JP2006157950A - 光伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長多重化して伝送する光伝送装置において、各波長信号のＩＤの誤検出を防止して、メンテナンス性を向上する光伝送装置及び波長多重通信システムを提供する。
【解決手段】波長多重信号の各波長毎の送信信号光パワー検出部と、各波長毎の信号対雑音比検出部を有し、該光パワー検出部が検出した光パワーが正常であり且つ該当波長の信号対雑音比検出部が検出した該当波長の信号対雑音比が異常である時、該当波長の信号が劣化していると判定する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、一般的に異なる波長の複数の信号光を用いた波長分割多重（ＷＤＭ(Wavelength Division Multiplex)）に関し、特に、ＷＤＭに適用される光伝送装置及び波長多重システムに関する。

近年、全世界にわたってインターネットの飛躍的普及に伴い、通信システムの大容量化が重要になっている。初期のＷＤＭでは、波長間隔２００ＧＨｚ程度の間隔で４から８チャネル程度を多重化していたが、最近では、１００ＧＨｚ程度の間隔で１６から４０チャネルが一般的である。更に、５０ＧＨｚ程度の間隔で最大１００チャネルというＷＤＭシステムが考えられている。ＷＤＭシステムでは、第１の端局のチャネル毎の受信部（ＴＲＩＢ(Tributary)）で伝送路から信号を受信して、該当波長の光信号に変換をして、合波器（ＭＵＸ）でＷＤＭして光伝送路に送信する。ＷＤＭ信号光は光伝送路及び中継装置を経由して、対局の第２の端局で受信される。

第２の端局の分波器（ＤＭＵＸ）でＷＤＭ信号光を波長成分毎に分離して、波長成分に該当するチャネルの送信器（ＴＲＩＢ）から該当の伝送路に送信している。第１の端局のチャネルと当該チャネルのデータを受信する第２の端局のチャネルとは１対１に対応し、第１の端局のＴＲＩＢと第２の端局のＴＲＩＢが１対１に対応しているため、第２の端局のチャネルに該当するＴＲＩＢのケーブルへの接続ミスを防止するべく、例えば、ＳＴＭ−６４のフレームのヘッダにチャネルに該当するＩＤを挿入して受信信号と共に送信している。

第２の端局のＴＲＩＢでは、受信したフレームのＩＤが正しいか否かをチェックして、ＩＤエラー信号を出力している。従来の波長間隔では第２の端局の分波器で光信号を完全に分離することが可能であり、第１の端局のある波長成分の光信号が断した場合では、第２の端局で他の信号を誤検出することはなかった。また、波長数（チャネル数）も少なかったため、各波長の信号を個々にモニタし、正常な信号が送受信されているかどうかを確認することは容易であった。更に、光のパワーのみの情報でアラームを生成することに不都合がなかった。

しかしながら、従来の光伝送装置では以下の問題がある。

（１） 図２３及び図２４は、光信号誤検出に関する従来の問題点を説明するための図である。図２３は正常時の受信を示す図である。図２４はチャネル２の信号断時の受信を示す図である。図２３（ａ）は、受信信号のスペクトラムである。図２３（ｂ）は、チャネル２の受信信号のスペクトラムである。図２３（ｃ）はチャネル２の受信信号の増幅後のスペクトラムである。図２４（ａ）は、チャネル２信号断時の受信信号のスペクトラムである。図２４（ｂ）は、チャネル２の受信信号のスペクトラムである。図２４（ｃ）は、チャネル２の受信信号の増幅後のスペクトラムである。図２３（ａ），２４（ａ）中のスペクトルのチャネルによりレベルが相違しているのは、中継器２８等で全チャネルの光信号が同一レベルで送信された場合、各チャネルの波長依存性により信号の減衰量が異なるためである。

図２３（ａ）及び図２４（ａ）に示すように、波長数が増え且つ波長間隔が狭くなるにつれて、分波器の特性限界により第２の端局の分波器で十分光信号を分離することができなくなると考えられる。このような状況では、受信側において隣接チャネルの信号が完全にフィルタリングされずに残留する。例えば、図２３（ｂ）及び図２４（ｂ）に示すように、隣接チャネルＣｈ１，Ｃｈ３の信号がチャネル２に残留する。よって、図２３（ｃ）に示すよう信号が正常であれば各チャネルの主信号が増幅されるので問題が生じることはないが、図２４（ｃ）に示すように、主信号が断のときには、この残留信号を主信号として誤検出して受信側で一定のレベルまで増幅してしまう可能性がある。端局においてはチャネル毎にＩＤ番号が割り当てられており、フレームのヘッダに格納されて送信されてくる。このＩＤ番号を受信側のＴＲＩＢにて確認し、ＩＤエラーを検出するため主信号を誤送信することはない。しかし、ＩＤエラー検出はケーブル誤接続の確認のために検出するものであるが、主信号が断のときでも、図２４（ｃ）に示すように、ＴＲＩＢには残留信号が主信号として増幅された信号が入力されたとき、ＩＤエラーとして検出されるので、ケーブル誤接続なのか、光入力断なのかが判別できない。そのためメンテナンス上混乱を招く恐れがある。

（２） 波長数（チャネル数）増加するにつれて、各波長の信号を個々にモニタし、正常な信号が送受信されているかどうかを確認することが容易ではなくなりつつある。即ち、メンテナンス性に問題が生じてくる。従来、送信信号光のパワーのみの検出を行いアラームを発生していた。

図２５及び図２６は、送信信号のスペクトラムを示す図であり、横軸に波長λ、縦軸にノイズ及び主信号の光パワーを示している。図２５（ａ）は、パワー正常及びＯＳＮＲ(Optical Signal Noise Ratio)正常である送信チャネル１（Ｃｈ１）の第１の端局のＴＲＩＢの送信光信号のスペクトラム、図２５（ｂ）はパワー正常及びＯＳＮＲ正常である送信チャネル（Ｃｈ２）の第１の端局のＴＲＩＢの送信光信号のスペクトラム、図２５（ｃ）は送信チャネル１，２の送信光信号の合波後の送信光信号のスペクトラムを示している。図２６（ａ）は、パワー正常及びＯＳＮＲ正常である送信チャネル１（Ｃｈ１）の第１の端局のＴＲＩＢの送信光信号、図２６（ｂ）はパワー正常及びＯＳＮＲ異常である送信チャネル（Ｃｈ２）の第１の端局のＴＲＩＢの送信光信号、図２６（ｃ）はチャネル１，２の送信光信号の合波後の送信光信号を示している。ここで、ＯＳＮＲ正常であるとは、ノイズのレベルに対するチャネルの主信号のレベルの比率が一定以上であることをいう。また、ＯＳＮＲ異常であるとは、ノイズのレベルに対するチャネルの主信号のレベルの比率が一定以下であることをいう。

このような状況で、図２６（ｂ）に示す送信チャネル２（Ｃｈ２）のようにＴＲＩＢの接続ケーブルの劣化等に起因するノイズ（ＡＳＥ）のレベルが高くＯＳＮＲ異常の場合でも、光パワーのみの検出では、送信チャネルの光信号のノイズを含めた全パワーを検出するので、ノイズレベルと主信号レベルを合わせたレベルが一定以上のパワーとなり、正常であると捉えられ、ＭＵＸ部で合波されて送信される。この結果、合波後のスペクトルは、図２６（ｃ）のように、チャネル２の主信号のパワーは小さくなる。しかしながら、第２の端局でＯＳＮＲ異常の信号を受信することができたとしても、このノイズに波長間隔が短くなると隣接チャネルの信号が混入されたノイズが追加されることとなるため、主信号のレベルに対するノイズのレベルが高くマージンが非常に少なくなり、信号を誤検出してしまう恐れがある。このような場合にＩＤエラー等により第２の端局でアラームが出力されたとき、アラームの原因を特定することが困難となり、メンテナンス上問題となる。

