JP4626309B2 - 信号品質情報装置、信号品質評価方法、光信号評価システムおよび光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、光信号の品質を評価する装置および方法、この信号品質情報装置を含む光信号評価システム、ならびに、この光信号評価システムを含む光伝送システムに関するものである。

将来の光伝送システムにおいて伝送容量が増大し構造が複雑化するにつれて、光信号を伝送する際の最適な条件が変化していく状況にある。それ故、常に伝送条件を最適にするための調整手段（例えば分散補償手段）が必要とされる。また、この調整手段を有効に活用するには、光信号の品質を評価し監視する装置も必要とされる。

光信号の品質を評価する為には、伝送されている光信号から何らかのパラメータを抽出する必要がある。このようなパラメータの代表例として符号誤り率が挙げられる。符号誤り率は、伝送に因り生じた光信号の波形劣化や雑音によって、本来のレベルが０であるものをレベル１と認識して誤り、或いは、本来のレベルが１であるものをレベル０と認識して誤る率のことである。符号誤り率は、光信号の品質に直接に関係しているから、評価するパラメータとしては信頼性がある。実際、可変分散補償器の動的調整を行うのに符号誤り率を参考にする例もある。しかし、符号誤り率を求めるには長い計測時間を要し、特に符号誤り率が小さい場合には計測時間は更に長い。

また、符号誤り率に近いパラメータとしてＱ値がある（非特許文献１を参照）。しかし、このＱ値も、光信号の強度分布を出すために時間を要し、評価に要する時間が長い。

また、累積波長分散を検出することでも光信号の品質を評価することができる（非特許文献２および非特許文献３を参照）。この方法では、光信号を送出する際に該光信号に加工を加えて、この光信号が光伝送路により伝送される際に生じる遅延を受信時に検出する。具体的には、送信側において光信号に対して周波数変調または微量な強度変調を加え、受信側において当該変調成分を抽出して、この変調成分の検出結果に基づいて光信号の累積波長分散を求めて、この累積波長分散で光信号の品質を評価する。しかし、この方法では、送信側において光信号に対して何らかの加工を施すことが必要であることから、複数の送信側と複数の受信側とを有する光ネットワークでは適用が困難であり、適用の柔軟性が劣る。また、光信号に加工を施すことに因る波形劣化も生じ得る。

また、光信号の歪みそのものを評価することで光信号の品質を監視する方法もある（非特許文献４および非特許文献５を参照）。具体的には、受信側において光信号のクロック周波数成分を抽出して、この抽出結果に基づいて光信号の品質を評価する。或いは、光信号に対して自己位相変調を生じさせたときのスペクトルの拡がりの程度を求め、このスペクトルの拡がりの程度が光信号パルス幅に依存することを利用して、光信号の品質を評価する。これらの方法では、送信側において光信号に対して加工を施す必要が無い点では好ましいが、光信号の信号形式について適用の柔軟性が劣り、前者はＣＳＲＺには適用できず、後者はＮＲＺには適用できない。
I. Shake, et al., "Quality Monitoring of Optical Signals Influenced by Chromatic Dispersion in a Transmission Fiber Using Averaged Q-Factor Evaluation", IEEE Photonics Technology Letters, Vol.13, No.4, pp.385-387 (2001) Y. Takushima, et al., "Experimental Demonstration of In-Service Dispersion Monitoring in 960-km WDM Transmission System Using Optical Frequency-Modulation Method", IEEE Photonics Technology Letters, Vol.15, No.6, pp.870-872 (2003) K. J. Park, et al., "Performance Comparisons of Chromatic Dispersion-Monitoring Techniques Using Pilot Tones", IEEE Photonics Technology Letters, Vol.15, No.6, pp.873-875 (2003) P. S. Westbrook, et al., "Measurement of Residual Chromatic Dispersion of a 40-Gb/s RZ Signal via Spectral Broadening", IEEE Photonics Technology Letters, Vol.14, No.3, pp.346-348 (2002) Z. Pan, et al., "Chromatic dispersion monitoring and automated compensation for NRZ and RZ data using clock regeneration and fading without adding signaling", OFC2000 WH5

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、評価時間を短縮することが可能で適用の柔軟性が優れた信号品質情報装置および信号品質評価方法を提供することを目的とする。また、このような信号品質情報装置を含む光信号評価システム、および、この光信号評価システムを含む光伝送システムを提供することをも目的とする。

本発明に係る信号品質情報装置は、光信号の品質情報を出力する信号品質情報装置であって、入力光強度Ｐ_ｉｎに対して出力光強度Ｐ_ｏｕｔが少なくとも１つの極大点を有する出力光を出力する変換器と、光信号の複数の光パルスに相当する変換器の出力光の時間平均強度を検出し、出力光の時間平均強度を光信号の品質情報として出力する出力検出器とを有し、光信号は、光信号の1レベルの強度に対応するパルスの最大強度が、変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における所定の値に設定されることを特徴とする。

本発明に係る信号品質情報装置では、変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における最大の入力光強度Ｐ _２ に対する出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が０になるのが好適である。

本発明に係る信号品質情報装置では、変換器は、光信号を第１端子に入力し分岐して第２端子及び第３端子から出力するとともに、第２端子及び第３端子に入力した光を第１端子から変換器の出力光として出力し、第1端子から第2端子および第3端子への分岐比が１：１でない光結合器と、非線形光学効果を有する非線形光学媒体と、光結合器の第２端子と非線形光学媒体の一方の端とを光学的に接続する光路、および、光結合器の第３端子と非線形光学媒体の他方の端とを光学的に接続する光路と、を含むのが好適である。

変換器は、光信号の波長と異なる波長を有する無変調光を出力する光源と、光源から出力される無変調光を入力端子に入力し分岐して第１出力端子及び第２出端子から出力する光分岐器と、光信号を第１入力端子に入力するとともに、第１出力端子から出力される光を第２入力端子に入力して、第１入力端子及び第２入力端子に入力した光をともに第３出力端子から出力する第１光結合器と、第３出力端子から出力される光を入力する第１非線形光学媒体と、第２出力端子から出力される光を入力する第２非線形光学媒体と、第１非線形光学媒体から出力される光を第３入力端子に入力するとともに、第２非線形光学媒体から出力される光を第４入力端子に入力して、第３入力端子及び第４入力端子に入力した光をともに第４出力端子から出力する第２光結合器と、第２光結合器から出力される光のうち無変調光と同じ光周波数成分を抽出し、変換器の出力光として出力する光フィルタとを含むのが好適である。

本発明に係る品質評価方法は、光信号の品質を評価する信号品質評価方法であって、入力光強度Ｐ_ｉｎに対して出力光強度Ｐ_ｏｕｔが少なくとも1つの極大点を有する出力光を出力する変換器を用意し、変換器に、評価対象として、光信号の1レベルの強度に対応するパルスの最大強度が、変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における所定の値に設定された光信号を入力し、光信号の複数の光パルスに相当する変換器の出力光の時間平均強度を検出し、該検出結果に基づいて光信号の品質を評価することを特徴とする。

