JP2001230731A

JP2001230731A - 波長計

Info

Publication number: JP2001230731A
Application number: JP2000040188A
Authority: JP
Inventors: Koji Unno; 康志海野; Shiori Sasaki; 志織佐々木
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2001-08-24
Also published as: US6490041B2; US20010033385A1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ＷＤＭ伝送等における多重
化された各光信号の変動量推移を監視し、ＷＤＭ伝送中
における通信状態を監視することである。【解決手段】波長計１は、ＷＤＭ伝送における光信号
の波長等を測定・監視する波長計であり、測定回数を入
力・設定した後、被測定光を測定する。そして測定する
毎に被測定光の各ピークと監視用基準波のピークとの電
力量または波長の変動量を計算し、メモリ７に記憶する
とともに変動量推移として表示部９に表示する、或いは
外部にデータ出力する。これを設定された測定回数まで
繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＷＤＭ等における
多重化された光信号の波長を計測する波長計に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットや携帯電話等に代
表される情報通信分野は、著しく進展している。それに
伴って、伝送路における情報量も飛躍的に増加してい
る。この情報通信分野を支える伝送路のうち、中核を担
っているものの一つに光ファイバが挙げられる。既にい
くつもの光ファイバケーブルが地中や海底等に敷設され
ており、実際に利用されている。

【０００３】しかし、通信トラフィックの急増に対処す
るためには、光ファイバケーブルを増設する一方で、既
存の光ファイバケーブルを利用した、高速かつ大容量の
伝送を可能とする手段が望まれる。ＷＤＭ（波長分割多
重：Wavelength Division Multiplexing）技術がその一
つである。

【０００４】ＷＤＭとは、波長の異なる光は互いに干渉
しないという性質を利用して、波長の違う複数の光信号
を同時に送信することによって、一つの光ファイバを多
重に利用する方式のことである。

【０００５】従来の単一波長を用いる方式では、２．５
〜１０Ｇｂｐｓが限界であるが、ＷＤＭでは、例えば１
０Ｇｂｐｓの信号を１２８波多重することにより、テラ
ビットレベルの伝送容量を実現できる。

【０００６】このＷＤＭを用いた伝送（以下、ＷＤＭ伝
送と呼ぶ。）を実用化するためには、ＷＤＭ伝送時の伝
送特性を高精度に評価する機器が必要である。そこで、
このような機器として、複数の光信号のスペクトラムを
測定・解析する波長計が開発されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これまで、このような
波長計ではＷＤＭ伝送中において通信状態の変動量推移
を監視する機能は実現されていなかった。しかしなが
ら、ＷＤＭ伝送において光信号の波長等が仕様の範囲を
越えて変動した場合には、受信部での信号品質が著しく
劣化する。そのため、複数の光信号が多重化されたＷＤ
Ｍ伝送においては、多重化された各光信号を監視する必
要がある。

【０００８】本発明の課題は、ＷＤＭ伝送等における多
重化された各光信号の変動量推移を監視し、ＷＤＭ伝送
中における通信状態を監視することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、所定方式により複数の光信
号が多重化され、伝送された信号光を測定する波長計に
おいて、前記所定方式による前記信号光の測定基準を設
定する基準設定手段（例えば、図１に示すＣＰＵ６；図
５のステップＳ２）と、伝送された前記信号光を連続的
に測定する測定手段（例えば、図１に示すＣＰＵ６；図
５のステップＳ３）と、前記測定手段による測定結果に
基づいて、前記信号光に多重化された複数の光信号それ
ぞれを特定する特定手段（例えば、図１に示すＣＰＵ
６；図５に示すステップＳ３）と、前記特定手段により
特定された各光信号について、前記基準設定手段により
設定された測定基準からの変動量を計算する変動量測定
手段（例えば、図１に示すＣＰＵ６；図５に示すステッ
プＳ４）と、前記変動量測定手段により計算された変動
量の推移を出力する出力手段（例えば、図１に示すＣＰ
Ｕ６；図５に示すステップＳ６、Ｓ７）と、を備えるこ
とを特徴とする。

