JP4213147B2 - 光システム - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、光送信機、光受信機、光中継器、光ノード（信号光の分岐）及び光交換機等のような信号光に関して処理を行う光システムに関し、さらに詳しくは、信号光のスペクトラムに基づく信号光波長等の監視に適した光システムに関する。

将来のマルチメディアネットワークを構築するため、さらなる大容量の光通信システムが要求されている。超大容量化を実現するための多重化技術として、波長分割多重（Wavelength-Division Multiplexing: ＷＤＭ）システムに関する研究が盛んに行われている。ＷＤＭシステムは、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の広い利得帯域を活用してＷＤＭ信号光を一括増幅し経済的な中継伝送路を実現できることから、光ファイバ１本でテラビットオーダのデータ伝送を可能にするものとして注目されている。

ＷＤＭシステムは、上述の伝送路媒体網への導入と共に、パス網（回線及び伝送路媒体を意識しない各種サービスや伝送路網の運用単位となる網）にも導入しようと検討が行われている（K. Sato, et al.,“Network Performance and ..."IEEE, JACSC, vol.12, No. 1, p159〜）。これは、パス網の運用に必要な多重化、クロスコネクト処理、分岐／挿入等の信号処理の高速化の進展が電子回路技術の限界に近づき飽和傾向にあり、この状況を打開するために伝送路網中の光信号をそのまま多重化したり処理する技術が必要となってきているためである。

このように伝送路媒体だけでなくパス網までを光化したネットワークを光波ネットワークと称し(H. Ishida“A Transport Network with ..." GLOBCOM '93)、ネットワーク全体の高速処理化、柔軟化、シンプル化を向上させる手段として期待されている。

ＷＤＭシステムや光波ネットワークを実現するためには、波長分割多重信号光（ＷＤＭ信号光）についてさまざまな監視／制御を行う必要がある。具体的な監視項目としては、（１）伝送波長数、（２）ＷＤＭ信号光の波長間隔、（３）各チャネルの光パワーの絶対値やチャネル間のばらつき、（４）各チャネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）、（５）各チャネルの変調度（変調指数）やプリチャープ（信号変調時に付加的に重畳される位相変調成分）、（６）伝送路の非線形効果により発生するスペクトル変化等を挙げることができる。

これらの監視項目の情報を得る方法として、市販の光スペクトラムアナライザを用いる方法がある（M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 4th ed.,
p412及びHewlett-Packard Lightwave Test and Measurement Catalog, 1994, p48)。典型的な光スペクトラムアナライザにおいては、回折格子により分光された光のうちスリットを通過したある特定の波長の成分の光が受光素子に導かれ、そのパワーが測定される。回折格子を回転させることにより、スリットを通過する光の波長が変化するので、回折格子の回転と光パワーの測定を同期して行うことによって、光パワーの波長分布（光スペクトラム）を測定することができる。

しかし、典型的な光スペクトルアナライザは回折格子を回転させる等のための機械的可動部分を有しており、このスペクトラムアナライザを用いる方法は、長期の安定性や信頼度に欠けるという問題を有している。また、光スペクトラムの測定に１秒程度の時間を要するため、監視／制御の素早い応答に対応することができないという問題もある。

従来からある別の方法としては、走査型ファブリ・ペロ干渉計を使用する方法もある（A. Yariv, “Optical Electronics", 3rd Edition, p92-95)。この方法においても、干渉計の構成部品である反射ミラーを可動させる必要があり、長期の安定性や信頼度に問題がある。

