JP2014068168A - 光受信装置、光伝送システム及びスパンロスモニタ方法 - Google Patents

光受信装置、光伝送システム及びスパンロスモニタ方法 Download PDF

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Abstract

【課題】スパンロスを高精度に求めること。
【解決手段】光受信装置３は、変換部４、訂正部５、閾値制御部６、テーブル７及び導出部８を備える。変換部４は、光送信装置１から誤り訂正情報を含む信号光を受信し、信号光を電気信号に変換する。訂正部５は、誤り訂正情報に基づいて電気信号の誤り訂正を行う。閾値制御部６は、誤り訂正の結果に基づいて、電気信号のレベルを識別する閾値を制御する。テーブル７は、信号光が光伝送路２中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと閾値との関係を格納する。導出部８は、テーブル７から閾値に対応する雑音光のレベルを求める。それによって、光受信装置３の運用中に雑音光のレベルがリアルタイムで得られる。雑音光のレベルを用いることによって、光受信装置３の運用中にスパンロスが高精度に求められる。
【選択図】図１

Description

この発明は、光受信装置、光伝送システム及びスパンロスモニタ方法に関する。
従来、光伝送システムにおいて、分布ラマン光増幅器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｒａｍａｎ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＤＲＡ）が用いられることがある。分布ラマン光増幅器は、光伝送路に励起光を注入して光伝送路の誘導ラマン散乱を利用することによって、光伝送路内を伝搬する信号光を増幅する。分布ラマン光増幅器を用いることによって、光受信装置へ入力される光信号の入力レベルが大きくなり、信号光パワーと雑音光パワーの比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ、ＳＮ比）が大きくなる。それによって、伝送特性が改善される。
ところで、受信した光信号の光電変換により得たビットデータを、受信した光信号に対応する自動閾値制御によって制御された閾値と比較することによって、デジタル出力データの誤り率を低減させる方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、初期の閾値と、雑音光のレベルが最大であるときに対応した閾値とを比較した結果に基づいて、いずれかの閾値と運用時の光信号の入力レベルとを比較することによって、光の損失の検出精度を向上させる装置がある（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２０１１１３号公報 特開２００８−２３６１１６号公報
分布ラマン光増幅器の利得はノード間のスパンロスに基づいて制御されることがある。上流局は下流局へ信号光の送信レベルを通知する。下流局は信号光の入力レベルをモニタする。スパンロスは、上流局からの信号光の送信レベルから下流局における信号光の入力レベルを減算することによって求められる。
しかしながら、下流局によってモニタされる信号光がラマン利得帯域に含まれていると、下流局がモニタする信号光の入力レベルには、分布ラマン光増幅器の利得によってレベルが上がる分と、分布ラマン光増幅器が発生させる雑音光によってレベルが上がる分とが含まれる。従って、信号光の入力レベルから、これら２つの原因によってレベルが上がる分を差し引く必要がある。
例えば波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ、ＷＤＭ）方式の光伝送システムにおいて、分布ラマン光増幅器の運用中に、多重される波長の数や配置が変更されることがある。その場合、下流局がモニタする信号光と分布ラマン光増幅器が発生させる雑音光との比率が変化することがある。その比率の変化によって、雑音光によって入力レベルが上がる分に誤差が生じる。そのため、雑音光によって入力レベルが上がる分をリアルタイムで測定できないと、スパンロスの値に誤差が生じてしまう。
スパンロスを高精度に求めることができる光受信装置、光伝送システム及びスパンロスモニタ方法を提供することを目的とする。
光受信装置は、変換部、訂正部、閾値制御部、テーブル及び導出部を備える。変換部は、送信側から誤り訂正情報を含む信号光を受信し、信号光を電気信号に変換する。訂正部は、誤り訂正情報に基づいて電気信号の誤り訂正を行う。閾値制御部は、誤り訂正の結果に基づいて、電気信号のレベルを識別する閾値を制御する。テーブルは、信号光が光伝送路中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと閾値との関係を格納する。導出部は、テーブルから閾値に対応する雑音光のレベルを求める。
スパンロスを高精度に求めることができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態にかかる光伝送システム及び光受信装置の一例を示す図である。 図２は、実施の形態にかかるスパンロスモニタ方法の一例を示す図である。 図３は、実施の形態にかかる光伝送システム及び光受信装置の別の例を示す図である。 図４は、雑音光のレベルと閾値の最適点との関係を説明する図である。 図５は、雑音光／信号光レベル比テーブルの一例を示す図である。 図６は、実施の形態にかかる光受信装置の別の例を示す図である。 図７は、図６に示す光受信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図８は、図７に示す光受信装置における信号の流れを示す図である。 図９は、図６に示す光受信装置を用いる光伝送システムの一例を示す図である。 図１０は、実施の形態にかかるスパンロスモニタ方法の別の例を示す図である。 図１１は、図１０の続きを示す図（その１）である。 図１２は、図１０の続きを示す図（その２）である。
以下に添付図面を参照して、この光受信装置、光伝送システム及びスパンロスモニタ方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
・光伝送システム及び光受信装置の一例
図１は、実施の形態にかかる光伝送システム及び光受信装置の一例を示す図である。図１に示すように、光伝送システムは、例えば光送信装置１、光伝送路２及び光受信装置３を有する。
光送信装置１と光受信装置３とは、光伝送路２によって接続されている。光伝送路２の一例として、例えば光ファイバが挙げられる。光送信装置１は、誤り訂正情報を含む信号光を送信する。光受信装置３は、光伝送路２によって伝送されてくる信号光を受信する。光受信装置３は、変換部４、訂正部５、閾値制御部６、テーブル７及び導出部８を有する。
変換部４は、光受信装置３が受信する信号光を電気信号に変換する。変換部４の一例として、例えばフォトダイオードが挙げられる。フォトダイオードは、信号光を電気信号に変換し、その電気信号と、電気信号のレベルを識別する閾値とを比較して、デジタル信号を生成する。変換部４は、閾値制御部６の制御によって閾値を変更できるようになっている。
訂正部５は、変換部４によって生成されるデジタル信号に対して誤り訂正情報に基づいて誤り訂正を行い、ビットエラーを訂正する。訂正部５は、ビットエラーの訂正数をカウントする。
閾値制御部６は、訂正部５によってカウントされるビットエラーの訂正数に基づいて、変換部４において電気信号のレベルを識別する際に用いられる閾値を制御する。例えば、閾値制御部６は、ビットエラーの訂正数が最小となるように、閾値を制御してもよい。
テーブル７は、信号光が光伝送路２中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと、変換部４において電気信号のレベルを識別する際に用いられる閾値との関係を格納している。ビットエラーの訂正数が最小となる場合の閾値を閾値の最適点とすると、雑音光のレベルと閾値の最適点との間には、例えば雑音光のレベルが上がると閾値の最適点が下がり、雑音光のレベルが下がると閾値の最適点が上がるという関係があってもよい。
