本发明涉及光分支单元和光分支方法，特别地，涉及包括光分插功能性(opticaladd-dropfunctionality)并且用在波长复用通信中的光分支单元和光分支方法。
背景技术：
：：海底光缆系统是全球网络的基础。由于较高位比特率调制技术和波长复用技术的进展，一些海底光缆系统实现每秒高于1兆兆位的通信容量。图5是示例与本发明有关的海底光缆系统的常规构造的图。海底光缆系统900包括包含受保护的光纤的海底电缆901、补偿沿光纤的衰减的光海底中继器902、分别将海底电缆分成两条的光分支单元903，以及安装在陆地上的登陆站(站A至F)904。光分支单元903分支或耦合从相邻登陆站A至F或光分支单元903输入的波分复用(WDM)信号。光分支单元903分类为在分支或耦合光纤对的同时将两个光纤看作一对的“固定型”和分支一个光纤对中的不同波长的光信号的“光分插型”(opticaladd-droptype)。专利文献1公开了一种用在海底光缆系统中的环形网络系统和节点单元，并且包括通过、分插功能。[引用文献][专利文献][专利文献1]日本公开专利公开号No.2003-143171技术实现要素：[技术问题]当由于诸如地震的灾害破坏海底光缆系统的电缆时，大量通信量可能丢失，并且极其严重和大规模通信故障可能发生。为解决此问题，已经提出了用于建立在传输路径故障的情况下，绕过故障区段的替代路径的构造。例如，专利文献1描述了一种海底光缆系统，其中，现用传输路径和备用传输路径的每一个组成环形网络。在专利文献1所述的系统中，当在现用传输路径的节点之间检测到故障时，用备用传输路径代替节点之间的路径。然而，专利文献1中所述的系统中的传输路径的拓扑构造限于环形网络，因此，存在网络构造的灵活性低的问题。此外，在专利文献1中所述的系统使用发送和接收故障信息的监控信道。因此，系统具有当监控信道故障时，可能不能适当地实现从现用传输路径切换到备用传输路径。本发明的目的是提供用于允许灵活的网络构造并且在连接多个光分支单元的光通信系统中的路径故障的情况下，不执行光分支单元之间的通信，建立替代路径的技术。[技术方案]本发明的光分支单元包括光分插装置，用于在每一波长的基础上，将输入的WDM信号输出到多个路径的任何一个；光波长检测装置，用于检测所输入的WDM信号的波长；波长数据库，在每一波长的基础上，存储有关包含在WDM信号中的光信号通过的区段的信息，以及控制装置，用于当通过光波长检测装置，在区段中的特定一个中未检测到波长数据库中存储的所有波长时，确定在特定区段中发生故障，并且变更光分插装置的设定，以便通过该特定区段的波长的光信号的路径绕过该特定区段。本发明的光分支方法包括在每一波长的基础上，将输入WDM信号输出到多个路径中的任何一个；检测所输入的WDM信号的波长；在每一波长的基础上，在波长数据库中存储有关包含在WDM信号中的光信号通过的区段的信息，以及当通过光波长检测装置，在区段中的特定一个中未检测到波长数据库中存储的所有波长时，确定在特定区段中发生故障，并且变更光分插装置的设定，以便通过特定区段的波长的光信号的路径绕过该特定区段。[有益效果]本发明具有允许灵活网络构造和实现在连接多个光分支单元的光通信系统中的路径故障的情况下，不执行光分支单元之间的通信，建立替代路径的有益效果。附图说明图1是示例根据第一示例性实施例的海底光缆系统的构造的图。图2是示例光分支回路的构造的框图。图3是示例光路故障检测器的构造的框图。图4是示例根据第二示例性实施例的水平可调光分插回路(level-adjustableopticaladd-dropcircuit)的构造的框图。图5是示例与本发明有关的海底光缆系统的常规构造的图。具体实施方式(第一示例性实施例)在下文中，将描述根据本发明的第一示例性实施例的海底光缆系统。