光传输设备、传输系统和传输系统的控制方法与流程

本发明涉及光传输设备、传输系统和传输系统的控制方法，尤其涉及对要通过光纤传输的光信号的补偿。

背景技术：

在海底光缆系统中，随着通信量的增加，需要加宽线路的带宽并增强网络的功能。因此，诸如光分插复用器(oadm)和可重构光分插复用器(roadm)的技术被应用于海底光缆系统。

在应用了roadm技术的海底光缆系统中，使用了波分复用(wdm)通信。光传输设备将客户端信号作为波长复用的光信号输入到海底光缆，并且在一根光纤中容纳多个路径，从而提高了网络的灵活性。

以这样的方式控制海底光缆系统，使得要通过由光纤构成的光缆传输的信号的总功率是恒定的。例如，当由于海底光缆等的断开而丢失了要传输的信号的一部分波长分量时，可以考虑通过放大该信号的其他波长分量来补偿丢失信号的功率。然而，当增加信号的特定波长分量的功率时，光谱由于光纤的非线性效应而改变，因此信号的传输线质量劣化。因此，海底光缆系统使用了利用虚拟光补偿丢失的信号强度的功能。

例如，专利文献1(ptl1)提出了在登陆站的光传输设备中，根据要由发送单元发送的主信号的功率波动来生成虚拟光。在ptl1中，将要由发送单元发送的主信号和虚拟光在多路复用单元中被多路复用，然后输出到相对的终端站。

专利文献2(ptl2)涉及暗光纤的监视测试方法，并且提出了暗光纤的设备租赁公司监视暗光纤的光传输特性并且向用户通知租用的暗光纤。

[引用列表]

[专利文献]

[ptl1]国际公开no.wo2015/045311

[ptl2]日本专利申请公开no.2003-244080

技术实现要素：

[本发明解决的技术问题]

光传输设备包括：发送单元，其输出主信号；以及多路复用单元，其多路复用并输出要由该发送单元输出的主信号。在此，假设制造构成传输设备的发送单元和多路复用单元的供应商不同。发送主信号的发送器也可以由各种供应商制造，并根据各种标准进行配置。

当传输设备由单个供应商制造时，可以在系统设计时设置包括操作之后的附加分量的主信号的波段，该操作包括发送单元和多路复用单元，并且因此在与主信号的波段不同的波段中设置虚拟光。然而，当发送器由各种供应商制造时，假设主信号被添加在操作开始时未设置的波段中。还假设要添加的主信号的波长实际上与系统设计的波长不同。此时，可能会出现主信号和虚拟光之间的波段重叠的问题。

因此，有必要根据要添加的主信号的波段来调节虚拟光的波段，但是，专利文献1中没有记载实现该调节的技术。

本发明的目的是提供一种光传输设备，传输系统以及传输系统的控制方法，该光传输设备，传输系统以及传输系统的控制方法可以根据要添加的主信号的波段来调节虚拟光的波段。

[问题的解决方案]

为了实现上述目的，根据本发明的光传输设备包括：

输出分支单元，其多路复用并输出添加的主信号和虚拟光；

波长调节单元，其调节虚拟光的波段；

信号检测单元，输入要由输出分支单元输出的光信号，检测添加的主信号的波段，并输出检测结果；以及

控制单元，其根据信号检测单元的检测结果控制波长调节单元。

根据本发明的传输系统包括经由光纤连接的光传输设备，其中

该光传输设备包括：

输出分支单元，其多路复用并输出添加的主信号和虚拟光；

波长调节单元，其调节虚拟光的波段；

信号检测单元，输入要由输出分支单元输出的光信号，检测添加的主信号的波段，并输出检测结果；以及

控制单元，其根据信号检测单元的检测结果控制波长调节单元。

根据本发明的传输系统的控制方法是一种光传输设备经由光纤被连接到传输系统的控制方法，并且包括：

多路复用并输出来自发送器的主信号和要输入的虚拟光；

测量来自发送器的主信号和要输入的虚拟光的多路复用的输出的每个波长的光信号强度，并输出检测结果；以及

根据检测结果调节多路复用的输出的信号的波段。

[发明的有益效果]

