ＷＤＭ信号光の監視装置
【課題】ＷＤＭシステムではシンボルレートが高くなるに従ってＡＳＥ雑音の影響を受けて各チャネルごとの信号光の有無の検出精度が低下すること。
【解決手段】ＷＤＭ信号光の監視装置は、光遅延干渉回路２と分波器３と判定部４とを備える。光遅延干渉回路２は、位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換する。分波器３は、光遅延干渉回路２から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波する。判定部４は、分波器３の出力に基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する。
【解決手段】ＷＤＭ信号光の監視装置は、光遅延干渉回路２と分波器３と判定部４とを備える。光遅延干渉回路２は、位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換する。分波器３は、光遅延干渉回路２から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波する。判定部４は、分波器３の出力に基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＤＭ信号光の監視装置に関し、特に各チャネルごとの信号光の有無を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信容量の高速化（ビットレート４０Ｇｂｐｓ〜１００Ｇｂｐｓ）に伴い、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を用いた光伝送装置がバックボーンからメトロエリアの領域において広く導入されている。このような光伝送装置で構築されるＷＤＭシステムにおいては、伝送信号の品質管理やシステム制御等を行うために、各チャネルの信号光の有無を検出する必要がある。
【０００３】
ＷＤＭシステムにおいてチャネルごとの信号光を監視する技術の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の光伝送装置では、伝送路から入力されるＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器の後段に分波器を配置し、光増幅器によって増幅されたＷＤＭ信号光を各チャネルの信号光に分波する。そして、分波した各チャネルの信号光のレベルを単一のＰＤ（フォトダイオード）で検出することにより、どのチャネルに信号が立っており、どのチャネルに信号が立っていないかを判定する。
【０００４】
また、ＷＤＭシステムにおいてチャネルごとの信号光を監視する他の技術が特許文献２に記載されている。特許文献２に記載の波長分割多重伝送装置では、ＷＤＭ信号光について、分波器およびＰＤアレイを用いて、複数の波長帯（例えば各チャネルあたり４〜６波長）におけるパワーレベルを測定する。また各チャネルのビットレートと変調方式とから各チャネルの近似波形を決定する。そして、上記測定した複数の波長帯におけるパワーレベルを、上記決定した各チャネルの近似波形で近似することによって、各チャネルのパワーレベルおよび波長を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９０５９３
【特許文献２】特開２００９−４４３２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の通信容量の増大化に伴い、ＷＤＭ信号光のビットレートは益々高速化する傾向にある。そして、より高速なビットレート（４０Ｇｂｐｓ〜１００Ｇｂｐｓ）では、位相変調方式が主に利用されている。位相変調方式を用いたビットレート４０Ｇｂｐｓ〜１００Ｇｂｐｓの信号光は、強度変調方式を用いたビットレート１０Ｇｂｐｓの信号光と比較して、スペクトル密度やピークパワーレベルが低下する。他方、伝送路中の光増幅器を多段に通過すると、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission：自然放出光）による雑音が積み重なっていく。これらの事情により、光増幅器を多段に通過した後の高シンボルレートの光信号は、信号対自然放出光による雑音比（Ｓ／ＡＳＥ比）の劣化が顕著となる。
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、各チャネルの信号光のレベルを１個のＰＤで受光する構成であるため、位相変調方式による信号光の有無を検出することは困難である。一方、特許文献２に記載の技術は、信号光のレベルを各チャネルあたり複数の波長帯で検知する構成であるため、強度変調方式のみならず位相変調方式による信号光の監視も可能である。しかしながら、位相変調信号光そのもののレベルを検知する構成のため、ＡＳＥ雑音の影響により各チャネルごとの信号光の有無を正しく検出することが困難である。
【０００８】
本発明の目的は、このような課題、すなわちＷＤＭシステムではシンボルレートが高くなるに従ってＡＳＥ雑音の影響を受けて各チャネルごとの信号光の有無の検出精度が低下する、という課題を解決するＷＤＭ信号光の監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態にかかるＷＤＭ信号光の監視装置は、位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換する光遅延干渉回路と、該光遅延干渉回路から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波する分波器と、前記分波器の出力に基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する判定部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述したような構成を有することにより、ＷＤＭシステムにおける各チャネルごとの信号光の有無を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のブロック図である。
【図３】本発明で使用する光遅延干渉回路の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明で使用する光遅延干渉回路の動作説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における光電変換部に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部を構成するＰＤの帯域と、バンドパスフィルタの遮断周波数ｆＬ、ｆＨとの関係を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態のブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における光電変換部に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部を構成するＰＤの帯域と、ローパスフィルタの遮断周波数ｆＨとの関係を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態のブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における光電変換部に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部を構成するＰＤの帯域との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第１の実施形態]
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態にかかるＷＤＭ信号光の監視装置１は、光遅延干渉回路２と、分波器３と、判定部４とから構成される。
【００１３】
