WO2000013345A1

WO2000013345A1 - Surveillance de la qualite d'un signal optique

Info

Publication number: WO2000013345A1
Application number: PCT/JP1999/004644
Authority: WO
Inventors: Takashi Mizuochi; Yojiro Osaki; Aritomo Uemura; Hiroshi Ichibangase; Kiwami Matsushita; Tadayoshi Kitayama; Shu Yamamoto; Tetsuya Miyazaki; Takatomi Kabashima; Naoki Kobayashi
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha; Kdd Corporation
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2000-03-09
Also published as: EP1035669A1; EP1635484A3; DE69941882D1; EP1035669B1; EP1641150B1; EP1035669A4; EP1641149B1; JP3547622B2; EP1635484A2; EP1641150A2; EP1641149A2; DE69939768D1; EP1641150A3; US6801720B1; EP1641149A3; JP2000078084A; EP1635484B1

Description

明細

技術分野

この発明は、光通信システム、特に光波ネットワークの品質を監視する光信号品質監視装置に関するものである。背景技術

光通信システムにおいて、光信号の品質監視はネットワーク運営上、きわめて重要である。光増幅中継伝送システムにおいては、光増幅器の劣化による光 S N R (Signal— to— Noise Ratio) 劣化が光信号品質を劣化させる要因になっており、これを高精度に監視する要求が高まってきている。また、波長多重システムでは、複数の波長チャネルが相互に干渉し合うため、より精密な光信号品質の監視が求められる。

さらに、将来の光波ネットワークに至っては、複数の Optical Network Elemen t ( O N E ) がトランスペアレン卜なネットワークを構成するため、仮に一つの ◦ N Eが光雑音を発生すると、ネットワーク全体の光伝送路品質を劣化させることにつながることになり、高度な品質監視が不可欠となる。

図 1 6は光通信システムとして 4つの O N Eで構成される光波ネットワークを示す概念的なブロック図である。

図 1 6において、 9 0は光ファイバケ一ブル、 9 1ないし 9 4は Optical Netw ork Element ( O N E ) を示し、これら O N Eは、光分岐挿入多重装置（Optical Add— Drop Multiplexer) や、光クロスコネクト装置 (Optical Cross - connect ) 、光伝送端局（Optical Line Terminal) 等からなる。 9 5は主信号送信装置 (LINE OS) 、 9 6は主信号受信装置（LINE OR) 、 9 7は主信号、 9 8は監視信号光送信装置、 9 9は上記監視信号光送信装置 9 8と共に光信号品質監視装置を構成する監視信号光受信装置、 1 0 0は監視信号光送信装置 9 8から送信され監視信号光受信装置 99で受信される監視信号光（Optical Supervisory Channel

) を表す。

今、図 16において、例えば ONE 92に光部品の損失増加や光増幅器の故障などの障害が生じた場合を想定する。

監視信号光 100が ONE 92を通過したとき、障害によって品質劣化を受ける。これを受信した監視信号光受信装置 99が、その品質劣化を知り、内蔵するネットワークマネージメントシステム（NMS) を介して全 ONEに障害を通知する。

ところで、従来の監視信号光 100は、同期デジタルハイアラーキ（Synchron ous Digital Hierarchy： SDH)のセクションオーバへッド（Section Over He ad: SOH) に設けられたビヅトイン夕一リ一ブパリティ（Bit Interleaved Pa rity： B I P, 以下、 B IPと称す）バイトを用いて構成されていた。 B I Pノイトは、 B 1バイト（B I P— 8) もしくは B 2バイト（B I PNX 24) から構成され、中継器相互間、中継器と伝送端局装置間、あるいは伝送端局装置相互間の符号誤りをカウントするものである。詳細な内容は、例えば藤目他、 "S D Hにおける誤り率劣化の検出法"電子情報通信学会春季全国大会、 B— 762 、 1990年に詳しく述べられている。

