JP5375991B2 - 光信号入力の有無を検出する信号入力検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、光通信システムにおいて光増幅器等の光デバイスに対する光信号入力の有無を検出する信号入力検出装置と、その検出結果を用いた光デバイス制御装置に関する。

図２８は、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を用いた従来の光通信システムの構成例を示している。この光通信システムは、光送信装置１１、伝送路ファイバ１２、１４、１６、光増幅中継器１３、１５、および光受信装置１７を含む。

このうち、光送信装置１１は、光送信器２１−１〜２１−ｎ、光合波器２２、および光増幅器２３を備え、光受信装置１７は、光増幅器２４、光分波器２５、光増幅器２６−１〜２６−ｎ、可変型波長分散補償器２７−１〜２７−ｎ、および光受信器２８−１〜２８−ｎを備える。光増幅中継器１３、１５、および光増幅器２３、２４は、ＷＤＭ信号を一括して増幅し、光増幅器２６−１〜２６−ｎは、それぞれ１波長の光信号を増幅する。

現在、光通信システムで最も普及している光増幅器としては、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）が挙げられる。光増幅中継器１３および１５は、それぞれ伝送路ファイバ１２および１４中を伝送され、パワーが小さくなった光信号を増幅する。

このとき、光信号が増幅されると同時に、誘導放出により振幅、位相、偏波等がランダムな自然放出光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）が発生し、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Optical Signal to Noise Ratio ）を劣化させる。このＡＳＥは、光増幅中継器を通過する毎に増幅、累積され、最終的には光信号と共に光受信装置１７に入力される。

図２８の例では、光送信装置１１からＷＤＭ信号３１およびＡＳＥ３２を含む光が出力される。そして、光受信装置１７の光分波器２５には、ＷＤＭ信号３３およびＡＳＥ３４を含む光が入力され、光増幅器２６−２には、１波長の光信号３５およびＡＳＥ３６を含む光が入力される。

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くなるため、高精度な波長分散補償が必要になる。そこで、光受信装置１７において可変分散補償器２７−１〜２７−ｎを設けることにより、チャネル毎に高精度な波長分散補償が可能となり、さらにはシステム運用中の波長分散値の経時変動に追従しながら、常に分散補償量を最適化することが可能になる。また、偏波モード分散（ＰＭＤ）に起因する信号品質劣化が顕著な場合には、それを補償するために光分波器２５と光受信器２８−１〜２８−ｎの間にＰＭＤ補償器を配置する場合がある。

しかしながら、可変型波長分散補償器２７−１〜２７−ｎやＰＭＤ補償器の適用により光損失が増大し、後段にある光受信器２８−１〜２８−ｎ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がある。このような場合、光増幅器２６−１〜２６−ｎを用いて光信号を増幅することで、光受信器２８−１〜２８−ｎへの入力パワーを確保できる。

図２９は、このような損失補償用の光増幅器を制御するシステムを示している。光増幅器４２は、光受信器４３の前段に設けられ、入力光を増幅する。光増幅器４２の入力側には、光カプラ４１とフォトダイオード（ＰＤ）４４が設けられ、入力光がモニタされる。処理部４５は、ＰＤ４４からのモニタ信号に基づいて光信号入力の有無を判定し、制御部４６は、その判定結果に応じて光増幅器４２の動作を制御する。

処理部４５は、図３０に示すように、信号入力範囲の下限値付近に、光パワーのシャットダウン閾値Ｐｔｈを設定し、モニタされた光パワーがＰｔｈより高い場合は信号入力有りと判定し、Ｐｔｈより低い場合は信号入力断と判定する。制御部４６は、信号入力有りの場合は光増幅器４２を動作させ、信号入力断の場合は動作を停止させる（シャットダウンする）。

したがって、時刻ｔ１において光信号がオフになり、光増幅器４２の入力光パワー５１がＰｔｈを下回ると、光増幅器４２はシャットダウンされ、光増幅器４２の出力光パワー５２は０に近づく。

下記の特許文献１は、光伝送システムにおけるＯＳＮＲのモニタ方法に関する。

特開２００４−１１２４２７号公報

上述した従来の光増幅器制御方法には、次のような問題がある。

図３１に示すように、ｎチャネルからなるＷＤＭ通信システムを運用中に、光送信器２１−２の光ファイバ断または抜去等により、ＷＤＭ信号の１チャネルのみがオフとなった場合、そのチャネルの光増幅器２６−２には、光送信装置と光受信装置の間に配置された光増幅中継器で発生し累積するＡＳＥのみが入力される。

