JP4915196B2 - 光信号品質モニタ装置 - Google Patents

Description

本発明は光信号品質モニタ装置に関し、例えば、光伝送システムに適用し得るものである。

光伝送システムにおいては、伝送される光信号の品質をモニタし、受信部などにモニタ結果を反映させることが行われる。

例えば、信号品質を、中継器間でパリティ検査することによりモニタし、故障区間の同定や代替区間への切替信号を得ている。パリティ検査は、光信号を復調した後に誤りの検出を行うため、伝送区間の品質変動の速度が速い場合にはパリティ検査結果が対象区間の品質を正しく反映していない恐れがある。

そのため、光信号の品質をほぼリアルタイムでモニタすることが好ましく、特許文献１には、このような要求に応える光信号品質モニタが提案されている。特許文献１の記載の光信号品質モニタは、基本クロック周波数の自然数（Ｎ）倍のビットレートを有する光信号を電気信号に変換する光電変換器と、基本クロック周波数の自然数（ｎ）の１と僅かに異なる繰り返し周波数のタイミングクロックを発生するタイミングクロック発生手段と、タイミングクロックで電気信号のレベルを一定時間だけサンプルしてそのヒストグラムを測定し、ヒストグラムの分布状況によって信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を求めて光信号の品質を検査する電気信号処理手段とを有している。特許文献１の記載技術では、非同期でサンプリングを行い、短時間で波形を取得することにより、比較的簡易な構成でＱ値（信号対雑音比と等価なパラメータである）をモニタすることができる。
特開２００５−１５１５９７

しかしながら、特許文献１の記載技術では、伝送される光信号におけるビットレートが高くなればなるほど、サンプリングする点が少なくなり、測定の難易度が増すという問題点があった。

そのため、伝送光信号におけるビットレートが高くなっても、光信号の品質を精度良くしかも迅速にモニタすることができる光信号品質モニタ装置が望まれている。

第１の本発明の光信号品質モニタ装置は、（１）入力された光信号のビットレートの自然数分の１の周波数からオフセット周波数分だけずれている周波数を有する電気信号でなる局部発振信号を発振する局部発振手段と、（２）ＥＡ変調器を利用して、入力された上記光信号と電気信号でなる上記局部発振信号とを混合する混合手段と、（３）上記混合手段から出力された信号の、上記オフセット周波数の自然数倍の周波数を有する少なくとも１つのビート成分を抽出するフィルタ手段と、（４）入力された上記光信号の品質が良好なほど強く現れる抽出されたビート成分の強度を検出する強度検出手段とを備え、（５）上記局部発振信号との関係を規定する上記自然数分の１が異なっている、ビットレートが異なる複数種類の光信号のいずれかが択一的に入力されることがあり、（６）上記複数種類の光信号のそれぞれの種類に対応させて、上記フィルタ手段及び上記強度検出手段の組をそれぞれ設け、（７）各組の上記フィルタ手段はそれぞれ、その組に係る種類の光信号が入力されているときに生じる、各光信号に対応する上記自然数と上記オフセット周波数との積の周波数成分を抽出することを特徴とする。第２の本発明の光信号品質モニタ装置は、（１）入力された光信号のビットレートの自然数分の１の周波数からオフセット周波数分だけずれている周波数を有する電気信号でなる局部発振信号を発振する局部発振手段と、（２）入力された上記光信号と電気信号でなる上記局部発振信号とを混合する混合手段と、（３）上記混合手段から出力された信号の、上記オフセット周波数の自然数倍の周波数を有する少なくとも１つのビート成分を抽出するフィルタ手段と、（４）入力された上記光信号の品質が良好なほど強く現れる抽出されたビート成分の強度を検出する強度検出手段とを備え、（５）上記フィルタ手段として、上記混合手段から出力された信号の異なるビート成分を抽出する複数のフィルタ手段を設けると共に、上記強度検出手段として、上記各フィルタ手段に対応させてそれぞれ設け、（６）上記異なるビート成分は、短パルスでなる入力された上記光信号のＯＳＮＲの変動に対して、上記各強度検出手段からの検出強度が同じ変化をすると共に、上記光信号のパルス幅の広がりに対して、上記各強度検出手段からの検出強度が異なる変化をする関係があり、（７）短パルスでなる入力された上記光信号のＯＳＮＲ変動と、上記光信号のパルス幅の広がりとを弁別可能としたことを特徴とする。

