JPH0964819A - 光システム - Google Patents

光システム

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JPH0964819A
JPH0964819A JP7214733A JP21473395A JPH0964819A JP H0964819 A JPH0964819 A JP H0964819A JP 7214733 A JP7214733 A JP 7214733A JP 21473395 A JP21473395 A JP 21473395A JP H0964819 A JPH0964819 A JP H0964819A
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Hiroshi Onaka
寛 尾中
Kazue Otsuka
和恵 大塚
Hideyuki Miyata
英之 宮田
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はスペクトラムアナライザを備えた光
システムに関し、ＷＤＭ信号光の監視／制御に適した光
システムの提供を目的とする。 【解決手段】 信号光に関しての送信、受信、中継、分
岐及び交換等の処理に依存する信号光のスペクトラムを
検出するモニタ手段を、モニタ用信号光を取り出す手段
と、モニタ用信号光を少なくとも信号光の波長を含む帯
域において分光する手段６と、分光された光を受ける位
置に複数の光／電気変換エレメント１２を有する受光素
子アレイ１０と、受光素子アレイ１０の出力信号に基づ
く演算を行ってスペクトラムを算出する手段１４とから
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、光送信
機、光受信機、光中継器、光ノード（信号光の分岐）及
び光交換機等のような信号光に関して処理を行う光シス
テムに関し、さらに詳しくは、信号光のスペクトラムに
基づく信号光波長等の監視に適した光システムに関す
る。
【０００２】将来のマルチメディアネットワークを構築
するため、さらなる大容量の光通信システムが要求され
ている。超大容量化を実現するための多重化技術とし
て、波長分割多重（Wavelength-Division Multiplexin
g: ＷＤＭ）システムに関する研究が盛んに行われてい
る。ＷＤＭシステムは、エルビウム添加ファイバ増幅器
（ＥＤＦＡ）の広い利得帯域を活用してＷＤＭ信号光を
一括増幅し経済的な中継伝送路を実現できることから、
光ファイバ１本でテラビットオーダのデータ伝送を可能
にするものとして注目されている。
【０００３】
【従来の技術】ＷＤＭシステムは、上述の伝送路媒体網
への導入と共に、パス網（回線及び伝送路媒体を意識し
ない各種サービスや伝送路網の運用単位となる網）にも
導入しようと検討が行われている（K. Sato, et al.,
“Network Performance and ..."IEEE, JACSC, vol.12,
No. 1, p159〜）。これは、パス網の運用に必要な多重
化、クロスコネクト処理、分岐／挿入等の信号処理の高
速化の進展が電子回路技術の限界に近づき飽和傾向にあ
り、この状況を打開するために伝送路網中の光信号をそ
のまま多重化したり処理する技術が必要となってきてい
るためである。
【０００４】このように伝送路媒体だけでなくパス網ま
でを光化したネットワークを光波ネットワークと称し
(H. Ishida“A Transport Network with ..." GLOBCOM
'93)、ネットワーク全体の高速処理化、柔軟化、シン
プル化を向上させる手段として期待されている。
【０００５】ＷＤＭシステムや光波ネットワークを実現
するためには、波長分割多重信号光（ＷＤＭ信号光）に
ついてさまざまな監視／制御を行う必要がある。具体的
な監視項目としては、（１）伝送波長数、（２）ＷＤＭ
信号光の波長間隔、（３）各チャネルの光パワーの絶対
値やチャネル間のばらつき、（４）各チャネルの信号対
雑音比（ＳＮＲ）、（５）各チャネルの変調度（変調指