このＡＳＥパワーが光増幅器２６−２の信号入力ダイナミックレンジの下限値より大きい場合、図３２に示すように、時刻ｔ１において信号がオフになっても、入力光パワー６１は、シャットダウン閾値Ｐｔｈを下回らない。このため、信号とＡＳＥの判別ができず、光増幅器２６−２はシャットダウンされない。

そして、光増幅器２６−２が動作状態のままで、時刻ｔ２において信号がオンになり、光増幅器２６−２に光信号が入力されると、出力光パワー６２が示すように、光サージ６３が発生し、後段の光受信器２８−２が破壊されてしまう。

さらに、ＷＤＭ通信システムの初期起動時にＡＳＥのみが入力されたとき、誤って光増幅器を起動すると、その後で実際に光信号が入力された瞬間に光サージが発生し、やはり光受信器を故障させてしまう。

そこで、このような誤判定を防ぐために、図３３のような信号入力検出装置を用いる方法が考えられる。信号入力検出装置７１は、光カプラ７２、高速ＰＤ７３、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７４、および強度モニタ７５を備える。高速ＰＤ７３から出力されるモニタ信号は、ＢＰＦ７４を介して強度モニタ７５に転送され、強度モニタ７５は、信号成分の強度をモニタして、制御部７６に出力する。制御部７６は、強度モニタ７５からのモニタ信号に基づいて光信号入力の有無を判定し、光増幅器４２の動作を制御する。

このように、光増幅器４２の入力端で信号成分の強度をモニタすることで、信号入力かＡＳＥのみの入力かを判別することが可能である。しかし、信号入力検出装置７１を波長数だけ配置すると、高周波部品を多数用いることになるため、非常に高価なシステムになる。

本発明の第１の課題は、できるだけ簡易な方法で、光増幅器等の光デバイスの入力端における信号入力の有無を検出することである。

本発明の第２の課題は、信号入力の検出結果に応じて光デバイスの動作を適切に制御することで、光サージのような障害の発生を防止することである。

図１は、本発明の信号入力検出装置の原理図である。図１の信号入力検出装置は、第１のモニタ手段１０１、第２のモニタ手段１０２、および判別手段１０３を備える。

第１のモニタ手段１０１は、入力光の強度をモニタして、入力光強度を示す第１のモニタ信号を出力する。第２のモニタ手段１０２は、入力光の交流成分の強度をモニタして、交流強度を示す第２のモニタ信号を出力する。判別手段１０３は、第１のモニタ信号と第２のモニタ信号を用いて、入力光に信号光が含まれているか否かを判別する。

入力光には交流（ＡＣ）成分と直流（ＤＣ）成分が含まれており、入力光強度においてはＤＣ強度が支配的である。このため、入力光強度のみでは、入力光に信号光とＡＳＥが含まれている状態と、ＡＳＥのみが含まれている状態とを判別することは難しい。しかしながら、入力光強度に加えてＡＣ強度もモニタすることで、これらの２つの入力状態を容易に判別できるようになる。

さらに、光デバイスの入力側または出力側の光を信号入力検出装置に入力して、入力光に信号光が含まれているか否かを判別すれば、その判別結果に応じて光デバイスを適切に制御することができる。

第１のモニタ手段１０１は、例えば、後述する強度モニタ２０５を含み、第２のモニタ手段１０２は、例えば、ＤＣブロック２０３および強度モニタ２０４を含む。判別手段１０３は、例えば、判別処理部２０６に対応する。

本発明によれば、比較的簡易かつ安価な構成で、光デバイスの入力端における信号入力の有無、すなわち、信号が入力している状態とＡＳＥのみが入力している状態との判別を行うことができる。これにより、光デバイスの起動／停止を安全かつ確実に行うことが可能になる。

また、光信号のビットレートやフォーマットに依存することなく、信号入力の有無を検出できるため、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可能である。

