JP2022103064A - Optical network device and transmission line monitoring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ネットワーク装置および光伝送路を監視する方法に係わる。 The present invention relates to an optical network device and a method for monitoring an optical transmission line.
通信トラフィック量の増大により、長距離伝送および大容量伝送の光ファイバ通信が求められている。一方、伝送機器の限界に近い性能で通信が行われるため、光伝送路の状態の変化が伝送特性の劣化の要因となることがある。そのような伝送特性の劣化の原因の1つは、偏波依存損失(PDL:Polarization Dependent Loss)である。PDLは、偏波の角度によって挿入損失が異なる現象であり、デバイスの製造時などにおいて生じるだけでなく、光ノードでの経路変更、光ファイバの再接続、光ファイバの曲げなどにより運用中にも発生する。 Due to the increase in the amount of communication traffic, optical fiber communication for long-distance transmission and large-capacity transmission is required. On the other hand, since communication is performed with performance close to the limit of the transmission device, a change in the state of the optical transmission line may cause deterioration of transmission characteristics. One of the causes of such deterioration of transmission characteristics is polarization-dependent loss (PDL). PDL is a phenomenon in which insertion loss differs depending on the angle of polarization, and it occurs not only during device manufacturing, but also during operation due to route changes at optical nodes, reconnection of optical fibers, bending of optical fibers, etc. Occur.
PDLが存在すると、例えば、いずれかの偏波の受信パワーが低くなり、伝送品質が低下する。このため、運用中にPDLの状態を検知することは、伝送システムの性能が低下している期間を短縮するうえで重要である。 In the presence of PDL, for example, the receiving power of any of the polarizations is low and the transmission quality is poor. Therefore, it is important to detect the state of PDL during operation in order to shorten the period during which the performance of the transmission system is deteriorated.
PDLの測定においては、例えば、送信ノードから光ファイバ伝送路に単一偏波のテスト光を入力しながら、そのテスト光の偏波の角度の少しずつ変えていく。そして、受信ノードにおいて、光ファイバ伝送路から出力される光のパワーが偏波ごとに測定され、それらの測定値のうちの最大値および最小値に基づいてPDLが計算される。 In the measurement of PDL, for example, while inputting a single-polarized test light from a transmission node to an optical fiber transmission line, the angle of polarization of the test light is gradually changed. Then, in the receiving node, the power of the light output from the optical fiber transmission line is measured for each polarization, and the PDL is calculated based on the maximum value and the minimum value among those measured values.
また、PDLと同様に偏波間でパワー差を生じさせる現象として、偏波依存利得(PDG:Polarization Dependent Gain)が知られている。PDGは、光増幅器において偏波状態によって利得が異なる現象であり、例えば、分布ラマンアンプにおいて発生することがある。 Further, as a phenomenon that causes a power difference between polarizations as in PDL, polarization-dependent gain (PDG: Polarization Dependent Gain) is known. PDG is a phenomenon in which the gain differs depending on the polarization state in an optical amplifier, and may occur in a distributed Raman amplifier, for example.
なお、光伝送システムにおいて、故障の位置および原因を特定する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。また、チャネル内の非線形性を推定する装置が提案されている(例えば、特許文献2)。 In an optical transmission system, a method of identifying the position and cause of a failure has been proposed (for example, Patent Document 1). Further, a device for estimating the non-linearity in the channel has been proposed (for example, Patent Document 2).
上述した方法(すなわち、偏波の角度を変えながら受信ノードにおいて光パワーの最大値および最小値からPLDを計算する方法)においては、光伝送路上のどの位置でPDLが発生しているのかを検知することは難しい。加えて、この方法では、PDLを測定するための専用のテスト光が光伝送路に入力されるので、PDLの測定時に通信サービスを停止する必要がある。 In the above-mentioned method (that is, the method of calculating the PLD from the maximum and minimum values of the optical power at the receiving node while changing the angle of polarization), it is detected at which position on the optical transmission path the PDL is generated. It's difficult to do. In addition, in this method, since a dedicated test light for measuring PDL is input to the optical transmission line, it is necessary to stop the communication service at the time of measuring PDL.
なお、光伝送路上の複数の位置で光信号をそれぞれ分岐して光パワーをモニタすれば、PDLが発生している位置を特定できるかもしれない。ただし、この方法では、PDLが発生している位置を特定するために要する労力および時間が大きくなる。特に、数100kmの光伝送路を調査するためには、膨大な労力および時間が必要となる。 If the optical signal is branched at a plurality of positions on the optical transmission path and the optical power is monitored, it may be possible to identify the position where the PDL is generated. However, this method requires a large amount of labor and time to identify the position where the PDL is generated. In particular, enormous labor and time are required to investigate an optical transmission line of several hundred kilometers.
本発明の1つの側面に係わる目的は、光伝送路上で偏波依存損失が発生している場所を特定するために要する時間を短縮することである。 An object of one aspect of the present invention is to reduce the time required to identify a location on an optical transmission path where a polarization dependent loss occurs.
本発明の1つの態様の光ネットワーク装置は、送信ノードから送信される偏波多重光信号を受信する。この光ネットワーク装置は、前記偏波多重光信号の電界を表す電界情報信号を互いに直交する第1の偏波成分と第2の偏波成分とに分離する偏波分離部と、互いに直交する第1の偏波方向および第2の偏波方向を表す座標系において、前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分を制御することにより、互いに直交する第3の偏波成分および第4の偏波成分を生成する偏波制御部と、前記送信ノードと前記光ネットワーク装置との間の光伝送路上の複数の位置それぞれに対して、前記第3の偏波成分または前記第4の偏波成分のパワーのうちの少なくとも一方に対応する評価値を計算する特徴抽出部と、前記複数の位置それぞれについて、前記偏波制御部による制御量に対する前記評価値の変動量を計算する変動量計算部と、前記複数の位置の中の第1の位置における評価値の変動量と、前記複数の位置の中で前記第1の位置に隣接する第2の位置における評価値の変動量との比較結果に基づいて、前記第1の位置が抽出対象であるかを判定する判定部と、を備える。 The optical network device of one aspect of the present invention receives a polarized multiplex optical signal transmitted from a transmitting node. This optical network device has a polarization separation unit that separates an electric field information signal representing an electric field of the polarization multiplex optical signal into a first polarization component and a second polarization component that are orthogonal to each other, and a second that is orthogonal to each other. In the coordinate system representing the polarization direction of 1 and the second polarization direction, the third polarization component and the third polarization component orthogonal to each other are controlled by controlling the first polarization component and the second polarization component. The third polarization component or the fourth polarization component for each of a plurality of positions on the optical transmission path between the transmission node and the optical network device and the polarization control unit that generates the polarization component of 4. A feature extraction unit that calculates an evaluation value corresponding to at least one of the powers of the polarization component, and a fluctuation amount that calculates the fluctuation amount of the evaluation value with respect to the control amount by the polarization control unit for each of the plurality of positions. The calculation unit, the fluctuation amount of the evaluation value at the first position among the plurality of positions, and the fluctuation amount of the evaluation value at the second position adjacent to the first position among the plurality of positions. A determination unit for determining whether or not the first position is the extraction target based on the comparison result is provided.
上述の態様によれば、光伝送路上で偏波依存損失が発生している場所を特定するために要する時間を短縮できる。 According to the above-described embodiment, the time required to identify the location where the polarization-dependent loss occurs on the optical transmission path can be shortened.
本件出願は、偏波依存損失(PDL)を検出すると共に、その発生場所を推定する技術に係わる。ただし、上述したように、PDLと同様に偏波間でパワー差を生じさせる現象として、偏波依存利得(PDG)が知られている。そして、PDLおよびPDGは、いずれも、特定の偏波状態において偏波間にパワー差が発生する現象である。このため、PDLを検出する方法と実質的に同じ方法でPDGを検出可能である。したがって、以下ではPDLを検出する方法について記載するが、PDLを検出する方法は、PDGを検出するケースにも適用可能である。 The present application relates to a technique for detecting polarization-dependent loss (PDL) and estimating its occurrence location. However, as described above, polarization-dependent gain (PDG) is known as a phenomenon that causes a power difference between polarizations as in PDL. Both PDL and PDG are phenomena in which a power difference occurs between polarizations in a specific polarization state. Therefore, PDG can be detected by substantially the same method as the method for detecting PDL. Therefore, although the method of detecting PDL will be described below, the method of detecting PDL can also be applied to the case of detecting PDG.
本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置は、受信光信号に基づいて伝送路上の任意の位置における光パワーを測定する機能、およびその測定結果を利用して偏波依存損失が発生している位置を特定する機能を備える。よって、偏波依存損失が発生している位置を特定する機能の説明の前に、伝送路上の任意の位置における光信号のパワーを測定する機能について記載する。 The optical network device according to the embodiment of the present invention has a function of measuring optical power at an arbitrary position on a transmission path based on a received optical signal, and a position where polarization-dependent loss is generated by using the measurement result. It has a function to identify. Therefore, before explaining the function of specifying the position where the polarization-dependent loss occurs, the function of measuring the power of the optical signal at an arbitrary position on the transmission path will be described.
図1は、伝送路上の任意の位置における光信号のパワーを測定する方法の一例を示す。この例では、送信ノード100から送信される光信号は、光伝送路(光ファイバ)を介して光ネットワーク装置1に伝送される。
FIG. 1 shows an example of a method of measuring the power of an optical signal at an arbitrary position on a transmission path. In this example, the optical signal transmitted from the
光ネットワーク装置1は、コヒーレント受信器11、アナログ/デジタル変換器(ADC:Analog-to-Digital Converter)12、デジタル信号処理部13、模擬送信器14、メモリ回路15、および特徴抽出部16を備える。なお、光ネットワーク装置1は、図1に示していない他の機能または回路を備えてもよい。
The
コヒーレント受信器11は、90度光ハイブリッド回路を含み、受信光信号の電界を表す電界情報信号(または、電場データ)を生成する。電界情報信号は、受信光信号の同相(I:In-phase)成分および直交(Q:Quadrature)成分を含む。なお、光信号が偏波多重光信号であるときは、電界情報信号は、H偏波のI成分およびQ成分、及び、V偏波のI成分およびQ成分を含む。ADC12は、電界情報信号をデジタル信号に変換する。
The
図2は、デジタル信号処理部13の機能の一例を示す。デジタル信号処理部13は、図2に示すように、固定等化器13a、適応等化器13b、位相再生器13c、および識別器13dを備える。そして、デジタル信号処理部13は、受信光信号の電界情報を処理する。
FIG. 2 shows an example of the function of the digital
固定等化器13aは、既知の波形劣化成分(例えば、伝送路の波長分散)を補償する。適応等化器13bは、適応的に等化を行う。例えば、適応等化器13bは、残留分散を補償することができる。なお、受信光信号が偏波多重光信号であるときは、適応等化器13bは、受信光信号を偏波ごとに分離する機能を含む。位相再生器13cは、送信ノード100と光ネットワーク装置1との間の周波数オフセットを推定する。そして、位相再生器13cは、送信ノード100から送信される光信号の位相を再生する。すなわち、各シンボルについて、コンスタレーション上の信号点が再生される。識別器13dは、位相再生器13cから出力されるコンスタレーション情報(位相および振幅)に基づいて送信データを再生する。なお、識別器13dは、デジタル信号処理部13に含まれてもよいし、デジタル信号処理部13の出力側に設けられてもよい。また、デジタル信号処理部13は、識別器13dの出力側に誤り訂正回路を備えてもよい。
The fixed
模擬送信器14は、デジタル信号処理部13(又は、識別器13d)により再生される送信データをコンスタレーション上にマッピングして電界情報信号を生成する。ここで、このマッピングは、送信ノード100で行われるマッピングと同じである。よって、模擬送信器14により生成される電界情報信号は、送信ノード100において光信号を生成するための電界情報信号と実質的に同じである。すなわち、模擬送信器14の出力信号は、送信ノード100における光信号の電界を表す。
The
メモリ回路15は、受信光信号の電界を表す電界情報信号を格納する。なお、この電界情報信号は、伝送路の波長分散が補償される前の状態を表している。
The
特徴抽出部16は、第1の分散補償部16a、非線形補償部16b、第2の分散補償部16c、相関計算部16dを含み、受信光信号の電界を表す電界情報信号に対して波長分散および非線形歪の補償を行う。第1の分散補償部16aは、電界情報信号に対して、伝送路の波長分散のうちの一部の波長分散(以下、第1の波長分散)の補償を行う。非線形補償部16bは、第1の分散補償部16aの出力信号に対して、伝送路の非線形歪の補償を行う。第2の分散補償部16cは、非線形補償部16bの出力信号に対して、伝送路の波長分散のうちの残りの波長分散(以下、第2の波長分散)の補償を行う。相関計算部16dは、第2の分散補償部16cの出力信号と模擬送信器14の出力信号との相関を計算する。ここで、模擬送信器14の出力信号は、上述したように、送信ノード100における光信号の電界を表す。すなわち、相関計算部16dは、波長分散および非線形歪が補償された電界情報信号と、送信ノード100における光信号の電界を表す電界情報信号との相関を計算する。なお、第2の分散補償部16cの出力信号および模擬送信器14の出力信号は、それぞれ適切に正規化されていることが好ましい。
The
この相関値は、伝送路を介して伝送される光信号のパワーを表す。すなわち、光ネットワーク装置1は、この相関値を計算することにより、伝送路を介して伝送される光信号のパワーを測定できる。ここで、図3を参照して、相関値と光信号のパワーとの関係について記載する。
This correlation value represents the power of an optical signal transmitted via a transmission line. That is, the