よって、本発明の目的は、ＷＤＭ信号光の監視／制御を行う場合における長期安定性の確保、信頼性の向上及び応答の高速化に適した光システムを提供することにある。

本発明によると、入力側及び出力側が主光路に接続され、該主光路によって伝送されるＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器と、前記光増幅器の上流側に位置する前記主光路によって伝送される前記ＷＤＭ信号光の一部を分岐して、第１のモニタ用信号光として取り出す第１の分岐手段と、上記光増幅器の下流側に位置する前記主光路によって伝送される前記ＷＤＭ信号光の一部を分岐して、第２のモニタ用信号光として取り出す第２の分岐手段と、上記第１及び第２のモニタ用信号光を少なくとも該信号光の波長を含む帯域において分光する手段と、該分光された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレメントを有する受光素子アレイと、該受光素子アレイの出力信号に基づく演算を行って上記信号光のスペクトラムを算出する手段と、上記第１及び第２のモニタ用信号光を選択的に上記分光する手段へ供給する光スイッチと、上記第１及び第２のモニタ用信号光のスペクトラムに基づき、出力信号光についての第１の信号対雑音比及び入力信号光についての第２の信号対雑音比を検出する手段と、上記第１の信号対雑音比と上記第２の信号対雑音比との比に基づき上記光増幅器の雑音指数を算出する手段と、上記雑音指数に基づき上記光増幅器の動作状態に関わる警報信号を監視装置に送出する手段とを含む光システムが提供される。

この光システムは、複数チャネルの信号光から成るＷＤＭ信号光を用いるＷＤＭシステムに適用されるのに適している。

望ましくは、上記光処理手段は、上記モニタ用信号光の信号対雑音比を検出する手段と、該検出された信号対雑音比に基づき上記モニタ用信号光における真の信号パワーを検出する手段と、該検出された真の信号パワーが一定になるように上記光増幅器を制御する手段とを含む。
本発明の他の側面によると、光ファイバを介して波長分割多重（ＷＤＭ）される複数チャネルの信号を主光路によって伝送する光通信システムであって、モニタ信号光として上記光ファイバからＷＤＭ信号光の一部を分岐する分岐手段と、該分岐された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレメントを有する受光素子アレイと、上記分岐手段に接続され、上記モニタ信号光から上記ＷＤＭ信号光のスペクトラムを計測する監視手段と、上記複数チャネルの信号光を出力する複数の光源と、上記スペクトラムに基づき各チャネルの信号光の波長を検出する手段と、検出された各波長が一定になるように上記各光源のバイアス電流又は温度を制御する手段とを備えた光システムが提供される。
本発明の更に他の側面によると、光ファイバを介して波長分割多重（ＷＤＭ）される複数チャネルの信号を主光路によって伝送する光通信システムであって、モニタ信号光として上記光ファイバからＷＤＭ信号光の一部を分岐する分岐手段と、上記分岐手段に接続され、上記モニタ信号光から上記ＷＤＭ信号光のスペクトラムを計測する監視手段と、上記複数チャネルの信号光を出力する複数の光源と、上記スペクトラムに基づき各チャネルの信号光の波長を検出する手段と、上記検出する手段により検出された各波長に基づき、該検出された各波長が一定になるように上記各光源のバイアス電流又は温度を制御する手段とを備えることを特徴とする光システムが提供される。

本発明によると、モニタ手段を上述のように構成したので、機械的可動部分を用いることなしに信号光のスペクトラムを検出することができるようになり、前述した目的が達成される。

以下、本発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明する。

図１は本発明に適用可能な光スペクトルモニタの構成を示す図である。光波ネットワーク等における図示しない主光路から取り出された信号光の一部であるモニタ用信号光は、光ファイバ２によってこの光スペクトラムモニタへ導入される。

光ファイバ２の励振端から放射されたモニタ用信号光は、レンズ４によってコリメートされて反射型の回折格子（分光器）６へ供給される。回折格子６での反射光は、レンズ８によって収束させられて受光素子アレイ１０へ入射する。

回折格子６の格子定数や配置位置は、モニタ用信号光を少なくとも信号光の波長を含む帯域において分光するように設定される。受光素子アレイ１０は、回折格子６で分光された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレメント１２を有している。

分光された光の伝搬方向は、波長に応じて例えば紙面に平行な平面上で変化する。従って、この場合には、光／電気変換エレメント１２の配列方向を紙面に平行にしておくことによって、各波長の光パワーを受光素子アレイ１０によって一括して測定することができる。

受光素子アレイ１０としては、光通信で典型的に使用される１．３〜１．５μｍ帯に感度のある材料を用いたＰＩＮ−フォトダイオードアレイやＣＣＤセンサを使用することができる。