光遅延干渉回路２は、位相変調されたＷＤＭ信号光５を入力し、強度変調されたＷＤＭ信号光６を出力する。具体的には、光遅延干渉回路２は、まず、ＷＤＭ信号光５を、ほぼ同じレベルの第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光とに分波する。次に、光遅延干渉回路２は、第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光との間に所定の遅延差を付与する。例えば、ＷＤＭ信号光５の変調方式が２値位相変調（ＤＰＳＫ）であれば、第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光の一方を他方に比べて１シンボル分の時間だけ遅延させる。次に、光遅延干渉回路２は、遅延後の第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光とを合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光６を生成し、出力する。
【００１４】
分波器３は、光遅延干渉回路２から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光６を、チャネルごとの信号光７−１〜７−ｎに分波する。
【００１５】
判定部４は、分波器３から出力されるチャネルごとの信号光７−１〜７−ｎに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する。判定部４は、例えば、分波器３から出力されるチャネルごとの信号光７−１〜７−ｎを電気信号に変換する光電変換部と、この光電変換部の出力を入力とするフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する制御部とを有していてよい。
【００１６】
上記フィルタ回路は、光電変換部に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さくなる周波数帯の信号をカットする特性を有するフィルタであることが望ましい。そのような特性を有するフィルタであれば、バンドパスフィルタであってもよいし、ローパスフィルタであってもよく、また、ローパスフィルタとハイパスフィルタなど複数のフィルタを組み合わせたものであってもよい。また、光信号の周波数帯のうち、ＡＳＥ信号とのレベル差が相対的に小さくなる周波数帯の全部または一部が感度波長範囲に含まれない周波数特性を持つ光電変換部を使用するようにしてもよい。この場合、フィルタ回路を省略することも可能である。
【００１７】
上記制御部は、フィルタ回路の出力信号、またはフィルタ回路が省略されているときは光電変換部の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する。
【００１８】
このように本実施形態によれば、ＷＤＭシステムにおける各チャネルごとの信号光の有無を精度良く検出することができる。その理由は、位相変調されたＷＤＭ信号光５を強度変調されたＷＤＭ信号光６に変換する過程において、位相変調がかかっておらず且つコヒーレンス性の低いＡＳＥ雑音信号の強度と波形が殆ど変化しないため、元のＷＤＭ信号光５に比較してＷＤＭ信号光６のＳ／ＡＳＥ比が改善されているためである。
【００１９】
[第２の実施形態]
図２を参照すると、本発明の第２の実施形態としての波長分割多重システムが示されている。図２において、上流ノードから送出されてくるＷＤＭ信号光１０は、チャネル数がｎ（≧１）、各チャネルの波長がλ1〜λn、変調方式が位相変調の信号光である。ＷＤＭ信号光１０は、光増幅器１１を経由して、光分岐デバイス１２によって、主信号ＷＤＭ信号光１３と監視ＷＤＭ信号光１４とに分岐される。主信号ＷＤＭ信号光１４は下流ノードへと送出され、監視ＷＤＭ信号光１３はＯＣＭ（Optical Channel Monitor）デバイス１５に入力される。
【００２０】
ＯＣＭデバイス１５は、光遅延干渉回路１６、分波器１７、複数の光電変換部１８、複数のバンドパスフィルタ１９、および制御部２０から構成される。ここで、光電変換部１８とバンドパスフィルタ１９と制御部２０とで、判定部が構成される。
【００２１】
光遅延干渉回路１６は、位相変調された監視ＷＤＭ信号光１４を強度変調されたＷＤＭ信号光２１に変換する回路である。光遅延干渉回路１６は、位相変調された監視ＷＤＭ信号光１４をほぼ半分の強度を持った二つの光信号に分波し、一方を１シンボル分の時間だけ遅延させた後、合波させて干渉させることで、強度変調されたＷＤＭ信号光２１に変換する。１シンボル分以上の時間、例えば１シンボル×ｎ（ｎは正の整数）分の時間だけ遅延させてもよい。
【００２２】
分波器１７は、強度変調されたＷＤＭ信号光２１を、ＷＤＭ信号光１０の各チャネルの波長毎の信号光２２に分波する機能を持つ。
【００２３】
光電変換部１８は、フォトダイオードもしくは、フォトディテクタ（フォトダイオード＋アンプ）で構成される。光電変換部１８は、分波器１７から出力された信号光２２の強度に応じたレベルの電気信号２３を生成し、バンドパスフィルタ１９へ出力する。
【００２４】
バンドパスフィルタ１９は、光電変換部１８から出力される電気信号２３の成分のうち、低域側遮断周波数ｆＬから高域側遮断周波数ｆＨまでの周波数帯の信号を通過させる特性を持つ。
【００２５】
制御部２０は、バンドパスフィルタ１９から出力される信号２４に基づいて、ＷＤＭ信号光１０のチャネルごとの信号光の有無を判定し、判定結果を入出力ポート２５から出力する機能を持つ。入出力ポート２５から出力された判定結果は、光増幅器や装置システム制御部などの図示しない外部装置に送出されることにより、ＷＤＭシステムにおける伝送信号の品質管理や装置制御等に利用される。また、図示しない外部装置から入出力ポート２５を介して制御部２０に対して、信号光の有無を判定するための閾値などの各種の情報を入力することが可能である。制御部２０は、プログラムで動作するＣＰＵや、ＦＰＧＡで構成される。
【００２６】
次に本実施形態の動作を説明する。
【００２７】
位相変調がかかったＷＤＭ信号光１０は、ＷＤＭシステムにおける光ファイバ伝送路によって、伝送される。ＷＤＭ信号光１０は、光増幅器１１を経由する際、光増幅器内部の特性により、ＡＳＥ雑音（自然放出光雑音）が付加される。光増幅器１１で増幅されたＷＤＭ信号光１０は、伝送路のモニタ出力用に、光分岐デバイス１２によって分岐され、監視ＷＤＭ信号光１４としてＯＣＭデバイス１５に入射される。
【００２８】
ＯＣＭデバイス１５に入射した監視ＷＤＭ信号光１４は、まず、光遅延干渉回路１６によって強度変調によるＷＤＭ信号光２１に変換される。図３は、２値位相変調信号（ＤＰＳＫ）によるＷＤＭ信号光を強度変調によるＷＤＭ信号光に変換する光遅延干渉回路１６の構成例である。
【００２９】
図３を参照すると、この例の光遅延干渉回路１６は、１つのマッハツェンダ干渉計により構成される。光遅延干渉回路１６は、入力側の入力導波路１６１と、それに接続された方向性結合器１６２と、出力側の出力導波路１６３と、それに接続された方向性結合器１６４と、２つの方向性結合器１６２、１６４をつなぐ短尺アーム導波路１６６および長尺アーム導波路１６６とを持つ。長尺アーム導波路１６６は、短尺アーム導波路１６４に比較して、光遅延部１６７を構成する導波路分の導波路長だけ長くなっている。
【００３０】
光遅延干渉回路１６の入力導波路１６１を伝搬してきた監視ＷＤＭ信号光１４は、方向性結合器１６２によって、長尺アーム導波路１６６および短尺アーム導波路１６５の２つの導波路へ分岐される。短尺アーム導波路１６５へ分岐した監視ＷＤＭ信号光１４は、短尺アーム導波路１６５の導波路長に相当する時間だけ遅延した後に、方向性結合器１６４に到達する。長尺アーム導波路１６６へ分岐した監視ＷＤＭ信号光１４は、長尺アーム導波路１６６の導波路長に相当する時間だけ遅延した後に、方向性結合器１６４に到着する。それらの導波路には光遅延部１６７に相当する導波路長だけ差があるため、長尺アーム導波路１６６を経由したＷＤＭ信号光１４は、短尺アーム導波路１６４を経由するＷＤＭ信号光１４に比べて光遅延部１６７による遅延時間だけ遅延して方向性結合器１６４に到着する。光遅延部１６７による遅延時間は、監視ＷＤＭ信号光の１シンボル分に相当する時間に設定されている（もしくは、それ以上に相当する時間でもよい）。このため、方向性結合器１６４において、短尺アーム結合器１６５を経由して到着したＷＤＭ信号光１４と長尺アーム結合器１６６を経由して到着したＷＤＭ信号光１４とが互いに干渉し、その結果、方向性結合器１６４から強度変調されたＷＤＭ信号光２１となって出力される。