導出部８は、テーブル７から、閾値の最適点に対応する雑音光のレベルを求める。光受信装置３は、信号光の送信レベル、光受信装置３における信号光の受信レベル、導出部８によって得られる雑音光のレベル、及び信号光が光伝送路２中で増幅されるときの利得に基づいて、光送信装置１と光受信装置３との間の光伝送路２におけるスパンロスを計算してもよい。例えば、信号光の送信レベルは光送信装置１から光受信装置３に通知されてもよい。
・スパンロスモニタ方法の一例
図２は、実施の形態にかかるスパンロスモニタ方法の一例を示す図である。図２に示すスパンロスモニタ方法は、例えば図１に示す光受信装置３によって実施されてもよい。本実施例では、図１に示す光受信装置３によって図２に示すスパンロスモニタ方法が実施されるとして説明する。
図２に示すように、スパンロスモニタ方法が開始されると、光受信装置３は、変換部４によって、光送信装置１から送られてくる信号光を受信して電気信号に変換する（ステップＳ１）。信号光には、誤り訂正情報が含まれている。そして、変換部４は、変換によって生成される電気信号と、電気信号のレベルを識別する閾値とを比較して、デジタル信号を生成する。
次いで、訂正部５は、誤り訂正情報に基づいて、変換部４によって生成されるデジタル信号の誤り訂正を行い、ビットエラーを訂正する（ステップＳ２）。その際、訂正部５はビットエラーの訂正数をカウントする。
次いで、閾値制御部６は、ビットエラーの訂正数に基づいて、変換部４において電気信号のレベルを識別する際に用いられる閾値を制御する（ステップＳ３）。次いで、導出部８は、テーブル７から、変換部４において電気信号のレベルを識別する際に用いられる閾値に対応する雑音光のレベルを求める（ステップＳ４）。
光受信装置３は、例えば光送信装置１から通知される信号光の送信レベル、光受信装置３における信号光の受信レベル、雑音光のレベル及び増幅の利得に基づいて、光送信装置１と光受信装置３との間の光伝送路２におけるスパンロスを計算してもよい。そして、光受信装置３は、一連の処理を終了する。光受信装置３は、運用中に図２に示す一連の処理を繰り返し実施する。
図１に示す光受信装置３によれば、光受信装置３の運用中に、受信信号の誤り訂正結果に基づいて閾値の最適点が求められる。それによって、テーブル７から閾値の最適点に対応する雑音光のレベルが求められる。光受信装置３の運用中の雑音光のレベルを用いて光送信装置１と光受信装置３との間の光伝送路２におけるスパンロスを計算することによって、運用中のスパンロスを高精度に求めることができる。
・光伝送システム及び光受信装置の別の例
図３は、実施の形態にかかる光伝送システム及び光受信装置の別の例を示す図である。図３に示すように、光伝送システムは、ノードＡ及びノードＢが対向するシステムにおいて、例えばノードＡに光送信装置１１を有し、ノードＢに分布ラマン光増幅器３１を有する。分布ラマン光増幅器３１は光受信装置の一例である。
光送信装置１１の出力ポート１２と分布ラマン光増幅器３１の入力ポート３２とは、光伝送路２によって接続されている。光伝送路２の一例として、例えば光ファイバが挙げられる。
光送信装置１１の入力ポート１３には、ノードＡに設けられている図示省略する回路から信号光が入力する。光送信装置１１は、ＯＡＣ光出力モニタ部１４、光分岐部１５、ＯＡＣ光送信部１６、ＦＥＣエンコーダ１７及びフレーム生成部１８を有する。
フレーム生成部１８は、例えばＯＡＣ信号に乗せて対抗するノードＢの局へ伝達する情報を、ＯＡＣ信号のフレームにマッピングする。ＯＡＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｈａｎｎｅｌ）信号は、受信側の局でのラマン利得を送信側の局へ通知するのに用いられる信号である。図３に示す光伝送システムでは、ノードＡの光送信装置１１はＯＡＣ信号光を送信しており、ノードＢの分布ラマン光増幅器３１は、ノードＡの光送信装置１１から送られてくるＯＡＣ信号光を受信することによってスパンロスを監視するとして説明する。
ＦＥＣエンコーダ１７は、フレーム生成部１８により生成されるＯＡＣ信号のフレームにＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、前方誤り訂正）情報を付与する。ＯＡＣ光送信部１６は、ＦＥＣ情報が付加されているＯＡＣ信号を光信号に変換して出力する。ＯＡＣ光送信部１６の一例として、例えばレーザーダイオードが挙げられる。
光分岐部１５は、ＯＡＣ光送信部１６から出力されるＯＡＣ信号光を例えば２分岐させ、一方をＯＡＣ光出力モニタ部１４へ送り、もう一方を出力ポート１２へ送る。光分岐部１５の一例として、例えば光カプラが挙げられる。
ＯＡＣ光出力モニタ部１４は、光分岐部１５から出力されるＯＡＣ信号光に基づいて、ＯＡＣ信号光の送信レベルをモニタする。ＯＡＣ光出力モニタ部１４の一例として、例えばフォトダイオードが挙げられる。ＯＡＣ光出力モニタ部１４によって得られるＯＡＣ信号光の送信レベルの情報は、例えばＯＡＣ信号に乗せて対抗するノードＢの局へ伝達する情報の一例であり、例えばＯＡＣ信号に乗せられて分布ラマン光増幅器３１へ伝達される。
出力ポート１２側へ分岐されるＯＡＣ信号光は、入力ポート１３から入力される信号光に合波されて出力ポート１２から光伝送路２へ送出される。これ以降、ＯＡＣ信号光と区別するため、光送信装置１１の入力ポート１３から入力される信号光を主信号光と表記することがある。例えば主信号光とＯＡＣ信号光とは、波長が異なっていてもよい。出力ポート１２から送出される信号光は、光伝送路２内を進んで分布ラマン光増幅器３１の入力ポート３２へ至る。
分布ラマン光増幅器３１はＤＲＡモジュール３３を有する。ＤＲＡモジュール３３は、入力ポート３２から光伝送路２へ励起光を主信号光とは逆方向に入力する。それによって、光送信装置１１の出力ポート１２から分布ラマン光増幅器３１の入力ポート３２へ向かって光伝送路２内を進む主信号光が増幅される。ＤＲＡモジュール３３は励起光出力部３４を有する。励起光出力部３４の一例として、例えばラマン増幅用のポンプレーザーダイオードが挙げられる。
分布ラマン光増幅器３１は、光分波部３９、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０、ＦＥＣデコーダ４１、フレーム終端部４２及び閾値制御部４３を有する。ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は変換部の一例である。ＦＥＣデコーダ４１は訂正部の一例である。閾値制御部４３は閾値制御部の一例である。
光分波部３９は、入力ポート３２から入力される信号光を主信号光とＯＡＣ信号光とに分波し、主信号光を分布ラマン光増幅器３１の出力ポート４６へ送り、ＯＡＣ信号光をＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０へ送る。光分波部３９の一例として、例えば帯域フィルタが挙げられる。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、光分波部３９から出力されるＯＡＣ信号光を光電変換し、電気信号のＯＡＣ信号を生成する。ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、ＯＡＣ信号の電圧レベルがハイであるかローであるかを識別する閾値を変更することができるようになっている。ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、ＯＡＣ信号光の受信レベルをモニタする。ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０の一例として、例えばフォトダイオードが挙げられる。
ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ信号の誤り訂正を行う。ＦＥＣデコーダ４１は、ビットエラーの訂正数をカウントし、ビットエラーの訂正数を閾値制御部４３へ通知する。
閾値制御部４３は、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０に対して、閾値を変更しながらＦＥＣデコーダ４１から通知されるビットエラーの訂正数が最小となるようにフィードバック制御する。閾値制御部４３は、ビットエラーの訂正数が最小となるときの閾値を、後述する利得制御部３６へ通知する。ビットエラーの訂正数が最小となるときの閾値を、閾値の最適点と表すことがある。