数）やプリチャープ（信号変調時に付加的に重畳される
位相変調成分）、（６）伝送路の非線形効果により発生
するスペクトル変化等を挙げることができる。
【０００６】これらの監視項目の情報を得る方法とし
て、市販の光スペクトラムアナライザを用いる方法があ
る（M. Born and E. Wolf, Principles of Optics, 4th
ed.,p412及びHewlett-Packard Lightwave Test and Me
asurement Catalog, 1994, p48)。典型的な光スペクト
ラムアナライザにおいては、回折格子により分光された
光のうちスリットを通過したある特定の波長の成分の光
が受光素子に導かれ、そのパワーが測定される。回折格
子を回転させることにより、スリットを通過する光の波
長が変化するので、回折格子の回転と光パワーの測定を
同期して行うことによって、光パワーの波長分布（光ス
ペクトラム）を測定することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、典型的な光ス
ペクトルアナライザは回折格子を回転させる等のための
機械的可動部分を有しており、このスペクトラムアナラ
イザを用いる方法は、長期の安定性や信頼度に欠けると
いう問題を有している。また、光スペクトラムの測定に
１秒程度の時間を要するため、監視／制御の素早い応答
に対応することができないという問題もある。
【０００８】従来からある別の方法としては、走査型フ
ァブリ・ペロ干渉計を使用する方法もある（A. Yariv,
“Optical Electronics", 3rd Edition, p92-95)。この
方法においても、干渉計の構成部品である反射ミラーを
可動させる必要があり、長期の安定性や信頼度に問題が
ある。
【０００９】よって、本発明の目的は、ＷＤＭ信号光の
監視／制御を行う場合における長期安定性の確保、信頼
性の向上及び応答の高速化に適した光システムを提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によると、主光路
によって伝送される信号光に関して送信、受信、中継、
分岐及び交換のうち少なくとも１つの処理を行う光処理
手段と、上記処理に依存する上記信号光のスペクトラム
を検出するモニタ手段とを備え、上記モニタ手段は、上
記主光路から上記信号光の一部であるモニタ用信号光を
取り出す手段と、上記モニタ用信号光を少なくとも該信
号光の波長を含む帯域において分光する手段と、該分光
された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレメント
を有する受光素子アレイと、該受光素子アレイの出力信
号に基づく演算を行って上記信号光のスペクトラムを算
出する手段とを含む光システムが提供される。
【００１１】この光システムは、複数チャネルの信号光
から成るＷＤＭ信号光を用いるＷＤＭシステムに適用さ
れるのに適している。望ましくは、この光システムは、
検出されたＷＤＭ信号光のスペクトルに基づきＷＤＭ信
号光の波長、パワー、ＳＮＲ及びチャネル数のうちの少
なくとも１つを含む監視項目を監視する手段をさらに備
えている。
【００１２】本発明によると、モニタ手段を上述のよう
に構成したので、機械的可動部分を用いることなしに信
号光のスペクトラムを検出することができるようにな
り、前述した目的が達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
に従って詳細に説明する。図１は本発明に適用可能な光
スペクトルモニタの構成を示す図である。光波ネットワ
ーク等における図示しない主光路から取り出された信号
光の一部であるモニタ用信号光は、光ファイバ２によっ
てこの光スペクトラムモニタへ導入される。
【００１４】光ファイバ２の励振端から放射されたモニ
タ用信号光は、レンズ４によってコリメートされて反射
型の回折格子（分光器）６へ供給される。回折格子６で
の反射光は、レンズ８によって収束させられて受光素子
アレイ１０へ入射する。
