得一定制御（ＡＧＣ）を行って利得波長特性の変化を抑えるようにして、伝送品質の劣化を防ぐ技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、近年、光伝送路上においてＷＤＭ光に含まれる一部の光信号を電気信号に変換することなく光の状態のままで挿入・分岐する光アド・ドロップ機能や、各波長の光信号の方路（光パス）を波長変換等により切り替える光クロスコネクト機能などを備えたＷＤＭ光伝送システムが開発されている。例えば図１３に示す構成は、光伝送路１０３上に設けられた光アド・ドロップ（ＯＡＤＭ）局１０７で波長λ₃の光信号についての挿入・分岐が行われる従来のＷＤＭ光伝送システムの一例である。このような光アド・ドロップ局や光クロスコネクト局などの方路切替局を備えたシステム構成の場合にも、前述したポイント・トゥ・ポイントの構成の場合と同様に、方路切替局において各波長の光信号パワーを均一化する必要があるため、各々の波長に対応した可変光減衰器（ＶＯＡ）等を利用して光パワーの制御を行う必要がある。
特開２０００−２４４４１１号公報

ところで、上記のような従来のＷＤＭ光伝送システムについては、図１２に示したようなポイント・トゥ・ポイントの構成の場合、各波長の光信号パワーの制御が行われるのは波長合波局１０２の一箇所のみであり、また、その波長合波局１０２に入力される各光信号は、波長およびパワーが適正なレベルに調整された各光送信器１０１からの出力光となる。これに対して、図１３に示したような光アド・ドロップ局１０７等の方路切替局を備えたシステム構成の場合には、波長合波局１０２だけでなく光アド・ドロップ局１０７でも光信号パワーの制御が行われるので、各光送信器１０１から出力される光信号が光伝送路１０３を介して各光受信器１０６で受信されるまでに複数の箇所で光パワーの制御が行われることになる。

このような方路切替局を備えた従来のＷＤＭ光伝送システムに対して、ポイント・トゥ・ポイントの構成と同様の手法により各波長の光信号パワーの制御を行った場合、以下のような問題が発生する。
前述の図１３に示したような波長合波局１０２から波長分波局１０５に至る間に光アド・ドロップ局１０７を含んだ構成において、上流の波長合波局１０２にて波長の増設が行われると、その増設波長の光信号が下流の光アド・ドロップ局１０７に入力され、当該波長の入力断状態が回復したことをトリガとして、光アド・ドロップ局１０７でも増設制御が開始される。光アド・ドロップ局１０７のレベル調整部は、波長合波局１０２のレベル調整部と同じ機能を持つものであるため、入力される光信号のパワーが安定していれば正常にフィードバック制御を収束させることができる。しかし、上記のような波長増設時には、入力される光信号のパワーがダイナミックに変動するため、光アド・ドロップ局１０７では増設波長の光信号パワーを適正なレベルに合わせこむことが非常に難しくなり、波長増設が正常に完了しない、または、制御のリトライを繰り返して起動に非常に長い時間を要するなどといった状況が発生し得る（第１の問題点）。

図１４および図１５は、上記のような波長増設時の状態を具体的に示した一例である。ここでは、説明を分かり易くするために図１４に示すように中継増幅局を省略した構成を想定し、波長合波局１０２の出力端をＡ点、光アド・ドロップ局１０７内の可変光減衰器の入力端をＢ点、光アド・ドロップ局１０７の出力端をＣ点として、図１５には増設波長の光信号パワーの変化が上記の各点に対応させる形で示してある。

図１５の一例にあるように、波長の増設が時刻Ｔ０に開始されると、Ａ点における増設波長の光信号パワーが上昇する。波長合波局１０２では、波長増設の開始と同時に当該光信号パワーが所望のレベルとなるよう可変光減衰器の制御が行われる。また、光アド・ドロップ局１０７では、それまで入力断の状態にあった増設波長の光信号パワーが予め設定した閾値（入力断回復閾値）Ｐ_THを時刻Ｔ１に超えたことをトリガとして、増設波長の光信号パワーの制御が開始される。このとき光アド・ドロップ局１０７の可変光減衰器に入力される増設波長の光信号パワーは、上流の波長合波局１０２において増設制御が行われている時刻Ｔ０〜Ｔ２の間ダイナミックに変動する。このため、時刻Ｔ１〜Ｔ２の間では、波長合波局１０２における増設波長の光信号パワー制御と光アド・ドロップ局１０７における増設波長の光信号パワー制御とが同時に行われることにより生じる光信号パワーの変化が影響して、下流の光アド・ドロップ局１０７での制御状態が不安定となる。これにより、Ｃ点における増設波長の光信号パワーは、上流での制御が完了した後ある程度の時間が経過して時刻Ｔ３となるまで所望のレベルには収束しない。このような状態は、光アド・ドロップ局（または光クロスコネクト局）が多段に接続される場合その影響がより顕著になってしまうため特に問題である。

また、上記第１の問題点とは別に、波長合波局内や中継増幅局内に設けられる光増幅部は、ＷＤＭ光の信号成分を増幅して出力すると同時に自然放出光（ＡＳＥ）を雑音成分として出力する。この光増幅部で発生する雑音光は、例えば図１６に示すように、波長λ₁の光送信器１０１から光信号が出力されなくなった場合（波長λ₁の減設）でも、波長合波局１０２からの出力光に残留するため（図１６のＡ点参照）、下流の光アド・ドロップ局１０７に対して入力される波長λ₁の光パワーが零にならない（図１６のＢ点参照）。したがって、上流側の伝送区間で波長λ₁が減設されても、光アド・ドロップ局１０７ではその波長λ₁に対応したＡＳＥのために信号成分の入力断が検出できない場合が生じる。この場合、波長λ₁について信号成分を含まないＡＳＥだけの不要な光が光アド・ドロップ局１０７から出力され（図１６のＣ点参照）、さらに下流へ伝送されることになってしまいＷＤＭ光の伝送特性劣化を招くことになる（第２の問題点）。

さらに、一般的に通信システムでは高い信頼性を保証するため、障害発生時に保守者が問題箇所を短時間で切り分けられることが重要になる。しかしながら、前述したような光アド・ドロップ局等の方路切替局を備えた従来のシステム構成では、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号の方路の切り替えが複数の箇所で行われるので、上流側での異常発生が下流側に影響を与える。このため、一箇所の異常が複数の箇所にも波及することになり、根本的な問題箇所が何処であるかを短時間で切り分けることが困難になってしまう（第３の問題点）。

加えて、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号の増減設を行う場合以外でも、例えば光ファイバの損失の変動などが原因となって各波長の光信号パワーに変化が発生した場合にも、前述した第１の問題点と同様の状況が発生し得る。すなわち、上述の図１３に示した従来の構成において、光ファイバの損失が変動すると光信号パワーのレベルが変動する。そして、波長合波局１０２および光アド・ドロップ局１０７のレベル調整部で光信号パワーを制御して、上記のレベル変動が吸収（補償）されるようにシステム全体で制御が行われることになる。このとき、各々の局における光信号パワーの制御が同時に行われてしまうと、上流側の制御による光信号パワーの変化が下流側の制御に影響して、光信号パワー制御に長時間を要し、場合によっては発振して正常な制御を行うことができなくなることも考えられる（第４の問題点）。

本発明は、上記の各問題点に着目してなされたもので、ＷＤＭ光伝送システムについて、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御を光伝送路上の複数の局で実施する場合に、波長増減設時等でも各局における制御を安定して行うことができるようにすることを第１の目的とする。また、波長減設時に光伝送路上で発生する雑音光の影響を抑えて良好な伝送品質を確保できるようにすることを第２の目的とする。さらに、障害発生時における問題箇所の切り分けを容易に行うことができるようにすることを第３の目的とする。加えて、増減設時以外の場合でも各波長の光信号パワーの制御を安定して実施できるようにすることを第４の目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のＷＤＭ光伝送システムの１つの態様は、波長の異なる複数の光信号のパワーを制御し、前記各波長の光信号を合波してＷＤＭ光を生成して光伝送路に出力する波長合波局と、前記光伝送路を介して受信したＷＤＭ光を分波し、該ＷＤＭ光を構成する各波長の光信号のパワーを制御する波長分波局とを少なくとも１つ含むＷＤＭ光伝送システムであって、前記波長合波局および前記波長分波局の間で、前記ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御状態に関する情報を含んだ信号を通信する情報通信手段を備え、前記波長分波局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局における各波長の光信号パワーの制御が完了したことを判別した後に、自局における各波長の光信号パワーの制御を実施することを特徴とする。