本発明に係る品質評価方法では、変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における最大の入力光強度Ｐ _２ に対する出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が０になるのが好適である。

本発明に係る品質評価方法では、変換器は、光信号を第１端子に入力し分岐して第２端子及び第３端子から出力するとともに、第２端子及び第３端子に入力した光を第１端子から変換器の出力光として出力し、第1端子から第2端子および第3端子への分岐比が１：１でない光結合器と、非線形光学効果を有する非線形光学媒体と、光結合器の第２端子と非線形光学媒体の一方の端とを光学的に接続する光路、および、光結合器の第３端子と非線形光学媒体の他方の端とを光学的に接続する光路と、を含むのが好適である。

本発明に係る品質評価方法では、変換器は、光信号の波長と異なる波長を有する無変調光を出力する光源と、光源から出力される無変調光を入力端子に入力し分岐して第１出力端子及び第２出力端子から出力する光分岐器と、光信号を第１入力端子に入力するとともに、第１出力端子から出力される光を第２入力端子に入力して、第１入力端子及び第２入力端子に入力した光をともに第３出力端子から出力する第１光結合器と、第３出力端子から出力される光を入力する第１非線形光学媒体と、第２出力端子から出力される光を入力する第２非線形光学媒体と、第１非線形光学媒体から出力される光を第３入力端子に入力するとともに、第２非線形光学媒体から出力される光を第４入力端子に入力して、第３入力端子及び第４入力端子に入力した光をともに第４出力端子から出力する第２光結合器と、第２光結合器から出力される光のうち無変調光と同じ光周波数成分を抽出し、変換器の出力光として出力する光フィルタとを含むのが好適である。

本発明に係る光信号評価システムは、光伝送路より取出された光信号の品質情報を出力する上記の本発明に係る信号品質情報装置と、光伝送路と信号品質情報装置の間に設けられ、光信号を増幅する増幅器とを備え、増幅器は、信号光の1レベルの強度に対応するパルスの最大強度を、変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における所定の値となるように光信号を信号品質情報装置に入力することを特徴とする。

本発明に係る光信号評価システムは、変換器の前段には、光信号の累積波長分散を調整する調整パラメータを増減し、変換器の出力光の時間平均強度が小さくなる方向に光信号の累積波長分散を調整する光信号品質調整部を更に備えるのが好適である。分散を調整する光デバイスの例としては以下のようなものがある。ファイバブラッググレーティング(ＦＢＧ)は、長手方向に刻み幅を変化させた構造(chirped-FBG)により波長によってＦＢＧ内の反射する位置をずらすことが出来るため分散を与えることが可能であり、分散量の調整はFBGに不均一の温度分布あるいは歪み分布を与えた状態にして分布を変化させることで対応できる（図２７）。ＭＥＭＳは、信号の各波長成分をレンズにより分散させてＭＥＭＳのミラーに当て、ミラーの曲率により各波長に光路差が生じるため分散が与えられる。分散量の調整はミラーを3次元にして平行移動させる、ミラー自体を曲げるなどがある（図２８）。ＰＬＣは、複数のマッハツェンダー型の干渉器から構成されていて、各段の干渉器の腕にあるヒータで位相調整することで分散量を可変にできる（図２９）。エタロンは、透過域での分散特性を用いるものであり、２段構成にして分散を相殺した形から透過域を相対的にずらすことにより補償量を変えることが出来る（図３０）。高次モードＤＣＦ(HOM-DCF)は、短尺のHOM-DCFを多段で繋いだ構成であり、間にはモード変換器(グレーティングなど)を置き、そこでモードを選択することによりステップ状に分散補償量を調整できる（図３１）。

本発明に係る光信号評価システムは、変換器の前段には、光信号の偏波モード分散を調整する調整パラメータを増減し、変換器の出力光の時間平均強度が小さくなる方向に光信号の偏波モード分散を調整する光信号品質調整部を更に備えるのが好適である。偏波モード分散を調整する光デバイスとしては、複数本の偏波保持ファイバ(ＰＭＦ)の間に偏波コントローラを挟んだ構成が知られており、偏波コントローラを調整することにより擬似的なＰＭＤを生じさせることができる。

本発明に係る光伝送路システムは、光信号を光伝送路により伝送する光伝送システムであって、光伝送路の途中に上記の本発明に係る光信号評価システムを備えることを特徴とする。

本発明によれば、光信号の品質を評価するのに要する時間を短縮することができ、ネットワーク構成や信号形式に関して適用の柔軟性が優れる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

先ず、図１〜図１０を用いて、本実施形態に係る信号品質情報装置および信号品質評価方法における光信号評価の原理について説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る信号品質情報装置１００の構成を示し、同図（ｂ）は、この信号品質情報装置１００に含まれる光学部品１１０の入出力特性を示す。

信号品質情報装置１００は、変換器としての光学部品１１０および光出力検出器１２０を備える。光学部品１１０は、入力光を反射または透過させて出力光を出力するものであって、図１（ｂ）に示されるように、出力光強度Ｐ_ｏｕｔが入力光強度Ｐ_ｉｎの関数であり、その関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）が少なくとも１つの極大点を有する。関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）は複数の極大点を有していてもよい。光出力検出器１２０は、この光学部品１１０から出力される出力光の時間平均強度を検出するものであり、例えばフォトダイオードを含む。

光学部品１１０について更に説明すると以下のとおりである。すなわち、光学部品１１０は、入力光強度Ｐ_ｉｎが所定値より小さい範囲では、入力光強度Ｐ_ｉｎが大きいほど出力光強度Ｐ_ｏｕｔも大きくなる。しかし、光学部品１１０は、入力光強度Ｐ_ｉｎが所定値より大きい範囲では、入力光強度Ｐ_ｉｎが大きいほど出力光強度Ｐ_ｏｕｔが逆に小さくなる。

また、入力光強度Ｐ_ｉｎが所定値より大きい範囲において、光学部品１１０の出力光強度Ｐ_ｏｕｔが０になる非０の入力光強度Ｐ_ｉｎが少なくとも１点存在するのが好適である。また、関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）の微係数が大きいのが好適である。このような場合には、光信号の品質の評価の感度が高い。

図１（ｂ）に示された光学部品１１０の入出力特性では、入力光強度Ｐ_ｉｎが０であるときに出力光強度Ｐ_ｏｕｔが０となり、入力光強度Ｐ_ｉｎがＰ_１であるときに出力光強度Ｐ_ｏｕｔが極大値となり、入力光強度Ｐ_ｉｎがＰ_２（＞Ｐ_１）であるときに出力光強度Ｐ_ｏｕｔが０となる。入力光強度Ｐ_ｉｎが０〜Ｐ_１の範囲であるときには、入力光強度Ｐ_ｉｎが大きいほど出力光強度Ｐ_ｏｕｔも大きくなる。入力光強度Ｐ_ｉｎがＰ_１〜Ｐ_２の範囲であるときには、入力光強度Ｐ_ｉｎが大きいほど出力光強度Ｐ_ｏｕｔが逆に小さくなる。