【００１５】回折格子６の格子定数や配置位置は、モニ
タ用信号光を少なくとも信号光の波長を含む帯域におい
て分光するように設定される。受光素子アレイ１０は、
回折格子６で分光された光を受ける位置に複数の光／電
気変換エレメント１２を有している。
【００１６】分光された光の伝搬方向は、波長に応じて
例えば紙面に平行な平面上で変化する。従って、この場
合には、光／電気変換エレメント１２の配列方向を紙面
に平行にしておくことによって、各波長の光パワーを受
光素子アレイ１０によって一括して測定することができ
る。
【００１７】受光素子アレイ１０としては、光通信で典
型的に使用される１．３〜１．５μｍ帯に感度のある材
料を用いたＰＩＮ−フォトダイオードアレイやＣＣＤセ
ンサを使用することができる。
【００１８】受光素子アレイ１０の出力信号は、信号処
理回路１４へ供給される。信号処理回路１４は、各光／
電気変換エレメント１２で検出された各波長成分毎の光
パワー信号を読み出して、信号光の光スペクトラムを算
出するための信号処理を行う電子回路である。
【００１９】図２は図１の光スペクトラムモニタによっ
て得られるスペクトラムの一例を示す図である。縦軸は
光パワー、横軸は波長にそれぞれ対応している。図示さ
れたスペクトラムの例では、ＡＳＥで表される自然放出
光の雑音成分に、ＷＤＭ信号光の各チャネルのスペクト
ラムピークＳＰ１，ＳＰ２，…，ＳＰｎが重畳されてい
る。
【００２０】尚、符号１２（＃１，＃２，…，＃ｎ）
は、光／電気変換エレメント１２の各エレメントが検知
し得る微小帯域を表している。典型的なＥＤＦＡの帯域
は１５３５〜１５６０ｎｍ程度であり、この場合帯域幅
は約２５ｎｍになるので、例えば５１２エレメントから
なる受光素子アレイ１０を使用し、分光のための光学系
を適切に設計すれば、原理上は０．０５ｎｍ以下の分解
能で光スペクトラムを測定することができる。
【００２１】しかも、図１に示される光スペクトラムモ
ニタは機械的な可動部分を有していないので、得られた
スペクトラムを与える電気信号についてミリ秒からμ秒
オーダの高速処理が可能となる。
【００２２】図３は本発明の光システムの基本構成を示
すブロック図である。このシステムは、主光路１６によ
って伝送される信号光に関して送信、受信、中継、分岐
（光ノードにおける信号光の挿入を含む。）及び交換の
うち少なくとも１つの処理を行う光処理手段１８と、こ
の処理に依存する信号光のスペクトラムを検出するモニ
タ手段２０とを備えている。
【００２３】モニタ手段２０は、例えば、主光路１６か
ら信号光の一部であるモニタ用信号光を取り出す光カプ
ラ等の手段と、図１に示される光スペクトラムモニタと
を含む。
【００２４】この光システムは、望ましくは、モニタ手
段２０によって検出された信号光のスペクトラムに基づ
き信号光の波長、パワー及びＳＮＲのうちの少なくとも
１つを含む監視項目を監視する手段２２をさらに備えて
いる。
【００２５】信号光が複数チャネルの信号光からなるＷ
ＤＭ信号光である場合、望ましくは、前述の監視項目
は、ＷＤＭ信号光のチャネル数をさらに含む。監視項目
について制御するコントローラが設けられている場合、
このコントローラは必ずしも図３のモニタ手段２０の近
くにあるとは限らない。従って、監視項目についての遠
隔制御を可能にするために、望ましくは、この光システ
ムは、監視項目に関する監視情報をコントローラへ転送
する手段をさらに備える。尚、主光路１６は、固定回線
だけでなく光波ネットワークにおける信号光経路を含む
広い概念として理解される。
【００２６】図４は本発明の第１実施例を示す光送信シ
ステムのブロック図である。ＷＤＭ信号光の光源となる
レーザダイオード２４（＃１，＃２，…，＃ｎ）はチャ
ネル数分あり、それぞれ駆動回路２６（＃１，＃２，
…，＃ｎ）によって駆動されている。レーザダイオード
２４（＃１，＃２，…，＃ｎ）はそれぞれ波長λ1 ，λ
2 ，…，λn の信号光を出力し、これらの信号光はそれ
ぞれ高速化に適した外部変調器２８（＃１，＃２，…，
＃ｎ）によって伝送データに基づく変調を受けた後、光
マルチプレクサ３０で合流される。