本発明の光信号品質モニタ装置によれば、伝送光信号におけるビットレートが高くなっても、光信号の品質を精度良くしかも迅速にモニタすることができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による光信号品質モニタ装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の光信号品質モニタ装置の構成と配置位置を示すブロック図である。

第１の実施形態の光信号品質モニタ装置１００は、受信処理を行う受信装置本体２と共に光受信装置１を構成しているものである。

光伝送路３から光受信装置１に入力された光信号は、光カプラ４によって２分岐され、受信装置本体３と、第１の実施形態の光信号品質モニタ装置１００に入力されるようになされている。

第１の実施形態の光信号品質モニタ装置１００は、ＥＡ変調器１０１、Ｏ／Ｅ変換素子１０２、帯域通過フィルタ１０３、増幅器１０４、局部発振器１０５及び強度検出器１０６を有する。ここで、ＥＡ変調器１０１及びＯ／Ｅ変換素子１０２が光信号系統の構成であり、その他が電気信号系統の構成である。

局部発振器１０５は、入力された光信号のビットレートで定まる周波数を有する正弦波状の局部発振信号（電気信号）を発振するものであり、増幅器１０４は、ＥＡ変調器１０１を駆動するために局部発振信号を増幅してＥＡ変調器１０１の制御端子に与えるものである。

例えば、当該光信号品質モニタ装置１００への入力光信号がＮ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号であれば、局部発振器１０５は、Ｎ／ｎ−Δｆ［Ｈｚ］の周波数の局部発振信号を発生する（ｎは任意の整数）。なお、Ｎは、例えば、ＩＴＵ−Ｔで規定されているＯＣ−７６８／ＳＴＭ−２５６で使用される３９．８３１２［Ｇｂｉｔ／ｓ］等の値である。

ＥＡ変調器１０１は、当該ＥＡ変調器１０１への入力が光信号と電気信号であるが、機能的には伝送されてきた光信号と局部発振信号とを混合するものである。言い換えると、ＥＡ変調器１０１は、伝送されてきた光信号の周波数を、局部発振信号に基づいてダウンコンバートするものである。当該光信号品質モニタ装置１００への入力光信号がＮ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号であり、局部発振信号の周波数がＮ／ｎ−Δｆ［Ｈｚ］であれば、ＥＡ変調器１０１は、ｎ×Δｆ［Ｈｚ］を主成分とする光信号を出力する。

Ｏ／Ｅ変換素子１０２は、ＥＡ変調器１０１から出力された光信号を電気信号に変換するものである。

帯域通過フィルタ１０３は、変換された電気信号における、ＥＡ変調器１０１から出力された光信号の主成分の周波数成分を取り出すものである。

強度検出器１０６は、帯域通過フィルタ１０３の出力信号における強度（振幅又はパワー）を、当該光信号品質モニタ装置１００に入力された光信号の品質（信号対雑音比）を表すものとして検出し、検出結果を受信装置本体３に与えるものである。帯域通過フィルタ１０３の出力信号は電気信号であって「強度」という表現は一般に用いられないが、意図しているのは、光信号段階の「強度」であるので、電気信号段階に対するものであるが「強度」という表現を用いる。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の光信号品質モニタ装置１００の動作を説明する。

伝送されてきて当該光信号品質モニタ装置１００に入力された受信光信号（Ｎ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号）は、ＥＡ変調器１０１によって、局部発振器１０５から出力され、増幅器１０４によって増幅された局部発振信号（周波数はＮ／ｎ−Δｆ［Ｈｚ］）と混合され、ｎ×Δｆ［Ｈｚ］を主成分とする光信号がＥＡ変調器１０１から出力される。ＥＡ変調器１０１から出力された光信号は、Ｏ／Ｅ変換素子１０２によって、電気信号に変換された後、帯域通過フィルタ１０３を通過することにより、ｎ×Δｆ［Ｈｚ］の周波数成分が抽出される。抽出されたｎ×Δｆ［Ｈｚ］の周波数成分の強度が、強度検出器１０６によって、入力された光信号の品質（信号対雑音比）を表すものとして検出される。