图1是示例根据本发明的第一示例性实施例的海底光缆系统100的构造的图。在图1所示的海底光缆系统100中，由光分支单元105代替图5所示的海底光缆系统900中的光分支单元903。光分支单元105是用于安装在海底上的海底光缆的光分支单元。通过海底电缆101，以网状拓扑构造连接光分支单元105。光分支单元105包括四个输入/输出端口，每一个通过海底光缆101和光中继器103，连接到登陆站106(站A至F中的一个)或另一光分支单元105。通过海底光缆101传输的光信号是WDM信号。登陆站106是海底光缆系统100和陆基传输网络之间的连接点。登陆站106安装在陆地上。通过至少一个光分支单元105，互连登陆站106。通过以网状拓扑构造，互连光分支单元105，在登陆站106之间设定多个路径。注意，在下述描述中，必要时，图1所示的四个光分支单元105有时被称为BU(分支单元)1-4。光分支单元105包括能在输入WDM信号中，选择每一波长的信号并且将该信号发送到分支线的光分插功能性。光分支单元105能使用光分插功能性，将通过特定端口输入的光信号分支到其他三个端口的任何一个并且输出该信号。光分支单元105的分支目的地是另一光分支单元105的登陆站106。图2是示例光分支单元105的构造的框图。光分支单元105分别通过四个端口(端口A至D)，连接到图1中的海底光缆101。光分支单元105包括光分插回路201、光路故障检测器202和光分束器203。光分束器203以特定分束比，分支通过光分支单元105的每一端口输入的WDM信号。由光分束器203分支的WDM信号被输入到光路故障检测器202。光分插回路201在每一端口A至D输入并且通过光分束器203的WDM信号中，选择每一波长的信号，并且将该信号输出到任一端口。例如，光分插回路201将在来自海底光缆101的端口A输入的WDM信号分成各个波长的光信号，并且连接光路，使得每一光信号通过任一端口B至D，输出到海底光缆101。端口A至D功能性没有区别。光分插回路201可以是公知的WSS(波长选择开关)。注意当连接到每一端口的海底光缆101包括多个光纤对时，可以对光纤对的每一个提供光分插回路201。图3是示例光路故障检测器202的构造的框图。光路故障检测器202包括光波长检测器204、波长数据库205和控制器206。光路故障检测器202包括识别故障发生的区段，并且必要时指示光分插回路201来变更将发送光信号的端口的功能。光路故障检测器202接收通过光分束器203并且通过各个端口A至D输入的光信号。光波长检测器204个别地连接到各个输入信号的路径。光波长检测器204检测各个端口的输入光信号的波长。由于输入到光波长检测器204的光信号是WDM信号，因此，光波长检测器检测每一复用光信号的峰值波长。光波长检测器204的例子是光谱监视器。光谱监视器是能检测包含在输入WDM信号中的波长和每一波长的光功率的设备，并且包括例如衍射光栅和光电二极管阵列。光谱监视器的典型构造和操作原理是非常公知的，因此，将省略其详细描述。波长数据库205将有关包含在WDM信号中的光信号通过的区段的信息存储为用于每一波长的路径信息。路径信息包括特定波长的光信号通过的光分支单元之间的区段和有关光分支单元的信息。控制器206控制光分支单元105的部件，诸如光波长检测器204、波长数据库205和光分插回路201。控制器206还处理从光波长检测器204和波长数据库205输出的数据。(第一示例性实施例的操作描述)基于上述构造，将描述在海底光缆故障的情况下，光分支单元105的具体操作。在海底光缆系统100的区段故障，诸如电缆破损的情况下，通过该区段的所有波长的光信号被丢失。在此使用的术语“区段”是指光分支单元105之间或光分支单元105与登陆站106之间的区段。光路故障检测电路202检测丢失的波长，并且基于有关丢失波长的光信号的路径信息识别故障区段。