受光素子アレイ１０の出力信号は、信号処理回路１４へ供給される。信号処理回路１４は、各光／電気変換エレメント１２で検出された各波長成分毎の光パワー信号を読み出して、信号光の光スペクトラムを算出するための信号処理を行う電子回路である。

図２は図１の光スペクトラムモニタによって得られるスペクトラムの一例を示す図である。縦軸は光パワー、横軸は波長にそれぞれ対応している。

図示されたスペクトラムの例では、ＡＳＥで表される自然放出光の雑音成分に、ＷＤＭ信号光の各チャネルのスペクトラムピークＳＰ１，ＳＰ２，…，ＳＰｎが重畳されている。

尚、符号１２（＃１，＃２，…，＃ｎ）は、光／電気変換エレメント１２の各エレメントが検知し得る微小帯域を表している。

典型的なＥＤＦＡの帯域は１５３５〜１５６０ｎｍ程度であり、この場合帯域幅は約２５ｎｍになるので、例えば５１２エレメントからなる受光素子アレイ１０を使用し、分光のための光学系を適切に設計すれば、原理上は０．０５ｎｍ以下の分解能で光スペクトラムを測定することができる。

しかも、図１に示される光スペクトラムモニタは機械的な可動部分を有していないので、得られたスペクトラムを与える電気信号についてミリ秒からμ秒オーダの高速処理が可能となる。

図３は本発明の光システムの基本構成を示すブロック図である。このシステムは、主光路１６によって伝送される信号光に関して送信、受信、中継、分岐（光ノードにおける信号光の挿入を含む。）及び交換のうち少なくとも１つの処理を行う光処理手段１８と、この処理に依存する信号光のスペクトラムを検出するモニタ手段２０とを備えている。

モニタ手段２０は、例えば、主光路１６から信号光の一部であるモニタ用信号光を取り出す光カプラ等の手段と、図１に示される光スペクトラムモニタとを含む。

この光システムは、望ましくは、モニタ手段２０によって検出された信号光のスペクトラムに基づき信号光の波長、パワー及びＳＮＲのうちの少なくとも１つを含む監視項目を監視する手段２２をさらに備えている。

信号光が複数チャネルの信号光からなるＷＤＭ信号光である場合、望ましくは、前述の監視項目は、ＷＤＭ信号光のチャネル数をさらに含む。

監視項目について制御するコントローラが設けられている場合、このコントローラは必ずしも図３のモニタ手段２０の近くにあるとは限らない。従って、監視項目についての遠隔制御を可能にするために、望ましくは、この光システムは、監視項目に関する監視情報をコントローラへ転送する手段をさらに備える。尚、主光路１６は、固定回線だけでなく光波ネットワークにおける信号光経路を含む広い概念として理解される。

図４は本発明の第１実施例を示す光送信システムのブロック図である。ＷＤＭ信号光の光源となるレーザダイオード２４（＃１，＃２，…，＃ｎ）はチャネル数分あり、それぞれ駆動回路２６（＃１，＃２，…，＃ｎ）によって駆動されている。レーザダイオード２４（＃１，＃２，…，＃ｎ）はそれぞれ波長λ1 ，λ2 ，…，λn の信号光を出力し、これらの信号光はそれぞれ高速化に適した外部変調器２８（＃１，＃２，…，＃ｎ）によって伝送データに基づく変調を受けた後、光マルチプレクサ３０で合流される。

光マルチプレクサ３０は２つの出力ポート３０Ａ及び３０Ｂを有しており、合流した信号光（ＷＤＭ信号光）の大部分は出力ポート３０Ａから光増幅器３２へ供給されて、ここで増幅された後主光路へ送出される。

光マルチプレクサの出力ポート３０Ｂから出力されたＷＤＭ信号光の一部（モニタ用信号光）は、例えば図１の構成を有する光スペクトルモニタ３４へ供給される。

光スペクトルモニタ３４において検出されたスペクトラム或いはこれに基づく監視情報は制御回路３６へ供給される。制御回路３６は、光スペクトラムモニタ３４において検出されたスペクトラムに基づいて各チャネルの信号光の波長を検出し、検出された各波長が一定になるようにレーザダイオード２４（＃１，＃２，…，＃ｎ）が制御される。具体的には、制御回路３６によって、各駆動回路２６（＃１，＃２，…，＃ｎ）がレーザダイオード２４（＃１，＃２，…，＃ｎ）へ供給するバイアス電流が調整され、これによって各レーザダイオードの発振波長が安定化される。