図２は、１６０［Ｇｂｉｔ／ｓ］の入力光信号に対して、ｎを４、Δｆを２５０［ｋＨｚ］として、帯域通過フィルタ１０３から出力されるｎ×Δｆ［Ｈｚ］の周波数成分を有する信号、すなわち、１［ＧＨｚ］の信号の信号波形を示している。なお、図２は、シミュレーション結果である信号波形図を示している。

図２において、振幅が大きい波形Ａは、入力光信号のＯＳＮＲ（光信号対雑音比）が２３ｄＢの場合のときの帯域通過フィルタ１０３の出力を示しており、振幅が小さい波形Ｂは、入力光信号のＯＳＮＲが１０ｄＢの場合のときの帯域通過フィルタ１０３の出力を示している。図２からは、入力光信号の品質（ＯＳＮＲ）が劣化すると、帯域通過フィルタ１０３の出力の強度が落ちることが分かる。

図３は、横軸に入力光信号のＯＳＮＲ、縦軸に強度検出器１０６による検出強度を示している。

図２や図３から、ＯＳＮＲの劣化に対して強度が減少することが分かる。また、図３から、ＯＳＮＲが２０ｄＢより劣化すると、ＯＳＮＲの変化に対する強度の変化割合が大きく（図３の曲線の傾斜が急になり）、強度をモニタすることで、ＯＳＮＲの値そのものを検出できることが分かる。強度検出器１０６は、強度（ＯＳＮＲの値）を出力するものであっても良く、閾値との比較結果を出力するものであっても良い。

ＥＡ変調器１０１で混合し、帯域通過フィルタ１０３で混合によるビート成分を取り出す場合において、入力光信号の品質が良ければ、混合によるビート成分も拡がらず、帯域通過フィルタ１０３を通過してもほとんど濾波されずに通過し、一方、入力光信号の品質が悪ければ、混合によってビート成分が拡がり、帯域通過フィルタ１０３を通過する際に一部が濾波され、その結果、入力光信号の品質の良否によって、帯域通過フィルタ１０３からの出力信号の強度（パワー）が異なり、図２や図３に示すような結果が得られる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、図１に示すような簡易な構成によって、入力光信号の品質（ＯＳＮＲ）を検出することができ、しかも、品質（ＯＳＮＲ）がある程度以下のとき（２０ｄＢより小さいとき）には、品質を数値化して捉えることができる。

また、第１の実施形態によれば、入力光信号の品質を捉えるのに統計的な処理を利用していないので、品質変動をほぼリアルタイムに反映した検出結果を得ることができる。

さらに、第１の実施形態によれば、ＥＡ変調器１０１において混合し、帯域通過フィルタ１０３によってビート成分を抽出し、抽出後の成分の強度を強度検出器１０６によって検出するようにしたので、伝送光信号におけるビットレートが高くても、強度検出器１０６が検出する際の信号の周波数は低く（上述した例の場合であれば、入力光信号の周波数の１／１６０の周波数）、そのため、精度良く品質を検出することができる。また、高い周波数で動作する部分が、ＥＡ変調器１０１だけであるので、この点からも、伝送光信号におけるビットレートが高くても容易に対応できている。

さらに、ｎ×Δｆ［Ｈｚ］が帯域通過フィルタ１０３の帯域内であれば良いため、Δｆ［Ｈｚ］は比較的柔軟に設定することができ、このため、局部発振器１０５は、入力光信号に同期する必要はなく、この点でも、構成を簡易なものにすることができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による光信号品質モニタ装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

図４は、第２の実施形態の光信号品質モニタ装置の構成を示すブロック図であり、上述した図１に示した第１の実施形態との同一、対応部分には、同一、対応符号を付して示している。

第２の実施形態の光信号品質モニタ装置１００Ａは、複数種類（図４は３種類の場合を示している）のビットレートの入力光信号のいずれかが択一的に入力されるものであり、いずれのビットレートの入力光信号にも対応できるようにしたものである。

図４において、第２の実施形態の光信号品質モニタ装置１００Ａは、ＥＡ変調器１０１、Ｏ／Ｅ変換素子１０２、増幅器１０４及び局部発振器１０５を１個ずつ備えると共に、対応できるビットレートの種類数ずつの帯域通過フィルタ１０３−１〜１０３−３及び強度検出器１０６−１〜１０６−３を備え、さらに、第１の実施形態では設けられていない分岐回路１０７を有する。

