JP3805216B2 - 光ｓｎｒ測定装置、光送信装置および光通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光信号強度と光雑音強度との比（Signal to Noise Ratio：以下「ＳＮＲ」という）の測定を行う光ＳＮＲ測定装置、光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置および光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を含んで構成される光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムでは、光ＳＮＲは、ビット誤り率と密接な関係があり、システムのパフォーマンスを示す指標となっている。すなわち、光ＳＮＲは、光源出力低下、各種光デバイスの挿入損失増加、光増幅器劣化、伝送路損失増加などが生じると劣化する。したがって、光通信システムでは、光ＳＮＲを測定し監視することは重要な意味を持っている。
【０００３】
最も一般的な光ＳＮＲ測定方法は、光スペクトラムアナライザを用いて光信号の強度と近傍の雑音強度を測定し、その比を計算する方法である。近年では、伝送装置への組み込みを前提とした小型の光スペクトラムアナライザも市販されている。
【０００４】
また、他の方法としては、例えば図６に示すように、光フィルタなどを用いて信号光と雑音光を分離して測定する方法も知られている。図６は、従来のＳＮＲ測定装置の構成例を示すブロック図である（特開平５−２９６８３１号公報参照）。
【０００５】
以下、図６を参照して従来のＳＮＲ測定装置の概要を説明する。図６において、このＳＮＲ測定装置４０は、分波器４１と受光器４２，４３とＳＮＲ演算器４４とを備えている。
【０００６】
分波器４１は、光入力を受けて、予め定められた波長の信号光とその信号光の波長以外の波長の雑音光とに波長分離する。信号光の強度は、受光器４２にて電気信号に変換される。光雑音強度は、受光器４３にて電気信号に変換される。光ＳＮＲ演算器４４では、受光器４２および受光器４３からの電気信号をそれぞれ受け、それらの電気信号の比に基づいてＳＮＲを演算する。
【０００７】
ここで、図６に示す構成による光ＳＮＲ測定方法も光スペクトラムアナライザを用いる光ＳＮＲ測定方法も本質的には同一である。いずれの方法でも、信号光と雑音光の波長が異なることを利用して信号光強度と光雑音強度の比を測定している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、測定光を信号光と雑音光とに分離する分波器あるいは分離して測定する光スペクトラムアナライザの性能は年々向上しているにもかかわらず、近年、光ＳＮＲ測定が難しくなってきている。これには、次の２つ理由が考えられる。
【０００９】
第一の理由は、波長多重伝送技術の発展に伴い、波長間隔が狭窄化してきたことである。例えば、図７は、高速光信号が狭間隔で波長多重された場合の光スペクトラム観測例である。図７では、４０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号を０．８ｎｍ間隔に３２波長配置した場合の光スペクトラムの一例が示されている。図７に示すように、光ＳＮＲを測定しようとする波長と隣接の波長とが近接している場合には、光スペクトラムアナライザあるいは分波器の分解能の制限によって光雑音強度を正確に測定することが難しい。また、波長間隔が極端に狭い場合には、光信号のスペクトルの裾が重なり、光スペクトラムアナライザの分解能によらず原理的に光雑音強度の測定ができないこともある。
【００１０】
また、図８は、１つの波長で発光する光源を種光源として複数の光信号（キャリヤ）が狭間隔で発生される場合の光スペクトラム観測例を示す図である。ここで、図８では、１２．５ＧＨｚの正弦波信号を光変調器に印加したときに得られる光スペクトルの測定例が示されている。図８に示すように、無変調光信号を１２．５ＧＨｚの正弦波信号で変調すると、光周波数間隔１２．５ＧＨｚすなわち光波長間隔０．１ｎｍの複数のサイドモードが発生する。これらの各モードを狭帯域フィルタで抜き出すことによって、０．１ｎｍ間隔で並ぶ複数の波長（キャリヤ）を得ることができる。図８の場合には、７〜９波長のキャリヤが発生している。このような手法を用いることによって１つの波長で発光する光源を種光源として狭い波長間隔で並ぶ複数の光信号（キャリヤ）を得ることができる。しかし、図８からも明らかなように、キャリヤの裾が隣接キャリヤの裾と重なるために、各キャリヤの光ＳＮＲを知るために必要な光雑音レベルの直接測定が難しく、正確な光ＳＮＲ測定が困難である。
【００１１】
第二の理由は、波長当たりの変調速度が上昇してきたために、光信号のスペクトル広がりが無視できなくなったことである。分波器のフィルタ特性が急峻である場合、あるいは、光スペクトラムアナライザの分解能が高い場合には、光信号が分波フィルタ帯域あるいは光スペクトラムアナライザの単位分解能帯域に入らなくなるため、光信号強度を正確に測定することが困難になる。
【００１２】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、複数の光信号が狭い波長間隔で並ぶ場合でも簡単かつ高精度に光ＳＮＲを測定することができる光ＳＮＲ測定装置、光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置および光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を含んで構成される光通信システムを得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光である。このダブルサイドバンド変調光では、中央のキャリヤと両側のサイドバンド全体の光信号強度が情報の単位であり、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００１５】
つぎの発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光であるが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤも抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００１７】
つぎの発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００１９】
つぎの発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。これによって、各キャリヤのＳＮＲが求められる。
【００２１】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光をデータ信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記データ信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力する。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光との強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。また、ダブルサイドバンド変調光では、中央のキャリヤと両側のサイドバンドとの全体光信号強度が情報の単位であり、無変調光の光信号強度で代表させることができる。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００２３】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光をデータ信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記データ信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力するが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００２５】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光を周期信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記周期信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として正弦波信号や三角波信号などの周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００２７】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光を周期信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記周期信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として正弦波信号や三角波信号などの周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。これによって、各キャリヤのＳＮＲが求められる。