【００１０】この請求項１の発明によれば、所定方式に
より複数の光信号が多重化され、伝送された信号光を測
定する波長計において、基準設定手段は、前記所定方式
による前記信号光の測定基準を設定し、測定手段は、伝
送された前記信号光を連続的に測定し、特定手段は、前
記測定手段による測定結果に基づいて、前記信号光に多
重化された複数の光信号それぞれを特定し、変動量測定
手段は、前記特定手段により特定された各光信号につい
て、前記基準設定手段により設定された測定基準からの
変動量を計算し、出力手段は、前記変動量測定手段によ
り測定された変動量の推移を出力する。

【００１１】また、請求項２記載の発明のように、請求
項１記載の発明において、前記変動量測定手段において
計算される変動量は、前記特定手段により特定された各
光信号の電力量と前記基準設定手段により設定された測
定基準との差異としてもよい。

【００１２】また、請求項３記載の発明のように、請求
項１記載の発明において、前記変動量測定手段において
計算される変動量は、前記特定手段により特定された各
光信号の波長と前記基準設定手段により設定された測定
基準との差異としてもよい。

【００１３】請求項１〜３記載の発明の波長計によれ
ば、測定された各光信号の、例えば電力量や波長等につ
いての変動量を計算し、その推移を出力するので、多重
化された信号光の通信状態の変動量推移を監視できる。
そのため、例えば、ＷＤＭ伝送に用いられる光源の温度
特性を監視できる。

【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記信号光を測定する回数を設定す
る設定手段（例えば、図１に示すＣＰＵ６；図５に示す
ステップＳ１）を更に備え、前記測定手段は、この設定
手段により設定された回数だけ伝送された信号光を連続
的に測定することを特徴とする。

【００１５】この請求項４記載の発明によれば、設定手
段により前記信号光を測定する回数を設定すると、測定
手段は、設定手段により設定された回数だけ伝送された
信号光を連続的に測定するので、信号光の測定回数を自
由に設定でき、多重化された信号光の測定・監視の自由
度を向上できる。

【００１６】また、請求項５記載の発明のように、請求
項１から４のいずれかに記載の波長計において、前記所
定方式による光信号の多重化はＷＤＭにより行われるこ
ととしてもよい。

【００１７】この請求項５の発明によれば、光信号の多
重化方式として利用されるＷＤＭに適用した波長計を実
現できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して本発
明を適用した波長計１の実施の形態を詳細に説明する。

【００１９】まず、構成を説明する。本発明を適用した
波長計１はＷＤＭ伝送における光信号の波長等を測定・
監視する波長計であり、監視用の基準波を入力・設定し
た後、多重化された信号波の各光信号を所定回数だけ連
続的に測定して監視用基準波と比較することによって、
各光信号の監視用基準波からの変動量の推移を測定する
装置である。

【００２０】図１は、光信号の測定・監視に係る波長計
１の要部構成を示すブロック図であり、光信号の測定・
監視における要部構成間の信号の流れを矢視線で示した
図である。図１において、波長計１は、測定光入力部２
と、基準光源３と、干渉計４と、演算部５と、ＣＰＵ６
と、メモリ７と、外部インターフェース部８と、表示部
９とから構成される。

【００２１】図１において、測定光入力部２は光ファイ
バケーブルを接続するコネクタ等を備え、光ファイバケ
ーブルを介してＷＤＭ伝送された被測定光（以下、単に
被測定光と呼ぶ。）を干渉計４に出力する。なお、被測
定光には波長の異なる複数の光信号が多重化されてい
る。

【００２２】基準光源３はＤＦＢ（Distributed Feed B
ack）レーザ等によって構成された、後述する被測定光
の光周波数、光波長及び電力量を測定するための所定波
長の基準光を発生する光源であり、発生した基準光を干
渉計４に出力する。

【００２３】干渉計４は測定光入力部２から入力される
被測定光、あるいは基準光源３から入力される基準光
を、光周波数に比例した電気信号に変換して出力する装
置であり、干渉波形を作成するためのプリズムレンズや
反射ミラー、干渉波形を電気信号に変換するためのＰＤ
（Photo Diode）等から構成されている。干渉計４は、
まず、測定光入力部２から入力される被測定光、あるい
は基準光源３から入力される基準光をプリズムレンズや
反射ミラー等により増幅・干渉させて、干渉波形を作成
する。そして、ＰＤが干渉波形の光量等を検出して、光
周波数（光波長）に比例した周波数の電気信号に変換
し、変換した電気信号を演算部５に出力する。