本発明の目的は、ＩＤエラーの誤検出を防止して、メンテナンス性を向上する光伝送装置及び波長多重通信システムを提供することである。

本発明の一側面によれば、波長多重化して伝送する光伝送装置であって、複数の伝送路からの入力信号を該当波長の光信号に変換する複数の送信部と、前記各送信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出する光パワー検出部と、前記複数の送信部の出力信号光を波長多重化する多重化部と、前記波長多重化された波長多重信号の各波長成分の対信号雑音比を検出して、該波長成分が雑音に関して異常があるか否かを検出するＯＳＮＲ検出部と、前記光パワー検出部が検出した光パワーが正常であることを示し、且つ該光パワーに対応する前記ＯＳＮＲ検出部が検出した前記波長成分が前記異常であることを示すとき、前記各波長成分の信号が劣化していると判定する判定部とを具備したことを特徴とする光伝送装置が提供される。

本発明の他の側面によれば、波長多重化して伝送する光伝送装置であって、複数の伝送路からの入力信号を該当波長の光信号に変換する複数の送信部と、前記各送信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出する光パワー検出部と、前記複数の送信部の出力光信号を波長多重化する多重化部と、前記波長多重化された各波長成分にノイズを付加するノイズ付加部と、前記ノイズが付加された波長多重化信号から設定通過帯域の光信号のみを通過させる可変波長光フィルタと、前記各波長成分の波長帯域が通過帯域として設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光を受信して、該出力信号光の品質を検出する光受信部と、前記光パワー検出部が検出した光パワーが正常であることを示し且つ該光パワーに対応する前記光受信部が検出した前記出力信号光の品質が一定以下であることを示すとき、前記各波長成分の信号がＯＳＮＲ異常であると判定する判定部とを具備したことを特徴とする光伝送装置が提供される。

本発明によると、光伝送装置及び光波長多重通信システムにおいて、大容量化により波長数が増大した際に、端局の受信側の分波器の特性が従来レベルのものであっても、入力信号断時に誤検出の可能性がある他信号の判別が可能になり、メンテナンス性を向上させることができる。

本発明の実施形態の説明をする前に本発明の原理を説明する。図１に示すように、光伝送装置は、波長数検出部２、ＤＭＵＸ４、複数の識別子検出部６＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及び判定部８を具備する。波長数検出部２は、光伝送路より入力されたＷＤＭ信号光に含まれる波長数を検出する。ＷＤＭ信号光に含まれるべき波長数（チャネル数）は予め決められているので、チャネル数と検出波長数を比較する。検出波長数がチャネル数よりも少ないとき、いずれかのチャネルの光入力が断であることを示す信号を出力する。検出波長数がチャネル数と等しいとき、全てのチャネルの光入力が正常であることを示す信号を出力する。

ＤＭＵＸ４は、ＷＤＭ信号光から各波長成分の光信号に分離する。識別子検出部６＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、光信号を入力して、当該光信号に設定されている識別子が正常であるか否かを検出して、その旨を示す信号を出力する。判定部８は、各波長成分について、波長数検出部２の検出結果と該当する識別子検出部６＃ｉの検出結果から、各波長成分が正常であるか否かを判断する。例えば、波長数検出部２の検出結果が正常であることを示し且つ識別子検出部６＃ｉの検出結果が異常であることを示すとき、識別子検出部６＃ｉに該当する波長成分の識別子が異常であると判断する。また、波長数検出部２の検出結果が異常であることを示すとき、いずれかの波長成分の光入力が断であると判断する。このように、波長成分の光入力断と波長成分の識別子が異常であることが区別されるので、メンテナンス上問題となることがない。

第１実施形態
図２は本発明の第１実施形態による波長多重通信システムの構成図である。図２に示すように、波長多重通信システムは、第１の端局２２、第２の端局２４、光伝送路２６及び中継器２８を有する。第１の端局２２は、次の機能を有する。(1)各伝送路より信号を受信して、フレームのヘッダに当該伝送路に該当するチャネルに対応するＩＤ等を設定して、チャネルに該当する波長の光信号を出力する。(2)各チャネルの光信号を多重化して、ＷＤＭ信号光を光伝送路２６に送信する。第２の端局２４は、次の機能を有する。(1)光伝送路２６よりＷＤＭ信号光を受信する。(2)ＷＤＭ信号光に含まれている波長数を検出して、波長数が正常であるか否かを検出する。(3)ＷＤＭ信号光を各チャネルの波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）毎に分離する。(4)分離された各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の信号を一定レベルまで増幅する。(5)増幅された各チャネルの光信号を電気信号に変換して、フレーム同期を取る。(6)フレームヘッダのＩＤ及びＦＥＣをチェックして、ＩＤ及びＦＥＣが正常であるか否かを判断する。(7)ＩＤ及びＦＥＣが正常であれば、フレームのペイロードを抽出して、該当の光伝送路に送信する。(8)各チャネル毎にＩＤ検出結果と波長数検出結果から、正常／光入力断／ＩＤエラーのいずれでかあるかを判断してアラーム情報を出力する。光伝送路２６は、光信号を伝送する光ファイバケーブルである。中継器２８は、伝送により減衰した光信号を増幅して補償する。

図３は、図２中の第１の端局２２の構成図である。図３に示すように、第１の端局２２は、複数のＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びＭＵＸ３２を有する。ＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、次の機能を有する。(1)図示しない光伝送路から信号を受信して、光／電気に変換する。(2)受信した信号をフレームのペイロードに収容する。(3)フレームのヘッダに光伝送路に該当するチャネルのＩＤ及びＦＥＣ等を挿入する。(4)電気信号のフレームをチャネルの波長λｉの光信号に変換する。ＭＵＸ３２は、各ＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から出力される波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号を合波して、ＷＤＭ信号光を光伝送路２６に送信する。

図４は、図２中の第２の端局２４の構成図である。図４に示すように、第２の端局２４は、カプラ４０、波長数検出部４２、ＤＥＭＵＸ４４、アンプ４６＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びＴＲＩＢ４８＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を有する。カプラ４０は、光信号を一定の割合、例えば、１０：１で分岐して、一方の光信号をＤＥＭＵＸ４４に出力し、他方の光信号を波長数検出部４２に出力する。波長数検出部４２は、次の機能を有する。(1)各チャネルの波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号のレベルが閾値を超えるか否かを検出する。光信号のレベルと閾値を比較するのは、波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の間隔が短くなると隣接チャネルの信号が自チャネルの信号成分に含まれることになるので、光レベルの有無のみの判断では、不十分であるからである。従って、閾値は、隣接チャネルからのノイズのレベルを超えるものとする。(2)全チャネルについて、光信号のレベルが閾値を超えている場合は、波長数が正常であることを示す信号、例えば、’０’を出力する。(3)１個以上のチャネルについて、光信号のレベルが閾値を超えていない場合は、波長数が異常であることを示す信号、例えば、’１’を出力する。

ＤＥＭＵＸ４４は、ＷＤＭ信号光を各チャネルの波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号に分離し、該当するアンプ４６＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に出力する。アンプ４６＃ｉは、信号光の伝送中の減衰を補償するべく光信号を増幅する。ＴＲＩＢ４８＃ｉは、次の機能を有する。(1)光／電気変換を行う。(2)フレームヘッダのＦＥＣ等のチェックを行う。(3)フレームヘッダのＩＤとＴＲＩＢ４８＃ｉに該当するチャネルのＩＤを比較する。(i)一致するとき、ＩＤが正常であることを示す信号、例えば、’０’を出力する。(ii)一致しないとき、ＩＤエラーであることを示す信号、例えば、’１’を出力する。(4)フレームのペイロードを取り出して、光信号に変換する。(5)光信号を伝送路に送信する。

図５は、図４中の波長数検出部４２の一例を示す図である。図５に示すように、波長数検出部４２は、分波器６０、パワー検出部６２＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）、波長検出部６４＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及び判定部６６を有する。分波器６０は、ＷＤＭ信号光を各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号に分離する。パワー検出部６２＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号を電気信号に変換して、パワーを検出する。波長検出部６４＃ｉは、波長λｉの信号のパワーと閾値を比較して、次の検出結果を出力する。(i)パワーが閾値を超えるとき、正常であることを示す信号を出力する。(ii)パワーが閾値を超えないとき、異常であることを示す信号を出力する。判定部６６は、波長検出部６４＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の検出結果より、次の波長数検出結果を出力する。(i)全ての波長検出部６４＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の出力が正常であることを示すとき、波長数が正常であることを示す信号、例えば、’０’を出力する。(ii)１つ以上の波長検出部６４＃ｉの出力が異常であることを示すとき、波長数が異常であることを示す信号、例えば、’1’を出力する。分波器６０の代わりに、波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）を可変波長光フィルタのピーク通過帯域として、順次ピーク通過帯域を切り替え、可変波長光フィルタの出力信号光をモニタすることにより、波長数を検出しても良い。

