JP4012418B2 - 光波長分割多重信号監視装置および方法、並びに光信号品質監視装置および光信号波形測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波長分割多重信号監視装置および方法、並びに光信号品質監視装置および光信号波形測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ；Wavelength Division Multiplexing）は、一本の光ファイバ中に、異なるキャリア光波長を有する複数の光信号チャネル（以下、ＷＤＭチャネルと称する）を多重して伝送するものであり、伝送容量拡大に有用な技術である。従来、このＷＤＭ技術において信号のモニタ装置（監視装置と同義である。）の代表的なものには次のものがある。すなわち、
従来の第１例：ＷＤＭチャネルごとに、Synchronous Optical Network （ＳＯＮＥＴ）／Synchronous Digital Hierarchy （ＳＤＨ）伝送方式（参考文献［１］：ITU-T Recommendation G.707）において定められたオーバーヘッドを用いて、Bit Interleaved Parityと呼ばれるパリティ検査を中継器間や多重化端局相互間でそれぞれ実施して、故障区間の同定と切替起動信号を得る。
従来の第２例：光スペクトルを観測し、光信号対雑音強度比を監視することにより、ＷＤＭチャネルごとの信号品質劣化を測定する。
【０００３】
図１に従来の第１例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離部６１と、光波長分割分離部６１で分割分離されたＮチャンネル（Ｎは２以上の複数）の光波長分割分離信号を処理するＮ個の電気信号処理部６２を有する。各電気信号処理部６２は光電変換部（受信回路）６３、クロック抽出部（クロック抽出回路）６４、およびパリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出部６５を含む。この従来の第１例では、ＷＤＭチャネルごとの信号ビットレートの増大や信号形式の多様化が起きると、対象とする信号のビットレートや信号形式や変調形式（ＮＲＺ（Non Return to Zero）またはＲＺ（Return to Zero））ごとに、それに応じた受信系（電気信号処理部６２）が必要となる上、ＷＤＭチャネル数がＮ倍に増大するとそれらの受信系がＮ個ずつ必要となり、装置規模が極端に増大してしまう。
【０００４】
図２に従来の第２例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、光波長分割分離信号の光スペクトルを観測し、光信号対雑音強度比を監視することにより、ＷＤＭチャネルごとの信号品質劣化を測定するための光スペクトラムアナライザ６２−１を有する。この従来の第２例では、光の信号対雑音強度比が解るだけで、光ファイバ中の波長分散による波形劣化や偏波分散による波形劣化などによる伝送劣化を検出できない、ビット誤り率を直接反映しないという問題がある。
【０００５】
図３は、従来の第３例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、１波長の光波長分割分離信号を電気強度変調信号に変換する光電変換部６３、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生部６６、および電気信号処理部６７を有する。電気信号処理部６７は、光電変換部６３から出力される電気強度変調信号を、サンプリングクロック発生部６６から発生するサンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。
【０００６】
図４は従来の第４例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、サンプリング光パルス列発生部６８、光合波部６９、非線形光学媒質７０、光分波部７１、光電変換部７２、および電気信号処理部７３を有する。サンプリング光パルス列発生部６８は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部６９は、１波長の光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列発生部６８から発生するサンプリング光パルス列とを合波する。非線形光学媒質７０は、光合波部６９で合波された光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光分波部７１は、非線形光学媒質７０における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、上記光波長分割分離信号や上記サンプリング光から分波する。光電変換部７２は、光分波部７１から出力する相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部７３は、光電変換部７２から得られる電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。
【０００７】
図３および図４の従来例は、振幅ヒストグラムから光信号品質パラメータを評価する方法（参考文献［２］：ＥＰＣ公開番号 EP0920150A2, 米国出願（未公開）出願番号０９／２０４、００１）であり、信号ビットレートの増大、信号形式の多様化に柔軟に対応でき、光ファイバ中の波長分散による波形劣化などの光信号劣化を監視できるが、１波長の光信号にのみ適用できるものであった。
【０００８】
図５に従来の第５例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すが、これは光波長分割分離部７４を用いて図３の構成をＷＤＭチャネル数だけ並列に構成したものである。また、図６に従来の第６例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すが、上記第５例と同様に、これは光波長分割分離部７８を用いて図４の構成をＷＤＭチャネル数だけ並列に構成したものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来例の第５例および第６例は従来例の第３例および第４例の構成をＷＤＭチャネル数だけ並列に構成したものであり、したがってＷＤＭチャネル数がＮチャネルであれば、装置規模もＮ倍と増大してしまうという問題がある。
【００１０】
一方、近年、マルチメディアサービス需要が急速に高まり、個々のサービスの通信容量を拡大する必要が生じてきた上に、映像、音声、データ等、多様な信号ビットレート・信号形式に効率的に対応するネットワークが必要となると、ＷＤＭチャネル数の増大やＷＤＭチャネルごとの信号ビットレートの増大、信号形式の多様化が必要となるので、それに柔軟に対応できる光波長分割多重信号モニタ装置が必要となる。また、それに伴って監視すべき光信号劣化要因も多様化し、特に光ファイバ中の波長分散による波形劣化や、偏波分散による波形劣化などに対応した監視が必要となる。
【００１１】
そこで、光ファイバ中の波長分散による波形劣化など多様な光信号劣化要因を監視でき、ＷＤＭチャネル数の増大やＷＤＭチャネルごとの信号ビットレートの増大、信号形式の多様化に柔軟に対応できる、光波長分割多重信号監視装置が切望されている。
【００１２】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段を１系統にして、複数の波長チャネルを一括で処理することにより、装置規模の小型化が得られる光波長分割多重信号監視装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の付随する目的は、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず、単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる光波長分割多重信号監視装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の付随する目的は、従来の光信号品質監視装置および光信号波形測定装置と同等以上の時間分解能を有し、広帯域光電変換装置でのリンギングによる波形歪みがなく、正確で精密な光信号の品質監視が可能で、かつ、小型化で廉価な光信号品質監視装置および光信号波形測定装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、前記光波長分割分離工程で分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生工程（１７）と、前記光電変換工程で出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生工程で発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（１９）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、前記サンプリング光パルス列発生工程で発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波工程（２２）と、前記光波長分割分離工程で分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波工程で分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波する光合波工程（２３）と、前記光合波工程で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波する光分波工程（２５）と、前記光分波工程で分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、前記光電変換工程で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項３の光波長分割多重信号監視方法は、被測定対象である光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生工程で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波工程（３１）と、前記光合波工程で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、前記光波長分割分離工程で分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、前記光電変換工程で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択工程（４２）と、前記光波長選択工程で選択される波長を制御する選択波長制御工程（４１）と、前記光波長選択工程で選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１９）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生工程（１７）と、前記光電変換工程で出力される１チャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生工程での前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（１９）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択工程（４２）と、前記光波長選択工程で選択される波長を制御する選択波長制御工程（４１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、前記光波長選択工程で選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列発生工程で発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波工程（３１）と、前記光合波工程で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、前記光波長分割分離信号や前記サンプリング光から分波する光分波工程（２５）と、前記光分波工程で出力する前記１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、前記光電変換工程で得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項６の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、前記光波長分割分離手段により分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、前記Ｎ個の光電変換手段から出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段により発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（１９）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項７の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記サンプリング光パルス列発生手段から発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波手段（２２）と、前記光波長分割分離手段によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波手段によって分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波するＮ個の光合波手段（２３）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波するＮ個の光分波手段と、前記光分波手段により分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、前記光電変換手段で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の請求項８の光波長分割多重信号監視装置は、被測定対象である光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、前記光波長分割分離手段により分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、前記光電変換手段により変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明の請求項９の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、前記光電変換手段から出力される１チャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段の前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（１９）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１０の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列発生手段から発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、前記光波長分割分離信号や前記サンプリング光から分波する１個の光分波手段（２５）と、前記光分波手段から出力する前記１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段（１５）と、前記光電変換手段から得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２５】
ここで、好ましくは、前記電気信号処理手段（２６）は、光信号受信端局に配置されて、ある光ノード（１０２）の光信号送信端局（２０２）と他の光ノードの光信号受信端局（２１６）間の光信号経路（２１２）を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部（２２２）と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部（２２４）と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部（２２６）とを有し、光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をすることを特徴とすることができる。
【００２６】
また、好ましくは、前記信号対雑音比係数測定部（２２２）は、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、クロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ、ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）で前記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって、光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段（４０４，４１４）と、ある平均時間内の前記光信号強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段（４１６）とを有することを特徴とすることができる。
【００２７】
また、好ましくは、前記信号対雑音比係数評価手段（４１６）は、ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段（４０８，４１８）と、あらかじめ定めた強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段（４０８，４１８）と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段（４１０，４２０）とを具備することを特徴とすることができる。
【００２８】
また、好ましくは、前記分布関数評価手段（４０８，４１８）は、被測定光信号の強度分布から得られる前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強度の高い方を前記強度しきい値（Ａ）とし、低い方を前記強度しきい値（Ｂ）とすることを特徴とすることができる。
【００２９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１５の光信号監視装置は、「レベル１」と「レベル０」の２値のデジタル信号であってビットレートがｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号をサンプリングして光信号強度分布を求め、該光信号強度分布に基づいて光信号品質を監視する光信号品質監視装置であって、被測定対象である前記光信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロック信号を発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、信号光を受光する電界吸収型変調手段（１７１４、１７２５，１７２６）と、前記サンプリングクロック発生手段からのサンプリングクロック信号を受信する電気コムジェネレータ（１７１１、１７２１）とを備え、かつ繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で前記信号光をサンプリングする光ゲート手段（１７１、１７２）と、該光ゲート手段から出力されたサンプリング光信号を受光してサンプリング電気信号に変換する光電変換手段（１５）と、該光電変換手段により得られたサンプリング電気信号を前記サンプリングクロック手段のサンプリングクロックに同期して記憶し、該サンプリング電気信号を基に光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に「レベル１」と「レベル０」それぞれのある平均時間内での平均値レベル及び標準偏差値を求め、前記光信号の品質を検査する電気信号処理手段（１９）とを備え、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００３０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１６の光信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号をサンプリングして光信号の波形を測定する光信号波形測定装置であって、被測定対象である前記光信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロック信号を発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、信号光を受光する電界吸収型変調手段（１７１４、１７２５，１７２６）と、前記サンプリングクロック発生手段からのサンプリングクロック信号を受信する電気コムジェネレータ（１７１１、１７２１）とを備え、かつ繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で信号光をサンプリングする光ゲート手段（１７１、１７２）と、該光ゲート手段から出力されたサンプリング光信号を受光してサンプリング電気信号に変換する光電変換手段（１５）と、該光電変換手段により得られたサンプリング電気信号を前記光ゲート手段のサンプリングに同期して記憶し、該サンプリング電気信号を基に光信号の波形を求める電気信号処理手段（１９）と、該電気信号処理手段により求めた光信号の波形を表示する表示手段とを備え、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１７の光信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、前記光波長分割分離手段により分割分離された光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１またはＮ個の光電変換手段（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）（ｆ １ ＝（ｎ／ｍ）ｆ ０ ＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、前記サンプリングクロックを用いて前記光電変換手段で変換された前記電気強度変調信号を基に光信号品質評価を行う電気信号処理手段（１９、２６）とを有する光波長分割多重信号監視装置であって、前記電気信号処理手段が１系統であることを特徴とする。
【００３２】
ここで、好ましくは、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記サンプリング光パルス列発生手段から発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波手段（２２）と、前記光波長分割分離手段（１１）によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波手段によって分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波するＮ個の光合波手段（２３）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波するＮ個の光分波手段（２５）とを更に有し、前記光電変換手段（１５）は、前記光分波手段により分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とすることができる。
【００３３】
また、好ましくは、前記電気信号処理手段（１９、２６）への入力がＮ系統あって、該電気信号処理手段はＮ個の前記光電変換手段（１５）から入力するＮチャネルのアナログ電気信号の接続を切替手段（１９１）により順次切り替えることにより該アナログ電気信号を順次読み出して処理することを特徴とすることができる。
【００３４】
また、好ましくは、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）とを更に有し、前記光波長分割分離手段（１１）は、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離し、前記光電変換手段（１５）は、前記光波長分割分離手段により分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段により変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とすることができる。
【００３５】
（第１の実施形態）
図７に、本発明の第１の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１の実施形態は請求項１７と１８に対応している。ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは１以上の整数）された光波長分割多重信号は、波長分割分離部１１により波長分割分岐された後、Ｎ個の光電変換部１５を経てＮチャネルの電気信号として、電気信号処理部１９のそれぞれの電圧保持部１９２に至る。本実施形態は、後述のように、電気信号処理部１９でＮチャネルの電気信号をそれぞれ電圧保持部１９２に一定時間記憶し、それらを順次読み出し部１９３で順次読み出して、データ処理部１９５で処理することにより、電気信号処理工程を１系統にした例である。
【００３６】
電気信号処理部１９では、Ｎチャネルの電気信号を入力するＮ個の入力ボートと、Ｎ系統それぞれ個別の電圧保持部１９２とを備え、さらに１個の順次読み出し部１９３、１個のクロック分配部１９４、および１個のデータ処理部１９５を備える。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のクロックを発生する。すなわち、サンプリングクロック発生部１７は、基本クロック信号の繰り返し周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の分周または低倍の周波数、例えば周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の整数分の１（ n が１の場合）からオフセット周波数 a を加えた（または引いた）クロックｆ １ （Ｈｚ）を発生する。クロック分配部１９４は、サンプリングクロック発生部１７からのクロックを同期信号として順次読み出し部１９３とデータ処理部１９５とに同時に分配する。電圧保持部１９２は、入力された電気信号のアナログ・デジタル変換を行い、変換したデジタル信号電圧を一時的に保持し、サンプリングクロック発生部１７からのトリガ信号に従ってそれ（デジタル信号電圧）を出力する機能を有する。順次読み出し部１９３は、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、チャネル１からＮまでの電圧保持部１９２に対して順にトリガ信号を送出することにより、電圧保持部１９２から順にデジタル信号電圧を読み出して、１からＮまでのチャネルのデータを時系列でデータ処理部１９５に送出する。データ処理部１９５では、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、Ｎチャネルのデータを順次に記憶し、Ｎチャネルのデジタル信号電圧から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図８に、本発明の第２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第２の実施形態は請求項１９に対応している。ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは１以上の整数）された光波長分割多重信号は、波長分割分離部１１により波長分割分岐された後、Ｎ個の光電変換部１５を経てＮチャネルの電気信号として電気信号処理部１９の切替部１９１に至る。本実施形態は、後述のように、電気信号処理部１９内の切替部１９１でＮチャネルのアナログ電気信号の接続を順次切り替えることで、電気信号処理工程を１系統にした例である。
【００３８】
電気信号処理部１９では、Ｎチャネルの電気信号を入力するＮ個の入力ポートと、１個の切替部１９１とを備え、さらに１個の電圧保持部１９２、１個のクロック分配部１９４、および１個のデータ処理部１９５を備える。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のクロックを発生する。クロック分配部１９４は、サンプリングクロック発生部１７からのクロックを同期信号として順次読み出し部１９３とデータ処理部１９５とに同時に分配する。クロックを同期信号として、切替部１９１、電圧保持部１９２およびデータ処理部１９５に同時に分配する。切替部１９１は、Ｎチャネルの電気信号を入力するＮ個の入力ポートと１個の電圧保持部１９２間の接続をチャネル１からＮまで、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、順に切り替える機能を有する。ここで切替の時間間隔（これはあるチャネルに接続している時間にほぼ等しい）は任意に調整できるものとする。この電圧保持部１９２は、入力された電気信号のアナログ・テジタル変換を行い、変換したデジタル信号電圧を一時的に保持し、サンプリングクロック発生部１７からのトリガ信号（すなわち、クロック分配部１９４により分配されたクロック）に同期して、それ（デジタル信号電圧）を出力する機能を有する。データ処理部１９５では、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、そのＮチャネルのデータを順次取り込み、Ｎチャネルのデジタル信号電圧から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図９に、本発明の第３の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第３の実施形態は請求項２０に対応している。ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは１以上の整数）された光波長分割多重信号は、波長選択部４２により１チャネルだけ選択された後、１個の光電変換部１５を経て１チャネルの電気信号として電気信号処理部１９の電圧保持部１９２に至る。
【００４０】
電気信号処理部１９では、１チャネルの電気信号を入力する１個の入力ポートと１個の電圧保持部１９２と、１個のクロック分配部１９４と、１個のデータ処理部１９５とを備える。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のクロックを発生する。クロック分配部１９４は、サンプリングクロック発生部１７からのクロックを同期信号として、電圧保持部１９２およびデータ処理部１９５に同時に分配する。電圧保持部１９２は、入力された電気信号のアナログ・デジタル変換を行い、変換したデジタル信号電圧を一時的に保持し、サンプリングクロック発生部１７からのトリガ信号（すなわち、クロック分配部１９４により分配されたクロック）に同期してそれ（デジタル信号電圧）を出力する機能を有する。データ処理部１９５では、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、その選択されたチャネルのデータ（デジタル信号電圧）を記憶し、その選択されたチャネルのデジタル信号電圧から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に選択されたチャネルについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図１０に、本発明の第４の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第４の実施形態は請求項１，６，２１，３１に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光電変換部１５、サンプリングクロック発生部１７、および電気信号処理部１９を有する。光波長分割分離部１１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する。Ｎ個の光電変換部１５は、光波長分割分離部１１で分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。電気信号処理部１９は、Ｎ個の光電変換部１５から出力されるＮチャネルの電気強度変調信号を、サンプリングクロック発生部１７により発生するそのサンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、この光信号強度分布を基にＮチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。
【００４２】
以上の構成において、光波長分割分離部１１と光電変換部１５により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号を電気強度変調信号に変換し、電気信号処理部１９では、電気サンプリング法を用いており、サンプリングクロック発生部１７から発生するクロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックにより、上記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって光信号強度分布を測定する。
【００４３】
電気サンプリング法による光信号強度分布測定には、市販の電気サンプリング装置などを用いることができる。また、品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、前述の参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００４４】
