光スイッチ監視装置、光スイッチシステム、及び光スイッチ監視方法
【課題】光スイッチにおける誤接続を、波長多重・偏波多重したまま検出することができ、かつ主信号の劣化を抑制する。
【解決手段】光スイッチ監視装置１００は、偏波変動部１２０，偏波変動測定部１４０、及び判断部１６０を有している。偏波変動部１２０は、光スイッチ２００の入力ポート２０２より前、すなわち入力用光ファイバ１０に設けられている。偏波変動部１２０は、入力ポート２０２に入力される光信号を第１の出力ポート２０４から出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる。偏波変動測定部１４０は、光スイッチのいずれかの出力ポート２０４から出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する。判断部１６０は、偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、光スイッチの誤動作の有無を判断する。
【解決手段】光スイッチ監視装置１００は、偏波変動部１２０，偏波変動測定部１４０、及び判断部１６０を有している。偏波変動部１２０は、光スイッチ２００の入力ポート２０２より前、すなわち入力用光ファイバ１０に設けられている。偏波変動部１２０は、入力ポート２０２に入力される光信号を第１の出力ポート２０４から出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる。偏波変動測定部１４０は、光スイッチのいずれかの出力ポート２０４から出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する。判断部１６０は、偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、光スイッチの誤動作の有無を判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチの誤接続を検出することができる光スイッチ監視装置、光スイッチシステム、及び光スイッチ監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信量が爆発的に拡大しており、例えば最も情報量が集中する基幹ネットワークでは光ノードが利用されるようになってきている。光ノードとしては、光ファイバ毎に、例えば８０の波長を多重化した光信号が伝送され、その光ファイバを１００以上入出力するような大規模なものも検討されている。この場合、光ノードが取り扱うチャネル数は８０００以上となる。波長毎、入出力方路毎にチャネルの振り分けを行う場合、振り分けのために必要となる光スイッチ素子は、数万〜数十万個にもなることがある。このような多数の光スイッチ素子がすべて正しく設定及び動作することで、初めて意図する光パスが形成され、意図する情報通信を行うことができる。
【０００３】
しかしながら、対象となる光スイッチ素子数が多いほど、ハードウェア的な故障や、設定ミスによって意図する光パスが形成されない確率、すなわち誤接続の確率が上昇する。誤接続は通信障害に直結するため、インサービスではゼロとすることが望ましい。そのため、光ノードにはインサービスで、常時光パスの接続状態を監視し、誤接続を未然に防ぐ機能が要求されている。
【０００４】
例えば特許文献１に記載の技術では、波長チャネル毎に固有の周波数を割り当て、光ノード入力時にその固有周波数で強度変調を印加する。光ノード出力時に波長チャネル毎に付加した強度変調周波数を検出することによって、これが意図した周波数であるかどうか、すなわち、意図する波長チャネルが出力されているかどうかを判定する。
【０００５】
また特許文献２に記載の技術では、光信号に光パワー、波長、偏波、光ＳＮ比を波長パスの識別子として使用することが記載されている。
【０００６】
また特許文献３には、入力光信号の一部を分岐し、分岐光の光強度が予め定めた一定値以下の場合に誤接続とみなすことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１２２５６号公報
【特許文献２】特開２００６−０５０１４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１４５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２のように強度変調、波長又は光ＳＮ比を識別子として使用する場合、これらの識別子によって、主信号品質が劣化してしまう。また、特許文献３のように波長フィルタを用いる方式の場合、波長多重したままでは誤検出の判断を行えない。
【０００９】
本発明の目的は、上述したような従来技術が有する問題点を鑑みてなされたものであって、光スイッチにおける誤接続を、波長多重・偏波多重したまま検出することができ、かつ主信号の劣化を抑制することができる光スイッチ監視装置、光スイッチシステム、及び光スイッチ監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチ監視装置が提供される。
【００１１】
本発明によれば、光スイッチと、
前記光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる前記第１周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチシステムが提供される。
【００１２】
本発明によれば、入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させ、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定し、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光スイッチにおける誤接続を、波長多重・偏波多重したまま検出することができ、かつ主信号の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る光スイッチ監視装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置の構成を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。
【図４】光スイッチの変形例を示す図である。
【図５】偏波状態検出部で測定されるストークスベクトルを示す図である。
【図６】偏波成分検出部が検出した光信号の偏波状態変動の周波数成分の一例を示す図である。
【図７】偏波状態検出部で測定されるストークスベクトルを示す図である。
【図８】偏波成分検出部が検出した光信号の偏波状態変動の周波数成分の一例を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。
【図１０】第５の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００の構成を示す図である。光スイッチ監視装置１００は、光スイッチシステムの一部として使用されている。この光スイッチシステムは、光スイッチ２００を有している。光スイッチ２００は、入力用光ファイバ１０を介して入力ポート２０２に入力された光信号を、２つの出力ポート２０４のいずれかを介して、出力用光ファイバ２２，２４のいずれかに出力する。光スイッチ監視装置１００は、光スイッチ２００の誤接続を検出するために設けられている。
【００１７】
光スイッチ監視装置１００は、偏波変動部１２０、偏波変動測定部１４０、及び判断部１６０を有している。偏波変動部１２０は、光スイッチ２００の入力ポート２０２より前、すなわち入力用光ファイバ１０に設けられている。偏波変動部１２０は、入力ポート２０２に入力される光信号を第１の出力ポート２０４から出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる。第１周波数は、例えば１Ｈｚ以上５０ｋＨｚ以下である。偏波変動測定部１４０は、光スイッチのいずれかの出力ポート２０４から出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する。判断部１６０は、偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、光スイッチの誤動作の有無を判断する。
【００１８】
図１に示す例では、出力用光ファイバ２２に分岐部２１０が設けられている。このため、出力用光ファイバ２２に出力された光信号の一部が分岐して偏波変動測定部１４０に入力される。偏波変動測定部１４０は、出力用光ファイバ２２に出力された光信号の偏波状態の時間変動を測定する。
【００１９】