【００３１】
図４は、光遅延干渉回路１６の動作説明図である。変調データが図４（ａ）に示すように０になると位相がπ変化し、変調データが１のときには位相が変化しないＤＰＳＫ方式によって位相変調されている場合、短尺アーム導波路１６５を経由して方向性結合器１６４に到着する信号光を図４（ｂ）に示す信号光とすると、長尺アーム導波路１６６を経由して方向性結合器１６４に到着する信号光は、図４（ｃ）に示すように１シンボルに相当する時間だけ遅延した状態で図４（ｂ）の信号光と合波される。このとき、合波される光同士が同相の期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ５は互いに強め合い、逆相の期間Ｔ３、Ｔ４、Ｔ６は互いに弱め合う。この結果、方向性結合器１６４から出力される信号光は、図４（ｄ）に示すような強度変調による信号光になる。
【００３２】
他方、監視ＷＤＭ信号光１４に含まれるＡＳＥ信号は、位相変調がかかっておらず、またコヒーレンス性が低いため、方向性結合器１６４における合波前後でＡＳＥ強度や波形はほとんど変化しない。このため、光遅延干渉回路１６から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光２１のＳ／ＡＳＥ比は、光遅延干渉回路１６に入力される位相変調されたＷＤＭ信号光１４に比較して改善されることになる。
【００３３】
再び図２を参照すると、光遅延干渉回路１６で位相変調から強度変調に変換された信号光２１は、分波器１７に入射し、各チャネルの波長毎に分波される。波長毎に分波された信号２２は、チャネル対応に設けられた光電変換部１８において光電変換された後、チャネル対応のバンドパスフィルタ１９に入力される。バンドパスフィルタ１９は、入力信号の周波数成分のうち、周波数ｆＬから周波数ｆＨまでの周波数帯の信号を通過させ、制御部２０へ出力する。
【００３４】
図５は、光電変換部１８に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部１８を構成するＰＤの帯域と、バンドパスフィルタ１９の遮断周波数ｆＬ、ｆＨとの関係を示す図である。
【００３５】
図５を参照すると、本実施形態の場合、光電変換部１８として、光信号のほぼ全帯域をカバーするような帯域を持つＰＤを使用する。図５の例では、ｆｃ３（Ｈｚ）の周波数帯域を持つＰＤを使用している。また、光電変換部１８に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差は、周波数が高まるに従って徐々に小さくなっていく。レベル差の小さな周波数帯では、光信号とＡＳＥ信号との区別が困難になるため、或る周波数ｆＨから上の信号をバンドパスフィルタ１９によってカットする。さらに、光電変換部１８に入射するＡＳＥ信号は、周波数が０に近づくとレベルが増大する傾向を示す。ＡＳＥ信号のレベルが増大すると、光信号との区別が困難になるため、或る周波数ｆＬから下の信号をバンドパスフィルタ１９によってカットする。この結果、周波数ｆＬから周波数ｆＨまでの帯域では、どの周波数においても光信号とＡＳＥ信号との間に充分なレベル差が生じることになる。
【００３６】
ｆＬは、例えば３０ｋＨｚ以上、好ましくは５０ｋＨｚとするのが好適である。また、ｆＨは、例えば「シンボルレート／６４（＝２6）」以下、好ましくは「シンボルレート／１２８」とするのが好適である。例えば、シンボルレートが１０Ｇｂｐｓなら、ｆＨ＝１０Ｇｂｐｓ／６４＝１５６ＭＨｚ、好ましくはｆＨ＝１０Ｇｂｐｓ／１２８＝７８ＭＨｚとするのが好適である。
【００３７】
制御部２０は、周波数ｆＬから周波数ｆＨまでの帯域内で光信号とＡＳＥ信号のパワー差を検出する。具体的には、制御部２０は、各チャネル毎に、そのチャネルに対応するフィルタ回路１９の出力信号のパワーＰ１を求め、この求めたＰ１から、ＡＳＥ信号のみが存在する場合のパワーとして事前に設定されたパワーＰ２を減じた残りのパワーの絶対値Ｐ３を、予め設定された閾値Ｔｈと比較し、Ｐ３＞Ｔｈならば、信号光あり、Ｐ３≦Ｔｈならば、信号光なしと判定する。ここで、信号光ありとは、伝送システム中に、当該波長が信号導通していることを意味し、信号光なしとは、伝送システム中に、当該波長が信号導通していないことを意味する。
【００３８】
上記のパワーＰ１の計算は、例えば、フィルタ回路１９の出力信号を表す時間領域（波形）関数をｘ（ｋ）、この時間領域関数ｘ（ｋ）をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）して求めた周波数領域関数をＸ（ｐ）とするとき、周波数領域関数Ｘ（ｐ）の二乗和をパワーＰ１とするなどの方法を用いることができる。
【００３９】
このように本実施形態によれば、Ｓ／ＡＳＥ比を改善した監視ＷＤＭ信号光２１をベースに各チャネルの信号光の有無を検出するため、信号光の有無を精度良く検出することができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、監視ＷＤＭ信号光２１の各チャネルに対応する信号光ごとに、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さくなる高域側および低域側をバンドパスフィルタ１９でカットし、残りの帯域内における出力信号のパワーに基づいて信号光の有無を判定するため、より一層、信号光の有無の検出精度を高めることができる。
【００４１】
[第３の実施形態]
図６を参照すると、本発明の第３の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５Ａは、図２に示した第２の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５と比較して、バンドパスフィルタ１９に代えてローパスフィルタ１９Ａを備えている点で相違する。
【００４２】
図７は、光電変換部１８に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部１８を構成するＰＤの帯域と、ローパスフィルタ１９Ａの遮断周波数ｆＨとの関係を示す図である。
【００４３】
図７を参照すると、本実施形態の場合、周波数ｆＨから上の信号をローパスフィルタ１９Ａによってカットする。前述したように、光電変換部１８に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差は、周波数が高まるに従って徐々に小さくなっていく。レベル差の小さな周波数帯では、光信号とＡＳＥ信号との区別が困難になるため、周波数ｆＨから上の信号をバンドパスフィルタによってカットするわけである。ｆＨは、例えば「シンボルレート／６４（＝２6）」以下、好ましくは「シンボルレート／１２８」とするのが好適である。また、光電変換部１８としては、光信号のほぼ全帯域をカバーするような帯域を持つＰＤを使用するようにしても良いが、図７の例では、ｆｃ２（Ｈｚ）（＜ｆｃ３）の周波数帯域を持つＰＤを使用している。
【００４４】
制御部２０は、周波数ｆＨ以下の帯域内で光信号とＡＳＥ信号のパワー差を検出する。
【００４５】
本実施形態によれば、Ｓ／ＡＳＥ比を改善した監視ＷＤＭ信号光２１をベースに各チャネルの信号光の有無を検出するため、信号光の有無を精度良く検出することができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、監視ＷＤＭ信号光２１の各チャネルに対応する信号光ごとに、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さい高域側をローパスフィルタ１９Ａでカットし、残りの帯域内における出力信号のパワーに基づいて信号光の有無を判定するため、信号光の有無の検出精度を高めることができる。ただし、ＡＳＥ信号のレベルが増大する周波数０に近い帯域も含めてパワーを求めるため、バンドパスフィルタを使用する第２の実施形態に比べると検出精度は低下する。