【００２４】演算部５は干渉計４から入力される電気信
号を各周波数成分に分解して、ＣＰＵ６に出力する。そ
して、ＣＰＵ６は各周波数成分に分解された基準光に対
する電気信号と被測定光に対する電気信号とに基づい
て、被測定光の光周波数、光波長及び電力量を計算（測
定）する。

【００２５】光周波数及び光波長の測定原理は次式
（１）及び（２）から導き出される。なお、この測定原
理は従来の波長計において用いられているものであるた
め、詳細説明を省略する。

【００２６】被測定光の光周波数＝（光速／基準光の干渉波形の周波数）×基準光の光周波数・・・（１）

【００２７】被測定光の光波長＝光速／被測定光の光周波数・・・（２）

【００２８】また、ＣＰＵ６は上述のような被測定光の
光周波数等を算出（測定）するとともに、次のような被
測定光の監視処理（図４参照）を実行する。まず、測定
光入力部２に監視用の基準波となるＷＤＭの光信号が入
力されると、各部が被測定光の測定と同様の動作を行っ
て、最終的に電気信号がＣＰＵ６に入力される。そし
て、ＣＰＵ６は、監視用基準波となる光信号の各周波数
成分における電力量や、波長等を測定し、測定した値を
メモリ７に記憶する。

【００２９】次に、監視用基準波の各値が設定された
後、ＷＤＭ伝送中の被測定光が測定光入力部２に入力さ
れると、ＣＰＵ６は被測定光の電力量及び波長を測定
し、設定済みの監視用基準波の電力量及び波長等と比較
することによって、被測定光の変動量を計算し、メモリ
７に記憶する。この処理を設定されている測定回数だけ
繰り返す。

【００３０】そして、メモリ７に記憶された各測定にお
ける変動量を表示部９に表示させる。または外部インタ
ーフェース部８から外部機器へ出力する。ここで出力さ
れる各測定における変動量を同時に表すものを変動量推
移と呼ぶ。

【００３１】なお、このようなＣＰＵ６によって実行さ
れる被測定光の測定や監視に係る処理は、処理プログラ
ムに従って実行されているものであり、これらの処理プ
ログラムはＲＡＭ（Random Access Memory）等によって
構成されるメモリ７に記憶されていることはいうまでも
ない。

【００３２】ここで、監視処理において検出される被測
定光の電力量及び波長の変動について、図を参照して説
明する。図２は、ＷＤＭ伝送中の被測定光の波形と、監
視用基準波の波形とを示す図である。

【００３３】図２において、横軸は例えばｎｍ（ナノメ
ートル）を単位とする波長であり、縦軸は、例えば、ｄ
Ｂｍを単位とする電力量である。また、実線は測定中の
被測定光の波形であり、波線は監視用基準波の波形であ
る。

【００３４】図２において、３つのピーク１〜３は３つ
の異なる波長の光信号が被測定光に含まれることを示し
ている。すなわち、３つの光信号が多重化されたＷＤＭ
伝送である。なお、これらのピーク１〜３を山とした場
合の谷の部分、例えばピーク１とピーク２の間やピーク
２とピーク３の間には、雑信号（ノイズ）が伝送・伝播
されている。このピークの検出に係る処理は、従来の波
長計において既に実用されているため、説明を省略す
る。

【００３５】３つのピーク１〜３における、被測定光の
波形と、監視用基準波の波形の差異、すなわち図２にお
ける変動Ｄ１〜Ｄ３はＷＤＭ伝送における多重化された
各光信号の電力量についての変動量であり、変動Ｗ１〜
Ｗ３はＷＤＭ伝送における多重化された各光信号の波長
についての変動量である。

【００３６】図３は、ＷＤＭ伝送中の電力量の変動量推
移を示す図である。図３において、横軸は測定回数であ
り、縦軸は、例えばｄＢ（デシベル）を単位とする電力
量についての変動量である。図３に示す電力量の変動量
は、図２におけるピーク１〜３のいずれかのピークの電
力量の変動量を示す。実際には、全てのピークについて
の変動量がメモリ７に記憶されるとともに変動量推移と
して表示部９に出力される。あるいは外部インターフェ
ース部８を介して外部へ出力される。