例えば偏波変動部１２０が、出力用光ファイバ２２に光信号を出力する場合に光信号の偏波状態を第１周波数で変動させた場合を考える。この場合、判断部１６０は、例えば、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断する。一方、判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値未満であった場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。
【００２０】
なお判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、最大の周波数成分が第１周波数であった場合に、正常に光スイッチ２００が動作していると判断することもできる。この場合において判断部１６０は、最大の周波数成分が第１周波数であり、かつ第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断してもよい。一方、判断部１６０は、それ以外の場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。
【００２１】
一方、偏波変動部１２０が、出力用光ファイバ２４に光信号を出力する場合に光信号の偏波状態を第１周波数で変動させた場合を考える。この場合、判断部１６０は、例えば、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値未満であった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断する。一方、判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。
【００２２】
なお判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、最大の周波数成分が第１周波数ではなかった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断することもできる。一方、判断部１６０は、それ以外の場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。この場合において判断部１６０は、最大の周波数成分が第１周波数であり、かつ第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合にのみ、光スイッチ２００が誤接続していると判断してもよい。
【００２３】
すなわち本実施形態では、光信号の偏波状態の変動の周波数成分を、光スイッチ２００が接続しようとしている出力ポート２０４の識別子として用いる。従って、光スイッチ２００の誤接続を検出することができる。また、光信号の偏波状態を周期的に変動させればよい。このため、光信号が波長多重・偏波多重した状態であっても、インサービスで光スイッチ２００の誤接続を検出することができる。また主信号の劣化を抑制することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００の構成を示す図である。本実施形態に係る光スイッチ監視装置１００は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００と同様の構成である。
【００２５】
まず、偏波変動部１２０は、偏波状態変動素子１２２及びドライバ部１２３を有している。ドライバ部１２３は、ドライバ１２４及び周波数源１２５を有している。
【００２６】
また、偏波変動測定部１４０は、偏波状態検出部１４２及び偏波成分検出部１４４を有している。偏波状態検出部１４２は、例えばポラリメータであり、出力用光ファイバ２２に出力される光信号の偏波状態を連続的に検出する。偏波成分検出部１４４は、例えばＦＦＴ（First Fourier Transfer）を有しており、偏波状態検出部１４２が検出した偏波状態を例えばフーリエ変換することにより、その偏波状態の変動の周波数成分を検出する。偏波成分検出部１４４の検出結果は、判断部１６０に入力される。本実施形態において判断部１６０は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）である。
【００２７】
また光スイッチ監視装置１００は、コントローラ１８０を備えている。コントローラ１８０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、周波数源１２５、偏波変動測定部１４０、及び判断部１６０を制御している。
【００２８】
コントローラ１８０は、管理装置３００に接続している。管理装置３００は、光スイッチ２００を制御しており、いずれの出力ポート２０４に光信号を出力するかを決定している。コントローラ１８０は、管理装置３００から、光信号がいずれの出力ポート２０４に出力されるかを示す情報を受信する。
【００２９】
図２において、偏波状態変動素子１２２は、例えば偏波スクランブラである。入力用光ファイバ１０に入力された光信号は、偏波状態変動素子１２２を通過する時に偏波状態が変化する。どのような変化を起こすかは、偏波状態変動素子１２２のドライバ１２４や周波数源１２５によって決まる。偏波状態変動素子１２２で偏波状態が変化した後、光信号は、光スイッチ２００の入力ポート２０２に入力される。光スイッチ２００の入力ポート２０２に入力された光信号は、管理装置３００からの制御に応じて２つの出力ポート２０４のいずれかにスイッチングにより振り分けられる。
【００３０】
例えば出力用光ファイバ２４に接続している出力ポート２０４へ振り分けられた場合、光信号は、出力用光ファイバ２４を介して後段の光伝送システムや光ノードに出力される。
【００３１】
また出力用光ファイバ２２に接続している出力ポート２０４へ振り分けられた場合、光信号は、分岐部２１０によって２つに分岐される。分岐した光信号の一方は、例えば、主信号系光受信機に入力される。分岐した光信号の他方は、光スイッチ監視装置１００の偏波状態検出部１４２へ導かれる。
【００３２】
偏波状態検出部１４２に入力された光信号は、偏波状態がモニタされる。そのモニタ結果が偏波成分検出部１４４へと入力され、偏波状態変動の周波数成分がモニタされる。偏波成分検出部１４４の解析結果は、判断部１６０へと入力される。判断部１６０における判断結果は、コントローラ１８０へ出力される。コントローラ１８０は、偏波状態検出部１４２、偏波成分検出部１４４、及び判断部１６０に対して初期設定を行うこともできる。また、コントローラ１８０は、誤接続検出結果を管理装置３００へ通知する。
【００３３】
以下、図２に示した光スイッチ監視装置１００の機能を具体的に説明する。例えば、周波数源１２５が周波数ｆ０の正弦波を発生し、ドライバ１２４がその周波数ｆ０の正弦波を増幅し、偏波状態変動素子１２２を駆動するとする。この場合、偏波状態変動素子１２２を通過する光信号は、その偏波状態が周波数ｆ０の速度で周期的に変化することになる。ただし、入力用光ファイバ１０を通過してきた段階で、光信号には既に何らかの偏波状態変動が加わっていることが多い。この既存の偏波状態変動は、光伝送中に加わったものであると考えられ、不規則に変動していると考えられる。このように不規則な変動をしている場合の変動周波数スペクトルは、一般的に周波数成分の範囲は広いが、個々の周波数成分強度はそれほど大きくない。一方、偏波状態変動素子１２２によって加えられる変動の周波数成分ｆ０は周波数成分強度が大きく、既存の偏波状態変動に起因した周波数成分と明確に区別することができる。このため、この周波数成分は、入力ポート２０２から光スイッチ２００に入力する光信号（光パス）の識別子として機能する。なお、偏波状態変動素子１２２によって光信号に印加される偏波状態変動の周波数成分は、好ましくは、出力ポート２０４別に異なる値に設定されている。
【００３４】
光スイッチ２００では、管理装置３００の制御の下、適切な光パスのルーティングが行われる。その結果、光信号は、一方の出力ポート２０４及び出力用光ファイバ２４を介して後段の光ノードに向けて出力されるか、又は他方の出力ポート２０４、出力用光ファイバ２２及び主信号系光受信機を介して、局側の伝送装置に出力される。ここで、光スイッチ２００による光パスのルーティングを確実なものとするためには、ハードウェア的（物理的）に誤接続をモニタすることが必要不可欠である。そのため、出力ポート２０４からの光パス識別子付きの光信号を、分岐部２１０によって一部を光スイッチ監視装置１００の偏波状態検出部１４２へと導く。
【００３５】
偏波状態検出部１４２は、偏波状態を検出する。偏波状態の検出方法はいくつかあるが、一例としてストークスベクトルを測定する方法がある。ストークスベクトルを取得することによって、光信号の偏波状態を一意に把握することができる。偏波状態検出部１４２より、ストークスベクトルが電気信号として偏波成分検出部１４４に出力される。偏波成分検出部１４４は、電気信号として入力されたストークスベクトルから、時間平均ＲＦスペクトルを算出する。また、偏波成分検出部１４４は、そのＲＦスペクトルから強度が極大となる周波数成分を検出し、判断部１６０に極大周波数成分および強度情報を出力する。判断部１６０には、コントローラ１８０から、周波数源１２５に設定した基準周波数ｆ０が予め入力されている。