B I Pバイトを用いて伝送路品質を監視する従来の監視信号光受信装置 99の内部構成を図 17に示す。

図 17において、 101は光ファイノ、 102はフォトダイオード（Photo Di ode: PD、以下、 PDと称す）、 103はプリアンプ、 104はポストアンプ、 105は等化フィル夕、 106はクロック抽出回路、 107は識別器、 108 は直並列変換回路、 109はフレーム同期回路、 110はデスクランブラ回路、 111は B I P誤り検出回路、 112は信号劣化（Signal Degradation： SD) アラーム、 113はセクションォ一バへッド（Section Over Head： SOH)終端回路、 114はシステム警報転送バイト（APSバイト）である。

次に、従来の監視信号光受信装置 99の動作を説明する。

光ファイバ 101から入力された光信号は、 PD 102で光電変換された後、プリアンプ 103およびポストアンプ 104で増幅される。増幅された受信信号は、等化フィル夕 105で帯域制限および波形整形される。通常、等化フィル夕 105は 4次ベッセルトムソンフィル夕が用いられる。等化された信号は 2分岐され、一方は、クロック抽出回路 1◦ 6に入力されてクロック信号が抽出される。他方は、識別器 107に入力され、前記抽出クロヅク信号で識別再生される。識別器 107により識別再生された信号は、直並列変換回路 108で通常 8並列信号に展開され、フレーム同期回路 109を経て、デスクランブル回路 110 でデスクランブルされる。その後、 B IP誤り検出回路 111で分離した B IP バイ卜から誤りが検出される。検出した誤りがあらかじめ設定した閾値を越えた場合は SDアラーム 112が発出される。また、異なる ONE間の監視信号のやりとりをする APSバイト 114が SOH終端回路 113から抽出される。今、主信号を例えば STM— 16 (2. 48832 Gb it /s) とする。このとき、 PD 102、プリアンプ 103、ボストアンプ 104、識別器 107、直並列変換回路 108は 2 GH z以上の帯域を持つ高速半導体で構成される。一方、等ィ匕フィル夕 105は通常ビットレートの 0. 7倍程度、すなわち、 1. 7 GHzの帯域に設定される。

しかしながら、上述した従来の光信号品質監視装置において、特に監視信号光受信装置 99において、ビットレートが高速になるほど、図 17に示す回路を構成することが容易ではなくなる。特に、クロヅク抽出回路 106、識別器 107 、直並列変換回路 108には、高速半導体集積回路技術が要求され、高コスト化と消費電力の増大が伴う。また、フレーム同期回路 109、デスクランブル回路 110、 B IP誤り検出回路 111は回路規模が増大し、回路実装のための容積が大きくなり、装置全体の大型化を招く。

この発明は、上述したような課題を解決するためになされたもので、回路規模の増大、高コスト化、消費電力の増大を招くことなく、簡便であって、効率的かつ高精度に光信号の品質を監視することができる光信号品質監視装置を提供するものである。発明の開示

上記目的を達成するために、この発明に係る光信号品質監視装置は、光通信システム上を伝送する主信号光を受信する主信号光受信手段に対し、当該光通信システムの伝送路品質を監視するための監視信号光を送信する監視信号光送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視信号光を受信して上記伝送路の品質を監視する監視信号光受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、上記監視信号光のビットレートを上記主信号光のビットレートよりも低くすると共に、上記監視信号光受信手段として、上記光通信システムを介して伝送される信号を受信しその受信信号から監視信号光を識別再生するための受信識別手段と、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有し、上記受信識別手段により識別再生される監視信号光に基づいて誤り検出する誤り検出手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有することを特徴とするものである。

また、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より広い電気帯域幅を有することを特徴とするものである。

また、上記受信識別手段は、監視信号光を識別する識別閾値が最適閾値からずらして設定されることを特徴とするものである。

また、上記監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレートと同等かそれ以下の電気帯域幅を有する他の監視信号光受信手段を備えたことを特徴とするものである。

また、上記光通信システムは、異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムであって、上記監視信号光受信手段は、受信端に上記波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて通過帯域が設定されるバンドパスフィル夕を備えたことを特徴とするものである。