そして、このような光学部品１１０に入力する光信号の１レベルの強度がＰ_１超であってＰ_２以下の範囲に位置するようにする。また、好適には、光学部品１１０に入力する光信号の１レベルの強度がＰ_２に位置するようにする。

図２（ａ）は、波形劣化が無い光信号のアイパターンを示し、同図（ｂ）は、この光信号が光学部品１１０に入力したときの出力光の波形を示す。また、図３（ａ）は、波形劣化が有る光信号のアイパターンを示し、同図（ｂ）は、この光信号が光学部品１１０に入力したときの出力光の波形を示す。

図２（ａ）にアイパターンが示されるような波形劣化が無い光信号が光学部品１１０に入力する場合には、図２（ｂ）に示されるように、入力光強度Ｐ_ｉｎが０レベルまたは１レベル（Ｐ_２）であるときに、出力光強度Ｐ_ｏｕｔが０レベルとなり、また、入力光強度Ｐ_ｉｎが０レベルと１レベルとの中間値（Ｐ_１）であるときに、出力光強度Ｐ_ｏｕｔが極大値となる。

しかし、図３（ａ）にアイパターンが示されるような波形劣化が有る光信号が光学部品１１０に入力する場合には、図３（ｂ）に示されるように、入力光強度Ｐ_ｉｎの０レベルが上昇するとともに、入力光強度Ｐ_ｉｎの１レベルが下降するので、入力光強度Ｐ_ｉｎが０レベルまたは１レベルであるときの出力光強度Ｐ_ｏｕｔのレベルが上昇する。ただし、入力光強度Ｐ_ｉｎが０レベルと１レベルとの中間値（Ｐ_１）であるときに出力光強度Ｐ_ｏｕｔが極大値となる点は、波形劣化が無い場合と同様である。

したがって、光学装置１１０から出力された光の時間平均強度を光出力検出器１２０により検出すると、ディジタル光信号の波形劣化が無い場合（図２）の光出力検出器１２０による検出値（図２（ｂ）中の点線）と比較して、光信号の波形劣化が有る場合（図３）の光出力検出器１２０による検出値（図３（ｂ）中の点線）は大きい。光信号の品質が悪いほど、光出力検出器１２０による検出値は大きくなる。すなわち、光出力検出器１２０による検出結果に基づいて、光信号の品質を評価することができる。

本実施形態に係る信号品質情報装置または信号品質評価方法によれば、光出力検出器１２０による光強度検出値に基づいてディジタル光信号を評価することができることから、短時間で光信号を評価することができる。また、送信側において光信号に対して加工を施す必要がなく、評価すべき地点に上記の信号品質情報装置１００を設けるだけで光信号の品質を評価することができ、また、信号形式によらず光信号の品質を評価することができることから、ネットワーク構成や信号形式に関して適用の柔軟性が優れる。

図４および図５は、信号品質モニタの説明図である。ここでは、光学部品１１０の出力光強度Ｐ_ｏｕｔの極大値に対応する入力光強度Ｐ_１（図１（ｂ））は、光学部品１１０の入力光Ｐ_ｉｎの０レベルと１レベルとの間にある。図４（ａ）に示されるように、光学部品１１０の入力光の波形が０レベルと１レベルとに明確に分かれている場合には、図４（ｂ）に示されるように、光学部品１１０の出力光は、鋭いピークを有し、出力平均が小さい。これに対して、図５（ａ）に示されるように、光学部品１１０の入力光の波形における０レベルと１レベルとが不明確になると、図５（ｂ）に示されるように、光学部品１１０の出力光は、ピークの幅が広くなり、出力平均が大きい。したがって、光出力検出器１２０から出力される信号レベルに基づいて、光学部品１１０に入力する光の品質をモニタすることができる。

図６，図７および図８は、信号波形整形の説明図である。ここでは、図６に示されるような構成の信号品質情報装置１０１を考える。この信号品質情報装置１０１は、図１（ａ）に示され構成のものに加えて、光学部品１１０の前段に設けられた光増幅器１３０と、光学部品１１０と光出力検出器１２０との間に設けられた光分岐器１４０とを備える。図７では、光学部品１１０の出力光強度Ｐ_ｏｕｔの極大値に対応する入力光強度Ｐ_１（図１（ｂ））が光学部品１１０の入力光Ｐ_ｉｎの０レベルと１レベルとの間にあるように光増幅器１４０により調整されて、図７（ａ）に示される入力光に対して、図７（ｂ）に示されるように、光学部品１１０に入力する光の品質をモニタすることができる。一方、図８では、光学部品１１０の出力光強度Ｐ_ｏｕｔの極大値に対応する入力光強度Ｐ_１（図１（ｂ））が光学部品１１０の入力光Ｐ_ｉｎの１レベルと略一致するように光増幅器１４０により調整され、１レベル周辺のレベル変動が光学部品１１０により圧縮されるので、図８（ａ）に示される入力光に対して、図８（ｂ）に示されるように、光分岐器１４０により分岐されて出力される光は波形整形されたものとなる。

図９および図１０は、信号品質調整の説明図である。ここでは、図９に示されるような構成の信号品質情報装置１０２を考える。この信号品質情報装置１０２は、図１（ａ）に示され構成のものに加えて、光学部品１１０の前段に設けられた品質補償器１５０と、光学部品１１０と光出力検出器１２０との間に設けられた光分岐器１４０とを備える。品質補償器１５０は、光出力検出器１２０から出力される信号に基づいて入力光の品質を調整し、その調整した光を光学部品１１０へ出力する。この信号品質情報装置１０２では、図１０に実線で示されるような品質補償器１５０の調整パラメータと変換装置の出力との間の関係がある場合に、光信号の品質パラメータを品質に影響を与えない程度に微小に増減させて（図中Ａ）、光出力検出器１２０から出力される出力平均の増減を観察し（図中Ｂ）、出力平均が小さくなる方向に品質パラメータを微調する（図中Ｃ）、という動作を繰り返して最適点（図中Ｄ）に到達させる。何らかの外的要因により最適点からずれた場合（実線から破線へ）、出力平均が増大するので再度調整を行う。なお、偏波モード分散のように最適点がすぐに変動する可能性がある場合には、調整パラメータを一定周波数ｆ（〜ｋＨｚ）で変動させて、変換装置後の出力から周波数ｆ成分だけを検出し、その成分が最小になるように常にフィードバックをしてもよい。

