波長調整方法
【課題】
波長分割多重光伝送システムの波長分離多重素子の透過特性が経時的な変動によっても、安定した光伝送を実現する。
【解決手段】
光送受信装置１４−１の制御装置４０は波長対応表４２を参照し、上りと下りに割り当てられている波長を読み込む。光送受信装置１４−１，７０−１は、下り用の割当て波長及び上り用の割当て波長での光信号の送受信を試行する。制御装置４０は、一定時間内に光送受信装置７０−１からの応答信号を受信しないと、エラーをオペレータに通知する。応答信号を受信したが、その信号品質が所定閾値未満の場合、下り波長及び上り波長の微調整を実行する。微調整は、割当てられている波長帯域内で、現在の波長とその前後の波長の３波長について信号品質を調べ、最良のもので更新する。
波長分割多重光伝送システムの波長分離多重素子の透過特性が経時的な変動によっても、安定した光伝送を実現する。
【解決手段】
光送受信装置１４−１の制御装置４０は波長対応表４２を参照し、上りと下りに割り当てられている波長を読み込む。光送受信装置１４−１，７０−１は、下り用の割当て波長及び上り用の割当て波長での光信号の送受信を試行する。制御装置４０は、一定時間内に光送受信装置７０−１からの応答信号を受信しないと、エラーをオペレータに通知する。応答信号を受信したが、その信号品質が所定閾値未満の場合、下り波長及び上り波長の微調整を実行する。微調整は、割当てられている波長帯域内で、現在の波長とその前後の波長の３波長について信号品質を調べ、最良のもので更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分離多重光伝送システムにおける波長調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の光送受信装置を単一の光伝送媒体を介して１対１に接続し、互いに異なる波長で光信号を伝送する光伝送システムにおいて、波長を自動チューニングする方法が記載されている。具体的には、対となるべき光送受信装置の一方装置が、初期設定時に波長を掃引しながら波長情報を含む光信号を出力し、相手装置は、受信できた光信号で伝達される波長情報を一方装置に返信することで、一方装置は、他方装置への光信号に必要な波長を決定し調整する。波長多重のための多重分離素子は、通過波長が予め決定されており、これにより、対となるべきでない光送受信装置間で波長を調節してしまうことは無い。
【０００３】
非特許文献１には、リモート局側にＡＷＧ（アレイ導波路格子）を用いずに、光カプラ又は光スプリッタを使用する構成において、光フィルタ、光モニタ又は周波数モニタなどを用いて、対となるべき光送受信装置間の使用波長を決定する技術が記載されている。
【０００４】
非特許文献２には、ＡＷＧを用いた波長分割多重の光アクセス網の光源波長を制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０４１４４４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】今井、「次世代ブロードバンドアクセスネットワークのキー技術」、神奈川大学工学研究所報３０：３-１０，２００７年１１月３０日
【非特許文献２】山本杲也「高密度波長多重を用いた光アクセス方式における光源の波長制御」、帝京科学大学紀要Ｖｏｌ．１（２００５）、ｐｐ．７３−９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くの波長を使用する波長分割多重伝送では、個別波長の分離に、周期的な波長透過特性を具備するアレイ導波路格子（ＡＷＧ）を使用することが多い。１芯の光ファイバを双方向で使用する場合、双方向性から、ＡＷＧは、波長多重素子としても使用される。この場合、両方の局にＡＷＧが配置されることになり、両者の透過波長にずれが生じると、通信に使用できる波長帯が狭くなる。
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、波長を１回、掃引する間に使用波長を決定するものであり、ＡＷＧの割り当てられた波長帯の中で適切な波長を決定するには、波長の掃引を細かくする必要がある。しかし、この方法では、波長決定に時間がかかる。
【０００９】
また、特許文献１に記載の技術では、初期設定時、すなわち、通信開始時に波長を調整するのみであり、時間的な変動に対応できない。例えば、ＡＷＧの透過波長は、周囲温度で変動し、また、計時的に変化する。これに対し、初期設定時と同様の波長調整法を採用すると、最終的な波長決定までに時間がかかることから、長い通信不能時間を覚悟する必要があり、通信サービス上、許容できない。
【００１０】
低コストでシステムを構築するためには、できる限り簡易で追加デバイスの必要とならない波長調整方式が求められる。
【００１１】
本発明は、このような不都合を解消し、波長分離多重素子の透過特性の変動によっても安定した光伝送を実現する波長調整方法を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る波長調整方法は、第１及び第２の光送受信装置が、波長分割多重の光伝送路を介して、他の対を構成する光送受信装置間で使われる波長とは異なる波長を使って通信する光伝送システムにおいて、当該第１の光送受信装置から当該第２の光送受信装置への第１伝送方向の光信号に使用される第１波長、及び、当該第２の光送受信装置から当該第１の光送受信装置への第２伝送方向の光信号に使用される、当該第１波長とは異なる第２波長を調整する方法であって、当該第１波長及び当該第２波長として割り当てられている波長を所定記憶手段から読み出すステップと、当該記憶手段から読み出した波長を使って、当該第１及び第２の光送受信装置間の通信の可否を確認するステップと、当該第１及び第２の光送受信装置間の通信が可能な場合に、当該第１の光送受信装置において当該第２伝送方向の光信号の信号品質を検査するステップと、当該第２伝送方向の光信号の信号品質が所定閾値未満の場合に、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップと、所定時間経過後のデータ伝送の空き、及び、信号品質の低下のいずれかをトリガーとして、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、波長分割多重光伝送システムの波長分離多重特性に経時的な変動があったとしても、安定した光伝送を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】下り波長と上り波長の配置例を示す。
【図３】光源波長調整動作の主フローチャートである。
【図４】下り波長微調処理の動作フローチャートである。
【図５】上り波長微調処理の動作フローチャートである。
【図６】本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図７】図６に示す実施例のＡＷＧの波長マップ例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。センタ局１０のクライアント１２−１〜１２−ｎはそれぞれ、一芯の光ファイバ５０を使う波長分割多重伝送によりリモート局６０のクライアント６２−１〜６２−ｎと通信する。クライアント１２−ｉ（但し、ｉ＝１〜ｎ。以下、同様。）からクライアント６２−ｉへの下り通信には波長λｄｉが使用され、逆方向の上り通信には、異なる波長λｕｉが使用される。図２は、下り波長λｄｉと上り波長λｕｉの配置例を示す。波長λｄ１〜λｄｎは互いに異なり、波長λｕ１〜λｕｎも互いに異なる。また、下り波長λｄ１〜λｄｎと上り波長λｕ１〜λｕｎは、波長分割多重カプラにより分離多重可能な互いに異なる波長帯に所属する。
【００１７】
理解を容易にするために、本実施例のデータ伝送時の基本的な動作を先に説明する。クライアント１２−１は、他のクライアント１２−２〜１２−ｎとは一致しないように割り当てられた上り波長及び下り波長を使い、光送受信装置１４−１，７０−１によりクライアント１２−１と双方向で通信する。
【００１８】