発振波長の安定化のための制御対象は各レーザダイオードの温度であってもよい。尚、光スペクトラムモニタを用いた波長の安定化においては、波長の基準は光スペクトラムモニタに内蔵されている回折格子（図１の回折格子６）となる。

もちろん光源の波長変動以外にも、光パワー変動、ＳＮＲ等を監視し、それぞれを所定の値に維持するように制御したり、ＷＤＭ信号光におけるチャネル数を監視し、異常時にアラームを発生させるようにしてもよい。

図５は本発明の第２実施例を示す光中継システムの主要部のブロック図である。この光中継システムは、主光路１６によって伝送されるＷＤＭ信号光を一括に増幅して出力する光増幅器３８を備えている。

光増幅器３８としては、ＥＤＦＡを用いることができる。ＥＤＦＡは、例えば、ＷＤＭ信号光が供給されるエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）と、ポンプ光を出力するポンプ光源と、ＷＤＭ信号光及びポンプ光をＥＤＦへ導入するための光カプラとを備えている。

光増幅器３８としては、ＥＤＦＡの他に、光半導体ダイオードを増幅媒体とする半導体増幅器やラマン効果等の光ファイバにおける非線形効果を利用した増幅器等を使用することができる。説明の便宜上、光増幅器３８はＥＤＦＡであるとする。

主光路１６における光増幅器３８の上流側及び下流側にそれぞれ対応する第１及び第２のモニタ用信号光を分岐するために、光増幅器３８の上流側及び下流側にはそれぞれ光カプラ４０及び４２が設けられている。

光カプラ４０及び４２によって分岐された第１及び第２のモニタ用信号光は、光スイッチ４４によって選択的に光スペクトラムモニタ３４へ供給される。

光スペクトラムモニタ３４において符号４６で示されているのは分光器であり、この分光器４６は図１のレンズ４及び８並びに回折格子６に対応している。

光スペクトラムモニタ３４の信号処理回路１４の出力信号は制御回路４８へ供給される。光増幅器３８におけるポンプ光のパワーの制御や光スイッチ４４の切り換えは、制御回路４８によってなされる。

例えば、光カプラ４０で分岐される第１のモニタ用信号光から得られるスペクトラムによって、ＷＤＭ信号光のチャネル数や光増幅器３８の上流側における各チャネルの入力レベル、ＳＮＲを検出することができる。

ＷＤＭ信号光のチャネル数を検出するための第１の態様においては、図５の制御回路４８又は図３の監視手段２２は、得られたスペクトラムにおける各チャネルの信号光に対応するレベルがあらかじめ定められた閾値よりも大きくなる微小帯域の数をカウントする手段を含む。

ＷＤＭ信号光のチャネル数を検出するための第２の態様においては、制御回路４８又は監視手段２２は、得られたスペクトラムの微分信号を算出する手段と、この微分信号における各チャネルの信号光に対応する信号レベルがあらかじめ定められた閾値よりも大きくなる微小帯域の数をカウントする手段とを含む。

図６によりチャネル数を検出するための第１の態様を説明する。図示された例では、ＡＳＥ成分ＡＳＥに４チャネル分のスペクトラムピークＳＰ１〜ＳＰ４が重畳しているスペクトラムが得られているものとする。この場合、各チャネルの信号光が存在する波長域Ｒ１〜Ｒ４を例えば制御回路４８（図５参照）にあらかじめ記憶させておき、その波長域の信号レベルの絶対値或いは全信号パワーに対する割合を検出することによって、各波長域に当該チャネルの信号光があるか否かを知ることができる。

しかしながら、この第１の態様においては、各信号光を乗せる波長を通信システムとしてあらかじめ割り当てておき、各信号光が存在する波長域の記憶が必要になる。また、光増幅器において発生するＡＳＥ雑音の分布が均一でない場合に、信号の特定が困難になる場合もある。