図６は、ＩＤエラー判別部５０がＩＤエラーを判別するときのＩＤエラー判別を示す図である。ＩＤエラー判別部５０は、各ＴＲＩＢ４８＃ｉより出力されるＩＤ検出結果と波長数検出部４２より出力される波長数検出結果より、次のように判断して、アラームを出力する。(i)波長数が異常であることを示すとき、光入力断であることを示すアラームを出力する。(ii)波長数が正常であることを示し且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力がＩＤエラーを示すとき、ＩＤエラーであることを示すアラームを出力する。(iii)波長数が正常であることを示し且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力が正常であることを示すとき、ＩＤが正常であることを示すアラームを出力する。

以下、図２の波長多重通信システムの動作説明をする。

（１） データの送信
第１の端局２２中の各ＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、図示しない光伝送路から光信号を受信して、光信号を電気信号に変換する。電気信号に変換した受信データをフレーム中のペイロードに挿入する。フレームのオーバヘッドには、同期用のＦＡＷ、誤り訂正用のＦＥＣ及び自チャネルに固有のＩＤを挿入する。フレームをチャネル固有の波長λｉの光信号に変換して、ＭＵＸ３２に出力する。ＭＵＸ３２は、ＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から出力された各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号をＷＤＭして、ＷＤＭ信号光を光伝送路２６に送信する。

（２） データの受信
光伝送路２６に送信されたＷＤＭ信号光は、中継器２８を経由して、第２の端局２４で受信される。第２の端局２４中のカプラ４０は、光伝送路２６から受信したＷＤＭ信号光を２分岐して、一方をＤＥＭＵＸ４４に出力し、他方を波長数検出部４２に出力する。ＤＥＭＵＸ４４は、ＷＤＭ信号光を各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号に分離して、該当出力端子を通して、分離した各光信号を波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）に該当するチャネルのアンプ４６＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に出力する。ＴＲＩＢ４８＃ｉは、アンプ４６＃ｉより光信号を入力して、電気信号に変換する。電気信号に変換されたフレームのオーバヘッド中のＦＡＷと同期を取る。オーバヘッドのＦＥＣの誤り訂正処理を行う。オーバヘッドのＩＤが自チャネルのＩＤに一致するか否かをチェックする。オーバヘッドのＩＤが自チャネルのＩＤに一致するとき、ＩＤ正常であることを示す信号をＩＤエラー判別部５０に出力する。オーバヘッドのＩＤが自チャネルのＩＤに一致しないとき、ＩＤエラーであることを示す信号をＩＤエラー判別部５０に出力する。

波長数検出部４２は、カプラ４０から入力されるＷＤＭ信号の各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号に分離する。各波長λｉの光信号のパワーＰｉを検出する。そのパワーＰｉと閾値とを比較して、次のような検出結果信号を出力する。(i)全てのパワーＰｉ（ｉ＝１〜ｎ）が閾値よりも大きいとき、波長数が正常であることを示す信号を出力する。(ii)パワーＰｉが閾値よりも小さい波長λｉがあったとき、波長数誤りであることを示す信号を出力する。ＩＤエラー判別部５０は、各ＴＲＩＢ４８＃ｉに該当するチャネルについて、ＴＲＩＢ４８＃ｉより出力されるＩＤ検出結果と波長数検出部４２より出力される波長数検出結果より、次のように判断する。(i)波長数検出結果が波長数誤りであることを示すとき、光入力断であることを示すアラームを出力する。(ii)波長数検出結果が波長数正常であることを示し且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力がＩＤエラーを示すとき、ＩＤエラーであることを示すアラームを出力する。(iii)波長数検出結果が波長数正常であることを示し且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力が正常であることを示すとき、ＩＤが正常であることを示すアラームを出力する。アラームは端局２４に接続されるコンソールや端局２４を制御する監視装置に送られて、アラームを元に保守がされる。このとき、光入力断とＩＤエラーとが区別されているので、例えば、第２の端局２４のあるチャネルについて、ＩＤエラーのアラームが通知されたとき、ＩＤエラーの原因がケーブル接続ミスであり、光入力断ではないことが保守者に認識できるので、メンテナンス上混乱を招くことがない。以上説明した実施形態によれば、光波長多重通信システムにおいて、大容量化により波長数が増大した際に、端局の受信側の分波器の特性が従来レベルのものであっても、入力信号断時に誤検出の可能性がある他信号の判別が可能になり、メンテナンス性を向上させることができる。

第２実施形態
図７は本発明の第２実施形態による波長多重通信システムの構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。図７に示すように、波長多重通信システムは、第１の端局２２、第２の端局８０、光伝送路２６及び中継器２８を有する。第２の端局８０は、次の機能を有する。(1)光伝送路２６よりＷＤＭ信号光を受信する。(2)ＷＤＭ信号光を各チャネルの波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ，λ１＞λ２＞…＞λｎ）毎に分離する。(3)各λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルの光信号について、当該チャネルの光信号のパワーと隣接チャネルの波長λ(i-1)又はλ(i+1)の光信号のパワーを比較して、当該チャネルの光信号が正常であるか／異常であるかを示す信号を出力する。各チャネルの光信号は伝送によって減衰するが、図２３（ａ）及び図２４（ａ）に示したように、その減衰特性は波長依存性があること、波長間隔が短くなると、図２３（ｂ）及び図２４（ｂ）に示すように、隣接チャネルの信号光がノイズとして含まれる恐れがあることから、各チャネルの光信号のパワーと波長特性の類似した隣接チャネルの光信号のパワーとを比較して、光信号の異常／正常を検出するようにしている。(4)波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号を増幅する。(5)増幅された各チャネルの光信号を電気信号に変換して、フレーム同期を取る。(6)フレームヘッダのＩＤをチェックして、ＩＤ及びＦＥＣが正常であるか否かを判断する。(7)ＩＤ及びＦＥＣが正常であれば、フレームのペイロードを抽出して、該当の光伝送路に送信する。(8)各チャネル毎に、そのＩＤ検出結果とその波長λｉについての光入力正常／光入力断の検出結果から、正常／光入力断／ＩＤエラーのいずれでかあるかを判断してアラームを出力する。

図８は、図７中の第２の端局８０の構成図であり、図４中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。第２の端局８０は、ＤＥＭＵＸ４４、アンプ４６＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）、ＴＲＩＢ４８＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）、カプラ８８＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）及びパワー比較部９０＃2k-1,2k（ｋ＝１，２，…）を有する。カプラ８８＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、光信号を分岐して、一方をアンプ４６＃ｉに出力し、他方をパワー比較部９０＃i,i+1又は９０＃i-1,iに出力する。パワー比較部９０＃2k-1,2k（ｋ＝１，２，…）は、各波長λｉ（ｉ＝2k-1又は2k)のチャネルについて、当該チャネルの光信号のパワーと波長λi-1又はλｉのチャネルの光信号のパワーを比較して、光入力が正常／断のいずれであるかを示す信号を出力する。パワー比較部は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルについて、３個以上の隣接チャネルの光パワーを比較しても良いし、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）毎に別々に設けて、全体でチャネル数ｎ個設けても良いが、その個数を少なくして回路構成を簡単にするために、ここでは、２チャネルで１個設け、全体でｎ／２（ｎ：偶数）又は（ｎ＋１）／２（ｎ：奇数）個設ける。以下では、説明の都合上、ｎが偶数であるとする。尚、チャネル数が奇数の場合は、例えば、最小波長λｎの光信号については、波長λｎの光信号のパワーと波長λn-1の光信号のパワーを比較する。光信号が正常又は異常のいずれであるかの判断は、例えば、次のような処理を行う。(i)パワーの差分又はパワーの比率が閾値よりも大であるとき、パワーの大きな方の光信号が正常であり、パワーの小さな方の光信号が異常であるとする。(ii) パワーの差分又はパワーの比率が閾値よりも小さいとき、両方の光信号が正常であるとする。このように、光特性の類似すること及び隣接チャネルを完全に分離することができずに隣接チャネルの信号成分の一部が含まれることから、隣接チャネルの光信号とパワーを比較することにより、より正確に光入力断又は光入力正常のいずれであるかを判断することができる。