次に、図１１〜図１９を用いて、更に具体的な信号品質情報装置２００，３００および信号品質評価方法について説明する。

図１１は、本実施形態に係る信号品質情報装置２００の構成図である。この図に示される信号品質情報装置２００は、光入力端２０１および光出力端２０２を備え、また、光学部品２１０，光検出器２２０および光分岐器２３０を備える。光学部品２１０は、出力光強度Ｐ_ｏｕｔが入力光強度Ｐ_ｉｎの関数であり、その関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）が少なくとも１つの極大点を有する。光検出器２２０は、この光学部品２１０から出力される出力光の時間平均強度を検出する。

光学部品２１０は、光結合器２１１、非線形光学媒体２１２、光ファイバ２１３，２１４および光サーキュレータ２１５を含む。光結合器２１１は、第１端子２１１_１，第２端子２１１_２および第３端子２１１_３を有し、入力光を第１端子２１１_１に入力し分岐して第２端子２１１_２および第３端子２１１_３から出力するとともに、第２端子２１１_２および第３端子２１１_３に入力した光を第１端子２１１_１から出力する。非線形光学媒体２１２は、光ファイバ２１３により光結合器２１１の第２端子２１１_２と光学的に接続され、光ファイバ２１４により光結合器２１１の第３端子２１１_３と光学的に接続されていて、非線形光学効果を有する。非線形光学媒体２１２は、光結合器２１１の第２端子２１１_２と第３端子２１１_３との間の光路上に設けられている。非線形光学媒体２１２として例えば高非線形性光ファイバが用いられる。

光サーキュレータ２１５は、第１端子２１５_１，第２端子２１５_２および第３端子２１５_３を有し、第１端子２１５_１が光入力端２０１と接続され、第２端子２１５_２が光結合器２１１の第１端子２１１_１と接続されている。光サーキュレータ２１５は、第１端子２１５_１に入力した光を第２端子２１５_２から出力し、第２端子２１５_２に入力した光を第３端子２１５_３から出力する。光分岐器２３０は、光サーキュレータ２１５の第３端子２１５_３から出力された光を入力し、この光を分岐して光検出器２２０および光出力端２０２へ出力する。

光結合器２１１において第１端子２１１_１から第２端子２１１_２および第３端子２１１_３それぞれへの光の分岐比(１−ｆ)：ｆ が １：１ でない場合、光ファイバ２１３から非線形光学媒体２１２へ入力する光の強度(１−ｆ)Ｐ_ｉｎと、光ファイバ２１４から非線形光学媒体２１２へ入力する光の強度ｆＰ_ｉｎとが相違し、その結果、非線形光学媒体２１２において生じる自己位相変調の位相回転量にも差が生じる。この位相回転量の差は入力光強度Ｐ_ｉｎに依存する。そして、損失が無いとすれば、位相回転量の差がπであるとき、非線形光学媒質２１２から光結合器２１１の第１端子２１１_１へ戻る光の強度Ｐ_ｏｕｔは０となる。

具体的には、非線形光学媒質２１２が高非線形性光ファイバであるとして、その光ファイバの長さをＬとし、非線形光学係数をγとし、損失をαとすると、反射率Ｒ(Ｐ_ｉｎ)は下記(1)式で表され、出力光強度Ｐ_ｏｕｔは下記(2)式で表される。ただし、Ｌ_ｅｆｆは、下記(3)式で表される光ファイバの実効長である。

上記の(1)式および(2)式から判るように、入力光強度Ｐ_ｉｎが０であるときだけでなく、入力光強度Ｐ_ｉｎが下記(4)式で表される値Ｐ_２であるときにも、出力光強度Ｐ_ｏｕｔは０になる。

図１２〜図１６は、(1)式に基づいて信号品質情報装置２００の動作のシミュレーションの結果を示す図である。ここでは、ｆを０.１とし、Ｌを５.７ｋｍとし、γを１４／Ｗ／ｋｍとし、αを０.５８ｄＢ／ｋｍとした。また、光信号の信号形式を、ＲＺおよびＣＳＲＺそれぞれとした。

図１２は、入力光強度（平均）Ｐ_ｉｎと反射率（平均）Ｒ(Ｐ_ｉｎ)との関係を示すグラフである。この図から判るように、出力光波形の折り返しを最適化することで、入力光強度（平均）に対する反射率（平均）の依存性を見ると、或る入力光強度（平均）（≠０）で反射率（平均）が極小となる。そこで、入力信号光の１レベルがこの極小点の付近となるように、各々の信号形式について反射率が最小となるように設定した。この設定方法によれば調整が容易である。

図１３および図１４は、信号形式がＲＺである場合の光波形を示す。図１３（ａ）は、累積波長分散が０ｐｓ／ｎｍである場合の光信号の光波形を示し、図１３（ｂ）は、累積波長分散が０ｐｓ／ｎｍである場合の出力光の光波形を示す。図１４（ａ）は、累積波長分散が４０ｐｓ／ｎｍである場合の光信号の光波形を示し、図１４（ｂ）は、累積波長分散が４０ｐｓ／ｎｍである場合の出力光の光波形を示す。

図１５および図１６は、信号形式がＣＳＲＺである場合の光波形を示す。図１５（ａ）は、累積波長分散が０ｐｓ／ｎｍである場合の光信号の光波形を示し、図１５（ｂ）は、累積波長分散が０ｐｓ／ｎｍである場合の出力光の光波形を示す。図１６（ａ）は、累積波長分散が６０ｐｓ／ｎｍである場合の光信号の光波形を示し、図１６（ｂ）は、累積波長分散が６０ｐｓ／ｎｍである場合の出力光の光波形を示す。

これらの図から判るように、累積波長分散が０ｐｓ／ｎｍであって光信号の波形劣化が無い場合の出力光波形（図１３，図１５）と比較すると、累積波長分散が４０〜１００ｐｓ／ｎｍであって光信号の波形劣化が有る場合の出力光波形（図１４，図１６）は、０レベルの落ち込みが小さくなっている。

図１７は、本実施形態に係る信号品質情報装置２００における累積波長分散と出力光強度との関係を示すグラフである。また、図１８は、累積波長分散とアイ開口ペナルティとの関係を示すグラフである。これらの図から判るように、何れの信号形式の場合にも、累積波長分散が０付近であるときに、信号品質情報装置２００における出力光強度Ｐ_ｏｕｔが極小となり、アイ開口ペナルティも極小となる。両者は互いに略同様の傾向を示している。アイ開口ペナルティと比較すると、信号品質情報装置２００における出力光強度Ｐ_ｏｕｔは、累積波長分散の絶対値が小さい範囲で、累積波長分散の変化に対して敏感に変化している。

信号品質情報装置２００は、光信号の品質を忠実に示すことも重要であるが、光信号の品質を調整する調整手段（例えば可変分散補償器）とともに用いられる場合には、或る最適点の付近で光信号の品質を明確に評価することができるだけでも有効である。このように、信号品質情報装置２００は、光信号の品質を評価する上で好適に用いられ得る。