また、上記バンドパスフィルタは、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定されることを特徴とするものである。

また、上記バンドパスフィル夕は、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得ビーク波長に設定されることを特徴とするものである。また、上記監視信号光送信手段に、上記監視信号光の波長を、隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引手段を備えたことを特徴とするものであるまた、上記掃引手段は、広帯域な雑音光を発生する光源と、監視信号源と、上記光源に接続されて上記監視信号源と同期した波長掃引信号から発生するステツプ状の信号で掃引される波長選択フィル夕と、この波長選択フィル夕で切り取られた上記光源からの雑音光を上記監視信号源により変調する変調器と、この変調器の出力を主信号の波長を横切るときに遮断する光シャツ夕とを備えたことを特徴とするものである。

また、上記波長選択フィルタは、主信号光の波長多重間隔の中央になるように周期的な透過ビークが設定されたファプリぺロェ夕ロンと、狭帯域で急峻な透過特性を有するチューナブルフィル夕とを縦続接続してなることを特徴とするものである。

また、上記監視信号光は、同期ディジタルハイアラーキの信号フォーマットを有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視をセクションオーバヘッドのビットイン夕一リーブパリティによる誤り検出で行うことを特徴とするものである。さらに、上記監視信号光は、誤り訂正符号を有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視を誤り訂正符号の復号時の誤り検出で行うことを特徴とするものでめる。図面の簡単な説明

図 1は、この発明の実施の形態 1に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の基本構成を示すプロック図、

図 2は、この発明の実施の形態 2に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置を説明するもので、 S Dアラーム発出にかかる時間を計算した説明図、図 3は、この発明の実施の形態 2に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置を説明するもので、 S T M— 3 2相当の受信帯域の誤り率と S T M— 1 6、および S T M— 1の誤り率の関係を示す説明図、

図 4は、この発明の実施の形態 3に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の構成を示すブロック図、

図 5は、この発明の実施の形態 3に係る監視光受信装置における監視光の識別閾値の設定を説明する説明図、

図 6は、この発明の実施の形態 4に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の基本構成を示すプロック図、

図 7は、この発明の実施の形態 4の動作を補足説明する計算結果の説明図、図 8は、この発明の実施の形態 5に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の基本構成を示すプロック図、

図 9は、この発明の実施の形態 5及び 6の説明に供する光スぺクトルを示す説明図、

図 1 0は、この発明の実施の形態 5及び 6の説明に供する光スぺクトルを示す説明図、

図 1 1は、この発明の実施の形態 7に係る問題点を説明する計算結果の説明図図 1 2は、この発明の実施の形態 7の説明に供する光スぺクトルを示す説明図図 1 3は、この発明の実施の形態 7に係る光信号品質監視装置の監視光送信装置を示すブロック図、

図 1 4は、この発明の実施の形態 7に係る波長選択フィル夕の動作を説明する特性図、

図 1 5は、この発明の実施の形態 8に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の構成を示すプロック図、

図 1 6は、光波ネットワークを示す概念図、

図 1 7は、従来例による光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の構成を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

実施の形態 1.

図 1は図 16に示す光通信システムとしての光波ネットワークにおける監視信号光受信装置 99に相当し、図 17に示す従来例の構成に対応する、この発明の実施の形態 1に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置を示す構成プロック図である。

本実施の形態を適用する光通信システムの主信号は STM— 16 (2. 488 32Gbi t/s)であるとする。また、光通信システムの伝送路品質、換言すれば主信号である STM— 16の品質を、主信号と異なる監視信号光で監視するものとし、監視信号光として STM— 1 ( 155. 52Mb i t/s)信号を用いる。

図 1において、 101ないし 105および 107は、図 17に示す従来の監視信号光受信装置 99の内部構成と同様なものであり、ここでは STM— 16信号を扱う帯域（3 GHz程度）を有する回路である。新たな符号として、 1は ST M— 1クロックに相当する 155. 52MHzのクロック抽出回路、 2は STM ― 1信号を 8つの並列信号（ 19Mb i t/s) に変換する直並列変換回路、 3 は 19Mb i t/sフレーム同期回路、 4は 19Mb i t/s信号のデスクランブル回路、 5は STM— 1の BIP誤り検出回路、 6は B IP誤り検出回路 5から発せられる SDアラーム、 7は STM— 1の SOH終端回路、 8は APSバイトである。