フレーム終端部４２は、ＦＥＣデコーダ４１から出力されるＯＡＣ信号に対する終端回路である。フレーム終端部４２は、ＯＡＣ信号のフレームに乗っている警報、パフォーマンスモニタまたは制御信号などの情報を取り出す。
分布ラマン光増幅器３１は、光分岐部４４及びＷＤＭ光受信モニタ部４５を有する。光分岐部４４は、光分波部３９から出力される主信号光を例えば２分岐させ、一方をＷＤＭ光受信モニタ部４５へ送り、もう一方を出力ポート４６へ送る。光分岐部４４の一例として、例えば光カプラが挙げられる。
ＷＤＭ光受信モニタ部４５は、光分岐部４４から出力される主信号光に基づいて、主信号光の受信レベルをモニタする。ＷＤＭ光受信モニタ部４５の一例として、例えばフォトダイオードが挙げられる。
出力ポート４６側へ分岐される主信号光は、出力ポート４６から出力される。出力ポート４６から出力される主信号光は、ノードＢに設けられている図示省略する回路へ送られる。
分布ラマン光増幅器３１は、利得制御部３６、スパンロス計算部３７及び雑音光／信号光レベル比テーブル３８を有する。スパンロス計算部３７は導出部の一例である。雑音光／信号光レベル比テーブル３８はテーブルの一例である。図３に示す例では、スパンロス計算部３７は利得制御部３６に含まれているが、利得制御部３６から独立していてもよい。図３に示す例では、雑音光／信号光レベル比テーブル３８はスパンロス計算部３７に含まれているが、スパンロス計算部３７から独立していてもよい。
雑音光／信号光レベル比テーブル３８には、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルに対するＯＡＣ信号光の帯域における雑音光のレベルの比Ｒと、閾値制御部４３から通知される閾値の最適点との関係が格納されている。雑音光／信号光レベル比テーブル３８は、例えばメモリに記憶されていてもよい。ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルに対するＯＡＣ信号光の帯域における雑音光のレベルの比Ｒを、雑音光／信号光レベル比Ｒと表すことがある。図５に雑音光／信号光レベル比テーブル３８の一例を示す。
スパンロス計算部３７は、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベル、閾値制御部４３から通知される閾値の最適点、及び雑音光／信号光レベル比テーブル３８に基づいて、雑音光のレベルを導出する。スパンロス計算部３７は、例えば次の（１）式を計算することによって、雑音光のレベルを導出してもよい。（１）式において、Ｒは雑音光／信号光レベル比Ｒのことである。ＯＡＣ信号光の全受信レベルは、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルのことである。
［雑音光レベル（ｍＷ）］
＝Ｒ／（１００＋Ｒ）×［ＯＡＣ信号光の全受信レベル（ｍＷ）］ ・・・（１）
スパンロス計算部３７は、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベル、ＯＡＣ信号光の送信レベル、上記（１）から導出される雑音光レベル、及びラマン利得などの情報に基づいて、ノードＡとノードＢとの間の光伝送路２におけるスパンロスを計算する。ＯＡＣ信号光の送信レベルは、対抗するノードＢの光送信装置１１から例えばＯＡＣ信号に乗せられて通知される。
ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルは、雑音光及びラマン利得を除くＯＡＣ信号光の受信レベル、分布ラマン光増幅器３１の利得によってレベルが上がる分、及び分布ラマン光増幅器３１が発生させる雑音光によってレベルが上がる分を含んでいる。従って、スパンロス計算部３７は、例えば次の（２）式を計算することによって、スパンロスを導出してもよい。（２）式において、ＯＡＣ信号光の全受信レベルは、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルのことである。ラマン利得は分布ラマン光増幅器３１の利得のことである。
［スパンロス（ｄＢ）］
＝［ＯＡＣ信号光の送信レベル（ｄＢｍ）］−［ＯＡＣ信号光の受信レベル（ｄＢ）］
＝［ＯＡＣ信号光の送信レベル（ｄＢｍ）］−｛１０ｌｏｇ（［ＯＡＣ信号光の全受信レベル（ｍＷ）］−［雑音光レベル（ｍＷ）］）−［ラマン利得（ｄＢ）］｝ ・・・（２）
利得制御部３６は、ＷＤＭ光受信モニタ部４５から受け取る主信号光の受信レベル、及びスパンロス計算部３７により得られるスパンロスなどの情報に基づいて、現在のラマン利得をモニタする。利得制御部３６は、現在のラマン利得のモニタ結果に基づいて、励起光出力部３４の設定値を、目標のラマン利得が得られるように決定する。
分布ラマン光増幅器３１は、励起光制御部３５を有する。励起光制御部３５は、利得制御部３６により決定される励起光出力部３４の設定値を、励起光出力部３４に設定する。
・雑音光のレベルと閾値の最適点との関係
図４は、雑音光のレベルと閾値の最適点との関係を説明する図である。図４において、左側には、例えば分布ラマン光増幅器３１の励起光がオフ状態であるときの信号波形を示すアイパターン５１が示されている。図４において、右側には、例えば分布ラマン光増幅器３１の励起光がオン状態であるときの信号波形を示すアイパターン５２が示されている。
励起光がオン状態のとき、ＯＡＣ信号光の帯域への雑音光の混入比率が高くなると、ＯＡＣ信号光と、ＯＡＣ信号光の帯域に漏れ込むラマン光によるＡＳＳ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）雑音光との間でビート雑音が発生する。それによって、図４に示すように、アイパターンにおいて、マークレベル側の雑音光５３の幅がスペースレベル側の雑音光５４の幅よりも大きくなる。そのため、閾値の最適点が下がる。
・雑音光／信号光レベル比テーブルの一例
図５は、雑音光／信号光レベル比テーブルの一例を示す図である。図５に示すように、例えば閾値の最適点が５０．０％である場合、雑音光／信号光レベル比Ｒは０．０％であってもよい。特に限定しないが、例えば図５に示す雑音光／信号光レベル比テーブル３８では、閾値の最適点が０．５％下がると、雑音光／信号光レベル比Ｒが１．５％上がるようになっている。例えば図５に示す雑音光／信号光レベル比テーブル３８では、閾値の最適点が０．５％刻みで設定されているが、０．５％よりも細かくてもよいし、粗くてもよい。
雑音光／信号光レベル比テーブル３８の閾値の最適点が、閾値制御部４３における閾値の分解能に応じて設定されていてもよい。この場合には、雑音光／信号光レベル比テーブル３８から、閾値制御部４３から通知される閾値の最適点に対応する雑音光／信号光レベル比Ｒが求められる。
雑音光／信号光レベル比テーブル３８の閾値の最適点が、閾値制御部４３における閾値の分解能よりも細かく設定されていてもよい。この場合も、雑音光／信号光レベル比テーブル３８から、閾値制御部４３から通知される閾値の最適点に対応する雑音光／信号光レベル比Ｒが求められる。
雑音光／信号光レベル比テーブル３８の閾値の最適点が、閾値制御部４３における閾値の分解能よりも粗く設定されていてもよい。この場合には、雑音光／信号光レベル比テーブル３８から、閾値制御部４３から通知される閾値の最適点に最も近い雑音光／信号光レベル比Ｒが求められる。あるいは、閾値制御部４３から通知される閾値の最適点に最も近くて大きい閾値に対応する雑音光／信号光レベル比Ｒと、閾値制御部４３から通知される閾値の最適点に最も近くて小さい閾値に対応する雑音光／信号光レベル比Ｒとの線形近似によって、雑音光／信号光レベル比Ｒが求められてもよい。
雑音光／信号光レベル比テーブル３８は、例えば分布ラマン光増幅器３１の設計時に、光分波部３９の波長透過帯域特性と同一の波長透過帯域特性を有する帯域フィルタを用いて実験を行うことによって、作成されてもよい。このようにすれば、容易に雑音光／信号光レベル比テーブル３８を作成することができる。