【００３６】
出力ポート２０４から出力される光信号が所望の信号であるかどうかは、例えば、判断部１６０に設定された基準周波数情報と、偏波成分検出部１４４から入力される極大周波数情報を比較することによって判定される。入力ポート２０２から入力され、光スイッチ２００にて所望のルーティングが行われて出力ポート２０４から出力される光信号の偏波状態は、前述したように、偏波状態変動素子１２２によってｆ０の周波数成分を強く持つ。ここで、偏波成分検出部１４４にて検出された極大周波数をｆ１とする。ｆ０とｆ１が一致すれば光スイッチ２００にて所望のルーティングが行われていると判断できる。逆に、ｆ０とｆ１が一致していない場合、光スイッチ２００が誤接続を行っていると判断できる。
【００３７】
判断部１６０にて誤接続と判定された場合、判断部１６０からコントローラ１８０に対してアラームが発令される。コントローラ１８０は、受け取ったアラームを管理装置３００に転送する。管理装置３００は、予め定められたアクションを実行することで、光スイッチ２００における誤接続を解消するような制御を行う。光スイッチ２００における誤接続状態が復旧すれば、判断部１６０で基準周波数情報と、偏波成分検出部１４４から入力される極大周波数情報が一致することになるため、判断部１６０は、コントローラ１８０へのアラームの発信を終了する。すると、コントローラ１８０から管理装置３００へのアラームの転送も解除される。これにより、管理装置３００は、誤接続が解消したことを認識することができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。この光スイッチシステムは、以下の点を除いて、第２の実施形態に係る光スイッチシステムと同様である。
【００３９】
まず、光スイッチ２００は、２入力２出力である。ただし光スイッチ２００は、図４に示すように、４入力４出力の光スイッチであっても良い。図４に示す例において、光スイッチ２００は２つのサブスイッチ２０６を有している。
【００４０】
また、この光スイッチシステムは、光スイッチ監視装置１００を２つ有している。一方の光スイッチ監視装置１００は入力用光ファイバ１０及び出力用光ファイバ２４に接続しており、他方の光スイッチ監視装置１００は入力用光ファイバ１２及び出力用光ファイバ２２に接続している。そして、出力用光ファイバ２２で観測される識別子の周波数をｆ１、出力用光ファイバ２４で観測される識別子の周波数をｆ２とする。
【００４１】
そして光スイッチ２００の誤接続の形態は、ある入力ポート２０２に入力された光信号が意図しない出力ポート２０４に出力される場合のほか、２つの入力ポート２０２に入力された光信号がいずれも同一の出力ポート２０４に出力される場合が考えられる。
【００４２】
最初に、誤接続がない場合について詳細に説明する。光スイッチ２００が正しく動作している場合、入力用光ファイバ１２に接続している入力ポート２０２は、出力用光ファイバ２２に接続している出力ポート２０４に接続されている。出力用光ファイバ２２に出力される光信号の一部が光スイッチ監視装置１００の偏波状態検出部１４２へ入力される。偏波状態検出部１４２では、入力された光信号の基本偏光成分毎の光強度が測定することにより、ストークスベクトルが算出される。測定されたストークスベクトルは、電気信号として偏波成分検出部１４４へと入力される。
【００４３】
図５は、偏波変動部１２０によって設定された周波数ｆ０＝５０Ｈｚとした場合に偏波状態検出部１４２で測定されるストークスベクトルをプロットしたものである。入力ポート２０２に入力される光信号の偏波状態変動は、偏波状態変動素子１２２によって付加されるだけでなく、偏波状態変動素子１２２入力前段までに光ファイバの振動等によってランダムに付加される成分もある。このため、図５に示す偏波状態の変動は、純粋な正弦波にはなっていない。
【００４４】
図６は、偏波成分検出部１４４が検出した光信号の偏波状態変動の周波数成分の一例を示す。本図に示す例では、５０Ｈｚに強い強度ピークが存在する。このため、判断部１６０は、強度が極大となる周波数成分すなわちｆ１を５０Ｈｚと認識する。また、判断部１６０は、コントローラ１８０から、周波数源１２５に設定した基準周波数ｆ０が５０Ｈｚであることが与えられている。そして判断部１６０は、ｆ１＝ｆ０の条件が成立することを認識する。これにより、光スイッチ２００で意図したルーティングが行われていること、すなわち誤接続していないことがわかる。
【００４５】
次に、誤接続がある場合について詳細に説明する。ここで、入力用光ファイバ１０を出力用光ファイバ２４に接続し、かつ入力用光ファイバ１２を出力用光ファイバ２２に接続すべき場合を考える。入力用光ファイバ１０に接続する光スイッチ監視装置１００は、入力用光ファイバ１０を伝達する光信号に付加する識別子の周波数を、例えば５５Ｈｚに設定する。また入力用光ファイバ１２を伝達する光信号に付加する識別子の周波数を、例えば５０Ｈｚに設定する。
【００４６】
誤接続がなければ、前述のように、出力用光ファイバ２２に接続する判断部１６０で検出される極大周波数成分は５０Ｈｚになるはずであり、出力用光ファイバ２４に接続する判断部１６０で検出される極大周波数成分は５５Ｈｚになるはずである。
【００４７】
一方、例えば、入力用光ファイバ１０を出力用光ファイバ２２へ接続し、入力用光ファイバ１２を出力用光ファイバ２４に接続してしまった場合、判断部１６０は、極大周波数成分ｆ１が５０Ｈｚとならないため、ｆ０≠ｆ１であることを認識する。
【００４８】
また、入力用光ファイバ１０及び入力用光ファイバ１２の双方が出力用光ファイバ２２に接続されてしまった場合、出力用光ファイバ２２に接続する偏波状態検出部１４２で観測されるストークスベクトルの時間変化は、図７のようになる。そして偏波成分検出部１４４では図８のような周波数スペクトルが観測される。判断部１６０は、強度が基準値以上となる周波数成分が複数あることを認識し、これにより、出力用光ファイバ２２に複数の入力用光ファイバ１０，１２が接続されていると判断できる。従って、判断部１６０は誤接続があると判断できる。
【００４９】
上述のように、誤接続有りと判断された場合、判断部１６０はコントローラ１８０にアラームを発信する。コントローラ１８０は管理装置３００にアラームを転送する。これによって、管理装置３００は光スイッチ２００に誤接続が発生していることを認識することができる。
【００５０】
（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。本実施形態に係る光スイッチシステムは、光スイッチ監視装置１００が偏波変動除去部１３０を有している点を除いて、第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００と同様の構成である。
【００５１】
偏波変動除去部１３０は、出力用光ファイバ２２のうち分岐部２１０より後に設けられている。偏波変動除去部１３０は、光信号の偏波状態を、偏波状態変動素子１２２と同一の周波数（第１周波数）で変動させることにより、光信号の偏波状態に含まれる第１周波数の成分を減衰（又は消去）させる。
【００５２】
偏波変動除去部１３０は、偏波状態変動素子１３２及びドライバ１３４を備えている。ドライバ１３４は、偏波状態変動素子１２２と同一の周波数源１２５から周波数ｆ０が電気信号として入力される。ドライバ１３４は、周波数源１２５から入力された電気信号を位相反転させた後、偏波状態変動素子１３２に入力する。偏波状態変動素子１３２は例えば偏波スクランブラであり、ドライバ１３４から入力された信号に従って、光信号に偏波変動を加える。
【００５３】
本実施形態によれば、出力用光ファイバ２２から出力される光信号から、偏波状態に含まれる第１周波数の成分を減衰させる。これにより、出力用光ファイバ２２から出力される光信号に、光パスの識別子が残ることを防止できる。従って、後段ノードにおいて光パスの識別子用の周波数の選択肢を増やすことができる。
【００５４】
（第５の実施形態）
図１０は、第５の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。本実施形態に係る光スイッチシステムは、以下の点を除いて第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００と同様の構成である。
【００５５】
