JP3536974B2 - 光受信器の入力信号異常検出システム及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は長距離伝送システムに用
いる光受信器の入力信号異常検出システムに関する。特
に、本発明は、光受信器の入力にノイズが混入、発生し
ても、光信号の異常検出が確実に行える光受信器の入力
信号異常検出システム及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１１−３１７７０９号には、以下
の説明に関連する長距離伝送システムに用いる光受信器
が記載されている。図１２は本発明の前提となる光受信
器の概略構成を示すブロック図である。なお、全図を通
して同一の構成要素には同一の符号、番号を付して説明
を行う。本図に示すように、光受信機の入力側に前置光
直接増幅器１０１が設けられ、前置光直接増幅器１０１
は、波長λｓの光信号を入力し、線形中継器を用いた３
中継４スパンの光ファイバ伝送路を通過し信号レベルの
低下した光信号に対して、信号レベルを回復させるため
に、入力光信号を増幅する。

【０００３】前置光直接増幅器１０１は、光信号を、電
気信号に変換することなく、直接増幅できる回路であ
り、一般的に波長１５５０ｎｍ帯では、ＥＤＦＡ（エル
ビウム・ドープト・フィアバ・アンプ）で構成される。
また、ＥＤＦＡは、光受信器の入力部に用いられるの
で、６〜７ｄＢ程度のＮＦ（ノイズ・フィギュア）を必
要とする。

【０００４】前置光直接増幅器１０１の出力側には光バ
ンドパスフィルタ１０３が接続され、光バンドパスフィ
ルタ１０３は、中心波長λｓで、一定の帯域幅の成分を
抽出する光フィルタであり、増幅された光信号の波長成
分（λｓ）だけを通過させ、増幅された光信号の波長成
分（λｓ）以外のノイズ成分を除去する。光バンドパス
フィルタ１０３の出力側には光／電気変換部１０４が接
続され、光／電気変換部１０４は、ノイズ成分が除去さ
れた光信号を電気信号に変換する受光素子（ＰＤ）１０
５を有する。

【０００５】受光素子１０５は、光信号を受光し、電気
信号（電流成分）に変換する能動素子であり、受光信号
の強度に応じて、流れる電流を変化させる。さらに、光
／電気変換部１０４の受光素子１０５の出力側には前置
増幅器１０６が接続され、前置増幅器１０６は、変換さ
れた電気信号を増幅する。光／電気変換部１０４の出力
側には３Ｒ回路１０７が接続され、３Ｒ回路１０７は、
等化増幅（Ｒｅ−Ｓｈａｐｉｎｇ）、タイミング抽出
（Ｒｅ−ｔｉｍｉｎｇ）、識別再生（Ｒｅ−ｇｅｎｅｒ
ａｔｉｎｇ）の機能を有する回路であり、前置増幅器１
０６より増幅された電気信号を入力し、主光信号のビッ
トレートを有するデータ信号に処理し、データ信号から
クロック信号を抽出し、得られたデータ信号、クロック
信号を出力する。

【０００６】前置光直接増幅器１０１には光入力断検出
回路１０２が設けられ、光入力断検出回路１０２は、前
置光直接増幅器１０１に入力される光信号の光入力パワ
ーをモニタし、入力される光信号のレベルが一定以下
（例えば、−３０ｄＢ以下）に低下した場合に、光信号
入力断のアラーム信号を出力する。また、３Ｒ回路１０
７のタイミング抽出部（図示しない）にはクロック断検
出回路１０８が設けられ、クロック断検出回路１０８は
３Ｒ回路１０７で処理されたクロック信号のレベルを検
知し、クロック信号のレベルが一定以下に低下した場合
に、クロック断のアラーム信号を出力する。

【０００７】光入力断検出回路１０２、クロック断検出
回路１０８の出力側には論理和回路１０９が接続され、
論理和回路１０９は光入力断検出回路１０２から光信号
入力断のアラーム信号、クロック断検出回路１０８から
クロック断のアラーム信号の論理和を取り、光信号断ア
ラーム信号を出力する。

【０００８】

【発明が解決しょうとする課題】ところで、上記光受信
器の入力にノイズが混入、発生した場合、入力された信
号の状態まで検出していないので、ＡＳＥ（増幅自然放
出光）等のノイズ成分のみの信号や、Ｓ／Ｎ（信号対雑
音比）が悪い信号が入力された時、光入力断検出回路１
０２によりパワーの低下を検出できず、光信号断のアラ
ーム信号が発出されない。

【０００９】また、ノイズがＡＳＥの時、ＡＳＥが白色
ノイズであるため、主信号と同じ成分も含まれており、
クロックが抽出されてしまい、同じく、クロック断検出
回路１０８により、クロック断も検出されず、アラーム
信号が発出されない。このため、実際に、光信号のレベ
ル低下、クロック信号のレベル低下が生じても、光入力
断検出回路１０２、クロック断検出回路１０８により、
上記ノイズに起因して、光信号入力断、クロック断のい
ずれも検出できず、入力される光信号の異常を検出する
ことができないという問題が生じる。