【００２７】光マルチプレクサ３０は２つの出力ポート
３０Ａ及び３０Ｂを有しており、合流した信号光（ＷＤ
Ｍ信号光）の大部分は出力ポート３０Ａから光増幅器３
２へ供給されて、ここで増幅された後主光路へ送出され
る。
【００２８】光マルチプレクサの出力ポート３０Ｂから
出力されたＷＤＭ信号光の一部（モニタ用信号光）は、
例えば図１の構成を有する光スペクトルモニタ３４へ供
給される。
【００２９】光スペクトルモニタ３４において検出され
たスペクトラム或いはこれに基づく監視情報は制御回路
３６へ供給される。制御回路３６は、光スペクトラムモ
ニタ３４において検出されたスペクトラムに基づいて各
チャネルの信号光の波長を検出し、検出された各波長が
一定になるようにレーザダイオード２４（＃１，＃２，
…，＃ｎ）が制御される。具体的には、制御回路３６に
よって、各駆動回路２６（＃１，＃２，…，＃ｎ）がレ
ーザダイオード２４（＃１，＃２，…，＃ｎ）へ供給す
るバイアス電流が調整され、これによって各レーザダイ
オードの発振波長が安定化される。
【００３０】発振波長の安定化のための制御対象は各レ
ーザダイオードの温度であってもよい。尚、光スペクト
ラムモニタを用いた波長の安定化においては、波長の基
準は光スペクトラムモニタに内蔵されている回折格子
（図１の回折格子６）となる。
【００３１】もちろん光源の波長変動以外にも、光パワ
ー変動、ＳＮＲ等を監視し、それぞれを所定の値に維持
するように制御したり、ＷＤＭ信号光におけるチャネル
数を監視し、異常時にアラームを発生させるようにして
もよい。
【００３２】図５は本発明の第２実施例を示す光中継シ
ステムの主要部のブロック図である。この光中継システ
ムは、主光路１６によって伝送されるＷＤＭ信号光を一
括に増幅して出力する光増幅器３８を備えている。
【００３３】光増幅器３８としては、ＥＤＦＡを用いる
ことができる。ＥＤＦＡは、例えば、ＷＤＭ信号光が供
給されるエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）と、ポン
プ光を出力するポンプ光源と、ＷＤＭ信号光及びポンプ
光をＥＤＦへ導入するための光カプラとを備えている。
【００３４】光増幅器３８としては、ＥＤＦＡの他に、
光半導体ダイオードを増幅媒体とする半導体増幅器やラ
マン効果等の光ファイバにおける非線形効果を利用した
増幅器等を使用することができる。説明の便宜上、光増
幅器３８はＥＤＦＡであるとする。
【００３５】主光路１６における光増幅器３８の上流側
及び下流側にそれぞれ対応する第１及び第２のモニタ用
信号光を分岐するために、光増幅器３８の上流側及び下
流側にはそれぞれ光カプラ４０及び４２が設けられてい
る。
【００３６】光カプラ４０及び４２によって分岐された
第１及び第２のモニタ用信号光は、光スイッチ４４によ
って選択的に光スペクトラムモニタ３４へ供給される。
光スペクトラムモニタ３４において符号４６で示されて
いるのは分光器であり、この分光器４６は図１のレンズ
４及び８並びに回折格子６に対応している。
【００３７】光スペクトラムモニタ３４の信号処理回路
１４の出力信号は制御回路４８へ供給される。光増幅器
３８におけるポンプ光のパワーの制御や光スイッチ４４
の切り換えは、制御回路４８によってなされる。
【００３８】例えば、光カプラ４０で分岐される第１の
モニタ用信号光から得られるスペクトラムによって、Ｗ
ＤＭ信号光のチャネル数や光増幅器３８の上流側におけ
る各チャネルの入力レベル、ＳＮＲを検出することがで
きる。
【００３９】ＷＤＭ信号光のチャネル数を検出するため
の第１の態様においては、図５の制御回路４８又は図３
の監視手段２２は、得られたスペクトラムにおける各チ
ャネルの信号光に対応するレベルがあらかじめ定められ
た閾値よりも大きくなる微小帯域の数をカウントする手
段を含む。
【００４０】ＷＤＭ信号光のチャネル数を検出するため
の第２の態様においては、制御回路４８又は監視手段２
２は、得られたスペクトラムの微分信号を算出する手段
と、この微分信号における各チャネルの信号光に対応す
る信号レベルがあらかじめ定められた閾値よりも大きく