図 1に示す構成では、 P D 102ないし識別器 107が例えば図 16に示す光通信システムを介して伝送される信号を光ファイバ 101を介して受信し、その受信信号から監視信号光を識別再生するための受信識別手段を構成するのに対し、クロック抽出回路 1ないし S 0 H終端回路 7が識別再生された監視信号光に基づいて誤り検出する誤り検出手段を構成し、光通信システムの伝送路品質、つまり主信号である STM— 16の品質を監視するようになされている。

ここで、 PD 102ないし識別器 107を有する受信識別手段は、図 16に示す主信号光受信装置 95の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有すると共に、クロック抽出回路 1ないし SOH終端回路 7を有する誤り検出手段は、図 16に示す主信号光受信装置 95の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有するように構成されている。

次に、図 1に示す実施の形態 1に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の動作を説明する。

図 1において、 STM— 1信号で構成した監視信号光を STM— 16相当の帯域（3 GHz程度）を有する PD 102、プリアンプ 103、ボストアンプ 10 4で受信した後、 STM— 16の 0. 7倍、すなわち帯域 1. 7 GH zの等化フィル夕 105で帯域制限した後、識別器 1◦ 7で識別再生する。このときの受信信号の符号誤り率 P eは Q値を用いて次式で与えらる。

P_e ( 1 )

信号電力の平均値と分散を、びとしたとき、 Q= ( i - o) / (σ び。）と表される（添字の 1、 0はマ一ク、スペース）。特に、受信装置が光プリアンプと PDで構成される場合、式（2) 、 (3) が成り立つ。

σι+σ₀ = V4s²P_IP_ASEBe+4s2p_ASE ²B₀B_e+I_lh ²Be

+V4s2p₀P_ASEB_e+4_S2p_ASE ²B_oB_e+I_th ²B_e ( ³ ) ただし、 sは PD感度、 Piは PD入射光パワー、 P_ASEは PD入射自然放出光パワー、 I _thは入力換算雑音電流密度、 B。は受信光帯域幅、 B_eは受信電気帯域幅（等化フィルタ帯域幅）を表す。

式（2) と（3) から明らかなように、 Qは l/ B_eに比例する。このことは、符号誤り率が信号ビットレートに依存するのでなく受信電気帯域幅によって決まることを意味する。すなわち、監視信号光が STM— 1であって主信号である STM— 16と異なっていても、受信電気帯域幅が同じであれば、その符号誤り率特性は主信号である STM— 16と同じである。クロック抽出回路 1、直並列変換回路 2、フレーム同期回路 3、 B IP誤り検出回路 5、 SOH終端回路 7 を STM— 16用として構成すれば、高コスト、消費電力の増大、大型化が免れないが、この実施の形態によれば、これら構成要素を STM— 1用の簡便で小型、低消費電力の回路が使用できる。

なお、図 1では、主信号が STM— 16、監視信号が STM— 1とした場合の例について説明したが、この発明の効果はそれに限らない。特に、主信号がより高いビットレート（例えば STM— 64) になるほど、 B IPバイトの抽出のための回路を構成することが難しく（より高速な半導体デバイスを必要とし、コスト、消費電力、実装容積が増大する）なるため、この発明の有用性が増す。実施の形態 2.