【００２９】
つぎの発明にかかる光送信装置は、上記の発明において、前記調整手段は、前記光変調器が出力する前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように該光変調器への印加バイアスを制御するバイアス制御手段であることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の出力光のレベルをモニタすることによって、変調器が出力する変調光と無変調光との強度が等しくなるように、光変調器への印加バイアスを制御するようにしている。
【００３１】
つぎの発明にかかる光送信装置は、上記の発明において、前記調整手段は、前記光変調器の出力光強度と該光変調器への入力光強度との比が一定となるように該光変調器への印加バイアスを制御するバイアス制御手段であることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の入出力光のレベルをモニタすることによって、光変調器の出力光の強度と入力光の強度との比が一定となるように、つまり、光変調器の挿入損失が一定となるように光変調器への印加バイアスを制御するようにしている。
【００３３】
つぎの発明にかかる光通信システムは、上記の発明における光送信装置を１つ以上用いることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、光通信システムが、ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を１つ以上用いて構成される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光ＳＮＲ測定装置、光送信装置および光通信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すＳＮＲ測定回路の構成を示すブロック図である。図３は、図１に示す光送信装置における光ＳＮＲ測定動作を説明する図である。
【００３７】
図１において、この光送信装置は、１つの波長で発光する光源１と、光源１から発せられた光信号が入力する光変調器２と、変調信号が印加される入力端子３と、入力端子３に印加される変調信号に従って光変調器２を駆動する光変調器ドライバ４と、入力端子３に印加される変調信号が光変調器ドライバ４に入力されるのを必要に応じてオン・オフするスイッチ５と、光変調器２から出力される光信号を２分岐する光分岐器６と、光分岐器６が出力する一方の分岐光を電気信号に変換する受光器７と、受光器７の出力レベルに応じて光変調器２に印加するバイアス電圧を発生するバイアス制御回路８と、バイアス制御回路８が出力した制御信号を光変調器２に印加するバイアス印加回路９及び終端器１０と、光分岐器６が出力する他方の分岐光を増幅する光増幅器１１と、光増幅器１１から出力される光信号を２分岐する光分岐器１２と、光分岐器１２が出力する一方の分岐光を受けて光ＳＮＲを測定する光ＳＮＲ測定回路１３とを備えている。なお、光分岐器１２が出力する他方の分岐光は、当該光送信装置の送信光となる。
【００３８】
光源１には、半導体レーザなどによって実現される。光変調器２には、ＬｉＮｂＯ３などを用いたマッハツェンダー型変調器、半導体を用いた吸収型変調器（ＥＡ変調器）などによって実現される。入力端子３に印加される変調信号は、データ信号または周期信号である。周期信号は、正弦波信号、矩形波信号や三角波信号などである。
【００３９】
スイッチ５は、光変調器２に印加する変調信号をオン／オフできればよい。また、図１では、光変調器ドライバ４への変調信号入力をオン／オフするようにしているが、光変調器ドライバ４の電源をオン／オフすることによっても、光変調器２に印加する変調信号をオン／オフすることができる。この場合には、スイッチ５を省略することができる。
【００４０】
光分岐器６，１２には、光カプラなどによって実現できる。受光器７には、フォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）など光信号を電気信号に変換するデバイスによって実現される。
【００４１】
バイアス制御回路８は、受光器７が検出する光信号レベルをモニタし、光変調器２から出力される光信号の強度が一定となるように、バイアス印加回路９を介して光変調器２に印加するバイアス電圧をコントロールする。これは、スイッチ５の設定によって、光変調器２に印加される変調信号が「断」される場合もあるが、その場合であっても同様である。なお、バイアス印加回路９には、一般にバイアスＴと呼ばれる部品によって実現される。
【００４２】
光ＳＮＲ測定回路１３は、光スペクトラムアナライザを用いて構成することも可能であるが、この実施の形態１では、図２に示すように、光フィルタを用いて構成している。図２において、光ＳＮＲ測定回路１３は、光分岐器１２の一方の分岐光を２分岐する光分岐器２１と、光分岐器２１が出力する一方の分岐光から特定波長成分光／帯域光を取り出す光バンドパスフィルタ２２と、光バンドパスフィルタ２２の出力光強度を検出する受光器２３と、光分岐器２１が出力する他方の分岐光から特定波長成分光／帯域光を取り出す光バンドパスフィルタ２４と、光バンドパスフィルタ２４の出力光強度を検出する受光器２５と、受光器２３の出力と受光器２５の出力とに基づいてＳＮＲを求めるＳＮＲ演算器２６とを備えている。
【００４３】
光分岐器２１には、光カプラなどによって実現される。受光器２３，２５には、フォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）など光信号を電気信号に変換するデバイスを用いることができる。光分岐器２１と受光器２３，２５とは、全体として光強度測定手段を構成している。光バンドパスフィルタ２２，２４の通過波長／通過帯域を異ならせることによって、例えば、光分岐器２１→光バンドパスフィルタ２２→受光器２３の経路で目的とする光信号の強度が検出され、光分岐器２１→光バンドパスフィルタ２４→受光器２５の経路で光雑音強度が検出される。
【００４４】
つぎに、以上の構成を有する光送信装置における光ＳＮＲの測定動作を説明する。なお、ここでは、変調信号として周期信号を用いる場合を説明する。図１において、スイッチ５がオンしている状態で入力端子３に周期信号が入力されると、光変調器２からは複数のキャリヤが出力される。例えば、１２．５ＧＨｚの正弦波信号が入力端子３に入力されると、図８に示したように、光周波数間隔１２．５ＧＨｚ、すなわち波長間隔０．１ｎｍの複数の線スペクトル（キャリヤ）が発生する。このスペクトルを抜き出すことによって、複数の波長を取り出すこともできる。
【００４５】
ところが、図８から明らかなように、多くのキャリヤが狭波長間隔で発生している場合には、キャリヤの裾が隣接キャリヤの裾と重なるために、各キャリヤの光ＳＮＲを知るのに必要な光雑音強度を直接測定することは難しい。一方、光ＳＮＲの測定で最も重要な要素は、雑音発生源となる光増幅器１１である。光増幅器１１が発生する雑音の量は、光増幅器１１へ入力される光強度と光増幅器１１の利得とによって決定される。特に、光増幅器１１に入力される光強度が支配的なパラメータとなる。
【００４６】
そこで、この実施の形態１では、スイッチ５によって光変調器２に印加される変調信号をオン／オフできるようにし、光変調器２から変調光信号と無変調光信号とが取り出せるようにしている。また、バイアス制御回路８によって変調光信号と無変調光信号との強度が等しくなるようにしている。
【００４７】
図３（ａ）は、スイッチ５をオフしたとき、つまり無変調光信号の光信号強度と光雑音強度を示している。図３（ａ）に示すように、無変調光信号の場合には、１波長成分の線スペクトルのみが得られ、また明確な光雑音強度が得られるので、ＳＮＲ演算器２６での光ＳＮＲ測定は比較的容易である。
【００４８】
一方、図３（ｂ）は、入力端子３に周期信号を入力し、スイッチ５をオンしたとき、つまりマルチキャリヤ変調光信号の光スペクトラム例を示している。図３（ｂ）では、２０本の線スペクトル（キャリヤ）が発生している。バイアス制御回路８によって光変調器２を出力される光強度、すなわち光増幅器１１に入力される光強度が一定となるように保たれているので、図３（ｂ）における光雑音強度は、図３（ａ）における光雑音強度と同じである。したがって、各キャリヤの強度が正確に推測できない場合には、図３（ａ）における光雑音強度と、図３（ｂ）における各光キャリヤの強度との比から、各光キャリヤの光ＳＮＲを計算することができる。
