JP2008172520A - 光ｓｎｒ測定装置及び波長多重伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する波長の光スペクトルの裾が重なり合っており、かつ測定対象の波長チャネルがインサービス状態であっても、光ＳＮＲを正確に測定することができる光ＳＮＲ測定装置及びこれを用いた波長多重伝送システムを提供する。
【解決手段】波長多重光信号から各光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光信号を透過する光バンドパスフィルタ３１〜３ｎを備え、これら光バンドパスフィルタ３１〜３ｎを透過した光信号から求めた光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光雑音レベル測定結果に基づいて、波長多重光信号の各波長チャネルの光雑音レベルを算出し、該光雑音レベルと対応する波長チャネルの光信号レベルから光ＳＮＲ値を算出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、波長多重光信号の光ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を測定する光ＳＮＲ測定装置及びこれを用いた波長多重伝送システムに関するものである。

波長多重光信号を伝送する波長多重伝送システムにおいて、光ＳＮＲは、伝送品質に影響を与えるパラメータである。このため、光ＳＮＲを正確に測定し把握することは、波長多重伝送システムの伝送品質を最適化し監視やその維持を図る上で非常に重要である。
従来の光ＳＮＲ測定は、光スペクトラムアナライザを用いて光信号レベルと該光信号近傍の光雑音レベルとを測定し光ＳＮＲを算出していた。

しかしながら、近年の波長多重伝送技術の向上により波長多重数が増加し、隣接する波長の光信号における波長間隔が狭くなってきている。また、伝送速度の増加や位相変調等により各波長の光信号のスペクトル幅が広がっている。このため、図６に示すように隣接するチャネルの光スペクトルの裾で重なりが生じ、図６中に破線で示す光雑音レベルを正確に測定できないという不具合があった。

この不具合を解決する従来の技術として、例えば特許文献１に開示される光ＳＮＲ測定装置がある。この光ＳＮＲ測定装置では、光信号レベルを維持したまま光変調をオフすることにより、光スペクトルを線スペクトル化して光ＳＮＲを測定している。

特開２００３−４２９０６号公報

従来の光ＳＮＲ測定では、隣接する波長の光スペクトルの裾が重なり合い、光雑音レベルを測定できないという課題があった。

また、特許文献１に開示される技術によれば、上記課題を解決することはできるが、光ＳＮＲを測定するにあたり光変調をオフする必要があるため、インサービス状態で光ＳＮＲを測定することができないという課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、隣接する波長の光スペクトルの裾が重なり合っており、かつ測定対象の波長チャネルがインサービス状態であっても、光ＳＮＲを正確に測定することができる光ＳＮＲ測定装置及びこれを用いた波長多重伝送システムを得ることを目的とする。

この発明に係る光ＳＮＲ測定装置は、波長多重光信号を光雑音レベル測定用領域の数だけ分岐する光分岐手段と、光雑音レベル測定用領域毎に設けられ、光分岐手段により分岐された光信号を入力し、各光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光信号をそれぞれ透過する光バンドパスフィルタと、光雑音レベル測定用領域毎に設けられ、対応する光バンドパスフィルタを透過した光信号を入力し、各光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光信号における光雑音レベルをそれぞれ測定する光雑音レベル測定手段と、光雑音レベル測定手段の測定結果に基づいて、波長多重光信号の各波長チャネルの光雑音レベルを算出する光雑音レベル演算手段と、波長多重光信号の各波長チャネルの光信号レベルを測定する光信号レベル測定手段と、光雑音レベル演算手段により算出された光雑音レベルと光信号レベル測定手段により測定された対応する波長チャネルの光信号レベルから、該波長チャネルの光ＳＮＲ値を算出する光ＳＮＲ演算手段とを備えるものである。