あるいは、雑音光／信号光レベル比テーブル３８は、分布ラマン光増幅器３１の最初の光疎通時に、対向する局から送信されるＯＡＣ信号光の断及び復旧を繰り返しながら、励起光出力部３４から送信される励起光の送信レベルを制御することによって、作成されてもよい。このようにすれば、実際の光伝送システムにおいて、容易に雑音光／信号光レベル比テーブル３８を作成することができる。
図３に示す分布ラマン光増幅器３１によれば、分布ラマン光増幅器３１の運用中に、対向するノードＡの光送信装置１１から送信されてくるＯＡＣ信号光の誤り訂正結果に基づいて閾値の最適点が求められる。それによって、雑音光／信号光レベル比テーブル３８から閾値の最適点に対応する雑音光／信号光レベル比Ｒを求め、雑音光／信号光レベル比ＲとＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルとから雑音光のレベルを求めることができる。そして、送信側から通知されるＯＡＣ信号光の送信レベル、ＯＡＣ信号光の受信レベル、雑音光のレベル及び現在のラマン利得に基づいて、ノード間の光伝送路２におけるスパンロスを計算することによって、運用中のスパンロスを高精度に求めることができる。
図３に示す分布ラマン光増幅器３１によれば、利得制御部３６によってスパンロスに基づいてラマン利得が決定され、そのラマン利得に基づいて励起光出力部３４によって送信レベルが制御されて励起光出力部３４から励起光が出力される。従って、運用中にラマン利得が高精度に制御される。
・光受信装置の別の例
図６は、実施の形態にかかる光受信装置の別の例を示す図である。図６に示すように、分布ラマン光増幅器６１は光受信装置の一例である。分布ラマン光増幅器６１は、図３に示す分布ラマン光増幅器３１の構成及び図３に示す光送信装置１１の構成を含む構成となっている。
すなわち、分布ラマン光増幅器６１は、対向するノードから送信されてくる信号光を受信する系として、光分波部３９、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０、ＦＥＣデコーダ４１、フレーム終端部４２、光分岐部４４及びＷＤＭ光受信モニタ部４５を有する。また、分布ラマン光増幅器６１は、ラマン増幅及びラマン増幅の制御を行う系として、励起光出力部３４を有するＤＲＡモジュール３３、閾値制御部４３、利得制御部３６、スパンロス計算部３７、雑音光／信号光レベル比テーブル３８及び励起光制御部３５を有する。これらの各機能部３３〜４５は、図３に示す分布ラマン光増幅器３１の説明において述べた通りであるので、重複する説明を省略する。
分布ラマン光増幅器６１の受信側の入力ポート６２は、光ファイバなどの光伝送路に接続されている。対向するノードから出力される信号光は、光伝送路内を進んで分布ラマン光増幅器６１の受信側の入力ポート６２へ至る。ＤＲＡモジュール３３は、受信側の入力ポート６２から光伝送路へ励起光を、対向するノードから送られてくる信号光とは逆方向に入力する。
分布ラマン光増幅器６１の受信側の出力ポート６３には、光分波部３９によって分波される主信号光が到達する。受信側の出力ポート６３は、図示しない光伝送路に接続されており、この光伝送路によって受信側の出力ポート６３から後段の回路へ主信号光が送られる。
また、分布ラマン光増幅器６１は、対向するノードへＯＡＣ信号光を送信する系として、フレーム生成部１８、ＦＥＣエンコーダ１７、ＯＡＣ光送信部１６、光分岐部１５及びＯＡＣ光出力モニタ部１４を有する。これらの各機能部１４〜１８は、図３に示す光送信装置１１の説明において述べた通りであるので、重複する説明を省略する。
分布ラマン光増幅器６１の送信側の入力ポート６５及び送信側の出力ポート６４は、それぞれ図示しない光伝送路に接続されている。送信側の入力ポート６５には、図示しない前段の回路から主信号光が入力する。光分岐部１５によって送信側の出力ポート６４側へ分岐されるＯＡＣ信号光は、送信側の入力ポート６５から入力される主信号光に合波されて送信側の出力ポート６４から光伝送路へ送出される。
・図６に示す光受信装置のハードウェア構成の一例
図７は、図６に示す光受信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図８は、図７に示す光受信装置における信号の流れを示す図である。
図７及び図８に示すように、分布ラマン光増幅器６１は、受信側の入力ポート６２、受信側の出力ポート６３、送信側の出力ポート６４及び送信側の入力ポート６５を有する。受信側の入力ポート６２は光伝送路に接続される。受信側の入力ポート６２には、対向するノードから光伝送路内を通って、主信号光とＯＡＣ信号光とが合波されている信号光が送られてくる。
受信側の出力ポート６３は後段の回路に接続される。受信側の出力ポート６３からは、受信側の入力ポート６２から入力される信号光のうち、分布ラマン光増幅器６１の内部において抽出される主信号光が出力される。
送信側の入力ポート６５は前段の回路に接続される。送信側の入力ポート６５には、対向するノードへ送信される主信号光が入力される。送信側の出力ポート６４は光伝送路に接続される。送信側の出力ポート６４からは、送信側の入力ポート６５から入力される主信号光にＯＡＣ信号光が合波されている信号光が出力される。
また、分布ラマン光増幅器６１はＤＲＡモジュール６６及びＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）８２を有する。ＤＲＡモジュール６６は、分布ラマン増幅を行うための励起光を出力する。ＤＲＡモジュール６６は光カプラ６７及びポンプレーザーダイオード６８を有する。ポンプレーザーダイオード６８は励起光出力部３４の一例である。図７及び図８において、レーザーダイオードはＬＤと表記されている。
ポンプレーザーダイオード６８は光カプラ６７に接続されている。ポンプレーザーダイオード６８は励起光を出力する。励起光の出力レベルはＦＰＧＡ８２によって制御される。ポンプレーザーダイオード６８から出力される励起光によって、受信側の入力ポート６２側に接続される光伝送路内において、対向するノードから送られてくる主信号光が増幅される。
光カプラ６７は受信側の入力ポート６２に接続されている。光カプラ６７は、ポンプレーザーダイオード６８から出力される励起光を、対向するノードから送られてくる信号光に合波させて、受信側の入力ポート６２に接続される光伝送路側へ出力させる。
また、分布ラマン光増幅器６１は、ＯＡＣフィルタ６９、光カプラ７０、第４フォトダイオード７８、第２フォトダイオード７２及び第２アナログデジタル変換器８０を有する。ＯＡＣフィルタ６９は光分波部３９の一例である。第４フォトダイオード７８は、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０の一例である。第２フォトダイオード７２及び第２アナログデジタル変換器８０はＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０の一例である。図７及び図８において、第ｘフォトダイオードはＰＤxと表記されており、第ｘアナログデジタル変換器はＡＤＣxと表記されている。
ＯＡＣフィルタ６９は光カプラ６７に接続されている。ＯＡＣフィルタ６９は、光カプラ６７から出力される信号光を主信号光とＯＡＣ信号光とに分波し、主信号光を受信側の出力ポート６３へ送り、ＯＡＣ信号光を第４フォトダイオード７８へ送る。ＯＡＣフィルタ６９の一例として、例えば帯域フィルタが挙げられる。
光カプラ７０はＯＡＣフィルタ６９に接続されている。光カプラ７０は、ＯＡＣフィルタ６９から出力されるＯＡＣ信号光を例えば２分岐させ、一方を第４フォトダイオード７８へ送り、もう一方を第２フォトダイオード７２へ送る。
第４フォトダイオード７８は光カプラ７０に接続されている。第４フォトダイオード７８は、光カプラ７０から出力されるＯＡＣ信号光をデジタル値の電気信号に変換する。デジタル値に変換する際に用いられる閾値は、ＦＰＧＡ８２によって制御される。第４フォトダイオード７８から出力される電気信号のＯＡＣ信号は、ＦＰＧＡ８２へ送られる。
第２フォトダイオード７２は光カプラ７０に接続されている。第２フォトダイオード７２は、光カプラ７０から出力されるＯＡＣ信号光を電気信号に変換し、ＯＡＣ信号光の受信レベルをモニタする。
第２アナログデジタル変換器８０は第２フォトダイオード７２に接続されている。第２アナログデジタル変換器８０は、第２フォトダイオード７２から出力されるアナログの電気信号をデジタル値に変換する。第２アナログデジタル変換器８０から出力されるＯＡＣ信号光の受信レベルのデジタル値は、ＦＰＧＡ８２へ送られる。