本実施形態は、信号ビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視する方法を、光波長分割分離部１１を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号に拡張した構成のものであり、光波長分割多重信号の光信号品質監視が可能となる。光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する方法は、電気信号処理に波長依存性がなく、また統計的手法であるため時系列での処理が可能であるので、電気信号処理部１９は１系統にでき、装置規模の小型化・低価格化が可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では、電気サンプリングを用いているため、光サンプリング法にくらべて装置規模が小さい。ただし、適用できる光信号ビットレートは光電変換部１５の帯域で制限される。
【００４６】
（第５の実施形態）
図１１に、本発明の第５の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第５の実施形態は請求項２，７，２２，３２に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長分割分離部１１、サンプリング光パルス列発生部２１、サンプリング光パルス列分波部２２、Ｎ個の光合波部２３（Ｎは２以上の整数）、Ｎ個の非線形光学媒質２４、Ｎ個の光分波部２５、Ｎ個の光電変換部１５および電気信号処理部２６を有する。サンプリング光パルス列発生部２１としては周知のサンプリング光パルス列発生手段が適用できる。例えば、サンプリング光パルス列発生手段として、参考文献［３］に記載されているように、モード同期レーザやＣＷ光源と光ゲート素子の組合せ、あるいはスーパーコンティニウム光源などを使用することが広く知られている。
【００４７】
光波長分割分離部１１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する。サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生する。さらに詳しく説明すると、サンプリング光パルス列発生部２１は、基本クロック信号の繰り返し周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の分周または低倍の周波数、例えば周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の整数分の１（ n が１の場合）からオフセット周波数 a を加えた（または引いた）クロックｆ １ （Ｈｚ）を発生し、さらにこのタイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生する。サンプリング光パルス列分波部２２は、入力光パルス列を同一波形の第１波長から第Ｎ波長までのＮ系列の光パルス列に同時に分波する光分波器であって、サンプリング光パルス列発生部２１から発生したサンプリング光パルス列をＮ系列に分波する。Ｎ個の光合波部２３は、光波長分割分離部１１によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と、サンプリング光パルス列分波部２２によって同時に分波された同一波形のＮ系列のサンプリング光パルス列を合波する。
【００４８】
Ｎ個の非線形光学媒質２４は、光合波部２３で合波された光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。Ｎ個の光分波部２５は、非線形光学媒質２４における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、上記光波長分割多重信号や上記サンプリング光パルス列から分波する。Ｎ個の光電変換部１５は光分波部２５により分波されたＮチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。
【００４９】
電気信号処理部２６は、光電変換部１５で変換されたＮチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００５０】
以上の構成において、本実施形態では光サンプリング法を用いて光信号の強度分布を測定する。すなわち、光波長分割分離部１１、サンプリング光パルス列発生部２１、サンプリング光パルス列分波部２２、Ｎ個の光合波部２３（Ｎは２以上の整数）、Ｎ個の非線形光学媒質２４、およびＮ個の光分波部２５により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）でパルス幅が光信号のタイムスロットより十分狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関信号を発生させる。そして、その相関光信号をＮ個の光電変換部１５で光電変換した後に、電気信号処理部２６において、電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定する。
【００５１】
上記光サンプリング法による光信号強度分布測定には、参考文献［３］の光サンプリングなどの公知技術を用いることができる（参考文献［３］ 高良 秀彦他：「和周波光発生を用いた光サンプリングによる超高速光波形測定法」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ−１，ｖｏｌ，Ｊ７５−Ｂ−１，Ｎｏ．５，ｐｐ．３７２−３８０，１９９２年）。
【００５２】
また、上記相互相関信号は、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することにより得ることができる。なお、非線形光学媒質２４はそれぞれ入射する光信号の波長に適用できれば良く、広波長帯域性は要求されない。
【００５３】
本実施形態は、前述の第４の実施形態と同様に、信号ビットレート、信号形式および変調形式によらずに単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視する方法を、光波長分割分離部１１を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号に拡張した構成のものであり、光波長分割多重信号の光信号品質監視が可能となる。光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理に波長依存性がないため、電気信号処理部２６は１系統にでき、装置規模の小型化・低価格化が可能となる。
【００５４】
また、本実施形態は、光サンプリングを用いるため、適用できる光信号ビットレートが光電変換部１５の帯域で制限されず、電気サンプリングを用いる前述の第４の実施形態に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲となる。また、光電変換の帯域はｆ１によって決めることができ、信号ビットレートｆ０が大きい場合でもｆ１を小さく設定できるので、光電変換部をそれ以後の電気処理部の必要帯域を小さくすることができ、電気処理を行う装置部分の低価格化が可能となる。
【００５５】
（第６の実施形態）
図１２に、本発明の第６の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第６の実施形態は請求項１５，１６，２３，３３に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光ゲート部１７１、Ｎ個の光電変換部１５、サンプリングクロック発生部１７、および電気信号処理部１９を有する。光波長分割分離部１１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返しクロック周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。サンプリングクロック発生部１７から、同一波形で同一タイミングの複数のサンプリングクロックがそれぞれＮ個の光ゲート１７１と電気信号処理部１９に同時に供給される。なお、サンプリングクロック発生部１７の構成は本発明の第５の実施形態のサンプリング光パルス列発生部２１とほぼ同様なので、その詳細説明は省略する。
【００５６】
光ゲート部１７１は各チャネルごとに備えられ、光波長分割分離部１１で分割分離されたＮチャネルのビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光波長分割分離信号の強度を、サンプリングクロック発生部１７の上記サンプリングクロックによりサンプリングする。Ｎ個の光電変換部１５は、各チャネルごとの光ゲート部１７１でサンプリングされた光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部１９は、サンプリングクロック発生部１７から供給されたサンプリングクロックに同期して、Ｎ個の光電変換部１５から出力されるＮチャネルの電気強度変調信号を記憶し、そのＮチャネルの電気強度変調信号を信号処理することにより光信号強度分布を測定し、この光信号強度分布を基にＮチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。
【００５７】
具体的には、光ゲート部１７１は、繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で信号光をサンプリングし、電気信号処理部１９は、光電変換部１５により得られたサンプリング電気信号を光ゲート部１７１のサンプリングに同期して記憶し、そのサンプリング電気信号を基に光信号強度分布を求め、その分布を基に「レベル１」と「レベル０」それぞれのある平均時間内での平均値レベル及び標準偏差値を求めて光信号の品質を検査する。
【００５８】
すなわち、この構成の光信号品質モニタ装置は、従来の光信号品質モニタ装置で採用されていた光−光サンプリング方法や電気−電気サンプリング方法とは異なり、サンプリングクロックの電気信号によって光信号をサンプリングする、電気−光サンプリング方法が採用されている。なお、品質評価パラメータの評価方法は、参考文献［２］に記載されているものと同様である。
【００５９】
図１３は、本発明の光信号品質モニタ装置に備える電気信号処理部１９で測定される光強度ヒストグラムのレベル設定法の一例を説明するための図である。光電変換部１５によって電気信号に変換された光信号が電気信号処理部１９に入力されると、電気信号処理部１９は電気信号のピーク値の検出及び分析を行ない、図１３に示すような光強度のヒストグラムを測定する。そして、この光強度のヒストグラムを構成するサンプリング点のうち、予め定めた閾値レベルＬｔｈ１より高い点群を「レベル１」とし、また別途定めた閾値レベルＬｔｈ０より低い点群を「レベル０」として、「レベル１」と「レベル０」それぞれのある平均時間内での平均値レベル及び標準偏差値（σ１及びσ０）を求めて光信号の品質を評価している。
【００６０】
図１４は、本発明の光信号品質モニタ装置に備えられる光ゲート部１７１の第１の構成例を説明するための図で、光ゲート部１７１は、コムジェネレータ１７１１と、バイアスＴ１７１２と、直流電源１７１３と、電界吸収型光変調器１７１４とから構成されている。
【００６１】
コムジェネレータ１７１１は、周波数ｆ１の正弦波のサンプリングクロックをデューティの小さい繰り返し周波数ｆ１の電気パルス列に変換し、この電気パルス列と直流電源１７１３からの直流電圧をバイアスＴ１７１２によって重畳し、電界吸収型光変調器１７１４の駆動信号とする。ゲート幅は、電気パルスのピーク値や直流電圧の値を適当に設定することによって調整が可能であり、例えば、周波数１ＧＨｚのサンプリングクロックの場合には８ｐｓ程度のゲート幅とすることができる。このゲート幅は、市販の光電変換器と電気サンプリング装置を組み合わせて用いた場合の時間分解能である約１０ｐｓよりも短く、ビットレート４０Ｇｂｉｔ／ｓ程度の光信号には充分に対応が可能である。
【００６２】
図１５は、本発明の光信号品質モニタ装置に備えられる光ゲート部１７２の第２の構成例を説明するための図である。光ゲート部１７２は、コムジェネレータ１７２１と、バイアスＴ１７２２と、直流電源１７２３と、位相調整装置１７２４と、第１の電界吸収型光変調器１７２５および第２の電界吸収型光変調器１７２６とから構成される。
【００６３】
この構成の光ゲート部１７２では、バイアスＴ１７２２からの電気信号は２つに分割されて、各々の電気信号が第１の電界吸収型光変調器１７２５と第２の電界吸収型光変調器１７２６とに入力され、これらの電界吸収型光変調器１７２５、１７２６によって順番に光信号がサンプリングされる。このサンプリングの過程において、光信号が第１の電界吸収型光変調器１７２５と第２の電界吸収型光変調器１７２６でサンプリングされるタイミングを調節することにより、図１４に示した１段構成の光ゲート部１７１よりも狭いゲート幅のサンプリングが可能となる。例えば、周波数が１ＧＨｚのサンプリングクロックの場合には５〜６ｐｓ程度のゲート幅を得ることができ、７０〜８０Ｇｂｉｔ／ｓ程度のビットレートの光信号の品質監視が可能となる。
【００６４】
なお、図１５に示した２段構成の光ゲートでは電界吸収型変調器の損失は２倍になるから、透過するサンプリング光信号のレベルが低下して信号品質監視の特性劣化が生じる場合には、第１の電界吸収型光変調器１７２５と第２の電界吸収型光変調器１７２６との間、若しくは、これらの電界吸収型光変調器１７２５、１７２６の前後に、希土類添加ファイバ光増幅器や半導体光増幅器等の光増幅器１７２７を配置する構成としてもよい。
【００６５】
（第７の実施形態）
図１６に、本発明の第７の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第７の実施形態は請求項２４，３４に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、１個の光ゲート部１７１、サンプリングクロック発生部１７、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光電変換部１５、および電気信号処理部１９を有する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリングクロックを発生する。光ゲート部１７１の動作は前述の第６の実施形態と同じであるが、光波長分割多重信号を光波長分割分離する前に、Ｎチャネル一括して光ゲート部１７１を用いて得られた光ゲート信号に対して、光波長分割分離部１１を用いて光波長分割分離を行うことが特徴である。ここで、光ゲート部１７１は、サンプリングクロックに同期してゲート動作をするので、適切なタイミングで光波長分割多重信号をサンプリングすることができる。
【００６６】
（第８の実施形態）
図１７に本発明の第８の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第８の実施形態は請求項３，８，２５，３５に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、非線形光学媒質２４、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。
【００６７】
サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部３１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号と、サンプリング光パルス列発生部２１で発生したそのサンプリング光パルス列とを合波する。非線形光学媒質２４は光合波部３１で合波された光波長分割多重信号とサンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光波長分割分離部１１は、非線形光学媒質２４における非線形相互作用の結果により発生するその相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する。
【００６８】
Ｎ個の光電変換部１５は、光波長分割分離部１１により分割分離されたＮチャネルの相互相関光信号を受光して、Ｎチャネルの電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５により変換されたそのＮチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００６９】
以上の構成において、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、非線形光学媒質２４、および光波長分割分離部１１により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関信号を発生させる。
【００７０】
続いて、Ｎ個の光電変換部１５により相互相関光信号を光電変換した後に、電気信号処理部２６において電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定する光サンプリング法を用いる。この光サンプリング法による光信号強度分布測定には、前述の参考文献［３］に記載の光サンプリングなどを用いることができる。また、上記相互相関信号は、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することにより得ることができる。
【００７１】
本実施形態では、非線形光学媒質２４として、相互相関信号の発生効率が広帯域にわたって大きい非線形光学媒質を用いることにより、光合波手段、非線形光学媒質、光分波手段を１系統にすることができ、回路全体を小型化・低価格化できる。
【００７２】
また、本実施形態では、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず、単一の回路で、雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。また、本実施形態は、電気サンプリングを用いる第４の実施形態１に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲である。また、非線形光学媒質２４はすべての光信号波長に適用できねばならない（広波長帯域性）が、光合波部３１、非線形光学媒質２４の数が一つでよいので前述の第１、第５の実施形態に比べて構成が簡易化できる。
【００７３】
（第９の実施形態）
図１８に、本発明の第９の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第９の実施形態は請求項４，９，２６に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、１個の光電変換部１５、サンプリングクロック発生部１７、および電気信号処理部１９を有する。
【００７４】
光波長選択部４２は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。光電変換部１５は光波長選択部４２によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する。
【００７５】
サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。電気信号処理部１９は、光電変換部１５から出力される１チャネルの電気強度変調信号を、そのサンプリングクロック発生部１７のサンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献「２」に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００７６】
以上の構成において、光波長選択部４２はビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択・分離し、光電変換部１５はその選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部１９は、サンプリングクロック発生部１７からのクロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）で、上記電気強度変調信号強度をサンプリングすることによって光信号強度分布を測定する電気サンプリング法を用いる。電気サンプリング法による光信号強度分布測定には、市販の電気サンプリング装置などを用いることができる。
【００７７】
本実施形態では、電気信号処理部１９に至るまでに光波長選択部４２と選択波長制御部４１を用いて、波長分離工程において波長選択を行うことで、Ｎ波長の光波長分割多重信号の各波長を時系列で順番に評価し、光波長分割多重信号評価を実現する。このため、電気信号処理部１９への入力が１系統にでき、電気信号処理部１９の構成が１系統バッファ、読み出しで済み、装置が簡潔化される。
【００７８】
本実施形態では、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。また、本実施形態における、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する方法は、電気信号処理に波長依存性がなく、また統計的手法であるため時系列での処理が可能であるので、電気信号処理部１９が１系統にでき、装置規模の小型化・低価格化が可能となる。
【００７９】
また、本実施形態では電気サンプリングを用いるため、光サンプリング法にくらべて装置規模が小さい。ただし適用できる光信号ビットレートが光電変換部１５の帯域で制限される。また、本実施形態では光電変換部１５を１つにすることができるため、回路全体を小型化・低価格化できる。
【００８０】
（第１０の実施形態）
図１９に、本発明の第１０の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１０の実施形態は請求項２７に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、サンプリングクロック発生部１７、１個の光ゲート部１７１、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。
【００８１】
本実施形態は、後述の第１１の実施形態を説明する図２０に示す光サンプリング部（光非線形光学媒質２４、サンプリング光パルス列発生部２１、光分波部２５）のかわりに、第５の実施形態に記載の光ゲート部１７１およびサンプリングクロック発生部１７を用いたことが特徴である。後述のように、本実施形態では、ＷＤＭ信号を一括して光クロック光サンプリングし、波長分割分離した後、Ｎ系統並列光電変換することで、１系統の電気信号処理部を実現しており、電気信号処理に至るまで光サンプリングを用いることで、電気信号処理の電気帯域を小さくする。
【００８２】
光波長選択部４２は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。光ゲート部１７１は光波長選択部４２によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号の強度を、サンプリングクロック発生部１７のサンプリングクロックによりサンプリングする。ここで、光ゲート部１７１は、サンプリングクロックに同期してサンプリングをするので、適切なタイミングで光波長分割分離信号をサンプリングすることができ、サンプリングして得られた信号（繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×１波長）を光ゲート信号として出力することができる。
【００８３】
光電変換部１５は、光ゲート部１７１から出力する光ゲート信号（繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×１波長）を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００８４】
（第１１の実施形態）
図２０に本発明の第１１の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１１の実施形態は請求項５，１０，２８に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、１個の非線形光学媒質２４、１個の光分波部２５、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。
【００８５】
光波長選択部４２は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部３１は、光波長選択部４２によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列発生部２１から発生するサンプリング光パルス列とを合波する。
【００８６】
非線形光学媒質２４は、光合波部３１で合波された上記光波長分割分離信号と上記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光分波部２５は、非線形光学媒質２４における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、上記光波長分割分離信号や上記サンプリング光から分波する。
【００８７】
光電変換部１５は、光分波部２５から出力する１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００８８】
以上の構成において、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、１個の非線形光学媒質２４、および１個の光分波部２５により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関信号を発生させる。
【００８９】
続いて、光電変換部１５により上記相関光信号を光電変換した後に、電気信号処理部２６において電気信号処理を行って、光信号の強度分布を測定する光サンプリング法を用いる。この光サンプリング法による光信号強度分布測定には、前述の参考文献［３］の光サンプリングなどを用いることができる。また、上記相互相関信号は、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することにより得ることができる。
【００９０】
本実施形態では、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。また、本実施形態では、光波長選択部４２と選択波長制御部４１を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号の各波長を時系列で順番に評価し、光波長分割多重信号評価を実現する。また本実施形態では、非線形光学媒質２４として相互相関信号の発生効率が広帯域にわたって大きい非線形光学媒質を用い、かつ、波長選択部４２により時系列で光信号品質監視を行うことにより、光合波部３１、非線形光学媒質２４、光分波部２５、および光電変換部１５を１系統にすることができ、回路全体を小型化・低価格化できる。
【００９１】
また、本実施形態では、電気サンプリングを用いる第１、第９の実施形態に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲である。また、非線形光学媒質２４はすべての光信号波長に適用できねばならない（広波長帯域性）が、光合波部３１、非線形光学媒質２４、光電変換部１５の数が一つでよいので第５、第８の実施形態に比べて構成が簡易化できる。
【００９２】
（第１２の実施形態）
図２１は、本発明の第１２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１２の実施形態は請求項２９に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、サンプリングクロック発生部１７、１個の光ゲート部１７１、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。本実施形態は、前述の第１０の実施形態の光波長選択部４２と選択波長制御部４１が、光ゲート部１７１の後段に配置されていることが特徴である。
【００９３】
サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。光ゲート部１７１はビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号の強度を、サンプリングクロック発生部１７のサンプリングクロックによりサンプリングする。ここで、光ゲート部１７１は、サンプリングクロックに同期してサンプリングをするので、適切なタイミングで光波長分割多重信号をサンプリングすることができ、サンプリングして得られた信号を光ゲート信号として出力することができる。光波長選択部４２は、光ゲート部１７１から出力する繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×Ｎ波長のゲート信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。
【００９４】
光電変換部１５は、光波長選択部４２から出力する光ゲート信号（繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×１波長）を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００９５】
（第１３の実施形態）
図２２に本発明の第１３の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１３の実施形態は請求項３０に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、１個の非線形光学媒質２４、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。本実施形態は、前述の第１１の実施形態の光分波部がなく、光波長選択部４２および選択波長制御部４１が非線形光学媒質２４の後段に配置されていることが特徴である。
【００９６】
サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部３１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号とサンプリング光パルス列発生部２１から発生するサンプリング光パルス列とを合波する。
【００９７】
非線形光学媒質２４は、光合波部３１で合波された上記光波長分割多重信号と上記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光波長選択部４２は、非線形光学媒質２４から出力するビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）×Ｎ波長の相互相関光信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。
【００９８】
光電変換部１５は、光波長選択部４２から出力する１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００９９】
（第１４の実施形態）
図２３に本発明の第１４の実施形態として、本発明の第８、第１３の実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置における光サンプリング工程（サンプリング光バルス列発生部２１と光合波部３１と非線形光学媒質２４を用いた部分）の構成例を示す。なお、第１４の実施形態は請求項３６〜４７に対応している。本実施形態の構成は、光サンプリング工程において、光波長分割多重信号の偏波状態を制御する偏波制御部２７を備えることを特徴としている。この偏波制御部２７は光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御し、サンプリング光パルス列発生部２１から出力されるサンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係（例えば、光波長分割多重信号とサンプリング光パルス列の偏波方向が直交する、あるいは平行）を持たせるようにする機能を有する。この偏波制御部２７は、周知のものであり、例えば電気的にその信号光の偏波面を任意に可変にできる周知の偏波制御素子を用いて実現できることが広く知られている。偏波制御部２７は、周知のように、例えば、信号光の伝送路中の偏波変動に依存せずに、通信時の受信感度を常に一定に保つことができる。また、偏波制御素子として、例えば、入射光信号を直交する偏波成分に分離する偏波ビームスプリッタ、一方の偏波面を回転させ他と一致させるＴＥ−ＴＭ変換器、あるいは、イオン注入によって形成した複屈折による光ファイバ形偏光制御素子や導波路型偏光制御素子、液晶タイプ偏波制御素子、オプトセラミックスタイプ偏波制御素子などが広く知られている。
【０１００】
ここで、光サンプリング工程が光ゲート部１７１とサンプリングクロック発生部１７とで構成される場合（第７および第１２の実施形態の図１６と２１）は、光ゲート部１７１に用いられる電界吸収型光変調器の偏波依存性に応じて偏波制御部２７が用いられる。この偏波制御部２７としては１個の偏波制御器を用いることができる。または、光波長分割多重信号の各チャネルの偏波状態が相互に異なる場合は、２個以上の偏波制御器と光波長分割分離部、および光波長分割多重部（図示しない）を用いることができる。
【０１０１】
また、光波長分割多重信号のかわりに１チャネル（１波長）の光信号が、非線形光学媒質に入射されるような場合（第４および第１１の実施形態の図１０と２０）、または光ゲート部１７１に入射されるような場合（第５および第１０の実施形態の図１１と１９）には、用いる偏波御器２７は１個でよい。
【０１０２】
（第１５の実施形態）