まず、出力用光ファイバ２４にも分岐部２１０が設けられている。そして出力用光ファイバ２４から分岐した光信号と、出力用光ファイバ２２から分岐した光信号は、それぞれ異なる偏波状態検出部１４２に入力される。それぞれの偏波状態検出部１４２は、入力された光信号の偏波状態をモニタする。そしてそのモニタ結果は、同一の偏波成分検出部１４４に入力され、同一の判断部１６０によって接続の判断が行われる。
【００５６】
なお、本図に示す例において、図３に示した例と同様に、複数の入力ポート２０２が設けれていても良い。この場合、複数の入力ポート２０２のそれぞれに対して、偏波変動部１２０が設けられる。これら複数の偏波変動部１２０は、同一のコントローラ１８０によって制御されても良い。
【００５７】
本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光スイッチ２００が有する複数の出力ポート２０４の全てを、同一の光スイッチ監視装置１００で管理することができる。したがって、入力ポート２０２と出力ポート２０４の組み合わせがどのようになった場合でも、光スイッチ２００による誤接続を検出することができる。
【００５８】
なお上記した実施形態によれば、以下の発明が開示されている。
（付記１）
光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチ監視装置。
（付記２）
付記１に記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動測定手段は、前記第１の出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチ監視装置。
（付記３）
付記２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
（付記４）
付記２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
（付記５）
付記１〜４のいずれか一つに記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動手段は、前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチ監視装置。
（付記６）
付記１〜５のいずれか一つに記載の光スイッチ監視装置において、
前記第１の出力ポートに設けられ、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる偏波変動除去手段を備える光スイッチ監視装置。
（付記７）
付記１〜６のいずれか一つに記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動測定手段は、複数の前記出力ポートそれぞれに設けられており、
前記判断手段は、前記複数の偏波変動測定手段の測定結果に基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視装置。
（付記８）
光スイッチと、
前記光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる前記第１周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチシステム。
（付記９）
付記８に記載の光スイッチシステムにおいて、
前記偏波変動測定手段は、前記出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチシステム。
（付記１０）
付記９に記載の光スイッチシステムにおいて、
前記判断手段は、前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチシステム。
（付記１１）
付記９に記載の光スイッチシステムにおいて、
前記判断手段は、前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチシステム。
（付記１２）
付記８〜１１のいずれか一つに記載の光スイッチシステムにおいて、
前記偏波変動手段は、前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチシステム。
（付記１３）
付記８〜１２のいずれか一つに記載の光スイッチシステムにおいて、
前記出力ポートに設けられ、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる偏波変動除去手段を備える光スイッチシステム。
（付記１４）
付記８〜１３のいずれか一つに記載の光スイッチシステムにおいて、
前記偏波変動測定手段は、複数の前記出力ポートそれぞれに設けられており、
前記判断手段は、前記複数の偏波変動測定手段の測定結果に基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチシステム。
（付記１５）
入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させ、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定し、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法。
（付記１６）
付記１５に記載の光スイッチ監視方法において、
前記第１の出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチ監視方法。
（付記１７）
付記１６に記載の光スイッチ監視方法において、
前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視方法。
（付記１８）
付記１６に記載の光スイッチ監視方法において、
前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視方法。
（付記１９）
付記１５〜１８のいずれか一つに記載の光スイッチ監視方法において、
前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチ監視方法。
（付記２０）
付記１５〜１９のいずれか一つに記載の光スイッチ監視方法において、
前記第１の出力ポートにおいて、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる光スイッチ監視方法。
（付記２１）
付記１５〜２０のいずれか一つに記載の光スイッチ監視方法において、
前記偏波変動測定手段は、複数の前記出力ポートそれぞれに設けられており、
前記判断手段は、前記複数の偏波変動測定手段の測定結果に基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法。
【００５９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 入力用光ファイバ
１２ 入力用光ファイバ
２２ 出力用光ファイバ
２４ 出力用光ファイバ
１００ 光スイッチ監視装置
１２０ 偏波変動部
１２２ 偏波状態変動素子
１２３ ドライバ部
１２４ ドライバ
１２５ 周波数源
１３０ 偏波変動除去部
１３２ 偏波状態変動素子
１３４ ドライバ
１４０ 偏波変動測定部
１４２ 偏波状態検出部
１４４ 偏波成分検出部
１６０ 判断部
１８０ コントローラ
２００ 光スイッチ
２０２ 入力ポート
２０４ 出力ポート
２０６ サブスイッチ
２１０ 分岐部
３００ 管理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチの誤接続を検出することができる光スイッチ監視装置、光スイッチシステム、及び光スイッチ監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信量が爆発的に拡大しており、例えば最も情報量が集中する基幹ネットワークでは光ノードが利用されるようになってきている。光ノードとしては、光ファイバ毎に、例えば８０の波長を多重化した光信号が伝送され、その光ファイバを１００以上入出力するような大規模なものも検討されている。この場合、光ノードが取り扱うチャネル数は８０００以上となる。波長毎、入出力方路毎にチャネルの振り分けを行う場合、振り分けのために必要となる光スイッチ素子は、数万〜数十万個にもなることがある。このような多数の光スイッチ素子がすべて正しく設定及び動作することで、初めて意図する光パスが形成され、意図する情報通信を行うことができる。
【０００３】
しかしながら、対象となる光スイッチ素子数が多いほど、ハードウェア的な故障や、設定ミスによって意図する光パスが形成されない確率、すなわち誤接続の確率が上昇する。誤接続は通信障害に直結するため、インサービスではゼロとすることが望ましい。そのため、光ノードにはインサービスで、常時光パスの接続状態を監視し、誤接続を未然に防ぐ機能が要求されている。
【０００４】