図3は、光信号のパワーおよび波長分散の変化の一例を示す。この例では、送信ノード100から光ネットワーク装置1に光信号が伝送される。伝送路上には、光アンプが設けられている。
FIG. 3 shows an example of changes in the power and wavelength dispersion of an optical signal. In this example, an optical signal is transmitted from the
光信号のパワーは、送信ノード100から遠ざかるにつれて減衰していく。そして、光信号は、光アンプにより増幅される。その後、光信号のパワーは、光アンプから遠ざかるにつれて減衰していく。光信号に付加される累積波長分散は、送信ノード100からの距離に比例して増加していく。なお、図3に示すCDは、送信ノード100と光ネットワーク装置1との間の伝送路の総波長分散を表す。
The power of the optical signal attenuates as it moves away from the transmitting
ここで、光ネットワーク装置1は、図3に示す位置Pにおける光信号のパワーを測定する。なお、光ネットワーク装置1と位置Pとの間の伝送路の波長分散はCD1である。位置Pと送信ノード100との間の波長分散はCD2である。CD1とCD2との和はCDである。
Here, the
特徴抽出部16は、上述したように、波長分散および非線形歪を補償する。すなわち、第1の分散補償部16aは、受信光信号を表す電界情報信号に対して、波長分散CD1を補償する。非線形補償部16bは、第1の分散補償部16aの出力信号に対して非線形歪を補償する。このとき、非線形補償部16bは、予め決められた所定量の非線形歪を補償する。そして、第2の分散補償部16cは、非線形補償部16bの出力信号に対して、波長分散CD2を補償する。
As described above, the
ここで、光伝送路において発生する非線形歪の量は、光信号のパワーに依存する。具体的には、光信号のパワーが大きいほど非線形歪の量が多くなる。そして、この例では、非線形補償部16bは、光信号のパワーが十分に大きいときに発生する非線形歪を補償するように設計される。一例としては、特に限定されるものではないが、送信ノード100の出力光パワーに対して発生する非線形歪を補償するように、非線形補償部16bが設計される。
Here, the amount of non-linear distortion generated in the optical transmission line depends on the power of the optical signal. Specifically, the larger the power of the optical signal, the larger the amount of non-linear distortion. Then, in this example, the
他方、相関計算部16dにより計算される相関値は、特徴抽出部16において波長分散および非線形歪が補償された電界情報信号と、送信ノード100における光信号の電界を表す電界情報信号との相関を表す。よって、非線形補償部16bにおいて非線形歪が適切に補償されると、相関計算部16dにより計算される相関値が大きくなる。
On the other hand, the correlation value calculated by the
すなわち、位置Pにおける光信号のパワーが大きいときは、位置Pにおける非線形歪の量が多くなり、位置Pにおける非線形歪の量と非線形補償部16bにより補償される非線形歪の量との差が小さくなる。この結果、非線形補償部16bにより非線形歪が適切に補償され、相関計算部16dにより計算される相関値が大きくなる。一方、位置Pにおける光信号のパワーが小さいときは、位置Pにおける非線形歪の量が少なくなり、位置Pにおける非線形歪の量と非線形補償部16bにより補償される非線形歪の量との差が大きくなる。この結果、非線形補償部16bにより非線形歪が適切に補償されず、相関計算部16dにより計算される相関値が小さくなる。したがって、特徴抽出部16において計算される相関値は、実質的に、伝送路上の所定の位置(図3では、位置P)における光信号のパワーを表す。なお、この相関値は、伝送路上の光信号のパワーに対応する評価値の一例である。
That is, when the power of the optical signal at the position P is large, the amount of the non-linear distortion at the position P is large, and the difference between the amount of the non-linear distortion at the position P and the amount of the non-linear distortion compensated by the
また、図3に示す位置Pは、波長分散CD1および波長分散CD2の組合せにより指定される。よって、特徴抽出部16は、受信光信号の電界を表す電界情報信号に対して、波長分散CD1および波長分散CD2の組合せを変えることにより、伝送路上の所望の位置における光信号のパワーを測定できる。
Further, the position P shown in FIG. 3 is designated by the combination of the wavelength dispersion CD1 and the wavelength dispersion CD2. Therefore, the
図4は、伝送路上の複数の位置における光信号のパワーを測定する処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、光ネットワーク装置1が、送信ノード100から送信される光信号を、伝送路を介して受信したときに実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a process of measuring the power of an optical signal at a plurality of positions on a transmission path. This process is executed when the
S1において、特徴抽出部16は、模擬送信器14により生成される送信電界情報信号を取得する。この送信電界情報信号は、送信ノード100における光信号の電界を表す。S2において、特徴抽出部16は、受信光信号の電界情報信号を取得する。この電界情報信号は、コヒーレント受信器11により生成され、メモリ回路15に保存されているものとする。
In S1, the
S3において、特徴抽出部16は、波長分散CD1を「ゼロ」に初期化する。なお、波長分散CD1の値は、光ネットワーク装置1を基準とする伝送距離に相当する。また、波長分散CD2は、「CD1+CD2=CD」から計算される。CDは、送信ノード100と光ネットワーク装置1との間の伝送路の総波長分散を表し、その値は既知である。S4において、特徴抽出部16は、波長分散CD1がCD以下であるか判定する。そして、波長分散CD1がCD以下であるときは、特徴抽出部16の処理はS5に進む。
In S3, the
S5において、特徴抽出部16は、受信光信号の電界情報信号に対して、順番に、波長分散CD1の補償、非線形補償、波長分散CD2の補償を実行する。S6において、特徴抽出部16は、S6で補償された電界情報信号とS1で取得した送信電界情報信号との相関を計算する。
In S5, the
S7において、特徴抽出部16は、波長分散CD1にΔCDを加算する。この後、特徴抽出部16の処理はS4に戻る。すなわち、特徴抽出部16は、S4~S7において、波長分散CD1がCDより大きくなるまで、波長分散CD1をΔCDずつ増加させながらそれぞれ相関値を計算する。ここで、波長分散CD1の値は、光ネットワーク装置1を基準とする伝送距離に相当する。よって、波長分散CD1をΔCDずつ増加させる工程は、ΔCDに対応する距離だけ伝送路上の位置をシフトさせる工程と等価である。したがって、特徴抽出部16は、S4~S7の処理を繰り返し実行することにより、伝送路上の複数の位置における相関値を計算することになる。
In S7, the
波長分散CD1がCDより大きくなると、S8において、特徴抽出部16は、S4~S7において計算した相関値を出力する。ここで、相関値は、実質的に、波長分散CD1、CD2の組合せに対応する伝送路上の所定の位置における光信号のパワーを表す。すなわち、特徴抽出部16は、伝送路上の複数の位置における光信号のパワーを検出することができる。なお、以下の記載では、伝送路上の複数の位置における光信号のパワーを表す情報を「パワープロファイル」と呼ぶことがある。
When the wavelength dispersion CD1 becomes larger than the CD, in S8, the
このように、光ネットワーク装置1は、伝送路上の所望の位置における光信号のパワーを測定できる。そして、光ネットワーク装置1は、この機能を利用して、伝送路上の所望の位置における偏波依存損失を推定する。
In this way, the
図5は、偏波依存損失の発生位置を特定する方法の一例を示す。この例では、送信ノード200は、偏波回転部201、デジタル/アナログ変換器(DAC:Digital-to-Analog Converter)202、および変調部203を備える。
FIG. 5 shows an example of a method for specifying the position where the polarization-dependent loss occurs. In this example, the
偏波回転部201は、光信号の偏波を制御する。ただし、偏波回転部201は、光信号の偏波を直接的に制御するのではなく、光信号を生成するための電界情報信号を補正することで光信号の偏波を制御する。この場合、偏波回転は、例えば、主信号を表す電界情報信号にジョーンズ行列を乗算することで実現される。また、偏波回転量は、例えば、ゼロ度から180度まで、10度ずつ変化される。
The
DAC202は、偏波回転部201の出力信号をアナログ信号に変換する。変調部203は、DAC202の出力信号に基づいて変調光信号を生成する。したがって、この光信号の偏波は、偏波回転部201により制御される。送信ノード200から送信される光信号は、伝送路を介して伝搬される。そして、光ネットワーク装置300は、伝送路を介してこの光信号を受信する。なお、偏波回転部201により与えられる偏波回転の量は、送信ノード200から光ネットワーク装置300に通知されるものとする。
The
光ネットワーク装置300は、コヒーレント受信器301、ADC302、デジタル信号処理部303、メモリ回路304、特徴抽出部305、および位置特定部306を備える。コヒーレント受信器301、ADC302、デジタル信号処理部303、メモリ回路304、特徴抽出部305は、図1に示すコヒーレント受信器11、ADC12、デジタル信号処理部13、メモリ回路15、特徴抽出部16に相当する。また、送信電界情報信号は、図1に示す模擬送信器14と同等の機能により生成される。
The
デジタル信号処理部303は、受信光信号の電界を表す電界情報信号に基づいて主信号を再生する。また、この電界情報信号は、メモリ回路304に保存される。なお、光ネットワーク装置300は、偏波回転の量を表す情報を送信ノード200から取得する。
The digital
特徴抽出部305は、図1~図4を参照して説明したように、送信信号と受信信号との相関を計算することにより、伝送路上の任意の位置における光信号のパワーを検出することができる。この実施例では、特徴抽出部305は、伝送路上の複数の位置における光信号のパワーをそれぞれ検出する。また、特徴抽出部305は、光信号の偏波回転量ごとに光信号のパワーを検出する。すなわち、特徴抽出部305は、伝送路上の複数の位置に対して、偏波回転量ごとに光信号のパワーを検出する。
As described with reference to FIGS. 1 to 4, the
位置特定部306は、伝送路上の各位置(すなわち、測定位置)に対して、偏波依存損失が発生しているかを判定する。例えば、複数の偏波回転量に対して検出される光パワーの最大値と最小値との差分が閾値より大きければ、偏波依存損失が発生していると判定される。そして、位置特定部306は、この判定結果に基づいて偏波依存損失が発生している位置を特定する。
The
このように、図5に示す例では、送信ノード200から送信される光信号の偏波を回転させることにより、偏波依存損失の発生位置が特定される。ただし、光ネットワーク装置300は、光信号の偏波の回転量が一定の値に保持されているときに受信光信号の電界情報を取得することで偏波依存損失を推定する。このため、図5に示す方法では、偏波依存損失が発生している位置を特定するために要する時間が長くなってしまう。
As described above, in the example shown in FIG. 5, the position where the polarization-dependent loss occurs is specified by rotating the polarization of the optical signal transmitted from the
<実施形態>
本発明の実施形態では、送信ノードから光ネットワーク装置に偏波多重光信号が伝送される。偏波多重光信号は、互いに直交する偏波を有する1組の光信号を多重化することで生成される。
<Embodiment>
In the embodiment of the present invention, the polarization multiplex optical signal is transmitted from the transmission node to the optical network device. The polarization multiplex optical signal is generated by multiplexing a set of optical signals having polarizations orthogonal to each other.
送信光信号の電界情報がEsx、Esyで表され、伝送路の伝達関数がAで表されるとき、受信光信号の電界情報Ex、Eyは(1)式で表される。
この場合、図1に示す構成では、受信光信号の電界を表す電界情報Ex、Eyにおいて分散および非線形歪を補償することで電界情報Ecx、Ecyが生成される。Ex、Ey、Ecx、Ecyは、それぞれ、電界強度と光位相の情報を持つ複素数である。そして、図1および図4を参照して説明した方法においては、Ecxの絶対値とEsxの絶対値との相関、及び/又は、Ecyの絶対値とEsyの絶対値との相関を計算することで、伝送路上の任意の位置の光パワーが測定される。 In this case, in the configuration shown in FIG. 1, electric field information Ecx and Ecy are generated by compensating for dispersion and nonlinear distortion in the electric field information Ex and Ey representing the electric field of the received optical signal. Ex, Ey, Ecx, and Ecy are complex numbers having information on the electric field strength and the optical phase, respectively. Then, in the method described with reference to FIGS. 1 and 4, the correlation between the absolute value of Ecx and the absolute value of Esx and / or the correlation between the absolute value of Ecy and the absolute value of Esy is calculated. Then, the optical power at an arbitrary position on the transmission path is measured.
偏波依存損失は、損失が発生する方向への回転変換、損失の付加、および元の偏波状態に戻るための逆方向の回転変換で表される。すなわち、偏波依存損失は、(2)式で表される。φは、損失が発生する方向への回転変換の回転量を表し、Γ(0<Γ≦1)は、損失を表す。
図6は、損失が発生する方向への回転変換を示す。損失が発生する方向は、φで表されている。この場合、損失が発生する方向への回転変換は、(3)式で表される。Erx、Eryは、回転変換後の偏波成分を表す。即ち、Eryは、PDL軸に対するEsxの投影成分およびEsyの投影成分の和に相当する。また、Erxは、PDL軸に直交する軸に対するEsxの投影成分およびEsyの投影成分の和に相当する。Erx、Ery、Esx、Esyは、それぞれ、電界強度と光位相の情報を持つ複素数である。
ここで、回転変換においては、各電界成分の偏波の方向(図6では、矢印の向き)が変わるが、パワーは変わらない。したがって、図1および図4を参照して説明した方法で光パワーを測定するときに、図6(a)に示すEsx、Esyの代わりに、図6(b)に示すErx、Eryを使用することができる。すなわち、受信光信号の分散および非線形歪を補償した電界を表す電界情報Ecx、Ecyの偏波を回転させた信号と、送信光信号の電界を表す電計情報Esx、Esyの偏波を回転させた信号との相関を計算することで、伝送路上の任意の位置における光信号のパワーが測定される。 Here, in the rotation conversion, the direction of polarization of each electric field component (direction of the arrow in FIG. 6) changes, but the power does not change. Therefore, when measuring the optical power by the method described with reference to FIGS. 1 and 4, Erx and Ery shown in FIG. 6 (b) are used instead of Esx and Esy shown in FIG. 6 (a). be able to. That is, the polarization of the electric field information Ecx and Ecy representing the electric field compensated for the dispersion and non-linear distortion of the received light signal is rotated, and the polarization of the electric meter information Esx and Esy representing the electric field of the transmitted light signal is rotated. By calculating the correlation with the signal, the power of the optical signal at any position on the transmission path is measured.
また、図6(b)に示すPDL軸方向において偏波依存損失が発生する場合、Erxの光位相情報は変化しないが、Eryの光位相情報は、偏波依存損失により、非線形位相雑音に起因して位相回転量が小さくなる分だけ変化する。したがって、図1および図4を参照して説明した方法で、Erx/Eryの位相雑音を含む光位相情報から、光パワーを測定することで、偏波依存損失を検出できる。 Further, when the polarization-dependent loss occurs in the PDL axis direction shown in FIG. 6B, the optical phase information of Erx does not change, but the optical phase information of Ery is caused by the nonlinear phase noise due to the polarization-dependent loss. Then, it changes by the amount that the phase rotation amount becomes smaller. Therefore, the polarization-dependent loss can be detected by measuring the optical power from the optical phase information including the Erx / Ery phase noise by the method described with reference to FIGS. 1 and 4.
図7は、パワープロファイルの一例を示す。光信号のパワーは、図7(a)に示すように、伝送距離に応じてほぼ直線的に緩やかに小さくなっていく。ところが、伝送路上で局所的な損失が発生すると、光信号のパワーが急激に低下する。図7(b)においては、位置Pにおいて局所的な損失が発生している。 FIG. 7 shows an example of a power profile. As shown in FIG. 7A, the power of the optical signal gradually decreases almost linearly according to the transmission distance. However, when a local loss occurs on the transmission path, the power of the optical signal drops sharply. In FIG. 7 (b), a local loss occurs at the position P.
局所的な偏波依存損失が発生する場合には、光信号の偏波の方向がPDL軸に一致すれば、図7(b)に示すパワープロファイルが得られる。他方、光信号の偏波の方向がPDL軸に直交するときは、図7(a)に示すパワープロファイルが得られる。ただし、偏波依存損失が発生する方向(図6(b)では、φ)は未知である。そこで、本発明の実施形態の光ネットワーク装置は、電界情報信号に対して複数の異なる回転量θiで回転変換を行い、各回転量θiに対してパワープロファイルを作成する。そして、図7(b)に示すパワープロファイルが見つかったときは、パワーが急激に低下する位置(すなわち、位置P)が検出される。 When a local polarization-dependent loss occurs, the power profile shown in FIG. 7B can be obtained if the polarization direction of the optical signal coincides with the PDL axis. On the other hand, when the direction of polarization of the optical signal is orthogonal to the PDL axis, the power profile shown in FIG. 7A is obtained. However, the direction in which the polarization-dependent loss occurs (φ in FIG. 6B) is unknown. Therefore, the optical network device of the embodiment of the present invention performs rotational conversion on the electric field information signal with a plurality of different rotation amounts θi, and creates a power profile for each rotation amount θi. Then, when the power profile shown in FIG. 7B is found, the position where the power drops sharply (that is, the position P) is detected.