この発明によれば、波長多重光信号から各光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光信号を透過する光バンドパスフィルタを備え、これら光バンドパスフィルタを透過した光信号から求めた光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光雑音レベル測定結果に基づいて、波長多重光信号の各波長チャネルの光雑音レベルを算出し、該光雑音レベルと対応する波長チャネルの光信号レベルから光ＳＮＲ値を算出するので、波長多重伝送システムがインサービスの状態、即ち光変調をオフにしなくても、光ＳＮＲを正確に把握することができることから、波長多重伝送システムの伝送品質の最適化やその監視を容易に行うことができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による光ＳＮＲ測定装置の構成を示すブロック図である。図１において、実施の形態１による光ＳＮＲ測定装置は、波長多重光信号を分岐する光分岐手段１、光雑音レベル測定ブロック２０１、光分波手段６、光分岐手段７、光受信器８、光信号レベル測定手段９及び光ＳＮＲ演算手段１０１を備える。光雑音レベル測定ブロック２０１は、光分岐手段２、光バンドパスフィルタ３１〜３ｎ、光雑音レベル測定手段４１〜４ｎ、及び光雑音レベル演算手段５を備える。なお、分岐数ｎは、実施の形態１による光ＳＮＲ測定装置を用いた波長多重伝送システムで利用可能な波長帯域内において、予め設定した光雑音レベル測定用の波長領域の数である。

次に動作について説明する。
光分岐手段１が、波長多重伝送システムから波長多重光信号を受信し、光雑音レベル測定ブロック２０１へ分岐する。光雑音レベル測定ブロック２０１内の光分岐手段２は、光分岐手段１から受信した波長多重光信号をｎ分岐して光バンドパスフィルタ３１〜３ｎへそれぞれ出力する。光バンドパスフィルタ３１〜３ｎは、ｎ分岐された各光雑音信号の波長帯域に対応し、各光雑音レベル測定用領域の波長帯のみを透過させ、光雑音レベル測定手段４１〜４ｎへそれぞれ出力する。

光雑音レベル測定手段４１〜４ｎでは、対応する光バンドパスフィルタ３１〜３ｎを透過した各光雑音レベル測定用領域の波長帯の光信号をそれぞれ入力し、各光雑音レベル測定用領域の光雑音レベルを測定し、光雑音レベル演算手段５へ出力する。これにより、図２中に破線で囲むような光スペクトルの裾の重なりのない光雑音レベル測定用領域が得られる。ここでは、各光雑音レベル測定用領域において、図２中に黒丸記号で示す光雑音レベルが測定される。

光雑音レベル演算手段５では、光雑音レベル測定手段４１〜４ｎで測定された離散的な光雑音レベルデータから各波長チャネルの光信号における光雑音レベルを近似計算する。このとき、光分岐手段や光バンドパスフィルタの特性には通常ばらつきがある。そこで、光雑音レベル演算手段５は、特性のばらつきを補正するための補正データを予め取得しておき、光雑音レベルを近似計算する際、これらの補正も計算しておく。

一方、光分波手段６は、波長多重光信号を各波長チャネルの光信号に分波する。これらの光信号は各波長信号の光受信器８にて受信されるが、該光受信器８の前段に配置された光分岐手段７により光信号レベル測定手段９へ分岐される。光信号レベル測定手段９は、光分岐手段７により分岐された各波長チャネルの光信号について、その光信号レベルを測定し、光ＳＮＲ演算手段１０１へ出力する。

光ＳＮＲ演算手段１０１では、光分波手段７により分岐された各ポートの光信号の信号レベルと、光雑音レベル演算手段５から入力した光雑音レベルとの比を光ＳＮＲとして算出する。ここで、光分波手段７により分岐された各ポート間には損失ばらつきがあり、また光信号レベル測定手段９にも測定ばらつきがあるので、これらは予め取得した補正データで補正する。このように、実施の形態１による光ＳＮＲ測定装置では、波長多重光信号の光変調をオフすることなく、すなわちインサービス状態で光ＳＮＲを正確に測定することが可能である。

なお、光雑音レベル演算手段５による光雑音レベルの算出は、光雑音レベル測定用領域の数が多い程、つまり光雑音レベル測定手段からの測定データが多ければ、各波長チャネルの光雑音レベルの測定精度は向上する。しかしながら、あまり多くの帯域を光雑音レベルの測定用に用いてしまうと、信号伝送に利用できる波長帯域が減少する。このため、光雑音レベル測定用領域の数は適切に決める必要がある。

図３は、波長多重伝送システムの伝送区間の光雑音特性の一例を示す図であり、光信号を入力する前の光雑音レベルを示している。光雑音レベル測定手段４１〜４ｎでは、図３中に四角記号のプロットで表す各光雑音レベル測定用領域における光雑音レベルデータを測定する。光雑音レベル演算手段５は、このようにして測定された各光雑音レベルデータを入力し、最小二乗法等の近似計算を用いて、図３中に破線で示すような各波長チャネルの光信号の光雑音レベルの近似曲線を求める。図３の例では、波長帯域の１５％程度を光雑音レベル測定用領域６箇所分以上に割り当てることで、０．５ｄＢ以下の誤差で光雑音レベルを計算することができる。