【００１０】したがって、本発明は上記問題点に鑑み
て、光受信器の入力にノイズが混入、発生しても、光信
号の異常検出が確実に行える光受信器の入力信号異常検
出システム及び方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、光信号を入力する光受信器の入力信号異
常検出システムにおいて、入力される光信号の波長成分
だけを通過させ、光信号の波長の移動に伴って中心波長
の移動を行う第１の光バンドパスフィルタ手段と、前記
光信号から分岐される光信号のうち、前記光信号の波長
成分以外の波長成分を通過させる第２の光バンドパスフ
ィルタ手段と、前記第１の光バンドパスフィルタ手段を
通過する光信号のレベルと前記第２の光バンドパスフィ
ルタ手段を通過する光信号のレベルとの差に基づいて入
力される光信号の異常を判別する判別手段とを備え、前
記第２の光バンドパスフィルタ手段は、可変波長機能を
有し、前記判別手段は、前記第１の光バンドパスフィル
タ手段の中心波長をモニタし、モニタされる前記中心波
長が前記第２の光バンドパスフィルタ手段の中心波長に
接近する場合には、前記第２の光バンドパスフィルタ手
段の中心波長をモニタされる前記中心波長から離れるよ
うに変更制御することを特徴とする光受信器の入力信号
異常検出システムを提供する。

【００１２】この手段により、入力される光信号の波長
が光送信部のレーザダイオードの経時劣化により移動
し、第１の光バンドパスフィルタの中心波長も移動制御
するが、この移動に対して光受信器の入力にＡＳＥのよ
うな白色ノイズが混入、発生しても、光信号の異常検出
が確実に行える。また、光受信の入力側における前置光
直接増幅器の故障、劣化により、Ｓ／Ｎの悪い信号が入
力された場合、前置光直接増幅器の異常を検出すること
が可能になる。

【００１３】好ましくは、前記第１の光バンドパスフィ
ルタ手段を通過する波長成分の光信号のレベルと前記第
２の光バンドパスフィルタ手段を通過する波長成分の光
信号のレベルとの差が所定値よりも大きい場合には、入
力光信号を正常と判別し、前記差が所定未満の場合に
は、入力光信号を異常と判断する。この手段により、入
力される光信号の状態を検知することが可能になり、上
記のレベルの差が小さく場合には、Ｓ／Ｎが非常に悪い
信号か又はノイズ成分のみであると判別される。これに
より入力される光信号がノイズ成分だけの場合でも、確
実に異常の検出が可能になる。

【００１４】好ましくは、さらに、入力される光信号の
レベル低下を検出して入力信号の異常を検出する光入力
断検出回路手段と、前記光信号のクロック信号のレベル
低下を検出して入力信号の異常を検出するクロック断検
出回路手段とを設け、前記判別手段の異常検出、前記光
入力断検出回路手段の異常検出、前記クロック断検出回
路手段の異常判断の論理和により入力光信号の異常を決
定する。

【００１５】この手段により、入力される光信号のレベ
ル低下が検出されなくても、さらに、クロック信号のレ
ベル低下が検出されなくても、光信号の波長成分レベル
と光信号の波長成分以外の波長レベルとの差が小さけれ
ば、それだけで、入力された光信号が異常と判別され
る。好ましくは、前記判別手段は、前記第１の光バンド
パスフィルタ手段、前記第２の光バンドパスフィルタ手
段を通過する各光信号を光電流に変換し、変換された光
電流を電圧信号に変換し、変換された電圧信号をＬＯＧ
に変換し、ＬＯＧ変換された電圧同士の差に基づいて入
力される光信号の異常を判別する。

【００１６】この手段のように、ＬＯＧ変換を用いるこ
とにより、ダイナミックレンジを広く取る場合、処理が
簡単になる。好ましくは、前記判別手段は、前記第１の
光バンドパスフィルタ手段、前記第２の光バンドパスフ
ィルタ手段を通過する波長成分の各光信号を光電流に変
換し、変換された光電流を電圧信号に変換し、変換され
た電圧信号をアナログ信号からディジタル信号に変換
し、予め登録された対応表から、変換されたディジタル
信号を光信号のレベルに換算して、ディジタル信号同士
の差に基づいて入力される光信号の異常を判別する。

【００１７】この手段のようにディジタル化することに
より、処理が簡単になる。

【００１８】好ましくは、前記第１の光バンドパスフィ
ルタ手段は、多重分離機能を有し、入力される光信号が
波長多重の光信号の場合には、波長毎に光信号を抽出
し、前記判別手段は、抽出された各波長の前記光信号の
レベルと、前記第２の光バンドパスフィルタ手段を通過
する光信号のレベルの差に基づいて入力される光信号の
異常を判別する。

【００１９】この手段により、波長多重の場合にも適用
可能になる。好ましくは、前記光信号と、前記光信号か
ら分岐される光信号の分岐比を１０：１とする。この手
段により、主光信号の一部をモニタ光信号として、分岐
することになるため、受光感度劣化を最小限にすること
と、後に受ける受光素子の感度が考慮される。