本发明能够提供光传输设备，传输系统以及传输系统的控制方法，该光传输设备，传输系统以及传输系统的控制方法能够根据要添加的主信号的波段来调节虚拟光的波段。

附图说明

图1中的上图和下图是根据第一示例实施例的光传输设备的框图。

图2是示出当添加发送器101c时的光传输设备的操作的流程图。

图3是示出在图1的上图中将发送器101c添加到光传输设备时虚拟光的on/off控制的概念图。

图4是示出传输系统的一个示例的框图。

图5是根据第二示例实施例的光传输设备的框图。

图6是示出当添加发送器101c时的光传输设备的操作的流程图。

图7是示出当将发送器101c添加到图5中的光传输设备时虚拟光的on/off控制的概念图。

图8是根据第三示例实施例的光传输设备的框图。

图9a是示出传输系统的一个示例的框图。

图9b是示出传输系统的另一示例的框图。

图10是根据第四示例实施例的光传输设备的框图。

图11a是根据第四示例实施例的光传输设备在仅发送虚拟光的状态下的框图。

图11b是根据第四示例实施例的光传输设备的框图，示出了在仅发送虚拟光的状态下的冗余配置。

图12是根据第四示例实施例的光传输设备的接收侧传输设备的框图。

图13是示出虚拟光的on/off控制的概念图。

图14是示出虚拟光等的on/off控制的流程图。

图15是根据其他示例实施例的传输系统的框图。

具体实施方式

参考附图详细描述本发明的优选示例实施例。

<第一示例实施例>

图1中的上图和下图是根据第一示例实施例的光传输设备的框图。图1的上图中的光传输设备包括多个发送器101a和101b、信号检测单元105、控制单元106和虚拟光输出单元107。图1的下图中的光传输设备示出了在图1的上图中将发送器101c添加到光传输设备的状态。

图1的上图中的光传输设备安装在登陆站中。图1的上图中的光传输设备经由海底光缆中的光纤将光信号输出到相对的终端站中的光传输设备。多个发送器101a和101b是应答器。虚拟光输出单元107输出虚拟光。虚拟光输出单元107包括输出放大的自发发射(ase)光的光源。

图1的上图中的光传输设备包括输出分支单元103和作为波长调节单元的一个示例的波段调节单元104。图1的上图中的光传输设备的输出分支单元103和波段调节单元104可以由例如波长复用设备(wme)构成。

输出分支单元103可以将要输入的主信号和虚拟光输出到光纤和信号检测单元105。这里，输出分支单元103可以由例如光耦合器构成。输出分支单元103也可以由波长选择开关构成。

波段调节单元104调节虚拟光的波段。波段调节单元104可以由例如可调谐滤光器构成。波段调节单元104可以与虚拟光输出单元107一体地设置。

输出分支单元103和波段调节单元104可以被集成并且由波长选择开关(wss)构成。

信号检测单元105可以测量来自输出分支单元103的每个波长的光信号的波段。此外，信号检测单元105可以能够测量每个波长的光信号的中心波长、强度等。信号检测单元105可以由光信道监视器(ocm)构成。

控制单元106控制波段调节单元104和输出分支单元103。控制单元106基于信号检测单元105的输出来控制波段调节单元104和输出分支单元103。当波段调节单元104和输出分支单元103被配置为wss时，控制单元106可以被设置在wss内。

<操作>

在图1的上图中的光传输设备的操作中，将描述与虚拟光的波段控制有关的操作，特别是当添加了发送器101c作为图1的下图中所示的光传输设备时。图2是示出在添加了发送器101c时的光传输设备的操作的流程图。图3是示出当在图1的上图中将发送器101c添加到光传输设备时虚拟光的on/off控制的概念图。

假设现有发送器101c输出第一波长的信号，现有发送器101b输出第二波长的信号，并且添加的发送器101c输出第三波长的信号。

首先，将发送器101c添加到图1的上图的光传输设备中(步骤s1)。然后，从添加的发送器101c输出具有第三波长的主信号(步骤s2)。输出分支单元103将要输入的第三波长的信号输出到信号检测单元105。此外，输出分支单元103将来自现有发送器101a和101b的主信号以及虚拟光输出至信号检测单元105。当输出分支单元103被提供为wss时，输出分支单元103可以阻塞第三波长的信号到光纤的输出。

接下来，信号检测单元105监视将从输出分支单元103输入的光信号的波段(步骤s3)，并将监视结果通知给控制单元106。

接下来，控制单元106基于来自信号检测单元105的监视结果来控制虚拟光的波段(步骤s4)。更具体地，控制单元106基于来自信号检测单元105的监视结果，识别添加的第三波长的信号的波段。控制单元106指示波段调节单元104控制虚拟光的波长。例如，控制单元106以这样的方式控制波段调节单元104，使得其阻挡与虚拟光的波段中的第三波长的信号的波段重叠的波段。