また、分布ラマン光増幅器６１は、光カプラ７１、第１フォトダイオード７３及び第１アナログデジタル変換器８１を有する。光カプラ７１は光分岐部４４の一例であり、第１フォトダイオード７３及び第１アナログデジタル変換器８１はＷＤＭ光受信モニタ部４５の一例である。
光カプラ７１はＯＡＣフィルタ６９及び受信側の出力ポート６３に接続されている。光カプラ７１は、ＯＡＣフィルタ６９から出力される主信号光を例えば２分岐させ、一方を第１フォトダイオード７３へ送り、もう一方を受信側の出力ポート６３へ送る。
第１フォトダイオード７３は光カプラ７１に接続されている。第１フォトダイオード７３は、光カプラ７１から出力される主信号光を電気信号に変換し、主信号光の受信レベルをモニタする。
第１アナログデジタル変換器８１は第１フォトダイオード７３に接続されている。第１アナログデジタル変換器８１は、第１フォトダイオード７３から出力されるアナログの電気信号をデジタル値に変換する。第１アナログデジタル変換器８１から出力される主信号光の受信レベルのデジタル値は、ＦＰＧＡ８２へ送られる。
また、分布ラマン光増幅器６１は、光カプラ７４，７５、レーザーダイオード７７、第３フォトダイオード７６及び第３アナログデジタル変換器７９を有する。光カプラ７５は光分岐部１５の一例であり、レーザーダイオード７７はＯＡＣ光送信部１６の一例であり、第３フォトダイオード７６及び第３アナログデジタル変換器７９はＯＡＣ光出力モニタ部１４の一例である。
レーザーダイオード７７はＦＰＧＡ８２に接続されている。レーザーダイオード７７はＦＰＧＡ８２から出力される電気信号のＯＡＣ信号を光信号のＯＡＣ信号光に変換する。
光カプラ７５はレーザーダイオード７７に接続されている。光カプラ７５は、レーザーダイオード７７から出力されるＯＡＣ信号光を例えば２分岐させ、一方を光カプラ７４へ送り、もう一方を第３フォトダイオード７６へ送る。
光カプラ７４は、光カプラ７５、送信側の入力ポート６５及び送信側の出力ポート６４に接続されている。光カプラ７４は、送信側の入力ポート６５から入力される主信号と、光カプラ７５から出力されるＯＡＣ信号光とを合波させて、送信側の出力ポート６４へ出力する。
第３フォトダイオード７６は光カプラ７５に接続されている。第３フォトダイオード７６は、光カプラ７５から出力されるＯＡＣ信号光を電気信号に変換し、ＯＡＣ信号光の送信レベルをモニタする。
第３アナログデジタル変換器７９は第３フォトダイオード７６に接続されている。第３アナログデジタル変換器７９は、第３フォトダイオード７６から出力されるアナログの電気信号をデジタル値に変換する。第３アナログデジタル変換器７９から出力されるデジタル値は、ＦＰＧＡ８２へ送られる。
また、分布ラマン光増幅器６１はＦＰＧＡ８２を有する。ＦＰＧＡ８２は、プログラムの書き換えが可能なロジックデバイスの一種である。ＦＰＧＡ８２は、励起光制御部３５、利得制御部３６、スパンロス計算部３７、ＦＥＣデコーダ４１、フレーム終端部４２、閾値制御部４３、フレーム生成部１８及びＦＥＣエンコーダ１７の一例である。
ＦＰＧＡ８２は、ＤＲＡモジュール６６、レーザーダイオード７７、第４フォトダイオード７８、第３アナログデジタル変換器７９、第２アナログデジタル変換器８０及び第１アナログデジタル変換器８１に接続されている。ＦＰＧＡ８２は、ＯＡＣ信号、ＯＡＣ信号光の受信レベル、主信号光の受信レベル及びＯＡＣ信号光の送信レベルに基づいて、分布ラマン光増幅器６１を制御する。ＦＰＧＡ８２には、Ｅ／Ｏインタフェース８３及びＯ／Ｅインタフェース８７が設けられる。
Ｏ／Ｅインタフェース８７は、第４フォトダイオード７８に対するインタフェースである。Ｏ／Ｅインタフェース８７は、ＲｘＤＴＶコントローラ８８、同期検出回路８９、デスクランブラ９０、ＦＥＣデコード回路９１及びデマッピング回路９２を有する。ＲｘＤＴＶコントローラ８８は閾値制御部４３の一例である。ＦＥＣデコード回路９１はＦＥＣデコーダ４１の一例である。デマッピング回路９２はフレーム終端部４２の一例である。
同期検出回路８９は第４フォトダイオード７８に接続されている。同期検出回路８９は、第４フォトダイオード７８から出力されるＯＡＣ信号に対して同期検出を行う。
デスクランブラ９０は、同期検出回路８９に接続されている。デスクランブラ９０は、同期検出回路８９から出力されるＯＡＣ信号に対してデスクランブル処理を行い、対向する送信側のノードのスクランブラにより変換されているデータ列を元のＯＡＣ信号のデータ列に戻す。
ＦＥＣデコード回路９１は、デスクランブラ９０に接続されている。ＦＥＣデコード回路９１は、デスクランブラ９０から出力されるＯＡＣ信号に付与されているＦＥＣ情報に基づいてＯＡＣ信号の誤り訂正を行う。また、ＦＥＣデコード回路９１は、ＯＡＣ信号に対する誤り訂正数をカウントする。
ＲｘＤＴＶコントローラ８８はＦＥＣデコード回路９１及び第４フォトダイオード７８に接続されている。ＲｘＤＴＶコントローラ８８は、ＦＥＣデコード回路９１から出力される誤り訂正数のカウント値に基づいて、第４フォトダイオード７８においてＯＡＣ信号光をデジタル値の電気信号に変換する際に用いられる閾値を制御し、閾値の最適点を求める。
デマッピング回路９２はＦＥＣデコード回路９１に接続されている。デマッピング回路９２は、ＦＥＣデコード回路９１から出力される誤り訂正後のＯＡＣ信号に対してデマッピング処理を行い、ＯＡＣ信号のフレームに乗せられている情報を抽出する。抽出される情報の一例として、例えば警報、パフォーマンスモニタまたはノード間制御信号などが挙げられる。
Ｅ／Ｏインタフェース８３は、レーザーダイオード７７に対するインタフェースである。Ｅ／Ｏインタフェース８３は、スクランブラ８４、ＦＥＣエンコード回路８５及びマッピング回路８６を有する。ＦＥＣエンコード回路８５はＦＥＣエンコーダ１７の一例である。マッピング回路８６はフレーム生成部１８の一例である。
マッピング回路８６は、ＯＡＣ信号のフレームに対するマッピング処理を行い、ＯＡＣ信号のフレームに、ＯＡＣ信号のフレームに乗せる情報をマッピングする。ＯＡＣ信号のフレームに乗せる情報の一例として、例えば警報、パフォーマンスモニタまたはノード間制御信号などが挙げられる。
ＦＥＣエンコード回路８５はマッピング回路８６に接続されている。ＦＥＣエンコード回路８５は、マッピング回路８６から出力されるＯＡＣ信号に対してＦＥＣ情報を付与する。
スクランブラ８４はＦＥＣエンコード回路８５及びレーザーダイオード７７に接続されている。スクランブラ８４は、ＦＥＣエンコード回路８５から出力されるＯＡＣ信号に対してスクランブル処理を行い、例えばマーク率が５０％になるようにＯＡＣ信号のデータ列を変換する。スクランブラ８４は、スクランブル処理後のＯＡＣ信号をレーザーダイオード７７へ出力する。
また、分布ラマン光増幅器６１はＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）９３及びフラッシュメモリ９４を有する。雑音光／信号光レベル比テーブル３８はフラッシュメモリ９４に格納されてもよい。
フラッシュメモリ９４はＣＰＬＤ９３に接続されている。フラッシュメモリ９４は、一括消去かつ書き換えが可能な不揮発性ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、読み出し専用メモリ）である。フラッシュメモリ９４には、ＦＰＧＡ８２のコンフィグレーションデータなどの種々のデータが格納されてもよい。
ＣＰＬＤ９３はＦＰＧＡ８２に接続されている。ＣＰＬＤ９３は、プログラムの書き換えが可能なロジックデバイスの一種である。ＣＰＬＤ９３は、例えばフラッシュメモリ９４に格納されているＦＰＧＡ８２のコンフィグレーションデータをＦＰＧＡ８２へ転送する。
また、分布ラマン光増幅器６１は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９５を有する。雑音光／信号光レベル比テーブル３８はＥＥＰＲＯＭ９５に格納されてもよい。
ＥＥＰＲＯＭ９５はＦＰＧＡ８２に接続されている。ＥＥＰＲＯＭ９５は、電気的に書き換えが可能な不揮発性ＲＯＭである。ＥＥＰＲＯＭ９５には、例えば分布ラマン光増幅器６１の個体ごとに異なる調整データなどが格納されてもよい。