例えば特許文献１に記載の技術では、波長チャネル毎に固有の周波数を割り当て、光ノード入力時にその固有周波数で強度変調を印加する。光ノード出力時に波長チャネル毎に付加した強度変調周波数を検出することによって、これが意図した周波数であるかどうか、すなわち、意図する波長チャネルが出力されているかどうかを判定する。
【０００５】
また特許文献２に記載の技術では、光信号に光パワー、波長、偏波、光ＳＮ比を波長パスの識別子として使用することが記載されている。
【０００６】
また特許文献３には、入力光信号の一部を分岐し、分岐光の光強度が予め定めた一定値以下の場合に誤接続とみなすことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１２２５６号公報
【特許文献２】特開２００６−０５０１４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１４５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２のように強度変調、波長又は光ＳＮ比を識別子として使用する場合、これらの識別子によって、主信号品質が劣化してしまう。また、特許文献３のように波長フィルタを用いる方式の場合、波長多重したままでは誤検出の判断を行えない。
【０００９】
本発明の目的は、上述したような従来技術が有する問題点を鑑みてなされたものであって、光スイッチにおける誤接続を、波長多重・偏波多重したまま検出することができ、かつ主信号の劣化を抑制することができる光スイッチ監視装置、光スイッチシステム、及び光スイッチ監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチ監視装置が提供される。
【００１１】
本発明によれば、光スイッチと、
前記光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる前記第１周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチシステムが提供される。
【００１２】
本発明によれば、入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させ、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定し、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光スイッチにおける誤接続を、波長多重・偏波多重したまま検出することができ、かつ主信号の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る光スイッチ監視装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置の構成を示す図である。
【図３】第３の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。
【図４】光スイッチの変形例を示す図である。
【図５】偏波状態検出部で測定されるストークスベクトルを示す図である。
【図６】偏波成分検出部が検出した光信号の偏波状態変動の周波数成分の一例を示す図である。
【図７】偏波状態検出部で測定されるストークスベクトルを示す図である。
【図８】偏波成分検出部が検出した光信号の偏波状態変動の周波数成分の一例を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。
【図１０】第５の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００の構成を示す図である。光スイッチ監視装置１００は、光スイッチシステムの一部として使用されている。この光スイッチシステムは、光スイッチ２００を有している。光スイッチ２００は、入力用光ファイバ１０を介して入力ポート２０２に入力された光信号を、２つの出力ポート２０４のいずれかを介して、出力用光ファイバ２２，２４のいずれかに出力する。光スイッチ監視装置１００は、光スイッチ２００の誤接続を検出するために設けられている。
【００１７】
光スイッチ監視装置１００は、偏波変動部１２０、偏波変動測定部１４０、及び判断部１６０を有している。偏波変動部１２０は、光スイッチ２００の入力ポート２０２より前、すなわち入力用光ファイバ１０に設けられている。偏波変動部１２０は、入力ポート２０２に入力される光信号を第１の出力ポート２０４から出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる。第１周波数は、例えば１Ｈｚ以上５０ｋＨｚ以下である。偏波変動測定部１４０は、光スイッチのいずれかの出力ポート２０４から出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する。判断部１６０は、偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、光スイッチの誤動作の有無を判断する。
【００１８】
図１に示す例では、出力用光ファイバ２２に分岐部２１０が設けられている。このため、出力用光ファイバ２２に出力された光信号の一部が分岐して偏波変動測定部１４０に入力される。偏波変動測定部１４０は、出力用光ファイバ２２に出力された光信号の偏波状態の時間変動を測定する。
【００１９】
例えば偏波変動部１２０が、出力用光ファイバ２２に光信号を出力する場合に光信号の偏波状態を第１周波数で変動させた場合を考える。この場合、判断部１６０は、例えば、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断する。一方、判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値未満であった場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。
【００２０】
なお判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、最大の周波数成分が第１周波数であった場合に、正常に光スイッチ２００が動作していると判断することもできる。この場合において判断部１６０は、最大の周波数成分が第１周波数であり、かつ第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断してもよい。一方、判断部１６０は、それ以外の場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。
【００２１】
一方、偏波変動部１２０が、出力用光ファイバ２４に光信号を出力する場合に光信号の偏波状態を第１周波数で変動させた場合を考える。この場合、判断部１６０は、例えば、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値未満であった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断する。一方、判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。
【００２２】
なお判断部１６０は、偏波変動測定部１４０で測定された光信号の偏波状態の時間変動のうち、最大の周波数成分が第１周波数ではなかった場合、正常に光スイッチ２００が動作していると判断することもできる。一方、判断部１６０は、それ以外の場合、光スイッチ２００が誤接続していると判断する。この場合において判断部１６０は、最大の周波数成分が第１周波数であり、かつ第１周波数成分の大きさが基準値以上であった場合にのみ、光スイッチ２００が誤接続していると判断してもよい。
【００２３】
すなわち本実施形態では、光信号の偏波状態の変動の周波数成分を、光スイッチ２００が接続しようとしている出力ポート２０４の識別子として用いる。従って、光スイッチ２００の誤接続を検出することができる。また、光信号の偏波状態を周期的に変動させればよい。このため、光信号が波長多重・偏波多重した状態であっても、インサービスで光スイッチ２００の誤接続を検出することができる。また主信号の劣化を抑制することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００の構成を示す図である。本実施形態に係る光スイッチ監視装置１００は、以下の点を除いて第１の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００と同様の構成である。
【００２５】
まず、偏波変動部１２０は、偏波状態変動素子１２２及びドライバ部１２３を有している。ドライバ部１２３は、ドライバ１２４及び周波数源１２５を有している。
【００２６】