【００２０】さらに、本発明は、光信号を入力する光受
信器の入力信号異常検出方法において、入力される光信
号の波長成分だけを抽出する工程と、前記光信号の波長
の移動に伴って抽出を行う第１の中心波長の移動を行う
工程と、光信号が抽出される前記第１の中心波長をモニ
タする工程と、前記光信号から分岐される光信号のう
ち、前記光信号の波長成分以外の波長成分を抽出する工
程と、抽出された前記光信号の波長成分のレベルと抽出
された前記光信号の波長成分以外の波長成分レベルとの
差に基づいて入力される光信号の異常を判別する工程
と、モニタされた前記第１の中心波長が前記光信号の波
長成分以外の波長成分が抽出される第２の中心波長に接
近する場合には前記第２の中心波長を前記第１の中心波
長から離れるように変更する工程とを備えることを特徴
とする光受信器の入力信号異常検出方法を提供する。

【００２１】この手段により、上記発明と同様に、入力
される光信号の波長が光送信部のレーザダイオードの経
時劣化により移動し、第１の光バンドパスフィルタの中
心波長も移動制御するが、この移動に対して光受信器の
入力にＡＳＥのような白色ノイズが混入、発生しても、
光信号の異常検出が確実に行える。また、光受信の入力
側における前置光直接増幅器の故障、劣化により、Ｓ／
Ｎの悪い信号が入力された場合、前置光直接増幅器の異
常を検出することが可能になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係る光受信
器の入力信号異常検出システムの概略構成を示すブロッ
ク図である。本図に示すように、図１２と比較して、前
置光直接増幅器１０１と光バンドパスフィルタ１０３と
の間に光カプラ２０１が設けられ、光カプラ２０１は、
前置光直接増幅器１０１から光バンドパスフィルタ１０
３に向かう主光信号の分岐を行う。

【００２３】光カプラ２０１は、光信号を一定のパワー
比率で分岐する光受動素子である。この場合、主光信号
の一部をモニタ光信号として、分岐することになるた
め、受光感度劣化を最小限にすることと、後に受ける受
光素子の感度を考慮して、分岐比を１０：１とする。す
なわち、１０の方は主光信号であり、１の方は分岐信号
である。

【００２４】光カプラ２０１の分岐出力側には光バンド
パスフィルタ２０２が接続され、光バンドパスフィルタ
２０２は、中心波長λｎで、一定の帯域幅の成分を抽出
する光フィルタであり、光バンドパスフィルタ１０３の
中心波長λｓとは異なり、光カプラ２０１で分岐された
分岐光信号のうち、主光信号の波長成分以外の波長成分
を通過させるために用いられる。

【００２５】なお、光バンドパスフィルタ２０２の通過
特性は、使用する装置に応じて変更可能である。光バン
ドパスフィルタ２０２の出力側には受光素子（ＰＤ）２
０３が接続され、受光素子２０３は光バンドパスフィル
タ２０２を通過した光信号を電気信号に変換する。

【００２６】受光素子２０３の出力側には検出器２０４
が接続され、検出器２０４は、受光素子２０３からの光
電流信号により、分岐光信号のレベルを検出する。次
に、光／電気変換部１０４の受光素子１０５の出力側に
は検出器２０５が接続され、検出器２０５は光／電気変
換部１０４への光電流信号を分岐した分岐光電流信号に
より、主光信号のレベルを検出する。

【００２７】検出器２０４と検出器２０５の出力側には
判別器２０６が接続され、判別器２０６は、検出器２０
４、検出器２０５の出力信号により、受光素子２０３、
受光素子１０５で受光した光信号のレベル差を検知し、
異常を判別しアラーム信号を出力する。論理和回路１０
９の入力側には、光入力断検出回路１０２、クロック断
検出回路１０８の出力に加え、判別器２０６の出力が接
続される。

【００２８】論理和回路１０９は、光入力断検出回路１
０２のアラーム信号、クロック断検出回路１０８のアラ
ーム信号、判別器２０６のアラーム信号について、論理
和を取り、光信号断アラーム信号を出力する。図２は光
信号のスペクトル、光バンドパスフィルタ１０３及び光
バンドパスフィルタ２０２の通過特性を示す図である。

【００２９】前置光直接増幅器１０１の出力の光信号
は、正常の場合、本図（ａ）に示すようなスペクトルを
しており、主光信号の波長（λｓ）位置にピークのレベ
ルを有する。それに対して、主光信号の波長成分以外の
波長（λｎ）成分であるノイズ成分は、レベルが非常に
小さいため、主光信号の波長成分に対して一定以上のレ
ベル差をもたらす。