図8は、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置の一例を示す。本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置1においては、コヒーレント受信器11により生成される電界情報信号は、モニタ信号として、モニタ信号回転部24に導かれる。この電界情報信号は、受信光信号の電界を表す。モニタ信号回転部24は、モニタ信号に対して図6に示す回転変換(すなわち、(3)式で表される回転変換)を実行する。回転量θは、回転量制御部26により指定される。参照信号は、図1に示す送信ノード100から送信される光信号の電界を表す。参照信号は、図1に示す構成では、例えば、模擬送信器14により得られる。そして、参照信号回転部25は、参照信号に対して図6に示す回転変換(すなわち、(3)式で表される回転変換)を実行する。ここで、モニタ信号に対する回転変換の回転量および参照信号に対する回転変換の回転量は、互いに同じである。
FIG. 8 shows an example of an optical network device according to an embodiment of the present invention. In the
特徴抽出部27は、各回転量θ(θ1、θ2、...)に対してそれぞれパワープロファイルを作成する。位置特定部28は、伝送路上の測定位置ごとに、最大パワー値および最小パワー値を検出する。例えば、位置kにおいて、θiに対して計算されるパワーPiが最大であり、θjに対して計算されるパワーPjが最小である場合、θiがPDL軸の方向であると推定される。また、最大パワーPiと最小パワーPjとの差分Dが偏波依存損失の大きさに相当する。この場合、差分Dが急激に変化する位置が偏波依存損失の発生場所と考えられる。よって、位置特定部28は、各位置における差分Dを計算することにより、偏波依存損失の発生場所を特定できる。
The
このように、位置特定部28は、伝送路上の所定の位置が偏波依存損失の発生位置であるか否かを判定する。そして、位置特定部28は、偏波依存損失の発生位置を表す情報を出力する。したがって、位置特定部28は、伝送路上の所定の位置が偏波依存損失の発生位置であるか否かを判定する判定部の一例である。なお、位置特定部28から出力される情報は、例えば、サーバコンピュータに保存される。この場合、ネットワーク管理者は、このサーバコンピュータを利用して伝送路の状態を調べることができる。
In this way, the
図9は、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置の実施例を示す。光ネットワーク装置1は、図1に示す送信ノード100から送信される光信号を受信する。送信ノード100は、偏波多重光信号を生成して送信する。偏波多重光信号は、互いに偏波が直交する1組の光信号(すなわち、X偏波光信号およびY偏波光信号)を合波することにより生成される。送信ノード100から出力される偏波多重光信号は、光ファイバ伝送路を介して伝送される。そして、光ネットワーク装置1は、光ファイバ伝送路を介して偏波多重光信号を受信する。
FIG. 9 shows an example of an optical network device according to an embodiment of the present invention. The
光ネットワーク装置1は、図9に示すように、コヒーレント受信器11、デジタル信号処理部13、モニタ信号保存部21、送信データ保存部22、送信波形再構成部23、モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、回転量制御部26、特徴抽出部27、および位置特定部28を備える。なお、コヒーレント受信器11とデジタル信号処理部13との間に設けられるADCは省略されている。また、光ネットワーク装置1は、図9に示していない他の回路または機能を備えてもよい。
As shown in FIG. 9, the
コヒーレント受信器11は、受信光信号の電界を表す電界情報(または、電場データ)を生成する。デジタル信号処理部13は、図2を参照して説明したように、固定等化器13a、適応等化器13b、位相再生器13c、および識別器13dを備える。よって、デジタル信号処理部13は、受信光信号を表す電界情報に基づいて、図1に示す送信ノード100から送信されるデータを再生する。このとき、適応等化器13bは、受信した偏波多重光信号の電界情報を互いに直交する1組の偏波成分(Ex、Ey)に分離する。これにより、X偏波光信号およびY偏波光信号が抽出される。そして、デジタル信号処理部13は、X偏波光信号およびY偏波光信号からそれぞれデータを再生する。
The
適応等化器13bにより抽出される1組の電界情報(Ex、Ey)は、モニタ信号として出力される。そして、このモニタ信号は、モニタ信号保存部21に保存される。モニタ信号保存部21は、例えば、メモリにより実現される。
A set of electric field information (Ex, Ey) extracted by the
送信データ保存部22は、デジタル信号処理部13によって再生されるデータを保存する。ここで、デジタル信号処理部13は、上述したように、図1に示す送信ノード100から送信されるデータを再生する。すなわち、送信データ保存部22には送信データが保存される。送信データ保存部22は、例えば、メモリにより実現される。
The transmission
図10は、送信波形再構成部23の一例を示す。送信波形再構成部23は、図10に示すように、シンボルマッパ23a、サンプリング速度調整部23b、およびナイキストフィルタ23cを備える。そして、送信波形再構成部23は、送信ノード100と実質的に同じ信号処理を行う。すなわち、シンボルマッパ23aは、送信データ保存部22に保存されている送信データをシンボル毎にマッピングする。すなわち、指定された変調方式に従って、送信データを表す電界情報が生成される。変調方式は、送信ノード100およびシンボルマッパ23aにおいて同じである。サンプリング速度調整部23bは、電界情報信号のサンプリング速度を調整する。ナイキストフィルタ23cは、符号間干渉を抑制するために、電界情報信号を補正する。この結果、送信ノード100から送信される光信号の電界情報が再構成される。なお、以下の記載では、サンプリング速度調整部23bにより得られる送信信号の電界を表す信号を「参照信号」と呼ぶことがある。また、送信波形再構成部23は、図1に示す模擬送信器14に相当する。
FIG. 10 shows an example of the transmission
図11は、光信号の偏波の回転について説明する図である。ここでは、偏波の方向は、水平偏波に対応するH軸および垂直偏波に対応するV軸から構成される偏波平面座標系を利用して表されるものとする。なお、水平偏波Hおよび垂直偏波Vは、互いに直交する。 FIG. 11 is a diagram illustrating the rotation of the polarization of the optical signal. Here, it is assumed that the direction of polarization is represented by using a polarization plane coordinate system composed of an H axis corresponding to horizontal polarization and a V axis corresponding to vertical polarization. The horizontally polarized waves H and the vertically polarized waves V are orthogonal to each other.
モニタ信号回転部24は、図11に示す座標系において、モニタ信号を回転させる。ここで、適応等化器13bにより抽出される1組の偏波成分(Ex、Ey)が図11(a)に示す状態であるものとする。また、モニタ信号回転部24は、モニタ信号の偏波をθだけ回転させるものとする。この場合、図11(b)に示すように、信号Erxおよび信号Eryが得られる。
The monitor
なお、信号Eryは、θ軸に偏波成分Exを投影することで得られる成分およびθ軸に偏波成分Eyを投影することで得られる成分で表される。また、信号Erxは、直交軸に偏波成分Exを投影することで得られる成分および直交軸に偏波成分Eyを投影することで得られる成分で表される。 The signal Ery is represented by a component obtained by projecting the polarization component Ex on the θ axis and a component obtained by projecting the polarization component Ey on the θ axis. Further, the signal Erx is represented by a component obtained by projecting the polarization component Ex on the orthogonal axis and a component obtained by projecting the polarization component Ey on the orthogonal axis.
モニタ信号回転部24は、図11(c)に示すように、回転演算を実行する。即ち、H偏波信号ExおよびV偏波信号Eyに対して回転行列を乗算する。回転行列は、偏波回転量を表すパラメータθを含む。なお、H偏波信号Ex、V偏波信号Ey、およびパラメータθは、いったんレジスタに書き込まれるようにしてもよい。この場合、モニタ信号回転部24は、シンボル毎にレジスタからEx、Ey、θを読み出して回転演算を実行する。この結果、図11(b)に示す信号Erxおよび信号Eryが得られる。
As shown in FIG. 11C, the monitor
なお、参照信号回転部25の構成および処理は、モニタ信号回転部24と実質的に同じである。すなわち、参照信号回転部25は、送信波形再構成部23により得られる参照信号に対して回転演算を実行する。
The configuration and processing of the reference
モニタ信号回転部24および参照信号回転部25の回転量は、回転量制御部26により指定される。回転量制御部26は、例えば、ゼロから180度までの範囲内の複数の回転量値(0、10、20、...、180)を有する。そして、回転量制御部26は、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25に対してこれらの値を順番に与える。あるいは、回転量の変化ステップΔθが一定である場合、回転量制御部26は、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25に対してパラメータn(n=0、1、2、...)を指示してもよい。この場合、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25は、それぞれnΔθの回転演算を行う。
The rotation amount of the monitor
特徴抽出部27は、図3~図5を参照して説明した方法により、モニタ信号と参照信号との間の相関値を計算する。ここで、モニタ信号は、受信光信号の電界強度と光位相を表す。ただし、モニタ信号は、分散および非線形歪が補償される。参照信号は、送信ノード100から送信される光信号の電界強度と光位相を表す。ここで、相関値は、上述したように、光信号のパワーに依存する。この実施例では、特徴抽出部27は、光パワーが大きいときに相関値が大きくなるように設計されている。そして、特徴抽出部27は、モニタ信号と参照信号との間の相関値を計算することにより、光信号のパワーを検出する。
The
また、特徴抽出部27は、伝送路上の複数の位置における光信号のパワーを検出する。伝送路上の位置は、例えば、図3~図4を参照して説明したように、分散補償量CD1、CD2の組合せで指定される。加えて、特徴抽出部27は、回転量制御部26により制御される各回転量θに対してそれぞれ光信号のパワーを検出する。すなわち、位置ごと、且つ、回転量ごとに、光信号のパワーが検出される。さらに、特徴抽出部27は、偏波成分ごとに、光信号のパワーを検出する。例えば、図11に示すθ軸方向の偏波成分および/または直交軸方向の偏波成分の光パワーが検出される。
Further, the
位置特定部28は、位置ごと、且つ、回転量ごとに検出される光パワーに基づいて、伝送路上で偏波依存損失が発生しているかを判定する。また、偏波依存損失が発生しているときは、位置特定部28は、偏波依存損失が発生している位置を特定する。
The
図12は、偏波依存損失の発生位置を特定する方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、主に、モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、回転量制御部26、特徴抽出部27、および位置特定部28により実行される。なお、このフローチャートの処理は、各シンボルに対して実行される。
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a method of specifying the position where the polarization-dependent loss occurs. The processing of this flowchart is mainly executed by the monitor
S11において、対象シンボルのモニタ信号および参照信号が入力される。なお、モニタ信号は、受信光信号の電界を表し、モニタ信号保存部21に保存されている。参照信号は、送信ノード100の送信光信号の電界を表し、送信波形再構成部23により生成される。
In S11, the monitor signal and the reference signal of the target symbol are input. The monitor signal represents the electric field of the received optical signal and is stored in the monitor
S12において、回転量制御部26は、回転量θiを設定する。回転量θiは、例えば、ゼロ~180度の範囲において10度間隔で設定される。この場合、例えば、回転量θiの初期値はゼロであり、S12~S15を実行する毎に回転量θiが10度ずつインクリメントされる。
In S12, the rotation
S13において、モニタ信号回転部24は、偏波平面座標系においてモニタ信号をθiだけ回転させる。モニタ信号は、互いに直交する1組の偏波成分(H偏波信号およびV偏波信号)で表される。ここで、図11(a)に示すように、モニタ信号のH偏波信号およびV偏波信号がそれぞれExおよびEyであるものとする。この場合、モニタ信号回転部24の出力信号Erx、Eryは、(4)式で表される。なお、Ex、Ey、Erx、Eryは、それぞれ電界強度と光位相を表現する複素数である。
同様に、参照信号回転部25は、偏波平面座標系において参照信号をθiだけ回転させる。ここで、参照信号のH偏波信号およびV偏波信号がそれぞれEsxおよびEsyである場合、参照信号回転部25の出力信号Esrx、Esryは、(5)式で表される。なお、Esx、Esy、Esrx、Esryは、それぞれ電界強度と光位相を表現する複素数である。
S14において、特徴抽出部27は、送信ノード100と光ネットワーク装置1との間の伝送路上の位置を変えながら、モニタ信号と参照信号との相関値を計算する。伝送路上の位置は、上述したように、分散補償量CD1、CD2の組合せで指定される。ここで、この相関値は、各位置における光信号のパワーを表す。よって、特徴抽出部27は、伝送路上の複数の位置における光信号のパワーを計算する。なお、特徴抽出部27は、θ軸方向の偏波成分および/または直交軸方向の偏波成分の光パワーを計算する。すなわち、特徴抽出部27は、伝送路上の複数の位置において、光信号のθ軸方向のパワーおよび/または直交軸方向のパワーを計算する。なお、以下の記載では、光信号のパワーを計算する位置を「測定位置」と呼ぶことがある。
In S14, the
たとえば、図13(a)に示すように、送信ノード100および光ネットワーク装置1は、5kmの光ファイバで接続されているものとする。この光ファイバの波長分散は、20ps/nm/kmである。すなわち、送信ノード100と光ネットワーク装置1との間の伝送路の総波長分散は100ps/nmである。
For example, as shown in FIG. 13A, it is assumed that the
特徴抽出部27は、送信ノード100を基準として0km(即ち、送信端)、1km、2km、3km、4km、5km(即ち、受信端)の位置における相関値を計算する。ここで、伝送路上の各位置は、波長分散CD1、CD2の組合せで表される。例えば、送信ノード100から光ネットワーク装置1に向って1km進んだ位置は、「CD1=80、CD2=20」で表される。また、送信ノード100から光ネットワーク装置1に向って2km進んだ位置は、「CD1=60、CD2=40」で表される。この結果、例えば、回転量制御部26により設定される回転量が「θ0」であるときは、特徴抽出部27は、図13(b)に示す相関値C00~C50を得る。なお、C00、C10、C20、C30、C40、C50は、それぞれ、回転量がθ0であるときに送信ノード100から光ネットワーク装置1に向って0km、1km、2km、3km、4km、5km進んだ位置に対応する相関値(すなわち、光信号のパワー)を表す。なお、偏波依存損失が無いものとすると、伝送路上の光信号のパワーは、図13(a)に示すように、伝送距離に応じてほぼ直線的に緩やかに減衰していくことになる。このように、S14において、1つの回転量θiに対するパワープロファイルが生成される。
The
S15において、特徴抽出部27は、すべての回転量(θ0~θN)についてそれぞれパワープロファイルを作成したか否かを判定する。そして、パワープロファイルを作成していない回転量が残っていれば、特徴抽出部27の処理はS12に戻る。即ち、特徴抽出部27は、各回転量に対してそれぞれパワープロファイルを作成する。これにより、図13(b)に示すように、各回転量θ0~θ4に対して、伝送路上の複数の測定位置に対応する光パワーが得られる。このとき、特徴抽出部27は、θ軸方向の偏波成分および/または直交軸方向の偏波成分についてパワープロファイルを作成する。なお、図13(b)に示す例では、フローチャート内で使用される定数Nは4である。
In S15, the
S21において、位置特定部28は、測定位置kについて、最大パワー値と最小パワー値との差分(dk)を計算する。例えば、位置X2に対してS21の処理が実行されるときには、位置特定部28は、相関値C20~C24の中から、最大値および最小値を抽出する。そして、位置特定部28は、抽出した最大値と最小値との差分を計算する。すなわち、最大パワー値と最小パワー値との差分を表すパワー差dkが計算される。なお、S21で計算される最大パワー値と最小パワー値との差分(又は、複数の相関値の中から抽出した最大値と最小値との差分)は、評価値の変動量の一例である。
In S21, the
ここで、位置X2の送信側で偏波依存損失が発生している場合、光信号の偏波の角度によっては、位置X2において検出される光信号のパワーが低下することがある。例えば、偏波多重光信号を構成する1組の光信号のうちの一方の偏波の方向が、偏波依存損失が発生する方向と一致または略一致するときは、その光信号のパワーが低下する。よって、偏波依存損失が発生しているときは、モニタ信号および参照信号を表す電界情報信号をそれぞれ回転させると、位置X2において検出される光信号のパワーの変動量が大きくなる。したがって、モニタ信号および参照信号を回転させたときに光信号のパワーを表す相関値C20~C24の変動量が大きいときは、位置X2の送信側で偏波依存損失が発生していると推定される。すなわち、相関値C20~C24の中の最大値と最小値との差分が大きいときは、位置X2の送信側で偏波依存損失が発生していると推定される。 Here, when a polarization-dependent loss occurs on the transmitting side of the position X2, the power of the optical signal detected at the position X2 may decrease depending on the angle of polarization of the optical signal. For example, when the direction of polarization of one of a set of optical signals constituting a polarization-multiplexed optical signal coincides with or substantially coincides with the direction in which polarization-dependent loss occurs, the power of the optical signal decreases. do. Therefore, when the polarization-dependent loss is generated, if the electric field information signal representing the monitor signal and the reference signal is rotated, the amount of fluctuation in the power of the optical signal detected at the position X2 becomes large. Therefore, when the fluctuation amount of the correlation values C20 to C24 representing the power of the optical signal is large when the monitor signal and the reference signal are rotated, it is estimated that the polarization-dependent loss occurs on the transmitting side of the position X2. To. That is, when the difference between the maximum value and the minimum value among the correlation values C20 to C24 is large, it is estimated that the polarization-dependent loss occurs on the transmitting side of the position X2.