図４は、図３中の伝送区間に光り信号を入力した場合の波長多重光スペクトルを示す図である。図４に示すように波長帯域に均等に波長チャネルの光信号が多重されることで、光雑音特性がよりフラットになる（光雑音レベルの近似曲線がより平坦になる）。このため、光雑音レベルの近似精度は波長数が増加するにつれて向上する。

以上のように、この実施の形態１によれば、波長多重光信号から各光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光信号を透過する光バンドパスフィルタ３１〜３ｎを備え、これら光バンドパスフィルタ３１〜３ｎを透過した光信号から求めた光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光雑音レベル測定結果に基づいて、波長多重光信号の各波長チャネルの光雑音レベルを算出し、該光雑音レベルと対応する波長チャネルの光信号レベルから光ＳＮＲ値を算出するので、波長多重伝送システムがインサービスの状態、即ち光変調をオフにしなくても、光ＳＮＲを正確に把握することができることから、波長多重伝送システムの伝送品質の最適化やその監視を容易に行うことができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、光雑音レベル測定用領域の数だけ、対応する光バンドパスフィルタや光雑音レベル測定手段を設ける構成を示したが、この実施の形態２は、波長可変の光バンドパスフィルタを設け、複数の光バンドパスフィルタを不要とした簡易な構成の光雑音レベル測定ブロックについて説明する。

図５は、この発明の実施の形態２による光雑音レベル測定ブロックの構成を示すブロック図である。図５において、実施の形態２による光雑音レベル測定ブロック２０１は、波長可変光バンドパスフィルタ３Ａ、光雑音レベル測定手段４Ａ、及び光雑音レベル演算手段５Ａを備える。波長可変光バンドパスフィルタ３Ａは、図５に示すように光雑音レベル演算手段５Ａと接続しており、該光雑音レベル演算手段５Ａによる制御で透過波長帯が変更される。

次に動作について説明する。
光分岐手段１が、波長多重伝送システムから波長多重光信号を受信し、光雑音レベル測定ブロック２０１へ分岐する。光雑音レベル測定ブロック２０１内の波長可変光バンドパスフィルタ３Ａは、現在設定されている透過波長帯の光信号のみを透過させ、光雑音レベル測定手段４Ａへ出力する。なお、波長可変光バンドパスフィルタ４Ａの透過光信号の中心波長は、予め決定しておいた光雑音レベル測定用領域のうちの１つの波長領域に合うように光雑音レベル演算手段５Ａから制御される。

光雑音レベル測定手段４Ａでは、波長可変光バンドパスフィルタ３Ａを透過した光雑音レベル測定用領域の波長帯の光信号を入力し、該光雑音レベル測定用領域の光雑音レベルを測定し、光雑音レベル演算手段５Ａへ出力する。光雑音レベル演算手段５Ａは、光雑音レベル測定手段４Ａから光雑音レベルデータを入力すると、予め決定しておいた光雑音レベル測定用領域のうち、今回光雑音レベル測定手段４Ａにより光雑音レベルが測定された光雑音レベル測定用領域以外の波長領域に合うように波長可変光バンドパスフィルタ３Ａの中心波長を変更する。

この後、光雑音レベル演算手段５Ａは、上述の予め決定しておいた光雑音レベル測定用領域の数だけ、波長可変光バンドパスフィルタ３Ａの中心波長を変更して、光雑音レベル測定手段４Ａが、各光雑音レベル測定用領域の光雑音レベルを測定し、測定結果を光雑音レベル演算手段５Ａにて蓄積する。

予め決定された全ての光雑音レベル測定用領域の光雑音レベルデータが蓄積されると、光雑音レベル演算手段５Ａは、上記実施の形態１と同様にして、蓄積された離散的な光雑音レベルデータに基づいて光雑音レベルの近似式を求めることにより、各波長チャネルの光信号における光雑音レベルを近似計算する。これ以降の光信号レベルの測定及び光ＳＮＲの計算は上記実施の形態１と同様である。