図１９は、他の実施形態に係る信号品質情報装置３００の構成図である。この図に示される信号品質情報装置３００は、光入力端３０１および光出力端３０２を備え、また、光学部品３１０，光検出器３２０および光分岐器３３０を備える。光学部品３１０は、出力光強度Ｐ_ｏｕｔが入力光強度Ｐ_ｉｎの関数であり、その関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）が少なくとも１つの極大点を有する。光検出器３２０は、この光学部品３１０から出力される出力光の時間平均強度を検出する。

光学部品３１０は、光分岐器３１１、光結合器３１２、光結合器３１３、光源３１４、非線形光学媒体３１５および非線形光学媒体３１６を含む。光源３１４は、評価対象の光信号の波長とは異なる波長を有する無変調光を出力する。光分岐器３１１は、光源３１４から出力される無変調光を入力端子に入力し分岐して第１出力端子および第２出力端子から出力する。光結合器３１２は、入力端３０１に入力する入力光を第１入力端子に入力するとともに、光分岐器３１１の第１出力端子から出力される光を第２入力端子に入力して、これらの光をともに出力端子から出力する。

非線形光学媒体３１５は、光結合器３１２の出力端子から出力される光を出力する。非線形光学媒体３１６は、光分岐器３１１の第２出力端子から出力される光を出力する。非線形光学媒体３１５および非線形光学媒体３１６それぞれとして例えば半導体光増幅器が好適に用いられる。なお、非線形光学媒体３１６については省略が可能である。光結合器３１３は、非線形光学媒体３１５から出力される光を第１入力端子に入力するとともに、非線形光学媒体３１６から出力された光を第２入力端子に入力して、これらの光をともに光フィルタ３１７に導く。光フィルタ３１７は、無変調光と同じ光周波数を有する成分を抽出し出力する。光分岐器３３０は、光結合器３１３から出力された光を入力し、この光を分岐して光検出器３２０および光出力端３０２へ出力する。

すなわち、この光学部品３１０は、光分岐器３１１と光結合器３１３との間でマッハツェンダ型干渉計を構成していて、光分岐器３１１と光結合器３１３との間の２つの光路のうち、一方の光路に非線形光学媒体３１５を備え、他方の光路に非線形光学媒体３１６を備えている。非線形光学媒体３１５は、評価対象である光信号を入力するとともに、光源３１４から出力される無変調光をも入力する。非線形光学媒体３１６は、光源３１４から出力される無変調光を入力する。

このような構成の信号品質情報装置３００では、光信号および無変調光を入力する非線形光学媒体３１５において相互位相変調が生じて、無変調光に光信号の強度が位相回転に変換されて付加される。そして、この非線形光学媒体３１５から出力される光と、非線形光学媒体３１６から出力される無変調光とが、光結合器３１３により合波されると、その合波の際に干渉が生じて、入力光強度Ｐ_ｉｎに応じた出力光強度Ｐ_ｏｕｔが得られる。

光学部品３１０から出力される光の強度Ｐ_ｏｕｔは、下記(5)式で表される。ここで、Ｐ_ｃｗは無変調光の強度であり、αは損失をも考慮した定数である。ΔΦは、相互位相変調における位相回転量を表しており、入力光強度Ｐ_ｉｎの関数である。入力光強度Ｐ_ｉｎの増加に対してΔΦが単調に増加するので、出力光強度Ｐ_ｏｕｔは入力光強度Ｐ_ｉｎを変数とする周期的に増減する関数となる。
Ｐ _ｏｕｔ ＝αＰ _ｃｗ ｛１＋cos(ΔΦ(Ｐ _ｉｎ ))｝ …(5)

次に、図２０および図２１を用いて、本実施形態に係る信号品質情報装置１０１（図６）を含む光信号評価システム１０，２０について説明する。これらの光信号評価システム１０，２０は、ディジタル光信号を光伝送路により伝送する光伝送システムにおいて該光伝送路の何れかの位置に設けられ、その位置における光信号の品質を評価するものである。

図２０は、本実施形態に係る光信号評価システム１０の構成図である。この図に示される光信号評価システム１０は、光フィルタ４１０、光増幅器４２０、光出力検出器４３０、制御信号生成部４４０、光信号品質調整部４５０および光分岐器４６０を備える。なお、制御信号生成部４４０は光信号調整部４５０に含まれても良い。

光分岐器４６０は、光伝送路５１０により伝送されて到達したディジタル光信号を入力して、その光信号の一部を光フィルタ４１０へ出力し、残部を光信号品質調整部４５０へ出力する。光フィルタ４１０は、光分岐器４６０から到達した光信号を入力して、そのうちから評価すべき波長の光信号を選択的に出力する。光増幅器４２０は、光フィルタ４１０から出力された光信号を入力して、この光信号の１レベルを所定強度まで光増幅して出力する。なお、光増幅器４２０から出力される光信号の１レベルの所定強度とは、上述した原理により信号品質情報装置１０１が光信号の品質を評価し得る強度である。光出力検出器４３０は、光増幅器４２０における入力光レベルおよび出力光レベルを検出する。

信号品質情報装置１０１は、光増幅器４２０から出力された光信号を入力し、この光信号の品質を評価して、その評価結果を表す信号を出力する。制御信号生成部４４０は、信号品質情報装置１０１による光信号評価結果と、光出力検出器４３０による光増幅器４２０における入出力光レベルの検出結果とに基づいて、光信号品質調整部４５０を制御するための制御信号を出力する。そして、光信号品質調整部４５０は、制御信号生成部４４０から出力された制御信号により制御されて、光分岐器４６０から出力されて到達した光信号の品質を調整し、この調整した光信号を光伝送路５２０へ出力する。

なお、信号品質情報装置１０１は、上述した本実施形態に係るものである。信号品質情報装置１０１に替えて、信号品質情報装置２００，３００が用いられてもよい。また、光信号品質調整部４５０は、光信号の累積波長分散の絶対値を小さくするのが好適であり、或いは、光信号の偏波モード分散を小さくするのも好適である。

このように構成される光信号評価システム１０は以下のように動作する。光伝送路５１０により伝送されて光信号評価システム１０に到達した光信号は、この光信号評価システム１０において、光分岐器４６０により一部が分岐される。その分岐された光信号は、光増幅器４２０により光増幅されて所定強度とされ、信号品質情報装置１０１に入力し、この信号品質情報装置１０１により品質が評価される。また、光増幅器４２０における光信号の入力レベルおよび出力レベルは光出力検出器４３０により検出される。