図２４に本発明の第１５の実施形態として、本発明の第５、第８、第１１、第１３の実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置における光サンプリング工程（サンプリング光バルス列発生部２１と光合波部２３（または３１）と非線形光学媒質２４を用いた部分）の他の構成例を示す。なお、第１５の実施形態は請求項４８〜５３に対応している。本実施形態の構成は、この光サンプリング工程において、光波長分割多重信号の波長分散を制御する波長分散制御部２８を備えることを特徴としている。この波長分散制御部２８は、本発明の第５、第８、第１１、第１３の実施形態の構成と組み合わせることで、光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を―括して補償する機能を有することが理解できるであろう。この波長分散制御部２８としては、周知の１個の波長分散補償器を用いることができる。または、２個以上の波長分散補償器と光波長分割分離部（図示しない）および光波長分割多重部（図示しない）を用いることができる。その波長分散補償器としては、周知技術である、光ファイバやファイバグレーティング（あるいは導波路グレーティング）、位相制御型の波長分散補償器などを用いることができ、光ファイバ伝送路による伝播光の波形歪を補正することができる。また、光波長分割多重信号のかわりに１チャネル（１波長）の光信号が非線形光学媒質に入射されるような場合（第４および第１１の実施形態の図１０と２０）には、用いる波長分散補償器は１個でよい。
【０１０３】
以下に、上述の第１〜第１５の実施形態における電気信号処理部１９、２６で遂行される品質評価パラメータの評価方法の具体例を例示する。
【０１０４】
（第１６の実施形態）
図２５の（Ａ)、図２５の（Ｂ)は本発明の第１６の実施形態の光ネットワークの構成を示す。なお、第１６の実施形態は請求項１１〜１４，および５４に対応している。図２５の（Ａ)は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、光ＡＤＭリングなどもこれに含まれる。また、図２５の（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【０１０５】
どちらの場合も、光ネットワークは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームやＡＴＭセルやＩＰパケットなどの多様な変調形式・フォーマット・ビットレートの電気信号を適当なキャリア波長の光信号に変換することにより収容することができる、光レイヤを含む階層構造を備える。また、その光ネットワークを構成する各光ノード１０２は、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局および光信号受信端局（送受信端局１０４）を含んでおり、ある光ノードの光信号送信端局１０４と他の光ノードの光信号受信端局１０４との間で光信号が終端される。また、この光ネットワークは、光信号の終端毎に、変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存な光信号経路を形成する。ここで、光ノード１０２において光信号がスルーされる場合も含まれる。また、光送受信端局１０４間で光増幅中継を行う場合も含まれる。
【０１０６】
本発明では、後述のように、光信号受信端局において光信号監視を行い、光送受信端局間の制御チャネルを利用して、モニタ情報（監視情報と同義である。）を光信号送信端局に送り、モニタ情報に基づいて適宜に光信号切替を行う。
【０１０７】
図２６に本実施形態における光送受信端局１０４内の構成例を示す。上位の光レイヤに収容された信号は光信号送信端局２０２の光送信器２０４で受信され、経路切替部２０６を介して伝送路２１２に送信される。光信号受信端局２１６において、入力した光信号の一部を光分岐器２１８により分岐し、分岐した光信号を利用して光信号モニタ部（光信号監視部と同義である。）２２０により光信号監視を行う。
【０１０８】
ここで、光分岐器２１８は前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における図１０〜図２０の構成において電気信号処理部１９、２６を除く構成部分とする。そして、光信号モニタ部２２０が前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における電気信号処理部１９、２６中の品質評価パラメータの評価を実行する部分である。
【０１０９】
光信号モニタ部２２０は、信号対雑音比係数測定部２２２と初期状態記憶部２２４と光信号品質評価部２２６とで構成し、光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする。信号対雑音比係数測定部２２２は、ある光ノードの光信号送信端局２０２と他の光ノードの光信号受信端局２１６間の伝送路２１２を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する。初期状態記憶部２２４は、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に信号対雑音比係数測定部２２２で測定した信号対雑音比係数を記憶する。光信号品質評価部２２６は、システム運用時において一定の時間間隔で信号対雑音比係数測定部２２２で測定して得られる信号対雑音比係数の値を、導入時に初期状態記憶部２２４に記憶した信号対雑音比係数の値とを比較する。
【０１１０】
ある光ノードの光信号受信端局２１６と他の光ノードの光信号送信端局２０２間には、伝送路２１２の他に、光信号モニタ部２２０のモニタ情報を光信号送信端局２０２へ伝送するための制御チャネル２１４が設けられ、また、光信号受信端局２１６と光信号送信端局２０２のそれぞれに、モニタ情報制御部２２８、２１０が設けられる。モニタ情報制御部２２８、２１０は、光信号品質評価部２２６における光信号品質評価に基づいて、伝送路２１２における障害などに起因する光信号劣化または光信号波形歪みによりネットワーク障害が発生したことを認識し、認識した情報を含むモニタ情報を制御チャネル２１４を通じてやりとりする。
【０１１１】
光信号送信端局２０２に経路切替部２０６が設けられる。モニタ情報制御部から２１０のモニタ情報に基づいて、経路切替部２０６により伝送路２１２の経路切替を行うことで、ネットワーク障害を回復する。
【０１１２】
図１８は本発明の第１６の実施形態の光信号モニタシステム（光信号監視システムと同義である。）における経路制御の動作手順を示す。
【０１１３】
ステップＳ１：障害がない状態のシステム導入時に信号対雑音比係数測定部２２２において信号対雑音比係数を測定する。
【０１１４】
ステップＳ２：上記ステップＳ１で測定した信号対雑音比係数を初期状態記憶部２２４に記憶する。
【０１１５】
ステップＳ３：システム運用開始後は信号対雑音比係数測定部２２２において一定の時間間隔で信号対雑音比係数を測定する。
【０１１６】
ステップＳ４：信号対雑音比係数を測定するごとにその測定値を光信号品質評価部２２６において初期状態記憶部２２４の値と比較する。
【０１１７】
ステップＳ５：光信号品質評価部２２６は、初期状態からの信号対雑音比係数値の変化をモニタ情報としてモニタ情報制御部２２８に伝える。また、ここで、信号対雑音比係数値の変化の度合いから障害が発生したことを認識した場合は、経路切替が必要な旨の警報情報もモニタ情報としてモニタ情報制御部２２８に伝える。
【０１１８】
ステップＳ６：モニタ情報制御部２２８は制御チャネル２１４を用いて上記モニタ情報を光信号送信端局２０２側のモニタ情報制御部２１０に伝える。
【０１１９】
ステップＳ７：光信号送信端局２０２のモニタ情報制御部２１０は受信した上記モニタ情報に基づいて必要に応じて経路切替を行う旨を経路切替部２０６に伝える。
【０１２０】
ステップＳ８：経路切替部２０６はモニタ情報制御部２１０の指示に従って伝送路２１２の経路切替を行う。
【０１２１】
ここで、信号対雑音比係数測定部２２２には、例えば、参考文献［２］の光信号品質監視などを用いることができる（参考文献［２］）。これは、ビットレートや信号形式や変調形式に応じた受信系（クロック抽出回路、受信回路、フレーム検出回路、バリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出回路）が必要なく、単一の受信系で任意のビットレートや信号形式や変調形式の信号に対応できる。
【０１２２】
図２８、図２９は光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数測定部２２２の構成例を示し、図２８は電気サンプリングオシロスコープ４０４を用いる場合、図２９は光サンプリングオシロスコープ４１４を用いる場合を示す。
【０１２３】
図２８の電気サンプリングオシロスコープ４０４を用いる場合は、所定のビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光強度変調信号を光電変換部４０２により電気強度変調信号に変換し、電気サンプリングオシロスコープ４０４によって、所定のクロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ，Ｎ，Ｍは整数、ａはオフセット周波数）で上記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって一定時間における信号強度分布を得たのち、信号処理部４０６において信号対雑音比係数評価を行う。信号処理部は４０６はヒストグラム評価部４０８と信号対雑音比係数評価部とで構成する。ヒストグラム評価部４０８は、電気サンプリングオシロスコープ４０４で得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求める。信号対雑音比係数評価部４１０は、その求めた振幅ヒストグラムから２値デジタル符号の「レベル１」と「レベル０」の分布を求め、「レベル１」と「レベル０」それぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」それぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する。
【０１２４】
図２８の構成は簡易であるが、適応可能な光信号ビットレートが光電変換部４０２の帯域で制限される。
【０１２５】
一方、図２９の光サンプリングオシロスコープ４１４を用いる場合は、光サンプリングオシロスコープ４１４によって一定時間における信号強度分布を得たのち、信号処理部４１６において信号対雑音比係数評価を行う。光サンプリングオシロスコープ４１４による光信号強度分布測定には、参考文献［３］に記載の光サンプリングなどを用いることができる。（参考文献［３］：高良 秀彦 他「和周波光発生を用いた光サンプリングによる超高速光波形測定法」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ−ｌ，vol.Ｊ７５−Ｂ−ｌ，No.5,pp.３７２−３８０，１９９２年）。
【０１２６】
この光サンプリングは相互相関信号を得るために、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することが特徴であり、相互相関信号から信号強度分布を得る。
【０１２７】
例えば、光サンプリングオシロスコープ４１４は、所定のビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数が所定のｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、Ｎ，Ｍは整数、ａはオフセット周波数）で、パルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分に狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関光信号を発生させ、相互相関光信号を電気信号に変換し、相互相関光信号を光電変換した後に、電気信号処理を行って光信号の一定時間における強度分布を測定する。
【０１２８】
信号処理部４１６は、ヒストグラム評価部４１８と信号対雑音比係数評価部４２０とから構成する。ヒストグラム評価部４１８は、光サンプリングオシロスコープ４１４で得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求める。信号対雑音比係数評価部４２０は、求めた上記振幅ヒストグラムから２値デジタル符号の「レベル１」と「レベル０」の分布を求め、「レベル１」と「レベル０」それぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」それぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する。
【０１２９】
図２９の構成は図２８よりも高速の光信号に適用できる。
【０１３０】
次に、図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)に、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの一例を示す。
【０１３１】
図３０の（Ａ)：光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１３２】
図３０の（Ｂ)：得られた上記強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１３３】
図３１の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの極大値をｍ０′と定める。
【０１３４】
図３１の（Ｂ)：強度レベル最大のサンプリング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング点数を積分して、
Ｎ(middle)＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ …（１）
（但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、
Ｄは光信号のデューティー比（パルス幅とタイムスロットの比）、
Ｍはマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確率））
で求まるサンプリング点数Ｎ(middle)と積分値が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小レベルをｍ(middle)とする。
【０１３５】
図３２の（Ａ)： 次の（２）式で求まるm1′を定める。
m1′＝２×｛ｍ(middle)−m0′｝ …（２）
【０１３６】
図３２の（Ｂ)：次の（３）式と（４）式で求まる強度レベルをしきい値Ａ、図しきい値Ｂと定める。
Ａ＝m1′−alpha(m1′−m0′） …（３）
Ｂ＝m0′＋alpha(m1′−m0′） …（４）
但し、alpha は０＜alpha ＜０．５の実数である。強度レベルがしきい値Ａ以上の分布をレベル１の分布、しきい値Ｂ以下の分布をレベル０の分布とする。
【０１３７】
図３３の（Ａ)：図３２の（Ｂ)で定めたレベル１およびレベル０の分布において、それぞれ平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。
【０１３８】
図３３の（Ｂ)：図３３の（Ａ)で求めた平均値と標準偏差から、次の（５）式で求まるＱ値を信号対雑音比係数として品質評価パラメータとする。
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（５）
【０１３９】
図３４は図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)に示すような手順で得られた信号対雑音比係数の実験データ例を示す。一例として、１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ信号を用い、電気サンプリングを用いた。ａｌｐｈａの値は０．３とした。横軸が測定したビット誤り率（ＢＥＲ）から換算したＱ値であり、雑音による実際の光信号品質変化を表している。縦軸が図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【０１４０】
図３４は、図２８および図３３の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)で述べた光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数が雑音劣化を知るためのパラメータとして利用できることを示しており、経路切替を行う上でのモニタ情報として利用できることを示している。
【０１４１】
図３５は波長分散の影響がある場合の実験データ例を示す。上記図３４の場合と同様に、１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ信号を用い、電気サンプリングを用いた。ａｌｐｈａの値は０．３とした。横軸が測定したビット誤り率（ＢＥＲ）から換算したＱ値であり、雑音による実際の光信号品質変化を表している。縦軸が図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。図３５中の三角のプロットは光信号の受ける波長分散値が０ｐｓ／ｎｍの場合を示しており、円のプロットは光信号の受ける波長分散値が１４００ｐｓ／ｎｍの場合を示している。
【０１４２】
図３５は、光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数が、波長分散による波形歪みに対しても感度があること、および波長分散による波形歪みがある状態での雑音劣化に対しても感度があることを示している。
【０１４３】
（第１７の実施形態）
図３６の（Ａ)、図３６の（Ｂ)は本発明の第１７の実施形態の光ネットワークの構成を示す。なお、第１７の実施形態は請求項１３，１４，５５に対応している。特に、本実施形態では、光送受信端局間で光増幅中継を行う場合に障害区間を光増幅中継区間単位で同定する例を示す。図３６の（Ａ)は予備回線５１０を備えるリング構成の光ネットワークであり、光ＡＤＭリングなどもこれに含まれる。また、図３６の（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【０１４４】
図３６の（Ａ)、図３６の（Ｂ)のどちらの場合も、光ネットワークを構成する各光ノード５０２は、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局および光信号受信端局（送受信端局５０４）を含んでおり、ある光ノードの光送受信端局１０４と他の光ノードの光送受信端局１０４との間で光信号は終端される。また、この光ネットワークには、光ノード５０２において光信号がスルーされる場合も含まれる。
【０１４５】
上述の第１６の実施形態と同様に、光信号受信端局において光信号監視を行い、光送受信端局間の制御チャネルを利用してモニタ情報を光信号送信端局に送り、障害区間の同定を行う。
【０１４６】
図３７に、図３６の（Ａ)、図３６の（Ｂ)の光送受信端局５０４の内部構成例を示す。ここで、図２６の第１６の実施形態と同様な機能を有する構成部分は同一符号を付すこととする。ある光信号送信端局６０２の光送信器６０４において上位光レイヤに収容された光信号は、経路切替部６０６を介して伝送路２１２に送信される。そして、光信号受信端局２１６において入力した光信号の一部を利用して、光信号モニタ部２２０において光信号監視を行う。光信号モニタ部２２０は、信号対雑音比係数測定部２２２と初期状態記憶部２２４と光信号品質評価部２２６とで構成され、後述の図３９に示すような手順で障害区間の同定を行う。
【０１４７】
ここで、光分岐器２１８は前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における図１０〜図２０の構成において電気信号処理部１９、２６を除く構成部分とする。そして、光信号モニタ部２２０が前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における電気信号処理部１９、２６中の品質評価パラメータの評価を実行する部分である。
【０１４８】
図３８は図３７の光増幅中継系５０６の内部構成例を示す。光増幅中継系５０６は、伝送路２１２を伝送されてきた光信号を増幅する光増幅器７１６と、増幅された光信号の一部を取り出す光分岐器７１８と、分岐された光信号の監視を行う光信号モニタ部７２０と、光信号モニタ部７２０からのモニタ情報を制御チャネル２１２を介して光信号送信端局６０２側へ送信するモニタ情報制御部７２８とを有する。光増幅後の光分岐器７１８により分岐した光信号を光信号モニタ部７２０で処理することによりモニタ情報を得る。ここで、光分岐器７１２は光増幅器７１６の前段に用いても良い。
【０１４９】
光信号モニタ部７２０は、光信号受信端局２１６の光信号モニタ部７２０と同様に、信号対雑音比係数測定部７２２と初期状態記憶部７２４と光信号品質評価部７２６とで構成され、後述の図３９に示すような手順で障害区間の同定を行う。
【０１５０】
次に、図３９のフローチャートを参照して、本発明の第１７の実施形態における動作手順を説明する。なお、図２７の第１６の実施形態におけると同様な内容の手順に対しては、同一のステップ番号を付した。
【０１５１】
ステップＳ１：光信号受信端局２１６と光増幅中継系５０６において、障害がない状態のシステム導入時に信号対雑音比係数測定部２２２，７２２において信号対雑音比係数を測定する。
【０１５２】
ステップＳ２：ステップＳ１で測定した信号対雑音比係数をそれぞれの初期状態記憶部２２４、７２４において記憶する。
【０１５３】
ステップＳ３：システム運用開始後は、光信号受信端局２１６と光増幅中継系５０６において、信号対雑音比係数測定部２２２、７２２において一定の時間間隔で信号対雑音比係数を測定する。
【０１５４】
ステップＳ４：信号対雑音比係数を測定するごとに、それぞれの光信号品質評価部２２６、７２６においてその信号対雑音比係数の値と初期状態記憶部２２４、７２４の値と比較する。
【０１５５】
ステップＳ５：光信号品質評価部２２６、７２６は、初期状態からの信号対雑音比係数値の変化をモニタ情報としてそれぞれのモニタ情報制御部２２８、７２８に伝える。ここで、信号対雑音比係数値の変化の度合いから障害が発生したことを認識した場合は、経路切替が必要な旨の警報情報もモニタ情報として伝える。
【０１５６】
ステップＳ６：それぞれのモニタ情報制御部２２８、７２８は制御チャネル２１４を用いてモニタ情報を光信号送信端局６０２側のモニタ情報制御部６１０に伝える。
【０１５７】
ステップＳ７１：光信号送信端局６０２のモニタ情報制御部６１０は、光信号受信端局２１６や光増幅中継系５０６のモニタ情報制御部２２８、７２８から送られてくるモニタ情報を障害区間同定部６１２に伝える。
【０１５８】
ステップＳ７２：光信号送信端局６０２の障害区間同定部６１２は各光増幅中継系５０６や光信号受信端局２１６から送られてくるモニタ情報から、どの区間で信号劣化が生じたかを認識する。
【０１５９】
なお、この場合も本発明の第４の実施形態と同様に経路切替を同時に行うこともできる。その場合は、
ステップＳ７３：光信号送信端局６０２のモニタ情報制御部６１０は、各光増幅中継系５０６や光信号受信端局２１６から送られてくるモニタ情報に基づいて必要に応じて経路切替を行う旨を経路切替部６０６に伝える。
【０１６０】
ステップＳ８：経路切替部６０６はモニタ情報制御部６１０の指示に従って伝送路２１２の経路切替を行う。
【０１６１】
図３７、図３８の信号対雑音比係数測定部２２２、７２２には参考文献［２］の光信号品質監視などを用いることができる。光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数部の構成や測定アルゴリズムなどは本発明の第１６の実施形態で図２８〜図３３の（Ａ)、図３３の（Ｂ)を用いて示したとおりである。
【０１６２】
また、本発明の第１７の実施形態のように、光増幅中継系５０６にアナログ監視を用いる場合、分散補償のされていない光信号を監視することになるため、波長分散による波形歪みが大きい場合の雑音劣化を監視する可能性があるが、図３５のデータ例に示すように、この場合にも光信号品質監視による信号対雑音比係数は十分利用できることがわかる。よって、光信号品質監視による信号対雑音比係数は障害区間の同定にも利用できる。
【０１６３】
（第１８の実施形態）
次に、図４０の（Ａ)〜図４３に、本発明の第１８の実施形態として、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの他の例を示す。なお、第１８の実施形態は請求項１３，１４，５５に対応している。
【０１６４】
図４０の（Ａ)：まず、図２９のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図２８のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１６５】
図４０の（Ｂ)：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１６６】
図４１の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの大きい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ａと定める。
【０１６７】
図４１の（Ｂ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１６８】
図４２の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１と仮定し、最小二乗法などによりフィッテング（近似）して、レベル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１を求める。
【０１６９】
図４２の（Ｂ)：図４２の（Ａ)と同様に、振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０を求める。
【０１７０】
図４３：図４２の（Ａ)と図４２の（Ｂ)で求めた平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０から、次の（６）式で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（６）
【０１７１】
上記の分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［４］：D. Marcuse, "Derivation of Analytycal Expressions for the Bit-Error Probability in Lightwave Systems with Optical Amplifiers, "IEEE J. Lightwave Technol.,Vol.8, No.12, pp1816−1823, 1990）。
【０１７２】
（第１９の実施形態）
図４４の（Ａ)〜図４７に、本発明の第１９の実施形態として、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの更に他の例を示す。なお、第１９の実施形態は請求項１３，１４，５５に対応している。本実施形態はアルゴリズムにおいて、しきい値Ａ，Ｂを求める部分が上述の本発明の第１８の実施の形態と異なる。
【０１７３】
図４４の（Ａ)：まず、図２９のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図２８のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１７４】
図４４の（Ｂ)：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１７５】
図４５の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１７６】
図４５の（Ｂ)：強度レベル最大のサンプリング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング点数を積分して、
Ｎ（middle）＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ …（７）
（但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、
Ｄは光信号のデューティ比（パルス幅とタイムスロットの比）、
Ｍはマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確率））
で求まるサンプリング点数Ｎ（middle）と積分値が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小レベルをｍ（middle）とする。
【０１７７】
図４６の（Ａ)：次の（８）式でしきい値Ａを求める。
しきい値Ａ＝２×｛ｍ（middle）−しきい値Ｂ｝ …（８）
【０１７８】
図４６の（Ｂ)：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一部と仮定し、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル１、レベル０の平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。
【０１７９】
図４７：図４６の（Ｂ)で求めた平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０から、次の（９）式で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（９）
【０１８０】
上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［４］）。
【０１８１】
前述した本発明の第１８の実施形態は、最も簡単な方法であるという利点があるが、適用の範囲がＮＲＺ信号に限られる。これに対し、本第１９の実施形態は、第１８の実施形態よりも複雑であるが、ＮＲＺ信号だけでなく、ＲＺ信号にも適用できるという利点がある。但し、上式（７）に示すように、信号パルスのデューティ比Ｄとマーク率Ｍを予め知っておく必要がある。
【０１８２】
（第２０の実施形態）
図４８の（Ａ)〜図５１に、本発明の第２０の実施形態として、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの更に他の例を示す。なお、第２０の実施形態は請求項１３，１４，５６に対応している。本実施形態はアルゴリズムにおいて、しきい値Ａ，Ｂを求める部分が上述の本発明の第１８の実施形態および第１９の実施形態と異なる。
【０１８３】
図４８の（Ａ)：まず、図２９のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図２８のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１８４】
図４８の（Ｂ)：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１８５】
図４９の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１８６】
図４９の（Ｂ)：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０をそれぞれ求める。
【０１８７】
図５０の（Ａ)：振幅ヒストグラム全体から図４９の（Ｂ)で求めた関数ｇ０を差し引いた分布ｇ１ｘを求め、分布ｇ１ｘのうちで強度レベルの大きい方から調べたときの最初の最大値をしきい値Ａと定める。ｇ１ｘは、レベル１の分布関数ｇ１とクロスポイントの分布関数ｇｘを重ね合わせと考えられる。
【０１８８】
図５０の（Ｂ)：分布ｇ１ｘのうちで強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１をそれぞれ求める。
【０１８９】
図５１：図５０の（Ｂ)と図４９の（Ｂ)で求めた平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０から
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（１０）
で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
【０１９０】
上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［４］）。
【０１９１】
本第２０の実施形態は、前述の第１９の実施形態よりも複雑であるが、ＲＺ信号にも適用でき、しかも信号パルスのデューティ比とマーク率を予め知っておく必要がないという利点がある。
【０１９２】
（第２１の実施形態）
本実施形態では、非同期サンプリングを行って平均Ｑ値評価を行うために最適なサンプリング分解能、全サンプリング数、光バンドパスフィルタ帯域、および測定可能領域について数値計算を用いて設計する例を示す。なお、第２１の実施形態は請求項１３，１４，５６に対応している。図５２はビットレートＢ bit／sのＮＲＺ光信号について平均Ｑ値評価を８回繰り返した場合の標準偏差値（縦軸）と、平均Ｑ値評価に用いたデータ数（横軸）との関係を示す。Alphaの値は０．３、光バンドパスフィルタは４×Ｂ Ｈｚ、受光系の帯域は０．７×Ｂ Ｈｚ、サンプル分解能が１／２５６×１／Ｂｓのときの結果であり、ＢＥＲが１０−１０に相当するＳＮＲの場合について評価している。グラフから解るように、標準偏差０．１８以下（これは上記の条件のときに、ＢＥＲに換算して最大１０−９〜１０−１０のばらつきに相当する）を必須条件とすれば、必要な全サンプリング数は約１５０００ポイントとなる。
【０１９３】
図５３の（ａ），５３の（ｂ)は、図５２と同じ条件で、全サンプリング数を１６３８４ポイントとし、横軸をサンプリング分解能、縦軸を８回測定の標準偏差（図５３の（ａ））または平均値（図５３の（ｂ)）とした場合のグラフである。図５３の（ａ）で、標準偏差０．１８以下を実現するのに必要な分解能は約２０ｐｓであるが、図５３の（ｂ)に示すように、平均Ｑ値のづれを考慮すれば、必要な分解能は約１０ｐｓ以下となる。
【０１９４】