なお、各測定位置に対して回転演算の回転量を所定の範囲内で変えたときに得られる相関値の最大値と最小値との差分は、偏波多重光信号を構成する1組の信号のうちの一方の信号(例えば、X偏波信号)がPDL軸方向に設定され、他方の信号(例えば、Y偏波信号)が直交軸方向に設定されたときの、2つの信号のパワー差に相当する。したがって、S21で計算されるパワー差は、偏波依存損失に起因して発生する偏波間のパワー差に相当する。 The difference between the maximum value and the minimum value of the correlation value obtained when the rotation amount of the rotation calculation is changed within a predetermined range for each measurement position is a set of signals constituting the polarization multiplex optical signal. The power difference between the two signals when one of the signals (eg, the X polarization signal) is set in the PDL axis direction and the other signal (eg, the Y polarization signal) is set in the orthogonal axis direction. Corresponds to. Therefore, the power difference calculated in S21 corresponds to the power difference between the polarizations caused by the polarization-dependent loss.
S22において、位置特定部28は、測定位置kに対して計算されたパワー差dkと、測定位置k-1に対して先に得られているパワー差dk-1との差分(ddk)を計算する。測定位置k-1は、測定位置kの送信側に隣接する測定位置を表す。
In S22, the
S23は、全ての測定位置に対してS21~S22を実行するために設けられている。そして、全ての測定位置に対してS21~S22の処理が終了すると、位置特定部28の処理はS24に進む。
S23 is provided to execute S21 to S22 for all measurement positions. Then, when the processing of S21 to S22 is completed for all the measurement positions, the processing of the
S24において、位置特定部28は、差分ddkが閾値より大きい測定位置kを抽出する。ここで、測定位置kに対して計算される差分ddkが閾値より大きいときは、位置特定部28は、測定位置kと測定位置k-1との間の偏波依存損失が発生していると判定する。この後、位置特定部28は、S25において、偏波依存損失が発生していると推定される位置(実際には、偏波依存損失が発生していると推定される範囲)を表す情報を出力する。位置特定部28から出力される位置情報は、例えば、サーバコンピュータに保存される。この場合、ネットワーク管理者は、このサーバコンピュータを利用して伝送路の状態を調べることができる。なお、差分ddkが閾値より小さいときは、位置特定部28は、隣接測定位置と対象測定位置との間で発生している偏波依存損失が発生していないと判定する。この場合、位置特定部28は、偏波依存損失が発生していないことを表す情報を出力してもよい。
In S24, the
S24の閾値は、ゼロであってもよい。ただし、この閾値がゼロ(または、ゼロに近い値)であるときは、雑音等に起因して誤った判定結果が生じることがある。よって、この閾値は、雑音等を考慮して、所定の正の値を設定することが好ましい。 The threshold value of S24 may be zero. However, when this threshold value is zero (or a value close to zero), an erroneous determination result may occur due to noise or the like. Therefore, it is preferable to set a predetermined positive value for this threshold value in consideration of noise and the like.
図14は、位置特定部28の一例を示す。位置特定部28は、パワープロファイル保存部28a、複数の差分計算部28b(#0~#K)、変化点探索部28cを備える。パワープロファイル保存部28aは、特徴抽出部27により生成されるパワープロファイルを保存する。パワープロファイルは、図13(b)に示すように、位置および回転量の組合せに対して光パワー値(または、相関値)を表す。複数の差分計算部28bは、伝送路上の複数の測定位置に対応してそれぞれ設けられる。各差分計算部28bは、対応する測定位置について得られている複数の光パワー値を取得し、それらのうちから最大パワー値および最小パワー値を抽出する。そして、各差分計算部28bは、最大パワー値と最小パワー値との差分を表すパワー差を計算する。なお、各差分計算部28bにより計算されるパワー差は、対応する位置における偏波依存損失に相当する。また、各差分計算部28bの処理は、図12に示すS21に相当する。
FIG. 14 shows an example of the
変化点探索部28cは、差分計算部28bにより得られるパワー差(d1、d2、・・・dN)を、送信ノード100からの伝送距離に基づいて順番に並べる。そして、変化点探索部28cは、互いに隣接する測定位置間でのパワー差の変化が閾値より大きい位置を探索する。例えば、図13(a)において、位置X1に対して得られるパワー差d1(即ち、位置X1で検出されるPDL)と位置X2に対して得られる差分値d2(即ち、位置X2で検出されるPDL)との差分dd2が閾値より大きいときは、変化点探索部28cは、位置X1と位置X2との間で偏波依存損失が発生していると判定する。
The change
図15は、偏波依存損失が発生している位置を特定する方法の一例を示す。この実施例では、モニタ信号および参照信号の偏波回転量がθ1、θ2、θ3である。ここでは、特徴抽出部27により得られる相関値を「パワー値」と呼ぶことがある。
FIG. 15 shows an example of a method for identifying the position where the polarization-dependent loss occurs. In this embodiment, the polarization rotation amounts of the monitor signal and the reference signal are θ1, θ2, and θ3. Here, the correlation value obtained by the
図15(a)は、回転量がθ1であるときに、位置X1~X3対して計算されるパワー値C11~C31を示す。同様に、図15(b)は、回転量がθ2であるときに、位置X1~X3対して計算されるパワー値C12~C32を示す。図15(c)は、回転量がθ3であるときに、位置X1~X3対して計算されるパワー値C13~C33を示す。そして、位置特定部28は、各測定位置(ここでは、X1~X3)対して計算されているパワー値を利用して、偏波依存損失が発生しているか否かを判定する。
FIG. 15A shows the power values C11 to C31 calculated for the positions X1 to X3 when the rotation amount is θ1. Similarly, FIG. 15B shows power values C12 to C32 calculated for positions X1 to X3 when the amount of rotation is θ2. FIG. 15C shows the power values C13 to C33 calculated for the positions X1 to X3 when the rotation amount is θ3. Then, the
位置X1おいては、回転量θ1、θ2、θ3に対してそれぞれパワー値C11、C12、C13が得られている。この実施例では、パワー値C11、C12、C13は、互いにほぼ同じである。この場合、最大パワー値と最小パワー値との差分(すなわち、パワー差d1)がほぼゼロなので、偏波依存損失が発生していないと判定される。 At the position X1, the power values C11, C12, and C13 are obtained for the rotation amounts θ1, θ2, and θ3, respectively. In this embodiment, the power values C11, C12, and C13 are substantially the same as each other. In this case, since the difference between the maximum power value and the minimum power value (that is, the power difference d1) is almost zero, it is determined that the polarization-dependent loss has not occurred.
位置X2おいては、回転量θ1、θ2、θ3に対してそれぞれパワー値C21、C22、C23が得られている。この実施例では、パワー値C21、C23は互いにほぼ同じであるが、パワー値C22は他のパワー値より小さくなっている。そして、位置X2において得られる最大パワー値と最小パワー値との差分(すなわち、パワー差d2)は、位置X1において得られるパワー差d1大きくなる。すなわち、位置X2において得られるパワー差d2は、位置X2の送信側に隣接する測定位置において得られるパワー差d1より大きい。したがって、S24において「位置X2」が抽出される。 At the position X2, the power values C21, C22, and C23 are obtained for the rotation amounts θ1, θ2, and θ3, respectively. In this embodiment, the power values C21 and C23 are substantially the same as each other, but the power value C22 is smaller than the other power values. Then, the difference between the maximum power value and the minimum power value obtained at the position X2 (that is, the power difference d2) becomes larger than the power difference d1 obtained at the position X1. That is, the power difference d2 obtained at the position X2 is larger than the power difference d1 obtained at the measurement position adjacent to the transmitting side of the position X2. Therefore, "position X2" is extracted in S24.
位置X3おいては、回転量θ1、θ2、θ3に対してそれぞれパワー値C31、C32、C33が得られている。この実施例では、パワー値C31、C33は互いにほぼ同じであるが、パワー値C32は他のパワー値より小さくなっている。ただし、位置X3において得られる最大パワー値と最小パワー値との差分(すなわち、パワー差d3)は、位置X2において得られるパワー差d2とほぼ同じである。したがって、S24において「位置X3」は抽出されない。この結果、図15に示すケースでは、位置X1と位置X2との間で偏波依存損失が発生していると判定される。 At the position X3, the power values C31, C32, and C33 are obtained for the rotation amounts θ1, θ2, and θ3, respectively. In this embodiment, the power values C31 and C33 are substantially the same as each other, but the power value C32 is smaller than the other power values. However, the difference between the maximum power value and the minimum power value obtained at the position X3 (that is, the power difference d3) is almost the same as the power difference d2 obtained at the position X2. Therefore, "position X3" is not extracted in S24. As a result, in the case shown in FIG. 15, it is determined that the polarization-dependent loss occurs between the position X1 and the position X2.
図16は、偏波依存損失が発生している位置を特定する方法の他の例を示す。この実施例でも、図13(a)に示すように、送信ノード100および光ネットワーク装置1は、5kmの光ファイバで接続されている。そして、図16に示す測定結果が得られている。なお、図16に示す値は、位置および回転量θの組合せに対して得られる相関値(又は、光信号の光パワー)を表す。以下の記載では、図16に示す値を「評価値」と呼ぶことがある。また、図16に示す「差分」は、測定位置ごとに計算される評価値の中の最大値と最小値との差分を表す。
FIG. 16 shows another example of how to identify the location where the polarization dependent loss is occurring. Also in this embodiment, as shown in FIG. 13A, the
位置X0においては、最大評価値および最小評価値はそれぞれ「81」および「80」であり、差分d0は「1」である。また、位置X1においては、最大評価値および最小評価値はそれぞれ「71」および「69」であり、差分d1は「2」である。ここで、この例では、S24の閾値は「5」であるものとする。そうすると、差分d1から差分d0を引算した結果は、閾値より小さい。よって、位置特定部28は、位置X1より送信側で偏波依存損失は発生していないと判定する。
At position X0, the maximum and minimum evaluation values are "81" and "80", respectively, and the difference d0 is "1". Further, at the position X1, the maximum evaluation value and the minimum evaluation value are “71” and “69”, respectively, and the difference d1 is “2”. Here, in this example, it is assumed that the threshold value of S24 is “5”. Then, the result of subtracting the difference d0 from the difference d1 is smaller than the threshold value. Therefore, the
位置X2においては、最大評価値および最小評価値はそれぞれ「60」および「50」であり、差分d2は「10」である。ここで、差分d2から差分d1を引算した結果は、「8」であり、閾値より大きい。よって、この場合、位置特定部28は、位置X1と位置X2との間で偏波依存損失が発生していると判定する。
At position X2, the maximum and minimum evaluation values are "60" and "50", respectively, and the difference d2 is "10". Here, the result of subtracting the difference d1 from the difference d2 is "8", which is larger than the threshold value. Therefore, in this case, the
位置X3においては、最大評価値および最小評価値はそれぞれ「50」および「40」であり、差分d3は「10」である。ただし、差分d3から差分d2を引算した結果は、「0」であり、閾値より小さい。よって、位置特定部28は、位置X2と位置X3との間で偏波依存損失が発生していないと判定する。以下、位置X4、X5についても、位置X3と同様の判定結果が得られる。
At position X3, the maximum and minimum evaluation values are "50" and "40", respectively, and the difference d3 is "10". However, the result of subtracting the difference d2 from the difference d3 is "0", which is smaller than the threshold value. Therefore, the
このように、光ネットワーク装置1は、受信光信号の電界情報を解析することにより、偏波依存損失が発生している位置を特定できる。したがって、偏波依存損失が発生している位置の特定に必要な労力および/または時間を削減できる。
In this way, the
なお、図5に示す方法でも、受信光信号の電界情報を解析することにより、偏波依存損失が発生している位置を特定できる。ところが、図5に示す方法では、送信ノード200において光信号の偏波を実際に回転させる。そして、光ネットワーク装置300は、光信号の偏波の回転量が一定の値に保持されているときに受信光信号の電界情報を取得することで偏波依存損失を推定する。このため、図5に示す方法では、偏波依存損失が発生している位置を特定するために要する時間が長くなってしまう。これに対して、本発明の実施形態においては、光信号の偏波を実際に回転させることなく、受信光信号の電界情報に対して回転変換を行うことで偏波依存損失を検出できる。したがって、本発明の実施形態によれば、図5に示す方法よりも、偏波依存損失の発生位置を特定するために要する時間を短くできる。
Also in the method shown in FIG. 5, the position where the polarization-dependent loss occurs can be specified by analyzing the electric field information of the received optical signal. However, in the method shown in FIG. 5, the polarization of the optical signal is actually rotated in the
図17は、複数のスパンで構成される光伝送システムの一例を示す。この実施例では、送信ノード(Tx)100と光ネットワーク装置(Rx)1との間の伝送路の長さが14kmであり、位置X5および位置X10にそれぞれ光アンプが実装されている。そして、位置X6と位置X7との間で局所的な偏波依存損失が発生している。 FIG. 17 shows an example of an optical transmission system composed of a plurality of spans. In this embodiment, the length of the transmission line between the transmission node (Tx) 100 and the optical network device (Rx) 1 is 14 km, and optical amplifiers are mounted at positions X5 and X10, respectively. Then, a local polarization-dependent loss occurs between the position X6 and the position X7.