光送受信装置１４−１は、クライアント１２−１からの下りデータを波長λｄ１の光信号に変換して、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）１６の波長λｄ１を透過するポートに供給し、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）１８の波長λｕ１を透過するポートからの上り光信号を受光し、当該上り光信号で搬送される上りデータをクライアント１２−１に供給する。光送受信装置１４−２〜１４−ｎは、割り当てられている上り波長及び下り波長が異なることを除いて、光送受信装置１４−１と同じ機能を具備する。
【００１９】
すなわち、光送受信装置１４−ｉは、クライアント１２−ｉからの下りデータを所定波長λｄｉの下り光信号に変換し、所定波長λｕｉの上り光信号を上りデータに変換する変換手段として機能する。詳細は後述するが、実際に使用される下り波長λｄ１〜λｄｎ及び上り波長λｕ１〜λｕｎは、適切な波長値に調整される。
【００２０】
ＡＷＧ１６は、光送受信装置１４−１〜１４−ｎからの下り光信号を合波して波長分割多重（ＷＤＭ）光カプラ２０に供給する。ＷＤＭ光カプラ２０は、下り波長帯Ｂｄ（図２）に属する光信号を光ファイバ５０に供給し、光ファイバ５０からの上り波長帯Ｂｕ（図２）に属する上り光信号をＡＷＧ１８に供給する光素子である。機能的には、ＷＤＭ光カプラ２０の代わりに、波長選択制を有しない光サーキュレータを使用しても良い。
【００２１】
光ファイバ５０を伝搬した下り波長λｄ１〜λｄｎの波長分割多重された光信号は、リモート局６０のＷＤＭ光カプラ６４に入射する。ＷＤＭ光カプラ６４は、ＷＤＭ光カプラ２０と同じ波長透過特性を具備し、光ファイバ５０からの下り波長λｄ１〜λｄｎの光信号をＡＷＧ６６に供給する。後述するように、ＷＤＭ光カプラ６４は、ＡＷＧ６８からの上り波長λｕ１〜λｕｎの光信号を光ファイバ５０に転送する。
【００２２】
ＡＷＧ６６は、ＷＤＭ光カプラ６４からの下り波長λｄ１〜λｄｎの波長分割多重された光信号を個々の下り波長λｄ１〜λｄｎに分離して，対応するポートから出力する。この例では、下り波長λｄ１の光信号を光送受信装置７０−１に供給し、下り波長λｄ２の光信号を光送受信装置７０−２に供給し、以下、同様である。まとめると、ＡＷＧ６６により、下り波長λｄ１〜λｄｎの光信号はそれぞれ、光送受信装置７０−１〜７０−ｎに入力する。
【００２３】
光送受信装置７０−１〜７０−ｎはそれぞれ、ＡＷＧ６６から入力する下り波長λｄ１〜λｄｎの光信号を電気信号である下りデータ信号に変換し、クライアント６２−１〜６２−ｎに供給する。このようにして、クライアント１２−ｉからクライアント６２−ｉに下りデータが伝送される。
【００２４】
クライアント６２−ｉからクライアント１２−ｉへの上りデータ伝送動作を説明する。光送受信装置７０−１は、クライアント６２−１からの上りデータを波長λｕ１の光信号に変換して、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）６８の波長λｕ１を透過するポートに供給する。光送受信装置７０−２〜７０−ｎも、光送受信装置７０−１と同様に動作する。すなわち、光送受信装置７０−ｉは、クライアント６２−ｉからの上りデータを所定波長λｕｉの上り光信号に変換する。
【００２５】
ＡＷＧ６８は、光送受信装置７０−１〜７０−ｎからの上り光信号を合波してＷＤＭ光カプラ６４に供給し、ＷＤＭ光カプラ６４は、上り波長帯Ｂｕ（図２）に属する光送受信装置７０−１〜７０−ｎからの上り光信号（波長λｕ１〜λｕｎ）を光ファイバ５０に供給する。
【００２６】
光ファイバ５０を伝搬した上り波長λｕ１〜λｕｎの波長分割多重された上り光信号は、センタ局１０のＷＤＭ光カプラ２０に入射する。ＷＤＭ光カプラ２０は、先に説明したように、光ファイバ５０からの上り波長λｕ１〜λｕｎの上り光信号をＡＷＧ１８に供給する。ＡＷＧ１８は、ＷＤＭ光カプラ２０からの上り波長λｕ１〜λｕｎの波長分割多重された上り光信号を個々の上り波長λｕ１〜λｕｎに分離して、対応するポートから光送受信装置１４−１〜１４−ｎに出力する。この例では、上り波長λｕ１の上り光信号を光送受信装置１４−１に供給し、上り波長λｕ２の上り光信号を光送受信装置１４−２に供給し、以下、同様である。
【００２７】
光送受信装置１４−１〜１４−ｎはそれぞれ、ＡＷＧ１８から入力する上り波長λｕ１〜λｕｎの上り光信号を電気信号である上りデータ信号に変換し、クライアント１２−１〜１２−ｎに供給する。このようにして、クライアント６２−ｉからクライアント１２−ｉに上りデータが伝送される。
【００２８】
光送受信装置１４−１の内部の基本動作を説明する。光送受信装置１４−１では、フレーム変換装置３０が、クライアント１２−１からの下りデータを光伝送のフレーム構造に変換すると共に、必要により制御装置４０からの種々の制御情報を埋め込む。制御装置４０は、波長可変レーザ（ＴＬＤ）３２のレーザ発振波長、すなわち下り波長を、後述する方法で制御する。ＴＬＤ３２は連続レーザ発振し、光変調器３４は、フレーム変換装置３０の出力信号に従い、ＴＬＤ３２の出力光を変調、例えば、強度変調する。ＴＬＤ３２は、光変調器３４の変調に同期してパルス発振していても良い。光変調器３４の出力光は、クライアント１２−１からクライアント６２−１への下りデータを搬送する下り光信号であり、光送受信装置１４−１の出力が接続するＡＷＧ１６のポートに入力する。
【００２９】
また、受光器（ＰＤ）３６は、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）１８からの上り光信号を電気信号に変換して、フレーム変換装置３８に供給する。フレーム変換装置３８は、受光器３６の出力信号のうち、クライアント１２−１に向けた上りデータを所定フレーム構造でクライアント１２−１に供給し、光送受信装置１４−１，７０−１間の制御（例えば，波長制御）に関する制御信号を制御装置４０に供給する。
【００３０】
波長対応表４２には、光送受信装置１４−１が、対向する光送受信装置７０−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長の対応が格納されている。これらの上り波長と下り波長は、光送受信装置１４−１が接続するＡＷＧ１６，１８の対応ポートを透過する波長である。詳細は後述するが、制御装置４０は、波長対応表４２を参照して、光送受信装置７０−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長を設定し、調整する。
【００３１】
光送受信装置７０−１の内部の基本動作は、光送受信装置１４−１のそれと同様である。フレーム変換装置８０が、クライアント６２−１からの上りデータを光伝送のフレーム構造に変換すると共に、必要により制御装置９０からの種々の制御情報を埋め込む。制御装置９０は、波長可変レーザ（ＴＬＤ）８２のレーザ発振波長、すなわち上り波長を、後述する方法で制御する。ＴＬＤ８２は連続レーザ発振し、光変調器８４は、フレーム変換装置８０の出力信号に従い、ＴＬＤ８２の出力光を変調、例えば、強度変調する。ＴＬＤ８２は、光変調器８４の変調に同期してパルス発振していても良い。光変調器８４の出力光は、クライアント６２−１からクライアント１２−１への上りデータを搬送する上り光信号であり、光送受信装置７０−１の出力が接続するＡＷＧ６８のポートに入力する。
【００３２】
また、受光器（ＰＤ）８６は、ＡＷＧ６６からの下り光信号を電気信号に変換して、フレーム変換装置８８に供給する。フレーム変換装置８８は、受光器８６の出力信号のうち、クライアント６２−１に向けた下りデータを所定フレーム構造でクライアント６２−１に供給し、光送受信装置１４−１，７０−１間の制御（例えば，波長制御）に関する制御信号を制御装置９０に供給する。
【００３３】
波長対応表９２には、光送受信装置７０−１が、対向する光送受信装置１４−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長の対応が格納されている。これらの上り波長と下り波長は、光送受信装置７０−１が接続するＡＷＧ６６，６８の対応ポートを透過する波長である。制御装置９０は、必要により、制御装置４０同様に動作して、光送受信装置１４−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長を設定し、調整することができる。
【００３４】