図９は、図８中のパワー比較部９０＃i,i+1の構成例を示す図である。図９に示すように、パワー比較部９０＃i,i+1は、パワー検出部１００＃ｉ，１００＃i+1、差分算出部１０２＃ｉ及び判断部１０４＃ｉを有する。パワー検出部１００＃ｉ，１００＃i+1は、カプラ８８＃ｉ，８８＃i+1から出力される波長λｉ，λi+1のチャネルの光信号の光パワーを検出する。差分算出部１０２＃ｉは、パワー検出部１００＃ｉ，１００＃i+1から出力される波長λｉ，λi+1のチャネルの光信号のパワーの差分を取る。判断部１０４＃ｉは、パワーの差分と閾値とを比較して、波長λｉ，λi+1のチャネルについて、次のような比較結果を出力する。(i)パワーの差分が閾値を超えるとき、パワーの大きな方のチャネルの光信号が正常であることを示す信号、例えば、’０’、パワーの小さな方のチャネルの光信号が異常であることを示す信号、例えば、’１’をＩＤエラー判断部９２に出力する。(ii) パワーの差分が閾値よりも小さいとき、両方の光信号が正常であることを示す信号、例えば、’０’をＩＤエラー判断部９２に出力する。

図１０は、ＩＤエラー判別部９２がＩＤエラーを判別するときのＩＤエラー判別を示す図である。ＩＤエラー判別部９２は、各ＴＲＩＢ４８＃ｉより出力される波長λｉのチャネルについてのＩＤ検出結果と、パワー比較部９０＃i,i+1又は９０＃i-1,iより出力される波長λｉのチャネルについての比較結果を入力して、次のようにアラームを出力する。(i)波長λｉのチャネルの光信号が異常、例えば、’１’であることを示すとき、光入力断であることを示すアラームを出力する。(ii)波長λｉのチャネルの光信号が正常、例えば、’０’であることを示し且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力がＩＤエラーを示すとき、ＩＤエラーであることを示すアラームを出力する。(iii)波長λｉのチャネルの光信号が正常、例えば、’０’であることを示し且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力が正常であることを示すとき、ＩＤが正常であることを示すアラームを出力する。

以下、図７の波長多重通信システムの動作説明をする。

第１実施形態と同様にして、第１の端局２２中の各ＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、ＩＤ等をオーバヘッドに含むフレームをチャネル固有の波長λｉの光信号に変換し、ＭＵＸ３２は、ＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号をＷＤＭして、ＷＤＭ信号光を光伝送路２６に送信する。光伝送路２６に送信されたＷＤＭ信号光は、中継器２８を経由して、第２の端局８０で受信される。第２の端局８０中のＤＥＭＵＸ４４は、ＷＤＭ信号光を各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ，λ１＞λ２＞…＞λｎ）の光信号に分離して、分離した各光信号を波長λｉに該当するチャネルのカプラ８８＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に出力する。カプラ８８＃ｉは、入力された光信号を２分岐して、一方をアンプ４６＃ｉに出力し、他方をパワー比較部９０＃i,i+1又は９０＃i-1,iに出力する。

パワー比較部９０＃2k-1,2k（ｋ＝１〜ｍ）は、波長λ2k-1，λ2kのチャネルの光信号のパワーＰ2k-1，Ｐ2kを検出する。パワーの差分Ｓ2k-1＝（Ｐ2k-1−Ｐ2k）と閾値Ｔｈを比較する。(i)−Ｔｈ＜Ｓ2k-1＜Ｔｈのとき、波長λ2k-1及び波長λ2kのチャネルの光信号が正常であることを示す信号、例えば、’００’を出力する。(ii)Ｓ2k-1＞Ｔｈのとき、波長λ2k-1のチャネルの光信号が正常、波長λ2kのチャネルの光信号が異常であることを示す信号、例えば、’０１’を出力する。(iii)Ｓ2k-1＜−Ｔｈのとき、波長λ2k-1のチャネルの光信号が異常、波長λ2kのチャネルの光信号が正常であることを示す信号、例えば、’１０’を出力する。

ＴＲＩＢ４８＃ｉは、第１実施形態と同様にして、フレームのオーバヘッド中のＩＤが自チャネルのＩＤに一致するか否かをチェックする。(i)オーバヘッド中のＩＤが自チャネルのＩＤに一致するとき、ＩＤ正常であることを示す信号をＩＤエラー判別部９２に出力する。(ii)オーバヘッド中のＩＤが自チャネルのＩＤに一致しないとき、ＩＤエラーであることを示す信号をＩＤエラー判別部９２に出力する。ＩＤエラー判別部９２は、各ＴＲＩＢ４８＃ｉに該当するチャネルについて、ＴＲＩＢ４８＃ｉより出力されるＩＤ検出結果とパワー比較部９０＃i,i+1又は９０＃i-1,iより出力される波長λｉのチャネルの光信号の比較結果より、次のように判断して、アラームを出力する。(i)波長λｉの光信号が異常であるとき、光入力断であることを示すアラームを出力する。(ii)波長λｉの光信号が正常であり且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力がＩＤエラーを示すとき、ＩＤエラーであることを示すアラームを出力する。(iii)波長λｉの光信号が正常であり且つＴＲＩＢ４８＃ｉの出力が正常であることを示すとき、ＩＤが正常であることを示すアラームを出力する。アラームは端局２４に接続されるコンソールや端局２４を制御する監視装置に送られて、アラームを元に保守がされる。このとき、光入力断とＩＤエラーとが区別されているので、第１実施形態と同様の効果が得られる。

第３実施形態
図１１は本発明の第３実施形態による波長多重通信システムの構成図であり、図２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。第１の端局１１０は、各ＴＲＩＢから出力された各チャネルの送信信号の光出力が断しているときのアラーム出力に加えて、各チャネルのＯＳＮＲによる信号劣化しているときのアラーム出力をするようにしたことが図２中の第１の端局２２と異なる。ＯＳＮＲによる信号劣化の判断を行うようにしたのは、次の理由による。光ケーブルの劣化等に起因するノイズがチャネルに含まれてＯＳＮＲ異常の場合でも、チャネルの送信信号のパワーのみでは、チャネルのレベルが正常にみえて異常が検出されず、ＯＳＮＲ異常の信号が第２の端局２４では、ＷＤＭ信号光を分離したとき、チャネル間の波長の間隔が短くなると、隣接チャネルのノイズが含まれることになって、信号が更に劣化する。このため、第２の端局２４で信号を受信することができたとしてもマージンが非常に少なくメンテナンス上問題があるシステムとなってしまう。そこで、第１の端局１１０では、ＯＳＮＲ異常を検出して、信号劣化のアラームを出力することにより、異常の原因を取り除くようにした。

波長多重通信システムは、図１１に示すように、第１の端局１１０、第２の端局８０、光伝送路２６及び中継器２８を有する。第１の端局１１０は、図２中の第１の端局２４の機能に加えて次の機能を有する。(1)各チャネルの光信号の光パワーを検出して、光パワーが正常又は異常のいずれであるかを検出する。(2)ＷＤＭ信号光に含まれる各チャネルの信号光のＯＳＮＲが正常又は異常のいずれであるかを判断する。(3)各チャネルの光信号について、以下のように判定する。(i)光パワーが異常であるとき、光出力断であると判定する。(ii)光パワーが正常且つＯＳＮＲ正常であるとき、光出力が正常であると判断する。(iii)光パワーが正常且つＯＳＮＲ異常であるとき、信号劣化していると判断する。