输出分支单元103向光纤输出现有的主信号、添加的波长的光信号以及被调节了波段的虚拟光(步骤s5)。当输出分支单元103由波长选择开关构成时，控制单元106可以响应于控制虚拟光的波段的波段调节单元104，指示输出分支单元103向光纤输出添加的波长的光信号。

通过这样的操作，在图3所示的虚拟光的波段中，将与要由添加的发送器101c输出的第三波长的频带重叠的频带设置为off，并且将第三波长分配给添加的发送器101c并输出到光纤。

<有益效果>

根据图1中的光传输设备，可以根据要添加的发送器的主信号的波长来调节虚拟光的波段。

此外，在图1的光传输设备中，根据信号检测单元105的监视结果来调节虚拟光的波段。这使得能够支持使用中的波长添加而不会阻塞现有的主信号的通信。

此外，图1中的光传输设备通过主信号的添加来控制虚拟光的波长，因此不需要待添加的发送器101c的复杂控制。结果，图1中的光传输设备可以灵活地响应制造不同供应商和不同标准的发送器。

<第二示例实施例>

图4是示出传输系统的一个示例的框图。海底光缆系统将被描述为传输系统。在图4的传输系统中，光传输设备51(站a)和光传输设备52(站b)通过铺设的光纤连接。

图5是根据第二示例实施例的光传输设备的框图。图5中的光传输设备包括多个发送器101a和101b、多路复用单元102、作为信号检测单元的一个示例的光信道监视器(ocm)108、控制单元106和虚拟光输出单元107。图5中的光传输设备示出了添加了发送器101c的状态。

与根据第一示例实施例的光传输设备类似，图5中的光传输设备被设置在登陆站中。图5中的光传输设备经由海底光缆中的光纤将光信号输出到相对的终端站中的光传输设备。多个发送器101a和101b是应答器。虚拟光输出单元107输出虚拟光。虚拟光输出单元107包括输出放大的自发发射(ase)光的光源。

多路复用单元102包括输出分支单元103和作为波长调节单元的一个示例的波段调节单元104。多路复用单元102例如由波长复用设备(wme)构成。

多路复用单元102中的输出分支单元103可以将要输入的主信号和虚拟光输出到光纤和ocm108。在这里，输出分支单元103可以由光耦合器构成。此外，多路复用单元102中的输出分支单元103可以由能够以波长为单位切换要输入的光信号的输出目的地的波长选择开关构成。

多路复用单元102中的波段调节单元104调节虚拟光的波段。多路复用单元102中的波段调节单元104例如由可调谐滤光器构成。

ocm108测量来自多路复用单元102中的输出分支单元103的每个波长的光信号强度。

控制单元106控制多路复用单元102中包括的波段调节单元104和输出分支单元103。控制单元106基于ocm108的输出，控制多路复用单元102中的波段调节单元104和输出分支单元103。当多路复用单元102被配置为wss时，控制单元106可以被提供在wss内。

根据本示例实施例，控制单元106根据来自ocm108的监视结果来执行对虚拟光的功率控制。换句话说，根据本示例实施例，对虚拟光的功率控制根据发送侧的光传输设备中包括的ocm108的功率监视结果加以执行。

注意，可以根据设置在接收侧的ocm的监视结果来执行根据ocm108的监视结果的虚拟光的功率控制。不管在发送侧还是在接收侧使用ocm，都可以在功率控制期间设置参考值。

<操作>

在图5的光传输设备的操作中，将描述与虚拟光的波段控制有关的操作，特别是当添加了发送器101c时的操作。图6是示出在添加了发送器101c时的光传输设备的操作的流程图。图7是示出当将发送器101c添加到图5中的光传输设备时对虚拟光的on/off控制的概念图。

假设现有发送器101c输出波长λ1的信号，现有发送器101b输出波长λ2的信号，并且添加的发送器101c输出波长λ3的信号。

首先，如图5所示添加发送器101c(步骤s11)。然后，从添加的发送器101c输出具有波长λ3的主信号(步骤s12)。此时，在多路复用单元102的输出分支单元103中，阻塞波长λ3的信号向光纤的输出，并且波长λ3的信号被输出到ocm108。这里，来自现有发送器101a和101b的主信号以及虚拟光可以被输入到ocm108。

接下来，ocm108监视中心波长和波长λ3的输入信号的波段(步骤s13)，并将监视结果通知给控制单元106。

接下来，控制单元106基于来自ocm108的监视结果来控制虚拟光的波长(步骤s14)。更具体地，控制单元106指示多路复用单元102中的波段调节单元104控制虚拟光的波段。此外，控制单元106基于来自ocm108的监视结果来控制虚拟光的功率(步骤s15)。注意，基于监视结果，可以同时执行虚拟光的波段的控制和虚拟光的功率的控制，或者可以在控制虚拟光的功率之后执行对虚拟光的波段的控制。