信号品質情報装置１０１による光信号評価結果と、光出力検出器４３０による光増幅器４２０における入出力光レベルの検出結果とは、制御信号生成部４４０に入力する。これら光信号評価結果と入出力光レベル検出結果とに基づいて、制御信号生成部４４０から、光信号品質調整部４５０を制御するための制御信号が出力される。そして、光信号品質調整部４５０により、この制御信号生成部４４０から出力された制御信号に基づいて、光分岐器４６０から出力されて到達した光信号の品質（例えば波長分散や偏波モード分散）が調整され、この調整された光信号が光伝送路５２０へ出力される。また、図２２に示される光信号評価システム１０Ａの構成の如く、光信号品質調整部４５０を光結合器４６０より手前に配置すれば、ループ制御により自動的に出力を光信号を最適の状態にすることができるため好適である。

図２１は、他の実施形態に係る光信号評価システム２０の構成図である。この図に示される光信号評価システム２０は、光フィルタ４１０、光増幅器４２０、光出力検出器４３０、制御信号生成部４４０および光信号品質調整部４５０を備える。

光フィルタ４１０は、光伝送路５１０により伝送されて到達したディジタル光信号を入力して、そのうちから評価すべき波長の光信号を選択的に出力する。光増幅器４２０は、光フィルタ４１０から出力された光信号を入力して、この光信号の１レベルを所定強度まで光増幅して出力する。なお、光増幅器４２０から出力される光信号の１レベルの所定強度とは、上述した原理により信号品質情報装置１０１が光信号の品質を評価し得る強度である。光出力検出器４３０は、光増幅器４２０における入力光レベルおよび出力光レベルを検出する。

信号品質情報装置１０１は、光増幅器４２０から出力された光信号を入力し、この光信号の品質を評価して、その評価結果を表す信号を出力する。制御信号生成部４４０は、信号品質情報装置１０１による光信号評価結果と、光出力検出器４３０による光増幅器４２０における入出力光レベルの検出結果とに基づいて、光信号品質調整部４５０を制御するための制御信号を出力する。そして、光信号品質調整部４５０は、制御信号生成部４４０から出力された制御信号により制御されて、信号品質情報装置１０１から出力されて到達した光信号の品質を調整し、この調整した光信号を光伝送路５２０へ出力する。

なお、信号品質情報装置１０１は、上述した本実施形態に係るものである。信号品質情報装置１０１に替えて、信号品質情報装置２００，３００が用いられてもよい。また、光信号品質調整部４５０は、光信号の累積波長分散の絶対値を小さくするのが好適であり、或いは、光信号の偏波モード分散を小さくするのも好適である。

このように構成される光信号評価システム２０は以下のように動作する。光伝送路５１０により伝送されて光信号評価システム１０に到達した光信号は、この光信号評価システム１０において、光増幅器４２０により光増幅されて所定強度とされ、信号品質情報装置１０１に入力し、この信号品質情報装置１０１により品質が評価される。また、光増幅器４２０における光信号の入力レベルおよび出力レベルは光出力検出器４３０により検出される。

信号品質情報装置１０１による光信号評価結果と、光出力検出器４３０による光増幅器４２０における入出力光レベルの検出結果とは、制御信号生成部４４０に入力する。これら光信号評価結果と入出力光レベル検出結果とに基づいて、制御信号生成部４４０から、光信号品質調整部４５０を制御するための制御信号が出力される。そして、光信号品質調整部４５０により、この制御信号生成部４４０から出力された制御信号に基づいて、信号品質情報装置１０１から出力されて到達した光信号の品質（例えば波長分散や偏波モード分散）が調整され、この調整された光信号が光伝送路５２０へ出力される。この場合にも、また、図２３に示される光信号評価システム２０Ａの構成の如く、光信号品質調整部４５０を光増幅器４２０より手前に配置すれば、ループ制御により自動的に出力を光信号を最適の状態にすることができるため好適である。

本実施形態に係る光信号評価システム２０は、光信号の品質の評価だけでなく、光信号の波形整形をも行うことができる。すなわち、光増幅器４２０から出力される光信号の１レベルの所定強度を、図２で示したように出力光強度Ｐ_ｏｕｔが極大となる入力光強度Ｐ_１以下とすることで、信号品質情報装置１０１において光信号が整形される。これにより、光増幅器４２０で発生したＡＳＥ光や光信号の歪みを圧縮することができる。

図２０，図２１に示した光信号評価システム１０，２０は、信号品質情報装置１０１に加えて、光信号の品質（例えば波長分散や偏波モード分散）を調整する光信号品質調整部４５０を含むものであったが、光信号を受信する光受信器を含むのも好適である。このようにすることにより、光受信器に到達する光信号の品質を信号品質情報装置１０１により評価して、この評価結果に基づいて、該光信号を受信した光受信器から出力される電気信号の処理を柔軟に行うことがきる。

また、光信号評価システム１０，２０は、信号品質情報装置１０１に加えて、光信号品質調整部４５０および光受信器の双方を含むのも好適である。このようにすることにより、信号品質情報装置１０１による評価結果に基づいて、信号品質調整部４５０により光信号の品質を調整し、その調整した光信号を光受信器により受信することができる。

次に、他の実施形態に係る信号品質情報装置および信号品質評価方法について説明する。図２４は、本実施形態に係る信号品質情報装置６００の構成図である。図２４（ａ）は、本実施形態に係る信号品質情報装置６００の構成を示し、同図（ｂ）は、この信号品質情報装置６００に含まれる変換装置６２０の入出力特性を示す。

信号品質情報装置６００は、高速光検出器６１０、変換装置６２０および出力検出器６３０を備える。高速光検出器６１０は、例えばフォトダイオードを含み、ディジタル光信号を入力し、その入力した光信号の強度に応じた大きさの電気信号を出力する。変換装置６２０は、高速光検出器６１０から出力された電気信号を入力し、その入力した電気信号の大きさＰ_ｉｎに応じた大きさＰ_ｏｕｔの電気信号を出力する。この変換装置６２０は、図２４（ｂ）に示されるように、出力強度Ｐ_ｏｕｔが入力強度Ｐ_ｉｎの関数であり、その関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）が少なくとも１つの極大点を有する。関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）は複数の極大点を有していてもよい。出力検出器６３０は、変換装置６２０から出力される電気信号を入力し、その入力した電気信号のＤＣ成分の大きさを検出する。

この図２４に示された信号品質情報装置６００は、図１〜図３に示された信号品質情報装置１００と比較すると、以下の点で相違する。すなわち、信号品質情報装置１００（図１）では、入出力の関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）が少なくとも１つの極大点を有している部品が光学部品１１０であって、その光学部品１１０の入力および出力の双方が光信号である。これに対して、信号品質情報装置６００（図２４）では、入出力の関数Ｐ_ｏｕｔ（Ｐ_ｉｎ）が少なくとも１つの極大点を有している部品が変換装置６２０であって、その変換装置６２０の入力および出力の双方が電気信号である。