以上の説明から容易に理解できるように、下り光信号は、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０，６４及びＡＷＧ６６を通過する。これは、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０、光ファイバ５０、ＷＤＭ光カプラ６４及びＡＷＧ６６からなる波長分割多重光伝送路が、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０，６４及びＡＷＧ６６の波長フィルタ特性を乗算して得られる合成波長フィルタ特性を有することになり、下り光信号は、この合成波長フィルタ特性を通過できなければならない。同様に、上り光信号は、ＡＷＧ６８、ＷＤＭ光カプラ６４，２０及びＡＷＧ１８による合成波長フィルタ特性を通過できなければならない。
【００３５】
特に、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８は、周期的な波長特性を具備する光素子であり、光送受信装置１４−ｉ，７０−ｉは、その出力光信号の波長が、接続するＡＷＧ１６，６８のポートの通過波長帯に入るように、好ましくは、当該通過波長帯の最大透過率に相当する波長に調整される必要がある。ＡＷＧの通過波長は、周囲温度の影響を受けて変化し、また、経時的にも変化する。従って、運用中にも光送受信装置１４−ｉ，７０−ｉの光源波長を適切な値に調整する必要がある。但し、その波長変動は、隣のポートの通過波長帯に一致する程では無いのは勿論である。
【００３６】
光送受信装置１４−１，７０−１の間での光源波長調整動作を例に、本実施例の波長調整方法を説明する。図３は、その動作フローチャートを示す。光送受信装置１４−１，７０−１を図１に示す位置に接続し、電源をオンにする。制御装置４０は波長対応表４２を参照し、上りと下りに割り当てられている波長を読み込む（Ｓ１）。下りに割当てられている波長は、光送受信装置１４−１が接続するＡＷＧ１６のポートを透過する波長であり、ＡＷＧ６６の、光送受信装置７０−１に接続するポートを透過する波長である。
【００３７】
制御装置４０は、読み込んだ下り用の割当て波長にＴＬＤ３２のレーザ発振波長を制御し、また、読み込んだ上り用の割当て波長を光送受信装置７０−１に指定するために、その波長値をヘッダ等に埋め込んだ所定フォーマットの波長設定用制御信号をフレーム変換装置３０から光変調器３４に出力させる。光変調器３４は、フレーム変換装置３０からの波長設定用制御信号に従い、ＴＬＤ３２の出力光を変調する。これにより、波長設定用制御信号を搬送する下り光信号が生成され、光送受信装置７０−１に送信される（Ｓ２）。
【００３８】
この下り光信号は、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０、光ファイバ５０、ＷＤＭ光カプラ６４及びＡＷＧ６６を介して、光送受信装置７０−１の受光器８６に入射する。受光器８６は、ＡＷＧ６６からの下り光信号を電気信号に変換し、フレーム変換装置８８は、受光器８６の出力信号（波長設定用制御信号）を制御装置９０に供給する。
【００３９】
制御装置９０は、受信した波長設定用制御信号で指定された上り波長にＴＬＤ８２のレーザ波長を設定し、所定の応答信号をフレーム変換装置８０から光変調器８４に出力させる。光変調器８４は、フレーム変換装置８０からの応答信号に従いＴＬＤ８２の出力光を変調する。これにより、応答信号を搬送する上り光信号が生成される。この上り光信号は、ＡＷＧ６８、ＷＤＭ光カプラ６４、光ファイバ５０、ＷＤＭ光カプラ２０及びＡＷＧ１８を介して、光送受信装置１４−１の受光器３６に入射する。受光器３６は、ＡＷＧ１８からの上り光信号を電気信号に変換し、フレーム変換装置３８は、受光器３６の出力信号（応答信号）を制御装置４０に供給する。
【００４０】
制御装置４０は、一定時間内に光送受信装置７０−１からの応答信号を受信するまで（Ｓ３，Ｓ４）、波長設定用制御信号を光送受信装置７０−１に繰り返し送信する。一定時間内に光送受信装置７０−１からの応答信号を受信しない場合（Ｓ４）、制御装置４０は、波長設定の失敗を図示しないディスプレイに表示することで、オペレータに通知する（Ｓ５）。ネットワーク管理されている場合、光送受信装置１４−１は、管理コンソールに波長設定失敗のメッセージを送信する。波長設定を再開する場合、制御装置４０は、図３に示すフローを再実行する。
【００４１】
光送受信装置７０−１からの応答信号を受信すると（Ｓ３）、制御装置４０は、上り光信号の品質、すなわち信号品質を検査する。検査すべき信号品質は、例えば、受光パワー、符号誤り率又は信号対雑音比である。信号品質が一定以上であれば、波長対応表で指定される下り波長及び上り波長で、妥当な双方向通信が可能であることになるになるので、この時点で、更なる波長調節、すなわち、波長の微調整は不要になる。従って、品質が所定閾値以上の場合（Ｓ６）は、下り波長の微調整（Ｓ７）と上り波長の微調整（Ｓ８）を迂回し、所定閾値未満の場合には（Ｓ６）、下り波長を微調整し（Ｓ７）、上り波長を微調整する（Ｓ８）。これらの微調整処理の詳細は後述する。
【００４２】
以後、制御装置４０は、一定時間の経過を待ち（Ｓ９）、データ伝送の空きを狙って（Ｓ１０）、下り波長の微調整（Ｓ７）と上り波長の微調整（Ｓ８）を実行する。
【００４３】
このように、周期的又は間欠的に下り波長と上り波長を微調整することで、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の透過波長の変動にかかわらず、良好な伝送状態を維持できる。
【００４４】
波長微調処理（Ｓ７，Ｓ８）では、下り波長／上り波長をＡＷＧ１６，１８，６６，６８の個々のポートの通過帯域内に入るような微少量±Δλだけ変位させ、それぞれの信号品質により適用すべき波長を決定する。これにより、３回の信号品質計測で、短時間に好ましい波長を決定できる。Δλは例えば、通過帯域幅（半値幅）の１０％程度で良い。
【００４５】
図４は、下り波長微調処理（Ｓ７）の詳細なフローチャートを示す。図４を参照して、下り波長微調処理の詳細を説明する。
【００４６】
光送受信装置１４−１（制御装置４０）は、現在、適用している下り波長λｄ１で、光送受信装置７０−１に信号品質を問い合わせる品質問合せ信号を送信する（Ｓ１１）。光送受信装置７０−１には、上り波長として現在の上り波長λｕ１を指定する。微調処理（Ｓ７，Ｓ８）を一度も実行していないときには、下り波長λｄ１は波長対応表４２に記録された下り波長に等しく、光送受信装置７０−１に指定する上り波長λｕ１は、波長対応表４２に記録された上り波長に等しい。光送受信装置７０−１の制御装置９０は、光送受信装置１４−１からの品質問合せ信号の受光パワー、符号誤り率又は信号対雑音比等により信号品質を計測し、その計測結果を、指定された上り波長λｕ１の上り光信号で光送受信装置１４−１に返信する。光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１からの返信結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの応答が一定時間内に無い場合、制御装置４０は、返信として所定の悪い品質値を記憶する。
【００４７】
次に、制御装置４０は、下り波長をλｄ１＋Δλに変更し、光送受信装置７０−１に信号品質を問い合わせる品質問合せ信号を送信する（Ｓ１２）。Δλは、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の個々のポートの通過帯域幅（半値幅）の１０％程度である。光送受信装置７０−１に指定する上り波長は、現在の上り波長λｕ１のままである。ステップＳ１１と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１からの返信された品質測定結果を内蔵メモリに記憶し、光送受信装置７０−１からの応答が一定時間内に無い場合、所定の悪い品質値を記憶する。
【００４８】
更に、制御装置４０は、下り波長をλｄ１−Δλに変更し、光送受信装置７０−１に信号品質を問い合わせる品質問合せ信号を送信する（Ｓ１３）。ここでも、光送受信装置７０−１に指定する上り波長は、現在の上り波長λｕ１のままである。ステップＳ１１，Ｓ１２と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信される品質測定結果を内蔵メモリに記憶し、光送受信装置７０−１からの応答が一定時間内に無い場合、所定の悪い品質値を記憶する。
【００４９】