【００４９】
ここで、図３（ｂ）に示すように、強度が等しい２０本のキャリヤが発生している場合には、１本１本の光強度は、図３（ａ）における光信号強度の１／２０（−１３ｄＢ）となっている。したがって、図３（ｂ）における各光キャリヤの光ＳＮＲは、図３（ａ）の無変調時の光ＳＮＲの１／２０（−１３ｄＢダウン）となることがわかる。この例のように、各キャリヤの強度が正確に推測できる場合には、スイッチ５をオフした場合の光ＳＮＲ測定結果のみから、各キャリヤの光ＳＮＲを算出することもできる。この場合には、スイッチ５をオフした状態の光ＳＮＲを測定すればよいので、光バンドパスフィルタ２２，２４の実現は容易である。
【００５０】
このように、１つの光源の光信号を周期信号によってマルチキャリヤ化する光送信装置において、マルチキャリヤ化の前後でノイズレベルが変化しないようにしているので、マルチキャリヤ化前のＳＮＲ（ここではＣＮＲ）からマルチキャリヤ化後のＳＮＲを簡単に、かつ精度よく測定することができる。
【００５１】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、図１に示した構成において、光源１と光変調器２との間に、光分岐器３１と受光器３２とが設けられ、それに伴い符号を変えたバイアス制御回路３３が設けられている。
【００５２】
光分岐器３１は、光源１の出力光を光変調器２と受光器３２とに２分岐する。光分岐器３１には、光カプラなどによって実現される。受光器３２は、光分岐器３１からの分岐光を電気信号に変換してバイアス制御回路３３に出力する。受光器３２には、フォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などによって実現される。
【００５３】
バイアス制御回路３３は、受光器７が検出した光強度と受光器３２が検出した光強度との比が一定となるように光変調器２に印加するバイアスを制御するようになっている。その結果、実施の形態１と同様に、光変調器２が出力する変調光と無変調光との強度が等しくなるように制御されるので、この実施の形態２でも光ＳＮＲの測定動作は、実施の形態１と同様に行われる。
【００５４】
この実施の形態２では、バイアス制御回路３３が光変調器２の挿入損失が一定となるようにバイアス電圧を制御するので、スイッチ５をオフしたときに測定される光ＳＮＲとスイッチ５をオンしたときに測定される光ＳＮＲとを等しくすることができる。
【００５５】
したがって、この実施の形態２によれば、光源の出力光強度が変化するとき、光源が複数あるとき、光源が変調器と物理的に離れた場所にあるときなどで用いるのに好適な光送信装置を提供することができる。
【００５６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３では、図１または図４に示した光送信装置において、変調信号としてデータ信号を用いる場合の光ＳＮＲ測定を説明する。図５は、データ信号を用いる場合の光ＳＮＲ測定を説明する図である。
【００５７】
図１または図４において、スイッチ５をオンにして入力端子３にＲＺ（Return to Zero）符号形式のデータ信号を印加すると、光変調器２は、キャリヤの両側にサイドバンドがあるダブルサイドバンドの変調光を出力する。片方のサイドバンドを削除することによって、シングルサイドバンドの変調光が得られる。この場合、キャリヤは、抑圧ないしは削除される場合がある。
【００５８】
図５（ａ）は、ダブルサイドバンド変調光のスペクトルの一例を示している。図５（ｂ）は、無変調光のスペクトルである。図５（ａ）において、スペクトル中央のピーク光５１がキャリヤ、両側にあるピーク光５２，５３がサイドバンドである。
【００５９】
ここで、例えば、スペクトル中央のキャリヤ５１の光ＳＮＲを測定する必要がある場合、スペクトル中央付近における光雑音強度を知る必要がある。しかし、図５（ａ）で確認される通り、変調信号のスペクトルは原理的に広がりを持っているので、スペクトル中央近傍の雑音光強度を直接測定することは不可能である。
【００６０】
図５（ｂ）に示した無変調光のスペクトルは、スイッチ５をオフとすることによって得られる。このとき、スペクトルは狭くなるので、スペクトル中央付近の光雑音強度を測定することは容易となる。光変調器２を出力される光強度が、図５（ａ）の場合も図５（ｂ）の場合と等しくなるようにバイアス制御回路８が作動するので、図５（ａ）の光雑音強度と図５（ｂ）の光雑音強度とは等しい。したがって、困難な図５（ａ）の測定を、容易な図５（ｂ）の測定によって代用することができる。
【００６１】
つまり、ダブルサイドバンド変調光の光信号強度は、キャリヤ５１と両側にあるサイドバンド５２，５３とのトータルでの光強度であるが、このトータルでの光強度が情報の単位であるので、その光強度は、無変調時の光信号強度で代表することができる。したがって、ダブルサイドバンド変調光のＳＮＲ測定は、無変調時の光信号強度と光雑音強度とを用いて行うことができる。
【００６２】
一方、図５（ａ）において、シングルサイドバンド変調光の光信号強度は、スペクトル中央のキャリヤ５１と両側にあるサイドバンド５２，５３の一方とのトータルでの光強度である。スペクトル中央のキャリヤ５１が抑圧ないは削除される場合には、図５（ａ）のサイドバンド５２，５３の一方の光信号強度が、情報の単位となる。したがって、キャリヤを含まないシングルサイドバンド変調光でのＳＮＲは、図５（ａ）のサイドバンド５２，５３の一方の光信号強度と図５（ｂ）の光雑音強度とから求められる。
【００６３】
このように、ダブルサイドバンド変調光やシングルサイドバンド変調光においても、簡単に、かつ精度良く光ＳＮＲの測定を行うことができる。したがって、上述した光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を含んで構成される狭波長間隔波長多重の光通信システムとすれば、光送信装置の自己監視機能を用いて、光信号品質の監視が行えるようになる。
【００６４】
なお、実施の形態１では、変調光と無変調光の強度を等しくするためにバイアス制御回路８を用いたが、これに限らず、例えば、光変調器に可変光減衰器を設け、光変調器の出力光レベルをモニタする制御回路によって可変光減衰器を制御するようにしてもよい。
【００６５】
また、実施の形態２では、光変調器の入出力比を一定にするためにバイアス制御回路３３を用いたが、これに限らず、例えば、光変調器に可変光減衰器を設け、光変調器の入出力光レベルをモニタする制御回路によって可変光減衰器を制御するようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光である。このダブルサイドバンド変調光では、中央のキャリヤと両側のサイドバンド全体の光信号強度が情報の単位であり、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（ダブルサイドバンド変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（ダブルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００６７】
つぎの発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光であるが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤも抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（シングルサイドバンド変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（シングルサイドバンド変調光）の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（シングルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００６８】
つぎの発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（マルチキャリヤ変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００６９】
つぎの発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（マルチキャリヤ変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ毎のＳＮＲを算出することができる。
【００７０】