光ネットワーク装置1は、受信光信号の電界情報に基づいて、各測定位置(X1~X14)の光パワーを測定する。そして、光ネットワーク装置1は、隣接する測定位置の間でのパワーの変化に基づいて、偏波依存損失が発生している位置を推定する。よって、光伝送システムのスパンの数によらず、同じ方法で偏波依存損失が発生している位置を推定できる。
The
図18は、光ネットワーク装置1の処理を模式的に示す。なお、上述したように、送信ノード100は、偏波多重光信号を生成して送信する。偏波多重光信号の電界はEsx、Esyで表される。EsxおよびEsyは、互いに直交している。
FIG. 18 schematically shows the processing of the
偏波多重光信号の偏波は、光伝送路において回転する。また、偏波多重光信号は、伝送路において偏波依存損失の影響を受ける。そして、光ネットワーク装置1のコヒーレント受信器11は、電界情報Ex0、Ey0を生成する。
The polarization of the polarization multiplex optical signal rotates in the optical transmission line. Further, the polarization-dependent optical signal is affected by the polarization-dependent loss in the transmission line. Then, the
適応等化器13bは、コヒーレント受信器11の出力信号を補正することにより、偏波多重光信号の電界を表す電界情報信号を互いに直交する第1の偏波成分Exと第2の偏波成分Eyとに分離する。なお、この実施例では、Ex、Eyは、モニタ信号として使用される。
The
識別器13dは、適応等化器13bの出力信号に基づいて送信データを再生する。そして、送信波形再構成部23は、再生された送信データをマッピングすることにより、電界情報を生成する。この電界情報は、送信ノード100において生成される偏波多重光信号の電界と実質的に同じである。すなわち、電界情報Esx、Esyが再構成される。尚、この実施例では、再構成されたEsx、Esyは、参照信号として使用される。
The
モニタ信号回転部24は、偏波平面座標系の原点を中心にモニタ信号(Ex、Ey)をθだけ回転させることにより電界情報Erx、Eryを生成する。同様に、参照信号回転部25は、偏波平面座標系の原点を中心に参照信号(Esx、Esy)をθだけ回転させることにより電界情報Esrx、Esryを生成する。回転量θは、回転量制御部26により指定される。特徴抽出部27は、回転変換後のモニタ信号(Erx、Ery)と回転変換後の参照信号(Esrx、Esry)との相関を計算することにより、回転量θごとに光パワーを計算する。特徴抽出部27は、回転変換後のモニタ信号の偏波成分Erxと回転変換後の参照信号の偏波成分Esrxとの相関を計算することで、X偏波信号の光パワーを計算してもよい。また、特徴抽出部27は、回転変換後のモニタ信号の偏波成分Eryと回転変換後の参照信号の偏波成分Esryとの相関を計算することで、Y偏波信号の光パワーを計算してもよい。このとき、光パワーは、伝送路上の複数の測定位置に対してそれぞれ計算される。この結果、回転量θごとのパワープロファイルが作成される。また、X偏波信号およびY偏波信号それぞれについて、回転量θごとのパワープロファイルが作成される。
The monitor
なお、図12に示すフローチャートは、1つの実施例であり、本発明はこの手順に限定されない。例えば、図12に示すフローチャートでは、最大パワー値と最小パワー値との差分に基づいて偏波依存損失を検出するが、最大パワー値と最小パワー値との比に基づいて偏波依存損失を検出してもよい。或いは、X偏波信号の光パワーとY偏波信号の光パワーとの差分をモニタしてもよい。 The flowchart shown in FIG. 12 is an embodiment, and the present invention is not limited to this procedure. For example, in the flowchart shown in FIG. 12, the polarization-dependent loss is detected based on the difference between the maximum power value and the minimum power value, but the polarization-dependent loss is detected based on the ratio between the maximum power value and the minimum power value. You may. Alternatively, the difference between the optical power of the X-polarized signal and the optical power of the Y-polarized signal may be monitored.
また、図12に示すフローチャートは、1つのシンボルに対して実行されるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。すなわち、伝送路上の雑音を考慮すると、複数のシンボルに対して相関値(すなわち、光パワー)を計算し、それらの平均に基づいて偏波依存損失の発生位置を特定することが好ましい。 Further, the flowchart shown in FIG. 12 is executed for one symbol, but the present invention is not limited to this method. That is, considering the noise on the transmission path, it is preferable to calculate the correlation value (that is, optical power) for a plurality of symbols and specify the position where the polarization-dependent loss occurs based on the average of them.
さらに、図9に示す構成では、モニタ信号は、固定等化器13a(及び、適応等化器13b)により分散が補償された光信号の電界を表す。他方、特徴抽出部27は、受信光信号に付加されている分散を利用して伝送路上の位置を指定する。よって、光ネットワーク装置1は、モニタ信号回転部24の入力側または出力側に、固定等化器13aにおいて補償された分散を付加する機能を備えてもよい。
Further, in the configuration shown in FIG. 9, the monitor signal represents the electric field of the optical signal whose dispersion is compensated by the fixed
デジタル信号処理部13、モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、回転量制御部26、特徴抽出部27、および位置特定部28は、例えば、1または複数のプロセッサで実現される。この場合、デジタル信号処理部13、モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、回転量制御部26、特徴抽出部27、および位置特定部28の機能を記述したプログラムが不図示のメモリに格納される。そして、プロセッサがそのプログラムを実行することより、デジタル信号処理部13、モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、回転量制御部26、特徴抽出部27、および位置特定部28の機能が提供される。なお、これらの機能は、ASICまたはFPGA等で実現してもよい。また、これらの機能は、ソフトウェアとハードウェア回路の組合せで実現してもよい。
The digital
<バリエーション>
図19は、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置の第1のバリエーションを示す。なお、図19においては、図9に示すコヒーレント受信器11およびデジタル信号処理部13は省略されている。
<Variations>
FIG. 19 shows a first variation of the optical network device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 19, the
光ネットワーク装置1Bは、複数の計算部30(#1~#N)を備える。各計算部30は、モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、および特徴抽出部27を備える。モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、および特徴抽出部27は、図9および図19において実質的に同じである。よって、計算部30は、モニタ信号および参照信号に対して回転変換を行う。そして、計算部30は、回転変換後のモニタ信号との参照信号との相関値を計算することで、各測定位置における光パワーを計算する。
The
計算部30は、回転変換の回転量ごとに設けられる。例えば、計算部30#1は回転量θ1の変換を実行し、計算部30#2は回転量θ2の変換を実行する。よって、ゼロ~180度の範囲で10度ごとに光パワーを計算する場合、19個の計算部30が並列に実装される。ここで、偏波依存損失の発生位置を特定する処理の負荷の大部分は、特徴抽出部がパワープロファイルを作成する処理の負荷である。よって、N個の計算部30を並列に実装することで、演算時間が約N分の1に短縮される。例えば、光ネットワーク装置1Bにおいては、複数の計算部30によりS12~S14の処理が並列に実行される。なお、複数の計算部30は、例えば、各計算部30にCPUコアを割り当てることで実現してもよい。また、各計算部30の回転量θは、それぞれ予め決められているので、光ネットワーク装置1Bは、回転量制御部26を備える必要はない。
The
図20は、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置の第2のバリエーションを示す。図9に示す光ネットワーク装置1においては、適応等化器13bの出力信号がモニタ信号として使用される。一方、図20に示す光ネットワーク装置1Cにおいては、固定等化器13aの出力信号がモニタ信号として使用される。すなわち、適応等化器13bにより処理される前の電界情報信号がモニタ信号として使用される。
FIG. 20 shows a second variation of the optical network device according to the embodiment of the present invention. In the
ここで、適応等化器13bは、伝送路で発生した偏波回転を補正する。すなわち、第2のバリエーションでは、偏波回転が補正されていないモニタ信号が生成される。よって、光ネットワーク装置1Cは、偏波回転補正部41を備える。偏波回転補正部41は、モニタ信号に対して、伝送路で発生した偏波回転の補正を行う。このとき、偏波回転補正部41は、適応等化器13bにおいて使用されるパラメータを取得し、そのパラメータに基づいて偏波回転を補正してもよい。例えば、適応等化器13bがデジタルフィルタで実現されている場合、偏波回転の補正量を表すパラメータは、デジタルフィルタのタップ係数に相当する。この場合、偏波回転補正部41は、適応等化器13bからタップ係数を取得して偏波回転を補正する。或いは、偏波回転補正部41は、モニタ信号の偏波を少しずつ回転させながら、偏波回転前の参照信号との間の相関値を計算し、その相関値が最大となる回転量でモニタ信号の偏波を補正してもよい。
Here, the
さらに、偏波回転補正部41は、偏波回転の補正量を決定し、決定した補正量をモニタ信号回転部24に通知してもよい。この場合、モニタ信号回転部24は、回転量制御部26から通知される回転量θに、偏波回転補正部41が決定した補正量を加算して、偏波の回転演算を実行する。
Further, the polarization
ところで、適応等化器13bは、偏波回転の補正だけでなく、残留分散の補償も行う。このとき、受信光信号の電界情報信号中の非線形歪成分が影響を受ける。他方、特徴抽出部27は、受信光信号の電界情報信号中の非線形歪成分を利用して伝送路上の所望の位置における光パワーを計算する。このため、図9に示す構成では、非線形歪成分が補正された電界情報に基づいて光パワーが計算される。これに対して、図20に示す第2のバリエーションでは、非線形歪成分が補正されていない電界情報を利用して光パワーが計算される。よって、図9に示す構成と比べて、図20に示す第2のバリエーションによれば、光パワーの計算精度の向上が期待される。
By the way, the
図21は、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置の第3のバリエーションを示す。図9に示す光ネットワーク装置1においては、適応等化器13bの出力信号がモニタ信号として使用される。一方、図21に示す光ネットワーク装置1Dにおいては、コヒーレント受信器11の出力信号がモニタ信号として使用される。すなわち、固定等化器13aおよび適応等化器13bにより処理される前の電界情報信号がモニタ信号として使用される。
FIG. 21 shows a third variation of the optical network device according to the embodiment of the present invention. In the
光ネットワーク装置1Dは、図9に示す構成に加えて、偏波回転補正部41および分散補償部42を備える。偏波回転補正部41は、図20および図21において実質的に同じなので、説明を省略する。
In addition to the configuration shown in FIG. 9, the
分散補償部42の構成および機能は、固定等化器13aと実質的に同じである。即ち、固定等化器13aおよび分散補償部42は、既知の波形劣化成分(例えば、伝送路の波長分散)を補償する。ただし、固定等化器13aは、連続する入力信号をリアルタイムで処理する必要がある。よって、固定等化器13aによる補償処理の精度は、必ずしも高くない。これに対して、分散補償部42は、モニタ信号保存部21に保存されている信号を処理する。ここで、偏波依存損失をモニタする処理は、必ずしもリアルタイムで実行する必要はない。すなわち、固定等化器13aと比較して、分散補償部42は、シンボル当りの処理時間を長くすることができる。このため、分散補償部42は、固定等化器13aより高い精度で分散を補償できる。例えば、分散補償部42において、周波数解像度を高くしてもよいし、デジタルフィルタのタップ数を多くしてもよい。したがって、精度のよいモニタ信号(すなわち、受信光信号の電界情報)が得られるので、偏波依存損失の発生位置を精度よく特定できる。
The configuration and function of the
図22は、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置の第4のバリエーションを示す。なお、図22においては、特徴抽出部および特徴抽出部に接続する機能のみが描かれており、他の回路または機能は省略されている。 FIG. 22 shows a fourth variation of the optical network device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 22, only the feature extraction unit and the function connected to the feature extraction unit are drawn, and other circuits or functions are omitted.
第4のバリエーションにおいては、特徴抽出部27の中にモニタ信号回転部24および参照信号回転部25が実装される。そして、モニタ信号は、第1の分散補償部16a、非線形補償部16b、第2の分散補償部16cにより補償された後に、モニタ信号回転部24において処理される。なお、補償処理の後に回転演算を行う方法および回転演算の後に補償処理を行う方法は、互いに数学的に等価である。
In the fourth variation, the monitor
<第2の実施形態>
上述したように、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置は、受信光信号を利用して光伝送路上のパワープロファイルを作成し、光パワーが急激に変化する位置を特定することで偏波依存損失が発生している位置を推定する。ただし、図6~図22を参照して説明した実施形態(以下、「第1の実施形態」と呼ぶことがある。)では、偏波依存損失の発生を精度よく検出できないことがある。
<Second embodiment>
As described above, the optical network device according to the embodiment of the present invention is polarization-dependent by creating a power profile on an optical transmission path using a received optical signal and specifying a position where the optical power changes abruptly. Estimate the location where the loss is occurring. However, in the embodiment described with reference to FIGS. 6 to 22 (hereinafter, may be referred to as “first embodiment”), the occurrence of polarization-dependent loss may not be detected accurately.
図23は、送信ノードから出力される光信号のパワーの変化の一例を示す。光信号のパワーは、送信ノードからの伝送距離が大きくなるにつれて小さくなる。図23(a)に示す例では、送信ノードから1mWの光信号が送信され、伝送距離が大きくなるにつれて光パワーが徐々に小さくなっている。 FIG. 23 shows an example of a change in the power of an optical signal output from a transmitting node. The power of the optical signal decreases as the transmission distance from the transmitting node increases. In the example shown in FIG. 23A, an optical signal of 1 mW is transmitted from the transmission node, and the optical power gradually decreases as the transmission distance increases.
光伝送路上で偏波依存損失が発生する場合、損失が発生する方向における光パワーは、図23(b)に示すように、急激に低下する。そして、第1の実施形態では、光ネットワーク装置1は、所定の間隔で光信号のパワーを計算し、光パワーが急激に変化する位置を特定することで偏波依存損失が発生している位置を推定する。
When a polarization-dependent loss occurs on the optical transmission path, the optical power in the direction in which the loss occurs drops sharply as shown in FIG. 23 (b). Then, in the first embodiment, the
これに対して、光信号のパワーが小さくなっている位置で偏波依存損失が発生するケースでは、図23(c)に示すように、偏波依存損失に起因する光パワーの変化量ΔPも小さい。ここで、光伝送路を伝搬する光信号は雑音を含んでいる。このため、偏波依存損失に起因する光パワーの変化量ΔPが小さいときは、光ネットワーク装置1は、偏波依存損失の発生を精度よく検出できないことがある。
On the other hand, in the case where the polarization-dependent loss occurs at the position where the power of the optical signal is small, the amount of change ΔP of the optical power due to the polarization-dependent loss is also as shown in FIG. 23 (c). small. Here, the optical signal propagating in the optical transmission line contains noise. Therefore, when the amount of change ΔP of the optical power due to the polarization-dependent loss is small, the
他方、長距離伝送を実現する光伝送システムにおいては、送信ノードと受信ノードとの間に1または複数の光アンプが実装される。図24に示す例では、送信ノードと受信ノードとの間に2個の光アンプが実装されている。そして、光アンプが実装されている位置で光パワーがピークを有し、光アンプからの伝送距離が大きくなるにつれて光パワーが徐々に低下していく。なお、以下の記載では、各光アンプにより発生する光パワーのピークから隣接する光アンプにより発生する光パワーのピークまでの区間を「スパン」と呼ぶことがある。 On the other hand, in an optical transmission system that realizes long-distance transmission, one or more optical amplifiers are mounted between a transmission node and a reception node. In the example shown in FIG. 24, two optical amplifiers are mounted between the transmitting node and the receiving node. Then, the optical power has a peak at the position where the optical amplifier is mounted, and the optical power gradually decreases as the transmission distance from the optical amplifier increases. In the following description, the section from the peak of the optical power generated by each optical amplifier to the peak of the optical power generated by the adjacent optical amplifier may be referred to as "span".