本発明の信号入力検出装置の原理図である。 第１の信号入力検出装置の構成図である。 ２つの強度モニタの入力端におけるスペクトルおよび時間波形を示す図である。 トータル強度の入力光パワー依存性を示す図である。 ＡＣ強度の入力光パワー依存性を示す図である。 第１の光増幅器制御システムの構成図である。 第１の光増幅器起動制御のフローチャートである。 第１の光増幅器停止制御のフローチャートである。 第２の信号入力検出装置の構成図である。 損失部を設けたときのモニタ強度の入力光パワー依存性を示す図である。 第２の光増幅器起動制御のフローチャートである。 第２の光増幅器停止制御のフローチャートである。 第３の信号入力検出装置の構成図である。 ２つの閾値を示す図である。 第３の光増幅器起動制御のフローチャートである。 第３の光増幅器停止制御のフローチャートである。 第４の信号入力検出装置の構成図である。 第２の光増幅器制御システムの構成図である。 第３の光増幅器制御システムの構成図である。 光フィルタなしのときの入力光のスペクトルを示す図である。 光フィルタを設けたときの入力光のスペクトルを示す図である。 光フィルタを設けたときのＡＣ強度の入力光パワー依存性を示す図である。 第４の光増幅器制御システムの構成図である。 ＡＣ強度のＯＳＮＲ依存性を示す図である。 変調方式によるＡＣ強度の違いを示す図である。 位相変調の場合の波長数によるＡＣ強度の変化を示す図である。 強度変調の場合の波長数によるＡＣ強度の変化を示す図である。 従来の光通信システムの構成図である。 従来の光増幅器制御システムの構成図である。 従来の光増幅器制御方法を示す図である。 １チャネルの信号がオフになった状態を示す図である。 光サージの発生を示す図である。 信号入力検出の改善策を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

本実施形態では、入力光を光電変換した後、低周波数領域のＡＣ強度をモニタし、光信号が入力する場合とＡＳＥのみが入力する場合とでモニタ強度が異なることを利用して、入力状態を判別する。そして、この判別結果を用いて光増幅器の動作を制御する。

図２は、このような信号入力検出装置の構成例を示している。この信号入力検出装置は、低速ＰＤ２０１、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）２０２、ＤＣブロック２０３、強度モニタ２０４、２０５、および判別処理部２０６を備える。

低速ＰＤ２０１は、入力光を電気信号に変換し、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）２０２は、ＰＤ出力電流を増幅し、電圧変換する。ＤＣブロック２０３は、ＴＩＡ２０２の出力に含まれるＤＣ成分をブロックして、ＡＣ成分のみを強度モニタ２０４に出力する。強度モニタ２０４は、入力されたＡＣ成分の信号強度を出力し、強度モニタ２０５は、ＴＩＡ２０２の出力の信号強度を、トータル強度として出力する。判別処理部２０６は、強度モニタ２０４からのＡＣ強度と、強度モニタ２０５からのトータル強度を用いて、入力状態を判別し、判別結果を制御情報として出力する。

図３は、それぞれの強度モニタの入力端におけるスペクトルおよび時間波形のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは、低速ＰＤ２０１の応答速度は、光信号の速度と比較して十分低い速度とし、ＤＣブロック２０３は、例えば、キャパシタにより構成されるものとする。

図３の例では、ＡＣ強度モニタ２０４の入力端におけるスペクトルおよび時間波形には、ＤＣ成分が含まれておらず、トータル強度モニタ２０５の入力端におけるスペクトルおよび時間波形には、ＤＣ成分が含まれていることが分かる。

図４は、トータル強度の入力光パワー依存性を示しており、図５は、ＡＣ強度の入力光パワー依存性を示している。トータル強度ではＤＣ強度が支配的であるため、ＡＳＥのみが入力する場合でも、光信号とＡＳＥが入力する場合でも、トータル強度の入力光パワー依存性はほぼ一致する。これに対して、ＡＣ強度は、入力状態によって入力光パワー依存性が異なる。

図５では、ＡＳＥのみが入力する場合と、光信号とＡＳＥが入力する場合とでＡＣ強度の入力光パワー依存性が異なり、さらにＯＳＮＲによってもＡＣ強度の入力光パワー依存性が異なる。したがって、ＡＣ強度とトータル強度をモニタすることで、ＡＳＥのみが入力している状態か、光信号が入力している状態かを判別することができる。

次に、入力状態の具体的な判別方法、および、その判別結果を用いた光増幅器の制御方法について、具体例を挙げて説明する。

図６は、光増幅器制御システムの構成例を示している。このシステムは、光カプラ６０１、光増幅器６０２、信号入力検出装置６０３、および制御部６０４を備える。信号入力検出装置６０３は、図２に示した構成を有し、光カプラ６０１を介して、光増幅器６０２の入力端における入力状態を判別する。制御部６０４は、その判別結果を用いて光増幅器６０２の動作を制御する。

この場合、事前にＡＳＥのみを信号入力検出装置６０３に入力して、ＡＣ強度とトータル強度の関係を取得し、その関係をデータテーブルとして、信号入力検出装置６０３の判別処理部２０６に格納しておく。