つぎの発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力する。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。また、ダブルサイドバンド変調光では、その光信号強度を無変調光の光信号強度で代表させることができる。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（ダブルサイドバンド変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（ダブルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００７１】
つぎの発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力するが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（シングルサイドバンド変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（シングルサイドバンド変調光）の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（シングルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００７２】
つぎの発明によれば、送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（マルチキャリヤ変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００７３】
つぎの発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光との強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（マルチキャリヤ変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ毎のＳＮＲを算出することができる。
【００７４】
つぎの発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の出力光のレベルをモニタすることによって、変調器が出力する変調光と無変調光との強度が等しくなるように、光変調器への印加バイアスを制御することができる。
【００７５】
つぎの発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の入出力光のレベルをモニタすることによって、光変調器の挿入損失が一定となるように光変調器への印加バイアスを制御することができるので、光源の出力光強度が変化する場合や、複数の光源から光変調器に入力される光信号強度が一定でない場合、光源と変調器が物理的に離れている場合などでも、正確な光ＳＮＲ測定を行うことができる。
【００７６】
つぎの発明によれば、光通信システムが、ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を１つ以上用いて構成されるので、光ＳＮＲ監視を容易に実現することができる。また、光送信装置はマルチキャリヤ変調光を出力できるので、正確な光ＳＮＲのモニタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した光ＳＮＲ測定回路の構成を示すブロック図である。
【図３】 図１に示した光送信装置における光ＳＮＲ測定動作を説明する図であり、（ａ）は光変調器への変調信号（周期信号）断時（スイッチオフ時）の光スペクトラム観測例を示し、（ｂ）は光変調器への変調信号（周期信号）入力時（スイッチオン時）の光スペクトラム観測例を示す。
【図４】 この発明の実施の形態２であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 図１または図４に示す光送信装置において、変調信号としてデータ信号を用いる場合の光ＳＮＲ測定を説明する図であり、（ａ）は光変調器への変調信号（データ信号）入力時（スイッチオン時）の光スペクトラム観測例を示し、（ｂ）は光変調器への変調信号（データ信号）断時（スイッチオフ時）の光スペクトラム観測例を示す。
【図６】 従来の光ＳＮＲ測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】 高速光信号が狭間隔で波長多重された場合の光スペクトラム観測例を示す図である。
【図８】 １つの波長で発光する光源を種光源として複数のキャリヤが狭間隔で発生される場合の光スペクトラム観測例を示す図である。
【符号の説明】
１ 光源、２ 光変調器、３ 入力端子、４ 光変調器ドライバ、５ スイッチ、６，１２，２１，３１ 光分岐器、７，２３，２５，３２ 受光器、８，３３ バイアス制御回路、９ バイアス印加回路、１０ 終端器、１１ 光増幅器、１３ 光ＳＮＲ測定回路、２２，２４ 光バンドパスフィルタ、２６ 光ＳＮＲ演算器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、光信号強度と光雑音強度との比（Signal to Noise Ratio：以下「ＳＮＲ」という）の測定を行う光ＳＮＲ測定装置、光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置および光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を含んで構成される光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムでは、光ＳＮＲは、ビット誤り率と密接な関係があり、システムのパフォーマンスを示す指標となっている。すなわち、光ＳＮＲは、光源出力低下、各種光デバイスの挿入損失増加、光増幅器劣化、伝送路損失増加などが生じると劣化する。したがって、光通信システムでは、光ＳＮＲを測定し監視することは重要な意味を持っている。
【０００３】
最も一般的な光ＳＮＲ測定方法は、光スペクトラムアナライザを用いて光信号の強度と近傍の雑音強度を測定し、その比を計算する方法である。近年では、伝送装置への組み込みを前提とした小型の光スペクトラムアナライザも市販されている。
【０００４】
また、他の方法としては、例えば図６に示すように、光フィルタなどを用いて信号光と雑音光を分離して測定する方法も知られている。図６は、従来のＳＮＲ測定装置の構成例を示すブロック図である（特開平５−２９６８３１号公報参照）。
【０００５】
以下、図６を参照して従来のＳＮＲ測定装置の概要を説明する。図６において、このＳＮＲ測定装置４０は、分波器４１と受光器４２，４３とＳＮＲ演算器４４とを備えている。
【０００６】
分波器４１は、光入力を受けて、予め定められた波長の信号光とその信号光の波長以外の波長の雑音光とに波長分離する。信号光の強度は、受光器４２にて電気信号に変換される。光雑音強度は、受光器４３にて電気信号に変換される。光ＳＮＲ演算器４４では、受光器４２および受光器４３からの電気信号をそれぞれ受け、それらの電気信号の比に基づいてＳＮＲを演算する。
【０００７】
ここで、図６に示す構成による光ＳＮＲ測定方法も光スペクトラムアナライザを用いる光ＳＮＲ測定方法も本質的には同一である。いずれの方法でも、信号光と雑音光の波長が異なることを利用して信号光強度と光雑音強度の比を測定している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、測定光を信号光と雑音光とに分離する分波器あるいは分離して測定する光スペクトラムアナライザの性能は年々向上しているにもかかわらず、近年、光ＳＮＲ測定が難しくなってきている。これには、次の２つ理由が考えられる。
【０００９】
第一の理由は、波長多重伝送技術の発展に伴い、波長間隔が狭窄化してきたことである。例えば、図７は、高速光信号が狭間隔で波長多重された場合の光スペクトラム観測例である。図７では、４０Ｇｂｉｔ／ｓの光信号を０．８ｎｍ間隔に３２波長配置した場合の光スペクトラムの一例が示されている。図７に示すように、光ＳＮＲを測定しようとする波長と隣接の波長とが近接している場合には、光スペクトラムアナライザあるいは分波器の分解能の制限によって光雑音強度を正確に測定することが難しい。また、波長間隔が極端に狭い場合には、光信号のスペクトルの裾が重なり、光スペクトラムアナライザの分解能によらず原理的に光雑音強度の測定ができないこともある。
【００１０】
また、図８は、１つの波長で発光する光源を種光源として複数の光信号（キャリヤ）が狭間隔で発生される場合の光スペクトラム観測例を示す図である。ここで、図８では、１２．５ＧＨｚの正弦波信号を光変調器に印加したときに得られる光スペクトルの測定例が示されている。図８に示すように、無変調光信号を１２．５ＧＨｚの正弦波信号で変調すると、光周波数間隔１２．５ＧＨｚすなわち光波長間隔０．１ｎｍの複数のサイドモードが発生する。これらの各モードを狭帯域フィルタで抜き出すことによって、０．１ｎｍ間隔で並ぶ複数の波長（キャリヤ）を得ることができる。図８の場合には、７〜９波長のキャリヤが発生している。このような手法を用いることによって１つの波長で発光する光源を種光源として狭い波長間隔で並ぶ複数の光信号（キャリヤ）を得ることができる。しかし、図８からも明らかなように、キャリヤの裾が隣接キャリヤの裾と重なるために、各キャリヤの光ＳＮＲを知るために必要な光雑音レベルの直接測定が難しく、正確な光ＳＮＲ測定が困難である。