第２の態様はこれを改善したものである。

図７はチャネル数を検出するための第２の態様を説明するための図である。光増幅器において発生する雑音の波長特性はなだらかな変化を呈するのに対して、信号成分は鋭いスペクトラムピークを持つので、得られたスペクトラムの微分曲線ＤＳを得て、その微分値があらかじめ定められた閾値よりも大きい場合に当該チャネルがあると判断することができる。この第２の態様によると、雑音成分と信号成分のパワーがほぼ同じ程度である場合にも、確実にチャネル数を検出することができる。

次に、図８により各チャネルにおけるＳＮＲの検出方法の例を説明する。例えば図５に示される光スペクトラムモニタ３４で得られるスペクトラムには、各チャネルの信号成分と光増幅器で発生するＡＳＥ雑音成分とが含まれている。従って、図５の信号処理回路１４もしくは制御回路４８或いは図３の監視手段２２において、各チャネルのピークパワーＳ１〜Ｓ３と各チャネル近傍の雑音成分Ｎ１〜Ｎ３との比率をそれぞれ算出することによって、各チャネルのＳＮＲを得ることができる。

また、各信号のピークパワーからその近傍の雑音成分パワーを減算すると、真の信号パワーを算出することができる。各チャネルについての真の信号パワーと、雑音パワーを含む全光パワーとに基づいて、光増幅器の動作条件や光出力を適切に設定することができる。

具体的には、雑音パワーを含む全光パワーの測定結果に基づきポンプ光のパワーを調節することによって、光増幅器の利得特性（利得と波長との関係を表す特性）をフラットにすることができる。また、真の信号パワー或いはチャネル数を認識した場合における各チャネルの真の信号パワーの平均値が一定になるように、光増幅器の光出力を調節することができる。

例えば図５の制御回路４８は、モニタ用信号光（光カプラ４２で分岐される第２のモニタ用信号光）のＳＮＲを検出する手段と、検出されたＳＮＲに基づき真の信号パワーを検出する手段と、検出された真の信号パワーが一定になるように光増幅器を制御する手段とを含むのである。

図９の（Ａ）及び（Ｂ）により、雑音パワーを含む全光パワーの測定結果のみに基づき光出力を制御した場合と、真の信号パワーを用いて光出力を制御した場合の違いを説明する。

図９の（Ａ）は、全光パワーの測定結果のみに基づいて光出力を設定した場合における全光パワー、真の信号パワー及びＡＳＥパワーと多段接続された中継器の数との関係を示している。図９の（Ｂ）は、真の信号パワーを用いて光出力を設定した場合における全光パワー、真の信号パワー及びＡＳＥパワーと中継器の数との関係を示している。

全光パワーの測定結果のみに基づき光出力を設定した場合には、真の信号パワーと雑音パワー（ＡＳＥパワー）の和が一定になるように制御される。ＡＳＥパワーは中継段数が増えるのに従って増大するため、相対的に真の信号パワーが小さくなってＳＮＲが劣化する。

これに対して、図９の（Ｂ）に示されるように、真の信号パワーを検出してこれが一定になるような制御を行えば、ＳＮＲの劣化は緩和される。

従来、このような真の信号パワーを用いた制御を行うためには、各チャネルの信号に例えば低周波数のトーン信号を重畳し、トーン信号成分を検出してこの成分が一定になるような制御等が提案されているが、複雑な制御回路が必要になると共に、トーン信号により主信号が劣化するという問題があった。

これに対して、図１に示されるような光スペクトラムモニタを用いることによって、このような制御を容易に行うことができる。

図５の実施例においては、光増幅器３８の入力側及び出力側でモニタ用信号光を分岐しているので、光増幅器の雑音指数をモニタすることができる。雑音指数は光増幅器の動作状態を表す重要な指標であり、光増幅器の動作中は絶えず雑音指数を監視し、所定の値を下回った場合には故障と判断して警報信号を監視装置に送る等の処置を行うことが望ましい。監視装置は、例えば多中継システムの端局に設置されている。ＷＤＭ信号光を一括増幅する場合には、各チャネルの雑音指数を把握することが望ましい。