【００３０】光バンドパスフィルタ１０３、光バンドパ
スフィルタ２０２の通過特性は本図（ｂ）に示す通りで
ある。本図（ｃ）に示すように、光バンドパスフィルタ
１０３は主光信号の波長（λｓ）成分を抽出し、光バン
ドパスフィルタ２０２は、主光信号の波長成分以外の波
長（λｎ）成分であるＡＳＥノイズ成分を抽出する。

【００３１】抽出された主光信号の波長（λｓ）成分と
抽出された主光信号の波長成分以外の波長（λｎ）成分
との間に、一定以上のレベル差を生じた時に正常と判断
し、一定未満のレベル差しか生じない時に、判別器２０
６により異常との判断が行われる。図３は図１における
論理和回路１０９の処理動作を説明するフローチャート
である。本図に示すように、ステップＳ１において、論
理和回路１０９は、光入力断検出回路１０２からアラー
ム信号が入力したか否かを判断する。入力した場合には
ステップＳ４に進む。

【００３２】ステップＳ２において、論理和回路１０９
は、上記入力が無い場合には、クロック断検出回路１０
８からのアラーム信号が入力したか否かを判断する。入
力した場合にはステップＳ４に進む。ステップＳ３にお
いて、論理和回路１０９は、上記入力が無い場合には、
判別器２０６からのアラーム信号が入力したか否かを判
断する。入力した場合にはステップＳ４に進む。論理和
回路１０９は、入力が無い場合には、前置光直接増幅器
１０１へ入力した光信号が正常であると判断して処理を
終了する。

【００３３】ステップＳ４において、論理和回路１０９
は、前置光直接増幅器１０１へ入力した光信号が異常で
あると判断して光信号断アラーム信号を出力する。従っ
て、本発明によれば、前置光直接増幅器１０１の出力光
信号について、主光信号の波長成分と主光信号の波長成
分以外の波長成分をそれぞれ光バンドパスフィルタ１０
３、光バンドパスフィルタ２０２で抽出し、抽出した光
信号のレベル差を比較することで、光信号の状態が検知
される。

【００３４】主光信号の波長成分と主光信号の波長成分
以外の波長成分（ノイズ成分）との差が十分大きい場
合、正常状態と判断し、逆に、主光信号の波長成分とノ
イズ成分に大差が無く、レベル差が小さい場合、Ｓ／Ｎ
が非常に悪い信号か又はノイズ成分のみであると判別さ
れる。これにより、光受信器に入力された光信号がノイ
ズ成分だけで、光入力断検出回路１０２、クロック断検
出回路１０８よりアラーム信号が発生しなくとも、判別
器２０６により確実にアラーム信号を発生するので、光
信号断アラーム信号の発生を確実に行うことが可能にな
る。

【００３５】すなわち、従来の回路構成と比較して、Ｓ
／Ｎが非常に悪い信号のＡＳＥノイズのみの入力信号で
あった場合、入力パワーだけでなく、主信号の成分を検
知するため、光信号断アラームが確実に発生される。前
置光直接増幅器１０１の故障、劣化により、Ｓ／Ｎの悪
い信号が入力された場合、前置光直接増幅器１０１の異
常を検出することが可能になる。

【００３６】図４は図１の変形例を示す図である。本図
に示すように、図１と比較して、検出器２０４、検出器
２０５、判別器２０６、論理和１０９に代わり、Ｉ／Ｖ
変換部３０１、Ｉ／Ｖ変換部３０３、ＬＯＧ変換部３０
２、ＬＯＧ変換部３０４、ＰＬＤ（プログラマブル・ロ
ジック・デバイス）３０５が設けられる。受光素子２０
３、受光素子１０５の出力側にはＩ／Ｖ変換部３０１、
Ｉ／Ｖ変換部３０３がそれぞれ接続され、Ｉ／Ｖ変換部
３０１、Ｉ／Ｖ変換部３０３は、受光素子２０３、受光
素子１０５で変換された光電流を電圧成分に変換し、且
つ変換された電圧成分を増幅する。

【００３７】Ｉ／Ｖ変換部３０１、Ｉ／Ｖ変換部３０３
の出力側にはＬＯＧ変換部３０２、ＬＯＧ変換部３０４
がそれぞれ接続され、ＬＯＧ変換部３０２、ＬＯＧ変換
部３０４はＩ／Ｖ変換部３０１、Ｉ／Ｖ変換部３０３か
ら入力する電圧成分の入力信号をＬＯＧ値に変換し、主
信号の波形成分以外の波長成分レベル信号、主信号の波
形成分レベル信号をそれぞれ出力する。ＬＯＧ値に変換
するのは、入力信号のダイナミックレンジを広く取る場
合、ＬＯＧ値の方が扱いやすいためである。

【００３８】光入力断検出回路１０２、クロック断検出
回路１０８、ＬＯＧ変換部３０２、ＬＯＧ変換部３０４
の出力側にはＰＬＤ３０５が接続され、ＰＬＤ３０５は
論理演算等の回路を集積しているデバイスであり、光入
力断検出回路１０２、クロック断検出回路１０８、ＬＯ
Ｇ変換部３０２、ＬＯＧ変換部３０４からアラーム信
号、光信号の波長成分以外の波長成分レベル信号、光信
号の波長成分レベル信号を入力し、演算処理し、光信号
断アラーム信号を出力する。

