JP4081292B2 - Wdm信号測定装置およびwdm信号測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、WDM(wavelength division multiplexing:波長分割多重)信号の波長や光信号レベル等のパラメータを求めるWDM信号測定装置に関し、詳しくは、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができるWDM信号測定装置およびWDM信号測定方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバによって光信号を伝送する光通信方式の一種に、WDM通信がある。このWDM通信は、波長の異なる複数の光信号(WDM信号)を1本の光ファイバによって伝送する通信方式である。そして、WDM信号のそれぞれの光信号は、例えば短波側から1チャネル、2チャネルと数えられることが多い。
【0003】
WDM信号の品質を維持する上で、各チャネルの光信号レベル、波長、光SNR等は、重要な測定パラメータであり、これらのパラメータを測定するものがWDM信号測定装置である。このWDM信号測定装置は、波長分散素子を用いてWDM信号のスペクトルを波長軸上に分光し、任意の波長分解能幅に存在する光パワーを求め、この求めた光パワーから、これらのパラメータの演算を行う装置である。
【0004】
図3は、WDM信号を測定する従来のWDM信号測定装置の例を示した構成図である。図3において、分光器10はWDM信号が入力され、このWDM信号を波長軸上にサンプリングし、このサンプリングデータを測定データとして出力する。
【0005】
メモリ20は、記憶部であり、分光器10からの測定データを格納する。データ処理部30は、ピーク検出手段31、演算手段32を有し、メモリ20から測定データを読み出し、この読み出した測定データからピーク波長、光信号レベルを演算し、この演算結果を出力する。
【0006】
ピーク検出手段31は、メモリ20の測定データから、各チャネルのピークを検出する。そして、演算手段32は、ピーク検出手段31が検出したピークごとにピーク波長と光信号レベルを求める。
【0007】
このような装置の動作を説明する。WDM信号が、分光器10に入射される。分光器10が、WDM信号を図示しない波長分散素子によって分光し、この分光した光信号を波長軸上で掃引しつつ、所望の波長分解能幅でサンプリングし、このサンプリングしたデータを、測定データとして、メモリ20に格納する。この際、サンプリングするときの波長分解能幅が狭いほど(高波長分解能と呼ぶ)、入射されたWDM信号のスペクトルを正確に測定できる。
【0008】
そして、データ処理部30が、メモリ20から測定データを読み出し、データ処理部30のピーク検出手段31が、測定データからピークを検出する。例えば、n(n:整数)番目の測定データの値が、しきい値よりも大きく、かつ前後(n−1番目、n+1番目)の測定データの値よりも大きければ、ピークとして検出する。
【0009】
このピーク検出手段31が検出したピークごとに、データ処理部30の演算手段32が、測定データからピーク波長、光信号レベルを求める。ここで、ピークごとに求めたピーク波長、および光信号レベルが、各チャネルの波長、光信号レベル(トータルパワー)となる。
【0010】
そして、データ処理部30が、これらの演算結果、またはメモリ20の測定データを、例えば図示しない表示部の表示画面に表示したり、図示しない外部装置に出力する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
近年、伝送容量を拡大するため、変調速度が高速化され、開発レベルでは20〜40[Gbps]の変調速度が主流となっている。また、変調方式についても、光ファイバの波長分散や非線形効果の影響を抑えたり、光通信システムの構成を最適化するために様々な方式が提案されている。例えば、光キャリア周波数成分を抑圧し、かつ占有波長域を狭くしたCS−RZ(carrier suppressed return to zero)変調や、片側のみのサイドバンドを用いるSSB−RZ(signal side band return to zero)変調等がある。
【0012】
また、より正確にWDM信号のスペクトルを測定するため、分光器10がサンプリングするときの波長分解能幅も非常に狭く、例えば0.1[nm]以下に設定され、高波長分解能でサンプリングされる。
【0013】
このように高速変調されたWDM信号を、高波長分解能のサンプリングで分光器10が測定した具体例を図4に示す。図4は、WDM信号がCS−RZ変調によって変調され、この変調されたWDM信号を分光器10で測定したスペクトルの例である。ただし、1チャネルのみを図示し、他のチャネルの図示は省略している。
【0014】
