JP3829910B2

JP3829910B2 - 波長多重信号光の解析方法及びその装置

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Publication number: JP3829910B2
Application number: JP2000196066A
Authority: JP
Inventors: 元太郎石原
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP2002016549A; US20020005948A1; US6707547B2; EP1168680A2; EP1168680A3

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、波長多重信号光の解析方法に関し、特に基準波長の自動決定機能を有する波長多重信号光の解析方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
強度変調を施した光を信号光として情報通信を行う光通信において、波長（すなわち周波数）の異なるｎ個の光源が出力する光が多重化された信号光（ＷＤＭ : Wavelength Division Multiplex）の利用が、現在急速に広がっている。この波長多重信号光は、波長（すなわち周波数）の異なる光信号それぞれが別々のチャネルとして扱われる。
【０００３】
図１は、波長多重信号光の光スペクトラムの一例である。
この波長多重信号光の各チャネルの波長（すなわち周波数）は、ITU-T規格により定められた波長間隔（すなわち周波数間隔）が等間隔の基準波長λC1,λC2,・・・,λCmの中から、任意の基準波長が使われるのが通例であり、λAnは基準波長λCmの中から選ばれたチャネル番号ｎの基準波長である。また、Ｐ1,Ｐ2,・・・,Ｐnは各チャネルの光強度であり、これは通常、バラツキが無く同じ強度であることが理想とされる。
【０００４】
図２は、実際のｎ波のチャネルの波長多重信号光の光スペクトラムの一例である。図２の光スペクトラムでは、各チャネルの中心波長λBnはITU-T規格により定められた基準波長λAnに対して誤差Δλnが含まれ、各チャネルの光強度Ｐnにも誤差ΔＰnが含まれる。波長多重信号光を用いた光通信において、各チャネルの波長誤差Δλnや各チャネルの光強度誤差ΔＰnが大きいことは通信障害を発生する要因となる。
そのため、実際に波長多重信号光を光通信に用いる場合、通常はあらかじめ光スペクトラムより、波長誤差Δλnと光強度誤差ΔＰnについて解析を行う。この時、波長多重信号光の光スペクトラムを解析する装置として、内部に回折格子等の分光素子を備えた分光器により、波長に対する強度の特性を測定する光スペクトラムアナライザ等が用いられる。
【０００５】
図３は、波長多重信号光のうちの１つのチャネルｎにおける光スペクトラムの解析方法について説明したものである。
中心波長λBnおよびピークパワーＰnの解析方法は、解析チャネルの基準波長値λAnから±ΔλRの波長範囲においてスペクトラムのピークレベルＰnを求め、次に求められたＰnよりレベルしきい値ＴＨを引いたレベルＰAn−ＴＨがスペクトラムと交差する２点を求め、その２点の中心波長を各チャネルの中心波長λBnとして求める。そして基準波長λAnと中心波長λBnの差より波長誤差Δλnを求める。
以上の方法により光スペクトラムの解析を行う際には、各チャネルそれぞれに対して基準波長λAnがあらかじめ分かっている必要があり、解析前にあらかじめ各チャネルの基準波長λAnをメモリに登録しておく必要がある。
【０００６】
図４は、４チャネルの波長多重信号光の光スペクトラムの一例である。
この光スペクトラム例では、ITU-T規格により定められた基準波長λCmのうち、４チャネルそれぞれの基準波長λAnに用いられるのは、λA1＝λC1,λA2＝λC3,λA3＝λC5,λA4＝λC7である。このスペクトラム例の解析を実際に行うとき、基準波長λAnはλA1＝λC1,λA2＝λC3,λA3＝λC5,λA4＝λC7をあらかじめメモリに登録しておく必要がある。
【０００７】
図５は、４チャネルの波長多重信号光の光スペクトラムの別の一例である。