また、本発明のＷＤＭ光伝送システムの他の態様は、波長の異なる複数の光信号を波長合波局で合波してＷＤＭ光を生成し、該ＷＤＭ光を光伝送路上に配置された複数の局を介して中継伝送すると共に、前記光伝送路上の複数の局のうちの少なくとも１つが前記ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号の方路の切り替えを行う方路切替局であり、前記波長合波局および前記方路切替局において前記ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御がそれぞれ行われるＷＤＭ伝送システムであって、前記波長合波局および前記方路切替局の間で、前記ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御状態に関する情報を含んだ信号を通信する情報通信手段を備え、前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局における各波長の光信号パワーの制御が完了したことを判別した後に、自局における各波長の光信号パワーの制御を実施することを特徴とする。

上記のような各態様のＷＤＭ光伝送システムでは、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御が行われる各局の制御状態に関する情報が情報通信手段により互いの局間で通知され、光伝送路上で自局よりも上流に位置する他局において光信号パワーの制御が完了したことを受けて、下流の自局における光信号パワーの制御が実施されるようになるため、光伝送路上の複数の局において各波長の光信号パワーの制御が同時に行われるといった状態が回避され、安定した制御を行うことができるようになる。

上記のＷＤＭ光伝送システムについて、前記情報通信手段は、前記ＷＤＭ光に含まれる運用中の光信号波長を示す波長運用情報と、波長増減設時における光信号パワーの制御を実施中の光信号波長を示す波長変更中情報と、を含んだ信号を通信し、前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長変更中情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において光信号パワーの制御を実施中の増設波長を判別し、自局における前記増設波長の光信号パワーの制御を待機状態とした後、前記他局における制御の完了によって前記待機状態を解除するようにしてもよい。さらに、前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長変更中情報に基づいて減設波長を判別し、自局における前記減設波長の光信号の入力断状態を雑音光レベルに関係なく判断するようにしてもよい。かかる構成によれば、波長増減設時に、波長合波局および方路切替局において増減設の対象となる波長の光信号パワーを安定して制御することができるようになる。

また、前述したＷＤＭ光伝送システムについて、情報通信手段は、障害発生中の光信号波長を示す波長障害情報を含んだ信号を通信し、前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長障害情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において入力断状態が発生している光信号の波長を判別し、当該波長について自局で発せられる入力断アラームをマスク処理するようにしてもよい。かかる構成によれば、障害発生箇所に最も近い局で入力断アラームが発せられ、それよりも下流の局では入力断アラームがマスクされるようになるため、問題箇所を容易に短時間で切り分けることができるようになる。

また、前述したＷＤＭ光伝送システムについて、前記情報通信手段は、障害発生中の光信号波長を示す波長障害情報と、光信号パワーのレベル変動を吸収するための制御を実施中の光信号波長を示す波長変動吸収中情報とを含んだ信号を通信し、前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報、前記波長障害情報および前記波長変動吸収中情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において光信号パワーのレベル変動を吸収するための制御を実施中の波長を判別し、自局における当該波長のレベル変動を吸収するための制御を待機状態とした後、前記他局におけるレベル変動を吸収するための制御の完了によって前記待機状態を解除するようにしてもよい。かかる構成によれば、波長増減設以外の要因で各波長の光信号パワーにレベル変動が発生した場合でも、そのレベル変動を吸収（補償）するための制御を波長合波局および方路切替局において安定して行うことができるようになる。

本発明のＷＤＭ光伝送システムによれば、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーの制御を行う局が複数存在する場合に、各局の間で制御状態に関する情報を通信する手段を設け、光伝送路上で上流に位置する局での光信号パワーの制御が完了した後に、下流に位置する局での光信号パワーの制御を実施するようにしたことで、波長増減設時等に各波長の光信号パワーを安定して制御することができる。また、情報通信手段により局間通信される情報を利用して障害発生時における入力断アラームのマスク処理を行うようにしたことで、問題箇所を短時間で容易に切り分けることも可能になる。

以下、本発明のＷＤＭ光伝送システムを実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明の第１実施形態によるＷＤＭ光伝送システムの構成を示す図である。
図１において、本実施形態のＷＤＭ光伝送システムは、例えば、複数（ここではＮ台とする）の光送信器（Ｅ／Ｏ）１₁，１₂，…，１_Nと、各光送信器１₁〜１_Nから出力される光信号を合波してＷＤＭ光を生成し、該ＷＤＭ光を監視制御光（Optical Supervisory Channel：ＯＳＣ）と伴に光伝送路３へ送信する波長合波（ＭＵＸ）局２と、光伝送路３上に配置され、入力されるＷＤＭ光を増幅して出力する中継増幅局（ＲＥＰ）４と、光伝送路３上に設けられ、各波長の光信号の方路の切り替えを行う光アド・ドロップ局（ＯＡＤＭ）５と、光伝送路３を伝搬したＷＤＭ光を分波して各波長の光信号を生成する波長分波（ＤＥＭＵＸ）局７と、波長分波局７から出力される各光信号をそれぞれ受信処理する複数の光受信器（Ｏ／Ｅ）８₁，８₂，…，８_Nと、を備えて構成される。

各光送信器１₁〜１_Nは、伝送データに従って変調された互いに波長の異なる光信号をそれぞれ発生する一般的な光送信器である。ここではＮ台の光送信器１₁〜１_Nから波長合波局２に出力される各光信号の波長をλ₁〜λ_Nとする。
波長合波局２は、例えば、各波長１₁〜１_Nにそれぞれ対応したＮ台の可変光減衰器（ＶＯＡ）２１₁，２１₂，…，２１_Nと、各可変光減衰器２１₁〜２１_Nを通過した光信号を合波する合波（ＭＵＸ）部２２と、合波部２２から出力されるＷＤＭ光を増幅する光増幅部２３と、各光減衰器２１の減衰量を調整して波長合波局２から出力される各波長λ₁〜λ_Nの光信号パワーを制御するレベル調整部２４と、監視制御光を生成し、それを光増幅部２３から出力されるＷＤＭ光と伴に光伝送路３に送信するＯＳＣ送信部２５と、を有する。上記のレベル調整部２４は、従来の構成と同様に、光増幅部２３から出力されるＷＤＭ光の一部を分岐して各波長λ₁〜λ_Nの光信号パワーをモニタし、そのモニタ結果に応じて各々の光信号が所望のレベルとなるように、対応する可変光減衰器２１₁〜２１_Nをフィードバック制御する。ＯＳＣ送信部２５から送信される監視制御光は、本システムで伝送されるＷＤＭ光に関する情報を含んだ光信号であって、ここでは各光送信器１から出力される光信号とは波長の異なる光が用いられる。

上記の監視制御光には、ＷＤＭ光に含まれる運用中の光信号波長を示す波長運用情報（以下、ＷＣＳ（Wavelength Channel Service）と略称する）と、障害発生中の光信号波長を示す波長障害情報（以下、ＷＣＦ（Wavelength Channel Fail）と略称する)と、波長増減設（ある波長の追加または削除）時における光信号パワーの制御を実施中の光信号波長を示す波長変更中情報（以下、ＷＣＣ（Wavelength Channel Change）と略称する)と、運用中における光信号パワーの制御を実施中の光信号波長を示す波長変動吸収中情報（以下、ＷＣＡ(Wavelength Channel Absorbing)と略称する）と、が含まれている。これらの情報のうちのＷＣＳおよびＷＣＦは従来のＷＤＭ光伝送システムで用いられる監視制御光にも存在する情報であり、ＷＣＣおよびＷＣＡが本発明において新たに追加した情報である。なお、監視制御光の詳細については後述する。

