JP4985367B2 - 監視装置、インサービス監視方法及び監視システム - Google Patents

Description

本発明は、光ネットワークにおけるインサービス（Ｉｎ−Ｓｅｒｖｉｃｅ）監視技術に関する。

現在、通信ネットワークは、通信局舎間を波長多重伝送路により接続し、通信局舎に設置した光クロスコネクト装置又は光ＡＤＭ（Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｔｉｐｌｅｘｅｒ）装置を用いて、電気信号に変換することなく、光信号のまま、各波長多重伝送路の波長パスの接続を行う構成、つまり、オール光ネットワークに向かいつつあり、波長パスの柔軟な設定等について各種提案が行われている。

通信ネットワークにおいて、提供しているパス／回線の伝送品質を監視することは必須であり、オール光ネットワークに対する各種のインサービス監視機能が提案されている（例えば、特許文献１、参照。）。特許文献１によると、監視システムは、光カップラを用いて光伝送路から取り出した光信号を２分岐し、１方の光信号から光パワーを測定し、他方の光信号については光電気変換後、直流成分を除去してフーリエ変換することでノイズ成分を求め、これにより光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を監視している。

米国特許第６４３３８６４号明細書

電気レベルでのクロスコネクト装置を用いた従来のネットワークにおいては、例えば、バーチャネルコンテナ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）のパスオーバヘッド（ＰＯＨ）にあるパリティビットをモニタする等により、そのパスが現用であるか予備であるかに係わり無く、つまり、現用障害時の非常用であり、通常は、使用されないパスであっても伝送品質のインサービス監視を行うことが可能であった。

しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、使用している波長パス障害時の迂回路として確保されている経路の品質を確認することはできず、例えば、障害時に波長パスを迂回させた後に、初めて使用に耐えない品質であると判明することが生じ得る。また、特許文献１に記載の方法においては、品質に重要な影響を及ぼすマルチパス干渉（ＭＰＩ：Ｍｕｌｔｉ Ｐａｔｈ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）の影響、つまり、光ファイバの接続点等で発生する波長パス自体の反射による干渉のレベルを測定することができないという問題もある。

したがって、本発明は、上述した問題を解決した、オール光ネットワークに対する監視装置と、インサービス監視方法を提供することを目的とする。

本発明における監視装置によれば、
光信号を生成する手段と、受信する光信号の電力レベルを測定する手段と、受信する光信号を電気信号に変換する手段と、第１の周波数と、第１の周波数より低い第２の周波数を有し、第１の周波数以上の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第１の電力レベルとし、第２の周波数以下の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第２の電力レベルとするノイズ測定手段と、第１の電力レベルと光信号の電力レベルから光信号対雑音比を、第２の電力レベルからマルチパス干渉量を算出する手段とを備えていることを特徴とする。

本発明の監視装置における他の実施形態によれば、
第１の周波数及び第２の周波数は、該光信号の線幅に基づき決定することが好ましく、第２の周波数は、線幅に等しい値であることも好ましい。

本発明における光ネットワークのインサービス監視方法によれば、
光ネットワークのインサービス監視方法であって、試験用の光信号を第１の局舎にて光伝送路に挿入し、第２の局舎にて、該光信号を該光伝送路から分離し、分離した光信号の電力レベルを測定し、分離した光信号を電気信号に変換し、所定の第１の周波数以上の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第１の電力レベルとし、第１の周波数より低い第２の周波数以下の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第２の電力レベルとし、第１の電力レベルと光信号の電力レベルから光信号対雑音比を、第２の電力レベルからマルチパス干渉量を算出することを特徴とする。

本発明における光伝送路の監視システムによれば、
試験用として定義した波長の光信号を生成する第１の監視装置と、該光伝送路の一端において、第１の監視装置が生成した光信号を、該光伝送路に挿入する装置と、該光伝送路の他端において、該光伝送路から該光信号を分離する装置と、分離する装置が分離した光信号を電気信号に変換し、該光信号及び該電気信号に基づき該光伝送路の品質を測定する第２の監視装置とを備えていることを特徴とする。