【００１１】
第二の理由は、波長当たりの変調速度が上昇してきたために、光信号のスペクトル広がりが無視できなくなったことである。分波器のフィルタ特性が急峻である場合、あるいは、光スペクトラムアナライザの分解能が高い場合には、光信号が分波フィルタ帯域あるいは光スペクトラムアナライザの単位分解能帯域に入らなくなるため、光信号強度を正確に測定することが困難になる。
【００１２】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、複数の光信号が狭い波長間隔で並ぶ場合でも簡単かつ高精度に光ＳＮＲを測定することができる光ＳＮＲ測定装置、光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置および光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を含んで構成される光通信システムを得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光である。このダブルサイドバンド変調光では、中央のキャリヤと両側のサイドバンド全体の光信号強度が情報の単位であり、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００１５】
つぎの発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光であるが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤも抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００１７】
つぎの発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００１９】
つぎの発明にかかる光ＳＮＲ測定装置は、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。これによって、各キャリヤのＳＮＲが求められる。
【００２１】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光をデータ信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記データ信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力する。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光との強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。また、ダブルサイドバンド変調光では、中央のキャリヤと両側のサイドバンドとの全体光信号強度が情報の単位であり、無変調光の光信号強度で代表させることができる。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００２３】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光をデータ信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記データ信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力するが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００２５】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光を周期信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記周期信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として正弦波信号や三角波信号などの周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。
【００２７】
つぎの発明にかかる光送信装置は、１以上の光源と、前記１以上の光源の出力光を周期信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、前記周期信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、前記調整されたときに測定した該変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として正弦波信号や三角波信号などの周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。そこで、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するようにしている。これによって、各キャリヤのＳＮＲが求められる。
【００２９】
つぎの発明にかかる光送信装置は、上記の発明において、前記調整手段は、前記光変調器が出力する前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように該光変調器への印加バイアスを制御するバイアス制御手段であることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の出力光のレベルをモニタすることによって、変調器が出力する変調光と無変調光との強度が等しくなるように、光変調器への印加バイアスを制御するようにしている。
【００３１】
つぎの発明にかかる光送信装置は、上記の発明において、前記調整手段は、前記光変調器の出力光強度と該光変調器への入力光強度との比が一定となるように該光変調器への印加バイアスを制御するバイアス制御手段であることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の入出力光のレベルをモニタすることによって、光変調器の出力光の強度と入力光の強度との比が一定となるように、つまり、光変調器の挿入損失が一定となるように光変調器への印加バイアスを制御するようにしている。
【００３３】
つぎの発明にかかる光通信システムは、上記の発明における光送信装置を１つ以上用いることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、光通信システムが、ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を１つ以上用いて構成される。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光ＳＮＲ測定装置、光送信装置および光通信システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すＳＮＲ測定回路の構成を示すブロック図である。図３は、図１に示す光送信装置における光ＳＮＲ測定動作を説明する図である。
【００３７】
図１において、この光送信装置は、１つの波長で発光する光源１と、光源１から発せられた光信号が入力する光変調器２と、変調信号が印加される入力端子３と、入力端子３に印加される変調信号に従って光変調器２を駆動する光変調器ドライバ４と、入力端子３に印加される変調信号が光変調器ドライバ４に入力されるのを必要に応じてオン・オフするスイッチ５と、光変調器２から出力される光信号を２分岐する光分岐器６と、光分岐器６が出力する一方の分岐光を電気信号に変換する受光器７と、受光器７の出力レベルに応じて光変調器２に印加するバイアス電圧を発生するバイアス制御回路８と、バイアス制御回路８が出力した制御信号を光変調器２に印加するバイアス印加回路９及び終端器１０と、光分岐器６が出力する他方の分岐光を増幅する光増幅器１１と、光増幅器１１から出力される光信号を２分岐する光分岐器１２と、光分岐器１２が出力する一方の分岐光を受けて光ＳＮＲを測定する光ＳＮＲ測定回路１３とを備えている。なお、光分岐器１２が出力する他方の分岐光は、当該光送信装置の送信光となる。
【００３８】
光源１には、半導体レーザなどによって実現される。光変調器２には、ＬｉＮｂＯ３などを用いたマッハツェンダー型変調器、半導体を用いた吸収型変調器（ＥＡ変調器）などによって実現される。入力端子３に印加される変調信号は、データ信号または周期信号である。周期信号は、正弦波信号、矩形波信号や三角波信号などである。