中継増幅局４は、例えば、光増幅部４１と、ＯＳＣ受信部４２およびＯＳＣ送信部４３とを有する。光増幅部４１は、光伝送路３を伝搬して入力されるＷＤＭ光を一括して増幅することが可能な公知の光増幅器を用いて構成される。ＯＳＣ受信部４２は、光伝送路３から光増幅部４２に与えられる入力光より監視制御光を抽出し、監視制御光に含まれる各種情報を認識する。ＯＳＣ受信部４２で認識された情報のうちのＷＣＳおよびＷＣＦは、従来と同様に光増幅部４１の動作制御に利用される。ＯＳＣ送信部４３は、ＯＳＣ受信部４２で認識された各種情報をそのまま下流に転送するために、ＯＳＣ受信部４２での認識情報に従って監視制御光を生成し、それを光増幅部４１から出力されるＷＤＭ光と伴に光伝送路３に送信する。

光アド・ドロップ局５は、光伝送路３から入力されるＷＤＭ光を光増幅部５１で一括増幅した後に分波（ＤＥＭＵＸ）部５２で各波長λ₁〜λ_Nの光信号に分波する。分波部５２で分波された各光信号は、当該ノードで分岐（ドロップ）される波長（図１では波長λ_N）の光信号が光受信器（Ｏ／Ｅ）５４_Nに送られ、その他の波長の光信号は各々に対応した可変光減衰器（ＶＯＡ）５３₁，５３₂，…に送られる。また、本ノードで光伝送路３上に挿入（アド）される波長（図１では波長λ_N）の光信号が光送信器（Ｏ／Ｅ）５５_Nで生成され、その光信号が対応する可変光減衰器５３_Nに送られる。各可変光減衰器５３₁〜５３_Nでレベル調整された各波長λ₁〜λ_Nの光信号は、合波（ＭＵＸ）部５６で再び合波された後に光増幅部５７で一括増幅されて光伝送路３に出力される。

また、上記の光アド・ドロップ局５では、ＯＳＣ受信部６１において、光増幅器５１に与えられる入力光から監視制御光が抽出され、その監視制御光に含まれる各種情報が認識されて情報転送制御部６２に伝えられる。情報転送制御部６２では、接続先データベース６３に格納された情報を基に、光受信器５４_Nおよび光送信器５５_Nを介さずに直接光接続される波長について、ＯＳＣ受信部６１からの各種情報をレベル調整部５８に転送する。この情報転送には例えばシリアルインターフェース等が使用される。レベル調整部５８では、光増幅部５７から出力されるＷＤＭ光の一部を分岐して各波長λ₁〜λ₃の光信号パワーがモニタされ、そのモニタ結果および情報転送制御部６２からの転送情報に応じて、接続先データベース６３の格納情報を参照しながら各可変光減衰器５３₁〜５３_Nの減衰量を調整する制御信号が生成される。ここでは各可変光減衰器５３₁〜５３_Nおよびレベル調整部５８が光信号パワー制御部として機能することになる。ＯＳＣ送信部６４では、ＯＳＣ受信部６１から情報転送制御部６２を介して伝えられる情報に従って下流に転送する監視制御光が生成され、その監視制御光が光増幅部５７から出力されるＷＤＭ光と伴に光伝送路３に送信される。

波長分波局７は、例えば、光増幅部７１、分波（ＤＥＭＵＸ）部７２およびＯＳＣ受信部７３を有する。光増幅部７１は、光伝送路３を伝搬されたＷＤＭ光を一括して増幅することが可能な公知の光増幅器を用いて構成される。分波部７２は、光増幅部７１から出力されるＷＤＭ光を各波長λ₁〜λ_Nの光信号に分波し、各々の波長に対応した光受信器（Ｏ／Ｅ）８₁〜８_Nにそれぞれ出力する。ＯＳＣ受信部７３は、光増幅部７１に与えられる入力光から監視制御光を抽出し、その監視制御光に含まれる各種情報を認識する。ＯＳＣ受信部７３で認識された情報のうちのＷＣＳおよびＷＣＦは、従来の場合と同様にして、光増幅部７１の動作制御および各光受信器８₁〜８_Nでの光信号の受信処理に利用される。なお、ここでは波長分波局７において各波長の光信号パワーの制御を行なわない場合を示したが、波長合波局２や光アド・ドロップ局５と同様にして波長分波局７でも各波長の光信号パワーの制御を行うようにしてもよい。

次に、第１実施形態の動作について説明する。
上記のような構成を有する本ＷＤＭ光伝送システムでは、監視制御光に載せて波長合波局２、中継増幅局４、光アド・ドロップ局５および波長分波局７の間で通信される情報として、従来と同様のＷＣＳ（波長運用情報）およびＷＣＦ（波長障害情報）だけでなく、新たにＷＣＣ（波長変更中情報）およびＷＣＡ（波長変動吸収中情報）を含むようにし、これらの情報を基に波長合波局２および光アド・ドロップ局５における各波長光のレベル調整等の制御を行うことで、上述した従来の構成における第１〜第４の問題点が解消されるようになる。以下では、このような監視制御光を利用した制御の内容を中心に本システムの動作説明を行うことにする。

まず、本システムで局間通信される監視制御光について図２のフォーマット例を参照しながら具体的に説明する。
図２の一例は、従来のポイント・トゥ・ポイントの構成でも用いられている監視制御光のフォーマットを拡張したものに該当する。ここでは、ＷＤＭ光に含まれる光信号の波長数としてＮ＝８を想定することにする。なお、ポイント・トゥ・ポイントの構成に対応した監視制御光は、一般的には、システムの監視制御専用に使用される信号光であって、主信号光とは別の波長の光を通常１Ｍｂｐｓ〜１５０Ｍｂｐｓ程度の速度で変調して必要な情報を載せた上で、主信号光と合波されて光伝送路に送信されるものである。そして、光伝送路に送信された監視制御光は、光伝送路の出力端で主信号光から分波され終端（受信）され、さらに下流局がある場合には同じフォーマットの監視制御光が生成されて下流側の光伝送路に送信される。

上記図２のフォーマット例において、第０項目のヘッダ、第１項目のＷＣＳおよび第２項目のＷＣＦが従来のフォーマットと同様の部分であり、第３項目のＷＣＣおよび第４項目のＷＣＡが本実施形態で拡張した部分である。具体的に、ＷＣＳに割り当てられた８ビットについては、運用中の波長に対応するビットに“１”が挿入され、運用されていない波長に対応するビットに“０”が挿入される。また、ＷＣＦに割り当てられた８ビットについては、障害発生中で入力断状態にある波長に対応するビットに“１”が挿入され、正常な状態の波長に対応するビットに“０”が挿入される。さらに、ＷＣＣに割り当てられた８ビットについては、後述する増減設制御が行われている波長に対応するビットに“１”が挿入され、増減設制御が行われていない波長に対応するビットに“０”が挿入される。加えて、ＷＣＡに割り当てられた８ビットについては、後述するレベル変動を吸収（補償）するための制御が行われている波長に対応するビットに“１”が挿入され、レベル変動を吸収（補償）するための制御が行われていない波長に対応するビットに“０”が挿入される。

なお、監視制御光に含まれる情報は、図２に示した一例のみに限定されるものではなく、一般的なＷＤＭ光伝送システムで局間通信される監視制御光に載せられるその他の情報、例えば、自動パワーシャットダウン（ＡＰＳＤ）制御を行うための情報や、アラーム通知用の情報、光増幅部のＡＧＣ／ＡＬＣ切替え指示を行うための情報などを含むことが可能である。

本実施形態のＷＤＭ光伝送システムでは、上記のようなフォーマットの監視制御光が波長合波局２のＯＳＣ送信部２５で生成されてＷＤＭ光（主信号光）と伴に光伝送路３に送信された後、中継増幅局４および光アド・ドロップ局５を順次経由して波長分波局７まで局間通信される。
ここで、波長増設時における動作について具体的に説明する。