また、偏波変動測定部１４０は、偏波状態検出部１４２及び偏波成分検出部１４４を有している。偏波状態検出部１４２は、例えばポラリメータであり、出力用光ファイバ２２に出力される光信号の偏波状態を連続的に検出する。偏波成分検出部１４４は、例えばＦＦＴ（First Fourier Transfer）を有しており、偏波状態検出部１４２が検出した偏波状態を例えばフーリエ変換することにより、その偏波状態の変動の周波数成分を検出する。偏波成分検出部１４４の検出結果は、判断部１６０に入力される。本実施形態において判断部１６０は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）である。
【００２７】
また光スイッチ監視装置１００は、コントローラ１８０を備えている。コントローラ１８０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、周波数源１２５、偏波変動測定部１４０、及び判断部１６０を制御している。
【００２８】
コントローラ１８０は、管理装置３００に接続している。管理装置３００は、光スイッチ２００を制御しており、いずれの出力ポート２０４に光信号を出力するかを決定している。コントローラ１８０は、管理装置３００から、光信号がいずれの出力ポート２０４に出力されるかを示す情報を受信する。
【００２９】
図２において、偏波状態変動素子１２２は、例えば偏波スクランブラである。入力用光ファイバ１０に入力された光信号は、偏波状態変動素子１２２を通過する時に偏波状態が変化する。どのような変化を起こすかは、偏波状態変動素子１２２のドライバ１２４や周波数源１２５によって決まる。偏波状態変動素子１２２で偏波状態が変化した後、光信号は、光スイッチ２００の入力ポート２０２に入力される。光スイッチ２００の入力ポート２０２に入力された光信号は、管理装置３００からの制御に応じて２つの出力ポート２０４のいずれかにスイッチングにより振り分けられる。
【００３０】
例えば出力用光ファイバ２４に接続している出力ポート２０４へ振り分けられた場合、光信号は、出力用光ファイバ２４を介して後段の光伝送システムや光ノードに出力される。
【００３１】
また出力用光ファイバ２２に接続している出力ポート２０４へ振り分けられた場合、光信号は、分岐部２１０によって２つに分岐される。分岐した光信号の一方は、例えば、主信号系光受信機に入力される。分岐した光信号の他方は、光スイッチ監視装置１００の偏波状態検出部１４２へ導かれる。
【００３２】
偏波状態検出部１４２に入力された光信号は、偏波状態がモニタされる。そのモニタ結果が偏波成分検出部１４４へと入力され、偏波状態変動の周波数成分がモニタされる。偏波成分検出部１４４の解析結果は、判断部１６０へと入力される。判断部１６０における判断結果は、コントローラ１８０へ出力される。コントローラ１８０は、偏波状態検出部１４２、偏波成分検出部１４４、及び判断部１６０に対して初期設定を行うこともできる。また、コントローラ１８０は、誤接続検出結果を管理装置３００へ通知する。
【００３３】
以下、図２に示した光スイッチ監視装置１００の機能を具体的に説明する。例えば、周波数源１２５が周波数ｆ０の正弦波を発生し、ドライバ１２４がその周波数ｆ０の正弦波を増幅し、偏波状態変動素子１２２を駆動するとする。この場合、偏波状態変動素子１２２を通過する光信号は、その偏波状態が周波数ｆ０の速度で周期的に変化することになる。ただし、入力用光ファイバ１０を通過してきた段階で、光信号には既に何らかの偏波状態変動が加わっていることが多い。この既存の偏波状態変動は、光伝送中に加わったものであると考えられ、不規則に変動していると考えられる。このように不規則な変動をしている場合の変動周波数スペクトルは、一般的に周波数成分の範囲は広いが、個々の周波数成分強度はそれほど大きくない。一方、偏波状態変動素子１２２によって加えられる変動の周波数成分ｆ０は周波数成分強度が大きく、既存の偏波状態変動に起因した周波数成分と明確に区別することができる。このため、この周波数成分は、入力ポート２０２から光スイッチ２００に入力する光信号（光パス）の識別子として機能する。なお、偏波状態変動素子１２２によって光信号に印加される偏波状態変動の周波数成分は、好ましくは、出力ポート２０４別に異なる値に設定されている。
【００３４】
光スイッチ２００では、管理装置３００の制御の下、適切な光パスのルーティングが行われる。その結果、光信号は、一方の出力ポート２０４及び出力用光ファイバ２４を介して後段の光ノードに向けて出力されるか、又は他方の出力ポート２０４、出力用光ファイバ２２及び主信号系光受信機を介して、局側の伝送装置に出力される。ここで、光スイッチ２００による光パスのルーティングを確実なものとするためには、ハードウェア的（物理的）に誤接続をモニタすることが必要不可欠である。そのため、出力ポート２０４からの光パス識別子付きの光信号を、分岐部２１０によって一部を光スイッチ監視装置１００の偏波状態検出部１４２へと導く。
【００３５】
偏波状態検出部１４２は、偏波状態を検出する。偏波状態の検出方法はいくつかあるが、一例としてストークスベクトルを測定する方法がある。ストークスベクトルを取得することによって、光信号の偏波状態を一意に把握することができる。偏波状態検出部１４２より、ストークスベクトルが電気信号として偏波成分検出部１４４に出力される。偏波成分検出部１４４は、電気信号として入力されたストークスベクトルから、時間平均ＲＦスペクトルを算出する。また、偏波成分検出部１４４は、そのＲＦスペクトルから強度が極大となる周波数成分を検出し、判断部１６０に極大周波数成分および強度情報を出力する。判断部１６０には、コントローラ１８０から、周波数源１２５に設定した基準周波数ｆ０が予め入力されている。
【００３６】
出力ポート２０４から出力される光信号が所望の信号であるかどうかは、例えば、判断部１６０に設定された基準周波数情報と、偏波成分検出部１４４から入力される極大周波数情報を比較することによって判定される。入力ポート２０２から入力され、光スイッチ２００にて所望のルーティングが行われて出力ポート２０４から出力される光信号の偏波状態は、前述したように、偏波状態変動素子１２２によってｆ０の周波数成分を強く持つ。ここで、偏波成分検出部１４４にて検出された極大周波数をｆ１とする。ｆ０とｆ１が一致すれば光スイッチ２００にて所望のルーティングが行われていると判断できる。逆に、ｆ０とｆ１が一致していない場合、光スイッチ２００が誤接続を行っていると判断できる。
【００３７】
判断部１６０にて誤接続と判定された場合、判断部１６０からコントローラ１８０に対してアラームが発令される。コントローラ１８０は、受け取ったアラームを管理装置３００に転送する。管理装置３００は、予め定められたアクションを実行することで、光スイッチ２００における誤接続を解消するような制御を行う。光スイッチ２００における誤接続状態が復旧すれば、判断部１６０で基準周波数情報と、偏波成分検出部１４４から入力される極大周波数情報が一致することになるため、判断部１６０は、コントローラ１８０へのアラームの発信を終了する。すると、コントローラ１８０から管理装置３００へのアラームの転送も解除される。これにより、管理装置３００は、誤接続が解消したことを認識することができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。この光スイッチシステムは、以下の点を除いて、第２の実施形態に係る光スイッチシステムと同様である。
【００３９】
まず、光スイッチ２００は、２入力２出力である。ただし光スイッチ２００は、図４に示すように、４入力４出力の光スイッチであっても良い。図４に示す例において、光スイッチ２００は２つのサブスイッチ２０６を有している。
【００４０】
また、この光スイッチシステムは、光スイッチ監視装置１００を２つ有している。一方の光スイッチ監視装置１００は入力用光ファイバ１０及び出力用光ファイバ２４に接続しており、他方の光スイッチ監視装置１００は入力用光ファイバ１２及び出力用光ファイバ２２に接続している。そして、出力用光ファイバ２２で観測される識別子の周波数をｆ１、出力用光ファイバ２４で観測される識別子の周波数をｆ２とする。
【００４１】
そして光スイッチ２００の誤接続の形態は、ある入力ポート２０２に入力された光信号が意図しない出力ポート２０４に出力される場合のほか、２つの入力ポート２０２に入力された光信号がいずれも同一の出力ポート２０４に出力される場合が考えられる。
【００４２】
最初に、誤接続がない場合について詳細に説明する。光スイッチ２００が正しく動作している場合、入力用光ファイバ１２に接続している入力ポート２０２は、出力用光ファイバ２２に接続している出力ポート２０４に接続されている。出力用光ファイバ２２に出力される光信号の一部が光スイッチ監視装置１００の偏波状態検出部１４２へ入力される。偏波状態検出部１４２では、入力された光信号の基本偏光成分毎の光強度が測定することにより、ストークスベクトルが算出される。測定されたストークスベクトルは、電気信号として偏波成分検出部１４４へと入力される。