【００４７】
[第４の実施形態]
図８を参照すると、本発明の第４の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５Ｂは、図２に示した第２の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５と比較して、バンドパスフィルタ１９を省略した点で相違する。
【００４８】
図９は、光電変換部１８に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部１８を構成するＰＤの帯域との関係を示す図である。
【００４９】
図９を参照すると、本実施形態の場合、光電変換部１８として、光信号のほぼ全帯域をカバーするような帯域を持つＰＤではなく、光信号の帯域の上限周波数よりも低い周波数ｆｃ１（Ｈｚ）以下の帯域を持つＰＤを使用している。ｆｃ１は、第２、第３の実施形態におけるｆＨに近い値であることが望ましい。前述したように、光電変換部１８に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差は、周波数が高まるに従って徐々に小さくなっていく。レベル差の小さな周波数帯では、光信号とＡＳＥ信号との区別が困難になるため、周波数ｆｃ１から上の信号が光電変換されないようにするわけである。
【００５０】
制御部２０は、周波数ｆｃ１以下の帯域内で光信号とＡＳＥ信号のパワー差を検出する。
【００５１】
本実施形態によれば、Ｓ／ＡＳＥ比を改善した監視ＷＤＭ信号光２１をベースに各チャネルの信号光の有無を検出するため、信号光の有無を精度良く検出することができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、監視ＷＤＭ信号光２１の各チャネルに対応する信号光ごとに、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さい高域側を光電変換部の帯域によりカットし、残りの帯域内における出力信号のパワーに基づいて信号光の有無を判定するため、信号光の有無の検出精度を高めることができる。ただし、ＡＳＥ信号のレベルが増大する周波数０に近い帯域も含めてパワーを求めるため、バンドパスフィルタを使用する第２の実施形態に比べると検出精度は低下する。
【００５３】
[第５の実施形態]
図１０を参照すると、本発明の第５の実施形態は、ＯＣＭデバイス１５Ｃが、光スイッチングデバイス３５を通じて、複数の光分岐デバイス１２、３２に接続されている点で、ＯＣＭデバイス１５が光分岐デバイス１２にのみ接続されている図２の第２の実施形態と相違する。
【００５４】
上流ノードから送られてきた位相変調がかかったＷＤＭ信号光１０は、光増幅器１１で増幅された後、光分岐デバイス１２において、主信号ＷＤＭ信号光１３と監視ＷＤＭ信号光１４とに分岐される。そのうち、監視ＷＤＭ信号光１４は光スイッチングデバイス３５に入射され、主信号ＷＤＭ信号光１３は、下流ノードへと送出される。下流ノードへ送出された主信号ＷＤＭ信号光１３は、光増幅器３１で増幅された後、光分岐デバイス３２において、主信号ＷＤＭ信号光３３と監視ＷＤＭ信号光３４とに分岐される。そして、監視ＷＤＭ信号光３４は光スイッチングデバイス３５に入射され、主信号ＷＤＭ信号光３３は、さらに下流ノードへと送出される。
【００５５】
光スイッチングデバイス３５は、光分岐デバイス１２から入射する監視ＷＤＭ信号光１４と、光分岐デバイス３２から入射する監視ＷＤＭ信号光３４とを一定時間毎に交互に選択して、ＯＣＭデバイス１５Ｃへ送出する。また、光スイッチングデバイス３５は、現在、どの監視ＷＤＭ信号光を入射しているかの情報を、ＯＣＭデバイス１５Ｃに通知するようにしてもよい。
【００５６】
ＯＣＭデバイス１５Ｃは、図２のＯＣＭデバイス１５と同様の構成を有している。図２のＯＣＭデバイス１５でなく、図６のＯＣＭデバイス１５Ａまたは図８のＯＣＭデバイス１５Ｂと同様の構成を有していてもよい。ＯＣＭデバイス１５Ｃは、光スイッチングデバイス３５から入力された監視ＷＤＭ信号光に基づいて、各チャネルの信号光の有無を判定する。すなわち、ＯＣＭデバイス１５Ｃは、監視ＷＤＭ信号光１４が入力されている期間中は、監視ＷＤＭ信号光１４の各チャネルの信号光の有無を判定する。また、ＯＣＭデバイス１５Ｃは、監視ＷＤＭ信号光３４が入力されている期間中は、監視ＷＤＭ信号光３４の各チャネルの信号光の有無を判定する。何れの場合も、ＯＣＭデバイス１５Ｃの動作は同じである。ただし、監視ＷＤＭ信号光３４は、監視ＷＤＭ信号光１４に比べて、経由した光増幅器の個数が多いので、ＡＳＥ雑音信号が積み重なってＳ／ＡＳＥ比がより悪化している可能性がある。このため、ＡＳＥ信号のみが存在する場合のパワーとして事前に設定する値を、監視ＷＤＭ信号光１４と監視ＷＤＭ信号光３４とで別々に記憶しておくようにしてもよい。
【００５７】
[その他の実施形態]
以上の実施形態では、位相変調として２値位相変調信号（ＤＰＳＫ）を例にして説明したが、ＤＰＳＫよりも多値の位相変調信号に対しても、多値強度変調による光信号に変換することによって、同様に適用可能である。
【００５８】
また、以上の実施形態では、チャネルの信号光の或る周波数帯域内におけるパワーに基づいて当該チャネルの信号光の有無を判定したが、パワーでなく、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さくなる周波数帯における特定の周波数のレベルに基づいて当該チャネルの信号光の有無を判定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 監視装置
２ 光遅延干渉回路
３ 分波器
４ 判定部
１０ ＷＤＭ信号光
１１ 光増幅器
１２ 光分岐デバイス
１４ ＷＤＭ信号光
１５ ＯＣＭデバイス
１５Ａ ＯＣＭデバイス
１５Ｂ ＯＣＭデバイス
１５Ｃ ＯＣＭデバイス
１６ 光遅延干渉回路
１７ 分波器
１８ 光電変換部
１９ バンドパスフィルタ
１９Ａ ローパスフィルタ
２０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＤＭ信号光の監視装置に関し、特に各チャネルごとの信号光の有無を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信容量の高速化（ビットレート４０Ｇｂｐｓ〜１００Ｇｂｐｓ）に伴い、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を用いた光伝送装置がバックボーンからメトロエリアの領域において広く導入されている。このような光伝送装置で構築されるＷＤＭシステムにおいては、伝送信号の品質管理やシステム制御等を行うために、各チャネルの信号光の有無を検出する必要がある。
【０００３】
ＷＤＭシステムにおいてチャネルごとの信号光を監視する技術の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の光伝送装置では、伝送路から入力されるＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器の後段に分波器を配置し、光増幅器によって増幅されたＷＤＭ信号光を各チャネルの信号光に分波する。そして、分波した各チャネルの信号光のレベルを単一のＰＤ（フォトダイオード）で検出することにより、どのチャネルに信号が立っており、どのチャネルに信号が立っていないかを判定する。
【０００４】
また、ＷＤＭシステムにおいてチャネルごとの信号光を監視する他の技術が特許文献２に記載されている。特許文献２に記載の波長分割多重伝送装置では、ＷＤＭ信号光について、分波器およびＰＤアレイを用いて、複数の波長帯（例えば各チャネルあたり４〜６波長）におけるパワーレベルを測定する。また各チャネルのビットレートと変調方式とから各チャネルの近似波形を決定する。そして、上記測定した複数の波長帯におけるパワーレベルを、上記決定した各チャネルの近似波形で近似することによって、各チャネルのパワーレベルおよび波長を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９０５９３