このようにして、３つの下り波長λｄ１，λｄ１＋Δλ，λｄ１−Δλで下り光信号の信号品質が計測でき、制御装置４０は、これら３つの波長の内で最も信号品質の良い波長を、適用すべき下り波長λｄ１とする。
【００５０】
図５は、上り波長微調処理（Ｓ８）の詳細なフローチャートを示す。図５を参照して、上り波長微調処理の詳細を説明する。
【００５１】
光送受信装置１４−１（制御装置４０）は、現在、適用している下り波長λｄ１で、光送受信装置７０−１に、出力パワー又はビットパターン等を指定した返信要求信号を送信する（Ｓ２１）。光送受信装置７０−１には、上り波長として現在の上り波長λｕ１を指定する。下り波長λｄ１は、下り波長微調処理（Ｓ７）で決定された波長である。上り波長微調処理（Ｓ８）を一度も実行していないときには、光送受信装置７０−１に指定する上り波長λｕ１は、波長対応表４２に記録された上り波長に等しい。
【００５２】
光送受信装置７０−１の制御装置９０は、光送受信装置１４−１からの返信要求信号で指示される上り波長λｕ１で上り光信号を生成し、光送受信装置１４−１に返信する。光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信された上り光信号の受信パワー、符号誤り率又は信号対雑音比等により信号品質を計測し、計測結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの返信が一定時間内に無い場合、制御装置４０は、所定の悪い品質値を内蔵メモリに記憶する。
【００５３】
次に、制御装置４０は、下り波長λｄ１を変更せず、光送受信装置７０−１に指定する上り波長をλｕ１＋Δλに変更して、光送受信装置７０−１に返信要求信号を送信する（Ｓ２２）。ステップＳ２１と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信される上り光信号の信号品質を測定し、その測定結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの応答が一定時間に無い場合、制御装置４０は、所定の悪い品質値を内蔵メモリに記憶する。
【００５４】
更に、制御装置４０は、下り波長λｄ１を変更せず、光送受信装置７０−１に指定する上り波長をλｕ１−Δλに変更して、光送受信装置７０−１に返信要求信号を送信する（Ｓ２３）。ステップＳ２１，Ｓ２２と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信される上り光信号の信号品質を測定し、その測定結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの応答が一定時間に無い場合、制御装置４０は、所定の悪い品質値を内蔵メモリに記憶する。
【００５５】
このようにして、３つの上り波長λｕ１，λｕ１＋Δλ，λｕ１−Δλで上り光信号の信号品質が計測でき、制御装置４０は、これら３つの波長の内で最も信号品質の良い波長を、適用すべき上り波長λｕ１と決定し、光送受信装置７０−１に通知する（Ｓ２４）。
【００５６】
このように、本実施例では、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の個々のポートの通過帯域内の透過率最大の波長を探索することをせず、３つの、即ち少数の波長の信号品質の比較で適用すべき上り波長／下り波長を決定するので、決定までに要する時間を短縮できる。
【００５７】
また、波長微調処理をデータ伝送の空き時間帯に挿入することで、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の温度変化又は計時変化に基づく全体の波長特性にも、適応的に対応でき、長期にわたり良好な伝送特性を期待できる。
【００５８】
本実施例では、所定時間の経過及びデータ伝送の空きをトリガーとして上り波長と下り波長を微調整したが、それぞれ光信号の品質が所定閾値より低下したことをトリガーとして波長微調整処理を起動するようにしてもよい。その時点での光伝送系のトータルな透過波長特性から光信号の波長がずれている可能性が高いからである。
【実施例２】
【００５９】
ＷＤＭ光カプラ２０，６４に相当するＷＤＭ光カプラを光送受信装置１４−ｉ，７０−ｉに配置することで、ＡＷＧを半減できる。図６は、変更構成の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００６０】
変更された構成部分を説明する。センタ局１１０では、光送受信装置１１４−ｉ内にＷＤＭ光カプラ２０と同じ伝達特性のＷＤＭ光カプラ１１６を配置する。そして、各光送受信装置１１４−ｉのＷＤＭ光カプラ１１６と光ファイバ５０との間に、周期的な波長分離多重特性のＡＷＧ１２０に接続する。同様に、リモート局１６０でも、光送受信装置１７０−ｉ内にＷＤＭ光カプラ６４と同じ伝達特性のＷＤＭ光カプラ１６６を配置する。そして、各光送受信装置１７０−ｉのＷＤＭ光カプラ１６６と光ファイバ５０との間に、ＡＷＧ１２０と同じ波長分離多重特性のＡＷＧ１６４に接続する。
【００６１】
図７は、ＡＷＧ１２０，１６４で波長分離多重される波長のマップ例を示す。ＡＷＧ１２０、１６４の波長分離多重特性は、ＦＳＲ（Free Spectrum Range）を周期とする周期性を具備するので、各光送受信装置１１４−ｉに、ＡＷＧ１２０の或るＦＳＲの波長と別のＦＳＲの異なる波長とを割り当てることで、単一のＡＷＧ１２０で下り波長を多重しつつ上り波長を分離でき、また、下り波長を分離しつつ上り波長を多重できる。
【００６２】
なお、個々のポートの透過波長帯幅が、互いに異なる上り波長と下り波長を含むことができるＡＷＧをＡＷＧ１２０，１６４として使用する場合には、１つのポートの波長帯域内に上り波長と下り波長を割り当ててもよい。但し、波長微調処理で上り波長と下り波長が衝突する可能性があるので、調節範囲を予め制限する必要がある。
【００６３】
上り光信号及び下り光信号の伝搬自体は、ＷＤＭ光カプラによる波長分離多重とＡＷＧによる波長分離多重が、実施例１とは逆の順番になることを除いて同じ出あるので、詳細な説明は省略する。
【００６４】
上記実施例では、センタ局１０，１１０側の光送受信装置１４−ｉ，１１４−ｉが上り波長と下り波長の調整を主導したが、リモート局６０，１６０の光送受信装置７０−ｉ，１７０−ｉが主導しても良いことは明らかであり、この場合、リモート局６０，１６０が波長調整の主局となり、センタ局１０，１１０が従局となる。更には、上り波長の調整と下り波長の調整で主局が異なっても良い。
【００６５】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１０：センタ局
１２−１〜１２−ｎ：クライアント
１４−１〜１４−ｎ：光送受信装置
１６：アレイ導波路格子（ＡＷＧ）
１８：アレイ導波路格子（ＡＷＧ）
２０：ＷＤＭ光カプラ
３０：フレーム変換装置
３２：波長可変レーザ（ＴＬＤ）
３４：光変調器
３６：受光器（ＰＤ）
３８：フレーム変換装置
４０：制御装置
４２：波長対応表
５０：光ファイバ
６０：リモート局
６２−１〜６２−ｎ：クライアント
６４：ＷＤＭ光カプラ
６６：ＡＷＧ
６８：ＡＷＧ
７０−１〜７０−ｎ：光送受信装置
８０：フレーム変換装置
８２：波長可変レーザ（ＴＬＤ）
８４：光変調器
８６：受光器（ＰＤ）
８８：フレーム変換装置
９０：制御装置
９２：波長対応表
１１０：センタ局
１１４−１〜１１４−ｎ：光送受信装置
１１６：ＷＤＭ光カプラ
１２０：ＡＷＧ
１６０：リモート局
１７０−１〜１７０−ｎ：光送受信装置
１６６：ＷＤＭ光カプラ
１６４：ＡＷＧ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分離多重光伝送システムにおける波長調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の光送受信装置を単一の光伝送媒体を介して１対１に接続し、互いに異なる波長で光信号を伝送する光伝送システムにおいて、波長を自動チューニングする方法が記載されている。具体的には、対となるべき光送受信装置の一方装置が、初期設定時に波長を掃引しながら波長情報を含む光信号を出力し、相手装置は、受信できた光信号で伝達される波長情報を一方装置に返信することで、一方装置は、他方装置への光信号に必要な波長を決定し調整する。波長多重のための多重分離素子は、通過波長が予め決定されており、これにより、対となるべきでない光送受信装置間で波長を調節してしまうことは無い。