図６に示す分布ラマン光増幅器６１によれば、対向するノードのそれぞれにおいて、光受信装置及び光送信装置として分布ラマン光増幅器６１を用いることができる。
・図６に示す光受信装置を用いる光伝送システムの一例
図９は、図６に示す光受信装置を用いる光伝送システムの一例を示す図である。図９に示すように、対向するノードＡ及びノードＢのそれぞれにおいて、光受信装置及び光送信装置として分布ラマン光増幅器６１が用いられている。
この場合、ノードＡの分布ラマン光増幅器Ａ６１の送信側の出力ポート６４とノードＢの分布ラマン光増幅器Ｂ６１の受信側の入力ポート６２とが光ファイバなどの光伝送路１０１によって接続される。また、ノードＡの分布ラマン光増幅器Ａ６１の受信側の入力ポート６２とノードＢの分布ラマン光増幅器Ｂ６１の送信側の出力ポート６４とが光ファイバなどの光伝送路１０２によって接続される。
ノードＡには、分布ラマン光増幅器Ａ６１の他に、例えば波長選択スイッチＡ1１０３、波長選択スイッチＡ2１０４及び増幅器群Ａ１０５が設けられている。増幅器群Ａ１０５には、ポストアンプ１０６及びプリアンプ１０７が設けられている。
波長分割多重方式の光伝送システムにおいて、波長選択スイッチＡ1１０３には図示省略する前段の回路から、波長多重されている主信号光、及び主信号光に合波される所望の波長の信号光が入力する。波長選択スイッチＡ1１０３は、主信号光と所望の波長の信号光とを合波する。波長選択スイッチＡ1１０３からは、波長多重されている主信号光が出力される。
ポストアンプ１０６は、波長選択スイッチＡ1１０３から出力される主信号光を一括して増幅する。ポストアンプ１０６は、例えばエルビウムなどの希土類元素のイオンが添加されているファイバアンプであってもよい。ポストアンプ１０６から出力される主信号光は、分布ラマン光増幅器Ａ６１の送信側の入力ポート６５に入力される。
分布ラマン光増幅器Ａ６１の受信側の出力ポート６３から出力される主信号光は、プリアンプ１０７に入力される。プリアンプ１０７は、受信側の出力ポート６３から出力される主信号光を一括して増幅する。プリアンプ１０７は、例えばエルビウムなどの希土類元素のイオンが添加されているファイバアンプであってもよい。プリアンプ１０７から出力される主信号光は、波長選択スイッチＡ2１０４に入力される。
波長選択スイッチＡ2１０４は、波長多重されている主信号光から所望の波長の信号光を分波させる。波長選択スイッチＡ2１０４から出力される主信号、及び所望の波長の信号光は、図示省略する後段の回路へ送られる。
ノードＢには、分布ラマン光増幅器Ｂ６１の他に、例えば波長選択スイッチＢ1１１１、波長選択スイッチＢ2１１２及び増幅器群Ｂ１０８が設けられている。増幅器群Ｂ１０８には、プリアンプ１０９及びポストアンプ１１０が設けられている。
波長分割多重方式の光伝送システムにおいて、波長選択スイッチＢ2１１２には図示省略する前段の回路から、波長多重されている主信号光、及び主信号光に合波される所望の波長の信号光が入力する。波長選択スイッチＢ2１１２は、主信号光と所望の波長の信号光とを合波する。波長選択スイッチＢ2１１２からは、波長多重されている主信号光が出力される。
ポストアンプ１１０は、波長選択スイッチＢ2１１２から出力される主信号光を一括して増幅する。ポストアンプ１１０は、例えばエルビウムなどの希土類元素のイオンが添加されているファイバアンプであってもよい。ポストアンプ１１０から出力される主信号光は、分布ラマン光増幅器Ｂ６１の送信側の入力ポート６５に入力される。
分布ラマン光増幅器Ｂ６１の受信側の出力ポート６３から出力される主信号光は、プリアンプ１０９に入力される。プリアンプ１０９は、受信側の出力ポート６３から出力される主信号光を一括して増幅する。プリアンプ１０９は、例えばエルビウムなどの希土類元素のイオンが添加されているファイバアンプであってもよい。プリアンプ１０９から出力される主信号光は、波長選択スイッチＢ1１１１に入力される。
波長選択スイッチＢ1１１１は、波長多重されている主信号光から所望の波長の信号光を分波させる。波長選択スイッチＢ1１１１から出力される主信号、及び所望の波長の信号光は、図示省略する後段の回路へ送られる。
・スパンロスモニタ方法の別の例
図１０は、実施の形態にかかるスパンロスモニタ方法の別の例を示す図である。図１１及び図１２は、図１０の続きを示す図である。図１０〜図１２に示すスパンロスモニタ方法は、例えば図３に示す分布ラマン光増幅器３１または図６に示す分布ラマン光増幅器６１によって実施されてもよい。本実施例では、図６に示す分布ラマン光増幅器６１によって図１０〜図１２に示すスパンロスモニタ方法が実施されるとして説明する。
図１０に示すように、スパンロスモニタ方法が開始されると、閾値制御部４３は、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０においてＯＡＣ信号を識別する閾値を初期値Ｔｈ１に設定する（ステップＳ１１）。初期値Ｔｈ１は例えば５０．０％であってもよい。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、閾値をＴｈ１に設定してＯＡＣ信号光をデジタル値に変換する。ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から出力されるデジタル値に対してビットエラーの訂正を行う。
次いで、閾値制御部４３は、ＦＥＣデコーダ４１から、閾値がＴｈ１であるときのビットエラーの訂正数Ｃ１を取得する（ステップＳ１２）。次いで、閾値制御部４３は、閾値Ｔｈ１に閾値の最小分解能ΔＴｈを加算し、新たな閾値Ｔｈ２とする（ステップＳ１３）。閾値の最小分解能ΔＴｈはＲｘＤＴＶコントローラ８８に依存するが、例えばΔＴｈが０．２％である場合、Ｔｈ１にΔＴｈを加算するとＴｈ２は５０．２％となる。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、閾値をＴｈ２に設定してＯＡＣ信号光をデジタル値に変換する。ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から出力されるデジタル値に対してビットエラーの訂正を行う。
次いで、閾値制御部４３は、ＦＥＣデコーダ４１から、閾値がＴｈ２であるときのビットエラーの訂正数Ｃ２を取得する（ステップＳ１４）。そして、スパンロス計算部３７は、Ｃ２からＣ１を減算する。減算の結果が０よりも小さくない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、図１１のステップＳ２１へ進む。
図１１に示すように、閾値制御部４３は、Ｔｈ１からΔＴｈを減算し、新たな閾値Ｔｈ４とする（ステップＳ２１）。例えばΔＴｈが０．２％である場合、Ｔｈ１からΔＴｈを減算するとＴｈ４は４９．８％となる。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、閾値をＴｈ４に設定してＯＡＣ信号光をデジタル値に変換する。ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から出力されるデジタル値に対してビットエラーの訂正を行う。
次いで、閾値制御部４３は、ＦＥＣデコーダ４１から、閾値がＴｈ４であるときのビットエラーの訂正数Ｃ４を取得する（ステップＳ２２）。そして、スパンロス計算部３７は、Ｃ４からＣ１を減算する。減算の結果が０よりも小さくない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、閾値制御部４３は閾値の最適点を初期値のＴｈ１に設定する（ステップＳ２９）。
一方、図１０に示すように、ステップＳ１５においてＣ２からＣ１を減算して得られる結果が０よりも小さい場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、閾値制御部４３は、Ｔｈ２にΔＴｈを加算し、新たな閾値Ｔｈ３とする（ステップＳ１６）。例えばΔＴｈが０．２％である場合、Ｔｈ２にΔＴｈを加算するとＴｈ３は５０．４％となる。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、閾値をＴｈ３に設定してＯＡＣ信号光をデジタル値に変換する。ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から出力されるデジタル値に対してビットエラーの訂正を行う。