図１２は、図１１中の第１の端局１１０の構成図であり、図３中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。カプラ１２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、ＴＲＩＢ３０＃ｉから出力される波長λｉの光信号を２分岐して、一方をＭＵＸ３２に出力し、他方を光パワー検出部１２２に出力する。光パワー検出部１２２は、次の機能を有する。(1)各カプラ１２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から出力される波長λｉのチャネルの光パワーを検出する。(2)波長λｉのチャネルの光パワーと閾値とを比較して、以下のように判断する。(i)光パワー＞閾値のとき、波長λｉのチャネルの光パワーが正常であることを示す信号、例えば、’０’を出力する。(ii)光パワー≦閾値のとき、波長λｉの光信号の光パワーが異常であることを示す信号、例えば、’１’を出力する。

カプラ１２４は、ＭＵＸ３２の出力のＷＤＭ信号光を２分岐して、一方を光伝送路２６に出力し、他方を可変波長光フィルタ１２６に出力する。可変波長光フィルタ１２６は、通過帯域を可変に設定可能な光フィルタであり、カプラ１２４から出力されたＷＤＭ信号光から設定通過帯域のみを通過して、ＯＳＮＲ検出部１２８に出力する。通過波長帯域の設定は、例えば、ＯＳＮＲ検出部１２８が行う。尚、ここでは、可変波長光フィルタ１２６を全チャネルについて共通に１個設け、チャネルを切り替えることにより各チャネルについて実現しているが、各チャネルについてそれぞれ可変波長光フィルタを設けても良い。ＯＳＮＲ検出部１２８は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の主信号について、ＯＳＮＲを測定して、ＯＳＮＲ正常又は異常のいずれであるかを判断して、その旨を示す信号を出力する。ＯＳＮＲ正常又は異常の判断手法として、次の方法が考えられる。

（１） ＯＳＮＲ正常／異常の判別方法（１）
図１３は、ＯＳＮＲ検出方法（１）を示す図である。この検出方法は、ＯＳＮＲ異常の場合はＯＳＮＲ正常の場合に比べて、各チャネルについて、ノイズレベルが高くなることに着目した方法であり、次の手順で行われる。(1)各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルのノイズレベルを測定する。(2)ノイズレベルと閾値とを比較して、λｉのチャネルがＯＳＮＲ正常又は異常のいずれであるかを判断する。具体的には、以下の通りである。

(1)各波長λｉについて、波長λｉのチャネルのノイズの波長を可変波長光フィルタ１２６の通過帯域として設定する。通過帯域は、次のものが考えられる。(i)波長λｉと隣接波長λi+1の中間波長（（λi+1＋λｉ）／２）をピーク通過帯域とする。(ii)隣接波長λi-1と波長λｉの中間波長（λi-1＋λi）／２）をピーク通過帯域とする。(iii)(i)と(ii)の両方の中間波長をピーク通過帯域とする。例えば、波長λ２については、図１３中の破線部に示すように、波長λ１と波長λ２の中間波長をピーク通過帯域Ｔ１、又は波長λ２と波長λ３の中間波長をピーク通過帯域Ｔ２、又はＴ１とＴ２の両方を通過帯域とする。尚、最大波長λ１については、λ１とλ２の中間波長をピーク通過帯域とする、又は波長（λ１−（λ２−λ１）／２）をピーク通過帯域とする、又は両方の波長をピーク通過帯域とする。最小波長λｎについても、同様である。

(2)可変波長光フィルタ１２６から出力される波長λｉのノイズレベルを検出する。尚、波長λｉのチャネルについて、通過帯域が２回ある場合には、可変波長光フィルタ１２６に通過帯域を２回設定し、ノイズレベルをそれぞれ測定して、その和のレベル又は平均レベルをノイズレベルとする。

(3)検出したノイズレベルと、波長λｉについての閾値とを比較して、次のように判断する。(i)ノイズレベル＜閾値のとき、波長λｉのチャネルがＯＳＮＲ正常であると判断する。(ii) ノイズレベル≧閾値のとき、波長λｉのチャネルがＯＳＮＲ異常であると判断する。

(4)波長λｉのチャネルについて、ＯＳＮＲが正常であるとき、正常であることを示す信号、例えば、’０’を出力する。ＯＳＮＲが異常であるとき、異常であることを示す信号、例えば、’１’を出力する。

(5)全ての波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルについて、(1)〜(4)の処理を行う。

（２） ＯＳＮＲ検出方法（２）
図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、ＯＳＮＲ検出方法（２）を示す図であり、横軸に波長λ、縦軸にノイズ及び主信号の光パワーを示している。図１４（ａ）は、可変波長光フィルタ通過前のスペクトラムを示す図である。図１４（ｂ）は、インサービス前のチャネル２の信号断時の可変波長光フィルタ通過後のスペクトラムである。図１４（ｃ）は、チャネル２がＯＳＮＲ正常である時の可変波長光フィルタ通過後のスペクトラムである。図１４（ｄ）は、チャネル２がＯＳＮＲ異常である時の可変波長光フィルタ通過後のスペクトラムである。この検出方法は、各波長λｉのチャネルについて、インサービス前（顧客引渡し前）の波長λｉの信号が断、隣接チャネルの信号が入力された状態での波長λｉのチャネルのノイズレベルはＯＳＮＲ正常のときのノイズレベルであり、インサービス中にＯＳＮＲ異常となると、チャネルの光信号のレベルが変化するので、インサービス前のチャネルのノイズレベルとインサービス中の光信号のレベルを比較して、ＯＳＮＲ正常又はＯＳＮＲ異常のいずれであるかを判断するものである。具体的には、以下の通りである。

(1)インサービス前に、波長λｉのチャネルの光出力を断、隣接波長λi+1，λi-1のチャネルの光出力をする。例えば、ＴＲＩＢ３０＃ｉからは常に光出力を行い、その出力側に光スイッチを設けて、この光スイッチを制御することにより実現することができる。

(2)インサービス前に、波長λｉのチャネルを通過帯域、例えば、波長λｉをピーク通過帯域となるように可変波長光フィルタ１２６の通過帯域を設定する。例えば、λ２については、図１４（ｂ）中の破線で示す通過帯域Ｔ３とする。

(3)(2)で通過帯域が設定された可変波長光フィルタ１２６から出力される光信号の光パワーをＯＳＮＲ正常のときのノイズレベルとして測定する。このとき、インサービス前であること及び波長λ２のチャネルの光出力断であることから、図１４（ｂ）に示す可変波長光フィルタ１２６の出力光は隣接チャネルからのノイズレベルであると推定される。

(4)全チャネルの波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）について、(1)〜(3)の処理を行う。

(5)インサービス中に、波長λｉのチャネルについて、(2)と同じ通過帯域を可変波長光フィルタ１２６に設定する。

(6)(5)で通過設定された可変波長光フィルタ１２６から出力される光信号の光レベルを測定する。このとき、ＯＳＮＲ異常の場合は次のように考えられる。(i)ＭＵＸ３２でカプラ２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から入力される波長λｉの信号光の光パワーが一定になるように制御する場合は、ＯＳＮＲ異常によりノイズレベルが高くなると、ＯＳＮＲ異常のときの主信号レベルは、ＯＳＮＲ正常のときの主信号レベルに比べて、小さくなる。例えば、全チャネルがＯＳＮＲ正常であるときの、可変波長光フィルタ１２６の通過前のＷＤＭ信号光のスペクトラムは、図１４（ａ）に示す通りである。このＷＤＭ信号光が波長λ２のチャネルについて可変波長光フィルタ１２６を通過後した後のスペクトラムは図１４（ｃ）に示すようになる。一方、波長λ２のチャネルがＯＳＮＲ異常であるとき、波長λ２のチャネルについて可変波長光フィルタ１２６の通過後のスペクトラムは図１４（ｄ）に示すようになり、波長λ２のチャネル２がＯＳＮＲ正常である図１４（ｃ）に示す主信号レベルに比べて、図１４（ｄ）に示すＯＳＮＲ異常のときの主信号レベルがそれだけ低くなる。即ち、チャネルについて可変波長光フィルタ１２６を通過した後の光パワーは、ＯＳＮＲ正常であるときに比べてＯＳＮＲ異常であるときの方が小さくなる。(ii)一方、ＭＵＸ３２でカプラ２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の出力信号光を合波するのみでチャネルの信号のレベル制御をしないとき、ＯＳＮＲ異常の場合はノイズが大きくなって、光レベルがＯＳＮＲ正常の場合に比べて大きくなる。