図５４の（ａ）は、Ｂ bit／ｓＮＲＺ光信号について平均Ｑ値とＱ値の関係をプロットしたグラフであり、Alphaの値は０．３、受光系の帯域は０．７×ＢＨｚ、分解能が１／２５６×１／Ｂｓ、サンプリング数１６３８４ポイントで、光バンドフイルタ帯域を４×Ｂ、１４×Ｂ、２４×Ｂ、４０×Ｂ Ｈｚと変化させた場合を示している。光バンドパスフィルタ帯域が大きくなるほど傾きが増加しており、ＢＥＲの変化に対する平均Ｑ値の変化の感度が大きくなっていることがわかる。図５４の（ｂ）は、傾きと光バンドパスフィルタ帯域の関係を示す。これを光バンドパスフィルタ帯域設定の目安とすることができる。
【０１９５】
（他の実施の形態）
なお、本発明の目的は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。そのプログラムコードを記憶し、またテーブル等の変数データを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピディスク、ハードディスクなどを用いことができる。
【０１９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信号ビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視する手法を、光波長分割分離手段を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号に拡張したものであり、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理に波長依存性がないため、電気信号処理手段は１系統にでき、装置規模の小型化が得られる。
【０１９７】
また、本発明によれば、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず、単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。
【０１９８】
また、本発明では、非線形光学媒質を使用した場合、各非線形光学媒質はそれぞれ入射する光信号の波長に適用できれば良く、広波長帯域性は要求されない。また、それら非線形光学媒質は全体としてすべての光信号波長に適用できねばならない（広波長帯域性）が、光合波手段、非線形光学媒質、光電変換手段の数が一つでよいので構成が簡易化できる。
【０１９９】
また、本発明では、光サンプリング法を用いることで、電気サンプリングを用いる方法に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の第１例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の第２例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】従来の第３例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の第４例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の第５例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の第６例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置に備える電気信号処理部で測定される光強度ヒストグラムのレベル測定法の一例を説明する図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置に備える光ゲート部の第１の構成例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置に備える光ゲート部の第２の構成例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１０の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第１１の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第１２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第１３の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第１４の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第１５の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第１６の実施形態の光ネットワークの構成を示すブロック図で、（Ａ)は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【図２６】本発明の第１６の実施形態における光送受信端局１０４内の構成例を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第１６の実施形態の光信号モニタシステムにおける経路制御の動作手順を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の各実施形態において、電気サンプリングオシロスコープを用いる場合の信号対雑音比係数測定部の構成例を示すブロック図である。
【図２９】本発明の各実施形態において、光サンプリングオシロスコープを用いる場合の信号対雑音比係数測定部の構成例を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図３１】図３０に続く本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図３２】図３１に続く本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図３３】図３２に続く本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図３４】図３０〜図３３に示すような手順で得られた信号対雑音比係数の実験データ例を示すグラフで、横軸が測定したビット誤り率から換算したＱ値であり、縦軸が図３０〜図３３のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【図３５】波長分散の影響がある場合の実験データ例を示すグラフで、横軸が測定したビット誤り率から換算したＱ値であり、縦軸が図３０〜図３３のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【図３６】本発明の第１７の実施形態の光ネットワークの構成を示すブロック図で、（Ａ)は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【図３７】本発明の第１７の実施形態における送受信端局の内部構成を示すブロック図である。
【図３８】図３７の光増幅中継系の内部構成を示すブロック図である。
【図３９】本発明の第１７の実施形態の光信号モニタシステムにおける障害区間同定と経路制御の動作手順を示すフローチャートである。
【図４０】本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図４１】図４０に続く本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４２】図４１に続く本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４３】図４２に続く本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４４】本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図４５】図４４に続く本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４６】図４５に続く本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４７】図４６に続く本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４８】本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図４９】（Ａ)、（Ｂ)は図４８の（Ａ)、図４８の（Ｂ)に続く本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図でである。
【図５０】図４９に続く本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図５１】図５０に続く本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図５２】本発明の第２１の実施形態におけるビットレートＢ bit／sのＮＲＺ光信号について平均Ｑ値評価を８回繰り返した場合の標準偏差値（縦軸）と、平均Ｑ値評価に用いたデータ数（横軸）との関係を示すグラフである。
【図５３】図５２と同じ条件で、全サンプリング数を１６３８４ポイントとし、横軸をサンプリング分解能、縦軸を８回測定の標準偏差（Ａ）または平均値（Ｂ）とした場合のグラフである。
【図５４】（ａ)は、本発明の第２１の実施形態における、Ｂ bit／ｓＮＲＺ光信号について平均Ｑ値とＱ値の関係をプロットしたグラフであり、（ｂ)は、傾きと光バンドパスフィルタ帯域の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ 光波長分割分離部
１５ 光電変換部
１７ サンプリングクロック発生部
１９ 電気信号処理部
２１ サンプリング光パルス列発生部
２２ サンプリング光パルス列分波部
２３ 光合波部
２４ 非線形光学媒質
２５ 光分波部
２６ 電気信号処理部
２７ 偏波制御部
２８ 波長分散制御部
３１ 光合波部
４１ 選択波長制御部
４２ 光波長選択部
１０２、５０２ 光ノード
１０４、５０４ 光信号送受信端局
１０８、５０８ 現用回線
１１０、５１０ 予備回線
１１２、５１２ 光信号
１９１ 切替部
１９２ 電圧保持部
１９３ 順次読み出し部
１９４ クロック分配部
１９５ データ処理部
１７１ 光ゲート部
２０２、６０２ 光信号送信端局
２０４、６０４ 光送信器
２０６、６０６ 経路切替部
２０８、６０８ スイッチ
２１０、６１０ モニタ情報制御部
２１２ 伝送路
２１４ 制御チャネル
２１６ 光信号受信端局
２１８、７１８ 光分岐器
２２０、７２０ 光信号モニタ部
２２２、７２２ 信号対雑音比係数測定部
２２４、７２４ 初期状態記憶部
２２６、７２６ 光信号品質評価部
２２８、７２８ モニタ情報制御部
２３０ 光受信器
４０２ 光電変換部
４０４ 電気サンプリングオシロスコープ
４０６、４１６ 信号処理部
４０８、４１８ ヒストグラム評価部
４１０、４２０ 信号対雑音比係数評価部
４１４ 光サンプリングオシロスコープ
５０６ 光増幅中継系
６１２ 障害区間同定部
７１６ 光増幅器
１７１１ コムジェネレータ
１７１２ バイアスＴ
１７１３ 直流電源
１７１４ 電界吸収型光変調器
１７２１ コムジェネレータ
１７２２ バイアスＴ
１７２４ 位相調整装置
１７２５ 第１の電界吸収型光変調器
１７２６ 第２の電界吸収型光変調器
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波長分割多重信号監視装置および方法、並びに光信号品質監視装置および光信号波形測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長分割多重（ＷＤＭ；Wavelength Division Multiplexing）は、一本の光ファイバ中に、異なるキャリア光波長を有する複数の光信号チャネル（以下、ＷＤＭチャネルと称する）を多重して伝送するものであり、伝送容量拡大に有用な技術である。従来、このＷＤＭ技術において信号のモニタ装置（監視装置と同義である。）の代表的なものには次のものがある。すなわち、
従来の第１例：ＷＤＭチャネルごとに、Synchronous Optical Network （ＳＯＮＥＴ）／Synchronous Digital Hierarchy （ＳＤＨ）伝送方式（参考文献［１］：ITU-T Recommendation G.707）において定められたオーバーヘッドを用いて、Bit Interleaved Parityと呼ばれるパリティ検査を中継器間や多重化端局相互間でそれぞれ実施して、故障区間の同定と切替起動信号を得る。
従来の第２例：光スペクトルを観測し、光信号対雑音強度比を監視することにより、ＷＤＭチャネルごとの信号品質劣化を測定する。
【０００３】
図１に従来の第１例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離部６１と、光波長分割分離部６１で分割分離されたＮチャンネル（Ｎは２以上の複数）の光波長分割分離信号を処理するＮ個の電気信号処理部６２を有する。各電気信号処理部６２は光電変換部（受信回路）６３、クロック抽出部（クロック抽出回路）６４、およびパリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出部６５を含む。この従来の第１例では、ＷＤＭチャネルごとの信号ビットレートの増大や信号形式の多様化が起きると、対象とする信号のビットレートや信号形式や変調形式（ＮＲＺ（Non Return to Zero）またはＲＺ（Return to Zero））ごとに、それに応じた受信系（電気信号処理部６２）が必要となる上、ＷＤＭチャネル数がＮ倍に増大するとそれらの受信系がＮ個ずつ必要となり、装置規模が極端に増大してしまう。
【０００４】
図２に従来の第２例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、光波長分割分離信号の光スペクトルを観測し、光信号対雑音強度比を監視することにより、ＷＤＭチャネルごとの信号品質劣化を測定するための光スペクトラムアナライザ６２−１を有する。この従来の第２例では、光の信号対雑音強度比が解るだけで、光ファイバ中の波長分散による波形劣化や偏波分散による波形劣化などによる伝送劣化を検出できない、ビット誤り率を直接反映しないという問題がある。
【０００５】
図３は、従来の第３例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、１波長の光波長分割分離信号を電気強度変調信号に変換する光電変換部６３、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生部６６、および電気信号処理部６７を有する。電気信号処理部６７は、光電変換部６３から出力される電気強度変調信号を、サンプリングクロック発生部６６から発生するサンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。
【０００６】
図４は従来の第４例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。この従来例の信号モニタ装置は、サンプリング光パルス列発生部６８、光合波部６９、非線形光学媒質７０、光分波部７１、光電変換部７２、および電気信号処理部７３を有する。サンプリング光パルス列発生部６８は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部６９は、１波長の光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列発生部６８から発生するサンプリング光パルス列とを合波する。非線形光学媒質７０は、光合波部６９で合波された光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光分波部７１は、非線形光学媒質７０における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、上記光波長分割分離信号や上記サンプリング光から分波する。光電変換部７２は、光分波部７１から出力する相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部７３は、光電変換部７２から得られる電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。
【０００７】
図３および図４の従来例は、振幅ヒストグラムから光信号品質パラメータを評価する方法（参考文献［２］：ＥＰＣ公開番号 EP0920150A2, 米国出願（未公開）出願番号０９／２０４、００１）であり、信号ビットレートの増大、信号形式の多様化に柔軟に対応でき、光ファイバ中の波長分散による波形劣化などの光信号劣化を監視できるが、１波長の光信号にのみ適用できるものであった。
【０００８】
図５に従来の第５例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すが、これは光波長分割分離部７４を用いて図３の構成をＷＤＭチャネル数だけ並列に構成したものである。また、図６に従来の第６例の波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すが、上記第５例と同様に、これは光波長分割分離部７８を用いて図４の構成をＷＤＭチャネル数だけ並列に構成したものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来例の第５例および第６例は従来例の第３例および第４例の構成をＷＤＭチャネル数だけ並列に構成したものであり、したがってＷＤＭチャネル数がＮチャネルであれば、装置規模もＮ倍と増大してしまうという問題がある。
【００１０】
一方、近年、マルチメディアサービス需要が急速に高まり、個々のサービスの通信容量を拡大する必要が生じてきた上に、映像、音声、データ等、多様な信号ビットレート・信号形式に効率的に対応するネットワークが必要となると、ＷＤＭチャネル数の増大やＷＤＭチャネルごとの信号ビットレートの増大、信号形式の多様化が必要となるので、それに柔軟に対応できる光波長分割多重信号モニタ装置が必要となる。また、それに伴って監視すべき光信号劣化要因も多様化し、特に光ファイバ中の波長分散による波形劣化や、偏波分散による波形劣化などに対応した監視が必要となる。
【００１１】
そこで、光ファイバ中の波長分散による波形劣化など多様な光信号劣化要因を監視でき、ＷＤＭチャネル数の増大やＷＤＭチャネルごとの信号ビットレートの増大、信号形式の多様化に柔軟に対応できる、光波長分割多重信号監視装置が切望されている。
【００１２】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段を１系統にして、複数の波長チャネルを一括で処理することにより、装置規模の小型化が得られる光波長分割多重信号監視装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の付随する目的は、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず、単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる光波長分割多重信号監視装置を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の付随する目的は、従来の光信号品質監視装置および光信号波形測定装置と同等以上の時間分解能を有し、広帯域光電変換装置でのリンギングによる波形歪みがなく、正確で精密な光信号の品質監視が可能で、かつ、小型化で廉価な光信号品質監視装置および光信号波形測定装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、前記光波長分割分離工程で分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生工程（１７）と、前記光電変換工程で出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生工程で発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（１９）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、前記サンプリング光パルス列発生工程で発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波工程（２２）と、前記光波長分割分離工程で分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波工程で分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波する光合波工程（２３）と、前記光合波工程で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波する光分波工程（２５）と、前記光分波工程で分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、前記光電変換工程で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項３の光波長分割多重信号監視方法は、被測定対象である光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生工程で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波工程（３１）と、前記光合波工程で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、前記光波長分割分離工程で分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、前記光電変換工程で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択工程（４２）と、前記光波長選択工程で選択される波長を制御する選択波長制御工程（４１）と、前記光波長選択工程で選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１９）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生工程（１７）と、前記光電変換工程で出力される１チャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生工程での前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（１９）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２の光波長分割多重信号監視方法は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択工程（４２）と、前記光波長選択工程で選択される波長を制御する選択波長制御工程（４１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、前記光波長選択工程で選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列発生工程で発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波工程（３１）と、前記光合波工程で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、前記光波長分割分離信号や前記サンプリング光から分波する光分波工程（２５）と、前記光分波工程で出力する前記１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、前記光電変換工程で得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）とを有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項６の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、前記光波長分割分離手段により分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、前記Ｎ個の光電変換手段から出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段により発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（１９）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項７の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記サンプリング光パルス列発生手段から発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波手段（２２）と、前記光波長分割分離手段によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波手段によって分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波するＮ個の光合波手段（２３）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波するＮ個の光分波手段と、前記光分波手段により分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、前記光電変換手段で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の請求項８の光波長分割多重信号監視装置は、被測定対象である光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、前記光波長分割分離手段により分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、前記光電変換手段により変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するため、本発明の請求項９の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、前記光電変換手段から出力される１チャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段の前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（１９）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１０の光波長分割多重信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列発生手段から発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、前記光波長分割分離信号や前記サンプリング光から分波する１個の光分波手段（２５）と、前記光分波手段から出力する前記１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段（１５）と、前記光電変換手段から得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）とを有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００２５】
ここで、好ましくは、前記電気信号処理手段（２６）は、光信号受信端局に配置されて、ある光ノード（１０２）の光信号送信端局（２０２）と他の光ノードの光信号受信端局（２１６）間の光信号経路（２１２）を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部（２２２）と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部（２２４）と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部（２２６）とを有し、光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をすることを特徴とすることができる。
【００２６】
また、好ましくは、前記信号対雑音比係数測定部（２２２）は、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、クロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ、ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）で前記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって、光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段（４０４，４１４）と、ある平均時間内の前記光信号強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段（４１６）とを有することを特徴とすることができる。
【００２７】
また、好ましくは、前記信号対雑音比係数評価手段（４１６）は、ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段（４０８，４１８）と、あらかじめ定めた強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段（４０８，４１８）と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段（４１０，４２０）とを具備することを特徴とすることができる。
【００２８】
また、好ましくは、前記分布関数評価手段（４０８，４１８）は、被測定光信号の強度分布から得られる前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強度の高い方を前記強度しきい値（Ａ）とし、低い方を前記強度しきい値（Ｂ）とすることを特徴とすることができる。
【００２９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１５の光信号監視装置は、「レベル１」と「レベル０」の２値のデジタル信号であってビットレートがｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号をサンプリングして光信号強度分布を求め、該光信号強度分布に基づいて光信号品質を監視する光信号品質監視装置であって、被測定対象である前記光信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロック信号を発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、信号光を受光する電界吸収型変調手段（１７１４、１７２５，１７２６）と、前記サンプリングクロック発生手段からのサンプリングクロック信号を受信する電気コムジェネレータ（１７１１、１７２１）とを備え、かつ繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で前記信号光をサンプリングする光ゲート手段（１７１、１７２）と、該光ゲート手段から出力されたサンプリング光信号を受光してサンプリング電気信号に変換する光電変換手段（１５）と、該光電変換手段により得られたサンプリング電気信号を前記サンプリングクロック手段のサンプリングクロックに同期して記憶し、該サンプリング電気信号を基に光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に「レベル１」と「レベル０」それぞれのある平均時間内での平均値レベル及び標準偏差値を求め、前記光信号の品質を検査する電気信号処理手段（１９）とを備え、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００３０】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１６の光信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号をサンプリングして光信号の波形を測定する光信号波形測定装置であって、被測定対象である前記光信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロック信号を発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、信号光を受光する電界吸収型変調手段（１７１４、１７２５，１７２６）と、前記サンプリングクロック発生手段からのサンプリングクロック信号を受信する電気コムジェネレータ（１７１１、１７２１）とを備え、かつ繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で信号光をサンプリングする光ゲート手段（１７１、１７２）と、該光ゲート手段から出力されたサンプリング光信号を受光してサンプリング電気信号に変換する光電変換手段（１５）と、該光電変換手段により得られたサンプリング電気信号を前記光ゲート手段のサンプリングに同期して記憶し、該サンプリング電気信号を基に光信号の波形を求める電気信号処理手段（１９）と、該電気信号処理手段により求めた光信号の波形を表示する表示手段とを備え、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする。
