JP4930173B2 - 信号光モニタ装置および信号光モニタ方法 - Google Patents

Description

本発明は、信号光モニタ装置および信号光モニタ方法に関し、特に、波長分割多重技術を用いた光通信システムの光受信装置において用いて好適の技術に関するものである。

図９は一般的な光通信システムの構成例を示す図である。この図９に示す光通信システム１００は、光送信装置１０１，伝送路ファイバ１０２，光増幅器（光増幅中継器）１０３および光受信装置１０４をそなえて構成され、光送信装置１０１からの光信号が伝送路ファイバ１０２を伝搬し光増幅器１０３で増幅されて光受信装置１０４で受信されるようになっている。

ここで、光送信装置１０１は互いに異なる波長を有する信号光を送信しうる複数の光送信器１０１ａ，光送信器１０１ａからの信号光を合波する光合波器１０１ｂおよび光合波器１０１ｂからの光を増幅して、波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）信号光として伝送路ファイバ１０２側へ送出しうる光増幅器１０１ｃをそなえている。又、光受信装置１０４は、ＷＤＭ信号一括増幅型の光増幅器１０４ａおよび光分波器１０４ｂをそなえるとともに、光分波器１０４ｂで分波された光に対応して、１波長増幅用の光増幅器１０４ｃ，可変型波長分散補償器１０４ｄおよび光受信器１０４ｅをそなえている。

また、光増幅器１０３は、伝送路ファイバ１０２中を伝送してパワーが小さくなった光信号を光増幅する。この光増幅器１０３としては、伝送路ファイバ１０２を伝送するＷＤＭ光信号を一括増幅しうるＷＤＭ一括増幅型光増幅器を用いることができる。ここで、光増幅器１０１ｃ，１０３，１０４ｃとして現在最も普及しているものには、光ファイバのコアに添加した希土類元素エルビウムの誘導放出を利用したＥＤＦＡ（Erbium-doped fiber amplifier）を挙げることができる。

このようなＥＤＦＡにおいては、図９に示すように、信号光Ｓが増幅されると同時に、誘導放出により振幅、位相、偏波などがランダムな自然放出光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）Ａが発生し、光信号対雑音比の劣化要因となる。又、このように光増幅器１０１ｃ，１０３をなすＥＤＦＡで発生するＡＳＥは、中継段の光増幅器１０３を通過する毎に累積し、最終的には光信号と共に光受信装置１０４に入力される。

さらに、１波長当りの伝送速度が４０Ｇｂｉｔ／ｓの高速な光伝送システムでは、波長分散に対するトレランスが著しく小さいため、上述のごとき光受信装置１０４における波長分散補償器１０４ｄで高精度な波長分散補償を行なうことが必要となる。波長分散値が可変できる可変型分散補償器１０４ｄとしては、ＶＩＰＡ（Virtually imaged phased array）可変分散補償器がある。可変型分散補償器１０４ｄの適用は、固定波長分散値を有する分散補償ファイバを適用することに比して、分散補償器メニュー削減が可能となり、また、システム運用中の波長分散値の経時変動に追従設定しながら常に分散量を最適化することが可能となる。

ただし、このような波長分散補償器１０４ｄを適用することにより光損失が増大するため、後段にある光受信器１０４ｅの入力ダイナミックレンジに対して光パワーが不足する場合も想定される。１波長増幅用の光増幅器１０４ｃは、光分波器１０４ｂで分波された各波長の光を増幅することで、このような可変型波長分散補償器１０４ｄでの光損失を補償し、光受信器１０４ｅへの入力光パワー不足を解消させる。

また、１波長あたり４０Ｇｂｉｔ／ｓを超えるシステムでは、偏波モード分散（ＰＭＤ）に起因する波形劣化も顕著となるため、光分波器１０４ｂと光受信器１０４ｅとの間に更に図示しないＰＭＤ補償器を配置する場合もある。このような場合も、ＰＭＤ補償器による光損失が発生するので、上述の１波長増幅用の各光増幅器１０４ｃで光増幅を行ない、ＰＭＤ補償器による光損失を補償することが必要となる。

なお、上述の波長分散補償器１０４ｄやＰＭＤ補償器を適用しない場合においても、光受信装置を構成する光素子による光損失を補償するため、光増幅器を適用することが行なわれる。
このような波長多重伝送を適用した光通信システム１００においては、光送信装置１０１から送信されるＷＤＭ信号光Ｓは、中継段での光増幅器１０３での増幅を経由して、光受信装置１０４の光受信器１０４ｅでチャンネルごとに受信される。このとき、光受信装置１０４で受信される波長多重信号光のなすチャンネル成分が運用中に変動することが想定される。例えば、図１０に示すように、波長多重信号光における４０チャンネルを運用中に、光送信装置１０１における送信側ファイバ断などが発生すると、ある1チャンネルのみがオフとなる。

この場合には、光受信装置１０４の光増幅器１０４ｃが立ち上がった状態、即ちＥＤＦＡとして励起されている状態において信号光入力がオフとなると、ＥＤＦＡをなすＥＤＦでの励起エネルギーが蓄積する。そして、オフとなった信号光入力が再びオンとなった場合には、蓄積した励起エネルギーによって光増幅器１０４ｃの出力パワーが急激に増大する光サージが発生する。このような光サージによって、光受信器１０４ｅでの受信許容パワーを超える光が入力される場合もある。

そこで、従来技術においては、例えば、光増幅器１０４ｃへの入力パワーをモニタして、この入力パワーの値と、信号入力範囲の下限値となる付近に予め設定された閾値と、の大小を比較し、閾値よりも入力パワーの値が小さい場合には、信号入力断と判断して、光増幅器１０４ｃの励起をシャットダウンする制御が行なわれるようになっている。
なお、本願発明に関連する技術としては、下記の特許文献１および２に記載されたものがある。
特開２００４−１１２４２７号公報 特開平７−３２１４１６号公報

しかしながら、上述の従来技術での態様による光増幅器１０４ｃに対する励起シャットダウンの制御によっては、信号光の入力断を精度高く検出することが困難となる課題がある。
すなわち、光送信装置１０１および光受信装置１０４間には、伝送距離の増大に伴って多段の光増幅器１０３が伝送路ファイバ１０２に介装されるようになってきている。図１０に示すように、光通信システム１００として中継段に多段の光増幅器を介装する場合においては、各中継段での信号光Ｓの増幅のたびに、信号波長帯を網羅する自然放出光（ＡＳＥ光、図中Ａ参照）のレベルも増大することになる。

このとき、信号光Ｓの信号送信端、例えば図１０に示すように、光送信装置１０１におけるあるチャンネルの光送信器１０１ａと光合波器１０１ｂとの間においてファイバ断が発生した場合においては、光受信装置１０４をなす光分波器１０４ｂに入力される、ファイバ断となったチャンネルに該当する波長の光Wについては、信号光入力Ｗｓはないものの、光増幅器１０１ｃ，１０３，１０４ａによる増幅作用によって累積してレベルが増大することとなったＡＳＥ光Ｗａが無視できないものとなりうる。