図 2は図 1に示す構成における B I P誤り検出回路 5の B I Pによる誤り検出にかかる時間（SD発出の所要時間）を計算したものである。

今、 SD発出閾値を 10— ⁶、保護段数 =3の場合について考える。

STM- 16そのものの B 2バイトを検出する場合、図 2の中央の曲線が示すとおり、 10— ⁶の検出にかかる時間は 6msとなる。一方、 STM— 1の B2 バイトを STM— 16相当の受信帯域で観測する場合、図 2の上の曲線が示すとおり 98msかかる。

B I P誤り検出回路 5による SD発出の所要時間を短くするには、受信電気帯域幅を更に広げる方法が有効である。例えば SD発出閾値を 10_⁹とする場合を考える。 STM— 1の B2バイトを STM—16相当の受信帯域で検出するのに 78秒かかる。

図3に3丁1^1ー32相当（3. 7GHz) の受信帯域でみた誤り率に対する S TM— 16および STM— 1の誤り率を示す。図 3に示すように、受信帯域が S TM— 32相当の場合の 10— ⁵が、 STM— 16の 10_⁹に相当するため、 7 8秒かかっていた検出時間を 10 m sに短縮できる。

すなわち、実施の形態 1では、図 1に示す監視信号光受信装置において、 PD 1 0 2ないし識別器 1 0 7を有する受信識別手段について、図 1 6に示す主信号光受信装置 9 5の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有するようにしたが、この実施の形態 2によれば、上記受信識別手段について、上記主信号光受信装置 9 5 の電気帯域幅より広い電気帯域幅を有するようにすることで、より短時間に S D アラームを発出することができる。

なお、実施の形態 1及び 2共に、クロック抽出回路 1ないし S O H終端回路 7 を有する誤り検出手段は、図 1 6に示す主信号光受信装置 9 5の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有するように構成されている。実施の形態 3 .

上述した実施の形態 2では、受信識別手段の電気帯域幅を主信号光受信装置 9 5の電気帯域幅より広くして S D発出の所要時間を短くする方法について述べたが、図 1に示す構成において、受信識別手段の構成要素としての識別器 1 0 7の識別閾値を最適値からずらすことによつても発出時間を短くすることができる。図 4はこの発明の実施の形態 3に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置を示す構成ブロック図である。

図 4において、図 1に示す実施の形態 1と同一符号は同一部分を示し、その説明は省略する。図 1に示す実施の形態 1の構成と異なる点は、識別器 1 0 7の最適閾値と異なる閾値電圧 3 0を与える点である。

通常、識別器 1 0 7の最適閾値は、マークをスペースと誤る確率と、スペースをマークと誤る確率が等しくなるように設定される。熱雑音が主要因の受信装置では、マークとスペースの分散が等しいため、最適閾値はマークとスペースの平均値のちょうど真中であるが、光増幅器を含むシステム、特に光プリアンプ受信器では、図 5に示すように、信号一自然放出光ビート雑音が支配的になるため、マーク側の分散の方が大きくなり、最適閾値はスペース側に近くなる。このときでも、閾値をマークとスペースの平均値のちょうど真中に設定すれば、符号誤り率特性がフロアを生ずるようになり、設定した誤り率に達するのが早くなる。与える閾値電圧を Dとしたときの誤り率は（4 ) 式で与えられる。 BER = i ^ ¾ + (P¾

4 σ,Ι (4)

実施の形態 4.

次に、図 6はこの究明の実施の形態 4に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置を示す構成プロック図である。

本実施の形態 4においても、監視信号光は STM— 1信号を用いるものとする。一方、図 6において、 101ないし 103および; 105、 107は図 17に示す従来例で示した回路と同一のものであり、 STM— 16信号を扱う帯域を有する回路である。また、 1および 3ないし 8も図 1に示す実施の形態 1で示した回路と同一のものであり、 STM— 1信号を扱う帯域を有する回路である。新たな符号として、 20は STM— 16の帯域を有するポストアンプであるが、 2つの出力を持つ。 21は STM— 1のビットレートの 0. マ倍、すなわち帯域 0. 1 GH zの等化フィル夕である。 22は STM— 1信号帯域を有する識別器、 23 は 2と同じく STM— 1信号の直並列変換回路、 24， 25はそれぞれ 19 Mb i t/sのフレーム同期回路 3，デスクランブル回路 4と同等の回路である。次に、図 6に示す実施の形態 4に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の動作を説明する。