【００３９】図５は図４におけるＰＬＤ３０５の処理動
作を説明するフローチャートである。本図に示すよう
に、図３と比較して、ステップＳ１１、１２、１４はス
テップＳ１、２、４と同じであり、異なるのは、ステッ
プＳ１３である。ステップＳ１３において、下記式の演
算を行う。 光信号の波長成分レベル−光信号の波長成分以外の波長
成分レベル≦Ｌ０

【００４０】ＰＬＤ３０５で、上記式を満たすか否かに
ついてレベル差の判別が行われ、上記式を満たさない場
合には、光信号の波長成分レベルが光信号の波長成分以
外の波長成分レベル（ノイズ成分レベル）よりも十分大
きく、前置光直接増幅器１０１の出力信号は正常と判断
される。一方、上記式を満たし、光信号の波長成分レベ
ルと光信号の波長成分以外の波長成分レベル（ノイズ成
分）とに大差が無い場合、前置光直接増幅器１０１から
出力された信号は、Ｓ／Ｎが非常に悪いか又はノイズ成
分のみの信号と判断され、異常信号であると判別され
る。

【００４１】ＰＬＤ３０５は、上記式を満たす場合に
は、異常と判断し、ステップＳ１４に進み、満たさない
場合には正常と判断し処理を終了する。図６は図４の変
形例を示す図である。本図に示すように、図４と比較し
て、ＬＯＧ変換部３０２、ＬＯＧ変換部３０４、ＰＬＤ
３０５に代わりに、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔ
ａｌ）変換器４０１、Ａ／Ｄ変換器４０２、ＣＰＵ（Ｃ
ｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０
３が設けられる。

【００４２】Ｉ／Ｖ変換部３０１、Ｉ／Ｖ変換部３０３
の出力側にはＡ／Ｄ変換器４０１、Ａ／Ｄ変換器４０２
がそれぞれ接続され、Ａ／Ｄ変換器４０１、Ａ／Ｄ変換
器４０２はＩ／Ｖ変換部３０１、Ｉ／Ｖ変換部３０３の
電圧成分の出力信号をアナログからディジタルに変換す
る。光入力断検出回路１０２、クロック断検出回路１０
８、Ａ／Ｄ変換器４０１、Ａ／Ｄ変換器４０２の出力側
にはＣＰＵ４０３が接続され、ＣＰＵ４０３は、光入力
断検出回路１０２、クロック断検出回路１０８からアラ
ーム信号、Ａ／Ｄ変換器４０１、Ａ／Ｄ変換器４０２か
らディジタル信号を入力し演算処理し、光信号断アラー
ム信号を出力する。

【００４３】なお、Ａ／Ｄ変換器４０１、Ａ／Ｄ変換器
４０２からのディジタル信号とレベルの対応表がＣＰＵ
４０３に予め登録され、光信号の波長成分以外の波長成
分レベル、光信号の波長成分レベルが検知される。すな
わち、図５に示すように、ＣＰＵ４０３では、光信号の
波長成分レベルと光信号の波長成分以外の波長成分レベ
ルとが比較され、前置光直接増幅器１０１へ入力される
光信号の正常、異常が判別され、光入力断検出回路１０
２、クロック断検出回路１０８からのアラーム信号と一
緒に論理和され、その結果、光信号断アラーム信号とし
て出力される。

【００４４】次に、主光信号の波長λｓは、光送信部の
レーザダイオード（ＬＤ）の経時劣化により移動する場
合があり、この移動をモニタし、光受信器は主光信号を
受信するために、光バンドパスフィルタ１０３の中心波
長λｓの移動制御が行われる。この移動制御は本発明と
は関係ないので詳細説明を省略する。図７は主光信号の
波長λｓの移動に伴う光バンドパスフィルタ１０３の中
心波長λｓと光バンドパスフィルタ２０２の中心波長の
関係を示す図である。

【００４５】本図に示すように、主光信号の波長λｓの
移動に伴って、光バンドパスフィルタ１０３の中心波長
λｓが移動し、光バンドパスフィルタ１０３の中心波長
λｓが光バンドパスフィルタ２０２の中心波長λｎに接
近する場合がある。この接近により、光バンドパスフィ
ルタ２０２では、主光信号の波長λｓ成分が抽出され
る。このため、ＣＰＵ４０３では、主光信号の波長成分
と主光信号の波長成分以外の成分との差を誤って検知し
てしまう可能性がある。

【００４６】図８は図６の変形例であり、主光信号の波
長成分が主光信号の波長成分以外の成分に接近するのを
回避する例を示す図である。本図に示すように、図６と
比較して、光バンドパスフィルタ２０２に代わり、可変
波長光バンドパスフィルタ５０１が設けられ、さらに、
ＣＰＵ４０３にフィルタ制御部５０２が設けられる。

