光信号水平调整系统、用于该系统的分析信息和生成控制信号的装置以及分析信息和生成控制信号的方法

摘要

一种光信号水平调整系统能够防止当发生线缆断开时由于信道功率增大所引起的传输路径中的非线性效应而导致的传输特性劣化。用于该系统的方法包括下述步骤：基于被包括在每个终端站设备中的信号断开检测部检测到的以波长块为单位的光信号断开，来获得发生光信号断开的位置、获得需要对与所述位置对应的传输虚拟光的调整的终端站设备与波长块的组合、以及获得虚拟光调整量的步骤；以及将用于对波长块中的虚拟光强度准确调整虚拟光调整量的控制信号发送到需要对传输虚拟光的调整的终端站设备的步骤。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光信号水平调整系统、该系统中的信息分析/控制 信号生成装置、以及信息分析/控制信号生成方法，并且更具体地，涉 及一种能够适用于海底光缆系统和陆上光通信系统的光信号水平调整 系统、该系统中的信息分析/控制信号生成装置以及信息分析/控制信号 生成方法。

背景技术

通常，为了在线缆断开时实现信道功率管理，对光中继器输出进 行调整或者在BU(分支单元)中安装开关电路。然而，这些方法需要 复杂的电路构造并且增加了成本。

专利文献1公开了一种技术，其中将虚拟光(ASE光)设置在波 长信道未分配的波带中，并且在延长时间控制虚拟光的功率以无论要 复用的波长数目如何都保持整个波带中的光功率处于恒定水平。此外， 专利文献2公开了一种其中对要插入的添加光的光功率进行调整的技 术。作为第三示例，专利文献2进一步公开了下述构造，在该构造中 对使用在接收终端站中安装的光谱分析器所测量的信号水平进行分析 以便于调整虚拟光输出。

引用列表

专利文献

[PTL 1]JP-A-2005-051598

[PTL2]JP-A-10-150433

发明内容

技术问题

然而，上述专利文献没有描述对由于发生故障所引起的光功率改 变的对策。

此外，在专利文献1中，在该构造中不包括光分插复用-分支单元， 并且因此没有描述对干线侧与支线侧上的信号水平之间的差进行补偿 的方法。

在采用光分插复用-分支单元(在下文中称为OADM-BU)的海 底线缆系统中发生线缆断开的情况下，不对在正常情况下所插入的信 号进行复用，则主信号信道的数目被减少。因为海底线缆系统中的中 继器的输出几乎恒定，因此主信号信道数目的减少导致信道功率的增 大。当信道功率增大时，由于传输路径的非线性效应而使传输特性劣 化。因此，在线缆断开发生时对主信号信道功率的管理是非常重要的。

本发明的目的在于提供一种能够防止当发生线缆断开时由于信道 功率的增大所引起的传输路径中的非线性效应而使传输特性劣化的光 信号水平调整系统和光信号水平调整方法。

对该问题的解决方案

根据本发明的第一方面，提供了一种光信号水平调整方法，该光 信号水平调整方法包括下述步骤：基于每个波长块中被检测到的并且 每一个均由被包含在终端站设备的每一个中的信号断开检测部检测到 的一个或多个光信号断开，来获得发生光信号断开的位置、终端站设 备和波长块的组合以及虚拟光调整量，所述组合需要经历对传输虚拟 光的调整，所述组合和所述虚拟光调整量与所述位置相对应；以及将 用于对所获得的波长块中的虚拟光的强度调整虚拟光调整量的控制信 号发送到需要经历对传输虚拟光的调整的终端站设备。

根据本发明的第二方面，提供了一种终端站设备，该终端站设备 包括：检测每个波长块中的光信号断开的设备；基于其每一个均由被 包括在终端站设备的每一个中的信号断开检测部检测到的一个或多个 光信号断开来获得发生光信号断开的位置、终端站设备和波长块的组 合以及虚拟光调整量的设备，所述组合需要经历对传输虚拟光的调整， 所述组合和所述虚拟光调整量与该位置相对应；以及用于将对所获得 的波长块中的虚拟光强度调整虚拟光调整量的控制信号发送到需要经 历对传输虚拟光的调整的终端站设备的设备；以及虚拟光生成/调整部， 用于生成已经根据控制信号在每个波长块中调整了其强度的虚拟光。