すなわち、図１１に示すように、上述のごときファイバ断が発生すると（信号ＯＦＦの時点参照）、そのチャンネルに該当する波長の光について、光増幅器１０４ｃへの入力レベルＩＬをモニタすると、該当波長の信号光が断の状態であるにもかかわらず、中継段で累積したＡＳＥ光Ｗａのレベルが（シャットダウンのための）閾値Ｊを超える場合もある。この場合には、信号光とＡＳＥ光の判別、換言すれば信号光入力／非入力の判別を適正に行なうことができず、光増幅器１０４ｃに対する必要なシャットダウン制御を行なうことが困難になり、従って、従来技術で抑圧しようとしている光サージ発生について、抑圧の実効性を低下させることになる。

特に、光受信器１０４ｅへ出力する光のレベルＯＬを安定化させるために光増幅器１０４ｃについて出力一定制御を行なっている場合には、信号ＯＦＦ時においてシャットダウン制御を行なうことができないので、入力レベルＩＬの低下に伴って利得上昇制御のため、励起パワーを強める制御が行なわれることになる。この場合には、信号光再入力時（図１１の信号ＯＮの時点参照）に、出力光レベルＯＬに現れる光サージの光受信器１０４ｅへの影響がより大きくなる。

また、初期立ち上げ時にＡＳＥ光のみが入力した時に、閾値を超えたと判断すると、信号光が入力されたと判断して該当光増幅器１０４ｃを立ち上げる制御を行なうこととすると、前述と同様に、その後実際の信号光が該当光増幅器１０４ｃに入力した瞬間に光サージが発生するため、光受信器１０４ｅに対する光レベルを適正範囲から外してしまうことになる。

なお、特許文献１においては、光信号の偏光度をＤＯＰ測定器で測定する技術について記載されており、この偏光度の測定結果を光増幅器のシャットダウン制御に適用することも考えられるが、測定のための構成が複雑であり、素子の光学的アライメントも厳格となり、コスト増を避けることはできない。
また、特許文献２には、注入する電流量に応じて出力光の偏波の方向が切り替わる特性を持つ半導体レーザと、半導体レーザの出力光の直交する２つの偏波を分離して各々受光して、半導体レーザへの注入電流を帰還制御することにより、変調状態を良好に保つ直接偏波変調制御に関する技術について記載されている。この特許文献２においては、直交する２つの偏波を各々受光しているが、その受光結果については光増幅器のシャットダウン制御に適用することはできない。

そこで、本発明の目的の一つは、簡素な構成で、信号光の入力／非入力を精度高く検出することにある。
また、光増幅器の励起制御の実効性を高めることも目的とする。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の１つとして位置づけることができる。

このため、本発明は、以下の信号光モニタ装置および信号光モニタ方法を特徴とするものである。
（１）すなわち、本発明の信号光モニタ装置は、信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ装置であって、入力される光を４分岐する光分岐部と、該光分岐部で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別する判別部と、をそなえ、該偏光成分抽出部は、該光分岐部で分岐された第１の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第１偏光子により構成され、前記第１の分岐光について方位角が前記基準角度の偏光成分を抽出する第１抽出部と、該光分岐部で分岐された第２の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第２偏光子により構成され、前記第２の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出する第２抽出部と、該光分岐部で分岐された第３の分岐光に対し該第１抽出部および該第２抽出部でそれぞれ抽出する偏光成分の方位角の中間角度を方位角に設定された第３偏光子により構成され、前記第３の分岐光について、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第３抽出部と、該分岐部で分岐された第４の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された４分の１波長板と、該４分の１波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第４偏光子と、により構成され、前記第４の分岐光について、偏光状態を９０度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第４抽出部と、をそなえるとともに、該判別部は、該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分それぞれのパワーを検出するパワー検出部と、該パワー検出部で検出された前記４つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記４つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力するとともに、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する判別結果出力部と、をそなえ、該判別結果出力部は、前記４つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記４つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記４つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記４つの偏光成分の大きさの差が前記範囲内にない場合には、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴としている。

（２）また、上述の（１）の場合において、前記範囲の大きさは、前記信号光に規定される信号品質に基づいて定められてもよい。

（３）さらに、本発明に関連する光増幅装置は、励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、該信号光モニタ部は、該光増幅器へ入力される光についての分岐光を４分岐する光分岐部と、該光分岐部で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別し、前記判別の結果を該制御部に出力する判別部と、をそなえ、かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴としている。

（４）また、本発明に関連する光受信装置は、波長多重伝送路から入力される光を複数の波長成分に分波する光分波器と、該光分波器で分波された各波長成分対応に複数個そなえられ、該光分波器で分波された光を増幅する増幅部と、をそなえ、各光増幅部は、励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、該信号光モニタ部は、該光増幅器へ入力される光についての分岐光を４分岐する光分岐部と、該光分岐部で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別し、前記判別の結果を該制御部に出力する判別部と、をそなえ、かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとする制御を行なうように構成されたことを特徴としている。

（５）さらに、本発明に関連する光増幅装置は、励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、該信号光モニタ部は、該光増幅器に入力される光の偏光状態を周期変動させる偏光状態変動付与部と、該偏光状態変動付与部で前記偏光状態が変動されて該光増幅器に入力される光の分岐光について、特定方向の直線偏光成分を抽出する偏光子と、該偏光子で抽出された光のパワーを検出するパワー検出部と、該パワー検出部からの検出結果に基づいて、該偏光子で抽出された光のパワーに、該偏光状態変動付与部による前記偏光状態の変動に起因する周期変動が含まれている場合には、前記信号光が入力されている状態にあると判別する一方、前記周期変動が含まれていない場合には、前記信号光は非入力状態にあると判別する判別部と、をそなえ、かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴としている。

（６）また、本発明に関連する光受信装置は、波長多重伝送路から入力される光を複数の波長成分に分波する光分波器と、該光分波器で分波された各波長成分対応に複数個そなえられ、該光分波器で分波された光を増幅する増幅部と、をそなえ、各光増幅部は、励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、該信号光モニタ部は、該光増幅器に入力される光の偏光状態を周期変動させる偏光状態変動付与部と、該偏光状態変動付与部で前記偏光状態が変動されて該光増幅器に入力される光の分岐光について、特定方向の直線偏光成分を抽出する偏光子と、該偏光子で抽出された光のパワーを検出するパワー検出部と、該パワー検出部からの検出結果に基づいて、該偏光子で抽出された光のパワーに、該偏光状態変動付与部による前記偏光状態の変動に起因する周期変動が含まれている場合には、前記信号光が入力されている状態にあると判別する一方、前記周期変動が含まれていない場合には、前記信号光は非入力状態にあると判別する判別部と、をそなえ、かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴としている。

（７）さらに、上述の（４）又は（６）の場合において、該光分波器で分波され該複数の光増幅部へ出力される前記複数の波長成分の光をそれぞれ一部取り込んで、前記複数の波長成分のうちのいずれかを選択的に出力する光スイッチをそなえ、該信号光モニタ部は、該光スイッチからの光に基づいて信号光の入力状態をモニタするように構成されるとともに、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光スイッチで選択した波長の光を増幅する光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には当該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとする制御を行なうように構成することとしてもよい。

（８）また、本発明の信号光モニタ方法は、信号光の入力状態をモニタする際に、入力される光を４分岐し、該４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出し、該抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別する処理を行ない、該抽出する処理において、該分岐された第１の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第１偏光子により、前記第１の分岐光について方位角が前記基準角度の偏光成分を抽出し、該分岐された第２の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第２偏光子により、前記第２の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出し、該分岐された第３の分岐光に対し該第１偏光子および該第２偏光子でそれぞれ抽出される偏光成分の方位角の中間角度を方位角に設定された第３偏光子により、前記第３の分岐光について、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出し、該分岐された第４の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された４分の１波長板と、該４分の１波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第４偏光子と、により、前記第４の分岐光について、偏光状態を９０度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する処理を行ない、該判別する処理において、該抽出した前記４つの偏光成分それぞれのパワーを検出し、該検出された前記４つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記４つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力する一方、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する処理を行なうとともに、該判別する処理において、前記４つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記４つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記４つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記４つの偏光成分の大きさの差が前記範囲内にない場合には、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴としている。

このように、本発明によれば、簡易な光パワーのモニタ構成によって、信号光の入力／非入力を判別することができるので、その判別結果を用いて、光増幅器における適確な制御が可能となり、受光素子を含んで構成される光受信器に入力される光において光サージが発生することを、比較的低コストで実現可能な構成によって回避することができる。また、光信号のビットレート、フォーマットに対して無依存であるため、ビットレートやフォーマットが異なるシステムにも柔軟に対応することが可能である。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題，その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔Ａ〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態における光受信装置１を示す図である。この光受信装置１は、前述の図９におけるもの（符号１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｅ）と基本的に同様の光通信システムに適用され、ＷＤＭ一括増幅用光増幅器２，光分波器３および光受信器５をそなえているが、光分波器３で分波されたチャンネル対応の波長を有する光ごとに光増幅する光増幅部（装置）４の構成は、前述の図９に示す光増幅器１０４ｃとは異なっている。

光増幅部４は、光分波器３で分波されたチャンネル対応の波長を有する光について増幅するため、光分波器３で分波された光が伝搬する波長ごとの光方路上にそれぞれそなえられている。そして、各光増幅部４は、光カプラ（光ＣＰＬ）４ａをそなえるとともに、光増幅器４ｂ，制御部４ｃおよび信号光モニタ部４ｄをそなえている。
一の光増幅部４の構成に着目すると、光カプラ４ａは、光分波器３で分波されたチャンネル単位の光について２分岐して、一方を光増幅器４ｂへ出力するとともに、他方を光スプリッタ６へ出力する。

光増幅器４ｂは、光カプラ４ａで分岐された一方の光を入力されこの入力光を励起パワーにより増幅する。即ち、光増幅器４ｂとしては、図示が省略されたＥＤＦ等の増幅媒体をそなえるとともに、増幅媒体に対して励起光を供給する励起光供給部をそなえる。制御部４ｃは光増幅器４ｂへの励起パワーの供給を制御する。具体的には、上述の光増幅器４ｂを構成する励起光供給部に対する制御信号を出力することを通じて実現する。

そして、信号光モニタ部４ｄは、光カプラ４ａで分岐された他方の光を入力され、この光カプラ４ａからの光に基づいて、光増幅器４ｂへ入力される信号光の入力状態をモニタする。特に、信号光モニタ部４ｄにおいては、光カプラ４ａからの光の偏光状態に基づいて信号光の入力／非入力を判別することができるようになっている。
そして、制御部４ｃにおいては、信号光モニタ部４ｄでの信号光の入力／非入力の判別結果に応じて、信号光が入力されている状態の場合には光増幅器４ｂへの励起パワーの供給をオンとする一方、信号光が非入力の状態の場合には光増幅器４ｂへの励起パワーの供給をオフとする制御を光増幅器４ｂに対して行なうことができるようになっている。

信号光モニタ部４ｄは、上述の信号光の入力／非入力の判別を行なうために、光スプリッタ６，偏光成分抽出部７および判別部８をそなえている。光スプリッタ６は、光増幅器４ｂへ入力される光についての分岐光、即ち光カプラ４ａからの光を更に４分岐する光分岐部である。又、偏光成分抽出部７は、光スプリッタ６で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出するものである。

光スプリッタ６で４分岐された光をそれぞれ第１〜第４の分岐光とすると、第１実施形態の偏光成分抽出部７は、第１〜第４の分岐光のそれぞれから互いに異なる偏光パラメータを有する偏光成分を抽出する第１〜第４抽出部７−１〜７−４をそなえている。ここで、第１抽出部７−１は、第１の分岐光について方位角が基準角度の偏光成分を抽出するものであり、第１の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第１偏光子により構成することができる。

また、第２抽出部７−２は、第２の分岐光について方位角が上述の基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出するものであって、第２の分岐光に対し上述の基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第２偏光子により構成することができる。第１抽出部７−１をなす第１偏光子が例えば特定方位に対して０度の方位角を基準角度に設定する場合においては、第２抽出部７−２においては、基準角度０度に対して９０度（又は−９０度）の角度を方位角に設定することができる。

さらに、第３抽出部７−３は、第３の分岐光について第１抽出部７−１および第２抽出部７−２でそれぞれ抽出する偏光成分の方位角の中間角度を方位角とする偏光成分を抽出するものであり、例えば第３の分岐光に対し上述の中間角度を方位角に設定された第３偏光子により構成することができる。第１，第２抽出部７−１，７−２をなす第１，第２偏光子がそれぞれ例えば特定方位に対して０度，９０度（又は−９０度）の方位角を基準角度に設定する場合においては、第３抽出部７−３においては、基準角度０度に対して４５度（又は−４５度）の角度を方位角に設定することができる。

また、第４抽出部７−４は、第４の分岐光について、偏光状態を９０度回転させたものについて、第３抽出部７−３と同様の角度を方位角とする偏光成分を抽出するものである。この第４抽出部７−４としては、例えば、第４の分岐光に対し上述の基準角度を方位角に設定された４分の１波長板７−４１と、４分の１波長板７−４１からの光について第３抽出部７−３での中間角度を方位角として偏光成分を出力する第４偏光子７−４２と、により構成することができる。第３抽出部７−３をなす第３偏光子が基準角度０度に対して４５度の角度を方位角に設定する場合においては、４分の１波長板７−４１は、当該基準角度を方位角として設定するとともに、第４偏光子７−４２においては中間角度４５度を方位角として設定する。