次式で表されるように、光増幅器の雑音指数は入力側と出力側のＳＮＲの比で定義される。

（雑音指数）＝（入力信号光のＳＮＲ）／（出力信号光のＳＮＲ）
ＷＤＭ信号光の場合には、各チャネル毎に雑音指数が算出される。従って、まず、入力信号光のスペクトラムを測定し、図８により説明したように各チャネルについてＳＮＲを求め、次に光スイッチ４４（図５参照）を切り換えて出力信号光についても同様に各チャネルのＳＮＲを求め、その比を算出することによって、光増幅器の雑音指数をチャネル毎に把握することができる。

図１０は本発明の第３実施例を示す光中継システムのブロック図である。この実施例は、図５の第２実施例と対比して、光増幅器の利得特性がフラットになるように光増幅器を制御する手段をさらに備えている点で特徴付けられる。

この手段は具体的には光増幅器３８に付加的に設けられたゲインイコライザ５０であり、ゲインイコライザ５０は光増幅器３８と光カプラ４２の間に設けられている。

広い帯域に渡ってＷＤＭ信号光を増幅すると、各チャネルの信号光に対する増幅率が異なり、光出力パワーがばらつくことがある。この実施例では、光カプラ４２で分岐される第２のモニタ用信号光のスペクトラムを測定し、各チャネルの光出力パワーがほぼ一定になるようにゲインイコライザ５０の特性を制御する。これにより、光増幅器の利得特性がゲインイコライザによって補償され、各チャネルの光出力パワーをほぼ一定にすることができる。

ゲインイコライザによる利得補償はＳＮＲの劣化を伴うので、光中継器を多段に接続する場合には、所定のＳＮＲを確保することができる程度に、いくつかの光中継器毎にゲインイコライザを設ければよい。尚、ゲインイコライザは光増幅器とは独立に伝送路或いは光ノードに配置してもよい。

図１１は光波ネットワークの一例を説明するための図である。図示された例では、５つのノード５２（＃１〜＃５）が相互に光路で結ばれている。

端局（図示せず）から出力される信号光は光増幅器（図示せず）やノード５２（＃１〜＃５）を介して所望の別の端局へ送られる。

ある特定のノードに着目すると、このノードを通り抜ける信号光はさまざまな経路（パス）を通って来ているため、信号光のＳＮＲもそれに応じてさまざまである。

今、この光波ネットワークにＷＤＭが適用されているものとし、各波長の信号光が次のようなパスでノード間を通るものとする。波長λ1 の信号光は、ノード５２（＃１）からノード５２（＃３）を経由してノード５２（＃５）へ送られ、波長λ2 の信号光は、ノード５２（＃１）からノード５２（＃２，＃３，＃４）をこの順に経由してノード５２（＃５）へ送られ、波長λ3 の信号光は、ノード５２（＃１）からノード５２（＃４）を経由してノード５２（＃５）へ送られ、波長λ4 の信号光は、ノード５２（＃１）からノード５２（＃４，＃３，＃２）をこの順に経由してノード５２（＃５）へ送られる。

図１２はノード５２（＃５）に到達した各信号光のＳＮＲの劣化を説明するための図である。波長λ1 及びλ3 の信号光は、１つのノードだけを経由しているので、ＳＮＲの劣化は小さい。これに対して、波長λ2 及びλ4 の信号光は３つのノードを経由しているのでＳＮＲの劣化が大きい。

従って、このようなＳＮＲが劣化した信号光のＳＮＲを、光スペクトラムアナライザを用いて監視し、所定のＳＮＲに満たない信号光を選択的に分岐してこれを光学的或いは電気的に再生中継することによって、ＳＮＲが改善される。そのための実施例を図１３により説明する。

図１３は本発明の第４実施例を示すノードのブロック図である。主光路１６によって伝送されるＷＤＭ信号光は、光カプラ５４で２分岐され、一方の分岐光はモニタ用信号光として光スペクトラムモニタ３４へ供給される。光スペクトラムモニタ３４の出力信号は制御回路５６へ供給される。

光カプラ５４における他方の分岐光は光分岐装置５８へ供給される。光分岐装置５８ではＳＮＲの改善が必要なチャネルの信号光が取り出され、再生中継器６０（＃１，＃２）へ供給される。