本発明の監視システムにおける他の実施形態によれば、
第２の監視装置は、第１の周波数と、第１の周波数より低い第２の周波数を有し、第１の周波数以上の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第１の電力レベルとし、第２の周波数以下の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第２の電力レベルとするノイズ測定手段と、第１の電力レベルと光信号の電力レベルから光信号対雑音比を、第２の電力レベルからマルチパス干渉量を算出する手段とを備えていることも好ましい。

本発明により、伝送路の品質に特に重要な光信号対雑音比とマルチパス干渉の両方を、インサービスにて監視、特に、迂回路であってもその品質を監視することが可能になる。

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明による監視システムの構成図である。図１において、参照符号３は、波長多重機能を表し、参照符号２は、光信号の挿入／分離機能を表している。ここで、挿入／分離機能とは、光信号の挿入／分離、あるいは、結合／分岐を行う機能を意味し、例えば、光ＯＡＤＭ、光クロスコネクト装置に含まれている機能や、光カップラが、その代表的な例である。

図１において参照符号１１〜１５は、本発明による監視装置であり、各通信局舎に設置され、参照符号５は、管理サーバであり、各通信局舎に設置されている監視装置から監視結果を受信する。本発明による監視装置１１〜１５は、同じ通信局舎に設置されている挿入／分離機能２を用いて、試験用として定義した波長の連続光を、波長多重して使用する光伝送路４１〜４６に挿入し、他の通信局舎の監視装置１１〜１５が挿入した試験用の連続光を、挿入／分離機能２を用いて抽出して監視を行う。

ここで、監視は、隣接通信局舎間の光伝送路を単位として行う。つまり、監視装置１１は、光伝送路４１及び４３に、それぞれ、連続光を挿入し、監視装置１２と監視装置１４は、監視装置１１が挿入した連続光の品質の監視を行う。その逆に、監視装置１１は、監視装置１２が光伝送路４１に挿入した連続光と、監視装置１４が光伝送路４３に挿入した連続光の品質の監視を行う。

同様に、光伝送路４２は、監視装置１２及び１３により監視され、光伝送路４４は、監視装置１２及び１５により監視され、光伝送路４５は、監視装置１３及び１５により監視され、光伝送路４６は、監視装置１４及び１５により監視される。

図２は、本発明による監視装置１１〜１５のブロック図である。図２によると、監視装置は、レーザダイオード１００と、光分岐部１０１と、光電気変換部１０２と、ノイズ測定部１０３と、光パワー測定部１０４と、制御部１０５とを備えている。

レーザダイオード１００は、監視用として定めた波長の連続光を生成し、光分岐部１０１は、対向する監視装置が光伝送路に挿入し、挿入／分離機能２が分離した連続光を２分岐して、それぞれ、光電気変換部１０２と、光パワー測定部１０４に出力する。光パワー測定部１０４は、受信する光信号のパワーを測定し、測定結果を制御部１０５に出力する。光電気変換部１０２は、入力光信号を電気信号に変換してノイズ測定部１０３に変換後の電気信号を出力し、ノイズ測定部１０３は、後述する方法にてノイズを測定して、測定結果を制御部１０５に出力する。制御部１０５は、光分岐部１０１及び挿入／分離機能２による光信号の分岐／分離の特性に基づき、光パワー測定部１０４の測定結果と、ノイズ測定部１０３の測定結果を、光伝送路における電力レベルに換算する。なお、この換算は、光パワー測定部１０４とノイズ測定部１０３において、それぞれ、行っても良い。

制御部１０５は、光パワー測定部１０４及びノイズ測定部１０３の測定結果から、光信号対雑音比とマルチパス干渉量を求め、測定対象の光伝送路の品質として保存すると共に、結果を、管理サーバ５に送信し、管理サーバ５は、各監視装置１１〜１５より受信する測定結果に基づき、パス全体の、あるいは、ある波長パスの迂回経路全体の品質を算出する。