ＥＡ変調器１０１、Ｏ／Ｅ変換素子１０２、増幅器１０４及び局部発振器１０５は第１の実施形態のものと同様であり、また、ビットレートを考慮しなければ、帯域通過フィルタ１０３−１〜１０３−３及び強度検出器１０６−１〜１０６−３も、第１の実施形態のものと同様である。

分岐回路１０７は、Ｏ／Ｅ変換素子１０２から出力された信号を３分岐し、帯域通過フィルタ１０３−１〜１０３−３に与えるものである。

なお、分岐回路１０７に代え、入力光信号のビットレートに応じて出力端を切り替えるスイッチ回路を適用するようにしても良く、また、このようにした場合には、強度検出器１０６−１〜１０６−３を１個に置き換えることもできる。分岐回路１０７を適用した場合でも、帯域通過フィルタ１０３−１〜１０３−３の後段にスイッチ回路を設けて、強度検出器１０６−１〜１０６−３を１個に置き換えるようにしても良い。

例えば、３種類の入力光信号が、ビットレートがＮ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号、Ｎ／（ｎ／２）［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号、及び、Ｎ／ｎ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号とする。Ｎ［ｂｉｔ／ｓ］は、例えば、１５９．２５２４８［Ｇｂｉｔ／ｓ］等の値である。

３種類の入力光信号が考えられるが、局部発振器１０５は、Ｎ／ｎ−Δｆ［Ｈｚ］の周波数の局部発振信号を出力する。

入力光信号が、ビットレートがＮ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号であると、ＥＡ変調器１０１での混合により、周波数ｎ×Δｆ［Ｈｚ］を主成分とする信号が出力され、Ｏ／Ｅ変換素子１０２によって光電変換された後、分岐回路１０７によって３分岐され、帯域通過フィルタ１０３−１〜１０３−３に与えられる。

ここで、帯域通過フィルタ１０３−１が周波数成分ｎ×Δｆ［Ｈｚ］を濾波するものであり、帯域通過フィルタ１０３−２が周波数成分（ｎ／２）×Δｆ［Ｈｚ］を濾波するものであり、帯域通過フィルタ１０３−３が周波数成分Δｆ［Ｈｚ］を濾波するものであると、帯域通過フィルタ１０３−１だけが、周波数ｎ×Δｆ［Ｈｚ］を主成分とする信号を通過させ、帯域通過フィルタ１０３−２及び１０３−３は、周波数ｎ×Δｆ［Ｈｚ］を主成分とする信号を通過させない。なお、帯域通過フィルタ１０３−２が濾波する周波数成分（ｎ／２）×Δｆ［Ｈｚ］は、入力光信号がビットレートがＮ／（ｎ／２）［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号である場合におけるＥＡ変調器１０１からの信号における主成分となっており、帯域通過フィルタ１０３−３が濾波する周波数成分Δｆ［Ｈｚ］は、入力光信号がビットレートがＮ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号である場合におけるＥＡ変調器１０１からの信号における主成分となっている。

その結果、強度検出器１０６−１だけが有効な検出信号を出力し、強度検出器１０６−２及び１０６−３は、無意味な検出信号を出力する。

強度検出器１０６−１〜１０６−３からの検出信号が与えられる受信装置本体（図１参照）は、現在どのようなビットレートの光信号を授受しているかを把握しており、強度検出器１０６−１からの検出信号を有効なものとして取り扱う。

入力光信号が、ビットレートがＮ／（ｎ／２）［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号である場合も、ほぼ同様に動作し、強度検出器１０６−２だけから有効な検出信号が出力される。また、入力光信号が、ビットレートがＮ／ｎ［ｂｉｔ／ｓ］のＲＺ光信号である場合も、ほぼ同様に動作し、強度検出器１０６−３だけから有効な検出信号が出力される。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、複数種類の入力光信号のビットレートに対応することができるという効果を奏する。

（Ｃ）第３の実施形態
次に、本発明による光信号品質モニタ装置の第３の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