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１７の光信号監視装置は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、前記光波長分割分離手段により分割分離された光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１またはＮ個の光電変換手段（１５）と、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）（ｆ １ ＝（ｎ／ｍ）ｆ ０ ＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、前記サンプリングクロックを用いて前記光電変換手段で変換された前記電気強度変調信号を基に光信号品質評価を行う電気信号処理手段（１９、２６）とを有する光波長分割多重信号監視装置であって、前記電気信号処理手段が１系統であることを特徴とする。
【００３２】
ここで、好ましくは、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記サンプリング光パルス列発生手段から発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波手段（２２）と、前記光波長分割分離手段（１１）によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波手段によって分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波するＮ個の光合波手段（２３）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質（２４）と、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波するＮ個の光分波手段（２５）とを更に有し、前記光電変換手段（１５）は、前記光分波手段により分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とすることができる。
【００３３】
また、好ましくは、前記電気信号処理手段（１９、２６）への入力がＮ系統あって、該電気信号処理手段はＮ個の前記光電変換手段（１５）から入力するＮチャネルのアナログ電気信号の接続を切替手段（１９１）により順次切り替えることにより該アナログ電気信号を順次読み出して処理することを特徴とすることができる。
【００３４】
また、好ましくは、被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）とを更に有し、前記光波長分割分離手段（１１）は、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離し、前記光電変換手段（１５）は、前記光波長分割分離手段により分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段により変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とすることができる。
【００３５】
（第１の実施形態）
図７に、本発明の第１の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１の実施形態は請求項１７と１８に対応している。ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは１以上の整数）された光波長分割多重信号は、波長分割分離部１１により波長分割分岐された後、Ｎ個の光電変換部１５を経てＮチャネルの電気信号として、電気信号処理部１９のそれぞれの電圧保持部１９２に至る。本実施形態は、後述のように、電気信号処理部１９でＮチャネルの電気信号をそれぞれ電圧保持部１９２に一定時間記憶し、それらを順次読み出し部１９３で順次読み出して、データ処理部１９５で処理することにより、電気信号処理工程を１系統にした例である。
【００３６】
電気信号処理部１９では、Ｎチャネルの電気信号を入力するＮ個の入力ボートと、Ｎ系統それぞれ個別の電圧保持部１９２とを備え、さらに１個の順次読み出し部１９３、１個のクロック分配部１９４、および１個のデータ処理部１９５を備える。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のクロックを発生する。すなわち、サンプリングクロック発生部１７は、基本クロック信号の繰り返し周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の分周または低倍の周波数、例えば周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の整数分の１（ n が１の場合）からオフセット周波数 a を加えた（または引いた）クロックｆ １ （Ｈｚ）を発生する。クロック分配部１９４は、サンプリングクロック発生部１７からのクロックを同期信号として順次読み出し部１９３とデータ処理部１９５とに同時に分配する。電圧保持部１９２は、入力された電気信号のアナログ・デジタル変換を行い、変換したデジタル信号電圧を一時的に保持し、サンプリングクロック発生部１７からのトリガ信号に従ってそれ（デジタル信号電圧）を出力する機能を有する。順次読み出し部１９３は、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、チャネル１からＮまでの電圧保持部１９２に対して順にトリガ信号を送出することにより、電圧保持部１９２から順にデジタル信号電圧を読み出して、１からＮまでのチャネルのデータを時系列でデータ処理部１９５に送出する。データ処理部１９５では、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、Ｎチャネルのデータを順次に記憶し、Ｎチャネルのデジタル信号電圧から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図８に、本発明の第２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第２の実施形態は請求項１９に対応している。ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは１以上の整数）された光波長分割多重信号は、波長分割分離部１１により波長分割分岐された後、Ｎ個の光電変換部１５を経てＮチャネルの電気信号として電気信号処理部１９の切替部１９１に至る。本実施形態は、後述のように、電気信号処理部１９内の切替部１９１でＮチャネルのアナログ電気信号の接続を順次切り替えることで、電気信号処理工程を１系統にした例である。
【００３８】
電気信号処理部１９では、Ｎチャネルの電気信号を入力するＮ個の入力ポートと、１個の切替部１９１とを備え、さらに１個の電圧保持部１９２、１個のクロック分配部１９４、および１個のデータ処理部１９５を備える。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のクロックを発生する。クロック分配部１９４は、サンプリングクロック発生部１７からのクロックを同期信号として順次読み出し部１９３とデータ処理部１９５とに同時に分配する。クロックを同期信号として、切替部１９１、電圧保持部１９２およびデータ処理部１９５に同時に分配する。切替部１９１は、Ｎチャネルの電気信号を入力するＮ個の入力ポートと１個の電圧保持部１９２間の接続をチャネル１からＮまで、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、順に切り替える機能を有する。ここで切替の時間間隔（これはあるチャネルに接続している時間にほぼ等しい）は任意に調整できるものとする。この電圧保持部１９２は、入力された電気信号のアナログ・テジタル変換を行い、変換したデジタル信号電圧を一時的に保持し、サンプリングクロック発生部１７からのトリガ信号（すなわち、クロック分配部１９４により分配されたクロック）に同期して、それ（デジタル信号電圧）を出力する機能を有する。データ処理部１９５では、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、そのＮチャネルのデータを順次取り込み、Ｎチャネルのデジタル信号電圧から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図９に、本発明の第３の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第３の実施形態は請求項２０に対応している。ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは１以上の整数）された光波長分割多重信号は、波長選択部４２により１チャネルだけ選択された後、１個の光電変換部１５を経て１チャネルの電気信号として電気信号処理部１９の電圧保持部１９２に至る。
【００４０】
電気信号処理部１９では、１チャネルの電気信号を入力する１個の入力ポートと１個の電圧保持部１９２と、１個のクロック分配部１９４と、１個のデータ処理部１９５とを備える。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のクロックを発生する。クロック分配部１９４は、サンプリングクロック発生部１７からのクロックを同期信号として、電圧保持部１９２およびデータ処理部１９５に同時に分配する。電圧保持部１９２は、入力された電気信号のアナログ・デジタル変換を行い、変換したデジタル信号電圧を一時的に保持し、サンプリングクロック発生部１７からのトリガ信号（すなわち、クロック分配部１９４により分配されたクロック）に同期してそれ（デジタル信号電圧）を出力する機能を有する。データ処理部１９５では、クロック分配部１９４により分配されたクロックに同期して、その選択されたチャネルのデータ（デジタル信号電圧）を記憶し、その選択されたチャネルのデジタル信号電圧から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に選択されたチャネルについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００４１】
（第４の実施形態）
図１０に、本発明の第４の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第４の実施形態は請求項１，６，２１，３１に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光電変換部１５、サンプリングクロック発生部１７、および電気信号処理部１９を有する。光波長分割分離部１１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する。Ｎ個の光電変換部１５は、光波長分割分離部１１で分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。電気信号処理部１９は、Ｎ個の光電変換部１５から出力されるＮチャネルの電気強度変調信号を、サンプリングクロック発生部１７により発生するそのサンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、この光信号強度分布を基にＮチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。
【００４２】
以上の構成において、光波長分割分離部１１と光電変換部１５により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号を電気強度変調信号に変換し、電気信号処理部１９では、電気サンプリング法を用いており、サンプリングクロック発生部１７から発生するクロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックにより、上記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって光信号強度分布を測定する。
【００４３】
電気サンプリング法による光信号強度分布測定には、市販の電気サンプリング装置などを用いることができる。また、品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、前述の参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００４４】
本実施形態は、信号ビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視する方法を、光波長分割分離部１１を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号に拡張した構成のものであり、光波長分割多重信号の光信号品質監視が可能となる。光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する方法は、電気信号処理に波長依存性がなく、また統計的手法であるため時系列での処理が可能であるので、電気信号処理部１９は１系統にでき、装置規模の小型化・低価格化が可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では、電気サンプリングを用いているため、光サンプリング法にくらべて装置規模が小さい。ただし、適用できる光信号ビットレートは光電変換部１５の帯域で制限される。
【００４６】
（第５の実施形態）
図１１に、本発明の第５の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第５の実施形態は請求項２，７，２２，３２に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長分割分離部１１、サンプリング光パルス列発生部２１、サンプリング光パルス列分波部２２、Ｎ個の光合波部２３（Ｎは２以上の整数）、Ｎ個の非線形光学媒質２４、Ｎ個の光分波部２５、Ｎ個の光電変換部１５および電気信号処理部２６を有する。サンプリング光パルス列発生部２１としては周知のサンプリング光パルス列発生手段が適用できる。例えば、サンプリング光パルス列発生手段として、参考文献［３］に記載されているように、モード同期レーザやＣＷ光源と光ゲート素子の組合せ、あるいはスーパーコンティニウム光源などを使用することが広く知られている。
【００４７】
光波長分割分離部１１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する。サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生する。さらに詳しく説明すると、サンプリング光パルス列発生部２１は、基本クロック信号の繰り返し周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の分周または低倍の周波数、例えば周波数ｆ ０ （Ｈｚ）の整数分の１（ n が１の場合）からオフセット周波数 a を加えた（または引いた）クロックｆ １ （Ｈｚ）を発生し、さらにこのタイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生する。サンプリング光パルス列分波部２２は、入力光パルス列を同一波形の第１波長から第Ｎ波長までのＮ系列の光パルス列に同時に分波する光分波器であって、サンプリング光パルス列発生部２１から発生したサンプリング光パルス列をＮ系列に分波する。Ｎ個の光合波部２３は、光波長分割分離部１１によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と、サンプリング光パルス列分波部２２によって同時に分波された同一波形のＮ系列のサンプリング光パルス列を合波する。
【００４８】
Ｎ個の非線形光学媒質２４は、光合波部２３で合波された光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。Ｎ個の光分波部２５は、非線形光学媒質２４における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、上記光波長分割多重信号や上記サンプリング光パルス列から分波する。Ｎ個の光電変換部１５は光分波部２５により分波されたＮチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。
【００４９】
電気信号処理部２６は、光電変換部１５で変換されたＮチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００５０】
以上の構成において、本実施形態では光サンプリング法を用いて光信号の強度分布を測定する。すなわち、光波長分割分離部１１、サンプリング光パルス列発生部２１、サンプリング光パルス列分波部２２、Ｎ個の光合波部２３（Ｎは２以上の整数）、Ｎ個の非線形光学媒質２４、およびＮ個の光分波部２５により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）でパルス幅が光信号のタイムスロットより十分狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関信号を発生させる。そして、その相関光信号をＮ個の光電変換部１５で光電変換した後に、電気信号処理部２６において、電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定する。
【００５１】
上記光サンプリング法による光信号強度分布測定には、参考文献［３］の光サンプリングなどの公知技術を用いることができる（参考文献［３］ 高良 秀彦他：「和周波光発生を用いた光サンプリングによる超高速光波形測定法」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ−１，ｖｏｌ，Ｊ７５−Ｂ−１，Ｎｏ．５，ｐｐ．３７２−３８０，１９９２年）。
【００５２】
また、上記相互相関信号は、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することにより得ることができる。なお、非線形光学媒質２４はそれぞれ入射する光信号の波長に適用できれば良く、広波長帯域性は要求されない。
【００５３】
本実施形態は、前述の第４の実施形態と同様に、信号ビットレート、信号形式および変調形式によらずに単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視する方法を、光波長分割分離部１１を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号に拡張した構成のものであり、光波長分割多重信号の光信号品質監視が可能となる。光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理に波長依存性がないため、電気信号処理部２６は１系統にでき、装置規模の小型化・低価格化が可能となる。
【００５４】
また、本実施形態は、光サンプリングを用いるため、適用できる光信号ビットレートが光電変換部１５の帯域で制限されず、電気サンプリングを用いる前述の第４の実施形態に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲となる。また、光電変換の帯域はｆ１によって決めることができ、信号ビットレートｆ０が大きい場合でもｆ１を小さく設定できるので、光電変換部をそれ以後の電気処理部の必要帯域を小さくすることができ、電気処理を行う装置部分の低価格化が可能となる。
【００５５】
（第６の実施形態）
図１２に、本発明の第６の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第６の実施形態は請求項１５，１６，２３，３３に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光ゲート部１７１、Ｎ個の光電変換部１５、サンプリングクロック発生部１７、および電気信号処理部１９を有する。光波長分割分離部１１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返しクロック周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。サンプリングクロック発生部１７から、同一波形で同一タイミングの複数のサンプリングクロックがそれぞれＮ個の光ゲート１７１と電気信号処理部１９に同時に供給される。なお、サンプリングクロック発生部１７の構成は本発明の第５の実施形態のサンプリング光パルス列発生部２１とほぼ同様なので、その詳細説明は省略する。
【００５６】
光ゲート部１７１は各チャネルごとに備えられ、光波長分割分離部１１で分割分離されたＮチャネルのビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光波長分割分離信号の強度を、サンプリングクロック発生部１７の上記サンプリングクロックによりサンプリングする。Ｎ個の光電変換部１５は、各チャネルごとの光ゲート部１７１でサンプリングされた光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部１９は、サンプリングクロック発生部１７から供給されたサンプリングクロックに同期して、Ｎ個の光電変換部１５から出力されるＮチャネルの電気強度変調信号を記憶し、そのＮチャネルの電気強度変調信号を信号処理することにより光信号強度分布を測定し、この光信号強度分布を基にＮチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。
【００５７】
具体的には、光ゲート部１７１は、繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で信号光をサンプリングし、電気信号処理部１９は、光電変換部１５により得られたサンプリング電気信号を光ゲート部１７１のサンプリングに同期して記憶し、そのサンプリング電気信号を基に光信号強度分布を求め、その分布を基に「レベル１」と「レベル０」それぞれのある平均時間内での平均値レベル及び標準偏差値を求めて光信号の品質を検査する。
【００５８】
すなわち、この構成の光信号品質モニタ装置は、従来の光信号品質モニタ装置で採用されていた光−光サンプリング方法や電気−電気サンプリング方法とは異なり、サンプリングクロックの電気信号によって光信号をサンプリングする、電気−光サンプリング方法が採用されている。なお、品質評価パラメータの評価方法は、参考文献［２］に記載されているものと同様である。
【００５９】
図１３は、本発明の光信号品質モニタ装置に備える電気信号処理部１９で測定される光強度ヒストグラムのレベル設定法の一例を説明するための図である。光電変換部１５によって電気信号に変換された光信号が電気信号処理部１９に入力されると、電気信号処理部１９は電気信号のピーク値の検出及び分析を行ない、図１３に示すような光強度のヒストグラムを測定する。そして、この光強度のヒストグラムを構成するサンプリング点のうち、予め定めた閾値レベルＬｔｈ１より高い点群を「レベル１」とし、また別途定めた閾値レベルＬｔｈ０より低い点群を「レベル０」として、「レベル１」と「レベル０」それぞれのある平均時間内での平均値レベル及び標準偏差値（σ１及びσ０）を求めて光信号の品質を評価している。
【００６０】
図１４は、本発明の光信号品質モニタ装置に備えられる光ゲート部１７１の第１の構成例を説明するための図で、光ゲート部１７１は、コムジェネレータ１７１１と、バイアスＴ１７１２と、直流電源１７１３と、電界吸収型光変調器１７１４とから構成されている。
【００６１】
コムジェネレータ１７１１は、周波数ｆ１の正弦波のサンプリングクロックをデューティの小さい繰り返し周波数ｆ１の電気パルス列に変換し、この電気パルス列と直流電源１７１３からの直流電圧をバイアスＴ１７１２によって重畳し、電界吸収型光変調器１７１４の駆動信号とする。ゲート幅は、電気パルスのピーク値や直流電圧の値を適当に設定することによって調整が可能であり、例えば、周波数１ＧＨｚのサンプリングクロックの場合には８ｐｓ程度のゲート幅とすることができる。このゲート幅は、市販の光電変換器と電気サンプリング装置を組み合わせて用いた場合の時間分解能である約１０ｐｓよりも短く、ビットレート４０Ｇｂｉｔ／ｓ程度の光信号には充分に対応が可能である。
【００６２】
図１５は、本発明の光信号品質モニタ装置に備えられる光ゲート部１７２の第２の構成例を説明するための図である。光ゲート部１７２は、コムジェネレータ１７２１と、バイアスＴ１７２２と、直流電源１７２３と、位相調整装置１７２４と、第１の電界吸収型光変調器１７２５および第２の電界吸収型光変調器１７２６とから構成される。
【００６３】
この構成の光ゲート部１７２では、バイアスＴ１７２２からの電気信号は２つに分割されて、各々の電気信号が第１の電界吸収型光変調器１７２５と第２の電界吸収型光変調器１７２６とに入力され、これらの電界吸収型光変調器１７２５、１７２６によって順番に光信号がサンプリングされる。このサンプリングの過程において、光信号が第１の電界吸収型光変調器１７２５と第２の電界吸収型光変調器１７２６でサンプリングされるタイミングを調節することにより、図１４に示した１段構成の光ゲート部１７１よりも狭いゲート幅のサンプリングが可能となる。例えば、周波数が１ＧＨｚのサンプリングクロックの場合には５〜６ｐｓ程度のゲート幅を得ることができ、７０〜８０Ｇｂｉｔ／ｓ程度のビットレートの光信号の品質監視が可能となる。
【００６４】
なお、図１５に示した２段構成の光ゲートでは電界吸収型変調器の損失は２倍になるから、透過するサンプリング光信号のレベルが低下して信号品質監視の特性劣化が生じる場合には、第１の電界吸収型光変調器１７２５と第２の電界吸収型光変調器１７２６との間、若しくは、これらの電界吸収型光変調器１７２５、１７２６の前後に、希土類添加ファイバ光増幅器や半導体光増幅器等の光増幅器１７２７を配置する構成としてもよい。
【００６５】
（第７の実施形態）
図１６に、本発明の第７の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第７の実施形態は請求項２４，３４に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、１個の光ゲート部１７１、サンプリングクロック発生部１７、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光電変換部１５、および電気信号処理部１９を有する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリングクロックを発生する。光ゲート部１７１の動作は前述の第６の実施形態と同じであるが、光波長分割多重信号を光波長分割分離する前に、Ｎチャネル一括して光ゲート部１７１を用いて得られた光ゲート信号に対して、光波長分割分離部１１を用いて光波長分割分離を行うことが特徴である。ここで、光ゲート部１７１は、サンプリングクロックに同期してゲート動作をするので、適切なタイミングで光波長分割多重信号をサンプリングすることができる。
【００６６】
（第８の実施形態）
図１７に本発明の第８の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第８の実施形態は請求項３，８，２５，３５に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、非線形光学媒質２４、光波長分割分離部１１、Ｎ個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。
【００６７】
サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部３１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号と、サンプリング光パルス列発生部２１で発生したそのサンプリング光パルス列とを合波する。非線形光学媒質２４は光合波部３１で合波された光波長分割多重信号とサンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光波長分割分離部１１は、非線形光学媒質２４における非線形相互作用の結果により発生するその相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する。
【００６８】
Ｎ個の光電変換部１５は、光波長分割分離部１１により分割分離されたＮチャネルの相互相関光信号を受光して、Ｎチャネルの電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５により変換されたそのＮチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基にＮチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００６９】
以上の構成において、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、非線形光学媒質２４、および光波長分割分離部１１により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関信号を発生させる。
【００７０】
続いて、Ｎ個の光電変換部１５により相互相関光信号を光電変換した後に、電気信号処理部２６において電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定する光サンプリング法を用いる。この光サンプリング法による光信号強度分布測定には、前述の参考文献［３］に記載の光サンプリングなどを用いることができる。また、上記相互相関信号は、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することにより得ることができる。
【００７１】
本実施形態では、非線形光学媒質２４として、相互相関信号の発生効率が広帯域にわたって大きい非線形光学媒質を用いることにより、光合波手段、非線形光学媒質、光分波手段を１系統にすることができ、回路全体を小型化・低価格化できる。
【００７２】
また、本実施形態では、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず、単一の回路で、雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。また、本実施形態は、電気サンプリングを用いる第４の実施形態１に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲である。また、非線形光学媒質２４はすべての光信号波長に適用できねばならない（広波長帯域性）が、光合波部３１、非線形光学媒質２４の数が一つでよいので前述の第１、第５の実施形態に比べて構成が簡易化できる。
【００７３】
（第９の実施形態）
図１８に、本発明の第９の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第９の実施形態は請求項４，９，２６に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、１個の光電変換部１５、サンプリングクロック発生部１７、および電気信号処理部１９を有する。
【００７４】
光波長選択部４２は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。光電変換部１５は光波長選択部４２によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する。
【００７５】
サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。電気信号処理部１９は、光電変換部１５から出力される１チャネルの電気強度変調信号を、そのサンプリングクロック発生部１７のサンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献「２」に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００７６】
以上の構成において、光波長選択部４２はビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択・分離し、光電変換部１５はその選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部１９は、サンプリングクロック発生部１７からのクロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）で、上記電気強度変調信号強度をサンプリングすることによって光信号強度分布を測定する電気サンプリング法を用いる。電気サンプリング法による光信号強度分布測定には、市販の電気サンプリング装置などを用いることができる。
【００７７】
本実施形態では、電気信号処理部１９に至るまでに光波長選択部４２と選択波長制御部４１を用いて、波長分離工程において波長選択を行うことで、Ｎ波長の光波長分割多重信号の各波長を時系列で順番に評価し、光波長分割多重信号評価を実現する。このため、電気信号処理部１９への入力が１系統にでき、電気信号処理部１９の構成が１系統バッファ、読み出しで済み、装置が簡潔化される。
【００７８】
本実施形態では、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。また、本実施形態における、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する方法は、電気信号処理に波長依存性がなく、また統計的手法であるため時系列での処理が可能であるので、電気信号処理部１９が１系統にでき、装置規模の小型化・低価格化が可能となる。
【００７９】
また、本実施形態では電気サンプリングを用いるため、光サンプリング法にくらべて装置規模が小さい。ただし適用できる光信号ビットレートが光電変換部１５の帯域で制限される。また、本実施形態では光電変換部１５を１つにすることができるため、回路全体を小型化・低価格化できる。
【００８０】
（第１０の実施形態）
図１９に、本発明の第１０の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１０の実施形態は請求項２７に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、サンプリングクロック発生部１７、１個の光ゲート部１７１、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。