したがって、この信号品質情報装置６００では、高速光検出器６１０により光信号から電気信号に変換され、高速光検出器６１０から出力された電気信号が変換装置６２０に入力して該変換装置６２０から電気信号が出力され、変換装置６２０から出力された電気信号のＤＣ成分の大きさが出力検出器６３０により検出される。そして、出力検出器６３０による検出結果に基づいて、高速光検出器６１０に入力する光信号の品質を評価することができる。

このような入出力電気信号特性を有する変換装置６２０が電気回路により構成される信号品質情報装置６００は、前述の入出力光信号特性を有する光学部品１１０を含む信号品質情報装置１００（図１〜図３）と比較すると、サイズが小さい。なお、高速光検出器６１０と変換装置６２０とが一体化された光-電気変換装置６４０が用いられても構わない。

次に、図２５および図２６を用いて、本実施形態に係る信号品質情報装置６００を含む光信号評価システム３０，４０について説明する。これらの光信号評価システム３０，４０は、ディジタル光信号を光伝送路により伝送する光伝送システムにおいて該光伝送路の何れかの位置に設けられ、その位置における光信号の品質を評価するものである。

図２５は、本実施形態に係る光信号評価システム３０の構成図である。この図に示される光信号評価システム３０は、光増幅器４２０、光出力検出器４３０、制御信号生成部４４０、光分岐器４６０、光-電気変換装置６４０および出力検出器６３０を備える。

光分岐器４６０は、光伝送路５１０により伝送されて到達したディジタル光信号を入力して、その光信号の一部を光増幅器４２０へ出力し、残部を光伝送路５２０へ出力する。光増幅器４２０は、光分岐器４６０から到達した光信号を入力して、この光信号を光増幅して出力する。光出力検出器４３０は、光増幅器４２０における入力光レベルおよび出力光レベルを検出する。

光-電気変換装置６４０および出力検出器６３０は、信号品質情報装置６００を構成しており、光増幅器４２０から出力された光信号を入力し、この光信号の品質を評価して、その評価結果を表す信号を出力する。制御信号生成部４４０は、信号品質情報装置６００による光信号評価結果と、光出力検出器４３０による光増幅器４２０における入出力光レベルの検出結果とに基づいて、光信号品質調整部（不図示）を制御するための制御信号を生成して、この制御信号を制御線５３０へ出力する。

図２６は、本実施形態に係る光信号評価システム４０の構成図である。この図に示される光信号評価システム４０は、電気増幅器４２０Ａ、検出器４３０Ａ、制御信号生成部４４０Ａ、分岐器４６０Ａ、高速光検出器６１０、変換装置６２０および出力検出器６３０を備える。

高速光検出器６１０は、光伝送路５１０により伝送されて到達したディジタル光信号を受光して、その受光した光信号の強度に応じた大きさの電気信号を出力する。分岐器４６０Ａは、高速光検出器６１０から出力された電気信号を入力して、その電気信号を電気増幅器４２０Ａへ出力するとともに、その電気信号を出力線５４０（例えば受信器内部と接続された線）へも出力する。電気増幅器４２０Ａは、分岐器４６０Ａから到達した電気信号を入力して、この電気信号を増幅して出力する。検出器４３０Ａは、電気増幅器４２０Ａにおける入力電気レベルおよび出力電気レベルを検出する。

高速光検出器６１０、変換装置６２０および出力検出器６３０は、信号品質情報装置６００を構成しており、光信号の品質を評価して、その評価結果を表す信号を出力する。制御信号生成部４４０Ａは、信号品質情報装置６００による光信号評価結果と、検出器４３０Ａによる増幅器４２０Ａにおける入出力電気レベルの検出結果とに基づいて、光信号品質調整部（不図示）を制御するための制御信号を生成して、この制御信号を制御線５３０へ出力する。

特に、この図２６に示される構成では、光信号評価システム４０は、波形整形等と共に受信器の内部に設けられることが可能である。また、分岐器４６０Ａの手前に電気での分散補償器（ＥＤＣ: Electronic Dispersion Compensator）を配置すれば、受信器内部での自動分散補償を実現することができる。

本実施形態に係る信号品質情報装置および信号品質評価方法における光信号評価の原理を説明する図である。 本実施形態に係る信号品質情報装置および信号品質評価方法における光信号評価の原理を説明する図である。 本実施形態に係る信号品質情報装置および信号品質評価方法における光信号評価の原理を説明する図である。 信号品質モニタの説明図である。 信号品質モニタの説明図である。 本実施形態に係る信号品質情報装置の変形例の構成を示す図である。 信号波形整形の説明図である。 信号波形整形の説明図である。 本実施形態に係る信号品質情報装置の他の変形例の構成を示す図である。 信号品質調整の説明図である。 本実施形態に係る信号品質情報装置２００の構成図である。 信号品質情報装置２００の動作のシミュレーションの結果を示す図である。 信号品質情報装置２００の動作（ＲＺ、累積波長分散０ｐｓ／ｎｍ）のシミュレーションの結果を示す図である。 信号品質情報装置２００の動作（ＲＺ、累積波長分散４０ｐｓ／ｎｍ）のシミュレーションの結果を示す図である。 信号品質情報装置２００の動作（ＣＳＲＺ、累積波長分散０ｐｓ／ｎｍ）のシミュレーションの結果を示す図である。 信号品質情報装置２００の動作（ＣＳＲＺ、累積波長分散６０ｐｓ／ｎｍ）のシミュレーションの結果を示す図である。 信号品質情報装置２００の動作のシミュレーションの結果を示す図である。 累積波長分散とアイ開口ペナルティとの関係を示すグラフである。 本実施形態に係る信号品質情報装置３００の構成図である。 本実施形態に係る光信号評価システム１０の構成図である。 本実施形態に係る光信号評価システム２０の構成図である。 本実施形態に係る光信号評価システム１０Ａの構成図である。 本実施形態に係る光信号評価システム２０Ａの構成図である。 本実施形態に係る信号品質情報装置６００の構成図である。 本実施形態に係る光信号評価システム３０の構成図である。 本実施形態に係る光信号評価システム４０の構成図である。 ＦＢＧを用いた分散調整手段の構成図である。 ＭＥＭＳを用いた分散調整手段の構成図である。 ＰＬＣを用いた分散調整手段の構成図である。 エタロンを用いた分散調整手段の構成図である。 高次モードＤＣＦを用いた分散調整手段の構成図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，２０，２０Ａ，３０，４０…光信号評価システム、１００〜１０２…信号品質情報装置、１１０…光学部品、１２０…光出力検出器、２００…信号品質情報装置、２１０…光学部品、２１１…光結合器、２１２…非線形光学媒体、２１３，２１４…光ファイバ、２１５…光サーキュレータ、２２０…光検出器、２３０…光分岐器、３００…信号品質情報装置、３１０…光学部品、３１１…光分岐器、３１２…光結合器、３１３…光結合器、３１４…光源、３１５…非線形光学媒体、３１６…非線形光学媒体、３１７…光フィルタ、３２０…光検出器、３３０…光分岐器、４１０…光フィルタ、４２０…光増幅器、４３０…光出力検出器、４４０…制御信号生成部、４５０…光信号品質調整部、６００…信号品質情報装置、６１０…高速光検出器、６２０…変換装置、６３０…出力検出器、６４０…光-電気変換措置。