例えば、光アド・ドロップ局５におけるスルー波長（光受信器５４_Nおよび光送信器５５_Nを介さずに直接光接続される波長）に該当する波長λ₁を増設波長として想定すると、増設前には出力停止状態とされていた光送信器１₁が波長λ₁の光信号を波長合波局２に出力するようになる。波長合波局２では、可変光減衰器２１₁に対する光信号が入力断状態から回復したことを受け、従来の場合と同様にして、合波部２２で合波された後に光増幅部２３で増幅されたＷＤＭ光に含まれる増設波長λ₁の光信号パワーが予め定められたレベルで安定となるように、可変光減衰器２１₁の減衰量がレベル調整部２４からの制御信号に従ってフィードバック制御される。これにより、波長合波局２から光伝送路３に出力される波長λ₁の光信号パワーは、例えば図３上段のＡ点のグラフに示すように、波長増設の開始時刻Ｔ０から所要時間が経過した時刻Ｔ２までの間大きく変動することになる。この時刻Ｔ０から時刻Ｔ２までの時間が、波長合波局２において波長λ₁に対する増設制御が行われている時間となる。したがって、波長合波局２のＯＳＣ送信部２５で生成される監視制御光は、時刻Ｔ０から時刻Ｔ２までの間、増設波長λ₁に対応する各ビットがＷＣＳ（λ₁）＝“１”、ＷＣＦ（λ₁）＝“０”、ＷＣＣ（λ₁）＝“１”、ＷＣＡ（λ₁）＝“０”にそれぞれ設定される。そして、増設制御が完了した時刻Ｔ２以降は、ＷＣＣ（λ₁）のビット値が“１”から“０”に変更される。上記のように設定された監視制御光は、波長λ₁が増設されたＷＤＭ光と伴に光伝送路３に送信され、中継増幅局４に向けて伝送される。

中継増幅局４では、従来の場合と同様に、波長合波局２から光伝送路３を介して入力されるＷＤＭ光が光増幅部４１で一括増幅され、下流側の光伝送路３に送信される。このとき、入力光に含まれる監視制御光がＯＳＣ受信部４２で抽出される。ここでは、監視制御光に含まれる各種情報のうちのＷＣＳおよびＷＣＦが認識されて光増幅部４１の動作制御に利用される。一方、ＷＣＣおよびＷＣＡについては中継増幅局４では利用されないため処理を施すことなく、他の情報と伴にＯＳＣ送信部４３に転送される。ＯＳＣ送信部４３では、基本的に、波長合波局２から送信される監視制御光と同様の監視制御光が生成されてＷＤＭ光と伴に光伝送路３に送信され、下流の光アド・ドロップ局５に向けて伝送される。

光アド・ドロップ局５では、上流側からのＷＤＭ光と伴に入力される監視制御光がＯＳＣ受信部６１で抽出され、該監視制御光に含まれるＷＣＳ、ＷＣＦ、ＷＣＣおよびＷＣＡの各種情報が認識されて情報転送制御部６２に伝えられる。情報転送制御部６２では、接続先データベース６３に格納されている接続先データ、具体的には、当該ノードにおいて光受信器５４_Nおよび光送信器５５_Nで処理されるアド・ドロップ波長と、光受信器５４_Nおよび光送信器５５_Nを介すことなく直接光接続されるスルー波長とに関するデータが参照され、ＯＳＣ受信部６１で認識された各波長に対応する各々の情報のうちのスルー波長に該当する情報が選択されてレベル調整部５８に転送される。

レベル調整部５８では、情報転送制御部６２から転送されるＷＣＳ、ＷＣＦ、ＷＣＣおよびＷＣＡの各情報に基づいて、増設波長が判別されると共に、その増設波長についての光信号パワーの制御が上流局で実施中であるか否かが判別される。この判別は、具体的には、ＷＣＳ（λ₁）＝“１”、かつ、ＷＣＣ（λ₁）＝“１”であることを検出して波長λ₁が増設波長であることを判別し、そのＷＣＣ（λ₁）のビット値が“１”を継続している間は上流局で増設制御が実施中であり、ビット値が“０”に転じたことで増設制御の完了を判別する。ここでは、時刻Ｔ０において波長λ₁の増設開始が判別され、時刻Ｔ０〜Ｔ２の間、増設波長λ₁の光信号パワーの制御が上流局で実施中であることが判別される。

上記のようにして監視制御光の情報に基づく判別処理が行われることにより、レベル調整部５８は、図３中段のＢ点のグラフに示すように、波長λ₁の増設によって可変光増幅器５３₁に入力される光信号パワーが上昇して時刻Ｔ１で入力断回復閾値Ｐ_THを超えるようになっても、従来のように波長λ₁の光信号パワーのフィードバック制御を開始するのではなく、波長増設前の可変光増幅器５３₁の設定を維持して待機状態とする。そして、時刻Ｔ２で上流局における増設制御の完了が判別されることにより、待機状態を解除して波長λ₁の光信号パワーのフィードバック制御を開始する。

このようなレベル調整部５８における制御によって、従来のように波長λ₁についての増設制御が光伝送路３上の複数の局で同時に実施されることが回避されるため、図３下段のＣ点のグラフに示すように、光アド・ドロップ局５から出力される増設波長λ₁の光信号パワーを短時間で安定して所要のレベルに制御することが可能になる。また、増設波長λ₁以外の他の波長の光信号パワーの制御については、増設制御がＷＤＭ光全体ではなく波長ごとに行われるため、波長増設前の制御状態を維持することが可能であり、波長増設がシステム全体に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。

次に、波長減設時における動作について具体的に説明する。
ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号の減設を行う場合、上流局で減設された波長は不要な光信号となるため下流局でも減設してしまえばよく、前述した波長増設時の場合のように上流局から順に制御を行うといったシステム全体での調停処理は不要となる。しかしながら、従来構成の第２の問題点として上述したように光伝送路３上の各局内に設けられる光増幅部で発生する自然放出光（ＡＳＥ）に起因して、減設された波長の光信号が入力断状態になったことを下流局で検出できないという問題を回避する必要がある。そこで、本実施形態では、局間通信される監視制御光に含まれるＷＣＳおよびＷＣＣの各情報を利用することにより、ＡＳＥに影響されることなく下流局において減設された光信号を確定できるようにする。

具体的には、減設波長として例えば波長λ₁を想定すると、光送信器１₁の動作が停止状態されることにより波長合波局２の可変光減衰器２１₁に送られる波長λ₁の光信号が入力断となる。このとき、ＯＳＣ送信部２５で生成される監視制御光は、減設波長λ₁に対応する各ビットがＷＣＳ（λ₁）＝“０”、ＷＣＦ（λ₁）＝“０”、ＷＣＣ（λ₁）＝“１”、ＷＣＡ（λ₁）＝“０”にそれぞれ設定される。このように設定された監視制御光は、光増幅部２３で発生するＡＳＥを含み、かつ、波長λ₁の光信号が減設されたＷＤＭ光と伴に光伝送路３に送信され、中継増幅局４に向けて伝送される。

中継増幅局４では、前述した波長増設時の場合と同様に、監視制御光に含まれるＷＣＳおよびＷＣＦを利用して減設後の波長数に対応したＷＤＭ光の一括増幅が行われ、監視制御光はそのまま下流の光アド・ドロップ局５に向けて転送される。なお、この中継増幅局４でも、光増幅部４１で発生するＡＳＥがＷＤＭ光の雑音成分として加えられる。
光アド・ドロップ局５では、上流側からのＡＳＥを含んだＷＤＭ光と伴に入力される監視制御光が上述した波長増設時と同様にしてＯＳＣ受信部６１で抽出および認識され、監視制御光に含まれる各種情報が情報転送制御部６２に伝えられる。情報転送制御部６２では、接続先データベース６３に格納されている接続先データが参照され、ＯＳＣ受信部６１での認識情報のうちのスルー波長に該当する情報がレベル調整部５８に転送される。

レベル調整部５８では、情報転送制御部６２からの転送情報に基づいて減設波長が判別される。この減設波長の判別は、具体的には、ＷＣＳ（λ₁）＝“０”、かつ、ＷＣＣ（λ₁）＝“１”であることを検出して波長λ₁が減設波長であることを判別する。波長λ₁の減設を判別したレベル調整部５８は、減設波長λ₁に対応した可変光減衰器５３₁への入力光のパワーが、上流側で累積したＡＳＥによって入力断閾値よりも低レベルにならなくても、波長λ₁の光信号が入力断状態になったことを判断して、可変光減衰器５３₁の減衰量を最大にする等の減設制御を行う。これにより、上流側で累積した波長λ₁に対応するＡＳＥが、従来のように入力断の誤った判断により増幅されて下流側に出力される（図１６のＣ点のグラフ参照）といった状況が回避されるようになる。