【００３７】図４は、ＷＤＭ伝送中の波長の変動量推移
を示す図である。図４において、横軸は測定回数であ
り、縦軸は、例えばｎｍ（ナノメートル）を単位とする
波長の変動量である。図４の波長の変動量は、図２にお
けるピーク１〜３のいずれかのピークの波長の変動量を
示す。実際には、全てのピークについての変動量がメモ
リ７に記憶されるとともに変動量推移として表示部９に
出力される。あるいは外部インターフェース部８を介し
て外部へ出力される。

【００３８】以上のように、ＣＰＵ６により電力量また
は波長についての変動量推移が監視される。

【００３９】メモリ７は磁気的、光学的記録媒体、若し
くは半導体メモリで構成され、波長計１に固定的に設け
たもの、若しくは着脱自在に装着するものである。メモ
リ７には上記プログラムが記憶されているとともに、各
処理プログラムで処理されたデータ等を記憶する。例え
ば、監視処理（図４参照）において設定される測定回数
データ、監視用基準波のピークにおける電力量及び波長
（測定基準）、被測定光に含まれる各光信号についての
変動量等が記憶される。

【００４０】外部インターフェース部８は無線通信装置
や光ファイバケーブルを利用して構成される通信装置等
であり、外部機器との間のデータ伝送を制御する。例え
ば、遠隔地に設置された外部機器において設定された測
定回数データを受信してＣＰＵ６へ渡したり、ＣＰＵ６
において測定した被測定光の変動量を前記外部機器に送
信（出力）したりする。

【００４１】表示部９は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tub
e）、液晶ディスプレイ等により構成され、ＣＰＵ６か
ら入力される表示データを表示する。

【００４２】次に動作を説明する。図５は、ＣＰＵ６に
よって実行される監視処理の動作を示すフローチャート
である。

【００４３】図５において、まず、監視する被測定光の
測定回数が入力されると（ステップＳ１）、ＣＰＵ６は
メモリ７に入力された測定回数を記憶・設定する。次い
で、監視用基準波となるＷＤＭの光信号が測定光入力部
２に入力されると、干渉計４によって、監視用基準波の
干渉波形が作成され、電気信号に変換された後、この電
気信号が演算部５によって各周波数成分毎に分解され
る。

【００４４】そして、ＣＰＵ６は各周波数成分毎の電気
信号から周波数（波長）及び電力量を算出（測定）す
る。この波長及び電力量を基準値として、メモリ７に記
憶・設定する（ステップＳ２）。

【００４５】監視用基準波のピークにおける波長及び電
力量が設定された後、測定光入力部２から被測定光が入
力されると、監視用基準波の測定と同様、干渉計４等を
介して電気信号がＣＰＵ６に入力される。そして、ＣＰ
Ｕ６は被測定光を測定して、表示部９に測定結果を表示
する（ステップＳ３）。

【００４６】次いで、ＣＰＵ６は被測定光において、多
重化されている各光信号を表すピークを検出（特定）し
て、監視用基準波のピークにおける波長及び電力量（測
定基準）と比較し、それぞれの変動量を計算する（ステ
ップＳ４）。

【００４７】すなわち、監視用基準波のピークにおける
波長及び電力量と、被測定光の各ピークにおける波長及
び電力量との差異を計算し、計算結果をメモリ７に記憶
する（ステップＳ５）。

【００４８】そして、メモリ７に記憶されている各変動
量を変動量推移として表示部９に表示する（ステップＳ
６）。または、外部インターフェース部８を介してデー
タ出力する（ステップＳ７）。

【００４９】ＣＰＵ６は被測定光の測定回数がステップ
Ｓ１で設定した回数であるかを判定し（ステップＳ
８）、設定回数の測定が完了していなければ、ステップ
Ｓ３に移行して被測定光の測定を継続し、設定回数の測
定が完了していれば、測定を停止し（ステップＳ９）、
監視処理を終了する。

【００５０】以上のように、本発明を適用した波長計１
によれば、監視用基準波を測定してそのピークにおける
電力量及び波長をメモリ７に設定する。そして、被測定
光を測定し、被測定光に含まれる各信号波形のピークを
特定し、各ピークにおける電力量及び波長を監視用基準
波の電力量及び波長とそれぞれ比較して変動量を計算す
る。すなわち、多重化された各光信号の波長及び電力量
について前記監視用基準波のピークにおける波長及び電
力量との差異を計算し、これらの差異を変動量とする。
計算した変動量をメモリ７に記憶するとともに表示部９
に変動量推移として表示する。あるいは、外部インター
フェース部８を介して外部へ変動量データを出力する。
これらの処理を設定した測定回数分繰り返す。