図５は、第３の実施形態の光信号品質モニタ装置の構成を示すブロック図であり、既述した第１、第２の実施形態との同一、対応部分には、同一、対応符号を付して示している。

第３の実施形態の光信号品質モニタ装置１００Ｂは、第１の実施形態との比較で言えば、品質検出に利用するビート成分を複数（図５では２つ）にした点が異なっている。

図５において、第３の実施形態の光信号品質モニタ装置１００Ｂは、ＥＡ変調器１０１、Ｏ／Ｅ変換素子１０２、増幅器１０４及び局部発振器１０５を１個ずつ備えると共に、利用するビート成分数ずつの帯域通過フィルタ１０３−１、１０３−２及び強度検出器１０６−１、１０６−２を備え、さらに、第１の実施形態では設けられていない分岐回路１０７を有する。

ＥＡ変調器１０１、Ｏ／Ｅ変換素子１０２、増幅器１０４及び局部発振器１０５は第１の実施形態のものと同様であり、また、ビート成分を考慮しなければ、帯域通過フィルタ１０３−１、１０３−２及び強度検出器１０６−１、１０６−２も、第１の実施形態のものと同様である。

分岐回路１０７は、Ｏ／Ｅ変換素子１０２から出力された信号を２分岐し、帯域通過フィルタ１０３−１及び１０３−２に与えるものである。

第１の実施形態の説明では、ＥＡ変調器１０１からの１種類のビート成分に着目して説明したが、実際には、ＥＡ変調器１０１からは基本周波数の整数倍を有する複数のビート成分を有する信号が出力される。

例えば、ビットレートがＮ［ｂｉｔ／ｓ］の光信号が入力され、局部発振器１０５が周波数Ｎ＋Δｆ［Ｈｚ］の局部発振信号を出力すると、ＥＡ変調器１０１からは、Δｆ［Ｈｚ］、２Δｆ［Ｈｚ］、…のビート成分を有する信号（ビート信号）が出力され、このビート信号がＯ／Ｅ変換素子１０２によって光電変換された後、分岐回路１０７によって２分岐され、帯域通過フィルタ１０３−１及び１０３−２に与えられる。

ここで、帯域通過フィルタ１０３−１が周波数成分Δｆ［Ｈｚ］を濾波するものであり、帯域通過フィルタ１０３−２が周波数成分２Δｆ［Ｈｚ］を濾波するものであると、帯域通過フィルタ１０３−１は、周波数成分Δｆ［Ｈｚ］を通過させ、帯域通過フィルタ１０３−２は、周波数２×Δｆ［Ｈｚ］を主成分とする信号を通過させる。

これにより、帯域通過フィルタ１０３−１の後段の強度検出器１０６−１からは、周波数成分Δｆ［Ｈｚ］の強度に応じた検出信号が得られ、帯域通過フィルタ１０３−２の後段の強度検出器１０６−２からは、周波数成分２Δｆ［Ｈｚ］の強度に応じた検出信号が得られる。

図６（ａ）及び（ｃ）は、４０［ＧＨｚ］の入力短パルス列信号（入力光信号）に対し、上述したΔｆを２５０［ＭＨｚ］として、２つの強度検出器１０６−１、１０６−２で得られる検出信号（強度信号）を計算した結果（シミュレーション結果）を示したものである。

図６（ａ）は、伝送路の分散が変動してパルス幅が広がった場合の検出強度を示している。Δｆを２５０［ＭＨｚ］としている。また、図６（ｃ）は、伝送路の損失が大きくなり、ＯＳＮＲが変動した場合の検出強度を示している。パルス幅が広くなると、５００［ＭＨｚ］（２Δｆ）の強度信号が急激に小さくなるのに対して、２５０［ＭＨｚ］の強度信号は、数ｄＢ程度の劣化である。しかしながら、ＯＳＮＲが変動した場合（パルス幅一定）、２つの強度信号が同じように変動することが分かる。

すなわち、２種類の検出強度をモニタすることにより、伝送路を通過する際にパルス幅が分散しているのか、損失が大きくなっているのかを判別することができる。なお、このような判断を受信装置本体２に委ねるのではなく、図５では省略しているが、強度検出器１０６−１、１０６−２の後段にこのような判断回路を設け、その出力を受信装置本体２に与えるようにしても良い。