【００４３】
図５は、偏波変動部１２０によって設定された周波数ｆ０＝５０Ｈｚとした場合に偏波状態検出部１４２で測定されるストークスベクトルをプロットしたものである。入力ポート２０２に入力される光信号の偏波状態変動は、偏波状態変動素子１２２によって付加されるだけでなく、偏波状態変動素子１２２入力前段までに光ファイバの振動等によってランダムに付加される成分もある。このため、図５に示す偏波状態の変動は、純粋な正弦波にはなっていない。
【００４４】
図６は、偏波成分検出部１４４が検出した光信号の偏波状態変動の周波数成分の一例を示す。本図に示す例では、５０Ｈｚに強い強度ピークが存在する。このため、判断部１６０は、強度が極大となる周波数成分すなわちｆ１を５０Ｈｚと認識する。また、判断部１６０は、コントローラ１８０から、周波数源１２５に設定した基準周波数ｆ０が５０Ｈｚであることが与えられている。そして判断部１６０は、ｆ１＝ｆ０の条件が成立することを認識する。これにより、光スイッチ２００で意図したルーティングが行われていること、すなわち誤接続していないことがわかる。
【００４５】
次に、誤接続がある場合について詳細に説明する。ここで、入力用光ファイバ１０を出力用光ファイバ２４に接続し、かつ入力用光ファイバ１２を出力用光ファイバ２２に接続すべき場合を考える。入力用光ファイバ１０に接続する光スイッチ監視装置１００は、入力用光ファイバ１０を伝達する光信号に付加する識別子の周波数を、例えば５５Ｈｚに設定する。また入力用光ファイバ１２を伝達する光信号に付加する識別子の周波数を、例えば５０Ｈｚに設定する。
【００４６】
誤接続がなければ、前述のように、出力用光ファイバ２２に接続する判断部１６０で検出される極大周波数成分は５０Ｈｚになるはずであり、出力用光ファイバ２４に接続する判断部１６０で検出される極大周波数成分は５５Ｈｚになるはずである。
【００４７】
一方、例えば、入力用光ファイバ１０を出力用光ファイバ２２へ接続し、入力用光ファイバ１２を出力用光ファイバ２４に接続してしまった場合、判断部１６０は、極大周波数成分ｆ１が５０Ｈｚとならないため、ｆ０≠ｆ１であることを認識する。
【００４８】
また、入力用光ファイバ１０及び入力用光ファイバ１２の双方が出力用光ファイバ２２に接続されてしまった場合、出力用光ファイバ２２に接続する偏波状態検出部１４２で観測されるストークスベクトルの時間変化は、図７のようになる。そして偏波成分検出部１４４では図８のような周波数スペクトルが観測される。判断部１６０は、強度が基準値以上となる周波数成分が複数あることを認識し、これにより、出力用光ファイバ２２に複数の入力用光ファイバ１０，１２が接続されていると判断できる。従って、判断部１６０は誤接続があると判断できる。
【００４９】
上述のように、誤接続有りと判断された場合、判断部１６０はコントローラ１８０にアラームを発信する。コントローラ１８０は管理装置３００にアラームを転送する。これによって、管理装置３００は光スイッチ２００に誤接続が発生していることを認識することができる。
【００５０】
（第４の実施形態）
図９は、第４の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。本実施形態に係る光スイッチシステムは、光スイッチ監視装置１００が偏波変動除去部１３０を有している点を除いて、第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００と同様の構成である。
【００５１】
偏波変動除去部１３０は、出力用光ファイバ２２のうち分岐部２１０より後に設けられている。偏波変動除去部１３０は、光信号の偏波状態を、偏波状態変動素子１２２と同一の周波数（第１周波数）で変動させることにより、光信号の偏波状態に含まれる第１周波数の成分を減衰（又は消去）させる。
【００５２】
偏波変動除去部１３０は、偏波状態変動素子１３２及びドライバ１３４を備えている。ドライバ１３４は、偏波状態変動素子１２２と同一の周波数源１２５から周波数ｆ０が電気信号として入力される。ドライバ１３４は、周波数源１２５から入力された電気信号を位相反転させた後、偏波状態変動素子１３２に入力する。偏波状態変動素子１３２は例えば偏波スクランブラであり、ドライバ１３４から入力された信号に従って、光信号に偏波変動を加える。
【００５３】
本実施形態によれば、出力用光ファイバ２２から出力される光信号から、偏波状態に含まれる第１周波数の成分を減衰させる。これにより、出力用光ファイバ２２から出力される光信号に、光パスの識別子が残ることを防止できる。従って、後段ノードにおいて光パスの識別子用の周波数の選択肢を増やすことができる。
【００５４】
（第５の実施形態）
図１０は、第５の実施形態に係る光スイッチシステムの構成を示す図である。本実施形態に係る光スイッチシステムは、以下の点を除いて第２の実施形態に係る光スイッチ監視装置１００と同様の構成である。
【００５５】
まず、出力用光ファイバ２４にも分岐部２１０が設けられている。そして出力用光ファイバ２４から分岐した光信号と、出力用光ファイバ２２から分岐した光信号は、それぞれ異なる偏波状態検出部１４２に入力される。それぞれの偏波状態検出部１４２は、入力された光信号の偏波状態をモニタする。そしてそのモニタ結果は、同一の偏波成分検出部１４４に入力され、同一の判断部１６０によって接続の判断が行われる。
【００５６】
なお、本図に示す例において、図３に示した例と同様に、複数の入力ポート２０２が設けれていても良い。この場合、複数の入力ポート２０２のそれぞれに対して、偏波変動部１２０が設けられる。これら複数の偏波変動部１２０は、同一のコントローラ１８０によって制御されても良い。
【００５７】
本実施形態によっても、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光スイッチ２００が有する複数の出力ポート２０４の全てを、同一の光スイッチ監視装置１００で管理することができる。したがって、入力ポート２０２と出力ポート２０４の組み合わせがどのようになった場合でも、光スイッチ２００による誤接続を検出することができる。
【００５８】
なお上記した実施形態によれば、以下の発明が開示されている。
（付記１）
光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチ監視装置。
（付記２）
付記１に記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動測定手段は、前記第１の出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチ監視装置。
（付記３）
付記２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
（付記４）
付記２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
（付記５）
付記１〜４のいずれか一つに記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動手段は、前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチ監視装置。
（付記６）
付記１〜５のいずれか一つに記載の光スイッチ監視装置において、
前記第１の出力ポートに設けられ、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる偏波変動除去手段を備える光スイッチ監視装置。
（付記７）
付記１〜６のいずれか一つに記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動測定手段は、複数の前記出力ポートそれぞれに設けられており、
前記判断手段は、前記複数の偏波変動測定手段の測定結果に基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視装置。
（付記８）
光スイッチと、
前記光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる前記第１周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチシステム。
（付記９）
付記８に記載の光スイッチシステムにおいて、
前記偏波変動測定手段は、前記出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチシステム。
（付記１０）
付記９に記載の光スイッチシステムにおいて、
前記判断手段は、前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチシステム。