この光スペクトラム例では、ITU-T規格により定められた基準波長λCmのうち、４チャネルそれぞれの基準波長λAnに用いられるのは、λA1＝λC1,λA2＝λC2,λA3＝λC5,λA4＝λC6である。このスペクトラム例の解析を行うときは、基準波長λAnはλA1＝λC1,λA2＝λC2,λA3＝λC5,λA4＝λC6をあらかじめメモリに登録しておく必要がある。
以上のように、光スペクトラムの解析を行う際には、解析を行う光スペクトラムのチャネル波長に合わせて各チャネルの基準波長λAnを設定しておく必要がある。
【０００８】
また、例えば図４に示した光スペクトラムを解析した後に図５に示した光スペクトラムの解析を行う場合のように、あるチャネルの組み合わせの光スペクトラムの解析を行った後に、チャネルの組み合わせが異なる別の光スペクトラムの解析を行う場合では、解析する光スペクトラムのチャネル波長に合わせてあらためて基準波長λAnを設定する必要がある。
【０００９】
以上に説明した従来の技術による波長多重信号光の解析方法の一例を示すフローチャートを図６に示す。
まず、測定を行うチャネル数ｎの波長多重信号光の各チャネルに対応した基準波長λA1,λA2,・・・,λAnを入力し、メモリに記憶する（ステップＡ１）。
次に、波長多重信号光の光スペクトラムを光スペクトラムアナライザ等で測定し、測定した波形データをメモリに記憶する（ステップＡ２）。
次に測定した波形データに対して、各チャネルにおける基準波長値λAnから±ΔλRの波長範囲でスペクトラムのピークレベルＰnを求め、求められたＰnよりレベルしきい値ＴＨを引いたレベルＰAn−ＴＨがスペクトラムと交差する２点を求め、その２点の中心波長を各チャネルの中心波長λBnとして求める（ステップＡ３）。
そして、基準波長λAnと中心波長λBnを波長誤差Δλnとして求める（ステップＡ４）。
次に、中心波長λBnと波長誤差Δλnを解析結果としてディスプレイ等に出力する（ステップＡ５）。
次に、再度解析を行わない場合は処理を終了し、ユーザーの要求により再度解析を行う場合は処理を続ける（ステップＡ６）。
次に、解析を行う波長多重信号光のチャネル波長λAnに変更がある場合は波長多重信号光の各チャネルに対応した基準波長λA1,λA2,・・・,λAnを入力し直す処理（ステップＡ１）へ戻り、変更がない場合はステップＡ２の処理へ戻る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上で説明したように、この従来の波長多重信号光の解析方法では、各チャネルに対応した基準波長λAnを解析前にあらかじめ一つ一つ入力しておかなければならず、入力の手間がかかるという問題がある。
更に、解析する光スペクトラムのチャネル組み合わせが前の解析時から変わった場合等は、あらためて解析する光スペクトラムの各チャネルに対応した基準波長λAnを一つ一つ設定し直さなければならないため、入力の手間がかかるという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、波長多重化信号光の光スペクトラムを解析する際に必要な基準波長値λAnのデータを、実際の波長多重信号光の光スペクトラムの波形データから自動で求めてメモリに記憶することにより、基準波長λAnを一つ一つ入力する手間を省き、更に解析する光スペクトラムのチャネル組み合わせが前の解析時から変わった場合でも基準波長λAnを一つ一つ入力し直す手間を省くことにある。
このため、本発明による波長多重信号光の解析装置では、あらかじめITU-T規格により定められた基準波長λC1〜λCmをメモリに記憶しておく。
次に、実際の波長多重化された光スペクトラムを測定した波形データから光強度の極大点を求め、その極大点の左右の極小点の光強度の差がチャネル判別レベルしきい値ＴＨ以上となっている点をチャネルと識別し、識別されたチャネルの波長をλDnとして求める。
次に、各チャネル毎にλDnをITU-Tグリッド波長λCmのうち最も近い波長に丸めて基準波長λAnを求め、メモリに記憶する。
このようにすれば、実際の波長多重信号光の光スペクトラムより基準波長λAnを自動で求めることが可能なため、基準波長λAnを一つ一つ入力する手間を省くことが可能となり、解析する光スペクトラムのチャネル組み合わせが前の解析時から変わった場合でも基準波長λAnを容易に求めてメモリに記憶することが可能となる。
【００１２】
上記目的を達成する本発明の波長多重信号光の解析方法は、１：入力された光スペクトラム波形データにより各チャネルを識別すると共にその波長を求め、前記識別した各チャネル毎にそのチャネルの波長がITU-T 規格等により定められた基準波長のうち最も近い基準波長を当該チャネルの基準波長として記憶し、前記入力された光スペクトラム波形データと前記記憶した各チャネルの基準波長により前記各チャネルの中心波長を求めることを特徴とする。