(7)各波長λｉのチャネルについてインサービス前に取得したノイズレベルに対する(6)で得られた光レベルの比率から、各波長λｉのチャネルがＯＳＮＲ正常又はＯＳＮＲ異常のいずれであるかを判断する。判断はサービス形態における光信号のノイズと主信号の特徴に応じて決められる。例えば、(6)の(i)の場合、波長λｉについて、比率が閾値よりも小さいとき、ＯＳＮＲ異常であると判断する。また、波長λｉについて、比率が閾値よりも大きいとき、ＯＳＮＲ正常であると判断する。

(8)波長λｉについて、ＯＳＮＲが正常であるとき、正常であることを示す信号、例えば、’０’を出力し、ＯＳＮＲが異常であるとき、異常であることを示す信号、例えば、’１’を出力する。

(9)全ての波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）について、(5)〜(8)の処理を行う。

（３） ＯＳＮＲの検出方法（３）
図１５は、ＯＳＮＲの検出方法（３）を示す図である。この検出方法は、各波長λｉのチャネルについて、ＯＳＮＲ異常であるとき、波長λのチャネルのノイズにレベルに対する主信号のピークレベルの比率が小さくなることに着目したものであり、以下の手順で行われる。(i)波長λｉのチャネルのノイズレベルを測定する。(ii)主信号のレベルを測定する。(iii)ノイズレベルに対する主信号のレベルを算出して、波長λｉのチャネルがＯＳＮＲ正常又は異常のいずれであるかを判断する方法である。具体的には、以下の通りである。

(1)各波長λｉのチャネルについて、可変波長光フィルタ１２６に波長λｉをピーク通過帯域に設定する。

(2)(1)で設定した可変波長光フィルタ１２６の出力レベルを測定する。

(3)可変波長光フィルタ１２６に波長λｉに近接する波長、例えば、波長λｉと隣接波長λi-1の中間波長及び波長λｉと隣接波長λi+1の中間波長をピーク通過帯域に設定する。

(4)(3)で設定した可変波長光フィルタ１２６の出力信号レベルを測定して、その平均値をノイズレベルとする。例えば、図１５に示すように、波長λ２のチャネルについては、波長λ１と波長λ２の中間波長のレベルNoise 1、及び波長λ２と波長λ３の中間波長のレベルNoise 2をノイズレベルとする。但し、λ１やλｎのような端のチャネルについは、Noise 1やNoise n-1のような片方のみの測定で決定する。

(5)波長λｉのチャネルについて、(4)で測定したノイズレベルに対する(2)で測定した波長λｉのピークレベルの比率を算出する。ＯＳＮＲ正常の場合はＯＳＮＲ異常の場合に比べて、波長λｉのピークから隣接波長にかけてレベルの傾斜の勾配が大きくなり、ノイズレベルに対するピークレベルの比率が大きくなる。比率が閾値より大きいとき、ＯＳＮＲ正常であると判断する。比率が閾値よりも小さいとき、ＯＳＮＲ異常であると判断する。

(6)波長λｉのチャネルについて、ＯＳＮＲが正常であるとき、正常であることを示す信号、例えば、’０’を出力し、ＯＳＮＲが異常であるとき、異常であることを示す信号、例えば、’１’を出力する。

(7)全ての波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）について、(1)〜(6)の処理を行う。

図１６は、アラーム制御部１３０のアラーム制御を示す図である。アラーム制御部１３０は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルについて、光パワー検出部１２２から出力される光パワーの検出結果及びＯＳＮＲ検出部１２８から出力されるＯＳＮＲの検出結果から、次のように判断する。(i)波長λｉのチャネルの光パワーが異常（’１’）であるとき、図１６に示すように、光出力断であることを示すアラームを出力する。(ii)波長λｉのチャネルの光パワーが正常（’０’）であり且つＯＳＮＲ異常（’１’）であるとき、信号劣化であることを示すアラームを出力する。(iii)波長λｉのチャネルの光パワーが正常（’０’）であり且つＯＳＮＲ正常（’０’）であるとき、正常であることを示すアラームを出力する。

以下、図１１中の第１の端局１１０の動作説明をする。第１の端局１１０中の各ＴＲＩＢ３０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、図示しない光伝送路から固定波長の光信号データを受信して、光信号の受信データを電気信号に変換する。電気信号に変換した受信データをフレーム中のペイロードに挿入する。フレームのオーバヘッドには、フレーム同期用のＦＡＷ、誤り訂正用のＦＥＣ及び自チャネルに固有のＩＤを挿入する。そして、フレームをチャネル固有の波長λｉの光信号に変換して、カプラ１２０＃ｉに出力する。カプラ１２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、ＴＲＩＢ３０＃ｉから出力された波長λｉのチャネルの光信号を２分岐して、一方をＭＵＸ３２に出力し、他方を光パワー検出部１２２に出力する。

光パワー検出部１２２は、各波長λｉのチャネルについて、上述したようにして、光パワーが正常又は異常のいずれであるかを検出して、その旨を示す信号をアラーム制御部１３０に出力する。ＭＵＸ３２は、カプラ１２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から出力される各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の光信号をＷＤＭして、ＷＤＭ信号光をカプラ１２４に出力する。カプラ１２４は、ＷＤＭ信号光を２分岐して、一方を光伝送路２６に送信し、他方を可変波長光フィルタ１２６に出力する。可変波長光フィルタ１２６は、設定通過帯域の信号光を通過させる。

ＯＳＮＲ検出部１２８は、可変波長光フィルタ１２６の通過帯域の設定をすると共に可変波長光フィルタ１２６の出力から上述した方法（１）〜方法（３）のいずれかの方法に従って、波長λｉのチャネルについて、ＯＳＮＲ正常又はＯＳＮＲ異常のいずれであるかを判断して、その旨を示す信号をアラーム制御部１３０に出力する。尚、方法２の場合は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルについて、インサービス前にノイズレベルを測定しておく。アラーム制御部１３０は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルについて、光パワー検出部１２２から出力される光パワーの検出結果及びＯＳＮＲ検出部１２８から出力されるＯＳＮＲの検出結果から、図１６に示す判断に従って、光出力断／信号劣化／正常のいずれであるかを判断して、その旨を示すアラームを出力する。このとき、光出力断と信号劣化が区別されてアラームが出力されるので、保守者は、アラームの原因を容易に特定することができる。これにより、迅速な対処が可能となりメンテナンスビリティが向上する。以上説明した実施形態によれば、光波長多重通信システムにおいて、メンテナンス性を向上させることができる。

第４実施形態
図１７は、本発明の第４実施形態による波長多重通信システムの構成図であり、図１１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。第１の端局１４０は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルの光信号が光出力断／信号劣化／正常のいずれであるかを判断する点では、図１１中の第１の端局１１０と同じであるが、ＡＳＥ(Amplified Spontaneous Emission)をＷＤＭ信号光にノイズとして付加して、ＯＳＮＲを劣化させることにより、その信号が一定の品質を有しているか否かを検出することによってＯＳＮＲ正常又はＯＳＮＲ異常のいずれであるかを判断する点で第１の端局１１０と異なる。

図１８は、図１７中の第１の端局１４０の構成図であり、図１２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。ＡＳＥ１４２は、ＷＤＭ信号光の各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルに対して一定レベルのノイズを出力する。ノイズのレベルは、チャネルの信号光がＯＳＮＲ異常であるとき、一定の品質が確保されなくなる値とする。波長λｉのチャネルの信号光に対するＡＳＥ１４２の波長は、例えば、波長λｉに一致していても良いし、波長λｉとλi+1又はλi-1の間の波長であっても良い。

ＡＳＥ１４２の出力信号光の波長は、全帯域の波長が同時に出力されても良いし、可変波長光フィルタ１２６によるチャネルの帯域に同期したものであっても良い。ＯＲ(Optical Receive)１４６は、次の機能を有する。(1)可変波長光フィルタ１２６から出力される波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）の信号光を受信して、各チャネルの信号光の品質を測定する。品質は、受信信号光のＢＥＲ(Bit Error Ration)又は次式（１）で定義されるＱ値である。