【００５１】従って、変動量を測定する毎に順次変動量
推移として出力するので、多重化された被測定光の各ピ
ークについての変動量推移を容易に監視できる。そのた
め、例えばＷＤＭ伝送に用いられる光源の温度特性を監
視できる。また、ＷＤＭ伝送中の光信号に異常が発生し
ていないかを監視できる。そのため、複数の光信号が多
重化されるＷＤＭ伝送において各光信号を監視でき、Ｗ
ＤＭ伝送の保守等に有効な波長計を提供できる。

【００５２】また、光ファイバの中継基地に波長計を設
置する場合等においては遠隔にＷＤＭ伝送の状態を監視
する必要があるが、外部インターフェース部８を介して
測定した変動量推移や異常が発生した旨を外部に通知す
るので、遠隔監視できる。

【００５３】なお、本発明は上記実施の形態の内容に限
定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
で適宜変更可能である。例えば、変動量の許容範囲をメ
モリ７に設定しておき、ＣＰＵ６はこれを超える変動が
測定されたと判断した場合にはその旨のメッセージを表
示部９に表示するようにしてもよい。その場合には、異
常状態の光信号を除外し、正常状態のみの光信号を多重
化してＷＤＭ伝送を続行するといった様々な対処が可能
となる。

【００５４】また、上記実施の形態では電力量に係る変
動量推移と波長に係る変動量推移とをそれぞれグラフに
て表し、出力する例を示したが、数値化して出力するよ
うにしてもよいし、その他のパラメータの変動量と組み
合わせて出力するようにしてもよい。

【００５５】

【発明の効果】請求項１〜３記載の発明の波長計によれ
ば、測定された各光信号の、例えば電力量や波長等につ
いての変動量を計算し、その推移を出力するので、多重
化された信号光の通信状態の変動量推移を監視できる。
そのため、例えば、ＷＤＭ伝送に用いられる光源の温度
特性を監視できる。

【００５６】請求項４記載の発明によれば、測定回数を
設定してその測定回数だけ被測定光を測定できるので、
多重化された信号光の測定・監視の自由度を向上でき
る。

【００５７】請求項５記載の発明によれば、光信号の多
重化方式として利用されるＷＤＭに適用した波長計を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光信号の測定・監視に係る波長計１の要部構成
を示すブロック図。

【図２】監視用基準波とＷＤＭ伝送中の被測定光の波形
とを示す図。

【図３】ＷＤＭ伝送中の被測定光の変動量推移を示す図
であり、電力量に係る変動量推移を示す図。

【図４】ＷＤＭ伝送中の被測定光の変動量推移を示す図
であり、波長に係る変動量推移を示す図。

【図５】ＣＰＵ６によって実行される監視処理の動作を
示すフローチャート。

【符号の説明】

１波長計２測定光入力部３基準光源４干渉計５演算部６ＣＰＵ７メモリ８外部インターフェース部９表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方式により複数の光信号が多重化さ
れ、伝送された信号光を測定する波長計において、前記所定方式による前記信号光の測定基準を設定する基
準設定手段と、伝送された前記信号光を連続的に測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づいて、前記信号光に
多重化された複数の光信号それぞれを特定する特定手段
と、前記特定手段により特定された各光信号について、前記
基準設定手段により設定された測定基準からの変動量を
計算する変動量測定手段と、前記変動量測定手段により計算された変動量の推移を出
力する出力手段と、を備えることを特徴とする波長計。
【請求項２】前記変動量測定手段において計算される変
動量は、前記特定手段により特定された各光信号の電力
量と前記基準設定手段により設定された測定基準との差
異であることを特徴とする請求項１記載の波長計。
【請求項３】前記変動量測定手段において計算される変
動量は、前記特定手段により特定された各光信号の波長
と前記基準設定手段により設定された測定基準との差異
であることを特徴とする請求項１記載の波長計。
【請求項４】前記信号光を測定する回数を設定する設定
手段を更に備え、前記測定手段は、この設定手段により設定された回数だ
け伝送された信号光を連続的に測定することを特徴とす
る請求項１記載の波長計。
【請求項５】前記所定方式による光信号の多重化は、Ｗ
ＤＭにより行われることを特徴とする請求項１から４の
いずれかに記載の波長計。