２：前記 ITU-T 規格等により定められた基準波長は、あらかじめメモリに記憶されていることを特徴とする。
３：前記入力された光スペクトラム波形データから光強度の極大点を求め、該求めた極大点の左右の極小点の光強度の差がチャネル判別レベルしきい値以上となっている点を前記各チャネルと識別すると共に前記求めた極大点の波長を前記各チャネルの波長とすることを特徴とする。
４：ITU-T規格等により定められた基準波長をメモリに記憶する第１記憶ステップと、解析を行う波長多重信号光の光スペクトラムを測定し、該測定した光スペクトラム波形データを前記メモリに記憶する第２記憶ステップと、前記記憶した光スペクトラム波形データから光強度の極大点を求め、該求めた極大点により各チャネルを識別すると共に前記極大点の波長を前記各チャネルの波長とするチャネル解析ステップと、前記識別した各チャネル毎にそのチャネルの波長が前記記憶した基準波長のうち最も近い基準波長を当該チャネルの基準波長として前記メモリに記憶する第３記憶ステップと、前記記憶した光スペクトラム波形データと前記記憶したチャネルの基準波長により各チャンネルの中心波長を求める中心波長解析ステップと、前記求めたチャネルの中心波長と前記記憶したチャネルの基準波長の差である波長誤差を求める波長誤差解析ステップと、前記求めたチャネルの中心波長と波長誤差を解析結果として出力する出力ステップとからなることを特徴とする。
５：前記チャネル解析ステップは、前記求めた極大点とその左右の極小点の光強度の差がチャネル判別レベルしきい値以上ならチャネルと識別することを特徴とする。
６：前記第２記憶ステップと前記チャネル解析ステップとの間に、前記各チャネルの基準波長に値を再設定する必要がある場合とない場合とを判別する基準波長値再設定ステップを設け、該基準波長値再設定ステップで前記各チャネルの基準波長に値を設定しないと判別された場合、前記中心波長解析ステップへ進むことを特徴とする。
７：前記基準波長値再設定ステップで前記チャネルの基準波長に値を設定すると判別された場合、前記チャネル解析ステップへ進むことを特徴とする。
８：前記出力ステップの後に、繰り返し測定を行うか否かを判別する繰り返し測定判別ステップを設け、前記第２記憶ステップへ戻るルートを設けたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記目的を達成する本発明の波長多重信号光の解析装置は、９：入力された光スペクトラム波形データにより各チャネルを識別すると共にその波長を求める第１の解析手段と、この第１の解析手段により識別した各チャネル毎にそのチャネルの波長がITU-T 規格等により定められた基準波長のうち最も近い基準波長を当該チャネルの基準波長として記憶する記憶手段と、前記入力された光スペクトラム波形データと前記記憶した各チャネルの基準波長により前記各チャネルの中心波長を求める第２の解析手段とを含むことを特徴とする。
１０：前記 ITU-T 規格等により定められた基準波長は、あらかじめ前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
次に、図面を参照して、本発明における波長多重信号光の解析方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図７は本発明の実施例の一例を示すフローチャートである。
まず、あらかじめITU-T規格による基準波長λCmをメモリに記憶しておく（ステップＢ１）。この処理は、波長多重信号光を解析する前に一度だけ行えばよく、基準波長λCmに変更を加える必要なく、かつ、メモリに基準波長λCmが記憶されている限り再度行う必要はない。
【００１６】
次に、解析を行う波長多重信号光の光スペクトラムを光スペクトラムアナライザ等で測定し、測定した波形データをメモリに記憶する（ステップＢ２）。
次に、波長多重信号光の各チャネルに対応した基準波長λAnが設定されていない、または前解析時とはチャネルの組み合わせが異なる別の波長多重信号光の光スペクトラムを解析する場合のように、基準波長λAnに値を再設定する必要がある場合は基準波長λAnに値を設定する処理（ステップＢ４〜ステップＢ６）を行い（ステップＢ３）、その後に光スペクトラムの解析（ステップＢ７以降）を行う。