【００４７】光カプラ２０１と受光素子２０３の間に可
変波長光バンドパスフィルタ５０１が接続され、可変波
長光バンドパスフィルタ５０１は中心波長を可変にする
ことができる。フィルタ制御部５０２は、光バンドパス
フィルタ１０３の中心波長λｓをモニタし、モニタ結果
に基づいて、可変波長光バンドパスフィルタ５０１の中
心波長を変更する制御を行う。

【００４８】図９は、可変波長光バンドパスフィルタ５
０１の中心波長変更例を示す図である。本図に示すよう
に、光バンドパスフィルタ１０３の中心波長λｓと可変
波長光バンドパスフィルタ５０１の中心波長λｎが接近
した場合には、ＣＰＵ４０３のフィルタ制御部５０２は
この接近をモニタし、可変波長光バンドパスフィルタ５
０１の中心波長λｎをλｎ’に変更して、可変波長光バ
ンドパスフィルタ５０１の中心波長λ’と光バンドパス
フィルタ１０３の中心波長とが離れるようにする。

【００４９】これにより、主光信号の波長成分と主光信
号の波長成分以外の成分との接近回避が可能になる。ま
た、中心波長を変えて、複数の波長成分を抽出すること
で、ダイオードの経時変化による主光信号の波長のずれ
など適応でき、正確に主光信号の波長成分とノイズ成分
のレベル差を検出できるようになる。図１０は図８の変
形例であり、特に波長多重伝送時の例を示す図である。
本図に示すように、図８と比較して、光バンドパスフィ
ルタ１０３に代わり、光多重分離（ＤＭＵＸ）部６０１
が設けられる。

【００５０】光カプラ２０１の出力側には光多重分離部
６０１が接続され、光多重分離部６０１は、複数の光バ
ンドパスフィルタの機能を有し、波長多重された光信号
から波長λｓ０、λｓ１、λｓ２、…、λｓｍの光信号
を抽出する。さらに、波長多重数に対応して、光／電気
変換部１０４、３Ｒ回路１０７、Ｉ／Ｖ変換部３０３、
Ａ／Ｄ変換器４０２に加えて、光／電気変換部１０４−
１、クロック断検出回路１０８−１、Ｉ／Ｖ変換部３０
３−１、Ａ／Ｄ変換器４０２−１、…、光／電気変換部
１０４−ｍ、３Ｒ回路１０７−ｍ、Ｉ／Ｖ変換部３０３
−ｍ、Ａ／Ｄ変換器４０２−ｍが設けられる。

【００５１】３Ｒ回路１０７、３Ｒ回路１０７−１、
…、３Ｒ回路１０７−ｍの各々からは波長λｓ０、λｓ
１、λｓ２、…、λｓｍの光信号に対するデータ信号、
クロック信号が出力される。また、光／電気変換部１０
４−１には、受光素子１０５−１、前置増幅器１０６−
１が設けられ、…、光／電気変換部１０４−ｍには、受
光素子１０５−ｍ、前置増幅器１０６−ｍが設けられ
る。

【００５２】また、３Ｒ回路１０７−１にはクロック断
検出回路１０８−１が設けられ、…、３Ｒ回路１０７−
ｍにはクロック断検出回路１０８−ｍが設けられる。光
多重分離部６０１の出力側には光／電気変換部１０４、
光／電気変換部１０４−１、…、光／電気変換部１０４
−ｍが接続される。さらに、Ａ／Ｄ変換器４０２−１、
…、Ａ／Ｄ変換器４０２−ｍの出力がＣＰＵ４０３に接
続される。

【００５３】さらに、クロック断検出回路１０８−１、
…、クロック断検出回路１０８−ｍの出力がＣＰＵ４０
３に接続される。図１１は光信号のスペクトル、光ＤＭ
ＵＸ６０１及び可変波長光バンドパスフィルタ５０１の
通過特性を示す図である。前置光直接増幅器１０１の出
力の光信号は、正常の場合、本図（ａ）に示すようなス
ペクトルをしており、主光信号の波長（λｓ０、λｓ
１、λｓ２、λｓ３、…、λｓｍ）位置にピークのレベ
ルを有する。それに対して、主光信号の波長成分以外の
波長（λｎ）成分であるノイズ成分は、レベルが非常に
小さいため、主光信号の波長成分に対して一定以上のレ
ベル差をもたらす。

【００５４】光多重分離部６０１、可変波長光バンドパ
スフィルタ５０１の通過特性は本図（ｂ）に示す通りで
ある。本図（ｃ）に示すように、光多重分離部６０１は
主光信号の波長（λｓ０、λｓ１、λｓ２、λｓ３、
…、λｓｍ）成分を抽出し、可変波長光バンドパスフィ
ルタ５０１は、主光信号の波長成分以外の波長（λｎ）
成分であるＡＳＥノイズ成分を抽出する。