在识别故障区段后，控制器206使光分插回路201构成绕过故障区段的替代路径。基于所构成的替代路径，自动地变更发出光信号的位置。在下文中，将举例描述BU1的操作。(1)通过BU1的各个端口输入的每一WDM信号由光分束器203分支并且输入到在光路故障检测器202中提供的光波长检测器204中。(2)在光波长检测器204中，提取有关包含在BU1的每一端口接收的WDM信号中的光信号的波长的信息。光波长检测器204可以仅提取具有大于或等于预定阈值的光功率的光信号的波长。(3)控制器206基于所提取的波长信息，生成在每一端口接收的波长的列表。(4)控制器206将所生成的列表上的波长与在波长数据库205中记录的波长进行比较来确定在波长数据库205中记录的波长是否丢失。当尽管在波长数据库205中被指定为在特定光分支单元(BU1)接收的波长，但光波长检测器202未检测到该波长的光信号时，控制器206确定由于故障，该光信号丢失。(5)控制器206在波长数据库205中搜索确定丢失的波长的光信号的路径信息并且提取由此通过的WDM信号的所有波长丢失的区段。当找到所有波长的光信号丢失的区段时，控制器206确定在该区段中发生故障。(6)当确定在直接连接到光分支单元105(BU1)的区段中发生故障时，可能时，控制器206执行下述操作。控制器206建立替代路径，使得在另一正常端口接收在直接连接到故障区段的端口接收的波长的光信号，并且变更光分插回路201的设定。可以建立替代路径，取决于该路径的建立，伴有另一光分支单元105，诸如BU2的光分插回路的设置的变更。当建立这种替代路径时，还将有关为该故障区段建立的替代路径的信息存储在另一光分支单元105，诸如BU2中。每一光分支单元105根据上述(4)中的过程，检测故障区段，并且当需要建立用于所检测的故障区段的替代路径时，变更光分插回路201的设定。注意，控制器206可以包括指示另一光分支单元的光分插回路基于所存储的光分插回路的替代设定，变更该设定的功能。提供该功能允许对另一光分支单元，强制建立替代路径。(7)基于光分插回路的新设定，更新BU1的波长数据库205中的路径信息。切回在更新前的原始路径的条件可以存储在波长数据库中。例如，当在确定断开的端口，能接收所有丢失的波长时，BU1和BU2的光路故障检测器202可以使光分插回路201的设定恢复成更新前的状态。图1中的区段1损坏的情形被看作具体例子。在该情形下，在光分支单元105的BU1，丢失包含在通过区段1中的光信号中的所有波长。然而，通过其他区段3、5和7输入的波长未丢失。因此，确定故障发生在区段1中，并且变更BU1和BU2的光分插回路201的设定，使得不然将通过区段1的光信号通过例如区段2和7。登陆站A变更设定，使得通过区段2执行所有输入和输出。在预先构成海底光缆系统100期间，将用于故障区段的替代路径的设定存储在各个光分支单元105和各个登陆站106中。通过将有关用于故障区段的替代路径的信息存储在每一光分支单元105中，各个光分支单元105能自动地建立替代路径，无需光分支单元105之间的通信。在BU2中，将从区段7接收的波长与在BU2的波长数据库中存储的波长进行比较。当在区段1中发生故障时，从区段7接收的信号中，被指定通过区段1的波长的所有信号丢失。因此，BU2确定故障发生在区段1中。因此，BU1和BU2检测区段1中的故障，因此，建立区段1故障时将建立的替代路径。然后，变更BU2的光分插回路的设定，以便允许信号绕过区段1传播到BU1。在BU3，通过区段1-BU1-区段5的信号丢失。然而，通过区段3-BU1-区段5的信号未丢失。因此，确定区段5正常。由于类似的原因，确定区段8、9和11正常。当由于区段1的故障，信号迂回到区段2-BU2-区段7时，BU3的光分插回路的设定不受该迂回的影响，因此，不变更BU3的设定。