図７は、光増幅器が停止している状態における光増幅器起動制御のフローチャートである。まず、信号入力検出装置６０３の強度モニタ２０４および２０５は、ＡＣ強度およびトータル強度を測定する（ステップ７０１）。

次に、判別処理部２０６は、データテーブルを用いて、トータル強度の測定値に対応するＡＣ強度を算出し（ステップ７０２）、得られた計算値をＡＣ強度の測定値と比較する（ステップ７０３）。ＡＣ強度の測定値が計算値以上であれば、信号入力断、すなわち、ＡＳＥのみが入力していると判定し（ステップ７０４）、ステップ７０１以降の動作を繰り返す。

一方、ＡＣ強度の測定値が計算値未満であれば、信号が入力していると判定し（ステップ７０５）、制御部６０４に信号入力情報を転送する（ステップ７０６）。そして、制御部６０４は、信号入力情報に従って、光増幅器６０２を起動する（ステップ７０７）。

図８は、光増幅器が動作している状態における光増幅器停止制御のフローチャートである。ステップ８０１〜８０３の動作は、図７のステップ７０１〜７０３の動作と同様である。

判別処理部２０６は、ステップ８０３においてＡＣ強度の測定値が計算値未満であれば、信号が入力していると判定し（ステップ８０４）、ステップ８０１以降の動作を繰り返す。

一方、ＡＣ強度の測定値が計算値以上であれば、信号入力断、すなわち、ＡＳＥのみが入力していると判定し（ステップ８０５）、制御部６０４に信号入力断情報を転送する（ステップ８０６）。そして、制御部６０４は、信号入力断情報に従って、光増幅器６０２を停止させる（ステップ８０７）。

図９は、信号入力検出装置の別の構成例を示している。この信号入力検出装置は、図２の信号入力検出装置において、ＴＩＡ２０２と強度モニタ２０５の間に損失部９０１を設けた構成を有し、ＡＣ強度とトータル強度の重み付けを行う。損失部９０１としては、例えば、減衰器が用いられる。

この場合、強度モニタ２０５の入力信号を損失部９０１により減衰させることで、トータル強度の測定値を減少させることができ、ＡＣ強度とトータル強度の入力光パワー依存性は、図１０のようになる。損失部９０１の損失量は、ＡＳＥのみが入力するときのＡＣ強度と、信号とＡＳＥが入力するときのＡＣ強度の間に、トータル強度が検出されるように、調整される。

これにより、ＡＣ強度とトータル強度の大小関係を比較するだけで入力状態を判別することができるため、判別用のデータテーブルが不要となり、判別処理部２０６の構成が簡易になる。

図１１は、図６の信号入力検出装置６０３として、図９の構成を用いた場合の光増幅器起動制御のフローチャートである。まず、強度モニタ２０４および２０５は、ＡＣ強度およびトータル強度を測定する（ステップ１１０１）。

次に、判別処理部２０６は、ＡＣ強度の測定値とトータル強度の測定値を比較する（ステップ１１０２）。ＡＣ強度がトータル強度以上であれば、信号入力断と判定し（ステップ１１０３）、ステップ１１０１以降の動作を繰り返す。

一方、ＡＣ強度がトータル強度未満であれば、信号が入力していると判定し（ステップ１１０４）、制御部６０４に信号入力情報を転送する（ステップ１１０５）。そして、制御部６０４は、信号入力情報に従って、光増幅器６０２を起動する（ステップ１１０６）。

図１２は、図９の信号入力検出装置を用いた場合の光増幅器停止制御のフローチャートである。ステップ１２０１および１２０２の動作は、図１１のステップ１１０１および１１０２の動作と同様である。

判別処理部２０６は、ステップ１２０２においてＡＣ強度がトータル強度以下であれば、信号が入力していると判定し（ステップ１２０３）、ステップ１２０１以降の動作を繰り返す。

一方、ＡＣ強度がトータル強度を超えていれば、信号入力断と判定し（ステップ１２０４）、制御部６０４に信号入力断情報を転送する（ステップ１２０５）。そして、制御部６０４は、信号入力断情報に従って、光増幅器６０２を停止させる（ステップ１２０６）。

図９の信号入力検出装置では、損失部９０１を設けることでモニタ強度の重み付けを行っているが、別の方法として、図１３に示すように、ＡＣ強度モニタ側とトータル強度モニタ側にそれぞれ利得が異なるＴＩＡを設けてもよい。