図4に示す(a)は変調前のWDM信号であり、(b)はCS−RZ変調によって変調されたWDM信号であり、(c)は変調されたWDM信号を分光器10が測定した測定データを示している。
【0015】
図4において、(a)に示すように波長λ0のキャリア100があり、このキャリア100をCS−RZ変調すると、(b)に示すようにキャリア100の光信号レベルはほとんど無視できるレベルに減少し、キャリア100の両サイドのほぼ対称な位置に波長λ―と波長λ+のサイドバンド101、102が生じる。このサイドバンド101、102の光信号レベルの和と、変調前のキャリア100の光信号レベルは同等とみなせる。もちろん、サイドバンド101、102以外にも多数のサイドバンドが生じるが、無視できる光信号レベルなので図示を省略している。そして、(c)に示すように、サイドバンド101、102を高波長分解能の分光器10で測定すると、各サイドバンド101、102のピークが潰れずに、多峰的な形状のスペクトル103となる。
【0016】
つまり、WDM信号を所望の変調方式、かつ高速度に変調すると、各チャネルのキャリア100ごとに無視できない信号レベルの複数のサイドバンド101、102が生じる。そして、高波長分解能の分光器10で測定すると、多峰的な形状のスペクトル103となる測定データが出力される。
【0017】
そして、ピーク検出手段31が、測定データからサイドバンド101、102それぞれをピークと検出し、演算手段32がそれぞれのピークを異なるチャネルの波長、光信号レベルとして演算する。そのため、実際のチャネル数より多いチャネル数で波長、光信号レベルが求まり、WDM信号の各チャネルの波長、光信号レベルの測定を精度よく行えなかった。
【0018】
そこで、本発明の目的は、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができるWDM信号測定装置を実現することを目的にする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
変調によってチャネル数よりも多くの線スペクトルを有するWDM信号の測定を行うWDM信号測定装置において、
前記変調されたWDM信号のスペクトルをサンプリングし、出力する分光器と、
この分光器からのサンプリングデータを格納する記憶部と、
同一チャネルから生じた線スペクトルかを判別する判別条件によって、前記記憶部のサンプリングデータから、同一チャネルの線スペクトルを特定し、チャネルの波長を演算するデータ処理部と
を設け、前記判別条件として、サンプリングデータの線スペクトルのピークの波長差が、下限値と上限値の間に含まれることを特徴とするものである。
【0021】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、データ処理部は、サンプリングデータの光信号レベル差または半値全幅の少なくとも一方を加えた判別条件により、波長を求めることを特徴とするものである。
【0022】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
データ処理部は、
記憶部のサンプリングデータから、線スペクトルのピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークごとにピーク波長と光信号レベルを求める演算手段と、
この演算手段が求めたピーク波長と、判別条件から、隣接するピークが同一チャネルの出力かを判別する判別手段と、
この判別手段によって、同一チャネルと判別されたピーク波長の補正を行い、チャネルの波長を求める補正手段と
を設けたことを特徴とするものである。
【0023】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、分光器は、WDM信号をサンプリングするときの波長分解能幅が0.1[nm]以下であることを特徴とするものである。
【0024】
請求項5記載の発明は、
変調によってチャネル数よりも多くの線スペクトルを有するWDM信号が分光によって測定されたサンプリングデータから、線スペクトルのピークを検出し、
このピークごとにピーク波長を求め、
このピーク波長の波長差が、下限値と上限値の間に含まれるかにより同一チャネルのピークかを判別し、
この判別結果のピーク波長からチャネルの波長を求めることを特徴とする方法である。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例を示すブロック構成図である。ここで、図3と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図1において、データ処理部30の代わりにデータ処理部50が設けられる。また、設定部40が新たに設けらる。
【0026】