【特許文献２】特開２００９−４４３２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の通信容量の増大化に伴い、ＷＤＭ信号光のビットレートは益々高速化する傾向にある。そして、より高速なビットレート（４０Ｇｂｐｓ〜１００Ｇｂｐｓ）では、位相変調方式が主に利用されている。位相変調方式を用いたビットレート４０Ｇｂｐｓ〜１００Ｇｂｐｓの信号光は、強度変調方式を用いたビットレート１０Ｇｂｐｓの信号光と比較して、スペクトル密度やピークパワーレベルが低下する。他方、伝送路中の光増幅器を多段に通過すると、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission：自然放出光）による雑音が積み重なっていく。これらの事情により、光増幅器を多段に通過した後の高シンボルレートの光信号は、信号対自然放出光による雑音比（Ｓ／ＡＳＥ比）の劣化が顕著となる。
【０００７】
特許文献１に記載の技術は、各チャネルの信号光のレベルを１個のＰＤで受光する構成であるため、位相変調方式による信号光の有無を検出することは困難である。一方、特許文献２に記載の技術は、信号光のレベルを各チャネルあたり複数の波長帯で検知する構成であるため、強度変調方式のみならず位相変調方式による信号光の監視も可能である。しかしながら、位相変調信号光そのもののレベルを検知する構成のため、ＡＳＥ雑音の影響により各チャネルごとの信号光の有無を正しく検出することが困難である。
【０００８】
本発明の目的は、このような課題、すなわちＷＤＭシステムではシンボルレートが高くなるに従ってＡＳＥ雑音の影響を受けて各チャネルごとの信号光の有無の検出精度が低下する、という課題を解決するＷＤＭ信号光の監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態にかかるＷＤＭ信号光の監視装置は、位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換する光遅延干渉回路と、該光遅延干渉回路から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波する分波器と、前記分波器の出力に基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する判定部とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述したような構成を有することにより、ＷＤＭシステムにおける各チャネルごとの信号光の有無を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のブロック図である。
【図３】本発明で使用する光遅延干渉回路の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明で使用する光遅延干渉回路の動作説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における光電変換部に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部を構成するＰＤの帯域と、バンドパスフィルタの遮断周波数ｆＬ、ｆＨとの関係を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態のブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における光電変換部に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部を構成するＰＤの帯域と、ローパスフィルタの遮断周波数ｆＨとの関係を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施形態のブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態における光電変換部に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部を構成するＰＤの帯域との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第１の実施形態]
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態にかかるＷＤＭ信号光の監視装置１は、光遅延干渉回路２と、分波器３と、判定部４とから構成される。
【００１３】
光遅延干渉回路２は、位相変調されたＷＤＭ信号光５を入力し、強度変調されたＷＤＭ信号光６を出力する。具体的には、光遅延干渉回路２は、まず、ＷＤＭ信号光５を、ほぼ同じレベルの第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光とに分波する。次に、光遅延干渉回路２は、第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光との間に所定の遅延差を付与する。例えば、ＷＤＭ信号光５の変調方式が２値位相変調（ＤＰＳＫ）であれば、第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光の一方を他方に比べて１シンボル分の時間だけ遅延させる。次に、光遅延干渉回路２は、遅延後の第１のＷＤＭ信号光と第２のＷＤＭ信号光とを合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光６を生成し、出力する。
【００１４】
分波器３は、光遅延干渉回路２から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光６を、チャネルごとの信号光７−１〜７−ｎに分波する。
【００１５】
判定部４は、分波器３から出力されるチャネルごとの信号光７−１〜７−ｎに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する。判定部４は、例えば、分波器３から出力されるチャネルごとの信号光７−１〜７−ｎを電気信号に変換する光電変換部と、この光電変換部の出力を入力とするフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する制御部とを有していてよい。
【００１６】
上記フィルタ回路は、光電変換部に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さくなる周波数帯の信号をカットする特性を有するフィルタであることが望ましい。そのような特性を有するフィルタであれば、バンドパスフィルタであってもよいし、ローパスフィルタであってもよく、また、ローパスフィルタとハイパスフィルタなど複数のフィルタを組み合わせたものであってもよい。また、光信号の周波数帯のうち、ＡＳＥ信号とのレベル差が相対的に小さくなる周波数帯の全部または一部が感度波長範囲に含まれない周波数特性を持つ光電変換部を使用するようにしてもよい。この場合、フィルタ回路を省略することも可能である。
【００１７】
上記制御部は、フィルタ回路の出力信号、またはフィルタ回路が省略されているときは光電変換部の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する。
【００１８】
このように本実施形態によれば、ＷＤＭシステムにおける各チャネルごとの信号光の有無を精度良く検出することができる。その理由は、位相変調されたＷＤＭ信号光５を強度変調されたＷＤＭ信号光６に変換する過程において、位相変調がかかっておらず且つコヒーレンス性の低いＡＳＥ雑音信号の強度と波形が殆ど変化しないため、元のＷＤＭ信号光５に比較してＷＤＭ信号光６のＳ／ＡＳＥ比が改善されているためである。
【００１９】
[第２の実施形態]