ここで、光伝送路上で偏波依存損失が発生するものとする。図24に示す例では、光アンプの受信ポートにおいて、X偏波信号の光パワーが0.1mWであり、Y偏波信号の光パワーが0.05mWである。この場合、偏波間のパワー差が小さいので、偏波依存損失を検出することは困難である。 Here, it is assumed that a polarization-dependent loss occurs on the optical transmission path. In the example shown in FIG. 24, the optical power of the X-polarized signal is 0.1 mW and the optical power of the Y-polarized signal is 0.05 mW at the receiving port of the optical amplifier. In this case, it is difficult to detect the polarization-dependent loss because the power difference between the polarizations is small.
ただし、ノード間で偏波多重光信号が伝送される場合、光アンプは、通常、偏波を分離することなくX偏波信号およびY偏波信号を増幅する。この結果、例えば、光アンプの出力ポートにおいて、X偏波信号の光パワーは1mWに増幅され、Y偏波信号の光パワーは0.5mWに増幅される。この場合、偏波間のパワー差が十分に大きく、偏波依存損失を容易に検出することができる。 However, when the polarization multiplex optical signal is transmitted between the nodes, the optical amplifier usually amplifies the X polarization signal and the Y polarization signal without separating the polarization. As a result, for example, in the output port of the optical amplifier, the optical power of the X-polarized signal is amplified to 1 mW, and the optical power of the Y-polarized signal is amplified to 0.5 mW. In this case, the power difference between the polarizations is sufficiently large, and the polarization-dependent loss can be easily detected.
そこで、第2の実施形態の光ネットワーク装置は、送信ノードと受信ノードとの間に1または複数の光アンプが実装される光伝送システムにおいて、光信号のパワーがピークを有する地点における光の状態に基づいて偏波依存損失の発生を推定する。なお、この方法によれば、偏波依存損失の検出の精度はスパン単位である。すなわち、複数のスパンのうちのどのスパンにおいて偏波依存損失が発生しているのかが検出される。 Therefore, the optical network device of the second embodiment is a state of light at a point where the power of an optical signal has a peak in an optical transmission system in which one or more optical amplifiers are mounted between a transmitting node and a receiving node. Estimate the occurrence of polarization-dependent loss based on. According to this method, the accuracy of detecting the polarization-dependent loss is in span units. That is, it is detected in which of the plurality of spans the polarization-dependent loss occurs.
図25は、本発明の第2の実施形態に係わる光ネットワーク装置の一例を示す。本発明の第2の実施形態に係わる光ネットワーク装置2の構成は、図8に示す光ネットワーク装置1とほぼ同じである。すなわち、光ネットワーク装置2は、コヒーレント受信器11、デジタル信号処理部13、モニタ信号回転部24、参照信号回転部25、回転量制御部26、特徴抽出部27を備える。ただし、光ネットワーク装置2は、図8に示す位置特定部28の代わりに、スパン特定部51を備える。
FIG. 25 shows an example of an optical network device according to a second embodiment of the present invention. The configuration of the
スパン特定部51は、位置特定部28と同様に、特徴抽出部27により生成されるパワープロファイルに基づいて偏波依存損失の発生場所を特定する。したがって、スパン特定部51は、位置特定部28の一例またはバリエーションである。ただし、スパン特定部51は、スパン単位で偏波依存損失の発生場所を特定する。即ち、スパン特定部51は、光伝送路上に設けられる光アンプの位置に基づいて光伝送路を分割することで複数のスパンを設定し、複数のスパンのうちのどのスパンにおいて偏波依存損失が発生しているのかを検出する。
Similar to the
図26は、スパン特定部51の一例を示す。この実施例では、スパン特定部51は、パワープロファイル保存部51a、ピーク検出部51b、パワー差計算部51c、および判定部51dを備える。
FIG. 26 shows an example of the
パワープロファイル保存部51aは、特徴抽出部27により生成されるパワープロファイルを保存する。ピーク検出部51bは、パワープロファイルに基づいて、光伝送路上で光信号のパワーのピークが現れる位置を検出する。以下の記載では、この位置を「ピーク位置」と呼ぶことがある。パワー差計算部51cは、各ピーク位置において、各偏波回転量に対してX偏波信号のパワーとY偏波信号のパワーとの差分を計算する。このとき、パワー差計算部51cは、各ピーク位置において、X偏波信号のパワーとY偏波信号のパワーとの差分の最大値を求めてもよい。判定部51dは、所定の閾値より大きいパワー差が検出されたときに、そのパワー差が検出されたピーク位置を含むスパンにおいて偏波依存損失が発生していると推定する。
The power
図27は、スパンおよびパワープロファイルの一例を示す。尚、光伝送路上の位置(即ち、送信ノードからの伝送距離)は、図3または図13を参照して説明したように、分散補償量で表される。この実施例では、光伝送路上の位置は、図1に示す第2の分散補償部16cにより補償される分散補償量CD2を用いて表される。例えば、光ファイバの波長分散が20ps/nm/kmである場合、「CD2=20」が「1km」に相当する。
FIG. 27 shows an example of a span and power profile. The position on the optical transmission path (that is, the transmission distance from the transmission node) is represented by a dispersion compensation amount as described with reference to FIG. 3 or FIG. In this embodiment, the position on the optical transmission path is represented using the dispersion compensation amount CD2 compensated by the second
図27に示す例では、「CD2=100」および「CD=200」に対応する位置にそれぞれ光アンプが実装されている。そして、光信号のパワーは、送信ノードからの伝送距離が大きくなるにつれて低下してゆき、光アンプにおいて増幅される。また、光信号のパワーは、光アンプからの伝送距離が大きくなるにつれて低下してゆく。 In the example shown in FIG. 27, optical amplifiers are mounted at positions corresponding to "CD2 = 100" and "CD = 200", respectively. Then, the power of the optical signal decreases as the transmission distance from the transmitting node increases, and is amplified in the optical amplifier. Further, the power of the optical signal decreases as the transmission distance from the optical amplifier increases.
「スパン」は、上述したように、光パワーのピークから隣接するピークまでの区間を表す。したがって、この実施例では、送信ノードと光アンプA1との間の区間がスパンS1であり、光アンプA1と光アンプA2との間の区間がスパンS2であり、光アンプA2と受信ノードとの間の区間がスパンS3である。 As described above, "span" represents the interval from the peak of optical power to the adjacent peak. Therefore, in this embodiment, the section between the transmitting node and the optical amplifier A1 is the span S1, the section between the optical amplifier A1 and the optical amplifier A2 is the span S2, and the optical amplifier A2 and the receiving node. The section between them is span S3.
図28は、図27に示す光伝送路におけるパワープロファイルの一例を示す。この例では、各測定位置P0~P15におけるX偏波信号およびY偏波信号の光パワーがそれぞれ推定されている。各測定位置は、実際には、分散補償量CD1、CD2により表される。なお、光信号のパワーは、図1~図4を参照して説明したように、波長分散および非線形歪が補償された後の受信信号(モニタ信号)と送信信号(参照信号)との相関を表す相関値から推定される。また、パワープロファイルは、複数の偏波回転量のそれぞれに対して作成される。この例では、0度、45度、90度、135度に対してそれぞれパワープロファイルが作成されている。偏波回転量は、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25による回転演算の回転量に相当する。
FIG. 28 shows an example of a power profile in the optical transmission line shown in FIG. 27. In this example, the optical powers of the X-polarized signal and the Y-polarized signal at each measurement position P0 to P15 are estimated. Each measurement position is actually represented by the dispersion compensation amounts CD1 and CD2. As described with reference to FIGS. 1 to 4, the power of the optical signal correlates with the received signal (monitor signal) and the transmitted signal (reference signal) after the wavelength dispersion and the nonlinear distortion are compensated. Estimated from the represented correlation value. Further, the power profile is created for each of the plurality of polarization rotation amounts. In this example, power profiles are created for 0 degrees, 45 degrees, 90 degrees, and 135 degrees, respectively. The polarization rotation amount corresponds to the rotation amount of the rotation calculation by the monitor
たとえば、偏波回転量がゼロであるときは、位置P0~P15におけるX偏波信号の光パワー推定値としてx00~x0fが得られ、位置P0~P15におけるY偏波信号の光パワー推定値としてy00~y0fが得られている。他の偏波回転量に対しても同様である。 For example, when the amount of rotation of polarization is zero, x00 to x0f are obtained as the estimated optical power of the X-polarized signal at positions P0 to P15, and the estimated optical power of the Y-polarized signal at positions P0 to P15. y00 to y0f are obtained. The same applies to other polarization rotation amounts.
次に、図27に示す光伝送路に対して図28に示すパワープロファイルが作成されたときのスパン特定部51の動作を説明する。なお、パワープロファイルは、特徴抽出部27により作成され、パワープロファイル保存部51aに保存されているものとする。
Next, the operation of the
ピーク検出部51bは、スパン情報に基づいて光伝送路を分割することで複数のスパンを設定する。図27に示す例では、位置P0および位置P15にそれぞれ送信ノードおよび受信ノードが実装されている。また、位置P5および位置P10にそれぞれ光アンプA1および光アンプA2が実装されている。したがって、位置P0~P5がスパンS1に相当し、位置P5~P10がスパンS2に相当し、位置P10~P15がスパンS3に相当する。なお、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置2は、受信ノードに実装される。
The
スパン情報は、この例では、光アンプA1、A2が実装されている位置を表す。また、スパン情報は、例えば、ネットワーク管理者から光ネットワーク装置2に与えられる。
The span information represents the position where the optical amplifiers A1 and A2 are mounted in this example. Further, the span information is given to the
続いて、ピーク検出部51bは、パワープロファイルに基づいて、光伝送路上で光パワーのピークが現れる位置を検出する。このとき、ピーク検出部51bは、スパン毎に、光パワーの最大値が得られる位置を特定してもよい。ただし、この実施例では、光伝送路上の位置は、分散補償量を利用して推定されるので、誤差を含む。このため、スパン毎に光パワーの最大値が得られる位置を探索する範囲は、実際のスパンに対して送信ノード側にシフトしていることが好ましい。たとえば、図27に示す例では、スパンS1に対応する探索範囲は位置P0~P4であり、スパンS2に対応する探索範囲は位置P4~P9であり、スパンS3に対応する探索範囲は位置P9~P14である。この場合、ピーク検出部51bは、スパンS1に対して、位置P0~P4の中から光パワーの最大値が得られる位置を特定し、スパンS2に対して、位置P4~P9の中から光パワーの最大値が得られる位置を特定し、スパンS3に対して、位置P9~P14の中から光パワーの最大値が得られる位置を特定する。
Subsequently, the
なお、ピーク検出部51bは、X偏波信号の光パワーに基づいてピーク位置を検出してもよいし、Y偏波信号の光パワーに基づいてピーク位置を検出してもよいし、X偏波信号およびY偏波信号の光パワーの和に基づいてピーク位置を検出してもよい。また、ピーク検出部51bは、任意の偏波回転量に対して得られている光パワーに基づいてピーク位置を検出することができる。
The
図29~図30は、偏波回転演算に対するパワープロファイルの変化の一例を示す。なお、図29(a)、図29(b)、図30(a)、図30(b)は、それぞれ、図27に示す光伝送路を介して伝送される偏波多重光信号に対して偏波回転量が0度、45度、90度、135度であるときのパワープロファイルを示している。実線は、X偏波信号のパワープロファイルを表し、破線は、Y偏波信号のパワープロファイルを表す。ただし、図29(b)および図30(b)においては、全区間にわたって2つのパワープロファイルは互いに一致している。また、図29(b)および図30(b)では、位置P0~P7において2つのパワープロファイルは互いに一致している。 29 to 30 show an example of the change of the power profile with respect to the polarization rotation calculation. 29 (a), 29 (b), 30 (a), and 30 (b) are respectively for the polarized wave multiplex optical signal transmitted via the optical transmission line shown in FIG. 27. The power profile when the polarization rotation amount is 0 degree, 45 degree, 90 degree, 135 degree is shown. The solid line represents the power profile of the X-polarized signal, and the broken line represents the power profile of the Y-polarized signal. However, in FIGS. 29 (b) and 30 (b), the two power profiles match each other over the entire section. Further, in FIGS. 29 (b) and 30 (b), the two power profiles coincide with each other at positions P0 to P7.
この実施例では、位置P6~P7間で偏波依存損失が発生している。また、X偏波の方向において損失が発生するものとする。この場合、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25により偏波回転量が「0度」であるときに、図29(a)に示すように、X偏波信号に対して損失が発生する。このとき、Y偏波信号に対して損失は発生しない。すなわち、X偏波信号とY偏波信号との間でパワー差が発生する。さらに、位置P10において光信号が光アンプにより増幅されると、そのパワー差も大きくなる。
In this embodiment, a polarization-dependent loss occurs between positions P6 and P7. Further, it is assumed that a loss occurs in the direction of X polarization. In this case, when the polarization rotation amount is "0 degree" by the monitor
偏波回転量が「45度」であるときは、X偏波信号に対する損失およびY偏波信号に対する損失は互いに同じである。よって、図29(b)に示すように、X偏波信号とY偏波信号との間でパワー差は発生しない。 When the amount of polarization rotation is "45 degrees", the loss for the X polarization signal and the loss for the Y polarization signal are the same. Therefore, as shown in FIG. 29 (b), no power difference occurs between the X-polarized signal and the Y-polarized signal.
偏波回転量が「90度」であるときは、Y偏波信号に対して損失が発生し、X偏波信号に対して損失は発生しない。すなわち、図30(a)に示すように、X偏波信号とY偏波信号との間でパワー差が発生する。ただし、偏波回転量が「0度」であるときは、Y偏波信号の光パワーよりX偏波信号の光パワーが小さくなるが、偏波回転量が「90度」であるときは、X偏波信号の光パワーよりY偏波信号の光パワーが小さくなる。 When the amount of polarization rotation is "90 degrees", a loss occurs for the Y polarization signal and no loss occurs for the X polarization signal. That is, as shown in FIG. 30A, a power difference occurs between the X-polarized signal and the Y-polarized signal. However, when the polarization rotation amount is "0 degrees", the optical power of the X polarization signal is smaller than the optical power of the Y polarization signal, but when the polarization rotation amount is "90 degrees", The optical power of the Y polarization signal is smaller than the optical power of the X polarization signal.