【００８１】
本実施形態は、後述の第１１の実施形態を説明する図２０に示す光サンプリング部（光非線形光学媒質２４、サンプリング光パルス列発生部２１、光分波部２５）のかわりに、第５の実施形態に記載の光ゲート部１７１およびサンプリングクロック発生部１７を用いたことが特徴である。後述のように、本実施形態では、ＷＤＭ信号を一括して光クロック光サンプリングし、波長分割分離した後、Ｎ系統並列光電変換することで、１系統の電気信号処理部を実現しており、電気信号処理に至るまで光サンプリングを用いることで、電気信号処理の電気帯域を小さくする。
【００８２】
光波長選択部４２は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。光ゲート部１７１は光波長選択部４２によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号の強度を、サンプリングクロック発生部１７のサンプリングクロックによりサンプリングする。ここで、光ゲート部１７１は、サンプリングクロックに同期してサンプリングをするので、適切なタイミングで光波長分割分離信号をサンプリングすることができ、サンプリングして得られた信号（繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×１波長）を光ゲート信号として出力することができる。
【００８３】
光電変換部１５は、光ゲート部１７１から出力する光ゲート信号（繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×１波長）を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００８４】
（第１１の実施形態）
図２０に本発明の第１１の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１１の実施形態は請求項５，１０，２８に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、１個の非線形光学媒質２４、１個の光分波部２５、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。
【００８５】
光波長選択部４２は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部３１は、光波長選択部４２によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号とサンプリング光パルス列発生部２１から発生するサンプリング光パルス列とを合波する。
【００８６】
非線形光学媒質２４は、光合波部３１で合波された上記光波長分割分離信号と上記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光分波部２５は、非線形光学媒質２４における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、上記光波長分割分離信号や上記サンプリング光から分波する。
【００８７】
光電変換部１５は、光分波部２５から出力する１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００８８】
以上の構成において、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、１個の非線形光学媒質２４、および１個の光分波部２５により、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、ａはオフセット周波数）でパルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関信号を発生させる。
【００８９】
続いて、光電変換部１５により上記相関光信号を光電変換した後に、電気信号処理部２６において電気信号処理を行って、光信号の強度分布を測定する光サンプリング法を用いる。この光サンプリング法による光信号強度分布測定には、前述の参考文献［３］の光サンプリングなどを用いることができる。また、上記相互相関信号は、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することにより得ることができる。
【００９０】
本実施形態では、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。また、本実施形態では、光波長選択部４２と選択波長制御部４１を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号の各波長を時系列で順番に評価し、光波長分割多重信号評価を実現する。また本実施形態では、非線形光学媒質２４として相互相関信号の発生効率が広帯域にわたって大きい非線形光学媒質を用い、かつ、波長選択部４２により時系列で光信号品質監視を行うことにより、光合波部３１、非線形光学媒質２４、光分波部２５、および光電変換部１５を１系統にすることができ、回路全体を小型化・低価格化できる。
【００９１】
また、本実施形態では、電気サンプリングを用いる第１、第９の実施形態に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲である。また、非線形光学媒質２４はすべての光信号波長に適用できねばならない（広波長帯域性）が、光合波部３１、非線形光学媒質２４、光電変換部１５の数が一つでよいので第５、第８の実施形態に比べて構成が簡易化できる。
【００９２】
（第１２の実施形態）
図２１は、本発明の第１２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１２の実施形態は請求項２９に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、サンプリングクロック発生部１７、１個の光ゲート部１７１、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。本実施形態は、前述の第１０の実施形態の光波長選択部４２と選択波長制御部４１が、光ゲート部１７１の後段に配置されていることが特徴である。
【００９３】
サンプリングクロック発生部１７は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生する。光ゲート部１７１はビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号の強度を、サンプリングクロック発生部１７のサンプリングクロックによりサンプリングする。ここで、光ゲート部１７１は、サンプリングクロックに同期してサンプリングをするので、適切なタイミングで光波長分割多重信号をサンプリングすることができ、サンプリングして得られた信号を光ゲート信号として出力することができる。光波長選択部４２は、光ゲート部１７１から出力する繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×Ｎ波長のゲート信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。
【００９４】
光電変換部１５は、光波長選択部４２から出力する光ゲート信号（繰り返し周波数ｆ１（ｂｉｔ／ｓ）×１波長）を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００９５】
（第１３の実施形態）
図２２に本発明の第１３の実施形態のおける光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示す。なお、第１３の実施形態は請求項３０に対応している。本実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置は、サンプリング光パルス列発生部２１、光合波部３１、１個の非線形光学媒質２４、光波長選択部４２、選択波長制御部４１、１個の光電変換部１５、および電気信号処理部２６を有する。本実施形態は、前述の第１１の実施形態の光分波部がなく、光波長選択部４２および選択波長制御部４１が非線形光学媒質２４の後段に配置されていることが特徴である。
【００９６】
サンプリング光パルス列発生部２１は、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも十分狭いサンプリング光パルス列を発生する。光合波部３１は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号とサンプリング光パルス列発生部２１から発生するサンプリング光パルス列とを合波する。
【００９７】
非線形光学媒質２４は、光合波部３１で合波された上記光波長分割多重信号と上記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する。光波長選択部４２は、非線形光学媒質２４から出力するビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）×Ｎ波長の相互相関光信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する。選択波長制御部４１は、光波長選択部４２によって選択される波長を制御する。
【００９８】
光電変換部１５は、光波長選択部４２から出力する１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する。電気信号処理部２６は、光電変換部１５から得られる１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、その光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する。品質評価パラメータの評価方法の詳細は後述するが、参考文献［２］に記載のような公知の品質評価パラメータ評価方法も適用できる。
【００９９】
（第１４の実施形態）
図２３に本発明の第１４の実施形態として、本発明の第８、第１３の実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置における光サンプリング工程（サンプリング光バルス列発生部２１と光合波部３１と非線形光学媒質２４を用いた部分）の構成例を示す。なお、第１４の実施形態は請求項３６〜４７に対応している。本実施形態の構成は、光サンプリング工程において、光波長分割多重信号の偏波状態を制御する偏波制御部２７を備えることを特徴としている。この偏波制御部２７は光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御し、サンプリング光パルス列発生部２１から出力されるサンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係（例えば、光波長分割多重信号とサンプリング光パルス列の偏波方向が直交する、あるいは平行）を持たせるようにする機能を有する。この偏波制御部２７は、周知のものであり、例えば電気的にその信号光の偏波面を任意に可変にできる周知の偏波制御素子を用いて実現できることが広く知られている。偏波制御部２７は、周知のように、例えば、信号光の伝送路中の偏波変動に依存せずに、通信時の受信感度を常に一定に保つことができる。また、偏波制御素子として、例えば、入射光信号を直交する偏波成分に分離する偏波ビームスプリッタ、一方の偏波面を回転させ他と一致させるＴＥ−ＴＭ変換器、あるいは、イオン注入によって形成した複屈折による光ファイバ形偏光制御素子や導波路型偏光制御素子、液晶タイプ偏波制御素子、オプトセラミックスタイプ偏波制御素子などが広く知られている。
【０１００】
ここで、光サンプリング工程が光ゲート部１７１とサンプリングクロック発生部１７とで構成される場合（第７および第１２の実施形態の図１６と２１）は、光ゲート部１７１に用いられる電界吸収型光変調器の偏波依存性に応じて偏波制御部２７が用いられる。この偏波制御部２７としては１個の偏波制御器を用いることができる。または、光波長分割多重信号の各チャネルの偏波状態が相互に異なる場合は、２個以上の偏波制御器と光波長分割分離部、および光波長分割多重部（図示しない）を用いることができる。
【０１０１】
また、光波長分割多重信号のかわりに１チャネル（１波長）の光信号が、非線形光学媒質に入射されるような場合（第４および第１１の実施形態の図１０と２０）、または光ゲート部１７１に入射されるような場合（第５および第１０の実施形態の図１１と１９）には、用いる偏波御器２７は１個でよい。
【０１０２】
（第１５の実施形態）
図２４に本発明の第１５の実施形態として、本発明の第５、第８、第１１、第１３の実施形態の光波長分割多重信号モニタ装置における光サンプリング工程（サンプリング光バルス列発生部２１と光合波部２３（または３１）と非線形光学媒質２４を用いた部分）の他の構成例を示す。なお、第１５の実施形態は請求項４８〜５３に対応している。本実施形態の構成は、この光サンプリング工程において、光波長分割多重信号の波長分散を制御する波長分散制御部２８を備えることを特徴としている。この波長分散制御部２８は、本発明の第５、第８、第１１、第１３の実施形態の構成と組み合わせることで、光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を―括して補償する機能を有することが理解できるであろう。この波長分散制御部２８としては、周知の１個の波長分散補償器を用いることができる。または、２個以上の波長分散補償器と光波長分割分離部（図示しない）および光波長分割多重部（図示しない）を用いることができる。その波長分散補償器としては、周知技術である、光ファイバやファイバグレーティング（あるいは導波路グレーティング）、位相制御型の波長分散補償器などを用いることができ、光ファイバ伝送路による伝播光の波形歪を補正することができる。また、光波長分割多重信号のかわりに１チャネル（１波長）の光信号が非線形光学媒質に入射されるような場合（第４および第１１の実施形態の図１０と２０）には、用いる波長分散補償器は１個でよい。
【０１０３】
以下に、上述の第１〜第１５の実施形態における電気信号処理部１９、２６で遂行される品質評価パラメータの評価方法の具体例を例示する。
【０１０４】
（第１６の実施形態）
図２５の（Ａ)、図２５の（Ｂ)は本発明の第１６の実施形態の光ネットワークの構成を示す。なお、第１６の実施形態は請求項１１〜１４，および５４に対応している。図２５の（Ａ)は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、光ＡＤＭリングなどもこれに含まれる。また、図２５の（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【０１０５】
どちらの場合も、光ネットワークは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームやＡＴＭセルやＩＰパケットなどの多様な変調形式・フォーマット・ビットレートの電気信号を適当なキャリア波長の光信号に変換することにより収容することができる、光レイヤを含む階層構造を備える。また、その光ネットワークを構成する各光ノード１０２は、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局および光信号受信端局（送受信端局１０４）を含んでおり、ある光ノードの光信号送信端局１０４と他の光ノードの光信号受信端局１０４との間で光信号が終端される。また、この光ネットワークは、光信号の終端毎に、変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存な光信号経路を形成する。ここで、光ノード１０２において光信号がスルーされる場合も含まれる。また、光送受信端局１０４間で光増幅中継を行う場合も含まれる。
【０１０６】
本発明では、後述のように、光信号受信端局において光信号監視を行い、光送受信端局間の制御チャネルを利用して、モニタ情報（監視情報と同義である。）を光信号送信端局に送り、モニタ情報に基づいて適宜に光信号切替を行う。
【０１０７】
図２６に本実施形態における光送受信端局１０４内の構成例を示す。上位の光レイヤに収容された信号は光信号送信端局２０２の光送信器２０４で受信され、経路切替部２０６を介して伝送路２１２に送信される。光信号受信端局２１６において、入力した光信号の一部を光分岐器２１８により分岐し、分岐した光信号を利用して光信号モニタ部（光信号監視部と同義である。）２２０により光信号監視を行う。
【０１０８】
ここで、光分岐器２１８は前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における図１０〜図２０の構成において電気信号処理部１９、２６を除く構成部分とする。そして、光信号モニタ部２２０が前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における電気信号処理部１９、２６中の品質評価パラメータの評価を実行する部分である。
【０１０９】
光信号モニタ部２２０は、信号対雑音比係数測定部２２２と初期状態記憶部２２４と光信号品質評価部２２６とで構成し、光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする。信号対雑音比係数測定部２２２は、ある光ノードの光信号送信端局２０２と他の光ノードの光信号受信端局２１６間の伝送路２１２を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する。初期状態記憶部２２４は、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に信号対雑音比係数測定部２２２で測定した信号対雑音比係数を記憶する。光信号品質評価部２２６は、システム運用時において一定の時間間隔で信号対雑音比係数測定部２２２で測定して得られる信号対雑音比係数の値を、導入時に初期状態記憶部２２４に記憶した信号対雑音比係数の値とを比較する。
【０１１０】
ある光ノードの光信号受信端局２１６と他の光ノードの光信号送信端局２０２間には、伝送路２１２の他に、光信号モニタ部２２０のモニタ情報を光信号送信端局２０２へ伝送するための制御チャネル２１４が設けられ、また、光信号受信端局２１６と光信号送信端局２０２のそれぞれに、モニタ情報制御部２２８、２１０が設けられる。モニタ情報制御部２２８、２１０は、光信号品質評価部２２６における光信号品質評価に基づいて、伝送路２１２における障害などに起因する光信号劣化または光信号波形歪みによりネットワーク障害が発生したことを認識し、認識した情報を含むモニタ情報を制御チャネル２１４を通じてやりとりする。
【０１１１】
光信号送信端局２０２に経路切替部２０６が設けられる。モニタ情報制御部から２１０のモニタ情報に基づいて、経路切替部２０６により伝送路２１２の経路切替を行うことで、ネットワーク障害を回復する。
【０１１２】
図１８は本発明の第１６の実施形態の光信号モニタシステム（光信号監視システムと同義である。）における経路制御の動作手順を示す。
【０１１３】
ステップＳ１：障害がない状態のシステム導入時に信号対雑音比係数測定部２２２において信号対雑音比係数を測定する。
【０１１４】
ステップＳ２：上記ステップＳ１で測定した信号対雑音比係数を初期状態記憶部２２４に記憶する。
【０１１５】
ステップＳ３：システム運用開始後は信号対雑音比係数測定部２２２において一定の時間間隔で信号対雑音比係数を測定する。
【０１１６】
ステップＳ４：信号対雑音比係数を測定するごとにその測定値を光信号品質評価部２２６において初期状態記憶部２２４の値と比較する。
【０１１７】
ステップＳ５：光信号品質評価部２２６は、初期状態からの信号対雑音比係数値の変化をモニタ情報としてモニタ情報制御部２２８に伝える。また、ここで、信号対雑音比係数値の変化の度合いから障害が発生したことを認識した場合は、経路切替が必要な旨の警報情報もモニタ情報としてモニタ情報制御部２２８に伝える。
【０１１８】
ステップＳ６：モニタ情報制御部２２８は制御チャネル２１４を用いて上記モニタ情報を光信号送信端局２０２側のモニタ情報制御部２１０に伝える。
【０１１９】
ステップＳ７：光信号送信端局２０２のモニタ情報制御部２１０は受信した上記モニタ情報に基づいて必要に応じて経路切替を行う旨を経路切替部２０６に伝える。
【０１２０】
ステップＳ８：経路切替部２０６はモニタ情報制御部２１０の指示に従って伝送路２１２の経路切替を行う。
【０１２１】
ここで、信号対雑音比係数測定部２２２には、例えば、参考文献［２］の光信号品質監視などを用いることができる（参考文献［２］）。これは、ビットレートや信号形式や変調形式に応じた受信系（クロック抽出回路、受信回路、フレーム検出回路、バリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出回路）が必要なく、単一の受信系で任意のビットレートや信号形式や変調形式の信号に対応できる。
【０１２２】
図２８、図２９は光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数測定部２２２の構成例を示し、図２８は電気サンプリングオシロスコープ４０４を用いる場合、図２９は光サンプリングオシロスコープ４１４を用いる場合を示す。
【０１２３】
図２８の電気サンプリングオシロスコープ４０４を用いる場合は、所定のビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光強度変調信号を光電変換部４０２により電気強度変調信号に変換し、電気サンプリングオシロスコープ４０４によって、所定のクロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ，Ｎ，Ｍは整数、ａはオフセット周波数）で上記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって一定時間における信号強度分布を得たのち、信号処理部４０６において信号対雑音比係数評価を行う。信号処理部は４０６はヒストグラム評価部４０８と信号対雑音比係数評価部とで構成する。ヒストグラム評価部４０８は、電気サンプリングオシロスコープ４０４で得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求める。信号対雑音比係数評価部４１０は、その求めた振幅ヒストグラムから２値デジタル符号の「レベル１」と「レベル０」の分布を求め、「レベル１」と「レベル０」それぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」それぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する。
【０１２４】
図２８の構成は簡易であるが、適応可能な光信号ビットレートが光電変換部４０２の帯域で制限される。
【０１２５】
一方、図２９の光サンプリングオシロスコープ４１４を用いる場合は、光サンプリングオシロスコープ４１４によって一定時間における信号強度分布を得たのち、信号処理部４１６において信号対雑音比係数評価を行う。光サンプリングオシロスコープ４１４による光信号強度分布測定には、参考文献［３］に記載の光サンプリングなどを用いることができる。（参考文献［３］：高良 秀彦 他「和周波光発生を用いた光サンプリングによる超高速光波形測定法」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ−ｌ，vol.Ｊ７５−Ｂ−ｌ，No.5,pp.３７２−３８０，１９９２年）。
【０１２６】
この光サンプリングは相互相関信号を得るために、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することが特徴であり、相互相関信号から信号強度分布を得る。
【０１２７】
例えば、光サンプリングオシロスコープ４１４は、所定のビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数が所定のｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、Ｎ，Ｍは整数、ａはオフセット周波数）で、パルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分に狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関光信号を発生させ、相互相関光信号を電気信号に変換し、相互相関光信号を光電変換した後に、電気信号処理を行って光信号の一定時間における強度分布を測定する。
【０１２８】
信号処理部４１６は、ヒストグラム評価部４１８と信号対雑音比係数評価部４２０とから構成する。ヒストグラム評価部４１８は、光サンプリングオシロスコープ４１４で得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求める。信号対雑音比係数評価部４２０は、求めた上記振幅ヒストグラムから２値デジタル符号の「レベル１」と「レベル０」の分布を求め、「レベル１」と「レベル０」それぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」それぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する。
【０１２９】
図２９の構成は図２８よりも高速の光信号に適用できる。
【０１３０】
次に、図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)に、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの一例を示す。
【０１３１】
図３０の（Ａ)：光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１３２】
図３０の（Ｂ)：得られた上記強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１３３】
図３１の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの極大値をｍ０′と定める。
【０１３４】
図３１の（Ｂ)：強度レベル最大のサンプリング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング点数を積分して、
Ｎ(middle)＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ …（１）
（但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、
Ｄは光信号のデューティー比（パルス幅とタイムスロットの比）、
Ｍはマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確率））
で求まるサンプリング点数Ｎ(middle)と積分値が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小レベルをｍ(middle)とする。
【０１３５】
図３２の（Ａ)： 次の（２）式で求まるm1′を定める。
m1′＝２×｛ｍ(middle)−m0′｝ …（２）
【０１３６】
図３２の（Ｂ)：次の（３）式と（４）式で求まる強度レベルをしきい値Ａ、図しきい値Ｂと定める。
Ａ＝m1′−alpha(m1′−m0′） …（３）
Ｂ＝m0′＋alpha(m1′−m0′） …（４）
但し、alpha は０＜alpha ＜０．５の実数である。強度レベルがしきい値Ａ以上の分布をレベル１の分布、しきい値Ｂ以下の分布をレベル０の分布とする。
【０１３７】
図３３の（Ａ)：図３２の（Ｂ)で定めたレベル１およびレベル０の分布において、それぞれ平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。
【０１３８】
図３３の（Ｂ)：図３３の（Ａ)で求めた平均値と標準偏差から、次の（５）式で求まるＱ値を信号対雑音比係数として品質評価パラメータとする。
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（５）
【０１３９】
図３４は図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)に示すような手順で得られた信号対雑音比係数の実験データ例を示す。一例として、１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ信号を用い、電気サンプリングを用いた。ａｌｐｈａの値は０．３とした。横軸が測定したビット誤り率（ＢＥＲ）から換算したＱ値であり、雑音による実際の光信号品質変化を表している。縦軸が図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【０１４０】
図３４は、図２８および図３３の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)で述べた光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数が雑音劣化を知るためのパラメータとして利用できることを示しており、経路切替を行う上でのモニタ情報として利用できることを示している。
【０１４１】
図３５は波長分散の影響がある場合の実験データ例を示す。上記図３４の場合と同様に、１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ信号を用い、電気サンプリングを用いた。ａｌｐｈａの値は０．３とした。横軸が測定したビット誤り率（ＢＥＲ）から換算したＱ値であり、雑音による実際の光信号品質変化を表している。縦軸が図３０の（Ａ)〜図３３の（Ｂ)のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。図３５中の三角のプロットは光信号の受ける波長分散値が０ｐｓ／ｎｍの場合を示しており、円のプロットは光信号の受ける波長分散値が１４００ｐｓ／ｎｍの場合を示している。
【０１４２】
図３５は、光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数が、波長分散による波形歪みに対しても感度があること、および波長分散による波形歪みがある状態での雑音劣化に対しても感度があることを示している。
【０１４３】
（第１７の実施形態）
図３６の（Ａ)、図３６の（Ｂ)は本発明の第１７の実施形態の光ネットワークの構成を示す。なお、第１７の実施形態は請求項１３，１４，５５に対応している。特に、本実施形態では、光送受信端局間で光増幅中継を行う場合に障害区間を光増幅中継区間単位で同定する例を示す。図３６の（Ａ)は予備回線５１０を備えるリング構成の光ネットワークであり、光ＡＤＭリングなどもこれに含まれる。また、図３６の（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【０１４４】
図３６の（Ａ)、図３６の（Ｂ)のどちらの場合も、光ネットワークを構成する各光ノード５０２は、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局および光信号受信端局（送受信端局５０４）を含んでおり、ある光ノードの光送受信端局１０４と他の光ノードの光送受信端局１０４との間で光信号は終端される。また、この光ネットワークには、光ノード５０２において光信号がスルーされる場合も含まれる。
【０１４５】
上述の第１６の実施形態と同様に、光信号受信端局において光信号監視を行い、光送受信端局間の制御チャネルを利用してモニタ情報を光信号送信端局に送り、障害区間の同定を行う。
【０１４６】
図３７に、図３６の（Ａ)、図３６の（Ｂ)の光送受信端局５０４の内部構成例を示す。ここで、図２６の第１６の実施形態と同様な機能を有する構成部分は同一符号を付すこととする。ある光信号送信端局６０２の光送信器６０４において上位光レイヤに収容された光信号は、経路切替部６０６を介して伝送路２１２に送信される。そして、光信号受信端局２１６において入力した光信号の一部を利用して、光信号モニタ部２２０において光信号監視を行う。光信号モニタ部２２０は、信号対雑音比係数測定部２２２と初期状態記憶部２２４と光信号品質評価部２２６とで構成され、後述の図３９に示すような手順で障害区間の同定を行う。
【０１４７】
ここで、光分岐器２１８は前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における図１０〜図２０の構成において電気信号処理部１９、２６を除く構成部分とする。そして、光信号モニタ部２２０が前述の本発明の第４、第５、第７、第８、第１１の実施形態における電気信号処理部１９、２６中の品質評価パラメータの評価を実行する部分である。
【０１４８】
図３８は図３７の光増幅中継系５０６の内部構成例を示す。光増幅中継系５０６は、伝送路２１２を伝送されてきた光信号を増幅する光増幅器７１６と、増幅された光信号の一部を取り出す光分岐器７１８と、分岐された光信号の監視を行う光信号モニタ部７２０と、光信号モニタ部７２０からのモニタ情報を制御チャネル２１２を介して光信号送信端局６０２側へ送信するモニタ情報制御部７２８とを有する。光増幅後の光分岐器７１８により分岐した光信号を光信号モニタ部７２０で処理することによりモニタ情報を得る。ここで、光分岐器７１２は光増幅器７１６の前段に用いても良い。
【０１４９】
光信号モニタ部７２０は、光信号受信端局２１６の光信号モニタ部７２０と同様に、信号対雑音比係数測定部７２２と初期状態記憶部７２４と光信号品質評価部７２６とで構成され、後述の図３９に示すような手順で障害区間の同定を行う。
【０１５０】
次に、図３９のフローチャートを参照して、本発明の第１７の実施形態における動作手順を説明する。なお、図２７の第１６の実施形態におけると同様な内容の手順に対しては、同一のステップ番号を付した。
【０１５１】
ステップＳ１：光信号受信端局２１６と光増幅中継系５０６において、障害がない状態のシステム導入時に信号対雑音比係数測定部２２２，７２２において信号対雑音比係数を測定する。
【０１５２】