【０００３】
非特許文献１には、リモート局側にＡＷＧ（アレイ導波路格子）を用いずに、光カプラ又は光スプリッタを使用する構成において、光フィルタ、光モニタ又は周波数モニタなどを用いて、対となるべき光送受信装置間の使用波長を決定する技術が記載されている。
【０００４】
非特許文献２には、ＡＷＧを用いた波長分割多重の光アクセス網の光源波長を制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０４１４４４号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】今井、「次世代ブロードバンドアクセスネットワークのキー技術」、神奈川大学工学研究所報３０：３-１０，２００７年１１月３０日
【非特許文献２】山本杲也「高密度波長多重を用いた光アクセス方式における光源の波長制御」、帝京科学大学紀要Ｖｏｌ．１（２００５）、ｐｐ．７３−９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
多くの波長を使用する波長分割多重伝送では、個別波長の分離に、周期的な波長透過特性を具備するアレイ導波路格子（ＡＷＧ）を使用することが多い。１芯の光ファイバを双方向で使用する場合、双方向性から、ＡＷＧは、波長多重素子としても使用される。この場合、両方の局にＡＷＧが配置されることになり、両者の透過波長にずれが生じると、通信に使用できる波長帯が狭くなる。
【０００８】
特許文献１に記載の技術は、波長を１回、掃引する間に使用波長を決定するものであり、ＡＷＧの割り当てられた波長帯の中で適切な波長を決定するには、波長の掃引を細かくする必要がある。しかし、この方法では、波長決定に時間がかかる。
【０００９】
また、特許文献１に記載の技術では、初期設定時、すなわち、通信開始時に波長を調整するのみであり、時間的な変動に対応できない。例えば、ＡＷＧの透過波長は、周囲温度で変動し、また、計時的に変化する。これに対し、初期設定時と同様の波長調整法を採用すると、最終的な波長決定までに時間がかかることから、長い通信不能時間を覚悟する必要があり、通信サービス上、許容できない。
【００１０】
低コストでシステムを構築するためには、できる限り簡易で追加デバイスの必要とならない波長調整方式が求められる。
【００１１】
本発明は、このような不都合を解消し、波長分離多重素子の透過特性の変動によっても安定した光伝送を実現する波長調整方法を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る波長調整方法は、第１及び第２の光送受信装置が、波長分割多重の光伝送路を介して、他の対を構成する光送受信装置間で使われる波長とは異なる波長を使って通信する光伝送システムにおいて、当該第１の光送受信装置から当該第２の光送受信装置への第１伝送方向の光信号に使用される第１波長、及び、当該第２の光送受信装置から当該第１の光送受信装置への第２伝送方向の光信号に使用される、当該第１波長とは異なる第２波長を調整する方法であって、当該第１波長及び当該第２波長として割り当てられている波長を所定記憶手段から読み出すステップと、当該記憶手段から読み出した波長を使って、当該第１及び第２の光送受信装置間の通信の可否を確認するステップと、当該第１及び第２の光送受信装置間の通信が可能な場合に、当該第１の光送受信装置において当該第２伝送方向の光信号の信号品質を検査するステップと、当該第２伝送方向の光信号の信号品質が所定閾値未満の場合に、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップと、所定時間経過後のデータ伝送の空き、及び、信号品質の低下のいずれかをトリガーとして、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、波長分割多重光伝送システムの波長分離多重特性に経時的な変動があったとしても、安定した光伝送を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】下り波長と上り波長の配置例を示す。
【図３】光源波長調整動作の主フローチャートである。
【図４】下り波長微調処理の動作フローチャートである。
【図５】上り波長微調処理の動作フローチャートである。
【図６】本発明の第２実施例の概略構成ブロック図である。
【図７】図６に示す実施例のＡＷＧの波長マップ例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示す。センタ局１０のクライアント１２−１〜１２−ｎはそれぞれ、一芯の光ファイバ５０を使う波長分割多重伝送によりリモート局６０のクライアント６２−１〜６２−ｎと通信する。クライアント１２−ｉ（但し、ｉ＝１〜ｎ。以下、同様。）からクライアント６２−ｉへの下り通信には波長λｄｉが使用され、逆方向の上り通信には、異なる波長λｕｉが使用される。図２は、下り波長λｄｉと上り波長λｕｉの配置例を示す。波長λｄ１〜λｄｎは互いに異なり、波長λｕ１〜λｕｎも互いに異なる。また、下り波長λｄ１〜λｄｎと上り波長λｕ１〜λｕｎは、波長分割多重カプラにより分離多重可能な互いに異なる波長帯に所属する。
【００１７】
理解を容易にするために、本実施例のデータ伝送時の基本的な動作を先に説明する。クライアント１２−１は、他のクライアント１２−２〜１２−ｎとは一致しないように割り当てられた上り波長及び下り波長を使い、光送受信装置１４−１，７０−１によりクライアント１２−１と双方向で通信する。
【００１８】
光送受信装置１４−１は、クライアント１２−１からの下りデータを波長λｄ１の光信号に変換して、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）１６の波長λｄ１を透過するポートに供給し、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）１８の波長λｕ１を透過するポートからの上り光信号を受光し、当該上り光信号で搬送される上りデータをクライアント１２−１に供給する。光送受信装置１４−２〜１４−ｎは、割り当てられている上り波長及び下り波長が異なることを除いて、光送受信装置１４−１と同じ機能を具備する。
【００１９】
すなわち、光送受信装置１４−ｉは、クライアント１２−ｉからの下りデータを所定波長λｄｉの下り光信号に変換し、所定波長λｕｉの上り光信号を上りデータに変換する変換手段として機能する。詳細は後述するが、実際に使用される下り波長λｄ１〜λｄｎ及び上り波長λｕ１〜λｕｎは、適切な波長値に調整される。
【００２０】
ＡＷＧ１６は、光送受信装置１４−１〜１４−ｎからの下り光信号を合波して波長分割多重（ＷＤＭ）光カプラ２０に供給する。ＷＤＭ光カプラ２０は、下り波長帯Ｂｄ（図２）に属する光信号を光ファイバ５０に供給し、光ファイバ５０からの上り波長帯Ｂｕ（図２）に属する上り光信号をＡＷＧ１８に供給する光素子である。機能的には、ＷＤＭ光カプラ２０の代わりに、波長選択制を有しない光サーキュレータを使用しても良い。
【００２１】
光ファイバ５０を伝搬した下り波長λｄ１〜λｄｎの波長分割多重された光信号は、リモート局６０のＷＤＭ光カプラ６４に入射する。ＷＤＭ光カプラ６４は、ＷＤＭ光カプラ２０と同じ波長透過特性を具備し、光ファイバ５０からの下り波長λｄ１〜λｄｎの光信号をＡＷＧ６６に供給する。後述するように、ＷＤＭ光カプラ６４は、ＡＷＧ６８からの上り波長λｕ１〜λｕｎの光信号を光ファイバ５０に転送する。
【００２２】
ＡＷＧ６６は、ＷＤＭ光カプラ６４からの下り波長λｄ１〜λｄｎの波長分割多重された光信号を個々の下り波長λｄ１〜λｄｎに分離して，対応するポートから出力する。この例では、下り波長λｄ１の光信号を光送受信装置７０−１に供給し、下り波長λｄ２の光信号を光送受信装置７０−２に供給し、以下、同様である。まとめると、ＡＷＧ６６により、下り波長λｄ１〜λｄｎの光信号はそれぞれ、光送受信装置７０−１〜７０−ｎに入力する。
【００２３】
光送受信装置７０−１〜７０−ｎはそれぞれ、ＡＷＧ６６から入力する下り波長λｄ１〜λｄｎの光信号を電気信号である下りデータ信号に変換し、クライアント６２−１〜６２−ｎに供給する。このようにして、クライアント１２−ｉからクライアント６２−ｉに下りデータが伝送される。
【００２４】