また、判別部８は、偏光成分抽出部７で抽出した４つの偏光成分に基づいて、信号光の入力／非入力を判別し、この判別の結果を制御部４ｃに出力するものである。第１実施形態における判別部８は、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４および処理部８ｂをそなえている。フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４は、上述の偏光成分抽出部７をなす第１抽出部７−１〜７−４でそれぞれ抽出された偏光成分についてそれぞれ受光しパワーに応じた大きさの電気信号（ここでは電流信号）を出力するものであり、偏光成分抽出部７で抽出した４つの偏光成分のパワーについてそれぞれ検出するパワー検出部である。

処理部８ｂは、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４で検出された４つの偏光成分のパワーの異同に基づいて、光増幅部４に入力されるチャンネル単位の波長を有する光に信号光成分が含まれているか否かを判別するものであり、判別結果出力部としての機能を有する。具体的には、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４で検出された各偏光成分パワーが全て同じである場合には信号光は非入力の状態にある旨を出力するとともに、４つの偏光成分パワーの少なくとも一つの大きさが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、信号光は入力されている状態にある旨を出力するようになっている。

図２は上述の４つの偏光成分パワーの異同に基づいて信号光の入力状態を判別することについて説明するための図である。光受信装置１に入力されるＷＤＭ信号光は、ＷＤＭ一括増幅用光増幅器２で増幅されており、この増幅作用によって、伝送路ファイバ（図９の符号１０２参照）に介装される増幅器（図９の符号１０１ｃ，１０３参照）とあわせてＡＳＥ光が蓄積されている。信号光モニタ部４ｄにおいては、上述の４つの偏光成分パワーの異同に基づいて、入力光が信号光成分を含んだものか、又は信号光成分が含まれずＡＳＥ光成分のみか、を判別する。

図２（Ａ）〜図２（Ｄ）はそれぞれ、直線偏光、円偏光、楕円偏光および無偏光の光が入力する場合における第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４での出力電流Ｉ１〜Ｉ４を示す図である。尚、図２（Ａ）〜図２（Ｄ）における横軸は、偏光状態を規定するパラメータの一つである、楕円長軸の方位角（ψ＝０〜１８０度）である。ここで、光スプリッタ６から第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４へ至るまでの光損失、および、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４での光電変換効率は等しいものとし、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４の出力電流値の最大値が「１」となるように規格化している。

ここで、信号光が入力されない状態においては、信号光モニタ部４ｄには該当波長のＡＳＥ光のみが入力することになるので、図２（Ｄ）に示すように、ψの値によらず、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４の出力電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４が全て一致する。一方、信号光モニタ部４ｄに入力される光に信号光が含まれている場合には少なくとも無偏光状態にはないので、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）のいずれかの出力電流値の特性を有するということができる。即ち、この場合には、ψの値によらず、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４の出力電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４のうちの少なくとも一つが異なる値をとることになる。

具体例として、上述の図２（Ａ）〜図２（Ｄ）における直線偏光、円偏光、楕円偏光および無偏光の光が入力する場合において、特に楕円長軸の方位角ψを４５度とした場合のＩ１〜Ｉ４のパターンを、図２（Ｅ）のＡ〜Ｄとしてそれぞれに示す。この場合において、信号光モニタ部４ｄに入力される入力光が直線偏光の場合には、図２（Ｅ）のＡに示すように、Ｉ１，Ｉ２およびＩ４は「０．５」で一致するが、Ｉ３については「１」となり、第３フォトダイオード８ａ−３での電流値が他のフォトダイオード８ａ−１，８ａ−２，８ａ−４の電流値と異なることになる。

同様に、信号光モニタ部４ｄに入力される入力光が円偏光の場合には、図２（Ｅ）のＢに示すように、Ｉ１〜Ｉ３は「０．５」で一致するが、Ｉ４については「１」となり、第４フォトダイオード８ａ−４での電流値が他のフォトダイオード８ａ−１〜８ａ−３の電流値と異なることになる。更に、信号光モニタ部４ｄに入力される入力光が楕円偏光の場合には、図２（Ｅ）のＣに示すように、Ｉ１，Ｉ２は「０．５」となる一方、Ｉ３，Ｉ４については「１」となる。

このように、信号光が入力されている状態においては、偏光状態（直線偏光、円偏光、楕円偏光およびψの値）によらず、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４で得られる、光パワーに応じた電流値のうち少なくとも１つ以上が異なるが、信号光が非入力の状態においては、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４で得られる電流値が全て等しくなるという特性を持つということができる。

したがって、前述したように、処理部８ｂにおいては、第１フォトダイオード８ａ−１〜第４フォトダイオード８ａ−４からの電流値を入力されて、これらの電流値のうちの少なくとも一つが異なれば信号光が入力されている状態であるとする判別結果を制御部４ｃに出力する一方、全ての電流値が実質的に等しければ信号光が非入力の状態であるとする判別結果を制御部４ｃに出力することができる。

これにより、制御部４ｃにおいては、処理部８ｂでの判別結果を用いることにより、光増幅器４ｂの立ち上げ・立ち下げの制御を行なうことができるようになる。
上述のごとく構成された光受信装置１では、伝送路ファイバを通じてＷＤＭ光信号を入力されると、光分波器３においてチャンネルごとの光に分波する。光増幅部４は、光分波器３で分波するチャンネルごとの光方路にそれぞれそなえられており、光分波器３からのチャンネルごとの波長の光について光増幅器４ｂで増幅して、光受信器５に出力する。

このとき、各光増幅部４をなす信号光モニタ部４ｄにおいては、光分波器３からの入力光について信号光の入力／非入力を簡易な光パワーのモニタ構成によって判別し、制御部４ｃでは信号光モニタ部４ｄでの判別結果に応じて光増幅器４ｂでの励起状態をオンオフ制御することができるので、信号光の非入力状態において励起エネルギーが蓄積されることを抑制し、信号光入力時の光サージの発生を防止することができるようになる。

図３は、光増幅部４に入力される光に信号光が含まれていない状態から信号光が含まれることとなったときに、光増幅器４ｂに対する励起制御をオフからオンに切り替える際の動作に着目した動作説明図である。
すなわち、非運用状態のチャンネルにおいては、光増幅部４をなす制御部４ｃでは光増幅器４ｂについて励起状態をオフとする制御を行なっているが、信号光モニタ部４ｄにおいて信号光入力を判別した場合には、制御部４ｃでは光増幅器４ｂについて励起状態をオンとする制御を行なう。