なる微小帯域の数をカウントする手段とを含む。
【００４１】図６によりチャネル数を検出するための第
１の態様を説明する。図示された例では、ＡＳＥ成分Ａ
ＳＥに４チャネル分のスペクトラムピークＳＰ１〜ＳＰ
４が重畳しているスペクトラムが得られているものとす
る。この場合、各チャネルの信号光が存在する波長域Ｒ
１〜Ｒ４を例えば制御回路４８（図５参照）にあらかじ
め記憶させておき、その波長域の信号レベルの絶対値或
いは全信号パワーに対する割合を検出することによっ
て、各波長域に当該チャネルの信号光があるか否かを知
ることができる。
【００４２】しかしながら、この第１の態様において
は、各信号光を乗せる波長を通信システムとしてあらか
じめ割り当てておき、各信号光が存在する波長域の記憶
が必要になる。また、光増幅器において発生するＡＳＥ
雑音の分布が均一でない場合に、信号の特定が困難にな
る場合もある。
【００４３】第２の態様はこれを改善したものである。
図７はチャネル数を検出するための第２の態様を説明す
るための図である。光増幅器において発生する雑音の波
長特性はなだらかな変化を呈するのに対して、信号成分
は鋭いスペクトラムピークを持つので、得られたスペク
トラムの微分曲線ＤＳを得て、その微分値があらかじめ
定められた閾値よりも大きい場合に当該チャネルがある
と判断することができる。この第２の態様によると、雑
音成分と信号成分のパワーがほぼ同じ程度である場合に
も、確実にチャネル数を検出することができる。
【００４４】次に、図８により各チャネルにおけるＳＮ
Ｒの検出方法の例を説明する。例えば図５に示される光
スペクトラムモニタ３４で得られるスペクトラムには、
各チャネルの信号成分と光増幅器で発生するＡＳＥ雑音
成分とが含まれている。従って、図５の信号処理回路１
４もしくは制御回路４８或いは図３の監視手段２２にお
いて、各チャネルのピークパワーＳ１〜Ｓ３と各チャネ
ル近傍の雑音成分Ｎ１〜Ｎ３との比率をそれぞれ算出す
ることによって、各チャネルのＳＮＲを得ることができ
る。
【００４５】また、各信号のピークパワーからその近傍
の雑音成分パワーを減算すると、真の信号パワーを算出
することができる。各チャネルについての真の信号パワ
ーと、雑音パワーを含む全光パワーとに基づいて、光増
幅器の動作条件や光出力を適切に設定することができ
る。
【００４６】具体的には、雑音パワーを含む全光パワー
の測定結果に基づきポンプ光のパワーを調節することに
よって、光増幅器の利得特性（利得と波長との関係を表
す特性）をフラットにすることができる。また、真の信
号パワー或いはチャネル数を認識した場合における各チ
ャネルの真の信号パワーの平均値が一定になるように、
光増幅器の光出力を調節することができる。
【００４７】例えば図５の制御回路４８は、モニタ用信
号光（光カプラ４２で分岐される第２のモニタ用信号
光）のＳＮＲを検出する手段と、検出されたＳＮＲに基
づき真の信号パワーを検出する手段と、検出された真の
信号パワーが一定になるように光増幅器を制御する手段
とを含むのである。
【００４８】図９の（Ａ）及び（Ｂ）により、雑音パワ
ーを含む全光パワーの測定結果のみに基づき光出力を制
御した場合と、真の信号パワーを用いて光出力を制御し
た場合の違いを説明する。
【００４９】図９の（Ａ）は、全光パワーの測定結果の
みに基づいて光出力を設定した場合における全光パワ
ー、真の信号パワー及びＡＳＥパワーと多段接続された
中継器の数との関係を示している。図９の（Ｂ）は、真
の信号パワーを用いて光出力を設定した場合における全
光パワー、真の信号パワー及びＡＳＥパワーと中継器の
数との関係を示している。
【００５０】全光パワーの測定結果のみに基づき光出力
を設定した場合には、真の信号パワーと雑音パワー（Ａ
ＳＥパワー）の和が一定になるように制御される。ＡＳ
Ｅパワーは中継段数が増えるのに従って増大するため、
相対的に真の信号パワーが小さくなってＳＮＲが劣化す
る。
【００５１】これに対して、図９の（Ｂ）に示されるよ
うに、真の信号パワーを検出してこれが一定になるよう