図 6に示す構成が図 1と異なる点は、帯域 0. 1 GHzの等化フィル夕 21から S〇 H終端回路 7までの回路が図 1の回路に並列に接続されたことである。図 1では帯域 1. 7GHzの等化フィルタを通過した STM— 1信号からクロック信号を抽出したが、ここでは、帯域 0. 10112の本来帯域の3丁1^—1信号からクロックを抽出する。正確に他の ONEに AP Sバイトを転送する必要があるため、 SOHの終端は誤りなく行うことが望ましい。ここでは、等化フィル夕 2 1で本来の狭い帯域に制限した STM— 1信号から識別再生するため、低い誤り率で APSバイ卜を再生することができる。

一方、 B I P誤り検出回路 5が示す符号誤り率特性は、図 1と同じく STM— 1 6受信器のそれと全く同じでありながら、扱うべき信号は S T M— 1であるため B I Pの誤りカウントを行うための回路が、小型、低消費電力、低コストで構成できる。つまり、 S Dアラーム発出は主信号（S TM— 1 6 ) と同等でありながら、 S O Hの終端は誤りなく行えるものである。

図 7は監視すべき主信号（S TM— 1 6 ) の Q値を横軸に、受信等化帯域幅をパラメ一夕にしたときの誤り率を計算したものである。 S T M- 1 6で誤りが発生し始める領域でも、 S T M— 1では十分低い誤り率が保たれることが分かる。すなわち、上記実施の形態 4によれば、監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレートと同等かそれ以下の電気帯域幅を有する他の監視信号光受信手段を備えることで、低い誤り率で A P Sバイトを再生することができ、一方、 B I P誤り検出回路が示す符号誤り率特性は、主信号光のそれと全く同じでありながら、扱うべき信号は低ビットレートであるため、 B I Pの誤りカウントを行うための回路が小型、低消費電力、低コストで構成できる。実施の形態 5 .

次に、図 8はこの発明の実施の形態 5に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置を示す構成ブロック図である。

図 8において、図 1に示す実施の形態 1と同一部分は同一符号を付して、その説明は省略する。新たな符号として、 9は受信端に設けたバンドパスフィル夕を示し、その通過帯域は異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて後述するようにして設定される。

すなわち、図 9は、波長多重信号の光スペクトルを示したものである。通常、光増幅器（エルビウムド一プファイバ増幅器）を多段中継するときは、受信端で光 S NRが概略等しくなるように各波長のパワーが設定される。

また、図 1 0は、光信号品質の劣化により光 S NRが劣化した時の波長多重信号の光スぺクトルを示したものである。

光 S N Rの劣化は光増幅器の利得が小さ、端の波長が最も顕著となる。従って、監視信号光の波長を利得最低波長に設定（図 9及び図 1 0の場合、え iもしくは λ ₈ ) しておけば、他の波長に比べて最も早く光信号品質が劣化するため、いち早く S Dアラームを発出することができ、これにより、波長多重システムにおいて予防保全的な監視が可能となる。実施の形態 6 .

上述した実施の形態 5では、図 8に示すバンドパスフィル夕 9の通過帯域を波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定したが、この実施の形態 6では、上記バンドパスフィルタ 9の通過帯域を波長多重システムにおける光増幅器の利得ビーク波長に設定する。

すなわち、図 9及び図 1 0において、監視信号光波長を利得ピーク波長に設定 (図 9及び図 1 0の場合、人 ₅ ) しておけば、光信号品質の劣化が他の波長に比ベて一番遅くなるため、他の波長の回線が次々に誤りを発生し始める中で最後に S Dアラームを発出させることができる。波長多重システムのレストレーシヨンを S Dアラームで行うというような、ネットワークの切断に係わる重要な判断の場合、誤って S Dを発出するのを防ぐのに有効である。実施の形態 7 .