【００５５】抽出された主光信号の波長（λｓ０、λｓ
１、λｓ２、λｓ３、…、λｓｍ）成分の各々と抽出さ
れた主光信号の波長成分以外の波長（λｎ）成分との間
に、一定以上のレベル差を生じた時に正常と判断し、一
定未満のレベル差しか生じない時に、ＣＰＵ４０３によ
り異常との判断が行われる。ＣＰＵ４０３は主光信号の
波長毎に光信号断アラーム信号を出力する。

【００５６】さらに、ＣＰＵ４０３のフィルタ制御部５
０２の入力側には光多重分離部６０１が接続され、主光
信号の波長毎に、可変波長光バンドパスフィルタ５０１
との中心波長との接近をモニタし、接近する主光信号が
ある場合には、フィルタ制御部５０２により、可変波長
光バンドパスフィルタ５０１の中心波長が変更され接近
が回避される。

【００５７】波長多重伝送の場合には、主光信号の波長
間隔は非常に狭く（例：０．８ｎｍ）、可変波長光バン
ドパスフィルタ５０１の中心波長が主光信号波長間に位
置する場合には、ＣＰＵ４０３のフィルタ制御部５０２
で検出された波長の情報をパラメータとして、可変波長
光バンドパスフィルタ５０１の中心波長に対して、帰還
制御を行うことで、精度よく、可変波長光バンドパスフ
ィルタ５０１の中心波長の変更を行うことが可能にな
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力される光信号の波長成分だけを抽出し、光信号から
分岐される光信号のうち、光信号の波長成分以外の波長
成分を抽出し、抽出された前記光信号の波長成分のレベ
ルと抽出された光信号の波長成分以外の波長成分レベル
との差に基づいて入力される光信号の異常を判別するよ
うにしたので、光受信器の入力にＡＳＥのような白色ノ
イズが混入、発生しても、光信号の異常検出が確実に行
える。

【００５９】すなわち、入力される光信号の状態を検知
することが可能になり、上記のレベルの差が小さい場合
には、Ｓ／Ｎが非常に悪い信号か又はノイズ成分のみで
あると判別される。これにより入力される光信号がノイ
ズ成分だけの場合でも、確実に異常の検出が可能にな
る。また、光受信の入力段における前置光直接増幅器の
故障、劣化により、Ｓ／Ｎの悪い信号が入力された場
合、前置光直接増幅器の異常を検出することが可能にな
る。

【００６０】また、入力された光信号のレベル低下、ク
ロック信号のレベル低下が無くても、上記レベル差が小
さい場合には、入力される光信号の異常が検出される。
さらに、入力される光信号の波長が移動して、光信号の
波長成分以外の波長成分に接近しても、光信号の波長成
分以外の波長成分を可変にするので、入力される光信号
の波長移動に対しても適用可能である。さらに、入力さ
れる光信号が波長多重されていても、波長毎に前記光信
号の波長成分のレベルと光信号の波長成分以外の波長成
分レベルとの差に基づいて入力される光信号の異常を判
別するので、波長多重されている入力光信号の波長多重
に対しても適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光受信器の入力信号異常検出シス
テムの概略構成を示すブロック図である。