偏波回転量が「135度」であるときのパワープロファイルは偏波回転量が「45度」であるときのパワープロファイルを実質的に同じである。すなわち、図30(b)に示すように、X偏波信号とY偏波信号との間でパワー差は発生しない。 The power profile when the polarization rotation amount is "135 degrees" is substantially the same as the power profile when the polarization rotation amount is "45 degrees". That is, as shown in FIG. 30 (b), no power difference occurs between the X-polarized signal and the Y-polarized signal.
このようなパワープロファイルに対して、ピーク検出部51bは、スパン毎にピーク位置を検出する。具体的には、ピーク検出部51bは、図27を参照して説明したように、区間P0~P4、区間P4~P9、区間P9~P14においてそれぞれピーク位置を検出する。この結果、ピーク位置として、スパンS1、S2、S3に対してそれぞれP0、P5、P10が得られる。
For such a power profile, the
パワー差計算部51cは、図31(a)に示すように、各ピーク位置において偏波回転量ごとにパワー差を計算する。例えば、ピーク位置P10におけるパワー差として、偏波回転量「0度」に対して「x0a-y0a」が算出され、偏波回転量「45度」に対して「x1a-y1a」が算出され、偏波回転量「90度」に対して「x2a-y2a」が算出され、偏波回転量「135度」に対して「x3a-y3a」が算出される。ピーク位置P0およびP5におけるパワー差についても同様である。
As shown in FIG. 31A, the power
判定部51dは、パワー差計算部51cにより得られる各パワー差と所定の閾値とを比較する。そして、閾値より大きいパワー差が検出されたときは、判定部51dは、光伝送路上で偏波依存損失が発生していると判定する。図29~図30に示す例では、ピーク位置P0において、X偏波信号の光パワーとY偏波信号の光パワーとの差分(即ち、パワー差)は、いずれの偏波回転量に対してもほぼゼロである。すなわち、ピーク位置P0においては、閾値より大きいパワー差は発生していない。ピーク位置P5についても同様である。これに対して、ピーク位置P10においては、偏波回転量が「0度」であるときに、図29(a)に示すように、大きなパワー差「x0a-y0a」が発生する。偏波回転量が「90度」であるときも、図30(a)に示すように、大きなパワー差「x2a-y2a」が発生している。これにより、図31(b)に示す判定結果が得られる。
The
さらに、判定部51dは、偏波依存損失の発生場所を特定する。具体的には、判定部51dは、閾値より大きいパワー差が検出されたピーク位置と、そのピーク位置に対して送信ノード側に隣接するピーク位置との間で偏波依存損失が発生していると判定する。この例では、ピーク位置P10において閾値より大きいパワー差が検出されている。また、ピーク位置P10に対して送信ノード側に隣接するピーク位置は「P5」である。したがって、この場合、位置P5と位置P10との間の区間で偏波依存損失が発生していると判定される。
Further, the
図32は、第2の実施形態において偏波依存損失の発生位置を特定する方法の一例を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの処理が開始される前に、特徴抽出部27により、偏波回転量ごとのパワープロファイルが作成されているものとする。
FIG. 32 is a flowchart showing an example of a method of specifying the position where the polarization-dependent loss occurs in the second embodiment. It is assumed that the
S31において、ピーク検出部51bは、スパン情報に基づいて、送信ノードと光ネットワーク装置2との間の光伝送路上に複数のスパンを設定する。S32において、偏波回転量nΔθに対応するパワープロファイルを取得する。変数nは、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25による偏波回転量を指定する。また、変数nは、このフローチャートの開始時にゼロに初期化されているものとする。Δθは、偏波回転量のステップを表す。図29~図30に示す例では、nは、0、1、2、または3であり、Δθは45度である。S33において、ピーク検出部51bは、スパン毎にピーク位置を検出する。このとき、ピーク検出部51bは、例えば、スパン毎に設定される探索範囲において、最大光パワーが検出される測定位置を検出する。
In S31, the
S34において、パワー差計算部51cは、各ピーク位置におけるパワー差を計算する。すなわち、各ピーク位置におけるX偏波信号の光パワーとY偏波信号の光パワーとの差分が計算される。
In S34, the power
S35~S36において、スパン特定部51は変数nをインクリメントする。そして、変数nが閾値Nより小さいときは、スパン特定部51の処理はS32に戻る。閾値Nは、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25による偏波回転の範囲を指定する。図29~図30に示す例では、Nは4である。そして、変数nが閾値Nに達すると、スパン特定部51の処理はS41に進む。すなわち、スパン特定部51は、S31~S36を繰り返し実行することにより、各偏波回転量に対して、各ピーク位置におけるパワー差を計算する。
In S35 to S36, the
S41において、判定部51dは、k番目のスパンに対応するパワー差を取得する。具体的には、k番目のスパンに対応するピーク位置で検出された、各偏波回転量に対応するパワー差を取得する。変数kは、光伝送路上のスパンを指定する。また、変数kは、このフローチャートの開始時に1に初期化されているものとする。すなわち、このフローチャートの開始時には、送信ノードを含むスパンが選択される。
In S41, the
S42において、判定部51dは、S41で取得した各パワー差と所定のPDL閾値とを比較する。例えば、図31(a)に示すケースにおいて、スパンS1に対して、4個のパワー差「x00-y00」「x10-y10」「x20-y20」「x30-y30」とPDL閾値とがそれぞれ比較される。そして、この比較において、PDL閾値より大きいパワー差が見つからなかったときには、判定部51dは、S43~S44において、変数kをインクリメントする。そして、未処理のスパンが残っていれば、判定部51dの処理はS41に戻る。すなわち、判定部51dは、次のスパンを選択する。このように、判定部51dは、PDL閾値より大きいパワー差が見つかるまで、送信ノードから受信ノードに向かって1つずつ順番にスパンを選択して対応する処理を実行する。そして、すべてのスパンにおいてPDL閾値より大きいパワー差が見つからなかったときは、判定部51dは、S45において、偏波依存損失が発生していないと判定する。
In S42, the
k番目のスパンに対する処理において、PDL閾値より大きいパワー差が見つかったときは、判定部51dは、S46において、偏波依存損失が発生していると判定する。さらに、判定部51dは、偏波依存損失の発生場所を特定する。具体的には、k-1番目のスパンに対応するピーク位置とk番目のスパンに対応するピーク位置との間の区間で偏波依存損失が発生していることを表す情報が出力される。
When a power difference larger than the PDL threshold value is found in the process for the kth span, the
このように、第2の実施形態では、光パワーが大きい区間で検出される偏波間のパワー差に基づいて、偏波依存損失の有無が判定される。したがって、光信号に雑音が付加されているケースであっても、偏波依存損失の有無を精度よく判定できる。 As described above, in the second embodiment, the presence or absence of the polarization-dependent loss is determined based on the power difference between the polarizations detected in the section where the optical power is large. Therefore, even in the case where noise is added to the optical signal, the presence or absence of polarization-dependent loss can be accurately determined.
なお、図25~図32を参照して説明した実施例では、X偏波信号の光パワーとY偏波信号の光パワーとの差分を利用して偏波依存損失が検出されるが、第2の実施形態はこの方法に限定されるものではない。すなわち、第2の実施形態に係わる光ネットワーク装置2は、X偏波信号の光パワーまたはY偏波信号の光パワーの一方を利用して偏波依存損失の発生場所を特定してもよい。あるいは、第2の実施形態に係わる光ネットワーク装置2は、図11(b)に示すθ軸方向の偏波成分または直交軸方向の偏波成分に基づいて偏波依存損失の発生場所を特定してもよい。
In the embodiment described with reference to FIGS. 25 to 32, the polarization-dependent loss is detected by using the difference between the optical power of the X polarization signal and the optical power of the Y polarization signal. The second embodiment is not limited to this method. That is, the
<ラマン増幅>
上述した光アンプは、例えば、EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)等の希土類添加ファイバ増幅器である。ただし、光伝送路上に設けられる光アンプは、特に限定されるものではなく、例えば、分布ラマン増幅器であってもよい。
<Raman amplification>
The above-mentioned optical amplifier is, for example, a rare earth-added fiber amplifier such as an EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). However, the optical amplifier provided on the optical transmission path is not particularly limited, and may be, for example, a distributed Raman amplifier.
図33は、分布ラマン増幅について説明する図である。ラマン増幅器は、図33(a)に示すように、光信号を伝搬する伝送路光ファイバに励起光を供給する。そうすると、光信号は、励起光のエネルギーにより増幅される。ここで、励起光は、多くのケースにおいて、光信号と逆方向に伝搬するように光伝送路に供給される。この場合、光信号は、図33(b)に示すように、ラマン増幅器に近い領域において増幅される。すなわち、送信ノードからの距離が大きくなるにつれて光パワーが徐々に低下し、励起光が到達する範囲で光パワーが増加するパワープロファイルが得られる。以下の記載では、励起光により光信号が増幅される領域を「増幅区間」と呼ぶことがある。また、光伝送路の他の領域を「伝送区間」と呼ぶことがある。 FIG. 33 is a diagram illustrating distribution Raman amplification. As shown in FIG. 33 (a), the Raman amplifier supplies excitation light to a transmission line optical fiber propagating an optical signal. Then, the optical signal is amplified by the energy of the excitation light. Here, the excitation light is often supplied to the optical transmission line so as to propagate in the direction opposite to the optical signal. In this case, the optical signal is amplified in a region close to the Raman amplifier, as shown in FIG. 33 (b). That is, a power profile is obtained in which the optical power gradually decreases as the distance from the transmitting node increases and the optical power increases within the range reached by the excitation light. In the following description, the region where the optical signal is amplified by the excitation light may be referred to as an “amplification section”. Further, other areas of the optical transmission line may be referred to as a "transmission section".
ラマン増幅器が実装される光伝送路においても、偏波依存損失が発生すると、光信号のパワーが「段差」を有するパワープロファイルが得られる。例えば、伝送区間で偏波依存損失が発生すると、図33(c)に示すパワープロファイルが得られ、増幅区間で偏波依存損失が発生すると、図33(d)に示すパワープロファイルが得られる。いずれにしても、パワー差が発生するので、偏波依存損失の発生場所を特定できる。 Even in an optical transmission line on which a Raman amplifier is mounted, when a polarization-dependent loss occurs, a power profile in which the power of the optical signal has a "step" can be obtained. For example, when the polarization-dependent loss occurs in the transmission section, the power profile shown in FIG. 33 (c) is obtained, and when the polarization-dependent loss occurs in the amplification section, the power profile shown in FIG. 33 (d) is obtained. In any case, since the power difference occurs, the location where the polarization-dependent loss occurs can be specified.
ところで、分布ラマン増幅においては、偏波の状態に依存して利得が異なるPDGが発生することがある。例えば、偏波依存損失がないケースにおいて分布ラマン増幅によるPDGが発生すると、図34に示すように、増幅区間でX偏波信号の光パワーとY偏波信号の光パワーの差分が徐々に大きくなっていく。したがって、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25による偏波回転量を制御すれば、図34において実線で示すパワープロファイルおよび破線で示すパワープロファイルが得られる。
By the way, in distributed Raman amplification, PDG having different gains may occur depending on the state of polarization. For example, when PDG due to distributed Raman amplification occurs in the case where there is no polarization-dependent loss, the difference between the optical power of the X polarization signal and the optical power of the Y polarization signal gradually increases in the amplification section, as shown in FIG. 34. It will become. Therefore, if the amount of polarization rotation by the monitor
ここで、第1の実施形態に係わる光ネットワーク装置1は、パワープロファイルの「段差」を検出する。よって、光ネットワーク装置1は、偏波依存損失を検出できるが、分布ラマン増幅に起因するPDGを検出することは困難である。これに対して、第2の実施形態に係わる光ネットワーク装置2は、光パワーのピークが現れるピーク位置の各偏波の光パワーを検出する。よって、光ネットワーク装置2は、PDGに起因してパワー差が生じたときに、そのパワー差を検出することができる。すなわち、光ネットワーク装置2は、偏波依存損失またはPDGに起因してパワー差が生じたときに、そのパワー差を検出することができる。
Here, the
他方、ラマン増幅器が実装されている位置は既知である。加えて、ラマン増幅器が実装される光伝送路において得られるパワープロファイルは、図33(b)に示すように、特徴的な形状を有する。したがって、ピーク位置においてパワー差が検出されたときに、パワープロファイルを取得すれば、そのパワー差の原因が偏波依存損失であるかPDGであるのかを判定できる。 On the other hand, the location where the Raman amplifier is mounted is known. In addition, the power profile obtained in the optical transmission line on which the Raman amplifier is mounted has a characteristic shape as shown in FIG. 33 (b). Therefore, if the power profile is acquired when the power difference is detected at the peak position, it can be determined whether the cause of the power difference is the polarization-dependent loss or the PDG.
図35は、ラマン増幅器を備える光伝送システムにおいて使用されるスパン特定部の一例を示す。この場合、スパン特定部51Rは、図26に示す構成に加えて、プロファイル選択部51eを備える。
FIG. 35 shows an example of a span identification unit used in an optical transmission system including a Raman amplifier. In this case, the
パワープロファイル保存部51a、ピーク検出部51b、パワー差計算部51c、判定部51dは、図26に示すスパン特定部51および図35に示すスパン特定部51Rおいて実質的に同じである。ただし、スパン特定部51Rに実装される判定部51dは、所定の閾値より大きいパワー差を検出したときに、そのパワー差を発生させた偏波回転量を表す情報を出力する。例えば、モニタ信号回転部24および参照信号回転部25による偏波回転量が「45度」であるときに閾値より大きいパワー差を検出されるケースでは、判定部51dは、「偏波回転量=45度」を出力する。
The power
プロファイル選択部51eは、判定部51dから出力される偏波回転量を表す情報に基づいて、パワープロファイル保存部51aから対応するパワープロファイルを選択する。判定部51dから「偏波回転量=45度」が出力されたときは、プロファイル選択部51eは、パワープロファイル保存部51aから「偏波回転量=45度」に対応するパワープロファイルを選択して出力する。そうすると、ネットワーク管理者は、プロファイル選択部51eにより選択されたパワープロファイルの形状に基づいて、パワー差の原因が偏波依存損失であるかPDGであるのかを判定できる。
The
<偏波回転>
上述したように、本発明の実施形態に係わる光ネットワーク装置1、2は、モニタ信号および参照信号に対して偏波を回転させる演算を行う。ただし、信号の偏波を制御する演算は、回転演算に限定されるものではない。すなわち、光ネットワーク装置1、2は、回転演算に加えて、2つの偏波間の位相差を制御する演算を行ってもよい。具体的には、モニタ信号に対して(4)式の代わりに(6)式の演算を行ってもよい。なお、Ex、Eyは、モニタ信号の偏波成分を表す。θは、偏波回転量を表す。δは、2つの偏波間の位相差を表す。
As described above, the
この場合、参照信号に対して(5)式の代わりに(7)式の演算が行われる。Esx、Esyは、参照信号の偏波成分を表す。
そして、光ネットワーク装置1、2は、偏波回転量θおよび位相差δを制御しながらパワープロファイルを作成する。このとき、モニタ信号回転部24は、モニタ信号の偏波回転量θおよび位相差δを制御する。よって、モニタ信号回転部24は、モニタ信号を表す第1の偏波成分および第2の偏波成分を制御することにより、互いに直交する第3の偏波成分および第4の偏波成分を生成する偏波制御部の一例である。また、参照信号回転部25は、参照信号の偏波回転量θおよび位相差δを制御する。よって、参照信号回転部25は、参照信号の偏波を制御する第2の偏波制御部の一例である。
Then, the
1、1B~1D、2 光ネットワーク装置
11 コヒーレント受信器
13 デジタル信号処理部
13a 固定等化器
13b 適応等化器
16a 第1の分散補償部
16b 非線形補償部
16c 第2の分散補償部
16d 相関計算部
21 モニタ信号保存部
22 送信データ保存部
23 送信波形再構成部
24 モニタ信号回転部
25 参照信号回転部
26 回転量制御部
27 特徴抽出部
28 位置特定部
28a パワープロファイル保存部
28b 差分計算部
28c 変化点探索部
30 計算部
41 偏波回転補正部
42 分散補償部
51、51R スパン特定部
51a パワープロファイル保存部
51b ピーク検出部
51c パワー差計算部
51d 判定部
51e プロファイル選択部
100 送信ノード
1, 1B to 1D, 2
Claims (16)
前記偏波多重光信号の電界を表す電界情報信号を互いに直交する第1の偏波成分と第2の偏波成分とに分離する偏波分離部と、
互いに直交する第1の偏波方向および第2の偏波方向を表す座標系において、前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分を制御することにより、互いに直交する第3の偏波成分および第4の偏波成分を生成する偏波制御部と、
前記送信ノードと前記光ネットワーク装置との間の光伝送路上の複数の位置それぞれに対して、前記第3の偏波成分または前記第4の偏波成分のパワーのうちの少なくとも一方に対応する評価値を計算する特徴抽出部と、
前記複数の位置それぞれについて、前記偏波制御部による制御量に対する前記評価値の変動量を計算する変動量計算部と、
前記複数の位置の中の第1の位置における評価値の変動量と、前記複数の位置の中で前記第1の位置に隣接する第2の位置における評価値の変動量との比較結果に基づいて、前記第1の位置が抽出対象であるかを判定する判定部と、
を備える光ネットワーク装置。 An optical network device that receives polarized multiplex optical signals transmitted from a transmitting node.