接下来，将添加的波长的光信号输出到光纤(步骤s16)。更具体地，控制单元106响应于控制虚拟光的波段的波段调节单元104，指示输出分支单元103将添加的波长的光信号输出到光纤。

通过这样的操作，在图7所示的虚拟光的波段中，将与要由添加的发送器101c输出的波长λ3的频带重叠的频带设置为off，并且将波长λ3分配给添加的发送器101c并输出到光纤。

<有益效果>

根据本示例实施例，根据来自ocm108的监视结果来执行对虚拟光的功率控制。这使得能够控制虚拟光的波段以及控制虚拟光的功率。

<第三示例实施例>

图8是根据第三示例实施例的光传输设备的框图。第三示例实施例涉及在不发送主信号的状态(诸如如图8所示的发送器未连接至多路复用单元2的状态)下通过使用虚拟光进行暗光纤监视。

图8中的光传输设备包括多路复用单元2和虚拟光输出单元7。多路复用单元2将虚拟光从虚拟光输出单元7发送到光纤。在根据本示例实施例的光传输设备中，可以在如图8所示不连接发送器和接收器的状态下，通过使用来自虚拟光输出单元7的虚拟光向光纤连续发送光信号来执行光纤监视。

当将发送器添加到图8中的光传输设备并且开始主信号的发送时，如以上示例实施例中所述，基于对添加的波长的监视和监视结果来执行对虚拟光的波段控制。

<有益效果>

图8中的光传输设备通过输出虚拟光来执行暗光纤监视。因此，即使在发送主信号的发送器未连接到多路复用单元的情况下，也可以执行暗光纤监视。特别地，当由多供应商制造多路复用单元和发送器时，具有的优点是即使在连接发送器并开始操作之前也可以执行暗光纤监视。

<第四示例实施例>

接下来，将描述第四示例实施例。图9a是示出传输系统的一个示例的框图。图9b是示出传输系统的另一示例的框图。海底光缆系统将被描述为传输系统。在图9a的传输系统中，光传输设备51(站a)和光传输设备52(站b)通过光传输线的铺设的光纤对(fp1，fp2，...，fpm)连接。如图9b所示，传输系统经由中继器53，特别是多个中继器53连接，中继器53被插入到光传输线的光纤对(fp1，fp2，...，fpm)的中间。

在海底光缆系统中，光传输线的所有铺设的光纤对可能从启动之时起就不操作，并且以最小配置开始操作。例如，仅使用图9a和图9b中的光传输线的光纤对fp1，并且在许多情况下，将光传输线的光纤对fp2和后面的光纤设置为暗光纤。

图10是根据第四示例实施例的光传输设备的发送侧传输设备的框图。图11a是根据第四示例实施例的光传输设备在仅发送虚拟光的状态下的框图。图11b是根据第四示例实施例的光传输设备的框图，示出了在仅发送虚拟光的状态下的冗余配置。图12是根据第四示例实施例的光传输设备的接收侧传输设备的框图。图13是示出了虚拟光的on/off控制的概念图。图14是示出虚拟光等的on/off控制的流程图。

图10中的光传输设备的传输发送侧传输设备包括多个发送器1a、1b、...、1n、多路复用单元2(多路复用器(mux))、虚拟光输出单元7以及分支单元8。多路复用单元2将多个发送器1a、1b、...、1n的主信号和来自虚拟光输出单元7的虚拟光进行多路复用，并将来自分支单元8的被多路复用的主信号和虚拟光发送到光传输线的光纤对fp1。分支单元8可以通过光耦合器和光开关的组合来实现。

在根据本示例实施例的光传输设备的发送侧传输设备中，在如图11a所示未连接发送器和接收器的状态下，可以通过使用来自虚拟光输出单元7的虚拟光连续地向光传输线的光纤对fp1发送光信号来执行光纤监视。图11a中的光传输设备的发送侧传输设备包括多路复用单元2、虚拟光输出单元7和分支单元8。

如图11b所示，根据本示例实施例的光传输设备的发送侧传输设备可以是其中仅发送虚拟光的冗余配置。换句话说，在如图11b所示不连接发送器和接收器的状态下，可以通过使用来自虚拟光输出单元7的虚拟光向光传输线的光纤对fp1和fp2连续发送光信号来执行光纤监视。图11b中的光传输设备的发送侧传输设备包括多路复用单元2、虚拟光输出单元7和分支单元8。分支单元8将信号分支并发送到光传输线的光纤对fp1和fp2，并且将相同的虚拟光信号发送到光传输线的光纤对fp1和fp2。图11a和11b中的分支单元8可以通过光耦合器和光开关的组合来实现。