図６（ｂ）及び（ｄ）は、４０［ＧＨｚ］の入力短パルス列信号（入力光信号）に対し、局部発振器１０５からの局部発振信号の周波数をＮ／４＋Δｆ［ＧＨｚ］（＝１０．２５［ＧＨｚ］）とした場合に、２つの強度検出器１０６−１、１０６−２で得られる検出信号（強度信号）を計算した結果（シミュレーション結果）を示したものである。

この場合、２つの帯域通過フィルタ１０３−１、１０３−２を通過する中心周波数はそれぞれ、１［ＧＨｚ］、２［ＧＨｚ］である。この場合も上述の場合と同様に、パルス幅が広がったときには、２［ＧＨｚ］の信号の強度と１［ＧＨｚ］の信号の強度とに差がでるのに対して、ＯＳＮＲが劣化したときは、２つの信号強度に差が出ない。

すなわち、局部発振信号の周波数によらずに、２種類の検出強度をモニタすることにより、伝送路を通過する際にパルス幅が分散しているのか、損失が大きくなっているのかを判別することができる。

以上のように、第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果に加え、２種類の検出強度をモニタすることにより、伝送路を通過する際にパルス幅が分散しているのか、損失が大きくなっているのかを判別することができる、という効果を奏する。

（Ｄ）第４の実施形態
次に、本発明による光信号品質モニタ装置の第４の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

第４の実施形態の光信号品質モニタ装置は、第３の実施形態について示した図５の構成に加え、図７に示すパルス幅圧縮部２００を、ＥＡ変調器１０１の前段に設けたものである。

パルス幅圧縮部２００を設けた理由は、以下の通りである。４０［Ｇｂｉｔ／ｓ］の信号は、パルス幅として１０［ｐｓ］程度（デューティー比４０［％］）程度が用いられることが多いが、図６に示したように、パルス幅が１０［ｐｓ］程度になった場合、２つの信号強度で２０［ｄＢ］程度の以上の差が生じている。そのため、伝送路の状態が良くても、２Δｆ［ＧＨｚ］の成分が生じない恐れもある。そこで、この第４の実施形態では、入力光信号のパルス幅を圧縮するパルス幅圧縮部２００を設けている。

図７において、パルス幅圧縮部２００は、図８に示すような特性を有する、高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）２０１、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）２０２、高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ）２０３、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）２０４を、それぞれ、１００［ｍ］、５００［ｍ］、１００［ｍ］、２００［ｍ］を縦続接続したものである。

図９は、パルス幅圧縮の前後のパルス幅を示しており、横軸が圧縮前のパルス幅で、縦軸が圧縮後のパルス幅である。圧縮前が１０［ｐｓ］程度のパルス幅であれば出力は３［ｐｓ］程度であるが、分散が変動して、圧縮前のパルス幅が１５［ｐｓ］程度になったときには、出力は４．５［ｐｓ］程度になる。圧縮前のパルス幅１５［ｐｓ］では強度が検出できず、圧縮前のパルス幅１０［ｐｓ］と１５［ｐｓ］とを、図６を適用しても弁別できないが、圧縮後のパルス幅３［ｐｓ］と４．５［ｐｓ］とを、図６を適用して弁別することが可能であり、２つの信号強度は２ｄＢの差を有する。

第４の実施形態によれば、第３の実施形態と同様な効果に加え、よりデューティー比が高い信号に対応することができるという効果を奏する。

（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態の説明では、ビットレート（Ｎ）が１５９．２５２４８≒１６０［Ｇｂｉｔ／ｓ］若しくは３９．８１３１２≒４０［Ｇｂｉｔ／ｓ］であるとして説明したが、ビットレートがこれらの値に限定されないことは勿論である。

また、上記各実施形態では、ＥＡ変調器が入力光信号と局部発振信号とを混合するものを示したが、他の種類の変調器を利用して入力光信号と局部発振信号とを混合するようにしても良い。

さらに、上記第２の実施形態においては、ビットレートの種類数だけ帯域通過フィルタを有するものを示したが、１つの可変帯域通過フィルタの通過帯域を、入力されている光信号のビットレートに合わせて切り替えるようにしても良い。