Claims (12)

1. 光信号の品質情報を出力する信号品質情報装置であって、
   入力光強度Ｐ_ｉｎに対して出力光強度Ｐ_ｏｕｔが少なくとも１つの極大点を有する出力光を出力する変換器と、
   光信号の複数の光パルスに相当する前記変換器の出力光の時間平均強度を検出し、前記出力光の時間平均強度を前記光信号の品質情報として出力する出力検出器とを有し、
   前記光信号は、光信号の1レベルの強度に対応するパルスの最大強度が、前記変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における所定の値に設定される
   ことを特徴とする信号品質情報装置。
2. 前記変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における最大の入力光強度Ｐ _２ に対する出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が０になる
   ことを特徴とする請求項１記載の信号品質情報装置。
3. 前記変換器は、
   前記光信号を第１端子に入力し分岐して第２端子及び第３端子から出力するとともに、前記第２端子及び前記第３端子に入力した光を前記第１端子から前記変換器の出力光として出力し、前記第1端子から前記第2端子および前記第3端子への分岐比が１：１でない光結合器と、
   非線形光学効果を有する非線形光学媒体と、
   前記光結合器の前記第２端子と前記非線形光学媒体の一方の端とを光学的に接続する光路、および、前記光結合器の前記第３端子と前記非線形光学媒体の他方の端とを光学的に接続する光路と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の信号品質情報装置。
4. 前記変換器は、
   前記光信号の波長と異なる波長を有する無変調光を出力する光源と、
   前記光源から出力される無変調光を入力端子に入力し分岐して第１出力端子及び第２出力端子から出力する光分岐器と、
   前記光信号を第１入力端子に入力するとともに、前記第１出力端子から出力される光を第２入力端子に入力して、前記第１入力端子及び前記第２入力端子に入力した光をともに第３出力端子から出力する第１光結合器と、
   前記第３出力端子から出力される光を入力する第１非線形光学媒体と、
   前記第２出力端子から出力される光を入力する第２非線形光学媒体と、
   前記第１非線形光学媒体から出力される光を第３入力端子に入力するとともに、前記第２非線形光学媒体から出力される光を第４入力端子に入力して、前記第３入力端子及び前記第４入力端子に入力した光をともに第４出力端子から出力する第２光結合器と、
   前記第２光結合器から出力される光のうち無変調光と同じ光周波数成分を抽出し、前記変換器の出力光として出力する光フィルタと
   を含むことを特徴とする請求項１記載の信号品質情報装置。
5. 光信号の品質を評価する信号品質評価方法であって、
   入力光強度Ｐ_ｉｎに対して出力光強度Ｐ_ｏｕｔが少なくとも1つの極大点を有する出力光を出力する変換器を用意し、
   前記変換器に、評価対象として、光信号の1レベルの強度に対応するパルスの最大強度が、前記変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における所定の値に設定された光信号を入力し、
   前記光信号の複数の光パルスに相当する前記変換器の出力光の時間平均強度を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の品質を評価する
   ことを特徴とする信号品質評価方法。
6. 前記変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における最大の入力光強度Ｐ _２ に対する出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が０になる
   ことを特徴とする請求項５記載の信号品質評価方法。
7. 前記変換器は、
   前記光信号を第１端子に入力し分岐して第２端子及び第３端子から出力するとともに、前記第２端子及び前記第３端子に入力した光を前記第１端子から前記変換器の出力光として出力し、前記第1端子から前記第2端子および前記第3端子への分岐比が１：１でない光結合器と、
   非線形光学効果を有する非線形光学媒体と、
   前記光結合器の前記第２端子と前記非線形光学媒体の一方の端とを光学的に接続する光路、および、前記光結合器の前記第３端子と前記非線形光学媒体の他方の端とを光学的に接続する光路と、
   を含むことを特徴とする請求項５記載の信号品質評価方法。
8. 前記変換器は、
   前記光信号の波長と異なる波長を有する無変調光を出力する光源と、
   前記光源から出力される無変調光を入力端子に入力し分岐して第１出力端子及び第２出力端子から出力する光分岐器と、
   前記光信号を第１入力端子に入力するとともに、前記第１出力端子から出力される光を第２入力端子に入力して、前記第１入力端子及び前記第２入力端子に入力した光をともに第３出力端子から出力する第１光結合器と、
   前記第３出力端子から出力される光を入力する第１非線形光学媒体と、
   前記第２出力端子から出力される光を入力する第２非線形光学媒体と、
   前記第１非線形光学媒体から出力される光を第３入力端子に入力するとともに、前記第２非線形光学媒体から出力される光を第４入力端子に入力して、前記第３入力端子及び前記第４入力端子に入力した光をともに第４出力端子から出力する第２光結合器と、
   前記第２光結合器から出力される光のうち無変調光と同じ光周波数成分を抽出し、前記変換器の出力光として出力する光フィルタと
   を含むことを特徴とする請求項５記載の信号品質評価方法。
9. 光伝送路より取出された光信号の品質情報を出力する請求項１記載の信号品質情報装置と、
   前記光伝送路と前記信号品質情報装置の間に設けられ、前記光信号を増幅する増幅器と
   を備え、
   前記増幅器は、前記信号光の1レベルの強度に対応するパルスの最大強度を、前記変換器において入力光強度Ｐ _ｉｎ が大きいほど出力光強度Ｐ _ｏｕｔ が小さくなる入力光強度Ｐ _ｉｎ の範囲のうち最小の範囲における所定の値となるように前記光信号を前記信号品質情報装置に入力する
   ことを特徴とする光信号評価システム。
10. 前記変換器の前段には、前記光信号の累積波長分散を調整する調整パラメータを増減し、前記変換器の出力光の時間平均強度が小さくなる方向に前記光信号の累積波長分散を調整する光信号品質調整部を更に備えることを特徴とする請求項９記載の光信号評価システム。
11. 前記変換器の前段には、前記光信号の偏波モード分散を調整する調整パラメータを増減し、前記変換器の出力光の時間平均強度が小さくなる方向に前記光信号の偏波モード分散を調整する光信号品質調整部を更に備えることを特徴とする請求項９記載の光信号評価システム。
12. 光信号を光伝送路により伝送する光伝送システムであって、前記光伝送路の途中に請求項９〜１１のいずれか１項に記載の光信号評価システムを備えることを特徴とする光伝送システム。
    

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