ここで、信号光モニタ部４ｄにおいては、光増幅部４に入力する光の一部を、光カプラ４ａを通じて入力されて、この入力された分岐光については光スプリッタ６で４分岐され、偏光成分抽出部７において、光スプリッタ６からの４つの分岐光から互いに異なる４種類の偏光成分を有する抽出する。即ち、偏光成分抽出部７は、第１抽出部７−１をなす方位角０度の偏光子を通過した光、第２抽出部７−２をなす方位角９０度の偏光子を通過した光、第３抽出部７−３をなす方位角４５度の偏光子を通過した光、および、第４抽出部７−４をなす方位角０度の１／４波長板７−４１および方位角４５度の偏光子７−４２を通過した光を、それぞれ第１〜第４の偏光成分抽出光として出力する。

パワー検出部をなす第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４においては、偏光成分抽出部７で抽出した第１〜第４の偏光成分抽出光のパワーをそれぞれ検出し、検出結果となる電気信号（ここでは電流信号Ｉ１〜Ｉ４）を処理部８ｂに出力する（ステップＡ１）。そして、処理部８ｂにおいては、入力される電気信号をもとに、上述の第１〜第４の偏光成分抽出光のパワーに関し、全て等しいか、又は少なくとも一つが異なるかについて判別し、判別結果を制御部４ｃに出力する。

具体的には、処理部８ｂにおいては、各フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４からの電流値Ｉ１〜Ｉ４について、それぞれに対応して予め設定された基準値ＰＤ１〜ＰＤ４との比Ｉ１／ＰＤ１〜Ｉ４／ＰＤ４を算出し、このように算出された比を相互に比較することにより偏光成分光のパワーの異同を判別する（ステップＡ２）。
ここで、基準値ＰＤｉ（ｉ＝１〜４）は、フォトダイオード８ａ−ｉからの出力電流Ｉｉを基にした偏光成分光パワーの異同を判別する際に与えられる調整値であり、規格化された光パワーに対応する値をＰ０とすると、それぞれ、図３のＤに示すように、ＰＤｉ＝ａｉ・Ｐ０／２として与えられる。尚、ａｉ（ｉ＝１〜４）は、それぞれ、光スプリッタ６から第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４へ至るまでの光損失、および、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４での光電変換効率のバラツキに応じて設定される係数である。

ここで、例えば第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４からの電流値Ｉ１〜Ｉ４が、図３のＢ１に示すように、それぞれ、ａ１・Ｐ１／２〜ａ４・Ｐ１／２となる場合を想定する。この場合には、処理部８ｂにおいて基準値ＰＤ１〜ＰＤ４との比Ｉ１／ＰＤ１〜Ｉ４／ＰＤ４を算出すると、図３のＢ２に示すように、いずれの値についてもＰ１／Ｐ０となり、全て一致することになる。従って、この場合には処理部８ｂではＡＳＥ光のみが入力されていると判別する（ステップＡ３のＹｅｓルートからステップＡ４）。尚、信号光モニタ４ｄでは判別結果としてＡＳＥ光のみの入力状態である旨を制御部４ｃに通知する。これにより、制御部４ｃでは励起オフの制御状態を維持することができる。この場合には、処理部８ｂではフォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４からの電流値Ｉ１〜Ｉ４の値について基準値との比の値の異同判別を継続して行なう（ステップＡ４からステップＡ１）。

また、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４からの電流値Ｉ１〜Ｉ３，Ｉ４が、図３のＣ１に示すように、それぞれ、ａ１・Ｐ１／２〜ａ３・Ｐ１／２，ａ４・Ｐ１となる場合を想定する。この場合には、処理部８ｂにおいて基準値ＰＤ１〜ＰＤ４との比Ｉ１／ＰＤ１〜Ｉ４／ＰＤ４を算出すると、図３のＣ２に示すように、Ｉ４／ＰＤ４の値のみが２・Ｐ１／Ｐ０となり、全てが一致しないことになる。従って、この場合には処理部８ｂでは信号光が入力されていると判別する（ステップＡ３のＮｏルートからステップＡ５）。尚、信号光モニタ４ｄでは判別結果として信号光が入力状態である旨を制御部４ｃに通知する。これにより、制御部４ｃでは励起オフの状態から励起オンの制御状態に切り替えることができる（ステップＡ６）。

図４は、図３の場合とは反対に、光増幅部４に入力される光に信号光が含まれている状態から信号光が非入力状態となったときに、光増幅器４ｂに対する励起制御をオンからオフに切り替える際の動作に着目した動作説明図である。即ち、運用状態のチャンネルにおいては、光増幅部４をなす制御部４ｃでは光増幅器４ｂについて励起状態をオンとする制御を行なっているが、信号光モニタ部４ｄにおいて信号光入力が断（非入力）となったことを判別した場合には、制御部４ｃでは光増幅器４ｂについて励起状態をオフとする制御を行なう。

このとき、前述の図３の場合と同様に、光増幅部４に入力する光の一部を、光カプラ４ａを通じて入力されて、この入力された分岐光については光スプリッタ６で４分岐され、偏光成分抽出部７において、光スプリッタ６からの４つの分岐光から互いに異なる４種類の偏光成分を有する抽出する。そして、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４においては、偏光成分抽出部７で抽出した第１〜第４の偏光成分抽出光のパワーをそれぞれ検出し、検出結果となる電気信号（ここでは電流信号Ｉ１〜Ｉ４）を処理部８ｂに出力する（ステップＥ１）。

そして、処理部８ｂにおいては、入力される電気信号Ｉ１〜Ｉ４について、前述の図３の場合と同様に、それぞれに対応して予め設定された基準値ＰＤ１〜ＰＤ４との比Ｉ１／ＰＤ１〜Ｉ４／ＰＤ４を算出し、このように算出された比を相互に比較することにより偏光成分光のパワーの異同を判別する（ステップＥ２）。
たとえば、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４からの電流値Ｉ１〜Ｉ３，Ｉ４が、図４のＣ１に示すように、それぞれ、ａ１・Ｐ１／２〜ａ３・Ｐ１／２，ａ４・Ｐ１となる場合には、Ｃ２に示すように、上述のごとく算出される全ての比の値は一致しないことになる。従って、この場合には処理部８ｂでは信号光が入力されていると判別する（ステップＥ３のＮｏルートからステップＥ４）。尚、信号光モニタ４ｄでは判別結果として信号光が入力状態である旨を制御部４ｃに通知する。これにより、制御部４ｃでは励起オンの制御状態を維持することができる。この場合には、処理部８ｂではフォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４からの電流値Ｉ１〜Ｉ４の値について基準値との比の値の異同判別を継続して行なう（ステップＥ４からステップＥ１）。