図２を参照すると、本発明の第２の実施形態としての波長分割多重システムが示されている。図２において、上流ノードから送出されてくるＷＤＭ信号光１０は、チャネル数がｎ（≧１）、各チャネルの波長がλ1〜λn、変調方式が位相変調の信号光である。ＷＤＭ信号光１０は、光増幅器１１を経由して、光分岐デバイス１２によって、主信号ＷＤＭ信号光１３と監視ＷＤＭ信号光１４とに分岐される。主信号ＷＤＭ信号光１４は下流ノードへと送出され、監視ＷＤＭ信号光１３はＯＣＭ（Optical Channel Monitor）デバイス１５に入力される。
【００２０】
ＯＣＭデバイス１５は、光遅延干渉回路１６、分波器１７、複数の光電変換部１８、複数のバンドパスフィルタ１９、および制御部２０から構成される。ここで、光電変換部１８とバンドパスフィルタ１９と制御部２０とで、判定部が構成される。
【００２１】
光遅延干渉回路１６は、位相変調された監視ＷＤＭ信号光１４を強度変調されたＷＤＭ信号光２１に変換する回路である。光遅延干渉回路１６は、位相変調された監視ＷＤＭ信号光１４をほぼ半分の強度を持った二つの光信号に分波し、一方を１シンボル分の時間だけ遅延させた後、合波させて干渉させることで、強度変調されたＷＤＭ信号光２１に変換する。１シンボル分以上の時間、例えば１シンボル×ｎ（ｎは正の整数）分の時間だけ遅延させてもよい。
【００２２】
分波器１７は、強度変調されたＷＤＭ信号光２１を、ＷＤＭ信号光１０の各チャネルの波長毎の信号光２２に分波する機能を持つ。
【００２３】
光電変換部１８は、フォトダイオードもしくは、フォトディテクタ（フォトダイオード＋アンプ）で構成される。光電変換部１８は、分波器１７から出力された信号光２２の強度に応じたレベルの電気信号２３を生成し、バンドパスフィルタ１９へ出力する。
【００２４】
バンドパスフィルタ１９は、光電変換部１８から出力される電気信号２３の成分のうち、低域側遮断周波数ｆＬから高域側遮断周波数ｆＨまでの周波数帯の信号を通過させる特性を持つ。
【００２５】
制御部２０は、バンドパスフィルタ１９から出力される信号２４に基づいて、ＷＤＭ信号光１０のチャネルごとの信号光の有無を判定し、判定結果を入出力ポート２５から出力する機能を持つ。入出力ポート２５から出力された判定結果は、光増幅器や装置システム制御部などの図示しない外部装置に送出されることにより、ＷＤＭシステムにおける伝送信号の品質管理や装置制御等に利用される。また、図示しない外部装置から入出力ポート２５を介して制御部２０に対して、信号光の有無を判定するための閾値などの各種の情報を入力することが可能である。制御部２０は、プログラムで動作するＣＰＵや、ＦＰＧＡで構成される。
【００２６】
次に本実施形態の動作を説明する。
【００２７】
位相変調がかかったＷＤＭ信号光１０は、ＷＤＭシステムにおける光ファイバ伝送路によって、伝送される。ＷＤＭ信号光１０は、光増幅器１１を経由する際、光増幅器内部の特性により、ＡＳＥ雑音（自然放出光雑音）が付加される。光増幅器１１で増幅されたＷＤＭ信号光１０は、伝送路のモニタ出力用に、光分岐デバイス１２によって分岐され、監視ＷＤＭ信号光１４としてＯＣＭデバイス１５に入射される。
【００２８】
ＯＣＭデバイス１５に入射した監視ＷＤＭ信号光１４は、まず、光遅延干渉回路１６によって強度変調によるＷＤＭ信号光２１に変換される。図３は、２値位相変調信号（ＤＰＳＫ）によるＷＤＭ信号光を強度変調によるＷＤＭ信号光に変換する光遅延干渉回路１６の構成例である。
【００２９】
図３を参照すると、この例の光遅延干渉回路１６は、１つのマッハツェンダ干渉計により構成される。光遅延干渉回路１６は、入力側の入力導波路１６１と、それに接続された方向性結合器１６２と、出力側の出力導波路１６３と、それに接続された方向性結合器１６４と、２つの方向性結合器１６２、１６４をつなぐ短尺アーム導波路１６６および長尺アーム導波路１６６とを持つ。長尺アーム導波路１６６は、短尺アーム導波路１６４に比較して、光遅延部１６７を構成する導波路分の導波路長だけ長くなっている。
【００３０】
光遅延干渉回路１６の入力導波路１６１を伝搬してきた監視ＷＤＭ信号光１４は、方向性結合器１６２によって、長尺アーム導波路１６６および短尺アーム導波路１６５の２つの導波路へ分岐される。短尺アーム導波路１６５へ分岐した監視ＷＤＭ信号光１４は、短尺アーム導波路１６５の導波路長に相当する時間だけ遅延した後に、方向性結合器１６４に到達する。長尺アーム導波路１６６へ分岐した監視ＷＤＭ信号光１４は、長尺アーム導波路１６６の導波路長に相当する時間だけ遅延した後に、方向性結合器１６４に到着する。それらの導波路には光遅延部１６７に相当する導波路長だけ差があるため、長尺アーム導波路１６６を経由したＷＤＭ信号光１４は、短尺アーム導波路１６４を経由するＷＤＭ信号光１４に比べて光遅延部１６７による遅延時間だけ遅延して方向性結合器１６４に到着する。光遅延部１６７による遅延時間は、監視ＷＤＭ信号光の１シンボル分に相当する時間に設定されている（もしくは、それ以上に相当する時間でもよい）。このため、方向性結合器１６４において、短尺アーム結合器１６５を経由して到着したＷＤＭ信号光１４と長尺アーム結合器１６６を経由して到着したＷＤＭ信号光１４とが互いに干渉し、その結果、方向性結合器１６４から強度変調されたＷＤＭ信号光２１となって出力される。
【００３１】
図４は、光遅延干渉回路１６の動作説明図である。変調データが図４（ａ）に示すように０になると位相がπ変化し、変調データが１のときには位相が変化しないＤＰＳＫ方式によって位相変調されている場合、短尺アーム導波路１６５を経由して方向性結合器１６４に到着する信号光を図４（ｂ）に示す信号光とすると、長尺アーム導波路１６６を経由して方向性結合器１６４に到着する信号光は、図４（ｃ）に示すように１シンボルに相当する時間だけ遅延した状態で図４（ｂ）の信号光と合波される。このとき、合波される光同士が同相の期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ５は互いに強め合い、逆相の期間Ｔ３、Ｔ４、Ｔ６は互いに弱め合う。この結果、方向性結合器１６４から出力される信号光は、図４（ｄ）に示すような強度変調による信号光になる。
【００３２】
他方、監視ＷＤＭ信号光１４に含まれるＡＳＥ信号は、位相変調がかかっておらず、またコヒーレンス性が低いため、方向性結合器１６４における合波前後でＡＳＥ強度や波形はほとんど変化しない。このため、光遅延干渉回路１６から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光２１のＳ／ＡＳＥ比は、光遅延干渉回路１６に入力される位相変調されたＷＤＭ信号光１４に比較して改善されることになる。
【００３３】
再び図２を参照すると、光遅延干渉回路１６で位相変調から強度変調に変換された信号光２１は、分波器１７に入射し、各チャネルの波長毎に分波される。波長毎に分波された信号２２は、チャネル対応に設けられた光電変換部１８において光電変換された後、チャネル対応のバンドパスフィルタ１９に入力される。バンドパスフィルタ１９は、入力信号の周波数成分のうち、周波数ｆＬから周波数ｆＨまでの周波数帯の信号を通過させ、制御部２０へ出力する。
【００３４】
図５は、光電変換部１８に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部１８を構成するＰＤの帯域と、バンドパスフィルタ１９の遮断周波数ｆＬ、ｆＨとの関係を示す図である。
【００３５】
図５を参照すると、本実施形態の場合、光電変換部１８として、光信号のほぼ全帯域をカバーするような帯域を持つＰＤを使用する。図５の例では、ｆｃ３（Ｈｚ）の周波数帯域を持つＰＤを使用している。また、光電変換部１８に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差は、周波数が高まるに従って徐々に小さくなっていく。レベル差の小さな周波数帯では、光信号とＡＳＥ信号との区別が困難になるため、或る周波数ｆＨから上の信号をバンドパスフィルタ１９によってカットする。さらに、光電変換部１８に入射するＡＳＥ信号は、周波数が０に近づくとレベルが増大する傾向を示す。ＡＳＥ信号のレベルが増大すると、光信号との区別が困難になるため、或る周波数ｆＬから下の信号をバンドパスフィルタ１９によってカットする。この結果、周波数ｆＬから周波数ｆＨまでの帯域では、どの周波数においても光信号とＡＳＥ信号との間に充分なレベル差が生じることになる。