ステップＳ２：ステップＳ１で測定した信号対雑音比係数をそれぞれの初期状態記憶部２２４、７２４において記憶する。
【０１５３】
ステップＳ３：システム運用開始後は、光信号受信端局２１６と光増幅中継系５０６において、信号対雑音比係数測定部２２２、７２２において一定の時間間隔で信号対雑音比係数を測定する。
【０１５４】
ステップＳ４：信号対雑音比係数を測定するごとに、それぞれの光信号品質評価部２２６、７２６においてその信号対雑音比係数の値と初期状態記憶部２２４、７２４の値と比較する。
【０１５５】
ステップＳ５：光信号品質評価部２２６、７２６は、初期状態からの信号対雑音比係数値の変化をモニタ情報としてそれぞれのモニタ情報制御部２２８、７２８に伝える。ここで、信号対雑音比係数値の変化の度合いから障害が発生したことを認識した場合は、経路切替が必要な旨の警報情報もモニタ情報として伝える。
【０１５６】
ステップＳ６：それぞれのモニタ情報制御部２２８、７２８は制御チャネル２１４を用いてモニタ情報を光信号送信端局６０２側のモニタ情報制御部６１０に伝える。
【０１５７】
ステップＳ７１：光信号送信端局６０２のモニタ情報制御部６１０は、光信号受信端局２１６や光増幅中継系５０６のモニタ情報制御部２２８、７２８から送られてくるモニタ情報を障害区間同定部６１２に伝える。
【０１５８】
ステップＳ７２：光信号送信端局６０２の障害区間同定部６１２は各光増幅中継系５０６や光信号受信端局２１６から送られてくるモニタ情報から、どの区間で信号劣化が生じたかを認識する。
【０１５９】
なお、この場合も本発明の第４の実施形態と同様に経路切替を同時に行うこともできる。その場合は、
ステップＳ７３：光信号送信端局６０２のモニタ情報制御部６１０は、各光増幅中継系５０６や光信号受信端局２１６から送られてくるモニタ情報に基づいて必要に応じて経路切替を行う旨を経路切替部６０６に伝える。
【０１６０】
ステップＳ８：経路切替部６０６はモニタ情報制御部６１０の指示に従って伝送路２１２の経路切替を行う。
【０１６１】
図３７、図３８の信号対雑音比係数測定部２２２、７２２には参考文献［２］の光信号品質監視などを用いることができる。光信号品質監視を利用した信号対雑音比係数部の構成や測定アルゴリズムなどは本発明の第１６の実施形態で図２８〜図３３の（Ａ)、図３３の（Ｂ)を用いて示したとおりである。
【０１６２】
また、本発明の第１７の実施形態のように、光増幅中継系５０６にアナログ監視を用いる場合、分散補償のされていない光信号を監視することになるため、波長分散による波形歪みが大きい場合の雑音劣化を監視する可能性があるが、図３５のデータ例に示すように、この場合にも光信号品質監視による信号対雑音比係数は十分利用できることがわかる。よって、光信号品質監視による信号対雑音比係数は障害区間の同定にも利用できる。
【０１６３】
（第１８の実施形態）
次に、図４０の（Ａ)〜図４３に、本発明の第１８の実施形態として、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの他の例を示す。なお、第１８の実施形態は請求項１３，１４，５５に対応している。
【０１６４】
図４０の（Ａ)：まず、図２９のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図２８のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１６５】
図４０の（Ｂ)：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１６６】
図４１の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの大きい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ａと定める。
【０１６７】
図４１の（Ｂ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１６８】
図４２の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１と仮定し、最小二乗法などによりフィッテング（近似）して、レベル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１を求める。
【０１６９】
図４２の（Ｂ)：図４２の（Ａ)と同様に、振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０を求める。
【０１７０】
図４３：図４２の（Ａ)と図４２の（Ｂ)で求めた平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０から、次の（６）式で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（６）
【０１７１】
上記の分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［４］：D. Marcuse, "Derivation of Analytycal Expressions for the Bit-Error Probability in Lightwave Systems with Optical Amplifiers, "IEEE J. Lightwave Technol.,Vol.8, No.12, pp1816−1823, 1990）。
【０１７２】
（第１９の実施形態）
図４４の（Ａ)〜図４７に、本発明の第１９の実施形態として、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの更に他の例を示す。なお、第１９の実施形態は請求項１３，１４，５５に対応している。本実施形態はアルゴリズムにおいて、しきい値Ａ，Ｂを求める部分が上述の本発明の第１８の実施の形態と異なる。
【０１７３】
図４４の（Ａ)：まず、図２９のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図２８のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１７４】
図４４の（Ｂ)：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１７５】
図４５の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１７６】
図４５の（Ｂ)：強度レベル最大のサンプリング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング点数を積分して、
Ｎ（middle）＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ …（７）
（但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、
Ｄは光信号のデューティ比（パルス幅とタイムスロットの比）、
Ｍはマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確率））
で求まるサンプリング点数Ｎ（middle）と積分値が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小レベルをｍ（middle）とする。
【０１７７】
図４６の（Ａ)：次の（８）式でしきい値Ａを求める。
しきい値Ａ＝２×｛ｍ（middle）−しきい値Ｂ｝ …（８）
【０１７８】
図４６の（Ｂ)：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一部と仮定し、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル１、レベル０の平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。
【０１７９】
図４７：図４６の（Ｂ)で求めた平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０から、次の（９）式で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（９）
【０１８０】
上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［４］）。
【０１８１】
前述した本発明の第１８の実施形態は、最も簡単な方法であるという利点があるが、適用の範囲がＮＲＺ信号に限られる。これに対し、本第１９の実施形態は、第１８の実施形態よりも複雑であるが、ＮＲＺ信号だけでなく、ＲＺ信号にも適用できるという利点がある。但し、上式（７）に示すように、信号パルスのデューティ比Ｄとマーク率Ｍを予め知っておく必要がある。
【０１８２】
（第２０の実施形態）
図４８の（Ａ)〜図５１に、本発明の第２０の実施形態として、光信号品質監視を行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの更に他の例を示す。なお、第２０の実施形態は請求項１３，１４，５６に対応している。本実施形態はアルゴリズムにおいて、しきい値Ａ，Ｂを求める部分が上述の本発明の第１８の実施形態および第１９の実施形態と異なる。
【０１８３】
図４８の（Ａ)：まず、図２９のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図２８のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１８４】
図４８の（Ｂ)：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１８５】
図４９の（Ａ)：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１８６】
図４９の（Ｂ)：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０をそれぞれ求める。
【０１８７】
図５０の（Ａ)：振幅ヒストグラム全体から図４９の（Ｂ)で求めた関数ｇ０を差し引いた分布ｇ１ｘを求め、分布ｇ１ｘのうちで強度レベルの大きい方から調べたときの最初の最大値をしきい値Ａと定める。ｇ１ｘは、レベル１の分布関数ｇ１とクロスポイントの分布関数ｇｘを重ね合わせと考えられる。
【０１８８】
図５０の（Ｂ)：分布ｇ１ｘのうちで強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１をそれぞれ求める。
【０１８９】
図５１：図５０の（Ｂ)と図４９の（Ｂ)で求めた平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０から
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０） …（１０）
で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
【０１９０】
上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［４］）。
【０１９１】
本第２０の実施形態は、前述の第１９の実施形態よりも複雑であるが、ＲＺ信号にも適用でき、しかも信号パルスのデューティ比とマーク率を予め知っておく必要がないという利点がある。
【０１９２】
（第２１の実施形態）
本実施形態では、非同期サンプリングを行って平均Ｑ値評価を行うために最適なサンプリング分解能、全サンプリング数、光バンドパスフィルタ帯域、および測定可能領域について数値計算を用いて設計する例を示す。なお、第２１の実施形態は請求項１３，１４，５６に対応している。図５２はビットレートＢ bit／sのＮＲＺ光信号について平均Ｑ値評価を８回繰り返した場合の標準偏差値（縦軸）と、平均Ｑ値評価に用いたデータ数（横軸）との関係を示す。Alphaの値は０．３、光バンドパスフィルタは４×Ｂ Ｈｚ、受光系の帯域は０．７×Ｂ Ｈｚ、サンプル分解能が１／２５６×１／Ｂｓのときの結果であり、ＢＥＲが１０−１０に相当するＳＮＲの場合について評価している。グラフから解るように、標準偏差０．１８以下（これは上記の条件のときに、ＢＥＲに換算して最大１０−９〜１０−１０のばらつきに相当する）を必須条件とすれば、必要な全サンプリング数は約１５０００ポイントとなる。
【０１９３】
図５３の（ａ），５３の（ｂ)は、図５２と同じ条件で、全サンプリング数を１６３８４ポイントとし、横軸をサンプリング分解能、縦軸を８回測定の標準偏差（図５３の（ａ））または平均値（図５３の（ｂ)）とした場合のグラフである。図５３の（ａ）で、標準偏差０．１８以下を実現するのに必要な分解能は約２０ｐｓであるが、図５３の（ｂ)に示すように、平均Ｑ値のづれを考慮すれば、必要な分解能は約１０ｐｓ以下となる。
【０１９４】
図５４の（ａ）は、Ｂ bit／ｓＮＲＺ光信号について平均Ｑ値とＱ値の関係をプロットしたグラフであり、Alphaの値は０．３、受光系の帯域は０．７×ＢＨｚ、分解能が１／２５６×１／Ｂｓ、サンプリング数１６３８４ポイントで、光バンドフイルタ帯域を４×Ｂ、１４×Ｂ、２４×Ｂ、４０×Ｂ Ｈｚと変化させた場合を示している。光バンドパスフィルタ帯域が大きくなるほど傾きが増加しており、ＢＥＲの変化に対する平均Ｑ値の変化の感度が大きくなっていることがわかる。図５４の（ｂ）は、傾きと光バンドパスフィルタ帯域の関係を示す。これを光バンドパスフィルタ帯域設定の目安とすることができる。
【０１９５】
（他の実施の形態）
なお、本発明の目的は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。そのプログラムコードを記憶し、またテーブル等の変数データを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピディスク、ハードディスクなどを用いことができる。
【０１９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信号ビットレート、信号形式および変調形式によらず単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視する手法を、光波長分割分離手段を用いることにより、Ｎ波長の光波長分割多重信号に拡張したものであり、光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理に波長依存性がないため、電気信号処理手段は１系統にでき、装置規模の小型化が得られる。
【０１９７】
また、本発明によれば、被測定対象である光波長分割多重信号のビットレート、信号形式および変調形式によらず、単一の回路で雑音劣化や波形歪みなどの光信号品質劣化を監視できる。
【０１９８】
また、本発明では、非線形光学媒質を使用した場合、各非線形光学媒質はそれぞれ入射する光信号の波長に適用できれば良く、広波長帯域性は要求されない。また、それら非線形光学媒質は全体としてすべての光信号波長に適用できねばならない（広波長帯域性）が、光合波手段、非線形光学媒質、光電変換手段の数が一つでよいので構成が簡易化できる。
【０１９９】
また、本発明では、光サンプリング法を用いることで、電気サンプリングを用いる方法に比べて適用できる光信号ビットレートが広範囲となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の第１例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の第２例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】従来の第３例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の第４例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の第５例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の第６例の光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置に備える電気信号処理部で測定される光強度ヒストグラムのレベル測定法の一例を説明する図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置に備える光ゲート部の第１の構成例を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置に備える光ゲート部の第２の構成例を示すブロック図である。
【図１６】本発明の第７の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第１０の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第１１の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】本発明の第１２の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の第１３の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２３】本発明の第１４の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】本発明の第１５の実施形態における光波長分割多重信号モニタ装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第１６の実施形態の光ネットワークの構成を示すブロック図で、（Ａ)は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【図２６】本発明の第１６の実施形態における光送受信端局１０４内の構成例を示すブロック図である。
【図２７】本発明の第１６の実施形態の光信号モニタシステムにおける経路制御の動作手順を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の各実施形態において、電気サンプリングオシロスコープを用いる場合の信号対雑音比係数測定部の構成例を示すブロック図である。
【図２９】本発明の各実施形態において、光サンプリングオシロスコープを用いる場合の信号対雑音比係数測定部の構成例を示すブロック図である。
【図３０】本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図３１】図３０に続く本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図３２】図３１に続く本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図３３】図３２に続く本発明の第１６の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図３４】図３０〜図３３に示すような手順で得られた信号対雑音比係数の実験データ例を示すグラフで、横軸が測定したビット誤り率から換算したＱ値であり、縦軸が図３０〜図３３のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【図３５】波長分散の影響がある場合の実験データ例を示すグラフで、横軸が測定したビット誤り率から換算したＱ値であり、縦軸が図３０〜図３３のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【図３６】本発明の第１７の実施形態の光ネットワークの構成を示すブロック図で、（Ａ)は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、（Ｂ)はメッシュ構成の光ネットワークである。
【図３７】本発明の第１７の実施形態における送受信端局の内部構成を示すブロック図である。
【図３８】図３７の光増幅中継系の内部構成を示すブロック図である。
【図３９】本発明の第１７の実施形態の光信号モニタシステムにおける障害区間同定と経路制御の動作手順を示すフローチャートである。
【図４０】本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図４１】図４０に続く本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４２】図４１に続く本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４３】図４２に続く本発明の第１８の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４４】本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図４５】図４４に続く本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４６】図４５に続く本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４７】図４６に続く本発明の第１９の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図４８】本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図４９】（Ａ)、（Ｂ)は図４８の（Ａ)、図４８の（Ｂ)に続く本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図でである。
【図５０】図４９に続く本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図５１】図５０に続く本発明の第２０の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図５２】本発明の第２１の実施形態におけるビットレートＢ bit／sのＮＲＺ光信号について平均Ｑ値評価を８回繰り返した場合の標準偏差値（縦軸）と、平均Ｑ値評価に用いたデータ数（横軸）との関係を示すグラフである。
【図５３】図５２と同じ条件で、全サンプリング数を１６３８４ポイントとし、横軸をサンプリング分解能、縦軸を８回測定の標準偏差（Ａ）または平均値（Ｂ）とした場合のグラフである。
【図５４】（ａ)は、本発明の第２１の実施形態における、Ｂ bit／ｓＮＲＺ光信号について平均Ｑ値とＱ値の関係をプロットしたグラフであり、（ｂ)は、傾きと光バンドパスフィルタ帯域の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１ 光波長分割分離部
１５ 光電変換部
１７ サンプリングクロック発生部
１９ 電気信号処理部
２１ サンプリング光パルス列発生部
２２ サンプリング光パルス列分波部
２３ 光合波部
２４ 非線形光学媒質
２５ 光分波部
２６ 電気信号処理部
２７ 偏波制御部
２８ 波長分散制御部
３１ 光合波部
４１ 選択波長制御部
４２ 光波長選択部
１０２、５０２ 光ノード
１０４、５０４ 光信号送受信端局
１０８、５０８ 現用回線
１１０、５１０ 予備回線
１１２、５１２ 光信号
１９１ 切替部
１９２ 電圧保持部
１９３ 順次読み出し部
１９４ クロック分配部
１９５ データ処理部
１７１ 光ゲート部
２０２、６０２ 光信号送信端局
２０４、６０４ 光送信器
２０６、６０６ 経路切替部
２０８、６０８ スイッチ
２１０、６１０ モニタ情報制御部
２１２ 伝送路
２１４ 制御チャネル
２１６ 光信号受信端局
２１８、７１８ 光分岐器
２２０、７２０ 光信号モニタ部
２２２、７２２ 信号対雑音比係数測定部
２２４、７２４ 初期状態記憶部
２２６、７２６ 光信号品質評価部
２２８、７２８ モニタ情報制御部
２３０ 光受信器
４０２ 光電変換部
４０４ 電気サンプリングオシロスコープ
４０６、４１６ 信号処理部
４０８、４１８ ヒストグラム評価部
４１０、４２０ 信号対雑音比係数評価部
４１４ 光サンプリングオシロスコープ
５０６ 光増幅中継系
６１２ 障害区間同定部
７１６ 光増幅器
１７１１ コムジェネレータ
１７１２ バイアスＴ
１７１３ 直流電源
１７１４ 電界吸収型光変調器
１７２１ コムジェネレータ
１７２２ バイアスＴ
１７２４ 位相調整装置
１７２５ 第１の電界吸収型光変調器
１７２６ 第２の電界吸収型光変調器
Claims (56)
- ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、
前記光波長分割分離工程で分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生工程（１７）と、
前記光電変換工程で出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生工程で発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（１９）と
を有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視方法。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、
前記サンプリング光パルス列発生工程で発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波工程（２２）と、
前記光波長分割分離工程で分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波工程で分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波する光合波工程（２３）と、
前記光合波工程で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波する光分波工程（２５）と、
前記光分波工程で分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、
前記光電変換工程で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）と
を有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視方法。 - 被測定対象である光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、
前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生工程で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波工程（３１）と、
前記光合波工程で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する光波長分割分離工程（１１）と、
前記光波長分割分離工程で分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、
前記光電変換工程で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）と
を有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視方法。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択工程（４２）と、
前記光波長選択工程で選択される波長を制御する選択波長制御工程（４１）と、
前記光波長選択工程で選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１９）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオ
フセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生工程（１７）と、
前記光電変換工程で出力される１チャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生工程での前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（１９）と
を有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視方法。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択工程（４２）と、
前記光波長選択工程で選択される波長を制御する選択波長制御工程（４１）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生工程（２１）と、
前記光波長選択工程で選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列発生工程で発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波工程（３１）と、
前記光合波工程で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、前記光波長分割分離信号や前記サンプリング光から分波する光分波工程（２５）と、
前記光分波工程で出力する前記１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する光電変換工程（１５）と、
前記光電変換工程で得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理工程（２６）と
を有し、前記電気信号処理工程を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視方法。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、
前記光波長分割分離手段により分割分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、
前記Ｎ個の光電変換手段から出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段により発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（１９）と
を有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記サンプリング光パルス列発生手段から発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波手段（２２）と、
前記光波長分割分離手段によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波手段によって分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波するＮ個の光合波手段（２３）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質（２４）と、
前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波するＮ個の光分波手段と、
前記光分波手段により分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、
前記光電変換手段で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）と
を有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視装置。 - 被測定対象である光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）と、
前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、
前記光波長分割分離手段により分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段（１５）と、
前記光電変換手段により変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）と
を有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、
前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、
前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段（１５）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、
前記光電変換手段から出力される１チャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段の前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（１９）と
を有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、
前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列発生手段から発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）と、
前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、前記光波長分割分離信号や前記サンプリング光から分波する１個の光分波手段（２５）と、
前記光分波手段から出力する前記１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段（１５）と、
前記光電変換手段から得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価する電気信号処理手段（２６）と