如在BU3中，不变更BU4的光分插回路的设定。考虑图1中的区段5故障的另一例子。由于通过区段5输入的WDM信号在BU1和BU3丢失，确定故障发生在区段5。因此，变更所有光分支单元(BU1至BU4)的光分插回路的设定，使得不然将发送到区段5的WDM信号将迂回到区段7-BU2-区段6-BU4-区段8。在BU1和BU3中，变更光分插回路201的设定，使得发送到区段5的WDM信号被发送到区段7和8。由于通过区段5-BU1-区段7或区段5-BU3-区段8的波长的光信号在BU2和BU4丢失，确定故障发生在区段5。因此，变更光分插回路201的设定，使得从BU1和BU3迂回的光信号通过区段6。以这种方式，当第一示例性实施例的海底光缆系统100中的光分支单元105检测到光信号丢失时，光分支单元105变更光分插回路201的设置，使得绕过丢失光信号的区段。对海底光缆系统100的网络拓扑构造没有限制，例如，网络拓扑构造不需要是环形，只要对要被绕过的区段，能建立替代路径。即使当光分支单元105不能与另一光分支单元105通信时，每一光分支单元105也能自动地建立替代路径。此外，很显然，第一示例性实施例的海底光缆系统100的构造也适用于常规陆基光通信系统。在第一示例性实施例中所述的光分支单元105具有在光通信系统中允许灵活网络构造，和在路径上发生故障的情况下，无需光分支单元之间的通信，能建立替代路径的有益效果。(第一示例性实施例的最小构造)如上所述的光分支单元105可以具有下述最小构造。具体地，具有最小构造的光分支单元包括光分插装置、波长数据库、光波长检测装置和控制装置。光分插装置将输入WDM信号中的每一波长的信号输出到多个路径的任何一个。光波长检测装置检测输入WDM信号的波长。具有最小构造的光分支单元中的光波长检测装置包括图2中的光分束器203和图3中的光波长检测器204的功能。波长数据库在每一波长的基础上，存储包含在WDM信号中的光信号的路径信息。当光波长检测装置未检测到用于特定区段的波长数据库中存储的所有波长时，控制装置确定在特定区段发生故障。然后，控制装置变更光分插装置的设定，使得将通过该特定区段的波长的光信号的路径绕过该特定区段。如上所述的具有最小构造的光分支单元通过光波长检测装置，检测输入WDM信号的波长。然后，当存在未检测到在用于特定区段的波长数据库中存储的所有波长的特定区段时，控制装置确定在该区段发生故障。此外，控制装置变更光分插装置的设置，使得将通过该故障区段(特定区段)的波长的光信号绕过该特定区段。在具有如上所述的最小构造的光分支单元的操作期间，不要求光分支单元之间的通信。具有如上所述的最小构造的光分支单元还具有允许灵活网络构造并且在路径上发生故障的情况下，无需光分支单元之间的通信，能建立替代路径的有益效果。(第一示例性实施例的第一变形)当由于故障，需要迂回光信号时，在待迂回的光信号的路径中，可能已经使用待迂回的光信号的波长。在这种情况下，控制器206可以将同一波长的光信号的优先级相互比较，并且产生光分插回路的使得，使得传输具有较高优先级的光信号。优先级信息可以与波长和路径关联，预先存储在波长数据库中。当变更光分插回路的设定时，控制器206可以检索优先级信息，并且可以设定光分插回路，使得在故障的情况下，传输具有较高优先级的光信号。(第一示例性实施例的第二变形)以许多情况下，控制用在海底光缆系统中的光中继器，使得WDM信号的输出功率几乎保持恒定。在这种情况下，当一些波长的光信号丢失时，剩余波长的光信号的功率增加。当光波长的信号功率增加时，非线性效果的影响增加，因此，传输性能会劣化。为避免传输性能的这种劣化，在第一示例性实施例中所述的光分支单元105可以进一步包括通过另一端口，插入丢失的同一波长的信号的布置。例如，当在端口A丢失光信号时，光分支回路105可以通过使用光分束器，使WDM信号从端口B至D的任何一个分支。