次いで、閾値制御部４３は、ＦＥＣデコーダ４１から、閾値がＴｈ３であるときのビットエラーの訂正数Ｃ３を取得する（ステップＳ１７）。そして、スパンロス計算部３７は、Ｃ３からＣ２を減算する。減算の結果が０よりも小さくない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、閾値制御部４３は閾値の最適点をＴｈ３に設定する（ステップＳ１９）。閾値の最適点が決まると、図１２のステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０以降の処理については、後述する。
ステップＳ１８においてＣ３からＣ２を減算して得られる結果が０よりも小さい場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、閾値制御部４３は、現在のＴｈ３を新たなＴｈ２とし、現在のＣ３を新たなＣ２とする（ステップＳ２０）。そして、閾値制御部４３は、新たなＴｈ２にΔＴｈを加算し、新たな閾値Ｔｈ３とする（ステップＳ１６）。例えばΔＴｈが０．２％である場合、新たなＴｈ２にΔＴｈを加算すると新たなＴｈ３は５０．６％となる。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、閾値を新たなＴｈ３に設定してＯＡＣ信号光をデジタル値に変換する。ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から出力されるデジタル値に対してビットエラーの訂正を行う。
次いで、閾値制御部４３は、ＦＥＣデコーダ４１から、閾値が新たなＴｈ３であるときの新たなビットエラーの訂正数Ｃ３を取得する（ステップＳ１７）。そして、スパンロス計算部３７は、新たなＣ３から新たなＣ２を減算する。減算の結果が０よりも小さい場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、減算の結果が０よりも小さくなくなるまで、ステップＳ２０及びステップＳ１６〜ステップＳ１８を繰り返す。
減算の結果が０よりも小さくなくなると（ステップＳ１８：Ｎｏ）、ビットエラーの訂正数が最も少ない場合の閾値の最適点が見つかる。従って、閾値制御部４３は閾値の最適点を、減算の結果が０よりも小さくなくなるときのＴｈ３に設定する（ステップＳ１９）。閾値の最適点が決まると、図１２のステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０以降の処理については、後述する。
一方、図１１に示すように、ステップＳ２３においてＣ４からＣ１を減算して得られる結果が０よりも小さい場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、閾値制御部４３は、Ｔｈ４からΔＴｈを減算し、新たな閾値Ｔｈ５とする（ステップＳ２４）。例えばΔＴｈが０．２％である場合、Ｔｈ４からΔＴｈを減算するとＴｈ５は４９．６％となる。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、閾値をＴｈ５に設定してＯＡＣ信号光をデジタル値に変換する。ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から出力されるデジタル値に対してビットエラーの訂正を行う。
次いで、閾値制御部４３は、ＦＥＣデコーダ４１から、閾値がＴｈ５であるときのビットエラーの訂正数Ｃ５を取得する（ステップＳ２５）。そして、スパンロス計算部３７は、Ｃ５からＣ４を減算する。減算の結果が０よりも小さくない場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、閾値制御部４３は閾値の最適点をＴｈ５に設定する（ステップＳ２７）。閾値の最適点が決まると、図１２のステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０以降の処理については、後述する。
ステップＳ２６においてＣ５からＣ４を減算して得られる結果が０よりも小さい場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、閾値制御部４３は、現在のＴｈ５を新たなＴｈ４とし、現在のＣ５を新たなＣ４とする（ステップＳ２８）。そして、閾値制御部４３は、新たなＴｈ４からΔＴｈを減算し、新たな閾値Ｔｈ５とする（ステップＳ２４）。例えばΔＴｈが０．２％である場合、新たなＴｈ４からΔＴｈを減算すると新たなＴｈ５は４９．４％となる。
ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０は、閾値を新たなＴｈ５に設定してＯＡＣ信号光をデジタル値に変換する。ＦＥＣデコーダ４１は、ＯＡＣ信号に付加されているＦＥＣ情報に基づいて、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から出力されるデジタル値に対してビットエラーの訂正を行う。
次いで、閾値制御部４３は、ＦＥＣデコーダ４１から、閾値が新たなＴｈ５であるときの新たなビットエラーの訂正数Ｃ５を取得する（ステップＳ２５）。そして、スパンロス計算部３７は、新たなＣ５から新たなＣ４を減算する。減算の結果が０よりも小さい場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、減算の結果が０よりも小さくなくなるまで、ステップＳ２８及びステップＳ２４〜ステップＳ２６を繰り返す。
減算の結果が０よりも小さくなくなると（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ビットエラーの訂正数が最も少ない場合の閾値の最適点が見つかる。従って、閾値制御部４３は閾値の最適点を、減算の結果が０よりも小さくなくなるときのＴｈ５に設定する（ステップＳ２７）。閾値の最適点が決まると、図１２のステップＳ３０へ進む。
ステップＳ１９、ステップＳ２７またはステップＳ２９において閾値の最適点が決まると、図１２に示すように、スパンロス計算部３７は、雑音光／信号光レベル比テーブル３８を参照する。そして、スパンロス計算部３７は、雑音光／信号光レベル比テーブル３８から、閾値の最適点に対応する雑音光／信号光レベル比Ｒを抽出する（ステップＳ３０）。
次いで、スパンロス計算部３７は、ＯＡＣ＿Ｏ／Ｅ部４０から、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルを取得してもよい。そして、スパンロス計算部３７は、雑音光／信号光レベル比Ｒ及びＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルを用いて、上記（１）式を計算して雑音光のレベルを算出する（ステップＳ３１）。例えば、雑音光／信号光レベル比Ｒが１．２％であり、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルが０．００３ｍＷである場合、これらの値を上記（１）式に代入して計算すると、雑音光のレベルはおよそ０．００００３５６ｍＷとなる。
次いで、スパンロス計算部３７は、対向するノードのＯＡＣ信号光の送信レベル及びラマン利得を取得する。ＯＡＣ信号光の送信レベルは、例えば対向するノードからＯＡＣ信号に乗せられて通知されてもよい。スパンロス計算部３７は、ＯＡＣ信号光の送信レベルをフレーム終端部４２から取得してもよい。スパンロス計算部３７は、利得制御部３６から現在のラマン利得を取得してもよい。
そして、スパンロス計算部３７は、ＯＡＣ信号光の送信レベル、ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベル、雑音光のレベル及びラマン利得を用いて、上記（２）式を計算してスパンロスを算出する（ステップＳ３２）。例えば、ＯＡＣ信号光の送信レベルが＋３．０ｄＢｍであり、ラマン利得が２．０ｄＢであるとする。ＯＡＣ信号光の帯域における信号光の全受信レベルは０．００３ｍＷであり、雑音光のレベルは０．００００３５６ｍＷであるとする。これらの値を上記（２）式に代入して計算すると、スパンロスは３０．２８ｄＢとなる。