次に、障害発生時における動作について具体的に説明する。
例えば図４（Ａ）に示すように光送信器１₁と波長合波局２の間の光路上で障害が発生して波長λ₁の光信号の伝送が中断された場合や、図４（Ｂ）に示すように光アド・ドロップ局５よりも上流に位置する光伝送路３で断線等の障害が発生してＷＤＭ光全体の伝送が中断された場合などには、従来の構成であれば上流側での障害発生の影響を受けて下流側の光アド・ドロップ局５の各所で入力断アラームが発生することになる。しかし、このような光アド・ドロップ局５で発生する入力断アラームは、上流側での障害発生が原因となって発せられるものであり、自局での障害発生が原因となるものではない。従来の構成では、障害発生区間よりも下流側に位置する各局で上記のような入力断アラームが発生してしまうため、根本的な問題箇所が何処であるかを短時間で切り分けることが難しいという上述した第３の問題点が生じる。

この第３の問題点に対して本実施形態では、例えば上記の図４（Ａ）の場合について、波長合波局２において波長λ₁の光信号の入力断が検出されることで、波長λ₁についての入力断アラームが発せられ下流にアラーム通知信号（Alarm indication signal；ＡＩＳ）が通知される。また、これと同時にＯＳＣ送信部２５で生成される監視制御光の波長λ₁に対応した各ビットが、ＷＣＳ（λ₁）＝“１”、ＷＣＦ（λ₁）＝“１”、ＷＣＣ（λ₁）＝“０”、ＷＣＡ（λ₁）＝“０”にそれぞれ設定される。

波長合波局２からのアラーム通知信号および監視制御光を受けた中継増幅局４では、監視制御光の情報がＷＣＳ（λ₁）＝“１”、かつ、ＷＣＦ（λ₁）＝“１”となっていることより上流局において波長λ₁の入力断状態が発生していることを判別し、中継増幅局４で発せられる波長λ₁についての入力断アラームがマスク処理される。なお、中継増幅局４のＯＳＣ受信部４２で認識された情報はそのままＯＳＣ送信部４３に転送され、波長合波局２から送信される監視制御光と同様の監視制御光およびアラーム通知信号が中継増幅局４から下流に送信される。そして、光アド・ドロップ局５においても、上記の中継増幅局４の場合と同様にして、アラーム通知信号を受けると共に監視制御光の情報がＷＣＳ（λ₁）＝“１”、かつ、ＷＣＦ（λ₁）＝“１”となっていることより、上流局において波長λ₁の入力断状態が発生していることを判別し、自局で発せられる波長λ₁についての入力断アラームがマスク処理される。これにより、波長λ₁についての入力断アラームは障害発生箇所に最も近い波長合波局２からのみ発せられるようになるため、システム上の障害発生箇所を短時間で容易に切り分けることができるようになる。

なお、図４（Ｂ）の場合には、障害発生箇所に最も近い下流局となる中継増幅局４において、上流側からの監視制御光のＷＣＦが“１”となっていないにも関わらず各波長で入力断が検出されることで、ＷＤＭ光に含まれるすべての波長λ₁〜λ_Nについて入力断アラームが発せられ下流にアラーム通知信号が通知されると共に、ＷＣＦ（λ₁〜λ_N）＝“１”とした監視制御光がＯＳＣ送信部４３から下流に送信される。光アド・ドロップ局５では、中継増幅局４からの入力断アラームおよび監視制御光のＷＣＦを基に、上流局においてすべての波長の入力断が発生していることを判別し、自局で発せられるすべての波長についての入力断アラームがマスク処理される。

次に、波長増減設以外の場合にＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号パワーを制御するときの動作について説明する。
上述した従来の構成における第４の問題点として説明したように、光ファイバの損失が変動することで各波長の光信号パワーのレベルが変動した場合に、そのレベル変動を吸収（補償）するための制御がシステム上の複数の局で一斉に行われてしまうと、上流側の制御による光信号パワーの変化が下流側の制御に影響して、光信号パワー制御に長時間を要し、発振等により正常な制御を行うことができなくなってしまう場合もあり得る。

このため本実施形態では、各波長の光信号パワーの制御が行われる波長合波局２および光アド・ドロップ局５について、上流側から送られてくる各波長λ₁〜λ_Nの光信号の入力レベルの監視が図示を省略したモニタ等を利用して行われ、そのモニタ値が通常の運用状態における入力レベルに対して予め定めた閾値を超えて変動した場合に、そのレベル変動が対応する可変光減衰器にて吸収（補償）されるように当該減衰量の制御が行われる。このとき、自局でレベル変動を吸収（補償）するための制御が実行されていることを下流局に通知するために、自局から下流側の光伝送路３に送信する監視制御光に含まれるＷＣＡの吸収制御対象波長に対応したビットが“１”に設定される。

下流局でも、上記のレベル変動が上流局と同様にモニタされることになるが、上流局から伝えられる監視制御光の情報を基に、ＷＣＳ＝“１”、ＷＣＦ＝“０”、ＷＣＡ＝“１”となる波長について上流局でレベル変動を吸収（補償）するための制御が行われていることが判別され、自局（下流局）でのレベル変動を吸収（補償）するための制御は行わずに待機状態とされる。そして、上流局でのレベル変動を吸収（補償）するための制御が完了してＷＣＡのビット値が“０”に転じると、自局でのレベル変動を吸収（補償）するための制御が開始される。なお、レベル変動を吸収（補償）するための制御の対象となる波長の下流局への入力レベルは、上流局において既に通常運用時のレベルに合わせこまれているため、基本的にレベル変動の閾値の範囲内に収まっている。このため、下流局でのレベル変動を吸収（補償）するための制御は早急に安定状態に移行することができる。

上記のように第１実施形態のＷＤＭ光伝送システムによれば、監視制御光に含まれる情報としてＷＣＳおよびＷＣＦに加えてＷＣＣおよびＷＣＡを追加し、その監視制御光を局間通信して各局における制御に利用するようにしたことで、従来の構成における第１〜４の問題点を解消することが可能になる。
なお、上述した第１実施形態では、波長合波局２および波長分波局７の間の光伝送路３上に中継増幅局４および光アド・ドロップ局５がそれぞれ１つ配置される一例を示したが、本発明はこれに限らず、上記の光伝送路３上に複数の中継増幅局４および複数の光アド・ドロップ局５を配置することが可能である。

また、光アド・ドロップ局５において光受信器５４_Nおよび光送信器５５_Nを介すことなく直接光接続されるスルー波長の各光信号が同一の光合波部５６で合波されて同じ方向の光伝送路３に送られる場合を示したが、例えば図５に示す光アド・ドロップ局５’のように、分波部５２で分波された波長λ₁の光信号が合波部５６Ａに光接続され、波長λ₂，λ₃の光信号が合波部５６Ｂに光接続されるようなノード構成も可能である。

具体的に、この光アド・ドロップ局５’では、一方の合波部５６Ａにおいて、分波部５２から可変光減衰器５３₁を介して入力される波長λ₁の光信号と、光送信器５５₄，５５₅から可変光減衰器５３₄，５３₅を介して入力される波長λ₄，λ₅の光信号とが合波され、波長λ₁，λ₄，λ₅の各光信号を含んだＷＤＭ光が光増幅部５７Ａで増幅された後、ＯＳＣ送信部６４Ａで生成される監視制御光と伴に光伝送路３Ａに送信される。また、他方の合波部５６Ｂにおいて、分波部５２から可変光減衰器５３₂，５３₃を介して入力される波長λ₂，λ₃の光信号と、光送信器５５₆から可変光減衰器５３₆を介して入力される波長λ₆の光信号とが合波され、波長λ₂，λ₃，λ₆の各光信号を含んだＷＤＭ光が光増幅部５７Ｂで増幅された後、ＯＳＣ送信部６４Ｂで生成される監視制御光と伴に光伝送路３Ｂに送信される。この光アド・ドロップ局５’の接続先データベース６３には、上流から送られてくる波長λ₁〜λ₃の各光信号を合波部５６Ａ，５６Ｂのどちら側に光接続するかに関する接続先データが予め格納されていて、ＯＳＣ受信部６２で受信された上流局からの監視制御光の各種情報が上記接続先データに従って対応するレベル調整部５８Ａ，５８Ｂに転送され、波長増減設時や障害発生時、レベル変動吸収時における各波長の光信号のレベル調整が、各々のレベル調整部５８Ａ，５８Ｂによる制御の下で上述した第１実施形態の場合と同様にして行われる。