Ｑ＝２０ｌｏｇ₁₀（ｑ） ・・・（１）
但し、ｑ＝（μ１−μ０）／（σ１＋σ０）
μ１：平均マークレベル
μ０：平均スペースレベル
σ１：マークレベルの標準偏差
σ０：スペースレベルの標準偏差
(2)各波長λｉのチャネルについて、ＢＥＲ又はＱ値で示される品質から次のように判断する。(i)品質が一定以上であれば、波長λｉのチャネルのＯＳＮＲが正常であることを示す信号を信号、例えば、’０’を出力する。(ii)品質が一定以下であれば、波長λｉのチャネルがＯＳＮＲ異常であることを示す信号、例えば、’１’を出力する。以上説明した実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果が得られる。

第５実施形態
図１９は、本発明の第５実施形態による波長多重通信システムの構成図であり、図１１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。第１の端局１５０は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルの光信号が光出力断／光レベル劣化／正常のいずれであるかを判断する点では、図１１中の第１の端局１１０と同じであるが、各波長λｉのチャネルについて、各ＴＲＩＢから出力されたＭＵＸに入力される前の信号光に対して、ＯＳＮＲ正常／ＯＳＮＲ異常のいずれであるかを判断する点が第１の端局１１０と異なる。

図２０は、図１９中の第１の端局１５０の構成図であり、図１２中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。光パワー，ＯＳＮＲ検出部１５２は、次の機能を有する。(1)カプラ１２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）より波長λｉのチャネルの光信号を入力して、第３実施形態と同様にして、光パワーが正常／異常のいずれであるかを示す信号を出力する。(2)カプラ１２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）より波長λｉのチャネルの光信号を入力して、ＯＳＮＲ正常／異常のいずれであるか判断する。ＯＳＮＲ正常／異常の判断方法は、第３実施形態の方法（１）〜（３）や第４実施形態と同様の方法により行うことができる。光パワー検出部及びＯＳＮＲ検出部は、光パワーが正常又は異常のいずれがあるか及びＯＳＮＲが正常又は異常のいずれであるかを、カプラ１２０＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）毎に設けることにより全チャネルについてリアルタイムに検出することができるが、光パワー検出部及びＯＳＮＲ検出部を１個の構成とし、光スイッチを設けて、光スイッチを一順次切り替えることにより、各チャネルについて順次検出することもできる。

図２１は、図２０中の光パワー，ＯＳＮＲ検出部１５２の構成例を示す図である。図２１に示すように、光パワー，ＯＳＮＲ検出部１５２は、制御部１６０、光スイッチ１６２＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）、カプラ１６４＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）、光パワー検出部１６６及びＯＳＮＲ検出部１６８を有する。制御部１６０は、次の機能を有する。(1)同時にオンしている光スイッチ１６２＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）が１個のみとなるように、オン／オフの切り替えを制御する。(2)光パワー検出部１６６及びＯＳＮＲ検出部１６８にオンしているチャネルについての情報を通知する。光スイッチ１６２＃ｉは、制御部１６０の制御に従って、スイッチ動作をする。カプラ１６４は、光スイッチ１６２＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の出力信号光を合波する。カプラ１６５は、カプラ１６４の出力光を２分岐して、一方を光パワー検出部１６６に出力し、他方をＯＳＮＲ検出部１６８に出力する。光パワー検出部１６６は、カプラ１６５から出力される信号光の光パワーを測定して、制御部１６０から通知されるチャネルの光パワーが正常／異常のいずれであるかを判断して、その旨を示す信号を出力する。ＯＳＮＲ検出部１６８は、カプラ１６５から出力される信号光のＯＳＮＲを測定して、制御部１６０から通知されるチャネルのＯＳＮＲが正常又は異常のいずれであるかを判断して、その旨を示す信号を出力する。

図２２は、アラーム制御部のアラーム制御を示す図である。アラーム制御部１５４は、各波長λｉ（ｉ＝１〜ｎ）のチャネルについて、光パワー，ＯＳＮＲ検出部１５２から出力される光パワーの検出結果及びＯＳＮＲの検出結果から、次のように判断する。(i)波長λｉのチャネルの光パワーが異常（’１’）であるとき、図２２に示すように、光出力断であることを示すアラームを出力する。(ii)波長λｉのチャネルの光パワーが正常（’０’）であり且つＯＳＮＲ異常（’１’）であるとき、信号劣化であることを示すアラームを出力する。(iii)波長λｉのチャネルの光パワーが正常（’０’）であり且つＯＳＮＲ正常（’０’）であるとき、正常であることを示すアラームを出力する。第５実施形態によれば、第３実施形態と同様の効果がある。

本発明は以下の付記を含むものである。

（付記１） 波長多重化された入力信号を各波長成分に分離して、当該波長成分に該当する伝送路に送信する光伝送装置であって、
前記入力信号に含まれる波長数を検出して、波長数が正常であるか否かを検出する波長数検出部と、
前記各波長成分毎に設けられ、波長成分信号に設定された識別子が正常であるか否かを検出する複数の識別子検出部と、
前記波長数検出部の検出結果及び前記識別子検出部の検出結果に基づいて、前記各波長成分毎にエラーを判定する判定部と、
を具備したことを特徴とする光伝送装置。

（付記２） 前記判定部は、前記波長数検出部の検出結果が正常であることを示し且つ前記識別子検出部の検出結果が異常であることを示すとき、当該識別子検出部に該当する波長成分の識別子が異常であると判断することを特徴とする付記１記載の光伝送装置。

（付記３） 前記判定部は、前記波長数検出部の検出結果が異常であることを示すとき、いずれかの波長成分の光入力が断であると判断することを特徴とする付記２記載の光伝送装置。

（付記４） 波長多重化された入力信号を各波長成分に分離して、当該波長成分に該当する伝送路に送信する光伝送装置であって、
前記各波長成分について、当該波長成分信号の光パワーと他の波長成分信号の光パワーとを比較して、当該波長成分が光パワーに関して異常であるか否かを検出するパワー比較部と、
前記各波長成分毎に設けられ、前記波長成分信号に設定された識別子が正常であるか否かを検出する複数の識別子検出部と、
前記パワー比較部の比較結果及び前記識別子検出部の検出結果に基づいて、前記各波長成分毎にエラーを判定する判定部と、
を具備したことを特徴とする光伝送装置。

（付記５） 前記パワー比較部は、各波長成分の光パワーと当該波長の隣接波長成分の光パワーとを比較して、当該波長成分が光パワーに関して異常であるか否かを検出することを特徴とする付記４記載の光伝送装置。

（付記６） 前記判定部は、各波長成分について、前記パワー比較部の比較結果が正常であることを示し且つ前記識別子検出部の検出結果が異常であることを示すとき、当該波長成分の識別子が異常であると判断することを特徴とする付記４記載の光伝送装置。

（付記７） 前記判定部は、各波長成分について、前記パワー比較部の比較結果が異常であることを示すとき、当該波長成分の光入力が断であると判断することを特徴とする付記６記載の光伝送装置。

（付記８） 波長多重化して伝送する光伝送装置であって、
複数の伝送路からの入力信号を該当波長の光信号に変換する複数の受信部と、
前記各受信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出する複数の光パワー検出部と、
前記複数の受信部の出力信号光を波長多重化する多重化部と、
前記波長多重化された波長多重信号の各波長成分の対信号雑音比を検出して、該波長成分が雑音に関して異常があるか否かを検出するＯＳＮＲ検出部と、
前記光パワー検出部の検出結果及びＯＳＮＲ検出部の検出結果に基づいて、前記各波長成分毎にエラーを判定する判定部と、
を具備したことを特徴とする光伝送装置。

（付記９） 前記波長多重化信号から設定通過帯域の光信号のみを通過させる可変波長光フィルタを更に具備し、前記ＯＳＮＲ検出部は前記可変波長光フィルタの出力信号光に基づいて、前記対信号雑音比を検出することを特徴とする付記８記載の光伝送装置。