根据本发明的第三方面，提供了一种终端站设备，该终端站设备 包括：检测每个波长块中的光信号断开的设备；用于基于其每一个均 由被包括在终端站设备的每一个中的信号断开检测部检测到的一个或 多个光信号断开来获得发生光信号断开的位置、终端站设备与波长块 的组合以及虚拟光调整量的设备，所述组合需要经历对传输虚拟光的 调整，所述组合和所述虚拟光调整量与该位置相对应；以及虚拟光生 成/调整部，该虚拟光生成/调整部用于生成已经根据下述控制信号在每 个波长块中调整了其强度的虚拟光，将所述控制信号从用于发送的信 息分析/控制信号生成装置传送到需要经历对传输虚拟光的调整的终端 站设备，该控制信号用于将所获得的波长块中的虚拟光的强度调整虚 拟光调整量。

根据本发明的第四方面，提供了一种信息分析/控制信号生成装 置，该信息分析/控制信号生成装置包括：用于基于每个波长块中被检 测到的并且其每一个均由被包括在终端站设备的每一个中的信号断开 检测部检测到的一个或多个光信号断开来获得发生光信号断开的位 置、终端站设备与波长块的组合以及虚拟光调整量的设备，所述组合 需要经历对传输虚拟光的调整，所述组合和所述虚拟光调整量与该位 置相对应；以及用于将用于对所获得的波长块中的虚拟光的强度调整 虚拟光调整量的控制信号发送到需要经历对传输虚拟光的调整的终端 站设备的设备。

本发明的有利效果

根据本发明，可以防止在发生线缆断开时信道功率的增大，使得 能够防止由于传输路径中的非线性效应而导致的传输特性劣化。

附图说明

[图1]图示海底光缆系统的示例的概念视图。

[图2]图示具有用于说明本发明的构造的海底光缆系统的概念视 图。

[图3]图示图2的光插/分电路的构造的框图。

[图4]图示图2的终端站设备的构造的框图。

[图5]图示当在图2的海底光缆系统中的OADM-BU与支线侧终端 站设备之间发生线缆断开时对虚拟光的强度进行调整这样的状态的概 念视图。

[图6]图示由图2的信息分析/控制信号生成部所使用的表的一部 分的视图。

[图7]图示由图2的信息分析/控制信号生成部所使用的表的其余 部分的视图。

具体实施方式

下面参考附图来详细描述用于实践本发明的示例性实施例。

在采用OADM-BU的海底线缆系统中，(1)在信号带中设置了用 于在线缆断开时间救济主信号的虚拟光，以及(2)在线缆断开发生时 对虚拟光的输出进行调整，以便于抑制主信号的传输特性劣化。

图1中图示的海底光缆系统包括安装在陆地站(landing station) 中的终端站设备101、102、103、111、以及传输路径108、光中继器 113、115、117、107和119，以及位于海底的BU(分支单元)104和 105。将直接发送/接收光信号而无需对其进行分支的陆地站(站A、站 B)101和102的每一个称作“干线站”，并且发送/接收分支信号的陆 地站(站C、站D)103和111的每一个都被称作“支线站”。

BU包括以光纤为单位对信号进行分支的类型以及以波长为单位 对信号进行插入/分出的类型，并且后者被称为“OADM-BU”。公知 的OADM-BU可以仅对期望波长的信号进行插入/分出，由此可以最小 化要安装在陆地站中的终端站设备的数目，这在成本方面是有利的。

图2图示了根据本发明的示例性实施例的海底光缆系统。根据本 示例性实施例的海底光缆系统包括：安装在一个干线站(站A)处的 终端站设备101、安装在另一干线站(站B)处的终端站设备102、安 装在支线站(站C)处的陆地终端站设备103、以波长带为单位对波长 复用的光信号进行插入/分出的OADM-BU 104、光信号通过其传播的 传输路径108、对通过传输路径108传播的光信号的损失进行补偿的光 中继器105，106和107；以及用于连接陆地终端站设备101、102、103 以便于允许设备101、102和103彼此交换信息的通信路径109。

OADM-BU 104包括用于对来自干线侧的信号进行分支并且对来 自支线侧的信号进行复用的光插/分电路104-1和104-3。

如图3所示，光插/分电路104-1和104-3的每一个都包括波长阻 断器104-1-1和光复用部104-1-3。波长阻断器104-1-1通常是带阻断滤 波器；然而，在图3的示例中，波长阻断器104-1-1用作用于阻断长波 长块(长波带)的光信号的高带滤波器。在图3的示例中，光复用部 104-1-3对短波长块(短波带)的光信号与长波长块的光信号进行合成。

信号包括在终端站设备101和102之间发送/接收的干线信号波长 带(干线信号块)201、从干线站的终端站设备101发送的由 OADM-BU104进行分支的并且由支线站的终端站设备103接收到的分 出信号波长带(分出信号块)、以及从支线站的终端站设备103发送 的、由OADM-BU 104复用的并且由干线站的终端站设备101和102 接收到的插入信号波长带(插入信号块)203。此外，虚拟光211由陆 上终端站设备101、102和103生成，并且将其设置在每个信号波长带 (信号块)中。可以设置多个虚拟光。通过设置多个虚拟光所获得的 优点是可以降低每个虚拟光的光功率。