クライアント６２−ｉからクライアント１２−ｉへの上りデータ伝送動作を説明する。光送受信装置７０−１は、クライアント６２−１からの上りデータを波長λｕ１の光信号に変換して、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）６８の波長λｕ１を透過するポートに供給する。光送受信装置７０−２〜７０−ｎも、光送受信装置７０−１と同様に動作する。すなわち、光送受信装置７０−ｉは、クライアント６２−ｉからの上りデータを所定波長λｕｉの上り光信号に変換する。
【００２５】
ＡＷＧ６８は、光送受信装置７０−１〜７０−ｎからの上り光信号を合波してＷＤＭ光カプラ６４に供給し、ＷＤＭ光カプラ６４は、上り波長帯Ｂｕ（図２）に属する光送受信装置７０−１〜７０−ｎからの上り光信号（波長λｕ１〜λｕｎ）を光ファイバ５０に供給する。
【００２６】
光ファイバ５０を伝搬した上り波長λｕ１〜λｕｎの波長分割多重された上り光信号は、センタ局１０のＷＤＭ光カプラ２０に入射する。ＷＤＭ光カプラ２０は、先に説明したように、光ファイバ５０からの上り波長λｕ１〜λｕｎの上り光信号をＡＷＧ１８に供給する。ＡＷＧ１８は、ＷＤＭ光カプラ２０からの上り波長λｕ１〜λｕｎの波長分割多重された上り光信号を個々の上り波長λｕ１〜λｕｎに分離して、対応するポートから光送受信装置１４−１〜１４−ｎに出力する。この例では、上り波長λｕ１の上り光信号を光送受信装置１４−１に供給し、上り波長λｕ２の上り光信号を光送受信装置１４−２に供給し、以下、同様である。
【００２７】
光送受信装置１４−１〜１４−ｎはそれぞれ、ＡＷＧ１８から入力する上り波長λｕ１〜λｕｎの上り光信号を電気信号である上りデータ信号に変換し、クライアント１２−１〜１２−ｎに供給する。このようにして、クライアント６２−ｉからクライアント１２−ｉに上りデータが伝送される。
【００２８】
光送受信装置１４−１の内部の基本動作を説明する。光送受信装置１４−１では、フレーム変換装置３０が、クライアント１２−１からの下りデータを光伝送のフレーム構造に変換すると共に、必要により制御装置４０からの種々の制御情報を埋め込む。制御装置４０は、波長可変レーザ（ＴＬＤ）３２のレーザ発振波長、すなわち下り波長を、後述する方法で制御する。ＴＬＤ３２は連続レーザ発振し、光変調器３４は、フレーム変換装置３０の出力信号に従い、ＴＬＤ３２の出力光を変調、例えば、強度変調する。ＴＬＤ３２は、光変調器３４の変調に同期してパルス発振していても良い。光変調器３４の出力光は、クライアント１２−１からクライアント６２−１への下りデータを搬送する下り光信号であり、光送受信装置１４−１の出力が接続するＡＷＧ１６のポートに入力する。
【００２９】
また、受光器（ＰＤ）３６は、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）１８からの上り光信号を電気信号に変換して、フレーム変換装置３８に供給する。フレーム変換装置３８は、受光器３６の出力信号のうち、クライアント１２−１に向けた上りデータを所定フレーム構造でクライアント１２−１に供給し、光送受信装置１４−１，７０−１間の制御（例えば，波長制御）に関する制御信号を制御装置４０に供給する。
【００３０】
波長対応表４２には、光送受信装置１４−１が、対向する光送受信装置７０−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長の対応が格納されている。これらの上り波長と下り波長は、光送受信装置１４−１が接続するＡＷＧ１６，１８の対応ポートを透過する波長である。詳細は後述するが、制御装置４０は、波長対応表４２を参照して、光送受信装置７０−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長を設定し、調整する。
【００３１】
光送受信装置７０−１の内部の基本動作は、光送受信装置１４−１のそれと同様である。フレーム変換装置８０が、クライアント６２−１からの上りデータを光伝送のフレーム構造に変換すると共に、必要により制御装置９０からの種々の制御情報を埋め込む。制御装置９０は、波長可変レーザ（ＴＬＤ）８２のレーザ発振波長、すなわち上り波長を、後述する方法で制御する。ＴＬＤ８２は連続レーザ発振し、光変調器８４は、フレーム変換装置８０の出力信号に従い、ＴＬＤ８２の出力光を変調、例えば、強度変調する。ＴＬＤ８２は、光変調器８４の変調に同期してパルス発振していても良い。光変調器８４の出力光は、クライアント６２−１からクライアント１２−１への上りデータを搬送する上り光信号であり、光送受信装置７０−１の出力が接続するＡＷＧ６８のポートに入力する。
【００３２】
また、受光器（ＰＤ）８６は、ＡＷＧ６６からの下り光信号を電気信号に変換して、フレーム変換装置８８に供給する。フレーム変換装置８８は、受光器８６の出力信号のうち、クライアント６２−１に向けた下りデータを所定フレーム構造でクライアント６２−１に供給し、光送受信装置１４−１，７０−１間の制御（例えば，波長制御）に関する制御信号を制御装置９０に供給する。
【００３３】
波長対応表９２には、光送受信装置７０−１が、対向する光送受信装置１４−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長の対応が格納されている。これらの上り波長と下り波長は、光送受信装置７０−１が接続するＡＷＧ６６，６８の対応ポートを透過する波長である。制御装置９０は、必要により、制御装置４０同様に動作して、光送受信装置１４−１との間での光通信に使用する上り波長と下り波長を設定し、調整することができる。
【００３４】
以上の説明から容易に理解できるように、下り光信号は、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０，６４及びＡＷＧ６６を通過する。これは、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０、光ファイバ５０、ＷＤＭ光カプラ６４及びＡＷＧ６６からなる波長分割多重光伝送路が、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０，６４及びＡＷＧ６６の波長フィルタ特性を乗算して得られる合成波長フィルタ特性を有することになり、下り光信号は、この合成波長フィルタ特性を通過できなければならない。同様に、上り光信号は、ＡＷＧ６８、ＷＤＭ光カプラ６４，２０及びＡＷＧ１８による合成波長フィルタ特性を通過できなければならない。
【００３５】
特に、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８は、周期的な波長特性を具備する光素子であり、光送受信装置１４−ｉ，７０−ｉは、その出力光信号の波長が、接続するＡＷＧ１６，６８のポートの通過波長帯に入るように、好ましくは、当該通過波長帯の最大透過率に相当する波長に調整される必要がある。ＡＷＧの通過波長は、周囲温度の影響を受けて変化し、また、経時的にも変化する。従って、運用中にも光送受信装置１４−ｉ，７０−ｉの光源波長を適切な値に調整する必要がある。但し、その波長変動は、隣のポートの通過波長帯に一致する程では無いのは勿論である。
【００３６】
光送受信装置１４−１，７０−１の間での光源波長調整動作を例に、本実施例の波長調整方法を説明する。図３は、その動作フローチャートを示す。光送受信装置１４−１，７０−１を図１に示す位置に接続し、電源をオンにする。制御装置４０は波長対応表４２を参照し、上りと下りに割り当てられている波長を読み込む（Ｓ１）。下りに割当てられている波長は、光送受信装置１４−１が接続するＡＷＧ１６のポートを透過する波長であり、ＡＷＧ６６の、光送受信装置７０−１に接続するポートを透過する波長である。
【００３７】
制御装置４０は、読み込んだ下り用の割当て波長にＴＬＤ３２のレーザ発振波長を制御し、また、読み込んだ上り用の割当て波長を光送受信装置７０−１に指定するために、その波長値をヘッダ等に埋め込んだ所定フォーマットの波長設定用制御信号をフレーム変換装置３０から光変調器３４に出力させる。光変調器３４は、フレーム変換装置３０からの波長設定用制御信号に従い、ＴＬＤ３２の出力光を変調する。これにより、波長設定用制御信号を搬送する下り光信号が生成され、光送受信装置７０−１に送信される（Ｓ２）。
【００３８】
この下り光信号は、ＡＷＧ１６、ＷＤＭ光カプラ２０、光ファイバ５０、ＷＤＭ光カプラ６４及びＡＷＧ６６を介して、光送受信装置７０−１の受光器８６に入射する。受光器８６は、ＡＷＧ６６からの下り光信号を電気信号に変換し、フレーム変換装置８８は、受光器８６の出力信号（波長設定用制御信号）を制御装置９０に供給する。