なお、本実施形態においては、レーザダイオード１００と、光分岐部１０１と、光電気変換部１０２と、ノイズ測定部１０３と、光パワー測定部１０４を、監視対象の光伝送路ごとに設ける。つまり、例えば、監視装置１１は、光伝送路４１用のレーザダイオード１００と、光分岐部１０１と、光電気変換部１０２と、ノイズ測定部１０３と、光パワー測定部１０４と、光伝送路４３用のレーザダイオード１００と、光分岐部１０１と、光電気変換部１０２と、ノイズ測定部１０３と、光パワー測定部１０４とを備えている。

しかしながら、レーザダイオード１００については、その出力を、監視対象である光伝送路の数だけ分岐して、それぞれの光伝送路に挿入する構成であっても良い。また、光分岐部１０１と、光電気変換部１０２と、ノイズ測定部１０３と、光パワー測定部１０４については、監視対象光伝送路と同じ数だけある、測定対象の連続光を、光スイッチにより時分割で入力して測定する構成であっても良い。

続いて、ノイズ測定部１０３によりノイズ測定について説明する。図３及び図４は、信号のパワーに対して、そのパワーが１６ｄＢ低いＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：自然放出光）ノイズを加えたときと、１６ｄＢ低いＭＰＩを発生させたときの光電気変換部１０２が出力する電気信号のスペクトラムを示す図である。なお、図３及び図４において、符号６１がＭＰＩ印加時の電気信号であり、符号６２がＡＳＥ印加時の電気信号である。

ここで、ＭＰＩの印加は、線幅１００ｋＨｚの連続光をカップラで分岐して減衰器でレベルを調整した信号を、ＭＰＩのソースとし、再度、カップラで連続光と結合させることにより行った。なお、図３において、スペクトラムアナライザのＲＢ（分解能帯域幅）及びＶＢ（ビデオ帯域幅）は共に１ＭＨｚであり、図４において、スペクトラムアナライザのＲＢ及びＶＢは共に３ｋＨｚである。

ＭＰＩは、信号光と、反射した同じ信号光との干渉であるため、図４にも示す様に、その帯域は、試験用の連続光の線幅に依存した値となる。一方、ＡＳＥノイズは、周波数には依存しない。したがって、試験用連続光の線幅より十分大きな値、例えば、図３に示す様に２０ＭＨｚ以上の周波領域で、電気信号の電力レベルを測定することにより、ＭＰＩ６１の影響を受けずにＡＳＥノイズ６２を測定することが可能である。特に、８０ＭＨｚ以上の周波数においては、図示しないノイズフロアと、ＭＰＩ６１のレベルがほぼ同じであり、８０ＭＨｚ以上の周波数で測定したノイズについては、ＡＳＥノイズ６２と見なすことが可能である。

また、この線幅の５倍程度、つまり図４に示す様に５００ｋＨｚ以下の周波数においては、ＭＰＩ６１のレベルは、ＡＳＥ６１のレベルより十分高く、５００ｋＨｚ以下の周波数で電気信号の電力レベルを測定することにより、ＭＰＩ６１の電力レベルを測定することが可能である。特に、線幅に相等する１００ｋＨｚ以下、より詳細には、線幅の中心である５０ｋＨｚの前後の周波数領域にて電力レベルを測定することで、ＭＰＩの電力レベルをより正確に測定することができる。

以上、ノイズ測定部１０３は、第１の周波数と、第１の周波数より低い第２の周波数を有し、第１の周波数より高い周波数の電力レベルからＡＳＥノイズの電力レベルを算出し、第２の周波数より低い周波数の電力レベルからＭＰＩの電力レベルを算出する。ここで、第１の周波数及び第２の周波数は、試験用の連続光の線幅に基づき決定、例えば、第１の周波数を、線幅より十分大きな値とし、第２の周波数を、線幅に等しい値とする。なお、ノイズ測定部１０３としては、スペクトラムアナライザや、セレクティブレベルメータ等を使用することが可能である。