また、第１〜第４フォトダイオード８ａ−１〜８ａ−４からの電流値Ｉ１〜Ｉ４が、図４のＢ１に示すように、それぞれ、ａ１・Ｐ１／２〜ａ４・Ｐ１／２となる場合には、Ｂ２に示すように、上述のごとく算出される比の値は一致することになる。従って、この場合には処理部８ｂではＡＳＥ光のみが入力され、信号光は非入力となったと判別する（ステップＥ３のＹｅｓルートからステップＥ５）。尚、信号光モニタ４ｄでは判別結果としてＡＳＥ光のみの入力状態である旨を制御部４ｃに通知する。これにより、制御部４ｃでは励起オンの状態から励起オフの制御状態に切り替えることができる（ステップＥ６，Ｅ７）。

このように、本発明の第１実施形態によれば、簡易な光パワーのモニタ構成によって、信号光成分の入力とＡＳＥ光のみの入力とを判別することができるので、その判別結果を用いて、光増幅器４ｂにおける適確な制御が可能となり、受光素子を含んで構成される光受信器５に入力される光において光サージを発生することを、比較的低コストで実現可能な構成によって回避することができる。また、第１実施形態の構成によれば、光信号のビットレート、フォーマットに対して無依存であるため、ビットレートやフォーマットが異なるシステムにも柔軟に対応することが可能である。

なお、上述の処理部８ｂにおいては、偏光成分光パワーの異同の判断にあたって基準値との比を導入しているが、この他に、異同の判断にあたって同一と判断できる一定の値の範囲を設定することができる。即ち、４つの偏光成分パワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記４つの偏光成分パワーは全て同じであると判定する一方、４つの偏光成分の大きさの差が上述の範囲内にない場合には、４つの偏光成分パワーの少なくとも一つの大きさが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定する。ここで、上述のパワーの同一性を判定する値の範囲としては、実質的に同一と同視できる範囲であり、例えば信号品質に基づいて定めることもできる。例えば図５に示すように、特定の偏光成分抽出光の規格化された電流値は、信号品質を示すＯＳＮＲ値（１０ｄＢ，２０ｄＢ，３０ｄＢ，４０ｄＢ）によって異なり（図５のＡ〜Ｄ参照）、従ってＡＳＥ光が入力された場合（図５のＥ参照）の電流値の偏差についてもＯＳＮＲ値によって異なる。このため、光パワーを判定する範囲についても信号品質に応じて設定することで、効果的にパワー値の異同を判断することができる。

〔Ｂ〕第２実施形態の説明
図６は本発明の第２実施形態にかかる光受信装置１′を示す図である。この図６に示す光受信装置１′は、光スイッチ（光ＳＷ）９を導入することにより、各光増幅部４Ｂをなす信号光モニタ部４ｄ′としての機能を共用する構成をそなえた点が異なり、これ以外の構成については基本的に同様である。尚、図６中、図１と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。

光スイッチ９は、光分波器３で分波され該複数の光増幅部４Ｂへ出力される前記複数の波長成分の光をそれぞれ一部取り込んで、複数の波長成分のうちのいずれかを選択的に出力するものである。そして、信号光モニタ部４ｄ′は、光スイッチ９からの光に基づいて信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部であり、前述の図１に示す複数の光増幅部４をなす信号光モニタ部４ｄの機能を共用化したものである。尚、信号光モニタ部４ｄ′においても、前述の図１におけるもの（符号４ｄ参照）と基本的に同様の光スプリッタ６，偏光成分抽出部７および判別部８をそなえている。

そして、制御部４ｃ′においては、判別部８からの判別の結果に基づいて、光スイッチ９で選択した波長の光についての信号光が入力されている状態の場合には、当該波長の光を増幅する光増幅器４ｂへの励起パワーの供給をオンとする一方、信号光が非入力の状態の場合には当該光増幅器４ｂへの励起パワーの供給をオフとする制御を行なうことができるようになっている。

このように構成された光受信装置１′においても、前述の第１実施形態の場合と同様の利点を得ることができ、第１実施形態の場合よりもコンパクト化された装置として構成することができる利点がある。
〔Ｃ〕第３実施形態の説明
図７は本発明の第３実施形態にかかる光受信装置１Ｃを示す図である。この図７に示す光受信装置１Ｃは、前述の第１，第２実施形態の場合に比して、光増幅部４Ｃをなす信号光モニタ部４ｅとしての構成が異なっており、これ以外の構成（符号２，３，４ａ〜４ｃおよび５）については基本的に同様である。

ここで、光増幅部４Ｃは、光分波器３で分波された各波長成分対応に複数個そなえられ、光分波器３で分波された光を増幅するものであるが、各光増幅部４Ｃは、前述の第１、第２実施形態の場合と同様の光カプラ４ａ，光増幅器４ｂおよび制御部４ｃをそなえるとともに、信号光モニタ部４ｅをそなえている。ここで、信号光モニタ部４ｅは、光分波器３で分波された各波長の光を増幅する光増幅器４ｂへの信号光の入力状態をそれぞれモニタするものであり、光分波器３で分波された各波長成分対応に、偏波スクランブラ１１，偏光子１２，パワー検出部としてのフォトダイオード１３および判別部１４をそなえて構成されている。

また、各光増幅部４Ｃをなす偏波スクランブラ１１は、光分波器３で分波された光を、光カプラ４ａを介して入力されて、この入力光についての偏光状態をスクランブリングにより周期変動させる偏光状態変動付与部である。偏光子１２は、偏光状態変動付与部としての偏波スクランブラ１１で偏光状態が周期変動された光について、特定方向の直線偏光成分を抽出するものである。そして、フォトダイオード１３においては、偏光子１２で抽出された光のパワーを検出するものであり、応答速度として比較的低速なものを用いることができる。偏波スクランブラ１１としての偏波状態の変動（比較的長い周期）を捕捉できれば信号光入力のモニタ機能として十分であるからである。

さらに、判別部１４は、フォトダイオード１３からの光パワーの検出結果に基づいて、偏光子１２で抽出された光のパワーに、偏波スクランブラ１１による偏光状態の周期変動に起因する周期変動が含まれている場合には、信号光が入力されている状態にあると判別する一方、周期変動が含まれていない場合には、信号光は非入力状態にあると判別するようになっている。

図８（Ａ），図８（Ｂ）は、信号光が入力状態である場合（図８（Ａ））と非入力状態である場合（図８（Ｂ））とで、偏光子１２を通過した特定の直線偏波成分の光のパワーについて対比するための図である。偏波スクランブラ１１で偏波スクランブルされている信号光が偏光子１２を通過して直線偏波成分が抽出されると、この直線偏波成分光は、図８（Ａ）に示すように、偏波変動が周期的な光パワー変動に変換される。一方、信号光が非入力状態であり、無偏光のＡＳＥ光のみが入力されている場合には、図８（Ｂ）に示すようにパワー変動は検出されない。