【００３９】
制御装置９０は、受信した波長設定用制御信号で指定された上り波長にＴＬＤ８２のレーザ波長を設定し、所定の応答信号をフレーム変換装置８０から光変調器８４に出力させる。光変調器８４は、フレーム変換装置８０からの応答信号に従いＴＬＤ８２の出力光を変調する。これにより、応答信号を搬送する上り光信号が生成される。この上り光信号は、ＡＷＧ６８、ＷＤＭ光カプラ６４、光ファイバ５０、ＷＤＭ光カプラ２０及びＡＷＧ１８を介して、光送受信装置１４−１の受光器３６に入射する。受光器３６は、ＡＷＧ１８からの上り光信号を電気信号に変換し、フレーム変換装置３８は、受光器３６の出力信号（応答信号）を制御装置４０に供給する。
【００４０】
制御装置４０は、一定時間内に光送受信装置７０−１からの応答信号を受信するまで（Ｓ３，Ｓ４）、波長設定用制御信号を光送受信装置７０−１に繰り返し送信する。一定時間内に光送受信装置７０−１からの応答信号を受信しない場合（Ｓ４）、制御装置４０は、波長設定の失敗を図示しないディスプレイに表示することで、オペレータに通知する（Ｓ５）。ネットワーク管理されている場合、光送受信装置１４−１は、管理コンソールに波長設定失敗のメッセージを送信する。波長設定を再開する場合、制御装置４０は、図３に示すフローを再実行する。
【００４１】
光送受信装置７０−１からの応答信号を受信すると（Ｓ３）、制御装置４０は、上り光信号の品質、すなわち信号品質を検査する。検査すべき信号品質は、例えば、受光パワー、符号誤り率又は信号対雑音比である。信号品質が一定以上であれば、波長対応表で指定される下り波長及び上り波長で、妥当な双方向通信が可能であることになるになるので、この時点で、更なる波長調節、すなわち、波長の微調整は不要になる。従って、品質が所定閾値以上の場合（Ｓ６）は、下り波長の微調整（Ｓ７）と上り波長の微調整（Ｓ８）を迂回し、所定閾値未満の場合には（Ｓ６）、下り波長を微調整し（Ｓ７）、上り波長を微調整する（Ｓ８）。これらの微調整処理の詳細は後述する。
【００４２】
以後、制御装置４０は、一定時間の経過を待ち（Ｓ９）、データ伝送の空きを狙って（Ｓ１０）、下り波長の微調整（Ｓ７）と上り波長の微調整（Ｓ８）を実行する。
【００４３】
このように、周期的又は間欠的に下り波長と上り波長を微調整することで、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の透過波長の変動にかかわらず、良好な伝送状態を維持できる。
【００４４】
波長微調処理（Ｓ７，Ｓ８）では、下り波長／上り波長をＡＷＧ１６，１８，６６，６８の個々のポートの通過帯域内に入るような微少量±Δλだけ変位させ、それぞれの信号品質により適用すべき波長を決定する。これにより、３回の信号品質計測で、短時間に好ましい波長を決定できる。Δλは例えば、通過帯域幅（半値幅）の１０％程度で良い。
【００４５】
図４は、下り波長微調処理（Ｓ７）の詳細なフローチャートを示す。図４を参照して、下り波長微調処理の詳細を説明する。
【００４６】
光送受信装置１４−１（制御装置４０）は、現在、適用している下り波長λｄ１で、光送受信装置７０−１に信号品質を問い合わせる品質問合せ信号を送信する（Ｓ１１）。光送受信装置７０−１には、上り波長として現在の上り波長λｕ１を指定する。微調処理（Ｓ７，Ｓ８）を一度も実行していないときには、下り波長λｄ１は波長対応表４２に記録された下り波長に等しく、光送受信装置７０−１に指定する上り波長λｕ１は、波長対応表４２に記録された上り波長に等しい。光送受信装置７０−１の制御装置９０は、光送受信装置１４−１からの品質問合せ信号の受光パワー、符号誤り率又は信号対雑音比等により信号品質を計測し、その計測結果を、指定された上り波長λｕ１の上り光信号で光送受信装置１４−１に返信する。光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１からの返信結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの応答が一定時間内に無い場合、制御装置４０は、返信として所定の悪い品質値を記憶する。
【００４７】
次に、制御装置４０は、下り波長をλｄ１＋Δλに変更し、光送受信装置７０−１に信号品質を問い合わせる品質問合せ信号を送信する（Ｓ１２）。Δλは、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の個々のポートの通過帯域幅（半値幅）の１０％程度である。光送受信装置７０−１に指定する上り波長は、現在の上り波長λｕ１のままである。ステップＳ１１と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１からの返信された品質測定結果を内蔵メモリに記憶し、光送受信装置７０−１からの応答が一定時間内に無い場合、所定の悪い品質値を記憶する。
【００４８】
更に、制御装置４０は、下り波長をλｄ１−Δλに変更し、光送受信装置７０−１に信号品質を問い合わせる品質問合せ信号を送信する（Ｓ１３）。ここでも、光送受信装置７０−１に指定する上り波長は、現在の上り波長λｕ１のままである。ステップＳ１１，Ｓ１２と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信される品質測定結果を内蔵メモリに記憶し、光送受信装置７０−１からの応答が一定時間内に無い場合、所定の悪い品質値を記憶する。
【００４９】
このようにして、３つの下り波長λｄ１，λｄ１＋Δλ，λｄ１−Δλで下り光信号の信号品質が計測でき、制御装置４０は、これら３つの波長の内で最も信号品質の良い波長を、適用すべき下り波長λｄ１とする。
【００５０】
図５は、上り波長微調処理（Ｓ８）の詳細なフローチャートを示す。図５を参照して、上り波長微調処理の詳細を説明する。
【００５１】
光送受信装置１４−１（制御装置４０）は、現在、適用している下り波長λｄ１で、光送受信装置７０−１に、出力パワー又はビットパターン等を指定した返信要求信号を送信する（Ｓ２１）。光送受信装置７０−１には、上り波長として現在の上り波長λｕ１を指定する。下り波長λｄ１は、下り波長微調処理（Ｓ７）で決定された波長である。上り波長微調処理（Ｓ８）を一度も実行していないときには、光送受信装置７０−１に指定する上り波長λｕ１は、波長対応表４２に記録された上り波長に等しい。
【００５２】
光送受信装置７０−１の制御装置９０は、光送受信装置１４−１からの返信要求信号で指示される上り波長λｕ１で上り光信号を生成し、光送受信装置１４−１に返信する。光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信された上り光信号の受信パワー、符号誤り率又は信号対雑音比等により信号品質を計測し、計測結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの返信が一定時間内に無い場合、制御装置４０は、所定の悪い品質値を内蔵メモリに記憶する。
【００５３】
次に、制御装置４０は、下り波長λｄ１を変更せず、光送受信装置７０−１に指定する上り波長をλｕ１＋Δλに変更して、光送受信装置７０−１に返信要求信号を送信する（Ｓ２２）。ステップＳ２１と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信される上り光信号の信号品質を測定し、その測定結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの応答が一定時間に無い場合、制御装置４０は、所定の悪い品質値を内蔵メモリに記憶する。
【００５４】
更に、制御装置４０は、下り波長λｄ１を変更せず、光送受信装置７０−１に指定する上り波長をλｕ１−Δλに変更して、光送受信装置７０−１に返信要求信号を送信する（Ｓ２３）。ステップＳ２１，Ｓ２２と同様に、光送受信装置１４−１の制御装置４０は、光送受信装置７０−１から返信される上り光信号の信号品質を測定し、その測定結果を内蔵メモリに記憶する。光送受信装置７０−１からの応答が一定時間に無い場合、制御装置４０は、所定の悪い品質値を内蔵メモリに記憶する。
【００５５】