な制御を行えば、ＳＮＲの劣化は緩和される。従来、こ
のような真の信号パワーを用いた制御を行うためには、
各チャネルの信号に例えば低周波数のトーン信号を重畳
し、トーン信号成分を検出してこの成分が一定になるよ
うな制御等が提案されているが、複雑な制御回路が必要
になると共に、トーン信号により主信号が劣化するとい
う問題があった。
【００５２】これに対して、図１に示されるような光ス
ペクトラムモニタを用いることによって、このような制
御を容易に行うことができる。図５の実施例において
は、光増幅器３８の入力側及び出力側でモニタ用信号光
を分岐しているので、光増幅器の雑音指数をモニタする
ことができる。雑音指数は光増幅器の動作状態を表す重
要な指標であり、光増幅器の動作中は絶えず雑音指数を
監視し、所定の値を下回った場合には故障と判断して警
報信号を監視装置に送る等の処置を行うことが望まし
い。監視装置は、例えば多中継システムの端局に設置さ
れている。ＷＤＭ信号光を一括増幅する場合には、各チ
ャネルの雑音指数を把握することが望ましい。
【００５３】次式で表されるように、光増幅器の雑音指
数は入力側と出力側のＳＮＲの比で定義される。 （雑音指数）＝（入力信号光のＳＮＲ）／（出力信号光
のＳＮＲ） ＷＤＭ信号光の場合には、各チャネル毎に雑音指数が算
出される。従って、まず、入力信号光のスペクトラムを
測定し、図８により説明したように各チャネルについて
ＳＮＲを求め、次に光スイッチ４４（図５参照）を切り
換えて出力信号光についても同様に各チャネルのＳＮＲ
を求め、その比を算出することによって、光増幅器の雑
音指数をチャネル毎に把握することができる。
【００５４】図１０は本発明の第３実施例を示す光中継
システムのブロック図である。この実施例は、図５の第
２実施例と対比して、光増幅器の利得特性がフラットに
なるように光増幅器を制御する手段をさらに備えている
点で特徴付けられる。
【００５５】この手段は具体的には光増幅器３８に付加
的に設けられたゲインイコライザ５０であり、ゲインイ
コライザ５０は光増幅器３８と光カプラ４２の間に設け
られている。
【００５６】広い帯域に渡ってＷＤＭ信号光を増幅する
と、各チャネルの信号光に対する増幅率が異なり、光出
力パワーがばらつくことがある。この実施例では、光カ
プラ４２で分岐される第２のモニタ用信号光のスペクト
ラムを測定し、各チャネルの光出力パワーがほぼ一定に
なるようにゲインイコライザ５０の特性を制御する。こ
れにより、光増幅器の利得特性がゲインイコライザによ
って補償され、各チャネルの光出力パワーをほぼ一定に
することができる。
【００５７】ゲインイコライザによる利得補償はＳＮＲ
の劣化を伴うので、光中継器を多段に接続する場合に
は、所定のＳＮＲを確保することができる程度に、いく
つかの光中継器毎にゲインイコライザを設ければよい。
尚、ゲインイコライザは光増幅器とは独立に伝送路或い
は光ノードに配置してもよい。
【００５８】図１１は光波ネットワークの一例を説明す
るための図である。図示された例では、５つのノード５
２（＃１〜＃５）が相互に光路で結ばれている。端局
（図示せず）から出力される信号光は光増幅器（図示せ
ず）やノード５２（＃１〜＃５）を介して所望の別の端
局へ送られる。
【００５９】ある特定のノードに着目すると、このノー
ドを通り抜ける信号光はさまざまな経路（パス）を通っ
て来ているため、信号光のＳＮＲもそれに応じてさまざ
まである。
【００６０】今、この光波ネットワークにＷＤＭが適用
されているものとし、各波長の信号光が次のようなパス
でノード間を通るものとする。波長λ1 の信号光は、ノ
ード５２（＃１）からノード５２（＃３）を経由してノ
ード５２（＃５）へ送られ、波長λ2 の信号光は、ノー
ド５２（＃１）からノード５２（＃２，＃３，＃４）を
この順に経由してノード５２（＃５）へ送られ、波長λ
3 の信号光は、ノード５２（＃１）からノード５２（＃
４）を経由してノード５２（＃５）へ送られ、波長λ4
の信号光は、ノード５２（＃１）からノード５２（＃
４，＃３，＃２）をこの順に経由してノード５２（＃
５）へ送られる。