図１３の信号入力検出装置では、低速ＰＤ２０１とＤＣブロック２０３の間に、利得Ｇ１のＴＩＡ１３０１が配置され、低速ＰＤ２０１と強度モニタ２０５の間に、利得Ｇ２のＴＩＡ１３０２が配置されている。ここで、Ｇ１に比べてＧ２を十分に小さく設定しておけば、図１０と同様の特性を実現することができる。

図７および図８に示した光増幅器制御方法では、ＡＣ強度の測定値と計算値を比較することで入力状態を判別しているが、さらに光パワーの閾値を用いて入力状態を判別することも可能である。この場合、図１４に示すように、あらかじめ信号入力範囲の下限値付近およびＡＳＥ入力範囲の上限値付近に、閾値Ｐｔｈ１およびＰｔｈ２を設定しておく。

そして、トータル強度がＰｔｈ２より大きい場合は信号入力と判定し、トータル強度がＰｔｈ１とＰｔｈ２の間にある場合はさらにＡＣ強度を用いて判定を行い、トータル強度がＰｔｈ１より小さい場合は信号入力断と判定する。

図１５は、このような光増幅器起動制御のフローチャートである。まず、強度モニタ２０５は、トータル強度Ｐｍｏｎを測定する（ステップ１５０１）。

次に、判別処理部２０６は、ＰｍｏｎをＰｔｈ１と比較し（ステップ１５０２）、ＰｍｏｎがＰｔｈ１以下であれば、信号入力断と判定し（ステップ１５０３）、ステップ１５０１以降の動作を繰り返す。

一方、ＰｍｏｎがＰｔｈ１より大きければ、次に、ＰｍｏｎをＰｔｈ２と比較する（ステップ１５０４）。そして、ＰｍｏｎがＰｔｈ２より小さければ、図７のステップ７０１〜７０４と同様の動作を行う（ステップ１５０５〜１５０８）。

ステップ１５０７においてＡＣ強度の測定値が計算値未満であれば、信号が入力していると判定し（ステップ１５０９）、図７のステップ７０６および７０７と同様の動作を行う（ステップ１５１０および１５１１）。

また、ステップ１５０４においてＰｍｏｎがＰｔｈ２以上であれば、信号が入力していると判定し（ステップ１５０９）、ステップ１５１０および１５１１の動作を行う。

図１６は、光増幅器停止制御のフローチャートである。まず、強度モニタ２０５は、トータル強度Ｐｍｏｎを測定する（ステップ１６０１）。

次に、判別処理部２０６は、ＰｍｏｎをＰｔｈ２と比較し（ステップ１６０２）、ＰｍｏｎがＰｔｈ２以上であれば、信号が入力していると判定し（ステップ１６０３）、ステップ１６０１以降の動作を繰り返す。

一方、ＰｍｏｎがＰｔｈ２より小さければ、次に、ＰｍｏｎをＰｔｈ１と比較する（ステップ１６０４）。そして、ＰｍｏｎがＰｔｈ１より大きければ、図８のステップ８０１〜８０４と同様の動作を行う（ステップ１６０５〜１６０８）。

ステップ１６０７においてＡＣ強度の測定値が計算値以上であれば、信号入力断と判定し（ステップ１６０９）、図８のステップ８０６および８０７と同様の動作を行う（ステップ１６１０および１６１１）。

また、ステップ１６０４においてＰｍｏｎがＰｔｈ１以下であれば、信号入力断と判定し（ステップ１６０９）、ステップ１６１０および１６１１の動作を行う。

以上の実施形態では、トータル強度とＡＣ強度により入力状態を判別しているが、トータル強度で支配的となるのはＤＣ強度であるため、トータル強度の代わりにＤＣ強度をモニタしてもかまわない。

図１７は、このような信号入力検出装置の構成例を示している。この信号入力検出装置では、ＴＩＡ２０２と強度モニタ２０５の間にＡＣブロック１７０１が設けられ、ＡＣブロック１７０１は、ＴＩＡ２０２の出力からＤＣ成分を抽出して、強度モニタ２０５に出力する。ＡＣブロック１７０１は、例えば、コイルを含むローパスフィルタにより構成される。

なお、上述した信号入力検出装置の各構成例においては、所望の強度をモニタできる機能が備わっていれば、構成部品の順序や数量等を変更してもかまわない。また、信号入力検出装置は、光増幅器の外部ではなく、光増幅器の内部に配置してもよい。

図１８は、１台の信号入力検出装置を用いて複数の光増幅器を制御するシステムの構成例を示している。このシステムは、光分波器１８０１、光カプラ１８０２−１〜１８０２−ｎ、光増幅器１８０３−１〜１８０３−ｎ、光受信器１８０４−１〜１８０４−ｎ、光スイッチ１８０５、信号入力検出装置１８０６、および制御部１８０７を備える。