【図２】光信号のスペクトル、光バンドパスフィルタ１
０３及び光バンドパスフィルタ２０２の通過特性を示す
図である。

【図３】図１における論理和回路１０９の処理動作を説
明するフローチャートである。

【図４】図１の変形例を示す図である。

【図５】図４におけるＰＬＤ３０５の処理動作を説明す
るフローチャートである。

【図６】図４の変形例を示す図である。

【図7】主光信号の波長λｓの移動に伴う光バンドパス
フィルタ１０３の中心波長λｓと光バンドパスフィルタ
２０２の中心波長の関係を示す図である。

【図８】図６の変形例であり、主光信号の波長成分が主
光信号の波長成分以外の成分に接近するのを回避する例
を示す図である。

【図９】可変波長光バンドパスフィルタ５０１の中心波
長変更例を示す図である。

【図１０】図８の変形例であり、特に波長多重伝送時の
例を示す図である。

【図１１】光信号のスペクトル、光ＤＭＵＸ６０１及び
可変波長光バンドパスフィルタ５０１の通過特性を示す
図である。

【図１２】本発明の前提となる光受信器の概略構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１０１…前置光直接増幅器 １０２…光入力断検出回路 １０３、２０２…光バンドパスフィルタ １０４、１０４−１〜１０４−ｍ…光／電気変換部 １０５、１０５−１〜１０５−ｍ、２０３…受光素子 １０６…前置増幅器 １０７、１０７−１〜１０７−ｍ…３Ｒ回路 １０８、１０８−１〜１０８−ｍ…クロック断検出回路 １０９…論理和回路 ２０１…光カプラ ２０４、２０５…検出器 ２０６…判別器 ３０１、３０３、３０３−１〜３０３−ｍ…Ｉ／Ｖ変換
部 ３０２、３０４…ＬＯＧ変換部 ３０５…ＰＬＤ ４０１、４０２、４０２−１〜４０２−ｍ…Ａ／Ｄ変換
器 ４０３…ＣＰＵ ５０１…可変波長光バンドパスフィルタ ５０２…フィルタ制御部 ６０１…光多重分離部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 10/08 H04B 10/00 H04J 14/00 H04J 14/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号を入力する光受信器の入力信号異
   常検出システムにおいて、 入力される光信号の波長成分だけを通過させ、光信号の
   波長の移動に伴って中心波長の移動を行う第１の光バン
   ドパスフィルタ手段と、 前記光信号から分岐される光信号のうち、前記光信号の
   波長成分以外の波長成分を通過させる第２の光バンドパ
   スフィルタ手段と、 前記第１の光バンドパスフィルタ手段を通過する光信号
   のレベルと前記第２の光バンドパスフィルタ手段を通過
   する光信号のレベルとの差に基づいて入力される光信号
   の異常を判別する判別手段とを備え、前記第２の光バン
   ドパスフィルタ手段は、可変波長機能を有し、前記判別
   手段は、前記第１の光バンドパスフィルタ手段の中心波
   長をモニタし、モニタされる前記中心波長が前記第２の
   光バンドパスフィルタ手段の中心波長に接近する場合に
   は、前記第２の光バンドパスフィルタ手段の中心波長を
   モニタされる前記中心波長から離れるように変更制御す
   ることを特徴とする光受信器の入力信号異常検出システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記第１の光バンドパスフィルタ手段を
   通過する波長成分の光信号のレベルと前記第２の光バン
   ドパスフィルタ手段を通過する波長成分の光信号のレベ
   ルとの差が所定値よりも大きい場合には、入力光信号を
   正常と判別し、前記差が所定未満の場合には、入力光信
   号を異常と判断することを特徴とする、請求項１に記載
   の光受信器の入力信号異常検出システム。
3. 【請求項３】 さらに、入力される光信号のレベル低下
   を検出して入力信号の異常を検出する光入力断検出回路
   手段と、 前記光信号のクロック信号のレベル低下を検出して入力
   信号の異常を検出するクロック断検出回路手段とを設
   け、 前記判別手段の異常検出、前記光入力断検出回路手段の
   異常検出、前記クロック断検出回路手段の異常判断の論
   理和により入力光信号の異常を決定することを特徴とす
   る、請求項１に記載の光受信器の入力信号異常検出シス
   テム。
4. 【請求項４】 前記判別手段は、前記第１の光バンドパ
   スフィルタ手段、前記第２の光バンドパスフィルタ手段
   を通過する各光信号を光電流に変換し、変換された光電
   流を電圧信号に変換し、変換された電圧信号をＬＯＧに
   変換し、ＬＯＧ変換された電圧同士の差に基づいて入力
   される光信号の異常を判別することを特徴とする、請求
   項１に記載の光受信器の入力信号異常検出システム。
5. 【請求項５】 前記判別手段は、前記第１の光バンドパ
   スフィルタ手段、前記第２の光バンドパスフィルタ手段
   を通過する波長成分の各光信号を光電流に変換し、変換
   された光電流を電圧信号に変換し、変換された電圧信号
   をアナログ信号からディジタル信号に変換し、予め登録
   された対応表から、変換されたディジタル信号を光信号
   のレベルに換算して、ディジタル信号同士の差に基づい
   て入力される光信号の異常を判別することを特徴とす
   る、請求項１に記載の光受信器の入力信号異常検出シス
   テム。
6. 【請求項６】 前記第１の光バンドパスフィルタ手段
   は、多重分離機能を有し、入力される光信号が波長多重
   の光信号の場合には、波長毎に光信号を抽出し、前記判
   別手段は、抽出された各波長の前記光信号のレベルと、
   前記第２の光バンドパスフィルタ手段を通過する光信号
   のレベルの差に基づいて入力される光信号の異常を判別
   することを特徴とする、請求項１に記載の光受信器の入
   力信号異常検出システム。
7. 【請求項７】 前記光信号と、前記光信号から分岐され
   る光信号の分岐比を１０：１とすることを特徴とする、
   請求項１に記載の光受信器の入力信号異常検出システ
   ム。
8. 【請求項８】 光信号を入力する光受信器の入力信号異
   常検出方法において、 入力される光信号の波長成分だけを抽出する工程と、 前記光信号の波長の移動に伴って抽出を行う第１の中心
   波長の移動を行う工程と、 光信号が抽出される前記第１の中心波長をモニタする工
   程と、 前記光信号から分岐される光信号のうち、前記光信号の
   波長成分以外の波長成分を抽出する工程と、 抽出された前記光信号の波長成分のレベルと抽出された
   前記光信号の波長成分以外の波 長成分レベルとの差に基
   づいて入力される光信号の異常を判別する工程と、 モニタされた前記第１の中心波長が前記光信号の波長成
   分以外の波長成分が抽出される第２の中心波長に接近す
   る場合には前記第２の中心波長を前記第１の中心波長か
   ら離れるように変更する工程とを備えることを特徴とす
   る光受信器の入力信号異常検出方法。