（付記１０） 前記ＯＳＮＲ検出部は、各波長成分について、当該波長成分の信号光レベルのピーク波長と隣接波長成分の信号光レベルのピーク波長との中間波長がピークとなるよう通過帯域が設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光の光パワーに基づいて、前記対信号雑音比を検出することを特徴とする付記９記載の光伝送装置。

（付記１１） 前記ＯＳＮＲ検出部は、各波長成分について、インサービス前において当該波長成分に対応する前記受信部の出力信号光が断のとき、当該波長成分の波長帯域が通過帯域として設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光のパワーであるノイズレベルと、インサービス中において当該波長成分の波長帯域が通過帯域として設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光の光パワーとに基づいて、前記対信号雑音比を検出することを特徴とする付記９記載の光伝送装置。

（付記１２） 前記ＯＳＮＲ検出部は、各波長成分について、当該波長成分の信号光レベルのピーク波長と隣接波長成分の信号光レベルのピーク波長との中間波長がピークとなるよう前記通過帯域が設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光の光パワーと、該波長成分の信号光レベルのピーク波長がピーク通過帯域として設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光とに基づいて、前記対信号雑音比を検出することを特徴とする付記９記載の光伝送装置。

（付記１３） 前記判定部は、各波長成分について、前記光パワー検出部の比較結果が正常であり且つ前記ＯＳＮＲ検出部の検出結果が異常であることを示すとき、当該波長成分の信号劣化であると判定することを特徴とする付記９記載の光伝送装置。

（付記１４） 波長多重化して伝送する光伝送装置であって、
複数の伝送路からの入力信号を該当波長の光信号に変換する複数の受信部と、
前記各受信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出する複数の光パワー検出部と、
前記複数の受信部の出力光信号を波長多重化する多重化部と、
前記波長多重化された各波長成分にノイズを付加するノイズ付加部と、
前記ノイズが付加された波長多重化信号から設定通過帯域の光信号のみを通過させる可変波長光フィルタと、
前記各波長成分の波長帯域が通過帯域として設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光を受信して、該出力信号光の品質を検出する光受信部と、
前記光パワー検出部の検出結果及び光受信部の検出結果に基づいて、前記各波長成分毎にエラーを判定する判定部と、
を具備したことを特徴とする光伝送装置。

（付記１５） 波長多重化して伝送する光伝送装置であって、
複数の伝送路からの入力信号を該当波長の光信号に変換する複数の受信部と、
前記各受信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出する光パワー検出部と、
前記各受信部の出力信号光から対信号雑音比を検出して、該受信部の出力信号光が雑音に関して異常であるか否かを検出するＯＳＮＲ検出部と、
前記光パワー検出部の検出結果及びＯＳＮＲ検出部の検出結果に基づいて、前記各波長成分毎にエラーを判定する判定部と、
を具備したことを特徴とする光伝送装置。

（付記１６） 前記各受信部の出力信号光を２分岐する複数のカプラと、前記各カプラの出力信号光の通過又は遮断する複数の光スイッチとを更に具備し、前記光パワー検出部は、前記各光スイッチの出力に基づいて、前記各受信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出し、前記ＯＳＮＲ検出部は、前記各光スイッチの出力に基づいて、前記対信号雑音比を検出して、該受信部の出力信号光が雑音に関して異常であるか否かを検出することを特徴とする付記１５記載の光伝送装置。

（付記１７） 前記判定部は、各波長成分について、前記光パワー検出部の比較結果が正常であることを示し且つ前記ＯＳＮＲ検出部の検出結果が異常であることを示すとき、当該受信部の出力信号光の信号劣化であると判定することを特徴とする付記１６記載の光伝送装置。

（付記１８） 第１の端局、第２の端局、前記第１の端局の受信側に接続された伝送路並びに前記第１及び第２の端局間を接続する光伝送路を有する波長多重通信システムであって、
前記複数の伝送路から受信した入力信号及び該当識別子を含む該当波長の波長信号を出力する前記第１の端局に設けられた複数の受信部と、
前記複数の受信部の出力信号光を波長多重して、波長多重信号光を前記光伝送路に送信する前記第１の端局に設けられた多重化部と、
前記光伝送路より受信した前記波長多重信号光に含まれる波長数を検出する前記第２の端局に設けられた波長数検出部と、
前記光伝送路より受信した前記波長多重信号光を各波長信号に分離して、各波長信号を該当出力端子に出力する前記第２の端局に設けられた分離部と、
前記各波長毎に設けられ、前記各出力端子より出力された波長信号に含まれる識別子が正常であるか否かを検出する前記第２の端局に設けられた複数の識別子検出部と、
前記波長数検出部の検出結果及び前記識別子検出部の検出結果に基づいて、前記各波長毎にエラーを判定する前記第２の端局に設けられた判定部と、
を具備したことを特徴とする波長多重通信システム。

本発明の原理図である。 本発明の第１実施形態による波長多重通信システムの構成図である。 図２中の第１の端局の構成図である。 図２中の第２の端局の構成図である。 図４中の波長数検出部の構成図である。 ＩＤエラー判別を示す図である。 本発明の第２実施形態による波長多重通信システムの構成図である。 図７中の第２の端局の構成図である。 図８中のパワー比較部の構成図である。 ＩＤエラー判別を示す図である。 本発明の第３実施形態による波長多重通信システムの構成図である。 図１１中の第１の端局の構成図である。 ＯＳＮＲ検出方法（１）を示す図である。 ＯＳＮＲ検出方法（２）を示す図である。 ＯＳＮＲ検出方法（３）を示す図である。 アラーム制御を示す図である。 本発明の第４実施形態による波長多重通信システムの構成図である。 図１７中の第１の端局の構成図である。 本発明の第５実施形態による波長多重通信システムの構成図である。 図１９中の第１の端局の構成図である。 図２０中の光パワー，ＯＳＮＲ検出部の構成図である。 アラーム制御を示す図である。 正常時の受信信号のスペクトラムを示す図である。 信号断時の受信信号のスペクトラムを示す図である。 ＯＳＮＲ正常の場合の送信信号のスペクトラムを示す図である。 ＯＳＮＲ異常の場合の送信信号のスペクトラムを示す図である。

符号の説明

２ 波長数検出部
４ ＤＥＭＵＸ
６＃ｉ（ｉ＝１〜ｎ） 識別子検出部
８ 判定部

Claims (2)

1. 波長多重化して伝送する光伝送装置であって、
   複数の伝送路からの入力信号を該当波長の光信号に変換する複数の送信部と、
   前記各送信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出する光パワー検出部と、
   前記複数の送信部の出力信号光を波長多重化する多重化部と、
   前記波長多重化された波長多重信号の各波長成分の対信号雑音比を検出して、該波長成分が雑音に関して異常があるか否かを検出するＯＳＮＲ検出部と、
   前記光パワー検出部が検出した光パワーが正常であることを示し且つ該光パワーに対応する前記ＯＳＮＲ検出部が検出した前記波長成分が前記異常であることを示すとき、前記各波長成分の信号が劣化していると判定する判定部と、
   を具備したことを特徴とする光伝送装置。
2. 波長多重化して伝送する光伝送装置であって、
   複数の伝送路からの入力信号を該当波長の光信号に変換する複数の送信部と、
   前記各送信部の出力信号光が光パワーに関して異常であるか否かを検出する光パワー検出部と、
   前記複数の送信部の出力光信号を波長多重化する多重化部と、
   前記波長多重化された各波長成分にノイズを付加するノイズ付加部と、
   前記ノイズが付加された波長多重化信号から設定通過帯域の光信号のみを通過させる可変波長光フィルタと、
   前記各波長成分の波長帯域が通過帯域として設定された前記可変波長光フィルタの出力信号光を受信して、該出力信号光の品質を検出する光受信部と、
   前記光パワー検出部が検出した光パワーが正常であることを示し且つ該光パワーに対応する前記光受信部が検出した前記出力信号光の品質が一定以下であることを示すとき、前記各波長成分の信号がＯＳＮＲ異常であると判定する判定部と、
   を具備したことを特徴とする光伝送装置。

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