さらに、上述した第１実施形態の光アド・ドロップ機能について、波長の読み替え機能を追加することにより波長変換を含んだ光クロスコネクト機能にも容易に対応することが可能である。図６は、本発明を適用した光クロスコネクト局の構成例を示す図である。この光クロスコネクト局６では、例えば、上流局から送られてくる波長λ₁の光信号が波長λ₂の光信号に変換されて下流局に伝えられる。この場合に、光クロスコネクト局６の構成が上述した光アド・ドロップ局５と異なる点は、分波部５２の波長λ₁に対応した出力ポートと、波長λ₂に対応した可変光減衰器５３₂の入力ポートとの間が波長変換器６５を介して接続されると共に、分波部５２の波長λ₂に対応した出力ポートに光受信器５４₂が接続され、波長λ₁に対応した可変光減衰器５３₁の入力ポートに光送信器５５₁が接続されている点である。上記の波長変換器６５は、分波部５２で分波された波長λ₁の光信号を光の状態のまま波長λ２の光信号に変換する公知の波長変換デバイスである。

このような光クロスコネクト局６では、ＯＳＣ受信部６１で受信された監視制御光に含まれる各種情報が、接続先データベース６３に格納されたデータに従って情報転送制御部６２によりレベル調整部５８に転送される際に、波長λ₁に対応した情報が波長λ₂に対応した情報に読み替えらえて転送される。これにより、上述した光アド・ドロップ局５の場合と同様にして波長増減設時や障害発生時、レベル変動吸収時における各波長の光信号のレベル調整が行われるようになる。これにより、光クロスコネクト機能を備えたＷＤＭ光伝送システムについても第１実施形態の場合と同様の効果を得ることが可能である。

なお、ここではＯＳＣ受信部６１からレベル調整部５８に情報を転送する際に情報転送制御部６２で波長の読み替えを行う一例を示したが、情報転送制御部６２では波長の読み替えを行わずに、レベル調整部５８が受信情報を用いる際に波長の読み替えを行うようにしてもよい。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

上述した第１実施形態では、ＷＤＭ光に含まれる各波長λ₁〜λ_Nの光信号パワーの制御が各々の波長ごとに備えられた可変光減衰器を利用して行われる場合について説明したが、各波長λ₁〜λ_Nの光信号パワーの制御は上記の他にも、例えば、希土類添加光ファイバ増幅器の利得傾斜特性を利用するか、または、ラマン増幅器における複数の励起光の波長やパワー比率を調整するなどして、ＷＤＭ光に含まれるすべての光信号の波長に対するパワーの傾き（以下、チルトと呼ぶ）を制御する手法も知られている。そこで、第２実施形態では、上述した第１実施形態における可変光減衰器を利用した波長ごとのレベル制御と、上記のようなチルト制御とを組み合わせることによって長距離伝送を実現したＷＤＭ光伝送システムについて説明する。

図７は、本発明の第２実施形態によるＷＤＭ光伝送システムの構成を示す図である。
図７において、第２実施形態のＷＤＭ光伝送システムは、上述した第１実施形態の構成について、例えば、分布型ラマン増幅器（ＤＲＡ）およびエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を直列に接続した２段構成の中継増幅局４’を適用し、該中継増幅局４’におけるＤＲＡおよびＥＤＦＡの各励起状態を制御することでＷＤＭ光のチルト制御を行い、監視制御光に含まれる情報に基づいて、波長合波局２および光アド・ドロップ局５での可変光減衰器を利用した波長ごとのレベル制御と中継増幅局４’でのチルト制御とを連携させるようにしたものである。

具体的に、上記の中継増幅局４’は、ＷＤＭ光を一括して増幅することが可能な公知のＥＤＦＡ４１と、そのＥＤＦＡ４１の入力側に接続される光伝送路３に対してラマン増幅用の励起光を供給するラマン励起レーザ（ＬＤ）４４と、ＥＤＦＡ４１から出力されるＷＤＭ光のスペクトルをモニタしながらＥＤＦＡ４１の図示しない励起レーザおよびラマン励起レーザ４４の各駆動状態を制御するチルト制御部４５と、ＯＳＣ受信部４２およびＯＳＣ送信部４３と、を有する。

なお、ここではＥＤＦＡ４１を適用したが、エルビウム以外の他の希土類元素が添加された光ファイバ増幅器を適用することも勿論可能である。また、チルト制御を実施する手段は、上記のようなＥＤＦＡおよびＤＲＡの組み合わせによるものに限定されるものではなく、例えば可変の透過波長特性を有する光フィルタなどの公知のチルト制御デバイスを用いることが可能である。

上記のような構成のＷＤＭ光伝送システムでは、通常、第１実施形態の場合と同様にして波長合波局２で可変光減衰器による波長ごとのレベル制御が行われ、その制御が完了した後に中継増幅局４’でＷＤＭ光全体のチルト制御が行われる。このとき、下流の光アド・ドロップ局５に入力される各波長λ₁〜λ_Nの光信号パワーは、波長合波局２での波長ごとのフィードバック制御が収束しても中継増幅局４’でのチルト制御が完了するまでは不安定となる。このため、本システムでは、中継増幅局４’が自局でのチルト制御の完了を示す情報を監視制御光に載せて下流に送信するようにし、光アド・ドロップ局５は中継増幅局４’からの監視制御光によって伝えられる上流でのチルト制御完了を認識するまでの間自局での可変光減衰器による波長ごとのレベル制御を停止する。

図８は、本実施形態に適用される監視制御光のフォーマット例を示す図である。このフォーマット例は、上述の図２に示した第１実施形態に適用される監視制御光のフォーマットについて、第５項目としてチルト制御が完了したか否かを示す１ビットの情報（ＴＩＬＴ）を追加したものである。ここでは例えば、ＴＩＬＴ＝“０”でチルト制御中を示し、ＴＩＬＴ＝“１”でチルト制御完了を示すものとする。したがって、中継増幅局４’のＯＳＣ送信部４３では、自局においてチルト制御が行われている間は上記ＴＩＬＴのビット値を“０”とした監視制御光が生成されて下流に送信され、チルト制御が完了するとＴＩＬＴのビット値を“１”に転じた監視制御光が生成されて下流に送信される。これにより、光アド・ドロップ局５では、上流からの監視制御光がＴＩＬＴ＝“０”を示す間は各波長のレベル制御が停止されて待機状態となり、監視制御光がＴＩＬＴ＝“１”となったことを受けて各波長のレベル制御が開始される。

これにより、波長合波局２での各可変光減衰器によるレベル制御と中継増幅局４’でのチルト制御とが完了した後に、光アド・ドロップ局５での各可変光減衰器によるレベル制御が行われるようになるため、波長増減設時等における各波長の光信号パワーの制御を安定して行うことが可能になる。
なお、上記の第２実施形態では、波長合波局２および光アド・ドロップ局５の間の光伝送路３上に中継増幅局４’が１台配置される一例を示したが、本発明はこれに限らず、上記の光伝送路３上に複数の中継増幅局４’を配置することが可能である。この場合、各中継増幅局４’でのチルト制御は上流側から順番に行われ、波長合波局２でのレベル制御およびすべての中継増幅局４’でのチルト制御が完了した後に、光アド・ドロップ局５でのレベル制御が開始されるようにする。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、上述した第１実施形態の応用例として、プリエンファシス制御機能にも対応したＷＤＭ光伝送システムについて説明する。なお、プリエンファシス制御とは、ＷＤＭ伝送後の各波長の光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を均一化するために、送信側の波長合波局において各波長の光信号パワーを不均一にする制御のことである。