光分波器１８０１は、ＷＤＭ信号をｎチャネルの光信号に分離し、光スイッチ１８０５は、光カプラ１８０２−１〜１８０２−ｎを介して入力されるｎチャネルの光信号のいずれかを選択して、信号入力検出装置１８０６に出力する。制御部１８０７は、それぞれのチャネルの判別結果を用いて、光増幅器１８０３−１〜１８０３−ｎの動作を制御する。

図１９は、光フィルタを用いて信号入力検出装置に入力される光の帯域幅を制限するシステムの構成例を示している。このシステムは、図６の光増幅器制御システムにおいて、光カプラ６０１と信号入力検出装置６０３の間に、可変型または固定型の光フィルタ１９０１を設けた構成を有する。

光フィルタ１９０１がなければ、信号入力検出装置６０３の入力光には、図２０に示すように、信号２００１と広い波長領域に渡るＡＳＥ２００２が含まれる。これに対して、光フィルタ１９０１を設けた場合は、図２１に示すように、信号２１０１と帯域幅に相当するＡＳＥ２１０２のみが入力光に含まれる。したがって、図２２に示すように、光フィルタ１９０１を設けることで、ＡＳＥのみが入力する場合と、信号とＡＳＥが入力する場合のＡＣ強度の差が大きくなり、入力状態の判別が容易になる。

図２３は、光フィルタを用いた光増幅器制御システムの別の構成例を示している。このシステムは、図６の光増幅器制御システムにおいて、光カプラ６０１の入力側に、可変型または固定型の光フィルタ２３０１を設けた構成を有する。この場合も、図１９の構成と同様に、入力状態の判別が容易になるという効果が得られる。

上述した信号入力検出装置を用いて、ＡＣ強度の測定値からＯＳＮＲを算出することも可能である。この場合、事前に、入力光パワーを変化させながら、それぞれの値について、ＡＣ強度のＯＳＮＲ依存性を示す曲線のデータを取得し、データテーブルとして判別処理部２０６に格納しておく。

そして、システム運用時に、判別処理部２０６は、図２４に示すように、トータル強度（入力光パワー）の測定値に応じて曲線２４０１を選択し、その曲線２４０１のデータを用いて、ＡＣ強度の測定値に対応するＯＳＮＲを算出する。

ところで、信号入力検出装置により測定されるＡＣ強度は、光信号の変調方式によって異なってくる。強度変調方式の信号が入力する場合のＡＣ強度は、ＡＳＥのみが入力する場合のＡＣ強度より大きく、位相変調方式の信号が入力する場合のＡＣ強度は、ＡＳＥのみが入力する場合のＡＣ強度より小さい。したがって、ＡＣ強度の測定値をＡＳＥのみの場合のＡＣ強度と比較することで、どちらの変調方式の信号が入力しているかを判別することができる。

図２５は、このような２種類の変調方式によるＡＣ強度の入力光パワー依存性の違いを示している。ＮＲＺ（Non-Return to Zero）変調（強度変調）を用いた場合のＡＣ強度は、ＡＳＥのみの場合のＡＣ強度より大きく、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ（Return to Zero-Differential QuadraturePhase Shift Keying ）変調（位相変調）を用いた場合のＡＣ強度は、ＡＳＥのみの場合のＡＣ強度より小さくなっている。

位相変調を用いた場合は、図７、図８、図１１、図１２、図１５、および図１６に示した制御方法により、入力状態を判別することが可能である。これに対して、強度変調を用いた場合は、ステップ７０３、８０３、１１０２、１２０２、１５０７、および１６０７において不等号の向きを逆にして判定を行う必要がある。さらに、図１１および図１２の制御方法を用いる場合、図１０とは異なり、ＡＳＥのみが入力するときのＡＣ強度の上側にトータル強度が検出されるように、損失部９０１の損失量、または、ＴＩＡ１３０１、ＴＩＡ１３０２の利得を調整する必要がある。

図１８に示した光増幅器制御システムでは、１波長の光信号を選択して信号入力検出装置に入力しているが、ＷＤＭ信号のような多波長の光信号をそのまま入力することも可能である。

図２６は、位相変調を用いた場合の波長数によるＡＣ強度の変化を示している。この場合、１波長の信号が入力しているときより、ｍ＋１波長の信号（ｍは自然数）が入力しているときの方が、ＡＣ強度は小さくなる。すなわち、波長数が多くなるほどＡＣ強度が小さくなるため、ＡＳＥのみの場合のＡＣ強度と区別し易くなる。