設定部40は、キーボードやボタン等であり、判別条件をデータ処理部50に出力する。データ処理部50は、ピーク検出手段51、演算手段52、判別手段53、補正手段54を有し、設定部40からの判別条件によって、メモリ20の測定データから各チャネルの波長、光信号レベルを演算し、この演算結果を出力する。
【0027】
ピーク検出手段51は、メモリ20の測定データから、各チャネルのピークを検出する。そして、演算手段52は、ピーク検出手段51が検出したピークごとにピーク波長と光信号レベルを求める。判別手段53は、設定部40の判別条件に基づいて、演算手段52の演算結果から、ピーク検出手段51が検出したピークが同一チャネルかどうかを判別する。補正手段54は、判別手段53の判別結果によって、演算手段52の求めた演算結果の補正を行い、チャネルの波長、光信号レベルを求める。
【0028】
続いて、図1に示す装置の動作を説明する。設定部40のキーボードやボタンを介して、同一チャネルから生じたピークかを判別する判別条件が入力される。つまり、変調方式、および変調速度によって、同一チャネルから生じる線スペクトルの位置は一義的に求まり、また一般的に、通信システムのチャネル間隔は、変調による占有帯域よりも十分に大きく設定されている。
【0029】
従って判別条件は、例えば図4に示す(b)のように、変調によって生じるサイドバンド101、102の波長差(λ−、λ+)を考慮して波長差の下限値λminが設定され、チャネル間の波長差を考慮して波長差の上限値λmaxが設定される。
【0030】
図1に示す装置のデータ処理部50の動作を、図2のフローチャートを用いて説明する。まず、データ処理部50がメモリ20から測定データを読み出し、この読み出した測定データからピーク検出手段51がピークを検出し(S10)、演算手段52が、ピーク検出手段51が検出したピークごとに、測定データからピーク波長、光信号レベルを求める(S11)。
【0031】
そして、判別手段53が、隣接するピークの波長差Δλを求め(S12)、この波長差Δλが判別条件(λmin<Δλ<λmax)を満たす場合、隣接するピーク同士のピーク波長、光信号レベルから、このチャネルの波長、光信号レベル(トータルパワー)を補正する。例えば、隣接ピークそれぞれのピーク波長をλ1、λ2とすれば、波長λc=(λ1+λ2)/2と補正する。また、隣接ピークそれぞれの光信号レベルをP1、P2とすれば、トータルパワーPc=P1+P2と補正する(S13、S14)。
【0032】
波長差Δλが判別条件を満たさない場合、それぞれのピークは、異なるチャネルのピークなので、補正を行わない(S13)。そして、検出したピーク全てに対して、判別が終了していない場合、再度、隣接するピークの波長差Δλを判別条件で判別し、この判別結果に基づいて各チャネルの波長、トータルパワーの補正を行う(S15、S12〜S14)。検出したピーク全てに対して判別が終了した場合、処理を終了する(S15)。
【0033】
そして、データ処理部50が各チャネルの波長、光信号レベル、またはメモリ20の測定データを、例えば図示しない表示部の表示画面に表示したり、図示しない外部装置に出力する。
【0034】
ここで、データ処理部50の判別手段53が、設定部40からの判別条件によって、同一チャネルのピークかを判別し、この判別結果によって、補正手段54が、ピーク波長、光信号レベルの補正を行い、各チャネルの波長、光信号レベルを出力する動作以外は図3に示す装置と同様なので、説明を省略する。
【0035】
このように、ピーク検出手段51が検出したピークに対して、判別手段53が、判別条件に従って同一チャネルから生じたピークかを判別する。そして、同一チャネルから生じたピークの場合は、補正手段54が、ピーク波長、光信号レベルの補正を行うので、チャネル数より多くのピークが検出されても、各チャネルの波長、光信号レベルを正しく測定できる。これにより、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができる。
【0036】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。判別条件は、波長差Δλとしたが、検出したピークの光信号レベル差も判別する条件に付け加えてもよい。例えば、SSB−RZ変調の場合、CS−RZ変調と異なり、サイドバンドの光信号レベルが、キャリアから離れるほどパワーが減少していくので、隣接するピークの光信号レベル差を判別条件に加えてもよい。これにより、WDM信号に複数の変調方式が混在する場合でも、より正確に同一チャネルのものかどうかの判別ができ、各チャネルのピーク波長、光信号レベルを正確に求めることができる。従って、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができる
【0037】