この例では、２つの再生中継器６０（＃１，＃２）が用いられており、従って２チャネル分の信号光についてＳＮＲの改善が可能である。再生中継器６０（＃１，＃２）の出力光は、必要に応じて波長変換器６２（＃１，＃２）で波長変換された後、光挿入装置６４で主光路の信号光に合流される。光挿入装置６４の出力光は光増幅器６６を介して送出される。

制御回路５６は、光スペクトラムモニタ３４からの検出されたスペクトラムに関する信号等に基づいて、光分岐装置５８、再生中継器６０（＃１，＃２）、波長変換器６２（＃１，＃２）及び光挿入装置６４を制御する。

あるノードを通過する信号光のうち、ＳＮＲが劣化して再生中継が必要となるチャネル数は、光波ネットワークの規模に応じたある割合（確率）で発生すると考えられる。従って、ノードで取り扱うことのできる最大のチャネル数分の再生中継器を用意する必要はなく、前述の発生割合を踏まえた適切な数（図１３の例では２つ）の再生中継器を用意すればよい。即ち、所定のＳＮＲを下回った信号光のみを再生中継器に迂回させればよいのである。

光波ネットワークにおいては、各信号光の波長が最終目的値（例えば行き先の端局）や次に到達するノードを示すアドレスとして扱われる場合がある。このような場合においては、ノード内で各波長（つまり行き先）と、ノード入力側のＳＮＲと、ノードに内蔵される光増幅器により付加される雑音を加味したノード出力側のＳＮＲとを把握することができるので、目的地に到達した際の受信品質を計算することができる。このような計算に基づいて、ノード内で再生中継を行う必要があるチャネル或いはその優先順位を算出することができる。

以上説明したように、本発明によると、ＷＤＭ信号光の監視／制御を行う場合における長期安定性の確保、信頼性の向上及び応答の高速化に適した光システムの提供が可能になるという効果が生じる。

本発明を適用可能な光スペクトラムモニタの構成を示す図である。 スペクトラムの一例を示す図である。 本発明の光システムの基本構成を示す図である。 本発明の第１実施例を示す光送信システムのブロック図である。 本発明の第２実施例を示す光中継システムのブロック図である。 チャネル数を検出するための第１の態様の説明図である。 チャネル数を検出するための第２の態様の説明図である。 ＳＮＲ検出方法の説明図である。 パワーの制御方法の違いの説明図である。 本発明の第３実施例を示す光中継システムのブロック図である。 本発明を適用可能な光波ネットワークの説明図である。 ＳＮＲの劣化の説明図である。 本発明の第４実施例を示すノードのブロック図である。

符号の説明

６ 回折格子
１０ 受光素子アレイ
１２ 光／電気変換エレメント
１４ 信号処理回路
３４ 光スペクトラムモニタ

Claims (1)

1. 入力側及び出力側が主光路に接続され、該主光路によって伝送されるＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器と、
   前記光増幅器の上流側に位置する前記主光路によって伝送される前記ＷＤＭ信号光の一部を分岐して、第１のモニタ用信号光として取り出す第１の分岐手段と、
   上記光増幅器の下流側に位置する前記主光路によって伝送される前記ＷＤＭ信号光の一部を分岐して、第２のモニタ用信号光として取り出す第２の分岐手段と、
   上記第１及び第２のモニタ用信号光を少なくとも該信号光の波長を含む帯域において分光する手段と、
   該分光された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレメントを有する受光素子アレイと、
   該受光素子アレイの出力信号に基づく演算を行って上記信号光のスペクトラムを算出する手段と、
   上記第１及び第２のモニタ用信号光を選択的に上記分光する手段へ供給する光スイッチと、
   上記第１及び第２のモニタ用信号光のスペクトラムに基づき、出力信号光についての第１の信号対雑音比及び入力信号光についての第２の信号対雑音比を検出する手段と、
   上記第１の信号対雑音比と上記第２の信号対雑音比との比に基づき上記光増幅器の雑音指数を算出する手段と、
   上記雑音指数に基づき上記光増幅器の動作状態に関わる警報信号を監視装置に送出する手段とを含む光システム。

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