図２７は、強度変調を用いた場合の波長数によるＡＣ強度の変化を示している。この場合、１波長の信号が入力しているときより、ｍ＋１波長の信号が入力しているときの方が、ＡＣ強度は大きくなる。すなわち、波長数が多くなるほどＡＣ強度が大きくなるため、ＡＳＥのみの場合のＡＣ強度と区別し易くなる。

以上説明した実施形態では、信号入力検出装置を光増幅器の入力端に設けているが、これに限らず、信号入力検出装置を他の光デバイスの入力端または出力端に設けてもよい。例えば、光受信器の前段や光スイッチの入出力端に信号入力検出装置を配置して、これらの光デバイスの入出力信号の状態を判別することで、光受信器や光スイッチを適切に制御することが可能になる。

（付記１）入力光の強度をモニタして、入力光強度を示す第１のモニタ信号を出力する第１のモニタ手段と、
前記入力光の交流成分の強度をモニタして、交流強度を示す第２のモニタ信号を出力する第２のモニタ手段と、
前記第１のモニタ信号と前記第２のモニタ信号を用いて、前記入力光に信号光が含まれているか否かを判別する判別手段と
を備えることを特徴とする信号入力検出装置。
（付記２）前記判別手段は、前記第１のモニタ信号を用いて、前記入力光に信号光が含まれていないときの交流強度を求め、得られた交流強度と、前記第２のモニタ信号が示す交流強度を比較して、該入力光に信号光が含まれているか否かを判別することを特徴とする付記１記載の信号入力検出装置。
（付記３）前記判別手段は、前記信号光が位相変調された信号の場合、前記第１のモニタ信号を用いて得られた交流強度が、前記第２のモニタ信号が示す交流強度より大きければ、前記入力光に信号光が含まれていると判定し、該第１のモニタ信号を用いて得られた交流強度が、該第２のモニタ信号が示す交流強度以下であれば、該入力光に信号光が含まれていないと判定することを特徴とする付記２記載の信号入力検出装置。
（付記４）前記判別手段は、前記信号光が強度変調された信号の場合、前記第１のモニタ信号を用いて得られた交流強度が、前記第２のモニタ信号が示す交流強度より小さければ、前記入力光に信号光が含まれていると判定し、該第１のモニタ信号を用いて得られた交流強度が、該第２のモニタ信号が示す交流強度以上であれば、該入力光に信号光が含まれていないと判定することを特徴とする付記２記載の信号入力検出装置。
（付記５）前記判別手段は、前記第１のモニタ信号が示す入力光強度を、第１の閾値および該第１の閾値より大きな第２の閾値と比較し、該入力光強度が該第１の閾値より小さければ、前記入力光に信号光が含まれていないと判定し、該入力光強度が該第２の閾値より大きければ、該入力光に信号光が含まれていると判定することを特徴とする付記１記載の信号入力検出装置。
（付記６）前記判別手段は、前記入力光強度が前記第１の閾値より大きく、かつ、前記第２の閾値より小さければ、前記第１のモニタ信号を用いて、前記入力光に信号光が含まれていないときの交流強度を求め、得られた交流強度と、前記第２のモニタ信号が示す交流強度を比較して、該入力光に信号光が含まれているか否かを判別することを特徴とする付記５記載の信号入力検出装置。
（付記７）前記入力光から得られる電気信号を減衰させる減衰手段をさらに備え、前記第１のモニタ手段は、減衰した電気信号の強度をモニタすることを特徴とする付記１記載の信号入力検出装置。
（付記８）前記入力光を第１の電圧信号に変換する第１の変換手段と、該入力光を第２の電圧信号に変換する第２の変換手段をさらに備え、前記第１のモニタ手段は、該第１の電圧信号の強度をモニタし、前記第２のモニタ手段は、該第２の電圧信号の交流成分の強度をモニタすることを特徴とする付記１記載の信号入力検出装置。
（付記９）前記判別手段は、前記第１のモニタ信号が示す入力光強度と、前記第２のモニタ信号が示す交流強度を比較して、該入力光に信号光が含まれているか否かを判別することを特徴とする付記７または８記載の信号入力検出装置。
（付記１０）前記第１のモニタ手段は、前記入力光のトータル強度または直流成分の強度をモニタすることを特徴とする付記１乃至９のいずれかに記載の信号入力検出装置。
（付記１１）前記入力光の帯域幅を制限する光フィルタ手段をさらに備え、前記第１のモニタ手段は、該光フィルタ手段を通過した光の強度をモニタし、前記第２のモニタ手段は、該光フィルタ手段を通過した光の交流成分の強度をモニタすることを特徴とする付記１乃至８のいずれかに記載の信号入力検出装置。
（付記１２）光デバイスと、
前記光デバイスの入力側または出力側の光が入力されたとき、入力光の強度をモニタして、第１のモニタ信号を出力する第１のモニタ手段と、
前記入力光の交流成分の強度をモニタして、第２のモニタ信号を出力する第２のモニタ手段と、
前記第１のモニタ信号と前記第２のモニタ信号を用いて、前記入力光に信号光が含まれているか否かを判別し、判別結果を出力する判別手段と、
前記判別結果に応じて前記光デバイスを制御する制御手段と
を備えることを特徴とする光デバイス制御装置。
（付記１３）前記制御手段は、前記光デバイスの動作中に、前記入力光に信号光が含まれていないと判定されたとき、該光デバイスの動作を停止させることを特徴とする付記１２記載の光デバイス制御装置。
（付記１４）前記制御手段は、前記光デバイスの停止中に、前記入力光に信号光が含まれていると判定されたとき、該光デバイスを起動することを特徴とする付記１２または１３記載の光デバイス制御装置。
（付記１５）入力光の強度をモニタして、入力光強度を示す第１のモニタ信号を取得し、
前記入力光の交流成分の強度をモニタして、交流強度を示す第２のモニタ信号を取得し、
前記第１のモニタ信号と前記第２のモニタ信号を用いて、前記入力光に信号光が含まれているか否かを判別する
ことを特徴とする信号入力検出方法。
（付記１６）光デバイスの入力側または出力側の光が入力されたとき、入力光の強度をモニタして、第１のモニタ信号を取得し、
前記入力光の交流成分の強度をモニタして、第２のモニタ信号を取得し、
前記第１のモニタ信号と前記第２のモニタ信号を用いて、前記入力光に信号光が含まれているか否かを判別し、
判別結果に応じて前記光デバイスを制御する
ことを特徴とする光デバイス制御方法。