図 9及び図 1 0で説明したように、光増幅中継を行う波長多重システムにおいては、波長によって光 S N Rが異なるため、一つの監視信号光で離れた波長の異なる光 S N Rの主信号光の品質の監視するには精度が十分でない。

図 1 1に光 S N Rの差と符号誤り率の関係を計算した結果を示す。

図 1 1に示すように、符号誤り率を ± 1桁以内で検出するには光 S NRの差が ± 0 . 5 d B以内である必要がある。

図 1 2は監視信号光の波長を掃引する本実施の形態 7を説明するものである。すなわち、本実施の形態 7では、図 1 2において、監視信号光の波長を、多重された主信号光の波長の間をぬうように飛び飛びに掃引するようにする。

図 1 3は監視信号光の波長を隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引回路を示すブロック図であり、この掃引回路は、図 1 6に示す監視信号光送信装置 9 8に備えられる。

図 1 3において、 7 0は A S E (Amplified Spontaneous Emission) 光源、 7 1は波長選択フィル夕、 7 4は波長掃引信号、 7 5は監視信号源、 7 6は外部変調器、 7 7は光シャツ夕、 7 8は光ファイバである。

上記構成に係る動作について説明する。

A S E光源 7 0は、例えばエルビウムド一プ光ファイバ増幅器を無入力としたものであり、広帯域な雑音光（A S E光）を発生する。監視信号源 7 5と同期した波長掃引信号 Ί 4から発生するステップ状の信号で波長選択フィル夕 7 1を掃引する。波長選択フィル夕 7 1は、例えばフアブリぺロェ夕ロン 7 2とチューナブルフィル夕 7 3を縦続接続することで構成できる。

この場合の波長透過特性を図 1 4に示す。

フアブリぺロェ夕ロン 7 2は、図 1 4の（a ) に示すような主信号光の波長多重間隔のちょうど中央になるように周期的な透過ピークが設定される。

次に、図 1 4の（b ) に透過特性を示すチューナブルフィル夕 7 3を通過させることで、総合通過特性は、図 1 4の（c ) のようになる。

チューナブルフィル夕 7 3は、誘電体多層膜の傾きを変えることで容易に実現できる。ただし、狭帯域で急峻な透過特性を得ることが難しいため、フアブリべ口エタロン 7 2と縦続接続する構成とした。

上記波長選択フィル夕 7 1を介して切り取られた A S E光は、外部変調器 7 6 で監視信号源 7 5により変調される。波長掃引時に、主信号の波長を横切るときに光シャツ夕 7 7が出力を遮断する。

これにより、監視対象の主信号光の近傍の波長での監視が可能となるため、主信号光と監視信号光の光 S N Rの差が小さくなり、より高精度の監視が行えるようになる。実施の形態 8 .

以上の実施の形態 1ないし 7において、誤り検出手段は、すべて同期デジタルハイアラーキ (Synchronous Digital Hierarchy) のセクションォ一バへッド (S ection Overhead) に設けられた B I P (Bit Interleaved Parity) バイ卜を用いて符号誤りを検出するものであつたが、これ以外に誤り訂正符号（Foward Err or Correction： F E C ) の誤り検出機能を用いても同様の効果が発揮できる。図 1 5は F E Cを用いる場合の実施の形態 8に係る監視信号光受信装置の構成を示したものである。

図 1 5において、 8 0はフレーム同期回路、 8 1は F E C復号化回路、 8 2は誤り検出回路、 8 3は検出された誤り、 8 4はオーバヘッド抽出回路、 8 5はシステム警報転送バイトであり、クロック抽出回路 1、直並列変換回路 2、フレーム同期回路 8 0、 F E C復号化回路 8 1、誤り検出回路 8 2、オーバヘッド抽出回路 8 4により、誤り訂正符号の復号時の誤り検出を行う誤り検出手段を構成する。

次に、上記構成に係る動作を説明する。

監視信号光は、例えば良く知られているリードソロモン符号 R S ( 2 5 5 , 2 3 9 ) によって構成する。ビットレートは主信号よりも十分低く設定する。一方、図 1 5に示す回路の P D 1 0 2から識別器 1 0 7までは図 1に示すものと同様であり、主信号と同じ広い帯域で監視信号光を受信するものとする。 F E C復号化回路 8 1を通じて誤り検出回路 8 2で発生した誤りがカウントできる。一方、オーバヘッドは誤り訂正されているので、高い品質が得られる。一般的に、 R S