光分支单元105可以进一步包括通过使用光学带通滤波器，从分支的WDM信号提取丢失波长的光信号，并且将该光信号插入到光分插回路的端口A的光路中的布置。因此，能防止输出通过端口A输入的信号的位置的WDM信号的波长数减少，因此，能抑制通过光中继器后，WDM信号的各个波长的功率增加。注意，光功率的变化由于从另一端口插入光信号，在光分插回路201的输出的不同波长中发生。在这种情况下，在下述第二示例性实施例中所述的水平可调光分插回路600可以用来抑制不同波长之间光信号的功率的变化。(第二示例性实施例)在第一示例性实施例中所述的光分插回路201中，复用来自不同路径的信号。不同波长的光信号之间的光功率的差异导致在各个光信号之间复用后的信噪比的变化，这导致各个波长之间的传输性能的差异。为防止各个波长之间的传输性能的差异，光分插回路201可以进一步包括允许各个波长的水平调整的功能。图4是示例根据本发明的第二示例性实施例的水平可调光分插回路600的构造的框图。水平可调光分插回路600包括光分插回路610和可变光衰减单元611。可变光衰减单元611包括AWG(阵列波导光栅)601和602、可变光衰减器603、光分束器604和光监视器605。对每一输出端口，提供一个可变光衰减单元611。光分插回路610具有与参考图2所述的光分插回路210类似的构造。水平可调光分插回路600能替代参考图2所述的光分支单元105中的光分插回路201。将从光分插回路610输出的WDM信号输入到AWG601。然后，AWG601将输入WDM信号分成不同波长的信号。可变光衰减器603使来自AWG601的分离光信号衰减在外部控制下在每一波长中变更的衰减量。光分束器604以特定分束比划分每一光信号。光监视器605输出与由光分束器604分支的光信号的强度成比例的电信号。AWG602波长复用通过光分束器的光信号，并且通过光分支单元105的预定端口输出所得信号。具有上述构造的水平可调光分插回路600允许监视由可变光衰减器603衰减的每一光信号的强度，作为从光监视器605输出的电信号的强度。因此，水平可调光分插回路600能通过调整为可变光衰减器603设定的值，抑制不同波长之间输出光信号的功率的变化。代替第一示例性实施例的光分支单元105的光分插回路201，可以使用具有上述构造的第二示例性实施例的水平可调光分插回路600。包括水平可调光分插回路600的第一示例性实施例的光分支单元105除关于第一示例性实施例所述的有益效果外，还具有抑制不同波长的输出光信号的功率变化的有益效果。注意可变光衰减器603、光分束器604和光监视器605可以设置在用于光分插回路610内的各个波长的光路上。将可变光衰减器603、光分束器604和光监视器605设置在光分插回路610内消除了AWG601和602的需要。因此，能减少光分支单元的成本。尽管相对于示例性实施例，描述了本发明，但本发明不限于上述示例性实施例。在本发明的范围内，能对本发明的构造和细节做出本领域的技术人员显而易见的各种改进。例如，光分支单元105和登陆站106的数量和配置不限于图1所示。本申请基于并要求2012年7月2日提交的日本专利申请No.2012-148641的优先权，其全部内容在此引入以供参考。[参考符号列表]100,900海底光缆系统101,901海底光缆103,902光中继器105,903光分支单元106,904登陆站201,610光分插回路202光路故障检测器203光分束器204光波长检测器205波长数据库206控制器600水平可调光分插回路601,602AWG603可变光衰减器604光分束器605光监视器611可变光衰减单元当前第1页1 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