【００３９】
スイッチ５は、光変調器２に印加する変調信号をオン／オフできればよい。また、図１では、光変調器ドライバ４への変調信号入力をオン／オフするようにしているが、光変調器ドライバ４の電源をオン／オフすることによっても、光変調器２に印加する変調信号をオン／オフすることができる。この場合には、スイッチ５を省略することができる。
【００４０】
光分岐器６，１２には、光カプラなどによって実現できる。受光器７には、フォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）など光信号を電気信号に変換するデバイスによって実現される。
【００４１】
バイアス制御回路８は、受光器７が検出する光信号レベルをモニタし、光変調器２から出力される光信号の強度が一定となるように、バイアス印加回路９を介して光変調器２に印加するバイアス電圧をコントロールする。これは、スイッチ５の設定によって、光変調器２に印加される変調信号が「断」される場合もあるが、その場合であっても同様である。なお、バイアス印加回路９には、一般にバイアスＴと呼ばれる部品によって実現される。
【００４２】
光ＳＮＲ測定回路１３は、光スペクトラムアナライザを用いて構成することも可能であるが、この実施の形態１では、図２に示すように、光フィルタを用いて構成している。図２において、光ＳＮＲ測定回路１３は、光分岐器１２の一方の分岐光を２分岐する光分岐器２１と、光分岐器２１が出力する一方の分岐光から特定波長成分光／帯域光を取り出す光バンドパスフィルタ２２と、光バンドパスフィルタ２２の出力光強度を検出する受光器２３と、光分岐器２１が出力する他方の分岐光から特定波長成分光／帯域光を取り出す光バンドパスフィルタ２４と、光バンドパスフィルタ２４の出力光強度を検出する受光器２５と、受光器２３の出力と受光器２５の出力とに基づいてＳＮＲを求めるＳＮＲ演算器２６とを備えている。
【００４３】
光分岐器２１には、光カプラなどによって実現される。受光器２３，２５には、フォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）など光信号を電気信号に変換するデバイスを用いることができる。光分岐器２１と受光器２３，２５とは、全体として光強度測定手段を構成している。光バンドパスフィルタ２２，２４の通過波長／通過帯域を異ならせることによって、例えば、光分岐器２１→光バンドパスフィルタ２２→受光器２３の経路で目的とする光信号の強度が検出され、光分岐器２１→光バンドパスフィルタ２４→受光器２５の経路で光雑音強度が検出される。
【００４４】
つぎに、以上の構成を有する光送信装置における光ＳＮＲの測定動作を説明する。なお、ここでは、変調信号として周期信号を用いる場合を説明する。図１において、スイッチ５がオンしている状態で入力端子３に周期信号が入力されると、光変調器２からは複数のキャリヤが出力される。例えば、１２．５ＧＨｚの正弦波信号が入力端子３に入力されると、図８に示したように、光周波数間隔１２．５ＧＨｚ、すなわち波長間隔０．１ｎｍの複数の線スペクトル（キャリヤ）が発生する。このスペクトルを抜き出すことによって、複数の波長を取り出すこともできる。
【００４５】
ところが、図８から明らかなように、多くのキャリヤが狭波長間隔で発生している場合には、キャリヤの裾が隣接キャリヤの裾と重なるために、各キャリヤの光ＳＮＲを知るのに必要な光雑音強度を直接測定することは難しい。一方、光ＳＮＲの測定で最も重要な要素は、雑音発生源となる光増幅器１１である。光増幅器１１が発生する雑音の量は、光増幅器１１へ入力される光強度と光増幅器１１の利得とによって決定される。特に、光増幅器１１に入力される光強度が支配的なパラメータとなる。
【００４６】
そこで、この実施の形態１では、スイッチ５によって光変調器２に印加される変調信号をオン／オフできるようにし、光変調器２から変調光信号と無変調光信号とが取り出せるようにしている。また、バイアス制御回路８によって変調光信号と無変調光信号との強度が等しくなるようにしている。
【００４７】
図３（ａ）は、スイッチ５をオフしたとき、つまり無変調光信号の光信号強度と光雑音強度を示している。図３（ａ）に示すように、無変調光信号の場合には、１波長成分の線スペクトルのみが得られ、また明確な光雑音強度が得られるので、ＳＮＲ演算器２６での光ＳＮＲ測定は比較的容易である。
【００４８】
一方、図３（ｂ）は、入力端子３に周期信号を入力し、スイッチ５をオンしたとき、つまりマルチキャリヤ変調光信号の光スペクトラム例を示している。図３（ｂ）では、２０本の線スペクトル（キャリヤ）が発生している。バイアス制御回路８によって光変調器２を出力される光強度、すなわち光増幅器１１に入力される光強度が一定となるように保たれているので、図３（ｂ）における光雑音強度は、図３（ａ）における光雑音強度と同じである。したがって、各キャリヤの強度が正確に推測できない場合には、図３（ａ）における光雑音強度と、図３（ｂ）における各光キャリヤの強度との比から、各光キャリヤの光ＳＮＲを計算することができる。
【００４９】
ここで、図３（ｂ）に示すように、強度が等しい２０本のキャリヤが発生している場合には、１本１本の光強度は、図３（ａ）における光信号強度の１／２０（−１３ｄＢ）となっている。したがって、図３（ｂ）における各光キャリヤの光ＳＮＲは、図３（ａ）の無変調時の光ＳＮＲの１／２０（−１３ｄＢダウン）となることがわかる。この例のように、各キャリヤの強度が正確に推測できる場合には、スイッチ５をオフした場合の光ＳＮＲ測定結果のみから、各キャリヤの光ＳＮＲを算出することもできる。この場合には、スイッチ５をオフした状態の光ＳＮＲを測定すればよいので、光バンドパスフィルタ２２，２４の実現は容易である。
【００５０】
このように、１つの光源の光信号を周期信号によってマルチキャリヤ化する光送信装置において、マルチキャリヤ化の前後でノイズレベルが変化しないようにしているので、マルチキャリヤ化前のＳＮＲ（ここではＣＮＲ）からマルチキャリヤ化後のＳＮＲを簡単に、かつ精度よく測定することができる。
【００５１】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態２では、図１に示した構成において、光源１と光変調器２との間に、光分岐器３１と受光器３２とが設けられ、それに伴い符号を変えたバイアス制御回路３３が設けられている。
【００５２】
光分岐器３１は、光源１の出力光を光変調器２と受光器３２とに２分岐する。光分岐器３１には、光カプラなどによって実現される。受光器３２は、光分岐器３１からの分岐光を電気信号に変換してバイアス制御回路３３に出力する。受光器３２には、フォトダイオード（ＰＤ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などによって実現される。
【００５３】
バイアス制御回路３３は、受光器７が検出した光強度と受光器３２が検出した光強度との比が一定となるように光変調器２に印加するバイアスを制御するようになっている。その結果、実施の形態１と同様に、光変調器２が出力する変調光と無変調光との強度が等しくなるように制御されるので、この実施の形態２でも光ＳＮＲの測定動作は、実施の形態１と同様に行われる。
【００５４】
この実施の形態２では、バイアス制御回路３３が光変調器２の挿入損失が一定となるようにバイアス電圧を制御するので、スイッチ５をオフしたときに測定される光ＳＮＲとスイッチ５をオンしたときに測定される光ＳＮＲとを等しくすることができる。
【００５５】
したがって、この実施の形態２によれば、光源の出力光強度が変化するとき、光源が複数あるとき、光源が変調器と物理的に離れた場所にあるときなどで用いるのに好適な光送信装置を提供することができる。
【００５６】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３では、図１または図４に示した光送信装置において、変調信号としてデータ信号を用いる場合の光ＳＮＲ測定を説明する。図５は、データ信号を用いる場合の光ＳＮＲ測定を説明する図である。
【００５７】
図１または図４において、スイッチ５をオンにして入力端子３にＲＺ（Return to Zero）符号形式のデータ信号を印加すると、光変調器２は、キャリヤの両側にサイドバンドがあるダブルサイドバンドの変調光を出力する。片方のサイドバンドを削除することによって、シングルサイドバンドの変調光が得られる。この場合、キャリヤは、抑圧ないしは削除される場合がある。
【００５８】
図５（ａ）は、ダブルサイドバンド変調光のスペクトルの一例を示している。図５（ｂ）は、無変調光のスペクトルである。図５（ａ）において、スペクトル中央のピーク光５１がキャリヤ、両側にあるピーク光５２，５３がサイドバンドである。
【００５９】