以上のように、この実施の形態２によれば、波長可変光バンドパスフィルタの波長帯域を制御して、各光雑音レベル測定用領域で得られた光雑音レベルの測定結果に基づいて、波長多重光信号の各波長チャネルの光雑音レベルを算出し、該光雑音レベルと対応する波長チャネルの光信号レベルから光ＳＮＲ値を算出するので、上記実施の形態１と同様の効果が得られると共に、光雑音レベル測定用領域の数だけ、対応する光バンドパスフィルタや光雑音レベル測定手段を設ける必要がないことから、より簡易な構成とすることができる。これにより、この実施の形態２による光ＳＮＲ測定装置を具現化する機器の小型化や低コスト化を図ることができる。また、光雑音レベル測定領域を変更できるので、波長多重伝送システムの波長増設運用にも対応できるフレキシブルな波長配置が可能である。

なお、上記実施の形態１又は上記実施の形態２による光ＳＮＲ測定装置を備えた波長多重伝送システムを構成することにより、該波長多重伝送システムがインサービスの状態であっても光ＳＮＲを正確に把握することができることから、該波長多重伝送システムの伝送品質の最適化やその監視を容易に行うことができる。

この発明の実施の形態１による光ＳＮＲ測定装置の構成を示すブロック図である。 波長多重光スペクトルにおける光雑音レベル測定用領域を示すイメージ図である。 伝送区間の光雑音特性の一例を示す図である。 図３中の伝送区間に光り信号を入力した場合の波長多重光スペクトルを示す図である。 この発明の実施の形態２による光ＳＮＲ測定ブロックの構成を示すブロック図である。 従来の波長多重光スペクトルを示すイメージ図である。

符号の説明

１，２，７ 光分岐手段、２０１ 光雑音レベル測定ブロック、３１〜３ｎ 光バンドパスフィルタ、３Ａ 波長可変光バンドパスフィルタ、４１〜４ｎ，４Ａ 光雑音レベル測定手段、５，５Ａ 光雑音レベル演算手段、６ 光分波手段、８ 光受信器、９ 光信号レベル測定手段、１０１ 光ＳＮＲ演算手段。

Claims (3)

1. 波長多重光信号を光雑音レベル測定用領域の数だけ分岐する光分岐手段と、
   前記光雑音レベル測定用領域毎に設けられ、前記光分岐手段により分岐された光信号を入力し、各光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光信号をそれぞれ透過する光バンドパスフィルタと、
   前記光雑音レベル測定用領域毎に設けられ、対応する前記光バンドパスフィルタを透過した光信号を入力し、前記各光雑音レベル測定用領域の波長帯域の光信号における光雑音レベルをそれぞれ測定する光雑音レベル測定手段と、
   前記光雑音レベル測定手段の測定結果に基づいて、前記波長多重光信号の各波長チャネルの光雑音レベルを算出する光雑音レベル演算手段と、
   前記波長多重光信号の各波長チャネルの光信号レベルを測定する光信号レベル測定手段と、
   前記光雑音レベル演算手段により算出された光雑音レベルと前記光信号レベル測定手段により測定された対応する波長チャネルの光信号レベルから、該波長チャネルの光ＳＮＲ値を算出する光ＳＮＲ演算手段とを備えた光ＳＮＲ測定装置。
2. 波長多重光信号から予め設定された波長帯域の光信号を透過する波長可変光バンドパスフィルタと、
   前記波長可変光バンドパスフィルタを透過した光信号を入力し、該光信号の光雑音レベルを測定する光雑音レベル測定手段と、
   前記波長可変光バンドパスフィルタの波長帯域を制御して、予め定めた光雑音レベル測定用領域で得られた前記光雑音レベル測定手段の測定結果に基づいて、前記波長多重光信号の各波長チャネルの光雑音レベルを算出する光雑音レベル演算手段と、
   前記波長多重光信号の各波長チャネルの光信号レベルを測定する光信号レベル測定手段と、
   前記光雑音レベル演算手段により算出された光雑音レベルと前記光信号レベル測定手段により測定された対応する波長チャネルの光信号レベルから、該波長チャネルの光ＳＮＲ値を算出する光ＳＮＲ演算手段とを備えた光ＳＮＲ測定装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の光ＳＮＲ測定装置を備えた波長多重伝送システム。

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