【００６１】図１２はノード５２（＃５）に到達した各
信号光のＳＮＲの劣化を説明するための図である。波長
λ1 及びλ3 の信号光は、１つのノードだけを経由して
いるので、ＳＮＲの劣化は小さい。これに対して、波長
λ2 及びλ4 の信号光は３つのノードを経由しているの
でＳＮＲの劣化が大きい。
【００６２】従って、このようなＳＮＲが劣化した信号
光のＳＮＲを、光スペクトラムアナライザを用いて監視
し、所定のＳＮＲに満たない信号光を選択的に分岐して
これを光学的或いは電気的に再生中継することによっ
て、ＳＮＲが改善される。そのための実施例を図１３に
より説明する。
【００６３】図１３は本発明の第４実施例を示すノード
のブロック図である。主光路１６によって伝送されるＷ
ＤＭ信号光は、光カプラ５４で２分岐され、一方の分岐
光はモニタ用信号光として光スペクトラムモニタ３４へ
供給される。光スペクトラムモニタ３４の出力信号は制
御回路５６へ供給される。
【００６４】光カプラ５４における他方の分岐光は光分
岐装置５８へ供給される。光分岐装置５８ではＳＮＲの
改善が必要なチャネルの信号光が取り出され、再生中継
器６０（＃１，＃２）へ供給される。
【００６５】この例では、２つの再生中継器６０（＃
１，＃２）が用いられており、従って２チャネル分の信
号光についてＳＮＲの改善が可能である。再生中継器６
０（＃１，＃２）の出力光は、必要に応じて波長変換器
６２（＃１，＃２）で波長変換された後、光挿入装置６
４で主光路の信号光に合流される。光挿入装置６４の出
力光は光増幅器６６を介して送出される。
【００６６】制御回路５６は、光スペクトラムモニタ３
４からの検出されたスペクトラムに関する信号等に基づ
いて、光分岐装置５８、再生中継器６０（＃１，＃
２）、波長変換器６２（＃１，＃２）及び光挿入装置６
４を制御する。
【００６７】あるノードを通過する信号光のうち、ＳＮ
Ｒが劣化して再生中継が必要となるチャネル数は、光波
ネットワークの規模に応じたある割合（確率）で発生す
ると考えられる。従って、ノードで取り扱うことのでき
る最大のチャネル数分の再生中継器を用意する必要はな
く、前述の発生割合を踏まえた適切な数（図１３の例で
は２つ）の再生中継器を用意すればよい。即ち、所定の
ＳＮＲを下回った信号光のみを再生中継器に迂回させれ
ばよいのである。
【００６８】光波ネットワークにおいては、各信号光の
波長が最終目的値（例えば行き先の端局）や次に到達す
るノードを示すアドレスとして扱われる場合がある。こ
のような場合においては、ノード内で各波長（つまり行
き先）と、ノード入力側のＳＮＲと、ノードに内蔵され
る光増幅器により付加される雑音を加味したノード出力
側のＳＮＲとを把握することができるので、目的地に到
達した際の受信品質を計算することができる。このよう
な計算に基づいて、ノード内で再生中継を行う必要があ
るチャネル或いはその優先順位を算出することができ
る。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ＷＤＭ信号光の監視／制御を行う場合における長期安定
性の確保、信頼性の向上及び応答の高速化に適した光シ
ステムの提供が可能になるという効果が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能な光スペクトラムモニタの構
成を示す図である。
【図２】スペクトラムの一例を示す図である。
【図３】本発明の光システムの基本構成を示す図であ
る。
【図４】本発明の第１実施例を示す光送信システムのブ
ロック図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す光中継システムのブ
ロック図である。
【図６】チャネル数を検出するための第１の態様の説明
図である。
【図７】チャネル数を検出するための第２の態様の説明
図である。
【図８】ＳＮＲ検出方法の説明図である。
【図９】パワーの制御方法の違いの説明図である。
【図１０】本発明の第３実施例を示す光中継システムの
ブロック図である。
【図１１】本発明を適用可能な光波ネットワークの説明
図である。