A polarization separation unit that separates an electric field information signal representing the electric field of the polarization multiplex optical signal into a first polarization component and a second polarization component orthogonal to each other.
In a coordinate system representing a first polarization direction and a second polarization direction orthogonal to each other, a third deviation orthogonal to each other by controlling the first polarization component and the second polarization component. A polarization control unit that generates a wave component and a fourth polarization component,
Evaluation corresponding to at least one of the power of the third polarization component or the fourth polarization component for each of the plurality of positions on the optical transmission path between the transmission node and the optical network device. A feature extractor that calculates the value and
A fluctuation amount calculation unit that calculates the fluctuation amount of the evaluation value with respect to the control amount by the polarization control unit for each of the plurality of positions.
Based on the comparison result between the fluctuation amount of the evaluation value at the first position among the plurality of positions and the fluctuation amount of the evaluation value at the second position adjacent to the first position among the plurality of positions. Then, a determination unit for determining whether the first position is the extraction target, and
An optical network device equipped with.
前記変動量計算部は、前記偏波制御部による回転演算の回転量に対する前記評価値の変動量を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 The polarization control unit performs a rotation calculation on the first polarization component and the second polarization component in the coordinate system to perform the rotation calculation on the third polarization component and the fourth polarization component. Generates wave components,
The optical network device according to claim 1, wherein the fluctuation amount calculation unit calculates a fluctuation amount of the evaluation value with respect to the rotation amount of the rotation calculation by the polarization control unit.
前記判定部は、前記第1の位置における評価値の変動量が前記第2の位置における評価値の変動量より大きいときに、前記第1の位置が抽出対象であると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 The second position is adjacent to the transmission node side with respect to the first position.
The determination unit is characterized in that when the fluctuation amount of the evaluation value at the first position is larger than the fluctuation amount of the evaluation value at the second position, the determination unit determines that the first position is the extraction target. The optical network device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 The fluctuation amount of the evaluation value is the maximum value and the minimum value of the evaluation value obtained when the polarization control unit rotates the first polarization component and the second polarization component in the coordinate system. The optical network device according to claim 1, wherein the difference from the value is used.
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 The determination unit outputs information indicating the first position when the difference between the fluctuation amount of the evaluation value at the first position and the fluctuation amount of the evaluation value at the second position is larger than a predetermined threshold value. The optical network apparatus according to claim 1.
前記電界情報信号に対して前記光伝送路の波長分散のうちの第1の波長分散を補償する第1の分散補償部と、
前記第1の分散補償部の出力信号に対して前記光伝送路の非線形歪を補償する非線形補償部と、
前記非線形補償部の出力信号に対して前記光伝送路の波長分散のうちの残りの波長分散を補償する第2の分散補償部と、
前記第2の分散補償部の出力信号に基づいて、前記第1の波長分散と前記残りの波長分散との組合せに対応する評価値を計算する計算部と、を備え、
前記特徴抽出部は、前記第1の波長分散の量を変えながらそれぞれ前記評価値を計算することで、前記光伝送路上の複数の位置における評価値を計算する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 The feature extraction unit
A first dispersion compensating unit that compensates for the first wavelength dispersion of the wavelength dispersion of the optical transmission line with respect to the electric field information signal.
A non-linear compensation unit that compensates for the non-linear distortion of the optical transmission line with respect to the output signal of the first dispersion compensation unit.
A second dispersion compensating unit that compensates for the remaining wavelength dispersion of the wavelength dispersion of the optical transmission line with respect to the output signal of the non-linear compensation unit.
A calculation unit for calculating an evaluation value corresponding to a combination of the first wavelength dispersion and the remaining wavelength dispersion based on the output signal of the second dispersion compensation unit is provided.
The first aspect of claim 1 is characterized in that the feature extraction unit calculates evaluation values at a plurality of positions on the optical transmission path by calculating the evaluation values while changing the amount of the first wavelength dispersion. The optical network device described.
ことを特徴とする請求項6に記載の光ネットワーク装置。 The optical network according to claim 6, wherein the evaluation value represents a correlation between a reference signal representing an electric field of the polarization-multiplexed optical signal at the transmitting node and an output signal of the second dispersion compensator. Device.
前記偏波制御部による制御量および前記第2の偏波制御部による制御量は互いに同じであり、
前記評価値は、前記第2の偏波制御部により偏波制御が行われた参照信号と前記第2の分散補償部の出力信号との相関を表す
ことを特徴とする請求項7に記載の光ネットワーク装置。 Further, a second polarization control unit for controlling the polarization of the reference signal in the coordinate system is provided.
The control amount by the polarization control unit and the control amount by the second polarization control unit are the same as each other.
The seventh aspect of claim 7, wherein the evaluation value represents a correlation between a reference signal whose polarization is controlled by the second polarization control unit and an output signal of the second dispersion compensation unit. Optical network device.
前記特徴抽出部は、前記複数の回転処理部の出力信号からそれぞれ対応する評価値を計算する複数の評価値計算部を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 The polarization control unit includes a plurality of rotation processing units that rotate the first polarization component and the second polarization component in the coordinate system at different rotation amounts.
The optical network device according to claim 1, wherein the feature extraction unit includes a plurality of evaluation value calculation units that calculate corresponding evaluation values from output signals of the plurality of rotation processing units.
前記コヒーレント受信器により生成される電界情報信号を補正して前記光伝送路の波長分散を補償する固定等化器と、
前記偏波分離部が前記固定等化器の出力信号から前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分を生成するときに、前記偏波分離部により生成される前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分に基づいて送信データを再生する再生部と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 A coherent receiver that generates an electric field information signal that represents the electric field of the polarization multiplex optical signal, and
A fixed equalizer that corrects the electric field information signal generated by the coherent receiver and compensates for the wavelength dispersion of the optical transmission line.
When the polarization separation unit generates the first polarization component and the second polarization component from the output signal of the fixed equalizer, the first deviation generated by the polarization separation unit. The optical network device according to claim 1, further comprising a reproduction unit that reproduces transmission data based on a wave component and the second polarization component.
前記コヒーレント受信器により生成される電界情報信号を補正して前記光伝送路の波長分散を補償する固定等化器と、
前記固定等化器の出力信号を補正して残留分散を補償する適応等化器と、
前記適応等化器の出力信号に基づいて送信データを再生する再生部と、をさらに備え、
前記偏波分離部は、前記固定等化器の出力信号から前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 A coherent receiver that generates an electric field information signal that represents the electric field of the polarization multiplex optical signal, and
A fixed equalizer that corrects the electric field information signal generated by the coherent receiver and compensates for the wavelength dispersion of the optical transmission line.
An adaptive equalizer that corrects the output signal of the fixed equalizer to compensate for residual dispersion,
Further, a reproduction unit for reproducing transmission data based on the output signal of the adaptive equalizer is provided.
The optical network device according to claim 1, wherein the polarization separating unit generates the first polarization component and the second polarization component from the output signal of the fixed equalizer.
前記コヒーレント受信器により生成される電界情報信号を補正して前記光伝送路の波長分散を補償する固定等化器と、
前記固定等化器の出力信号を補正して残留分散を補償する適応等化器と、
前記適応等化器の出力信号に基づいて送信データを再生する再生部と、
前記コヒーレント受信器により生成される電界情報信号を補正して前記光伝送路の波長分散を補償する分散補償部と、をさらに備え、
前記偏波分離部は、前記分散補償部の出力信号から前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分を生成する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 A coherent receiver that generates an electric field information signal that represents the electric field of the polarization multiplex optical signal, and
A fixed equalizer that corrects the electric field information signal generated by the coherent receiver and compensates for the wavelength dispersion of the optical transmission line.
An adaptive equalizer that corrects the output signal of the fixed equalizer to compensate for residual dispersion,
A playback unit that reproduces transmission data based on the output signal of the adaptive equalizer, and
Further provided with a dispersion compensating unit that corrects the electric field information signal generated by the coherent receiver and compensates for the wavelength dispersion of the optical transmission line.
The optical network device according to claim 1, wherein the polarization separation unit generates the first polarization component and the second polarization component from the output signal of the dispersion compensation unit.
前記判定部は、前記ピーク検出部により検出される複数のピーク位置の中の第1のピーク位置における評価値の変動量と、前記複数のピーク位置の中で前記第1のピーク位置に隣接する第2のピーク位置における評価値の変動量との比較結果に基づいて、前記第1のピーク位置と前記第2のピーク位置との間の区間が抽出対象区間であるかを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の光ネットワーク装置。 The peak of the power of at least one of the third polarization component and the fourth polarization component based on the evaluation value calculated by the feature extraction unit for each of the plurality of positions on the optical transmission path. Further equipped with a peak detection unit that detects the position where
The determination unit is adjacent to the fluctuation amount of the evaluation value at the first peak position among the plurality of peak positions detected by the peak detection unit and the first peak position among the plurality of peak positions. It is characterized in that it is determined whether the section between the first peak position and the second peak position is the extraction target section based on the comparison result with the fluctuation amount of the evaluation value at the second peak position. The optical network device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項13に記載の光ネットワーク装置。 When the fluctuation amount of the evaluation value at the first peak position is larger than the predetermined threshold value, the difference between the power of the third polarization component and the power of the fourth polarization component is made larger than the predetermined value. The optical network device according to claim 13, wherein a first control amount by the polarization control unit is specified, and an evaluation value corresponding to the first control amount at each of the plurality of positions is output.
前記偏波多重光信号の電界を表す電界情報信号を互いに直交する第1の偏波成分と第2の偏波成分とに分離し
互いに直交する第1の偏波方向および第2の偏波方向を表す座標系において、前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分を回転させることにより、互いに直交する第3の偏波成分および第4の偏波成分を生成し、
前記光伝送路上の複数の位置それぞれに対して、前記第3の偏波成分または前記第4の偏波成分のパワーのうちの少なくとも一方に対応する評価値を計算し、
前記複数の位置それぞれについて、前記回転量に対する前記評価値の変動量を計算し、
前記複数の位置の中の第1の位置における評価値の変動量と、前記複数の位置の中で前記第1の位置に隣接する第2の位置における評価値の変動量との比較結果に基づいて、前記第1の位置が出力対象であるかを判定する
ことを特徴とする伝送路監視方法。 A transmission line monitoring method for monitoring an optical transmission path between the transmission node and the optical network device in an optical network device that receives a polarization-multiplexed optical signal transmitted from a transmission node.
The electric field information signal representing the electric field of the polarization multiplex optical signal is separated into a first polarization component and a second polarization component orthogonal to each other, and the first polarization direction and the second polarization direction are orthogonal to each other. By rotating the first polarization component and the second polarization component in the coordinate system representing the above, a third polarization component and a fourth polarization component orthogonal to each other are generated.
For each of the plurality of positions on the optical transmission path, an evaluation value corresponding to at least one of the power of the third polarization component or the fourth polarization component is calculated.
For each of the plurality of positions, the fluctuation amount of the evaluation value with respect to the rotation amount is calculated.
Based on the comparison result between the fluctuation amount of the evaluation value at the first position among the plurality of positions and the fluctuation amount of the evaluation value at the second position adjacent to the first position among the plurality of positions. A transmission line monitoring method comprising determining whether or not the first position is an output target.
前記偏波多重光信号の電界を表す電界情報信号を互いに直交する第1の偏波成分と第2の偏波成分とに分離し
互いに直交する第1の偏波方向および第2の偏波方向を表す座標系において、前記第1の偏波成分および前記第2の偏波成分に対して回転演算を行うことにより、互いに直交する第3の偏波成分および第4の偏波成分を生成し、
前記光伝送路上の複数の位置それぞれに対して、前記回転演算の回転量を所定の範囲内で変えたときに、前記第3の偏波成分のパワーと前記第4の偏波成分のパワーとの差分が所定の閾値を超えるか否かを判定し、
前記複数の位置の中の第1の位置において前記差分が前記閾値を超えたときに、前記第1の位置における前記差分と前記複数の位置の中で前記第1の位置に隣接する第2の位置における前記差分との比較に基づいて、前記第1の位置が出力対象であるかを判定する
ことを特徴とする伝送路監視方法。
A transmission line monitoring method for monitoring an optical transmission path between the transmission node and the optical network device in an optical network device that receives a polarization-multiplexed optical signal transmitted from a transmission node.
The electric field information signal representing the electric field of the polarization multiplex optical signal is separated into a first polarization component and a second polarization component orthogonal to each other, and the first polarization direction and the second polarization direction orthogonal to each other are separated. In the coordinate system representing the above, a third polarization component and a fourth polarization component orthogonal to each other are generated by performing a rotation operation on the first polarization component and the second polarization component. ,
The power of the third polarization component and the power of the fourth polarization component when the rotation amount of the rotation calculation is changed within a predetermined range for each of the plurality of positions on the optical transmission path. Judging whether the difference between the above exceeds a predetermined threshold,
When the difference exceeds the threshold value at the first position among the plurality of positions, the difference at the first position and the second position adjacent to the first position among the plurality of positions. A transmission line monitoring method comprising determining whether or not the first position is an output target based on a comparison with the difference at a position.
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