を有し、前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする光波長分割多重信号監視装置。 - 前記電気信号処理手段（２６）は、光信号受信端局に配置されて、 ある光ノード（１０２）の光信号送信端局（２０２）と他の光ノードの光信号受信端局（２１６）間の光信号経路（２１２）を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部（２２２）と、
システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部（２２４）と、
システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部（２２６）とを有し、
光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をすることを特徴とする請求項６ないし１０のいずれかに記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記信号対雑音比係数測定部（２２２）は、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、クロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ、ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）で前記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって、光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段（４０４，４１４）と、
ある平均時間内の前記光信号強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段（４１６）と
を有することを特徴とする請求項１１に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記信号対雑音比係数評価手段（４１６）は、
ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段（４０８，４１８）と、
あらかじめ定めた強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段（４０８，４１８）と、
「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段（４１０，４２０）と
を具備することを特徴とする請求項１２に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記分布関数評価手段（４０８，４１８）は、被測定光信号の強度分布から得られる前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強度の高い方を前記強度しきい値（Ａ）とし、低い方を前記強度しきい値（Ｂ）とすることを特徴とする請求項１３に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 「レベル１」と「レベル０」の２値のデジタル信号であってビットレートがｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号をサンプリングして光信号強度分布を求め、該光信号強度分布に基づいて光信号品質を監視する光信号品質監視装置であって、
被測定対象である前記光信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロック信号を発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、
信号光を受光する電界吸収型変調手段（１７１４、１７２５，１７２６）と、前記サンプリングクロック発生手段からのサンプリングクロック信号を受信する電気コムジェネレータ（１７１１、１７２１）とを備え、かつ繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で前記信号光をサンプリングする光ゲート手段（１７１、１７２）と、
該光ゲート手段から出力されたサンプリング光信号を受光してサンプリング電気信号に変換する光電変換手段（１５）と、
該光電変換手段により得られたサンプリング電気信号を前記サンプリングクロック手段のサンプリングクロックに同期して記憶し、該サンプリング電気信号を基に光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に「レベル１」と「レベル０」それぞれのある平均時間内での平均値レベル及び標準偏差値を求め、前記光信号の品質を検査する電気信号処理手段（１９）とを備え、
前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする光信号品質監視装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号をサンプリングして光信号の波形を測定する光信号波形測定装置であって、
被測定対象である前記光信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロック信号を発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、
信号光を受光する電界吸収型変調手段（１７１４、１７２５，１７２６）と、前記サンプリングクロック発生手段からのサンプリングクロック信号を受信する電気コムジェネレータ（１７１１、１７２１）とを備え、かつ繰り返し周波数ｆ１（Ｈｚ）のタイムスロット（＝１／ｆ０）以下のゲート幅で信号光をサンプリングする光ゲート手段（１７１、１７２）と、
該光ゲート手段から出力されたサンプリング光信号を受光してサンプリング電気信号に変換する光電変換手段（１５）と、
該光電変換手段により得られたサンプリング電気信号を前記光ゲート手段のサンプリングに同期して記憶し、該サンプリング電気信号を基に光信号の波形を求める電気信号処理手段（１９）と、
該電気信号処理手段により求めた光信号の波形を表示する表示手段とを備え、
前記電気信号処理手段を１系統にしたことを特徴とする光信号波形測定装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号を光波長分割分離する光波長分割分離手段（１１）と、
前記光波長分割分離手段により分割分離された光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１またはＮ個の光電変換手段（１５）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）（ｆ １ ＝（ｎ／ｍ）ｆ ０ ＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のサンプリングクロックを発生するサンプリングクロック発生手段（１７）と、
前記サンプリングクロックを用いて前記光電変換手段で変換された前記電気強度変調信号を基に光信号品質評価を行う電気信号処理手段（１９、２６）と
を有する光波長分割多重信号監視装置であって、
前記電気信号処理手段が１系統であることを特徴とする光波長分割多重信号監視装置。 - 前記電気信号処理手段（１９、２６）への入力がＮ系統あって、該電気信号処理手段はＮ個の前記光電変換手段（１５）から入力するＮチャネルの電気信号をＮ系統のバッファ（１９２）でそれぞれ一定時間記憶し、それらを順次読み出して処理することを特徴とする請求項１７に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記電気信号処理手段（１９、２６）への入力がＮ系統あって、該電気信号処理手段はＮ個の前記光電変換手段（１５）から入力するＮチャネルのアナログ電気信号の接続を切替手段（１９１）により順次切り替えることにより該アナログ電気信号を順次読み出して処理することを特徴とする請求項１７に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記電気信号処理手段（１９、２６）に至るまでに波長分割分離において波長選択を行う波長選択手段（４２）を用いることにより該電気信号処理手段への入力が１系統にでき、該電気信号処理手段は１個の前記光電変換手段（１５）から入力する電気信号を１系統のバッファ（１９２）で一定時間記憶し、読み出して処理することを特徴とする請求項１７に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記電気信号処理手段（１９）は、前記Ｎ個の光電変換手段（１５）から出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段により発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１８に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍ自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記サンプリング光パルス列発生手段から発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波手段（２２）と、
前記光波長分割分離手段（１１）によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波手段によって分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波するＮ個の光合波手段（２３）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質（２４）と、
前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波するＮ個の光分波手段（２５）とを更に有し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光分波手段により分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１８に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 各チャネルごとに備えられ、前記光波長分割分離手段（１１）で分割分離されたＮチャネルのビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光波長分割分離信号の強度を、前記サンプリングクロック発生手段から発生する前記サンプリングクロックによりサンプリングするＮ個の光ゲート手段（１７１）を更に有し、
Ｎ個の前記光電変換手段（１５）は、各チャネルごとの前記光ゲート手段でサンプリングされた光信号を受光して電気強度変調信号に変換することを特徴とする請求項１８に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記光波長分割多重信号を光波長分割分離する前にＮチャネル一括して前記サンプリングクロック発生手段から発生する前記サンプリングクロックによりサンプリングする１個の光ゲート手段（１７１）を更に有し、
前記光ゲート手段により得られた光ゲート信号に対して前記光波長分割分離手段（１１１）を用いて光波長分割を行うことを特徴とする請求項１８に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）とを更に有し、
前記光波長分割分離手段（１１）は、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光波長分割分離手段により分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段により変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１８に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、
前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）とを更に有し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（１９）は、前記光電変換手段から出力される１チャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段から発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項２０に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、
前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、
前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号の強度を、前記サンプリングクロック発生手段から発生する前記サンプリングクロックによりサンプリングする１個の光ゲート手段（１７１）とを更に有し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光ゲート手段から出力する１チャネルの光ゲート信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（１９）は、前記光電変換手段から得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項２０に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号がＮ波長多重（Ｎは２以上の整数）された光波長分割多重信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、
前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）と、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列発生手段から発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）と、
前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を、前記光波長分割分離信号や前記サンプリング光から分波する１個の光分波手段（２５）とを更に有し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光分波手段から出力する前記１チャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段から得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項２０に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記光波長分割多重信号の強度を、前記サンプリングクロック発生手段から発生する前記サンプリングクロックによりサンプリングする１個の光ゲート手段（１７１）と、
前記光ゲート手段から出力する１チャネルの光ゲート信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、
前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）とを更に有し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（１９）は、前記光電変換手段から得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項２０に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 被測定対象である光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，
ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段から発生する前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する１個の非線形光学媒質（２４）と、
前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生するＮチャネルの相互相関光信号から任意の１チャネルを選択し、光波長分割分離する光波長選択手段（４２）と、
前記光波長選択手段によって選択される波長を制御する選択波長制御手段（４１）とを更に有し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光波長選択手段によって選択・分離された１チャネルの光波長分割分離信号を受光して電気強度変調信号に変換する１個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段から得られる前記１チャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項２０に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記電気信号処理手段（１９）は、前記Ｎ個の光電変換手段（１５）から出力される前記Ｎチャネルの電気強度変調信号を、前記サンプリングクロック発生手段により発生する前記サンプリングクロックによってサンプリングし、得られるサンプリング信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１９に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロ ックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記サンプリング光パルス列発生手段から発生した前記サンプリング光パルス列をＮ系列に分波するサンプリング光パルス列分波手段（２２）と、
前記光波長分割分離手段（１１）によって分離されたＮチャネルの光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列分波手段によって分波されたＮ系列のサンプリング光パルス列を合波するＮ個の光合波手段（２３）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割分離信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起するＮ個の非線形光学媒質（２４）と、
前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する相互相関光信号を前記光波長分割多重信号や前記サンプリング光パルス列から分波するＮ個の光分波手段（２５）とを更に有し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光分波手段により分波された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光して電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段で変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に該Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１９に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 各チャネルごとに備えられ、前記光波長分割分離手段で分割分離されたＮチャネルのビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光波長分割分離信号の強度を、前記サンプリングクロック発生手段から発生する前記サンプリングクロックによりサンプリングするＮ個の光ゲート手段（１７１）を更に有し、
Ｎ個の前記光電変換手段（１５）は、各チャネルごとの前記光ゲート手段でサンプリングされた光信号を受光して電気強度変調信号に変換することを特徴とする請求項１９に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記光波長分割多重信号を光波長分割分離する前にＮチャネル一括して前記サンプリングクロック発生手段から発生する前記サンプリングクロックによりサンプリングする１個の光ゲート手段（１７１）とを更に有し、
前記光ゲート手段により得られた光ゲート信号に対して前記光波長分割分離手段（１１）を用いて光波長分割を行うことを特徴とする請求項１９に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ：ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）のタイミングクロックを発生し、該タイミングクロックを用いて、繰り返し周波数がｆ １ （Ｈｚ）でパルス幅がビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）の光信号のタイムスロットよりも狭いサンプリング光パルス列を発生するサンプリング光パルス列発生手段（２１）と、
前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列発生手段で発生した前記サンプリング光パルス列とを合波する光合波手段（３１）と、
前記光合波手段で合波された前記光波長分割多重信号と前記サンプリング光パルス列の非線形相互作用を誘起する非線形光学媒質（２４）とを更に有し、
前記光波長分割分離手段（１１）は、前記非線形光学媒質における非線形相互作用の結果により発生する前記相互相関光信号をＮチャネルに波長分割分離し、
前記光電変換手段（１５）は、前記光波長分割分離手段により分割分離された前記Ｎチャネルの相互相関光信号を受光してＮチャネルの電気強度変調信号に変換するＮ個の光電変換手段であり、
前記電気信号処理手段（２６）は、前記光電変換手段により変換された前記Ｎチャネルの電気強度変調信号から光信号強度分布を求め、該光信号強度分布を基に前記Ｎチャネルのそれぞれについて光信号品質パラメータを評価することを特徴とする請求項１９に記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリング光パルス列発生手段（２１）から出力される前記サンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項２２に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリングクロック発生手段（１７）から出力される前記サンプリングクロックの偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項２３に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリングクロック発生手段（１７）から出力される前記サンプリングクロックの偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項２４に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリング光パルス列発生手段（２１）から出力される前記サンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項２５に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリングクロック発生手段（１７）から出力される前記サンプリングクロックの偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項２７に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリング光パルス列発生手段（２１）から出力される前記サンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項２８に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリングクロック発生手段（１７）から出力される前記サンプリングクロックの偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項２９に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリング光パルス列発生手段（２１）から出力される前記サンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項３０に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリング光パルス列発生手段（２１）から出力される前記サンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項３２に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリングクロック発生手段（１７）から出力される前記サンプリングクロックの偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項３３に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリングクロック発生手段（１７）から出力される前記サンプリングクロックの偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項３４に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の全チャネルの偏波状態を一括して制御して、前記サンプリング光パルス列発生手段（２１）から出力される前記サンプリング光パルス列の偏波状態に対して一定の偏波関係を持たせる偏波制御手段（２７）を更に有することを特徴とする請求項３５に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の波長分散を制御して、該光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を一括して補償する光信号波長分散制御手段（２８）を更に有することを特徴とする請求項２３に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の波長分散を制御して、該光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を一括して補償する光信号波長分散制御手段（２８）を更に有することを特徴とする請求項２５に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の波長分散を制御して、該光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を一括して補償する光信号波長分散制御手段（２８）を更に有することを特徴とする請求項２８に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の波長分散を制御して、該光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を一括して補償する光信号波長分散制御手段（２８）を更に有することを特徴とする請求項３０に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の波長分散を制御して、該光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を一括して補償する光信号波長分散制御手段（２８）を更に有することを特徴とする請求項３３に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記光波長分割多重信号の波長分散を制御して、該光波長分割多重信号の全チャネルの波長分散を一括して補償する光信号波長分散制御手段（２８）を更に有することを特徴とする請求項３５に記載の光波長分割多重信号監視装置。
- 前記電気信号処理手段（２６）は、光信号受信端局に配置されて、 ある光ノード（１０２）の光信号送信端局（２０２）と他の光ノードの光信号受信端局（２１６）間の光信号経路（２１２）を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部（２２２）と、
システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部（２２４）と、
システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部（２２６）とを有し、
光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をすることを特徴とする請求項２１ないし５３のいずれか１つに記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記電気信号処理手段（２６）は、光信号受信端局に配置されて、 ある光ノード（１０２）の光信号送信端局（２０２）と他の光ノードの光信号受信端局（２１６）間の光信号経路（２１２）を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部（２２２）と、
システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部（２２４）と、
システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部（２２６）とを有し、
前記信号対雑音比係数測定部（２２２）は、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、クロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ、ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）で前記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって、光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段（４０４，４１４）と、
ある平均時間内の前記光信号強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段（４１６）とを有し、
前記信号対雑音比係数評価手段（４１６）は、
ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段（４０８，４１８）と、
あらかじめ定めた強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段（４０８，４１８）と、
「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段（４１０，４２０）とを有し、
光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をすることを特徴とすることを特徴とする請求項２１ないし５３のいずれか１つに記載の光波長分割多重信号監視装置。 - 前記電気信号処理手段（２６）は、光信号受信端局に配置されて、 ある光ノード（１０２）の光信号送信端局（２０２）と他の光ノードの光信号受信端局（２１６）間の光信号経路（２１２）を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部（２２２）と、
システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部（２２４）と、
システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部（２２６）とを有し、
前記信号対雑音比係数測定部（２２２）は、
被測定対象である前記光波長分割多重信号に同期しない非同期サンプリング方式による、クロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（ｎ／ｍ）ｆ０＋ａ、ｎ，ｍは自然数、ａはオフセット周波数）で前記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって、光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段（４０４，４１４）と、
ある平均時間内の前記光信号強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段（４１６）とを有し、
前記信号対雑音比係数評価手段（４１６）は、
ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段（４０８，４１８）と、
あらかじめ定めた強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段（４０８，４１８）と、
「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段（４１０，４２０）とを有し、
前記分布関数評価手段（４０８，４１８）は、被測定光信号の強度分布から得られる前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強度の高い方を前記強度しきい値（Ａ）とし、低い方を前記強度しきい値（Ｂ）するものであって、
光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をすることを特徴とする請求項２１ないし５３のいずれか１つに記載の光波長分割多重信号監視装置。
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