このようにして、３つの上り波長λｕ１，λｕ１＋Δλ，λｕ１−Δλで上り光信号の信号品質が計測でき、制御装置４０は、これら３つの波長の内で最も信号品質の良い波長を、適用すべき上り波長λｕ１と決定し、光送受信装置７０−１に通知する（Ｓ２４）。
【００５６】
このように、本実施例では、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の個々のポートの通過帯域内の透過率最大の波長を探索することをせず、３つの、即ち少数の波長の信号品質の比較で適用すべき上り波長／下り波長を決定するので、決定までに要する時間を短縮できる。
【００５７】
また、波長微調処理をデータ伝送の空き時間帯に挿入することで、ＡＷＧ１６，１８，６６，６８の温度変化又は計時変化に基づく全体の波長特性にも、適応的に対応でき、長期にわたり良好な伝送特性を期待できる。
【００５８】
本実施例では、所定時間の経過及びデータ伝送の空きをトリガーとして上り波長と下り波長を微調整したが、それぞれ光信号の品質が所定閾値より低下したことをトリガーとして波長微調整処理を起動するようにしてもよい。その時点での光伝送系のトータルな透過波長特性から光信号の波長がずれている可能性が高いからである。
【実施例２】
【００５９】
ＷＤＭ光カプラ２０，６４に相当するＷＤＭ光カプラを光送受信装置１４−ｉ，７０−ｉに配置することで、ＡＷＧを半減できる。図６は、変更構成の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
【００６０】
変更された構成部分を説明する。センタ局１１０では、光送受信装置１１４−ｉ内にＷＤＭ光カプラ２０と同じ伝達特性のＷＤＭ光カプラ１１６を配置する。そして、各光送受信装置１１４−ｉのＷＤＭ光カプラ１１６と光ファイバ５０との間に、周期的な波長分離多重特性のＡＷＧ１２０に接続する。同様に、リモート局１６０でも、光送受信装置１７０−ｉ内にＷＤＭ光カプラ６４と同じ伝達特性のＷＤＭ光カプラ１６６を配置する。そして、各光送受信装置１７０−ｉのＷＤＭ光カプラ１６６と光ファイバ５０との間に、ＡＷＧ１２０と同じ波長分離多重特性のＡＷＧ１６４に接続する。
【００６１】
図７は、ＡＷＧ１２０，１６４で波長分離多重される波長のマップ例を示す。ＡＷＧ１２０、１６４の波長分離多重特性は、ＦＳＲ（Free Spectrum Range）を周期とする周期性を具備するので、各光送受信装置１１４−ｉに、ＡＷＧ１２０の或るＦＳＲの波長と別のＦＳＲの異なる波長とを割り当てることで、単一のＡＷＧ１２０で下り波長を多重しつつ上り波長を分離でき、また、下り波長を分離しつつ上り波長を多重できる。
【００６２】
なお、個々のポートの透過波長帯幅が、互いに異なる上り波長と下り波長を含むことができるＡＷＧをＡＷＧ１２０，１６４として使用する場合には、１つのポートの波長帯域内に上り波長と下り波長を割り当ててもよい。但し、波長微調処理で上り波長と下り波長が衝突する可能性があるので、調節範囲を予め制限する必要がある。
【００６３】
上り光信号及び下り光信号の伝搬自体は、ＷＤＭ光カプラによる波長分離多重とＡＷＧによる波長分離多重が、実施例１とは逆の順番になることを除いて同じ出あるので、詳細な説明は省略する。
【００６４】
上記実施例では、センタ局１０，１１０側の光送受信装置１４−ｉ，１１４−ｉが上り波長と下り波長の調整を主導したが、リモート局６０，１６０の光送受信装置７０−ｉ，１７０−ｉが主導しても良いことは明らかであり、この場合、リモート局６０，１６０が波長調整の主局となり、センタ局１０，１１０が従局となる。更には、上り波長の調整と下り波長の調整で主局が異なっても良い。
【００６５】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１０：センタ局
１２−１〜１２−ｎ：クライアント
１４−１〜１４−ｎ：光送受信装置
１６：アレイ導波路格子（ＡＷＧ）
１８：アレイ導波路格子（ＡＷＧ）
２０：ＷＤＭ光カプラ
３０：フレーム変換装置
３２：波長可変レーザ（ＴＬＤ）
３４：光変調器
３６：受光器（ＰＤ）
３８：フレーム変換装置
４０：制御装置
４２：波長対応表
５０：光ファイバ
６０：リモート局
６２−１〜６２−ｎ：クライアント
６４：ＷＤＭ光カプラ
６６：ＡＷＧ
６８：ＡＷＧ
７０−１〜７０−ｎ：光送受信装置
８０：フレーム変換装置
８２：波長可変レーザ（ＴＬＤ）
８４：光変調器
８６：受光器（ＰＤ）
８８：フレーム変換装置
９０：制御装置
９２：波長対応表
１１０：センタ局
１１４−１〜１１４−ｎ：光送受信装置
１１６：ＷＤＭ光カプラ
１２０：ＡＷＧ
１６０：リモート局
１７０−１〜１７０−ｎ：光送受信装置
１６６：ＷＤＭ光カプラ
１６４：ＡＷＧ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の光送受信装置が、波長分割多重の光伝送路を介して、他の対を構成する光送受信装置間で使われる波長とは異なる波長を使って通信する光伝送システムにおいて、当該第１の光送受信装置から当該第２の光送受信装置への第１伝送方向の光信号に使用される第１波長、及び、当該第２の光送受信装置から当該第１の光送受信装置への第２伝送方向の光信号に使用される、当該第１波長とは異なる第２波長を調整する方法であって、
当該第１波長及び当該第２波長として割り当てられている波長を所定記憶手段から読み出すステップと、
当該記憶手段から読み出した波長を使って、当該第１及び第２の光送受信装置間の通信の可否を確認するステップと、
当該第１及び第２の光送受信装置間の通信が可能な場合に、当該第１の光送受信装置において当該第２伝送方向の光信号の信号品質を検査するステップと、
当該第２伝送方向の光信号の信号品質が所定閾値未満の場合に、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップと、
所定時間経過後のデータ伝送の空き、及び、信号品質の低下のいずれかをトリガーとして、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップ
とを具備することを特徴とする波長調整方法。
【請求項１】
第１及び第２の光送受信装置が、波長分割多重の光伝送路を介して、他の対を構成する光送受信装置間で使われる波長とは異なる波長を使って通信する光伝送システムにおいて、当該第１の光送受信装置から当該第２の光送受信装置への第１伝送方向の光信号に使用される第１波長、及び、当該第２の光送受信装置から当該第１の光送受信装置への第２伝送方向の光信号に使用される、当該第１波長とは異なる第２波長を調整する方法であって、
当該第１波長及び当該第２波長として割り当てられている波長を所定記憶手段から読み出すステップと、
当該記憶手段から読み出した波長を使って、当該第１及び第２の光送受信装置間の通信の可否を確認するステップと、
当該第１及び第２の光送受信装置間の通信が可能な場合に、当該第１の光送受信装置において当該第２伝送方向の光信号の信号品質を検査するステップと、
当該第２伝送方向の光信号の信号品質が所定閾値未満の場合に、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップと、
所定時間経過後のデータ伝送の空き、及び、信号品質の低下のいずれかをトリガーとして、当該第１伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第１波長と当該第１波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第１波長とし、当該第２伝送方向に対して当該波長分割多重の光伝送路において割り当てられている波長帯の中で当該第２波長と当該第２波長の前後の２波長を含む複数波長について、信号品質を計測し、最も信号品質の良い波長を当該第２波長とするステップ
とを具備することを特徴とする波長調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９０１８４（Ｐ２０１３−９０１８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９６２９（Ｐ２０１１−２２９６２９）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００２０８８９１）ＫＤＤＩ株式会社 (2,700)
【Ｆターム（参考）】
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