さらにまた、上記各実施形態では、光電変換を、ＥＡ変調器の出力段で行うものを示したが、光電変換を行う位置は他の位置であっても良い。例えば、混合器として電気的な混合器を適用し、入力光信号を電気信号に変換した後、混合器に入力させるようにしても良い。また例えば、帯域通過フィルタとして光学的な帯域通過フィルタ（波長通過フィルタ）を適用し、帯域通過フィルタの後段で光電変換を行うようにしても良い。特許請求の範囲の表現は、このような変形実施形態を含むものとする。

第１の実施形態の光信号品質モニタ装置の構成と配置位置を示すブロック図である。 第１の実施形態について入力光信号が異なる品質のときに帯域通過フィルタから出力される信号の波形の相違を示す説明図である。 第１の実施形態について入力光信号の品質と帯域通過フィルタからの出力信号強度との関係を示す説明図である。 第２の実施形態の光信号品質モニタ装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態の光信号品質モニタ装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態について異なるビート成分の強度検出結果を示す説明図である。 第４の実施形態のパルス幅圧縮部におけるファイバ接続構成を示す説明図である。 第４の実施形態のパルス幅圧縮部に適用する光ファイバの特性を示す図表である。 第４の実施形態のパルス幅圧縮部におけるパルス幅の圧縮特性を示す説明図である。

符号の説明

１００、１００Ａ、１００Ｂ…光信号品質モニタ装置、１０１…ＥＡ変調器、１０２…Ｏ／Ｅ変換素子、１０３、１０３−１〜１０３−３…帯域通過フィルタ、１０４…増幅器、１０５…局部発振器、１０６、１０６−１〜１０６−３…強度検出器、１０７…分岐回路、２００…パルス幅圧縮部。

Claims (3)

1. 入力された光信号のビットレートの自然数分の１の周波数からオフセット周波数分だけずれている周波数を有する電気信号でなる局部発振信号を発振する局部発振手段と、
   ＥＡ変調器を利用して、入力された上記光信号と電気信号でなる上記局部発振信号とを混合する混合手段と、
   上記混合手段から出力された信号の、上記オフセット周波数の自然数倍の周波数を有する少なくとも１つのビート成分を抽出するフィルタ手段と、
   入力された上記光信号の品質が良好なほど強く現れる抽出されたビート成分の強度を検出する強度検出手段とを備え、
   上記局部発振信号との関係を規定する上記自然数分の１が異なっている、ビットレートが異なる複数種類の光信号のいずれかが択一的に入力されることがあり、
   上記複数種類の光信号のそれぞれの種類に対応させて、上記フィルタ手段及び上記強度検出手段の組をそれぞれ設け、
   各組の上記フィルタ手段はそれぞれ、その組に係る種類の光信号が入力されているときに生じる、各光信号に対応する上記自然数と上記オフセット周波数との積の周波数成分を抽出する
   ことを特徴とする光信号品質モニタ装置。
2. 入力された光信号のビットレートの自然数分の１の周波数からオフセット周波数分だけずれている周波数を有する電気信号でなる局部発振信号を発振する局部発振手段と、
   ＥＡ変調器を利用して、入力された上記光信号と電気信号でなる上記局部発振信号とを混合する混合手段と、
   上記混合手段から出力された信号の、上記オフセット周波数の自然数倍の周波数を有する少なくとも１つのビート成分を抽出するフィルタ手段と、
   入力された上記光信号の品質が良好なほど強く現れる抽出されたビート成分の強度を検出する強度検出手段とを備え、
   上記フィルタ手段として、上記混合手段から出力された信号の異なるビート成分を抽出する複数のフィルタ手段を設けると共に、上記強度検出手段として、上記各フィルタ手段に対応させてそれぞれ設け、
   上記異なるビート成分は、短パルスでなる入力された上記光信号のＯＳＮＲの変動に対して、上記各強度検出手段からの検出強度が同じ変化をすると共に、上記光信号のパルス幅の広がりに対して、上記各強度検出手段からの検出強度が異なる変化をする関係があり、
   短パルスでなる入力された上記光信号のＯＳＮＲ変動と、上記光信号のパルス幅の広がりとを弁別可能としたことを特徴とする光信号品質モニタ装置。
3. 上記混合手段の前段に、入力された上記光信号のパルス幅を圧縮するパルス幅圧縮手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の光信号品質モニタ装置。

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