なお、上述した実施形態は連続光を光伝送路の監視のために使用するものであったが、変調光を使用することも可能であり、変調光を使用することで波長分散の監視も行うことが可能となる。この場合、例えば、図２に示す監視装置のレーザダイオード１００の出力は、光変調器を経由して挿入／分離機能２へ出力され、光分岐部１０１は入力光信号を３分岐して、そのうちの１つを、波長分散測定部へ出力する。

本発明によるシステム構成図である。 本発明による監視装置のブロック図である。 光電気変換部の出力信号の１００ＭＨｚまでのスペクトラムである。 光電気変換部の出力信号の５００ｋＨｚまでのスペクトラムである。

符号の説明

１１、１２、１３、１４、１５ 監視装置
２ 挿入／分離機能
３ 波長多重機能
４１、４２、４３、４４、４５、４６ 光伝送路
５ 管理サーバ
１００ レーザダイオード
１０１ 光分岐部
１０２ 光電気変換部
１０３ ノイズ測定部
１０４ 光パワー測定部
１０５ 制御部

Claims (3)

1. 光信号を生成する手段と、
   受信する光信号の電力レベルを測定する手段と、
   受信する光信号を電気信号に変換する手段と、
   第１の周波数と、第１の周波数より低い第２の周波数を有し、第１の周波数以上の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第１の電力レベルとし、第２の周波数以下の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第２の電力レベルとするノイズ測定手段と、
   第１の電力レベルと光信号の電力レベルから光信号対雑音比を、第２の電力レベルからマルチパス干渉量を算出する手段と、
   を備え、
   第１の周波数及び第２の周波数は、該光信号の線幅に基づく値であり、第１の周波数は、線幅より大きく、第２の周波数は、該光信号の線幅に等しい監視装置。
2. 光ネットワークのインサービス監視方法であって、
   試験用の光信号を第１の局舎にて光伝送路に挿入し、
   第２の局舎にて、該光信号を該光伝送路から分離し、
   分離した光信号の電力レベルを測定し、
   分離した光信号を電気信号に変換し、
   所定の第１の周波数以上の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第１の電力レベルとし、第１の周波数より低い第２の周波数以下の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第２の電力レベルとし、
   第１の周波数及び第２の周波数は、該光信号の線幅に基づく値であり、第１の周波数は、線幅より大きく、第２の周波数は、該光信号の線幅に等しく、
   第１の電力レベルと光信号の電力レベルから光信号対雑音比を、第２の電力レベルからマルチパス干渉量を算出する、
   方法。
3. 光伝送路の監視システムであって、
   試験用として定義した波長の光信号を生成する第１の監視装置と、
   該光伝送路の一端において、第１の監視装置が生成した光信号を、該光伝送路に挿入する装置と、
   該光伝送路の他端において、該光伝送路から該光信号を分離する装置と、
   分離する装置が分離した光信号を電気信号に変換し、該光信号及び該電気信号に基づき該光伝送路の品質を測定する第２の監視装置と、
   を備え、
   第２の監視装置は、
   第１の周波数と、第１の周波数より低い第２の周波数を有し、第１の周波数以上の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第１の電力レベルとし、第２の周波数以下の周波数で、該電気信号の電力レベルを測定して第２の電力レベルとするノイズ測定手段と、
   第１の電力レベルと光信号の電力レベルから光信号対雑音比を、第２の電力レベルからマルチパス干渉量を算出する手段と、
   を備え、第１の周波数及び第２の周波数は、該光信号の線幅に基づく値であり、第１の周波数は、線幅より大きく、第２の周波数は、該光信号の線幅に等しい監視システム。

Images