判別部１４においては、フォトダイオード１３からの光パワーの検出結果に基づき、検出光パワーが周期的に変動している場合には、該当波長の信号光が入力されていると判別して、その旨を制御部４ｃに出力するようになっている。一方、検出光パワーが実質的に一定である場合には、該当波長の信号光が入力されていないと判別して、その旨を制御部４ｃに出力する。尚、判別部１４においては、偏光子１２で抽出された光のパワーに含まれる周期変動よりも短い周期で判別を行なう。これにより、判別部１４では信号光の入力／非入力を確実に判別することができるようになる。

そして、制御部４ｃにおいては、判別部１４からの判別の結果に基づいて、信号光が入力されている状態の場合には光増幅器４ｂへの励起パワーの供給をオンとする一方、信号光が非入力の状態の場合には光増幅器４ｂへの励起パワーの供給をオフとする制御を行なうことができるようになる。
なお、図７に示す光受信装置１Ｃにおいては、光分波器３で分波された各波長の光に含まれる信号光成分の入力／非入力をモニタするために、光分波器３で分波された波長対応に偏波スクランブラ１１をそなえているが、光分波器３で分波される前段のＷＤＭ光についてスクランブリングさせることとしてもよく、このようにすれば、各波長対応の信号光モニタ部４ｅにおける構成要素として共用させることもできる（符号１１′参照）。

一方、光分波器３で分波された波長対応に偏波スクランブラ１１をそなえる構成とすることで、偏波スクランブラ１１′として共用化を図る構成に比べ、光受信器５で受信する信号光の、偏波変動による信号品質の影響を回避しつつ、信号光の入力／非入力をモニタすることが可能である。
上述のごとく構成された光受信装置１Ｃにおいても、信号光モニタ部４ｅの偏波スクランブラ１１により、光分波器３で分波された入力光を偏波スクランブルさせているので、偏光子１２を通過した直線偏光成分のパワー変動をモニタすることで、信号光入力を判別することができ、判別結果に応じて光増幅器４ｂの励起をオンオフ制御することができるようになる。

このように、本発明の第３実施形態においても、信号光モニタ部４ｅにより、比較的簡素な構成で信号光の入力／非入力を判別することができ、前述の第１，第２実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
なお、前述の第２実施形態の場合に倣って、光スイッチ９を導入することにより、図７に場合には各波長対応にそなえることが必要であった信号光モニタ部４ｅとしての構成についても共用化させることが可能である。偏波スクランブラ１１′を光分波器３の前段にそなえる構成において、光スイッチ９を導入することとすれば、各信号光モニタ部をなす偏光子１２，フォトダイオード１３および判別部１４を共用化させることが可能となる。

また、上述の第３実施形態にかかる光受信装置１Ｃにおいては、偏光状態変動付与部として偏波スクランブラ１１（１１′）をそなえて構成しているが、本発明によればこれに限定されず、例えば偏波コントローラにより構成しても、少なくとも信号光入力を検出できるように、偏波状態の周期変動を付与することが可能である。
〔Ｄ〕その他
上述した実施形態にかかわらず、請求項記載の本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することは可能である。

たとえば、上述の各実施形態においては、信号光モニタ部としての機能を光増幅器の外部に配置することとしているが、本発明によれば、光増幅器の内部に配置することとしてもよい。
また、上述した実施形態の開示により、当業者であれば、本発明の装置を製造することは可能である。

〔Ｅ〕付記
（付記１）
信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ装置であって、
入力される光を４分岐する光分岐部と、
該光分岐部で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別する判別部と、をそなえたことを特徴とする、信号光モニタ装置。

（付記２）
該偏光成分抽出部は、
該光分岐部で分岐された第１の分岐光について方位角が基準角度の偏光成分を抽出する第１抽出部と、
該光分岐部で分岐された第２の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出する第２抽出部と、
該光分岐部で分岐された第３の分岐光について、該第１抽出部および該第２抽出部でそれぞれ抽出する偏光成分の方位角の中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第３抽出部と、
該分岐部で分岐された第４の分岐光について、偏光状態を９０度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第４抽出部と、をそなえたことを特徴とする、付記１記載の信号光モニタ装置。

（付記３）
該第１抽出部は、前記第１の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された第１偏光子により構成され、
該第２抽出部は、前記第２の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第２偏光子により構成され、
該第３抽出部は、前記第３の分岐光に対し前記中間角度を方位角に設定された第３偏光子により構成され、
かつ、該第４抽出部は、前記第４の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された４分の１波長板と、該４分の１波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第４偏光子と、により構成されたことを特徴とする、付記２記載の信号光モニタ装置。

（付記４）
該判別部は、
該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分それぞれのパワーを検出するパワー検出部と、
該パワー検出部で検出された前記４つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記４つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力するとともに、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する判別結果出力部と、をそなえたことを特徴とする、付記１記載の信号光モニタ装置。

（付記５）
該判別結果出力部は、前記４つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記４つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記４つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記４つの偏光成分の大きさの差が前期範囲内にない場合には、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴とする、付記４記載の信号光モニタ装置。

（付記６）
前記範囲の大きさは、前記信号光に規定される信号品質に基づいて定められたことを特徴とする、付記５記載の信号光モニタ装置。
（付記７）
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器へ入力される光についての分岐光を４分岐する光分岐部と、
該光分岐部で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別し、前記判別の結果を該制御部に出力する判別部と、をそなえ
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴とする、光増幅装置。

（付記８）
波長多重伝送路から入力される光を複数の波長成分に分波する光分波器と、
該光分波器で分波された各波長成分対応に複数個そなえられ、該光分波器で分波された光を増幅する増幅部と、をそなえ、
各光増幅部は、
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器へ入力される光についての分岐光を４分岐する光分岐部と、
該光分岐部で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別し、前記判別の結果を該制御部に出力する判別部と、をそなえ
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとする制御を行なうように構成されたことを特徴とする、光受信装置。

（付記９）
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器に入力される光の偏光状態を周期変動させる偏光状態変動付与部と、
該偏光状態変動付与部で前記偏光状態が変動されて該光増幅器に入力される光の分岐光について、特定方向の直線偏光成分を抽出する偏光子と、
該偏光子で抽出された光のパワーを検出するパワー検出部と、
該パワー検出部からの検出結果に基づいて、該偏光子で抽出された光のパワーに、該偏光状態変動付与部による前記偏光状態の変動に起因する周期変動が含まれている場合には、前記信号光が入力されている状態にあると判別する一方、前記周期変動が含まれていない場合には、前記信号光は非入力状態にあると判別する判別部と、をそなえ、
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴とする、光増幅装置。