【００３６】
ｆＬは、例えば３０ｋＨｚ以上、好ましくは５０ｋＨｚとするのが好適である。また、ｆＨは、例えば「シンボルレート／６４（＝２6）」以下、好ましくは「シンボルレート／１２８」とするのが好適である。例えば、シンボルレートが１０Ｇｂｐｓなら、ｆＨ＝１０Ｇｂｐｓ／６４＝１５６ＭＨｚ、好ましくはｆＨ＝１０Ｇｂｐｓ／１２８＝７８ＭＨｚとするのが好適である。
【００３７】
制御部２０は、周波数ｆＬから周波数ｆＨまでの帯域内で光信号とＡＳＥ信号のパワー差を検出する。具体的には、制御部２０は、各チャネル毎に、そのチャネルに対応するフィルタ回路１９の出力信号のパワーＰ１を求め、この求めたＰ１から、ＡＳＥ信号のみが存在する場合のパワーとして事前に設定されたパワーＰ２を減じた残りのパワーの絶対値Ｐ３を、予め設定された閾値Ｔｈと比較し、Ｐ３＞Ｔｈならば、信号光あり、Ｐ３≦Ｔｈならば、信号光なしと判定する。ここで、信号光ありとは、伝送システム中に、当該波長が信号導通していることを意味し、信号光なしとは、伝送システム中に、当該波長が信号導通していないことを意味する。
【００３８】
上記のパワーＰ１の計算は、例えば、フィルタ回路１９の出力信号を表す時間領域（波形）関数をｘ（ｋ）、この時間領域関数ｘ（ｋ）をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）して求めた周波数領域関数をＸ（ｐ）とするとき、周波数領域関数Ｘ（ｐ）の二乗和をパワーＰ１とするなどの方法を用いることができる。
【００３９】
このように本実施形態によれば、Ｓ／ＡＳＥ比を改善した監視ＷＤＭ信号光２１をベースに各チャネルの信号光の有無を検出するため、信号光の有無を精度良く検出することができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、監視ＷＤＭ信号光２１の各チャネルに対応する信号光ごとに、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さくなる高域側および低域側をバンドパスフィルタ１９でカットし、残りの帯域内における出力信号のパワーに基づいて信号光の有無を判定するため、より一層、信号光の有無の検出精度を高めることができる。
【００４１】
[第３の実施形態]
図６を参照すると、本発明の第３の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５Ａは、図２に示した第２の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５と比較して、バンドパスフィルタ１９に代えてローパスフィルタ１９Ａを備えている点で相違する。
【００４２】
図７は、光電変換部１８に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部１８を構成するＰＤの帯域と、ローパスフィルタ１９Ａの遮断周波数ｆＨとの関係を示す図である。
【００４３】
図７を参照すると、本実施形態の場合、周波数ｆＨから上の信号をローパスフィルタ１９Ａによってカットする。前述したように、光電変換部１８に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差は、周波数が高まるに従って徐々に小さくなっていく。レベル差の小さな周波数帯では、光信号とＡＳＥ信号との区別が困難になるため、周波数ｆＨから上の信号をバンドパスフィルタによってカットするわけである。ｆＨは、例えば「シンボルレート／６４（＝２6）」以下、好ましくは「シンボルレート／１２８」とするのが好適である。また、光電変換部１８としては、光信号のほぼ全帯域をカバーするような帯域を持つＰＤを使用するようにしても良いが、図７の例では、ｆｃ２（Ｈｚ）（＜ｆｃ３）の周波数帯域を持つＰＤを使用している。
【００４４】
制御部２０は、周波数ｆＨ以下の帯域内で光信号とＡＳＥ信号のパワー差を検出する。
【００４５】
本実施形態によれば、Ｓ／ＡＳＥ比を改善した監視ＷＤＭ信号光２１をベースに各チャネルの信号光の有無を検出するため、信号光の有無を精度良く検出することができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、監視ＷＤＭ信号光２１の各チャネルに対応する信号光ごとに、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さい高域側をローパスフィルタ１９Ａでカットし、残りの帯域内における出力信号のパワーに基づいて信号光の有無を判定するため、信号光の有無の検出精度を高めることができる。ただし、ＡＳＥ信号のレベルが増大する周波数０に近い帯域も含めてパワーを求めるため、バンドパスフィルタを使用する第２の実施形態に比べると検出精度は低下する。
【００４７】
[第４の実施形態]
図８を参照すると、本発明の第４の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５Ｂは、図２に示した第２の実施形態にかかるＯＣＭデバイス１５と比較して、バンドパスフィルタ１９を省略した点で相違する。
【００４８】
図９は、光電変換部１８に入射する光信号およびＡＳＥ信号の周波数特性と、光電変換部１８を構成するＰＤの帯域との関係を示す図である。
【００４９】
図９を参照すると、本実施形態の場合、光電変換部１８として、光信号のほぼ全帯域をカバーするような帯域を持つＰＤではなく、光信号の帯域の上限周波数よりも低い周波数ｆｃ１（Ｈｚ）以下の帯域を持つＰＤを使用している。ｆｃ１は、第２、第３の実施形態におけるｆＨに近い値であることが望ましい。前述したように、光電変換部１８に入射する光信号とＡＳＥ信号とのレベル差は、周波数が高まるに従って徐々に小さくなっていく。レベル差の小さな周波数帯では、光信号とＡＳＥ信号との区別が困難になるため、周波数ｆｃ１から上の信号が光電変換されないようにするわけである。
【００５０】
制御部２０は、周波数ｆｃ１以下の帯域内で光信号とＡＳＥ信号のパワー差を検出する。
【００５１】
本実施形態によれば、Ｓ／ＡＳＥ比を改善した監視ＷＤＭ信号光２１をベースに各チャネルの信号光の有無を検出するため、信号光の有無を精度良く検出することができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、監視ＷＤＭ信号光２１の各チャネルに対応する信号光ごとに、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さい高域側を光電変換部の帯域によりカットし、残りの帯域内における出力信号のパワーに基づいて信号光の有無を判定するため、信号光の有無の検出精度を高めることができる。ただし、ＡＳＥ信号のレベルが増大する周波数０に近い帯域も含めてパワーを求めるため、バンドパスフィルタを使用する第２の実施形態に比べると検出精度は低下する。
【００５３】
[第５の実施形態]
図１０を参照すると、本発明の第５の実施形態は、ＯＣＭデバイス１５Ｃが、光スイッチングデバイス３５を通じて、複数の光分岐デバイス１２、３２に接続されている点で、ＯＣＭデバイス１５が光分岐デバイス１２にのみ接続されている図２の第２の実施形態と相違する。
【００５４】
上流ノードから送られてきた位相変調がかかったＷＤＭ信号光１０は、光増幅器１１で増幅された後、光分岐デバイス１２において、主信号ＷＤＭ信号光１３と監視ＷＤＭ信号光１４とに分岐される。そのうち、監視ＷＤＭ信号光１４は光スイッチングデバイス３５に入射され、主信号ＷＤＭ信号光１３は、下流ノードへと送出される。下流ノードへ送出された主信号ＷＤＭ信号光１３は、光増幅器３１で増幅された後、光分岐デバイス３２において、主信号ＷＤＭ信号光３３と監視ＷＤＭ信号光３４とに分岐される。そして、監視ＷＤＭ信号光３４は光スイッチングデバイス３５に入射され、主信号ＷＤＭ信号光３３は、さらに下流ノードへと送出される。
【００５５】
光スイッチングデバイス３５は、光分岐デバイス１２から入射する監視ＷＤＭ信号光１４と、光分岐デバイス３２から入射する監視ＷＤＭ信号光３４とを一定時間毎に交互に選択して、ＯＣＭデバイス１５Ｃへ送出する。また、光スイッチングデバイス３５は、現在、どの監視ＷＤＭ信号光を入射しているかの情報を、ＯＣＭデバイス１５Ｃに通知するようにしてもよい。