基準波長λAnに値を設定しないときは光スペクトラムの解析（ステップＢ７以降）を行う。
基準波長λAnに値を設定する処理を行う場合は、まず、測定した波形データの中で光強度が極大となっている点を求める（ステップＢ４）。
次に、極大点とその左右の極小点の光強度の差がチャネル判別レベルしきい値ＴＨ以上の場合は、その極大点をチャネルと識別し、極大点の波長λDnを求める（ステップＢ５）。
次に、チャネルと識別された極大点の波長λDnを、ステップＢ１により記憶したITU-Tによる基準波長λCmのうち最も近い値に丸めて基準波長λAnとしてメモリに記憶する（ステップＢ６）。
基準波長λAnに値を設定し終わった、またはステップＢ３の判定により設定する必要がなかった場合は次に、測定した波形データに対して、各チャネルにおける基準波長値λAnから±ΔλRの波長範囲でスペクトラムのピークレベルＰnを求め、求められたＰnよりレベルしきい値ＴＨを引いたレベルＰAn−ＴＨがスペクトラムと交差する２点を求め、その２点の中心波長を各チャネルの中心波長λBnとして求める（ステップＢ７）。
そして、基準波長λAnと中心波長λBnを差を波長誤差Δλnとして求める（ステップＢ８）。次に中心波長λBnと波長誤差Δλnを解析結果としてディスプレイ等に出力する（ステップＢ９）。
次に、再度解析を行わない場合は処理を終了し、ユーザーの要求により再度解析を行う場合はステップＢ２の処理へ戻る（ステップＢ１０）
【００１７】
以上に説明した実施例を実際に解析装置に実施した場合の実行例を、図８のフローチャートを参照して説明する。
まず、例えば図１０の表に示すようなITU-T規格により定められた基準波長λCmの値をメモリに記憶する（ステップＣ１）。
次に、解析を行う波長多重信号光の光スペクトラムを光スペクトラムアナライザを用いて解析し、得られた光スペクトラム波形データをメモリに記憶する（ステップＣ２）。得られた光スペクトラム波形の一例を図９に示す。
次に、図７のステップＢ４〜ステップＢ５に示す方法により、波形データの中でチャネルと判別される極大点の波長λDnを求める（ステップＣ３）。
次に、極大点の波長λDnを基準波長λCmのうち最も近い値に丸めた値を、チャネルそれぞれの基準波長λAnとして求め、メモリに記憶する（ステップＣ４）。求められた極大点の波長λDnと基準波長λAnの一例を図１１の表に示す。
次に、波形データと基準波長λAnの値を用いて、図７のステップＢ７に示す方法により、各チャネルの中心波長λBnを求める（ステップＣ５）。
次に、各チャネルの中心波長λBnと基準波長λAnとの差を波長誤差Δλnとして求める（ステップＣ６）。求められた各チャネルの中心波長ΔλBnと波長誤差Δλnの一例を図１１の表に示す。
次に、求めた波長誤差Δλnを解析結果として画面に出力する。
以上のように本発明による波長多重信号光の解析方法によれば、各チャネルに対応した基準波長λAnを一つ一つ入力せずに解析を行うことが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による波長多重信号光の解析方法及び装置によれば、波長多重信号光の光スペクトラムの解析を行う際に、各チャネルに対応した基準波長λAnを、実際の波長多重信号光の光スペクトラムより自動で求めることが可能なため、基準波長λAnを一つ一つ入力する手間を省くことが可能となり、解析する光スペクトラムのチャネル組み合わせが前の解析時から変わった場合でも基準波長λAnを容易に求めてメモリに記憶することが可能となるため、基準波長λAnを一つ一つ入力する手間を省くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】波長の異なるｎ個の光源が出力する光が多重化された信号光の光スペクトラムの一例である。
【図２】実際のｎ波のチャネルの波長多重信号光の光スペクトラムの一例である。
【図３】波長多重信号光のうちの１つのチャネルｎにおける光スペクトラムの解析方法について説明した図である。
【図４】４チャネルの波長多重信号光の光スペクトラムの一例である。
【図５】４チャネルの波長多重信号光の光スペクトラムの別の一例である。
【図６】従来の技術による波長多重信号光の解析方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例の一例を実際に解析装置に実施した場合の実施例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例の一例により解析を行う光スペクトラム波形の一例である。