また、変調方式や変調速度によって、検出したピークの半値全幅が異なるので、波長差の判別条件に検出したピークの半値全幅を付け加えてもよい。これにより、WDM信号に複数の変調方式が混在する場合でも、より正確に同一チャネルのものかどうかの判別ができ、各チャネルのピーク波長、光信号レベルを正確に求めることができる。従って、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができる。
【0038】
また、データ処理部50は、各チャネルの波長、光信号レベルを測定する構成を示したが、所望のチャネルのみの波長、光信号レベルを測定するようにしてもよい。
【0039】
また、データ処理部50は、チャネルの波長、光信号レベルを演算し、これらの演算結果を出力する構成を示したが、波長のみを演算結果として出力するようにしてもよい。
【0040】
さらに、データ処理部50は、ノイズレベルを測定データから求め、このノイズレベルと各チャネルの光信号レベルから、光SNR(signal to noise ratio)を求めてもよい。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項1〜4によれば、データ処理部が、判別条件によって、分光器からのサンプリングデータに基づき、同一チャネルの線スペクトルか判定し、チャネルの波長を演算するので、同一チャネルから複数のピークが生じていても、それぞれのピーク波長からチャネルの波長を求めることができる。これにより、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができる。
【0042】
また、請求項2によれば、データ処理部は、判別条件に波長差だけでなく、光信号レベル差、または半値全幅の少なくとも一方を判別条件に付加するので、WDM信号に複数の変調方式が混在する場合でも、より正確にチャネルの波長、光信号レベルを正確に求めることができる。従って、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができる。
【0043】
さらに、請求項5によれば、WDM信号のサンプリングデータから、ピークを検出し、このピークごとにピーク波長を求め、さらに求めたピーク波長の波長差により同一チャネルのピークかを判別し、この判別結果のピーク波長からチャネルの波長を求める。これにより、変調されたWDM信号のチャネルの波長を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図2】図1に示す装置のデータ処理部30の動作を示すフローチャートである。
【図3】従来のWDM信号測定装置の構成図である。
【図4】変調されたWDM信号を測定したスペクトル例である。
【符号の説明】
10 分光器
20 メモリ
40 設定部
50 データ処理部
51 ピーク検出手段
52 演算手段
53 判別手段
54 補正手段
Claims (5)
- 変調によってチャネル数よりも多くの線スペクトルを有するWDM信号の測定を行うWDM信号測定装置において、
前記変調されたWDM信号のスペクトルをサンプリングし、出力する分光器と、
この分光器からのサンプリングデータを格納する記憶部と、
同一チャネルから生じた線スペクトルかを判別する判別条件によって、前記記憶部のサンプリングデータから、同一チャネルの線スペクトルを特定し、チャネルの波長を演算するデータ処理部と
を設け、前記判別条件として、サンプリングデータの線スペクトルのピークの波長差が、下限値と上限値の間に含まれることを特徴とするWDM信号測定装置。 - データ処理部は、サンプリングデータの光信号レベル差または半値全幅の少なくとも一方を加えた判別条件により、波長を求めることを特徴とする請求項1記載のWDM信号測定装置。
- データ処理部は、
記憶部のサンプリングデータから、線スペクトルのピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークごとにピーク波長と光信号レベルを求める演算手段と、
この演算手段が求めたピーク波長と、判別条件から、隣接するピークが同一チャネルの出力かを判別する判別手段と、
この判別手段によって、同一チャネルと判別されたピーク波長の補正を行い、チャネルの波長を求める補正手段と
を設けたことを特徴とする請求項1または2記載のWDM信号測定装置。 - 分光器は、WDM信号をサンプリングするときの波長分解能幅が0.1[nm]以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のWDM信号測定装置。
- 変調によってチャネル数よりも多くの線スペクトルを有するWDM信号が分光によって測定されたサンプリングデータから、線スペクトルのピークを検出し、
このピークごとにピーク波長を求め、
このピーク波長の波長差が、下限値と上限値の間に含まれるかにより同一チャネルのピークかを判別し、
この判別結果のピーク波長からチャネルの波長を求めることを特徴とするWDM信号測定方法。
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