【００５６】
ＯＣＭデバイス１５Ｃは、図２のＯＣＭデバイス１５と同様の構成を有している。図２のＯＣＭデバイス１５でなく、図６のＯＣＭデバイス１５Ａまたは図８のＯＣＭデバイス１５Ｂと同様の構成を有していてもよい。ＯＣＭデバイス１５Ｃは、光スイッチングデバイス３５から入力された監視ＷＤＭ信号光に基づいて、各チャネルの信号光の有無を判定する。すなわち、ＯＣＭデバイス１５Ｃは、監視ＷＤＭ信号光１４が入力されている期間中は、監視ＷＤＭ信号光１４の各チャネルの信号光の有無を判定する。また、ＯＣＭデバイス１５Ｃは、監視ＷＤＭ信号光３４が入力されている期間中は、監視ＷＤＭ信号光３４の各チャネルの信号光の有無を判定する。何れの場合も、ＯＣＭデバイス１５Ｃの動作は同じである。ただし、監視ＷＤＭ信号光３４は、監視ＷＤＭ信号光１４に比べて、経由した光増幅器の個数が多いので、ＡＳＥ雑音信号が積み重なってＳ／ＡＳＥ比がより悪化している可能性がある。このため、ＡＳＥ信号のみが存在する場合のパワーとして事前に設定する値を、監視ＷＤＭ信号光１４と監視ＷＤＭ信号光３４とで別々に記憶しておくようにしてもよい。
【００５７】
[その他の実施形態]
以上の実施形態では、位相変調として２値位相変調信号（ＤＰＳＫ）を例にして説明したが、ＤＰＳＫよりも多値の位相変調信号に対しても、多値強度変調による光信号に変換することによって、同様に適用可能である。
【００５８】
また、以上の実施形態では、チャネルの信号光の或る周波数帯域内におけるパワーに基づいて当該チャネルの信号光の有無を判定したが、パワーでなく、光信号とＡＳＥ信号とのレベル差が小さくなる周波数帯における特定の周波数のレベルに基づいて当該チャネルの信号光の有無を判定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 監視装置
２ 光遅延干渉回路
３ 分波器
４ 判定部
１０ ＷＤＭ信号光
１１ 光増幅器
１２ 光分岐デバイス
１４ ＷＤＭ信号光
１５ ＯＣＭデバイス
１５Ａ ＯＣＭデバイス
１５Ｂ ＯＣＭデバイス
１５Ｃ ＯＣＭデバイス
１６ 光遅延干渉回路
１７ 分波器
１８ 光電変換部
１９ バンドパスフィルタ
１９Ａ ローパスフィルタ
２０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換する光遅延干渉回路と、
該光遅延干渉回路から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波する分波器と、
前記分波器の出力に基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する判定部と
を備えることを特徴とするＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記分波器から出力されるチャネルごとの信号光を電気信号に変換する光電変換部と、
該光電変換部の出力を入力とするフィルタ回路と、
該フィルタ回路の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項３】
前記フィルタ回路は、バンドパスフィルタである
ことを特徴とする請求項２に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項４】
前記フィルタ回路は、ローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項２に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項５】
前記判定部は、
前記分波器から出力されるチャネルごとの信号光を電気信号に変換する光電変換部と、
該光電変換部の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項６】
前記光電変換部は、前記分波器から出力されるチャネルの信号光の上限周波数よりも低い周波数以下の帯域を持つ
ことを特徴とする請求項５に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載のＷＤＭ信号光の監視装置と、異なる複数の光分岐デバイスから分岐されたＷＤＭ信号光を一定時間ごとに順番に前記監視装置へ出力する光スイッチングデバイスとを含むＷＤＭシステム。
【請求項８】
位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換し、
前記強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波し、
前記分波した信号光に基づいて前記位相変調されたＷＤＭ信号光におけるチャネルごとの信号光の有無を判定する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光の監視方法。
【請求項１】
位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換する光遅延干渉回路と、
該光遅延干渉回路から出力される強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波する分波器と、
前記分波器の出力に基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する判定部と
を備えることを特徴とするＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項２】
前記判定部は、
前記分波器から出力されるチャネルごとの信号光を電気信号に変換する光電変換部と、
該光電変換部の出力を入力とするフィルタ回路と、
該フィルタ回路の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項３】
前記フィルタ回路は、バンドパスフィルタである
ことを特徴とする請求項２に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項４】
前記フィルタ回路は、ローパスフィルタである
ことを特徴とする請求項２に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項５】
前記判定部は、
前記分波器から出力されるチャネルごとの信号光を電気信号に変換する光電変換部と、
該光電変換部の出力信号のパワーに基づいてチャネルごとの信号光の有無を判定する制御部と
を有することを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項６】
前記光電変換部は、前記分波器から出力されるチャネルの信号光の上限周波数よりも低い周波数以下の帯域を持つ
ことを特徴とする請求項５に記載のＷＤＭ信号光の監視装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載のＷＤＭ信号光の監視装置と、異なる複数の光分岐デバイスから分岐されたＷＤＭ信号光を一定時間ごとに順番に前記監視装置へ出力する光スイッチングデバイスとを含むＷＤＭシステム。
【請求項８】
位相変調されたＷＤＭ信号光を分波し、遅延差を与えた後に合波することにより、強度変調されたＷＤＭ信号光に変換し、
前記強度変調されたＷＤＭ信号光をチャネルごとの信号光に分波し、
前記分波した信号光に基づいて前記位相変調されたＷＤＭ信号光におけるチャネルごとの信号光の有無を判定する
ことを特徴とするＷＤＭ信号光の監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５６７５（Ｐ２０１２−１５６７５Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４８５４３（Ｐ２０１０−１４８５４３）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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