図９は、本発明の第３実施形態によるＷＤＭ光伝送システムの主要部分の構成を示す図である。
本実施形態のＷＤＭ光伝送システムの全体構成は、基本的に、上述した第１実施形態の構成を２つ組み合わせて上り回線および下り回線に対応させた双方向のＷＤＭ光伝送を行うシステム構成であり、その特徴部分となる波長合分波局２−７および光アド・ドロップ局５”の具体的な構成例が図９に示してある。なお、ここでは図の上側に示す光伝送路３を右方向に伝送されるＷＤＭ光を上り回線の信号光とし、図で下側に示す光伝送路３’を左方向に伝送されるＷＤＭ光を下り回線の信号光として、上り回線側の各構成要素には第１実施形態で対応する構成と同一の符号を付し、下り回線側の各構成要素には第１実施形態で対応する構成と同一の符号に「’」記号を付加して、各々の対応関係が分かるようにしている。

波長合分波局２−７は、第１実施形態における波長合波局２の構成と波長分波局７の構成とを組み合わせて１つの波長合分波局を形成したものである。波長合分波局２−７内のＯＳＣ処理部２７は、上述した波長合波局２のＯＳＣ送信部２５の機能と波長分波局７のＯＳＣ受信部７３の機能とを備えている。なお、ここでは合波側の構成について、図を簡略化するために、各可変光減衰器２１₁〜２１_Nのフィードバック制御を行うレベル調整部の図示を省略している。

光アド・ドロップ局５”は、第１実施形態における光アド・ドロップ局５の構成を上り回線および下り回線にそれぞれ対応させて組み合わせたものであり、図中のＯＳＣ処理部６６は、上り回線側のＯＳＣ受信部６１およびＯＳＣ送信部６４の機能と、下り回線側のＯＳＣ受信部６１およびＯＳＣ送信部６４の機能とを備えている。なお、ここでも図を簡略化するために、上り回線側および下り回線側の各可変光減衰器５３₁〜５３_N，５３₁’〜５３_N’のフィードバック制御を行うレベル調整部、情報転送制御部および接続先データベースの図示を省略している。

上記のような構成のＷＤＭ光伝送システムでは、例えば、上り回線のＷＤＭ光について、図示を省略した受信端での各波長λ₁〜λ_NのＯＳＮＲを均一化するために、波長合分波局２−７の可変光減衰器２１₁〜２１_Nおよび光アド・ドロップ局５”の可変光減衰器５３₁〜５３_Nがそれぞれ制御され、各波長λ₁〜λ_Nの光信号パワーが不均一になるようにプリエンファシス制御が実施される。このプリエンファシス制御は、ＷＤＭ光の長距離伝送を行う場合、光伝送路３上に存在する光増幅器で発生する各波長λ₁〜λ_N間でのＯＳＮＲの不均一性が大きくなるため、その制御量が増加する傾向にある。しかし、各可変光減衰器は、減衰量の調整範囲が有限であるため、例えば可変光減衰器を全開（減衰量が最小）にしてもプリエンファシスに必要な制御量を確保することができない場合がある。このような場合に対処して、本実施形態は、例えば図１０に示すようなフォーマットの監視制御光を波長合分波局２−７および光アド・ドロップ局５”の間で上下回線を介して互いに通信し、自局だけでは確保しきれない制御量を他局に要求することで広範囲のプリエンファシス制御を実現可能にする。

例えば、波長合分波局２−７の波長λ₁に対応した可変光減衰器２１₁が制御可能範囲外となりＸ［ｄＢ］のプリエンファシス量が不足するような場合には、波長合分波局２−７から上り回線を介して光アド・ドロップ局５”に通信される監視制御光の順方向プリエンファシス要求λ₁に対応する情報を用いて、上記Ｘ［ｄＢ］の不足分が下流の光アド・ドロップ局５”に通知される。この通知を受けた光アド・ドロップ局５”では、波長λ₁に対応した可変光減衰器５３₁の減衰量をＸ［ｄＢ］変化させる制御が行われる。

また上記の場合とは逆に、光アド・ドロップ局５”の波長λ₁に対応した可変光減衰器５３₁が制御可能範囲外となりＹ［ｄＢ］のプリエンファシス量が不足するような場合には、光アド・ドロップ局５”から下り回線を介して波長合分波局２−７に通信される監視制御光の逆順方向プリエンファシス要求λ₁に対応する情報を用いて、上記Ｙ［ｄＢ］の不足分を上流の波長合分波局２−７に通知する。この通知を受けた波長合分波局２−７では、波長λ₁に対応した可変光減衰器２１₁の減衰量をＹ［ｄＢ］変化させる制御が行われる。

なお、図１０のフォーマット例における順方向プリエンファシス要求λ₁〜λ_Nおよび逆方向プリエンファシス要求λ₁〜λ_Nの各ビット値（Ｄ０〜Ｄ７）は、例えば０．１［ｄＢ］ステップの１０倍値を１６進数に変換した２の補数表現により要求量を示すものとする。すなわち、要求量が＋３．０［ｄＢ］の場合には“0001 1110”（bin)となり、要求量が−３．０［ｄＢ］の場合には“1110 0010”（bin)となる。

上記のように第３実施形態のＷＤＭ光伝送システムによれば、プリエンファシス制御を実施する場合に、ある波長の光信号に対して可変光減衰器の制御可能範囲を超えるような大きなプリエンファシス量が必要となるとき、１つの局の可変光減衰器では確保しきれないプリエンファシス量の不足分を、上下回線を介して局間通信される監視制御光を利用して上記波長に対応した光パス上にある他の局に通知して、複数の局における当該波長のレベル調整を協働させることにより、広範囲のプリエンファシス制御を実現することが可能になる。

なお、上述した第１〜第３実施形態では、各波長の光信号パワーの制御が行われる局間において他局の制御情報を伝達する手段として、既存のフォーマットを拡張した監視制御光を利用する場合について説明してきたが、本発明はこれに限らず、例えば図１１に示すような公知の網管理システムを利用することも可能である。この網管理システムは、ネットワーク全体を管理するものであって、ネットワーク内のすべての光パス情報や警報発生情報等を集中管理することが可能である。具体的には、ネットワーク内のすべての局の設定や動作状態に関する情報を収集して管理すると共に、各局に対して設定情報等を送信して動作を制御する。このような網管理システムを利用すれば、上流局で波長増減設等の制御を行った際にその制御状態を下流局に通知することができるので、上述したような各実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。ただし、網管理システムを利用する場合には各局の制御状態を遠隔監視することになるため、制御のリアルタイム性などの観点からは上述した局間通信される監視制御光を利用する場合のほうが有利である。