光中继器105、106和107的每一个都具有APC(自动泵功率控制 器)105-1和105-3。每个APC保持激励光输出水平恒定，从而以几乎 恒定的功率输出光信号。

图4图示了终端站设备101(102、103)的构造的示例。终端站 设备包括：虚拟光生成/调整部101-7，生成虚拟光并且对其输出的功率 进行调整；信号断开检测部101-13，以波长块为单位(还被称为“子 带”)对来自海底线缆的光信号的断开(信号断开)进行检测；信息 分析/控制信号生成部101-5，用于对来自终端站设备101，102和103 的每一个的信号断开检测部101-13的信号断开信息进行分析并且生成 用于对虚拟光进行输出控制的信号；光发送器/接收器101-1，用于发送 /接收光信号；光复用部101-9，用于对来自光发送器/接收器101-1的 光信号以及来自虚拟光生成/调整部101-7的虚拟光进行复用(波分复 用)并且将得到的信号发送到海底线缆；以及光解复用部101-11，用 于对来自海底线缆的信号进行解复用(波分解复用)并且将得到的信 号发送到光发送器/接收器101-1。

信号断开检测部101-13具有光谱分析仪功能，并且在每个信号波 长带中不存在信号时确定信号断开的发生。

虚拟光生成/调整部101-7、光复用部101-9、光解复用部101-11 以及信号断开检测部101-13构成光复用器/解复用器101-3。

在终端站设备101、102和103的任何一个中仅提供一个信息分析 /控制信号生成部101-5是足够的。替代地，信息分析/控制信号生成部 101-5可以作为独立设备被提供。虽然将控制信号127发送到与图4示 例中的包括信息分析/控制信号生成部101-5的终端站设备相同的终端 站设备，但是该示例性实施例并不局限于此，而是可以将控制信号127 发送到终端站设备101，102和103中的任何一个。也就是说，信息分 析/控制信号生成部101-5收集来自要管理的所有终端站设备的信号断 开检测部101-13的信号断开信息，对所收集的信息进行分析以获得(i) 需要对虚拟光进行强度调整的终端站设备与波长块的组合，以及(ii) 所需要的调整量，并且将与所获得的波长块和调整量有关的信息传送 到需要对虚拟光的强度进行调整的终端站设备的虚拟光生成/调整部 101-7。稍后将描述信息分析/控制信号生成部101-5的操作的具体示例。

虽然传统地使用虚拟光，但是其主要使用目的是在操作中的光发 送器/接收器101-1的数目很小的情况下对光信号的不足进行补偿。

在图5的示例中，通过将功率给予由于线缆断开而导致没有输入 到OADM-BU104的信号波长带，能够保持从OADM-BU 104输出的并 且由后一级的光中继器105和106所放大的主信号的信道功率保持在 恒定水平。此时，所调整的虚拟光是存在于主信号的波长块中的虚拟 光。所调整的虚拟光不被设置在发生线缆断开的一侧上的站中，而是 被设置在与线缆断开侧不同的一侧上。

由分别安装在陆地站中的光传输终端站设备101和102来执行虚 拟光的调整。

下面作为示例将描述图5中所图示的支线侧线缆断开的具体过 程。

1)终端站设备101和102的每一个使用其中所提供的信号断开检 测部101-13对通常应当获取的来自终端站设备103的信号的不存在进 行检测。

2)在该示例中，使用终端站设备101的信息分析/控制信号生成 部101-5。在该情况下，终端站设备101的信号断开检测部101-13和终 端站设备102的信号断开检测部101-13的每一个都将信号断开信息 115传送到终端站设备101的信息分析/控制信号生成部101-5。

3)终端站设备101的信息分析/控制信号生成部101-5对信号断开 信息进行分析，以便于识别线缆断开区，并且然后将控制信号127传 送到终端站设备101的虚拟光生成/调整部101-7以及终端站设备102 的虚拟光生成/调整部101-7。

4)已经接收到指令的终端站设备101的虚拟光生成/调整部101-7 和终端站设备102的虚拟光生成/调整部101-7改变虚拟光的功率。

如果没有针对调整改变虚拟光的功率，那么一侧的波长块消失， 由此在OADM-BU 104中复用之后所获得的总功率降低了消失信号波 长带的量。然而，当针对调整改变了虚拟光的功率时，可以对功率的 降低进行补偿。这可以防止光信号由中继器105和106的APC过度放 大，从而防止由于传输路径的非线性效应而导致传输特性劣化。