（付記１１）
付記９に記載の光スイッチシステムにおいて、
前記判断手段は、前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチシステム。
（付記１２）
付記８〜１１のいずれか一つに記載の光スイッチシステムにおいて、
前記偏波変動手段は、前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチシステム。
（付記１３）
付記８〜１２のいずれか一つに記載の光スイッチシステムにおいて、
前記出力ポートに設けられ、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる偏波変動除去手段を備える光スイッチシステム。
（付記１４）
付記８〜１３のいずれか一つに記載の光スイッチシステムにおいて、
前記偏波変動測定手段は、複数の前記出力ポートそれぞれに設けられており、
前記判断手段は、前記複数の偏波変動測定手段の測定結果に基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチシステム。
（付記１５）
入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させ、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定し、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法。
（付記１６）
付記１５に記載の光スイッチ監視方法において、
前記第１の出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチ監視方法。
（付記１７）
付記１６に記載の光スイッチ監視方法において、
前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視方法。
（付記１８）
付記１６に記載の光スイッチ監視方法において、
前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視方法。
（付記１９）
付記１５〜１８のいずれか一つに記載の光スイッチ監視方法において、
前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチ監視方法。
（付記２０）
付記１５〜１９のいずれか一つに記載の光スイッチ監視方法において、
前記第１の出力ポートにおいて、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる光スイッチ監視方法。
（付記２１）
付記１５〜２０のいずれか一つに記載の光スイッチ監視方法において、
前記偏波変動測定手段は、複数の前記出力ポートそれぞれに設けられており、
前記判断手段は、前記複数の偏波変動測定手段の測定結果に基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法。
【００５９】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 入力用光ファイバ
１２ 入力用光ファイバ
２２ 出力用光ファイバ
２４ 出力用光ファイバ
１００ 光スイッチ監視装置
１２０ 偏波変動部
１２２ 偏波状態変動素子
１２３ ドライバ部
１２４ ドライバ
１２５ 周波数源
１３０ 偏波変動除去部
１３２ 偏波状態変動素子
１３４ ドライバ
１４０ 偏波変動測定部
１４２ 偏波状態検出部
１４４ 偏波成分検出部
１６０ 判断部
１８０ コントローラ
２００ 光スイッチ
２０２ 入力ポート
２０４ 出力ポート
２０６ サブスイッチ
２１０ 分岐部
３００ 管理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチ監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動測定手段は、前記第１の出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチ監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動手段は、前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチ監視装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光スイッチ監視装置において、
前記第１の出力ポートに設けられ、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる偏波変動除去手段を備える光スイッチ監視装置。
【請求項７】
光スイッチと、
前記光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる前記第１周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチシステム。
【請求項８】
入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させ、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定し、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法。
【請求項１】
光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチ監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動測定手段は、前記第１の出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する光スイッチ監視装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における前記第１周波数大きさが閾値以下である場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光スイッチ監視装置において、
前記判断手段は、前記時間変動における最大周波数成分が前記第１周波数に一致しない場合に、前記光スイッチの誤動作があると判断する光スイッチ監視装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光スイッチ監視装置において、
前記偏波変動手段は、前記光信号を出力すべき前記出力ポート別に、前記第１周波数を異なる値に設定する光スイッチ監視装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光スイッチ監視装置において、
前記第１の出力ポートに設けられ、前記光信号の偏波状態を前記第１周波数で変動させることにより、前記光信号の偏波状態に含まれる前記第１周波数の成分を減衰させる偏波変動除去手段を備える光スイッチ監視装置。
【請求項７】
光スイッチと、
前記光スイッチの入力ポートより前に設けられ、前記入力ポートに入力される光信号の偏波状態を第１周波数で変動させる偏波変動手段と、
前記光スイッチの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定する偏波変動測定手段と、
前記偏波状態の時間変動に含まれる前記第１周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する判断手段と、
を備える光スイッチシステム。
【請求項８】
入力ポートに入力される光信号を前記光スイッチの第１の出力ポートから出力させる場合に、当該光信号の偏波状態を第１周波数で変動させ、
前記光スイッチのいずれかの出力ポートから出力される光信号の偏波状態の時間変動を測定し、
前記偏波状態の時間変動に含まれる周波数成分の大きさに基づいて、前記光スイッチの誤動作の有無を判断する光スイッチ監視方法。
【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２０１３−９８６８９（Ｐ２０１３−９８６８９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３８５６３（Ｐ２０１１−２３８５６３）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【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２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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