以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。

（付記１）波長の異なる複数の光信号のパワーを制御し、前記各波長の光信号を合波して波長多重光を生成して光伝送路に出力する波長合波局と、前記光伝送路を介して受信した波長多重光を分波し、該波長多重光を構成する各波長の光信号のパワーを制御する波長分波局とを少なくとも１つ含む波長多重光伝送システムであって、
前記波長合波局および前記波長分波局の間で、前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御状態に関する情報を含んだ信号を通信する情報通信手段を備え、
前記波長分波局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局における各波長の光信号パワーの制御が完了したことを判別した後に、自局における各波長の光信号パワーの制御を実施することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記２）波長の異なる複数の光信号を波長合波局で合波して波長多重光を生成し、該波長多重光を光伝送路上に配置された複数の局を介して中継伝送すると共に、前記光伝送路上の複数の局のうちの少なくとも１つが前記波長多重光に含まれる各波長の光信号の方路の切り替えを行う方路切替局であり、前記波長合波局および前記方路切替局において前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御がそれぞれ行われる波長多重光伝送システムであって、
前記波長合波局および前記方路切替局の間で、前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御状態に関する情報を含んだ信号を通信する情報通信手段を備え、
前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局における各波長の光信号パワーの制御が完了したことを判別した後に、自局における各波長の光信号パワーの制御を実施することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記３）付記２に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記情報通信手段は、前記波長多重光に含まれる運用中の光信号波長を示す波長運用情報と、波長増減設時における光信号パワーの制御を実施中の光信号波長を示す波長変更中情報と、を含んだ信号を通信し、
前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長変更中情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において光信号パワーの制御を実施中の増設波長を判別し、自局における前記増設波長の光信号パワーの制御を待機状態とした後、前記他局における制御の完了によって前記待機状態を解除することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記４）付記３に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長変更中情報に基づいて減設波長を判別し、自局における前記減設波長の光信号の入力断状態を雑音光レベルに関係なく判断することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記５）付記３に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記情報通信手段は、障害発生中の光信号波長を示す波長障害情報を含んだ信号を通信し、
前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長障害情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において入力断状態が発生している光信号の波長を判別し、当該波長について自局で発せられる入力断アラームをマスク処理することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記６）付記３に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記情報通信手段は、障害発生中の光信号波長を示す波長障害情報と、光信号パワーのレベル変動を吸収するための制御を実施中の光信号波長を示す波長変動吸収中情報とを含んだ信号を通信し、
前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報、前記波長障害情報および前記波長変動吸収中情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において光信号パワーのレベル変動を吸収するための制御を実施中の波長を判別し、自局における当該波長のレベル変動を吸収するための制御を待機状態とした後、前記他局におけるレベル変動を吸収するための制御の完了によって前記待機状態を解除することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記７）付記２に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御を行う光信号パワー制御部と、前記波長多重光に含まれる各波長の光信号の方路の接続先に関する情報を予め格納した接続先データベースと、該接続先データベースを参照し、前記情報通信手段によって得られる情報のうちで、前記方路の接続が光の状態まま行われる波長に対応する情報のみを前記光信号パワー制御部に転送する情報転送制御部と、を有することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記８）付記２に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記方路切替局は、光アド・ドロップ機能を備えたことを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記９）付記２に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記方路切替局は、光クロスコネクト機能を備えたことを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記１０）付記２に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記方路切替局よりも上流に位置する前記光伝送路上に、前記波長多重光に含まれるすべての光信号の波長に対するパワーの傾きを制御するチルト制御機能を備えた中継増幅局を有し、
前記情報通信手段は、前記波長合波局、前記中継増幅局および前記方路切替局の間で、前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御状態に関する情報と、前記中継増幅局におけるチルト制御の完了を示す情報と、を含んだ信号を通信し、
前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局における各波長の光信号パワーの制御およびチルト制御の双方が完了したことを判別した後に、自局における各波長の光信号パワーの制御を実施することを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記１１）付記１０に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記中継増幅局は、希土類添加光ファイバ増幅器を含み、該希土類添加光ファイバ増幅器の励起状態を調整して利得傾斜特性を変化させることでチルト制御を行うことを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記１２）付記１０に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記中継増幅局は、ラマン増幅器を含み、該ラマン増幅器の励起状態を調整して利得傾斜特性を変化させることでチルト制御を行うことを特徴とする波長多重光伝送システム。

（付記１３）付記２に記載の波長多重光伝送システムであって、
前記波長合波局および前記方路切替局は、プリエンファシス制御機能をそれぞれ備え、自局におけるプリエンファシスの制御量が不足したとき、当該不足分に相当する制御量を示す情報を前記情報通信手段によって他局に通知し、該通知された情報に応じて他局におけるプリエンファシスの制御量が調整されるようにしたことを特徴とする波長多重光伝送システム。

本発明の第１実施形態によるＷＤＭ光伝送システムの構成を示す図である。 上記第１実施形態に適用される監視制御光のフォーマット例を示す図である。 上記第１実施形態における増設波長の光パワーの時間変化を示す図である。 上記第１実施形態における障害発生時の動作を説明するための図である。 上記第１実施形態に関連した光アド・ドロップ局の他の構成例を示す図である。 上記第１実施形態に関連した光クロスコネクト局の構成例を示す図である。 本発明の第２実施形態によるＷＤＭ光伝送システムの構成を示す図である。 上記第２実施形態に適用される監視制御光のフォーマット例を示す図である。 本発明の第３実施形態によるＷＤＭ光伝送システムの主要部分の構成を示す図である。 上記第３実施形態に適用される監視制御光のフォーマット例を示す図である。 一般的な網管理システムの構成を示す図である。 従来のＷＤＭ光伝送システムの基本的な構成を示す図である。 従来の光アド・ドロップ機能を備えたＷＤＭ光伝送システムの構成例を示す図である。 従来のＷＤＭ光伝送システムの問題点を説明するために想定した構成例を示す図である。 図１４の構成における増設波長の光パワーの時間変化を示す図である。 従来のＷＤＭ光伝送システムにおける波長減設時の問題点を説明する図である。

符号の説明

１₁〜１_N，５４_N…光送信器（Ｅ／Ｏ）
２…波長合波（ＭＵＸ）局
３…光伝送路
４…中継増幅（ＲＥＰ）局
５…光アド・ドロップ（ＯＡＤＭ）局
６…光クロスコネクト（ＯＸＣ）局
７…波長分波（ＤＥＭＵＸ）局
８₁〜８_N，５５_N…光受信器（Ｏ／Ｅ）
２−７…波長合分波局
２１₁〜２１_N，５３₁〜５３_N…可変光減衰器（ＶＯＡ）
２２，５６…合波（ＭＵＸ）部
２３，４１，５１，５７，７１…光増幅部
２４，５８…レベル調整部
２５，４３，６４…ＯＳＣ送信部
２７，６６…ＯＳＣ処理部
４２，６１，７３…ＯＳＣ受信部
４４…ラマン励起レーザ
４５…チルト制御部
５２，７２…分波（ＤＥＭＵＸ）部
６２…情報転送制御部
６３…接続先データベース

Claims (5)

1. 波長の異なる複数の光信号のパワーを制御し、前記各波長の光信号を合波して波長多重光を生成して光伝送路に出力する波長合波局と、前記光伝送路を介して受信した波長多重光を分波し、該波長多重光を構成する各波長の光信号のパワーを制御する波長分波局とを少なくとも１つ含む波長多重光伝送システムであって、
   前記波長合波局および前記波長分波局の間で、前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御状態に関する情報を含んだ信号を通信する情報通信手段を備え、
   前記波長分波局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局における各波長の光信号パワーの制御が完了したことを判別した後に、自局における各波長の光信号パワーの制御を実施することを特徴とする波長多重光伝送システム。
2. 波長の異なる複数の光信号を波長合波局で合波して波長多重光を生成し、該波長多重光を光伝送路上に配置された複数の局を介して中継伝送すると共に、前記光伝送路上の複数の局のうちの少なくとも１つが前記波長多重光に含まれる各波長の光信号の方路の切り替えを行う方路切替局であり、前記波長合波局および前記方路切替局において前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御がそれぞれ行われる波長多重光伝送システムであって、
   前記波長合波局および前記方路切替局の間で、前記波長多重光に含まれる各波長の光信号パワーの制御状態に関する情報を含んだ信号を通信する情報通信手段を備え、
   前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局における各波長の光信号パワーの制御が完了したことを判別した後に、自局における各波長の光信号パワーの制御を実施することを特徴とする波長多重光伝送システム。
3. 請求項２に記載の波長多重光伝送システムであって、
   前記情報通信手段は、前記波長多重光に含まれる運用中の光信号波長を示す波長運用情報と、波長増減設時における光信号パワーの制御を実施中の光信号波長を示す波長変更中情報と、を含んだ信号を通信し、
   前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長変更中情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において光信号パワーの制御を実施中の増設波長を判別し、自局における前記増設波長の光信号パワーの制御を待機状態とした後、前記他局における制御の完了によって前記待機状態を解除することを特徴とする波長多重光伝送システム。
4. 請求項３に記載の波長多重光伝送システムであって、
   前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報および前記波長変更中情報に基づいて減設波長を判別し、自局における前記減設波長の光信号の入力断状態を雑音光レベルに関係なく判断することを特徴とする波長多重光伝送システム。
5. 請求項３に記載の波長多重光伝送システムであって、
   前記情報通信手段は、障害発生中の光信号波長を示す波長障害情報と、光信号パワーのレベル変動を吸収するための制御を実施中の光信号波長を示す波長変動吸収中情報とを含んだ信号を通信し、
   前記方路切替局は、前記情報通信手段によって得られる前記波長運用情報、前記波長障害情報および前記波長変動吸収中情報に基づいて、自局よりも上流に位置する他局において光信号パワーのレベル変動を吸収するための制御を実施中の波長を判別し、自局における当該波長のレベル変動を吸収するための制御を待機状態とした後、前記他局におけるレベル変動を吸収するための制御の完了によって前記待機状態を解除することを特徴とする波長多重光伝送システム。
   

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