ここで、例えば、スペクトル中央のキャリヤ５１の光ＳＮＲを測定する必要がある場合、スペクトル中央付近における光雑音強度を知る必要がある。しかし、図５（ａ）で確認される通り、変調信号のスペクトルは原理的に広がりを持っているので、スペクトル中央近傍の雑音光強度を直接測定することは不可能である。
【００６０】
図５（ｂ）に示した無変調光のスペクトルは、スイッチ５をオフとすることによって得られる。このとき、スペクトルは狭くなるので、スペクトル中央付近の光雑音強度を測定することは容易となる。光変調器２を出力される光強度が、図５（ａ）の場合も図５（ｂ）の場合と等しくなるようにバイアス制御回路８が作動するので、図５（ａ）の光雑音強度と図５（ｂ）の光雑音強度とは等しい。したがって、困難な図５（ａ）の測定を、容易な図５（ｂ）の測定によって代用することができる。
【００６１】
つまり、ダブルサイドバンド変調光の光信号強度は、キャリヤ５１と両側にあるサイドバンド５２，５３とのトータルでの光強度であるが、このトータルでの光強度が情報の単位であるので、その光強度は、無変調時の光信号強度で代表することができる。したがって、ダブルサイドバンド変調光のＳＮＲ測定は、無変調時の光信号強度と光雑音強度とを用いて行うことができる。
【００６２】
一方、図５（ａ）において、シングルサイドバンド変調光の光信号強度は、スペクトル中央のキャリヤ５１と両側にあるサイドバンド５２，５３の一方とのトータルでの光強度である。スペクトル中央のキャリヤ５１が抑圧ないは削除される場合には、図５（ａ）のサイドバンド５２，５３の一方の光信号強度が、情報の単位となる。したがって、キャリヤを含まないシングルサイドバンド変調光でのＳＮＲは、図５（ａ）のサイドバンド５２，５３の一方の光信号強度と図５（ｂ）の光雑音強度とから求められる。
【００６３】
このように、ダブルサイドバンド変調光やシングルサイドバンド変調光においても、簡単に、かつ精度良く光ＳＮＲの測定を行うことができる。したがって、上述した光ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を含んで構成される狭波長間隔波長多重の光通信システムとすれば、光送信装置の自己監視機能を用いて、光信号品質の監視が行えるようになる。
【００６４】
なお、実施の形態１では、変調光と無変調光の強度を等しくするためにバイアス制御回路８を用いたが、これに限らず、例えば、光変調器に可変光減衰器を設け、光変調器の出力光レベルをモニタする制御回路によって可変光減衰器を制御するようにしてもよい。
【００６５】
また、実施の形態２では、光変調器の入出力比を一定にするためにバイアス制御回路３３を用いたが、これに限らず、例えば、光変調器に可変光減衰器を設け、光変調器の入出力光レベルをモニタする制御回路によって可変光減衰器を制御するようにしてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光である。このダブルサイドバンド変調光では、中央のキャリヤと両側のサイドバンド全体の光信号強度が情報の単位であり、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（ダブルサイドバンド変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（ダブルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００６７】
つぎの発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または当該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光に一般的な変調を施した変調光はダブルサイドバンド変調光であるが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤも抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（シングルサイドバンド変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（シングルサイドバンド変調光）の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（シングルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００６８】
つぎの発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（マルチキャリヤ変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００６９】
つぎの発明によれば、調整手段が、同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、変調光および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能となっている。光源の出力光を正弦波信号や三角波信号などの周期信号で変調すると、複数のキャリヤが発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、変調光と無変調光との強度は同じに調節されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、変調光（マルチキャリヤ変調光）および無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ毎のＳＮＲを算出することができる。
【００７０】
つぎの発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力する。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。また、ダブルサイドバンド変調光では、その光信号強度を無変調光の光信号強度で代表させることができる。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（ダブルサイドバンド変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（ダブルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００７１】
つぎの発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときにデータ信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号としてデータ信号が印加されると、ダブルサイドバンド変調光を出力するが、片方のサイドバンドを削除したシングルサイドバンド変調光も用いられ、さらにキャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光も用いられる。キャリヤを抑圧ないしは削除したシングルサイドバンド変調光では、そのサイドバンドの強度が情報の単位である。オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（シングルサイドバンド変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（シングルサイドバンド変調光）の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（シングルサイドバンド変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００７２】
つぎの発明によれば、送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。そして、各キャリヤの強度が等しい場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができる。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光の強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（マルチキャリヤ変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した無変調光の光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のＳＮＲを算出することができる。
【００７３】