在将多个虚拟光设置在相同波长块中的情况下，向多个虚拟光均 匀地分配所需功率。例如，在由于线缆断开而导致大量信号波长消失 并且由此要补偿的功率很大的情况下，设置多个虚拟光会减小每个波 的虚拟光的负载。

在图5中所说明的支线侧线缆断开中，假定(i)设置在干线信号 带中的干线信号和虚拟光的功率与(ii)设置在插/分信号带中的插/分 信号和虚拟光的功率之间的比率是n∶m。此外，假定通过对(i)设置 在干线信号带中的干线信号和虚拟光以及(ii)部署在插/分信号带中的 插/分信号和虚拟光进行复用所获得的总功率是P_t[mW]。

如下以线性标度来表示当支线侧上的信号(部署在插入信号带中 的插入信号和虚拟光)消失时所减小的功率的绝对量Δ：

Δ＝(P_t*m)/(m+n)[mW]

在其中假定在调整之前每一个虚拟光的输出功率是P_d[mW]，并 且要控制的虚拟光的数目是d，对要控制的所有虚拟光的功率进行均匀 调整的情况下，如下以线性标度来表示在调整之后的一个虚拟光的功 率与在调整之前的一个虚拟光的功率之间的比率：

(P_d+(Δ/d))/P_d＝1+(P_t*m)/(P_d*(m+n)*d)

在构造海底线缆系统的最初阶段中，从终端站设备103传送的插 入信号和从终端站设备101和102的每一个传来的分出信号的强度被 调整为彼此相等。

在干线信号与插/分信号之间的比率固定的情况下，可以唯一地确 定发生线缆断开的位置以及虚拟光的调整量。由此，通过给出其中针 对发生线缆断开的每个位置预先设置了虚拟光的调整量的信息分析/控 制信号生成部101-5数据，能够减少控制所需要的处理时间。

作为虚拟光，可以使用CW(连续波)虚拟光或ASE(放大的自 发发射)虚拟光。

代替对虚拟光的输出进行调整，可以添加另一虚拟光。

在图5的示例中，仅设置在干线信号块中的虚拟光强度被增大； 然而，在该情况下，在光中继器105和106的APC的输出中所利用的 光信号的强度可能被降低到低于容许范围。为了避免此，部署在分出 信号块中的虚拟光在强度上被降低或者被消除。

接下来，将描述信息分析/控制信号生成部101-5的操作的细节。

信息分析/控制信号生成部101-5具有如图6和7中图示的表。

图6的表格是表示故障区与信号断开的组合之间的关系的表，该 信号断开的每一个在每个终端站设备(或站)的每个输入的每个波长 块中(或每个波长带)发生或不发生。该组合被称为“故障模式”。 图7是表示下述一个或多个波长块(或波长带)(如果有的话)的表： 对于每个故障模式，所述一个或多个波长块需要经历对虚拟光强度的 调整并且其中的每一个出现在终端站设备(或站点)的输出处。图7 中的表还表示对于每个故障模式，用于需要经历对虚拟光强度的调整 的波长块的每一个的虚拟光调整量。在图7的表中，所有调整量被表 达为“xxdB”；然而，实际调整量根据如上所述的相同计算来获得并 且被预先计算并且写入到图7的表中。

因此，当检测到图6的任何一个故障模式时，信息分析/控制信号 生成部101-5将用于标识执行调整所需要的虚拟光生成/调整部101-7 的信息以及用于根据图7的表表示虚拟光的调整量的信息二者传送到 一个或多个终端站设备，该一个或多个终端站设备的每一个包括调整 虚拟光的强度所需要的虚拟光生成/调整部101-7。

图5图示了发生故障模式No.1的情况。

虽然已经详细描述了本发明的示例性实施例，但是应当理解，在 不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以做 出各种改变、替换以及替代。此外，本发明人的意图是保持要求保护 的本发明的所有等价物，即使在起诉期间修改了权利要求。

本申请基于并且要求在巴黎公约下的在前日本专利申请 No.2009-068004(2009年3月19日提交)的优先权的权益，其全部 内容通过引用并入这里。

工业实用性

本发明可以用于海底光缆系统或陆上光通信系统。

附图标记列表

101、102、103：终端站设备

101-1：光发送器/接收器

101-3：光复用器/解复用器

101-5：信息分析/控制信号生成部

101-7：虚拟光生成/调整部

101-9：光复用部

101-11：光解复用部

101-13：信号断开检测部

104：OADM-BU

105、106、107：光中继器

105-1，105-3：APC

108：传输路径

201：干线信号块

202：分出信号块

203：插入信号块