スパンロスの算出後、ステップＳ１２へ戻り、ステップＳ１２〜ステップＳ３２を繰り返す。それによって、分布ラマン光増幅器６１の運用中に雑音光／信号光レベル比Ｒの変動をリアルタイムで測定し、スパンロスを正確に測定し続けることができる。なお、閾値として初期値Ｔｈ１を設定して閾値を高くなる方向へ変化させてから低くなる方向へ変化させているが、初期値Ｔｈ１の設定後、閾値を低くなる方向へ変化させてから高くなる方向へ変化させてもよい。
上述した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）送信側から誤り訂正情報を含む信号光を受信し、前記信号光を電気信号に変換する変換部と、前記誤り訂正情報に基づいて前記電気信号の誤り訂正を行う訂正部と、前記誤り訂正の結果に基づいて、前記電気信号のレベルを識別する閾値を制御する閾値制御部と、前記信号光が光伝送路中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと前記閾値との関係を格納するテーブルと、前記テーブルから前記閾値に対応する雑音光のレベルを求める導出部と、を備えることを特徴とする光受信装置。
（付記２）前記テーブルは、信号光に対する雑音光のレベル比と前記閾値との関係を格納しており、前記導出部は、前記テーブルから前記閾値に対応する前記レベル比を求め、前記レベル比と前記信号光の受信レベルとに基づいて雑音光のレベルを求めることを特徴とする付記１に記載の光受信装置。
（付記３）前記導出部は、送信側から通知される前記信号光の送信レベル、前記信号光の受信レベル、前記雑音光のレベル及び前記増幅の利得に基づいて、前記光伝送路におけるスパンロスを計算することを特徴とする付記１または２に記載の光受信装置。
（付記４）前記スパンロスに基づいて前記増幅の利得を制御する利得制御部と、前記光伝送路に励起光を注入する励起光出力部と、前記増幅の利得に基づいて前記励起光の送信レベルを制御する励起光制御部と、を有することを特徴とする付記３に記載の光受信装置。
（付記５）前記テーブルは、予め装置の設計時に実験により求められていることを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の光受信装置。
（付記６）装置の最初の光疎通時に、前記信号光の断及び復旧を繰り返しながら、前記励起光制御部によって、前記光伝送路に注入される前記励起光の送信レベルを制御することによって、前記テーブルが作成されることを特徴とする付記４に記載の光受信装置。
（付記７）誤り訂正情報を含む信号光を送信する光送信装置と、前記信号光を受信する光受信装置と、を有し、前記光受信装置は、受信した前記信号光を電気信号に変換する変換部と、前記誤り訂正情報に基づいて前記電気信号の誤り訂正を行う訂正部と、前記誤り訂正の結果に基づいて、前記電気信号のレベルを識別する閾値を制御する閾値制御部と、前記信号光が光伝送路中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと前記閾値との関係を格納するテーブルと、前記テーブルから前記閾値に対応する雑音光のレベルを求める導出部と、を備えることを特徴とする光伝送システム。
（付記８）前記テーブルは、信号光に対する雑音光のレベル比と前記閾値との関係を格納しており、前記導出部は、前記テーブルから前記閾値に対応する前記レベル比を求め、前記レベル比と前記信号光の受信レベルとに基づいて雑音光のレベルを求めることを特徴とする付記７に記載の光伝送システム。
（付記９）前記導出部は、前記光送信装置から通知される前記信号光の送信レベル、前記信号光の受信レベル、前記雑音光のレベル及び前記増幅の利得に基づいて、前記光伝送路におけるスパンロスを計算することを特徴とする付記７または８に記載の光伝送システム。
（付記１０）送信側から誤り訂正情報を含む信号光を受信し、前記信号光を電気信号に変換し、前記誤り訂正情報に基づいて前記電気信号の誤り訂正を行い、前記誤り訂正の結果に基づいて、前記電気信号のレベルを識別する閾値を制御し、前記信号光が光伝送路中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと前記閾値との関係を格納するテーブルから前記閾値に対応する雑音光のレベルを求めることを特徴とするスパンロスモニタ方法。
（付記１１）前記テーブルは、信号光に対する雑音光のレベル比と前記閾値との関係を格納しており、前記テーブルから前記閾値に対応する前記レベル比を求め、前記レベル比と前記信号光の受信レベルとに基づいて雑音光のレベルを求めることを特徴とする付記１０に記載のスパンロスモニタ方法。
（付記１２）送信側から通知される前記信号光の送信レベル、前記信号光の受信レベル、前記雑音光のレベル及び前記増幅の利得に基づいて、前記光伝送路におけるスパンロスを計算することを特徴とする付記１０または１１に記載のスパンロスモニタ方法。
１ 光送信装置
２ 光伝送路
３ 光受信装置
４ 変換部
５ 訂正部
６ 閾値制御部
７ テーブル
８ 導出部

Claims (7)

  1. 送信側から誤り訂正情報を含む信号光を受信し、前記信号光を電気信号に変換する変換部と、
    前記誤り訂正情報に基づいて前記電気信号の誤り訂正を行う訂正部と、
    前記誤り訂正の結果に基づいて、前記電気信号のレベルを識別する閾値を制御する閾値制御部と、
    前記信号光が光伝送路中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと前記閾値との関係を格納するテーブルと、
    前記テーブルから前記閾値に対応する雑音光のレベルを求める導出部と、
    を備えることを特徴とする光受信装置。
  2. 前記テーブルは、信号光に対する雑音光のレベル比と前記閾値との関係を格納しており、
    前記導出部は、前記テーブルから前記閾値に対応する前記レベル比を求め、前記レベル比と前記信号光の受信レベルとに基づいて雑音光のレベルを求めることを特徴とする請求項１に記載の光受信装置。
  3. 前記導出部は、送信側から通知される前記信号光の送信レベル、前記信号光の受信レベル、前記雑音光のレベル及び前記増幅の利得に基づいて、前記光伝送路におけるスパンロスを計算することを特徴とする請求項１または２に記載の光受信装置。
  4. 前記スパンロスに基づいて前記増幅の利得を制御する利得制御部と、
    前記光伝送路に励起光を注入する励起光出力部と、
    前記増幅の利得に基づいて前記励起光の送信レベルを制御する励起光制御部と、
    を有することを特徴とする請求項３に記載の光受信装置。
  5. 誤り訂正情報を含む信号光を送信する光送信装置と、
    前記信号光を受信する光受信装置と、
    を有し、
    前記光受信装置は、
    受信した前記信号光を電気信号に変換する変換部と、
    前記誤り訂正情報に基づいて前記電気信号の誤り訂正を行う訂正部と、
    前記誤り訂正の結果に基づいて、前記電気信号のレベルを識別する閾値を制御する閾値制御部と、
    前記信号光が光伝送路中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと前記閾値との関係を格納するテーブルと、
    前記テーブルから前記閾値に対応する雑音光のレベルを求める導出部と、
    を備えることを特徴とする光伝送システム。
  6. 送信側から誤り訂正情報を含む信号光を受信し、前記信号光を電気信号に変換し、
    前記誤り訂正情報に基づいて前記電気信号の誤り訂正を行い、
    前記誤り訂正の結果に基づいて、前記電気信号のレベルを識別する閾値を制御し、
    前記信号光が光伝送路中で増幅されるときに発生する雑音光のレベルと前記閾値との関係を格納するテーブルから前記閾値に対応する雑音光のレベルを求めることを特徴とするスパンロスモニタ方法。
  7. 送信側から通知される前記信号光の送信レベル、前記信号光の受信レベル、前記雑音光のレベル及び前記増幅の利得に基づいて、前記光伝送路におけるスパンロスを計算することを特徴とする請求項６に記載のスパンロスモニタ方法。
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