１１ 光送信装置
１２、１４、１６ 伝送路ファイバ
１３、１５ 光増幅中継器
１７ 光受信装置
２１−１、２１−２、２１−ｎ、４３ 光送信器
２２ 光合波器
２３、２４、４２、６０２ 光増幅器
２５、１８０１ 光分波器
２６−１、２６−２、２６−ｎ、１８０３−１、１８０３−ｎ 光増幅器
２７−１、２７−２、２７−ｎ 可変型波長分散補償器
２８−１、２８−２、２８−ｎ、１８０４−１、１８０４−ｎ 光受信器
３１、３３ ＷＤＭ信号
３２、３４、３６、２００２、２１０２ ＡＳＥ
３５、２００１、２１０１ 光信号
４１、７２、６０１、１８０２−１、１８０２−ｎ 光カプラ
４４ フォトダイオード
４５ 処理部
４６、７６、６０４、１８０７ 制御部
５１、６１ 入力光パワー
５２、６２ 出力光パワー
６３ 光サージ
７１、６０３、１８０６ 信号入力検出装置
７３ 高速フォトダイオード
７４ バンドパスフィルタ
７５、２０４、２０５ 強度モニタ
１０１ 第１のモニタ手段
１０２ 第２のモニタ手段
１０３ 判別手段
２０１ 低速フォトダイオード
２０２、１３０１、１３０２ トランスインピーダンスアンプ
２０３ ＤＣブロック
２０６ 判別処理部
９０１ 損失部
１７０１ ＡＣブロック
１８０５ 光スイッチ
１９０１、２３０１ 光フィルタ
２３０１ 光フィルタ
２４０１ 曲線

Claims (1)

1. 入力光から得られる電気信号を減衰させる減衰手段と、
   前記電気信号の直流成分をブロックして、前記電気信号の交流成分を出力する直流ブロック手段と、
   減衰した電気信号の強度をモニタして、入力光強度を示す第１のモニタ信号を出力する第１のモニタ手段と、
   前記電気信号の前記交流成分の強度をモニタして、交流強度を示す第２のモニタ信号を出力する第２のモニタ手段と、
   前記第１のモニタ信号が示す入力光強度と、前記第２のモニタ信号が示す交流強度を比較し、該入力光強度が該交流強度より大きければ、前記入力光に信号光が含まれていると判別し、該入力光強度が該交流強度より小さければ、該入力光に信号光が含まれていないと判別する判別手段と
   を備えることを特徴とする信号入力検出装置。