【図１０】本発明の実施例の一例により解析を行う際に入力するITU-T規格による基準波長の一例を示した表である。
【図１１】本発明の実施例の一例により解析を行った結果得られる解析結果の例を示した表である。

Claims

入力された光スペクトラム波形データにより各チャネルを識別すると共にその波長を求め、前記識別した各チャネル毎にそのチャネルの波長がITU-T 規格等により定められた基準波長のうち最も近い基準波長を当該チャネルの基準波長として記憶し、前記入力された光スペクトラム波形データと前記記憶した各チャネルの基準波長により前記各チャネルの中心波長を求めることを特徴とする波長多重信号光の解析方法。
前記 ITU-T 規格等により定められた基準波長は、あらかじめメモリに記憶されていることを特徴とする請求項１記載の波長多重信号光の解析方法。
前記入力された光スペクトラム波形データから光強度の極大点を求め、該求めた極大点の左右の極小点の光強度の差がチャネル判別レベルしきい値以上となっている点を前記各チャネルと識別すると共に前記求めた極大点の波長を前記各チャネルの波長とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長多重信号光の解析方法。
ITU-T規格等により定められた基準波長をメモリに記憶する第１記憶ステップと、解析を行う波長多重信号光の光スペクトラムを測定し、該測定した光スペクトラム波形データを前記メモリに記憶する第２記憶ステップと、前記記憶した光スペクトラム波形データから光強度の極大点を求め、該求めた極大点により各チャネルを識別すると共に前記極大点の波長を前記各チャネルの波長とするチャネル解析ステップと、前記識別した各チャネル毎にそのチャネルの波長が前記記憶した基準波長のうち最も近い基準波長を当該チャネルの基準波長として前記メモリに記憶する第３記憶ステップと、前記記憶した光スペクトラム波形データと前記記憶したチャネルの基準波長により各チャンネルの中心波長を求める中心波長解析ステップと、前記求めたチャネルの中心波長と前記記憶したチャネルの基準波長の差である波長誤差を求める波長誤差解析ステップと、前記求めたチャネルの中心波長と波長誤差を解析結果として出力する出力ステップとからなることを特徴とする波長多重信号光の解析方法。
前記チャネル解析ステップは、前記求めた極大点とその左右の極小点の光強度の差がチャネル判別レベルしきい値以上ならチャネルと識別することを特徴とする請求項４記載の波長多重信号光の解析方法。
前記第２記憶ステップと前記チャネル解析ステップとの間に、前記各チャネルの基準波長に値を再設定する必要がある場合とない場合とを判別する基準波長値再設定ステップを設け、該基準波長値再設定ステップで前記各チャネルの基準波長に値を設定しないと判別された場合、前記中心波長解析ステップへ進むことを特徴とする請求項４または５記載の波長多重信号光の解析方法。
前記基準波長値再設定ステップで前記チャネルの基準波長に値を設定すると判別された場合、前記チャネル解析ステップへ進むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の波長多重信号光の解析方法。
前記出力ステップの後に、繰り返し測定を行うか否かを判別する繰り返し測定判別ステップを設け、前記第２記憶ステップへ戻るルートを設けたことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の波長多重信号光の解析方法。
入力された光スペクトラム波形データにより各チャネルを識別すると共にその波長を求める第１の解析手段と、この第１の解析手段により識別した各チャネル毎にそのチャネルの波長がITU-T 規格等により定められた基準波長のうち最も近い基準波長を当該チャネルの基準波長として記憶する記憶手段と、前記入力された光スペクトラム波形データと前記記憶した各チャネルの基準波長により前記各チャネルの中心波長を求める第２の解析手段とを含むことを特徴とする波長多重信号光の解析装置。
前記 ITU-T 規格等により定められた基準波長は、あらかじめ前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項９記載の波長多重信号光の解析装置。