【図１２】ＳＮＲの劣化の説明図である。
【図１３】本発明の第４実施例を示すノードのブロック
図である。
【符号の説明】
６ 回折格子 １０ 受光素子アレイ １２ 光／電気変換エレメント １４ 信号処理回路 ３４ 光スペクトラムモニタ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主光路によって伝送される信号光に関し
    て送信、受信、中継、分岐及び交換のうち少なくとも１
    つの処理を行う光処理手段と、 上記処理に依存する上記信号光のスペクトラムを検出す
    るモニタ手段とを備え、 上記モニタ手段は、 上記主光路から上記信号光の一部であるモニタ用信号光
    を取り出す手段と、 上記モニタ用信号光を少なくとも該信号光の波長を含む
    帯域において分光する手段と、 該分光された光を受ける位置に複数の光／電気変換エレ
    メントを有する受光素子アレイと、 該受光素子アレイの出力信号に基づく演算を行って上記
    信号光のスペクトラムを算出する手段とを含む光システ
    ム。
  2. 【請求項２】 上記信号光のスペクトラムに基づき上記
    信号光の波長、パワー及び信号対雑音比のうちの少なく
    とも１つを含む監視項目を監視する手段をさらに備えた
    請求項１に記載の光システム。
  3. 【請求項３】 上記信号光は波長分割多重された複数チ
    ャネルの信号光からなり、 上記監視項目は上記信号光のチャネル数をさらに含む請
    求項２に記載の光システム。
  4. 【請求項４】 上記監視する手段は、上記スペクトラム
    における各チャネルの信号光に対応する信号レベルが予
    め定められた閾値よりも大きくなる微小帯域の数をカウ
    ントする手段を含む請求項３に記載の光システム。
  5. 【請求項５】 上記監視する手段は、上記スペクトラム
    の微分信号を算出する手段と、該微分信号における各チ
    ャネルの信号光に対応する信号レベルが予め定められた
    閾値よりも大きくなる微小帯域の数をカウントする手段
    とを含む請求項３に記載の光システム。
  6. 【請求項６】 上記信号光は波長分割多重された複数チ
    ャネルの信号光からなり、 上記光処理手段は、 上記複数チャネルの信号光を出力する複数の光源と、 上記スペクトラムに基づき各チャネルの信号光の波長を
    検出する手段と、 検出された各波長が一定になるように上記各光源を制御
    する手段とを含む請求項１に記載の光システム。
  7. 【請求項７】 上記光処理手段は光増幅器を含み、 上記モニタ用信号光は、上記主光路における上記光増幅
    器の上流側及び下流側にそれぞれ対応する第１及び第２
    のモニタ用信号光からなり、 上記光処理手段は、上記第１及び第２のモニタ用信号光
    を選択的に上記分光する手段へ供給する光スイッチをさ
    らに含む請求項１に記載の光システム。
  8. 【請求項８】 上記信号光は波長分割多重された複数チ
    ャネルの信号光からなり、 上記光処理手段は、 光増幅器と、 上記モニタ用信号光の信号対雑音比を検出する手段と、 該検出された信号対雑音比に基づき上記モニタ用信号光
    における真の信号パワーを検出する手段と、 該検出された真の信号パワーが一定になるように上記光
    増幅器を制御する手段とを含む請求項１に記載の光シス
    テム。
  9. 【請求項９】 上記光処理手段は、 上記第１及び第２のモニタ用信号光にそれぞれ対応する
    第１及び第２の信号対雑音比を検出する手段と、 該検出された第１及び第２の信号対雑音比の比で定義さ
    れる雑音指数を算出する手段とをさらに含む請求項７に
    記載の光システム。
  10. 【請求項１０】 上記第２のモニタ用信号光のスペクト
    ラムに基づき上記光増幅器の利得特性がフラットになる
    ように上記光増幅器を制御する手段をさらに備えた請求
    項７に記載の光システム。
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