つぎの発明によれば、光送信装置には１以上の光源が具備され、光送信装置が備える光変調器は、オン・オフ手段がオン操作したときに周期信号が印加され、変調光を出力し、オン・オフ手段がオフ操作したときは、無変調光を出力するようになっている。光変調器は、変調信号として周期信号が印加されると、複数のキャリヤを発生する。しかし、各キャリヤの強度が等しくない場合には、無変調光の光信号強度で代表させることができない。一方、オン・オフ手段のオン・オフ操作に従って光変調器が切り換えて出力する上記の１以上の光源のうちの一の光源による変調光および同一光源による無変調光との強度は、いずれかの調整手段によって等しくなるように調整されているので、変調前後での光雑音レベルは同じである。したがって、ＳＮＲ算出手段では、上記一の光源による変調光（マルチキャリヤ変調光）および同一光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ成分における光信号強度と、同様に調整されたときに測定した無変調光の光雑音強度と、に基づいて、変調光（マルチキャリヤ変調光）のキャリヤ毎のＳＮＲを算出することができる。
【００７４】
つぎの発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の出力光のレベルをモニタすることによって、変調器が出力する変調光と無変調光との強度が等しくなるように、光変調器への印加バイアスを制御することができる。
【００７５】
つぎの発明によれば、バイアス制御手段が、光変調器の入出力光のレベルをモニタすることによって、光変調器の挿入損失が一定となるように光変調器への印加バイアスを制御することができるので、光源の出力光強度が変化する場合や、複数の光源から光変調器に入力される光信号強度が一定でない場合、光源と変調器が物理的に離れている場合などでも、正確な光ＳＮＲ測定を行うことができる。
【００７６】
つぎの発明によれば、光通信システムが、ＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置を１つ以上用いて構成されるので、光ＳＮＲ監視を容易に実現することができる。また、光送信装置はマルチキャリヤ変調光を出力できるので、正確な光ＳＮＲのモニタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示した光ＳＮＲ測定回路の構成を示すブロック図である。
【図３】 図１に示した光送信装置における光ＳＮＲ測定動作を説明する図であり、（ａ）は光変調器への変調信号（周期信号）断時（スイッチオフ時）の光スペクトラム観測例を示し、（ｂ）は光変調器への変調信号（周期信号）入力時（スイッチオン時）の光スペクトラム観測例を示す。
【図４】 この発明の実施の形態２であるＳＮＲ測定機能を備えた光送信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】 図１または図４に示す光送信装置において、変調信号としてデータ信号を用いる場合の光ＳＮＲ測定を説明する図であり、（ａ）は光変調器への変調信号（データ信号）入力時（スイッチオン時）の光スペクトラム観測例を示し、（ｂ）は光変調器への変調信号（データ信号）断時（スイッチオフ時）の光スペクトラム観測例を示す。
【図６】 従来の光ＳＮＲ測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】 高速光信号が狭間隔で波長多重された場合の光スペクトラム観測例を示す図である。
【図８】 １つの波長で発光する光源を種光源として複数のキャリヤが狭間隔で発生される場合の光スペクトラム観測例を示す図である。
【符号の説明】
１ 光源、２ 光変調器、３ 入力端子、４ 光変調器ドライバ、５ スイッチ、６，１２，２１，３１ 光分岐器、７，２３，２５，３２ 受光器、８，３３ バイアス制御回路、９ バイアス印加回路、１０ 終端器、１１ 光増幅器、１３ 光ＳＮＲ測定回路、２２，２４ 光バンドパスフィルタ、２６ 光ＳＮＲ演算器。
Claims (11)
- 同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、
前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光ＳＮＲ測定装置。 - 同一光源の出力光に所定の変調を施した変調光または該変調を施さない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、
前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光ＳＮＲ測定装置。 - 同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、
前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光ＳＮＲ測定装置。 - 同一光源の出力光を周期信号で変調した変調光または該変調を行わない無変調光のいずれか一方の出力が切換出力可能であり、かつ、該変調光および該無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整可能な調整手段と、
前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整されたときに測定した該変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光ＳＮＲ測定装置。 - １以上の光源と、前記１以上の光源の出力光をデータ信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、
前記データ信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、
前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、
前記調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光送信装置。 - １以上の光源と、前記１以上の光源の出力光をデータ信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、
前記データ信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、
前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、
前記調整されたときに測定した該変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光の所定波長帯におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光送信装置。 - １以上の光源と、前記１以上の光源の出力光を周期信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、
前記周期信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、
前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、
前記調整されたときに測定した該無変調光の光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光送信装置。 - １以上の光源と、前記１以上の光源の出力光を周期信号に従って変調する光変調器と、を備える光送信装置において、
前記周期信号の前記光変調器への印加をオン・オフするオン・オフ手段と、
前記オン・オフ手段のオン・オフ制御に従って前記光変調器が切り換えて出力する前記光源のうちの一の光源による変調光および該一の光源による無変調光の各出力強度が同一強度となるように調整し、または該一の光源による該光変調器の出力光強度と該一の光源による該光変調器への入力光強度との比が一定となるように調整する調整手段と、
前記調整されたときに測定した該変調光のキャリヤ成分における光信号強度と、該調整されたときに測定した該無変調光の光雑音強度と、に基づいて、該変調光のキャリヤ成分におけるＳＮＲを算出するＳＮＲ算出手段と、
を備えたことを特徴とする光送信装置。 - 前記調整手段は、前記光変調器が出力する前記変調光および前記無変調光の各出力強度が同一強度となるように該光変調器への印加バイアスを制御するバイアス制御手段であることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の光送信装置。
- 前記調整手段は、前記光変調器の出力光強度と該光変調器への入力光強度との比が一定となるように該光変調器への印加バイアスを制御するバイアス制御手段であることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一つに記載の光送信装置。
- 請求項５〜１０のいずれか一つに記載の光送信装置を１つ以上用いることを特徴とする光通信システム。
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