（付記１０）
波長多重伝送路から入力される光を複数の波長成分に分波する光分波器と、
該光分波器で分波された各波長成分対応に複数個そなえられ、該光分波器で分波された光を増幅する増幅部と、をそなえ、
各光増幅部は、
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器に入力される光の偏光状態を周期変動させる偏光状態変動付与部と、
該偏光状態変動付与部で前記偏光状態が変動されて該光増幅器に入力される光の分岐光について、特定方向の直線偏光成分を抽出する偏光子と、
該偏光子で抽出された光のパワーを検出するパワー検出部と、
該パワー検出部からの検出結果に基づいて、該偏光子で抽出された光のパワーに、該偏光状態変動付与部による前記偏光状態の変動に起因する周期変動が含まれている場合には、前記信号光が入力されている状態にあると判別する一方、前記周期変動が含まれていない場合には、前記信号光は非入力状態にあると判別する判別部と、をそなえ、
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴とする、光受信装置。

（付記１１）
該光分波器で分波され該複数の光増幅部へ出力される前記複数の波長成分の光をそれぞれ一部取り込んで、前記複数の波長成分のうちのいずれかを選択的に出力する光スイッチをそなえ、
該信号光モニタ部は、該光スイッチからの光に基づいて信号光の入力状態をモニタするように構成されるとともに、
該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光スイッチで選択した波長の光を増幅する光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には当該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとする制御を行なうように構成されたことを特徴とする、付記８又は１０記載の光受信装置。

（付記１２）
該複数の光増幅部をなす該偏光状態変動付与部は、該光分波器で分波される前段の光に対し偏光状態を変動させることにより、前記複数の光増幅部において共用に構成されたことを特徴とする、付記１０記載の光受信装置。
（付記１３）
該偏光状態変動付与部は、偏波制御器又は偏波スクランブラにより構成されたことを特徴とする、付記１０又は１２記載の光受信装置。

（付記１４）
該判別部は、該偏光子で抽出された光のパワーに含まれる前記周期変動よりも短い周期で前記判別を行なうように構成されたことを特徴とする、付記１０，１２および１３のいずれか１項記載の光受信装置。
（付記１５）
信号光の入力状態をモニタする際に、
入力される光を４分岐し、
該４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出し、
該抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別することを特徴とする、信号光モニタ方法。

本発明の第１実施形態における光受信装置を示す図である。 ４つの偏光成分パワーの異同に基づいて信号光の入力状態を判別することについて説明するための図である。 本発明の第１実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の動作を説明するための図である。 特定の偏光成分抽出光の規格化された電流値がＯＳＮＲ値によって異なることを説明するための図である。 本発明の第２実施形態にかかる光受信装置を示す図である。 本発明の第３実施形態にかかる光受信装置を示す図である。 （Ａ），（Ｂ）はともに信号光が入力状態である場合と非入力状態である場合とで、偏光子を通過した特定の直線偏波成分の光のパワーについて対比するための図である。 一般的な光通信システムの構成例を示す図である。 本願発明が解決する課題について説明するための図である。 本願発明が解決する課題について説明するための図である。

符号の説明

１，１′，１Ｃ 光受信装置
２ ＷＤＭ一括増幅用光増幅器
３ 光分波器
４，４Ｂ，４Ｃ 光増幅部
４ａ 光カプラ
４ｂ 光増幅器
４ｃ，４ｃ′ 制御部
４ｄ，４ｄ′，４ｅ 信号光モニタ部
５ 光受信器
６ 光スプリッタ（光分岐部）
７ 偏光成分抽出部
７−１ 第１抽出部
７−２ 第２抽出部
７−３ 第３抽出部
７−４ 第４抽出部
７−４１ １／４波長板
７−４２ 偏光子
８ａ−１〜８ａ−４ フォトダイオード
８ｂ 処理部
８ 判別部
１１，１１′ 偏波スクランブラ（偏光状態変動付与部）
１２ 偏光子
１３ フォトダイオード（パワーモニタ）
１４ 判別部
１００ 光通信システム
１０１ 光送信装置
１０１ａ 光送信器
１０１ｂ光合波器
１０１ｃ光増幅器
１０２ 伝送路ファイバ
１０３ 光増幅中継器
１０４ 光受信装置
１０４ａ ＷＤＭ信号一括増幅型光増幅器
１０４ｂ 光分波器
１０４ｃ 光増幅器
１０４ｄ 可変型波長分散補償器
１０４ｅ 光受信器

Claims (3)

1. 信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ装置であって、
   入力される光を４分岐する光分岐部と、
   該光分岐部で４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
   該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別する判別部と、をそなえ、
   該偏光成分抽出部は、
   該光分岐部で分岐された第１の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第１偏光子により構成され、前記第１の分岐光について方位角が前記基準角度の偏光成分を抽出する第１抽出部と、
   該光分岐部で分岐された第２の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第２偏光子により構成され、前記第２の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出する第２抽出部と、
   該光分岐部で分岐された第３の分岐光に対し該第１抽出部および該第２抽出部でそれぞれ抽出する偏光成分の方位角の中間角度を方位角に設定された第３偏光子により構成され、前記第３の分岐光について、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第３抽出部と、
   該分岐部で分岐された第４の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された４分の１波長板と、該４分の１波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第４偏光子と、により構成され、前記第４の分岐光について、偏光状態を９０度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第４抽出部と、をそなえるとともに、
   該判別部は、
   該偏光成分抽出部で抽出した前記４つの偏光成分それぞれのパワーを検出するパワー検出部と、
   該パワー検出部で検出された前記４つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記４つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力するとともに、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する判別結果出力部と、をそなえ、
   該判別結果出力部は、前記４つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記４つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記４つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記４つの偏光成分の大きさの差が前記範囲内にない場合には、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴とする、信号光モニタ装置。
2. 前記範囲の大きさは、前記信号光に規定される信号品質に基づいて定められたことを特徴とする、請求項１記載の信号光モニタ装置。
3. 信号光の入力状態をモニタする際に、
   入力される光を４分岐し、
   該４分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する４つの偏光成分を抽出し、
   該抽出した前記４つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力／非入力を判別する処理を行ない、
   該抽出する処理において、
   該分岐された第１の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第１偏光子により、前記第１の分岐光について方位角が前記基準角度の偏光成分を抽出し、
   該分岐された第２の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第２偏光子により、前記第２の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出し、
   該分岐された第３の分岐光に対し該第１偏光子および該第２偏光子でそれぞれ抽出される偏光成分の方位角の中間角度を方位角に設定された第３偏光子により、前記第３の分岐光について、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出し、
   該分岐された第４の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された４分の１波長板と、該４分の１波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第４偏光子と、により、前記第４の分岐光について、偏光状態を９０度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する処理を行ない、
   該判別する処理において、
   該抽出した前記４つの偏光成分それぞれのパワーを検出し、
   該検出された前記４つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記４つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力する一方、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する処理を行なうとともに、
   該判別する処理において、前記４つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記４つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記４つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記４つの偏光成分の大きさの差が前記範囲内にない場合には、前記４つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴とする、信号光モニタ方法。

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