在根据本示例实施例的光传输设备中，可以由接收侧传输设备监视由传输发送侧传输设备发送到光传输线的光纤对的虚拟光等。图12中的光传输设备的接收侧传输设备包括多个接收器21a、21b、...、21n、解复用器(dmux)22、选择器(sel)23和光信道监视器(ocm)24。在图12中的光传输设备的接收侧传输设备中，从光传输线的光纤对fp1接收的光信号被选择器23选择，所选择的光信号被解复用器22进行波长解复用，并且将被波长解复用的光信号发送到多个接收器21a、21b、...、21n。此外，在ocm24中，可以监视光传输线的光纤对fp1的传输线质量。

接下来，将描述虚拟光的on/off自动控制。假设发送器连接到仅将虚拟光发送到图11a所示的光纤的设备配置。当来自发送器的信号输入到光纤频带并开始操作时，将自动确定光强度和波长并适当地将虚拟光设置为off。类似地，当去除发送器时，将虚拟光设置为on。假设要连接到发送侧传输设备的发送器是能够以即使在输入具有各种波段的信号的情况下也进行操作的方式进行预加强控制的设备。

如图13的概念图所示，假设以可以自由设置带宽的方式从短波侧到长波侧以细的网格宽度布置网格。如图11a和图11b所示，当发送器未连接至发送侧传输设备时，虚拟光dl被设置为on并且被发送至光传输线侧。

例如，当发送器连接到发送侧传输设备时，作为多个现有发送器的多个应答器输出波长λ1的信号、比波长λ1长的波侧的波长λ2的信号、比波长λ2长的波侧的波长λ3的信号和来自添加的发送器的波长λ4的信号。当发送器连接到发送侧传输设备时，在图5中的发送侧传输设备的ocm108中或在图12中的接收侧传输设备的ocm24中检测信号的中心波长和带宽，并且如图13中部的图所示，将相关部分的虚拟光设置为off。此时，虽然虚拟光变为off，并且来自发送侧传输设备的信号通过，以能够充分确保光信噪比(osnr)特性的方式，将虚拟光预先设置为可调光水平。

接下来，将参照图14描述自动调节功能的序列。通过使用ocm5或ocm24，预先将虚拟光的功率水平设置为参考值，并且在发送侧传输设备或接收侧传输设备中存储该参考值(步骤s21)。接下来，从控制终端设置通过要添加到发送侧传输设备的发送器的信道ch的中心频率和带宽，并开始控制(步骤s22)。接下来，将与设置的波长的主信号重叠的虚拟光设置为off(步骤s23)。自动地执行将虚拟光设置为off。

在由ocm108或ocm24监视通过添加的发送器的波长的光功率的同时，以通过图10中的多路复用单元2或图12中的解复用器22来调节光功率这种方式使得接近虚拟光的参考值(步骤s24)。当有多个要添加的波长时，对要设置的下一个添加的信道ch进行调节。通过这种方式，完成了控制序列。在控制序列完成后需要进行微调时，调节可以被配置为从控制终端手动执行。

<其他示例实施例>

上面已经描述了优选的示例实施例，但是本发明不限于这些示例实施例，并且各种改变和扩展都是可能的。例如，可以根据虚拟光的波段控制来改变海底可重构光分插复用器(roadm)设备中的分插比。在图15的传输系统中，在连接光传输设备51(站a)和光传输设备52(站b)的传输线上设有海底roadm设备54。在这样的传输系统中，可以根据虚拟光的波段控制来改变海底roadm设备54中的分插比。此时，传输设备根据虚拟光的波段控制向海底roadm设备发送控制信号。

尽管已经参考本发明的示例实施例具体示出和描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。本领域普通技术人员将理解，在不脱离权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

本申请基于并要求2018年1月31日提交的日本专利申请no.2018-14326的优先权的权益，其全部公开内容通过引用合并于此。

[参考标记列表]

101a、101b、101c、1a、1b、1c、1n发送器

102多路复用单元

103输出分支单元

104波段调节单元

105信号检测单元

106控制单元

107、7虚拟光输出单元

108、24ocm

8分支单元

21a、21b、21n接收器

22解复用器

23选择器

51、52光传输设备

53中继器

54海底roadm设备