( 2 5 5， 2 3 9 ) を用いた場合、誤り率 1 0 _ ⁹において符号化利得が得られる。

このようにすれば、本来の目的である誤りを検出しつつ、絶対誤ってはいけないシステム警報バイトは誤り訂正により高い品質が得られる。

以上のように、この発明によれば、光通信システム上を伝送する主信号光を受信する主信号光受信手段に対し、当該光通信システムの伝送路品質を監視するための監視信号光を送信する監視信号光送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視信号光を受信して上記伝送路の品質を監視する監視信号光受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、上記監視信号光のビットレートを上記主信号光のビットレートよりも低くすると共に、上記監視信号光受信手段として、上記光通信システムを介して伝送される信号を受信しその受信信号から監視信号光を識別再生するための受信識別手段と、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有し、上記受信識別手段により識別再生される監視信号光に基づいて誤り検出する誤り検出手段とを備えることで、回路規模の増大、高コスト化、消費電力の増大を招くことなく、簡便であって、効率的かつ高精度に光信号の品質を監視することができる光信号品質監視装置を得ることができる。

また、上記受信識別手段の電気帯域幅を、上記主信号光受信手段の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅にすることで、監視信号光は低ビッ卜レートであっても、その符号誤り率特性は高ビットレートの主信号と同じであり、従って、簡便で小型、低消費電力の回路が使用できる。

また、上記受信識別手段の電気帯域幅を、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より広い電気帯域幅とすることで、より短時間に S Dアラームを発出することができる。

また、上記受信識別手段の監視信号光を識別する識別閾値を最適閾値からずらして設定することで、より短時間に S Dアラームを発出することができる。また、上記監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレートと同等かそれ以下の電気帯域幅を有する他の監視信号光受信手段を備えることで、低い誤り率で A P Sバイトを再生することができ、符号誤り率特性は、主信号のそれと全く同じでありながら、扱うべき信号は低ビットレートであるため、 B I Pの誤りカウントを行うための回路が、小型、低消費電力、低コストで構成できる。また、上記光通信システムは、異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムであって、上記監視信号光受信手段は、受信端に上記波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて通過帯域が設定されるバンドバスフィル夕を備えたことで、波長多重システムにおいて予防保全的な監視が可能となる。

また、上記バンドパスフィル夕は、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定されることで、他の波長に比べて最も早く光信号品質が劣化するため、いち早く S Dアラームを発出することが可能となる。また、上記バンドパスフィル夕は、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得ピーク波長に設定されることで、光信号品質の劣化が他の波長に比べて一番遅くなるため、他の波長の回線が次々に誤りを発生し始める中で最後に S Dアラームを発出させることができる。すなわち、波長多重システムのレストレ一シヨンを S Dアラームそ行うというような、ネットワークの切断に係わる重要な判断の場合、誤って S Dを発出するのを防ぐのに有効である。

また、上記監視信号光送信手段に、上記監視信号光の波長を、隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引手段を備えたことで、監視対象の主信号光の近傍の波長での監視が可能となるため、主信号光と監視信号光の光 S N Rの差が小さくなり、より高精度の監視が行えるようになる。

また、上記掃引手段は、広帯域な雑音光を発生する光源と、監視信号源と、上記光源に接続されて上記監視信号源と同期した波長掃弓 I信号から発生するステツプ状の信号で掃引される波長選択フィル夕と、この波長選択フィル夕で切り取られた上記光源からの雑音光を上記監視信号源により変調する変調器と、この変調器の出力を主信号の波長を横切るときに遮断する光シャツ夕とを備えたことで、監視対象の主信号光の近傍の波長での監視が可能となり、より高精度の監視が行える回路を構成できる。

また、上記波長選択フィル夕は、主信号光の波長多重間隔の中央になるように周期的な透過ピークが設定されたファプリぺロェ夕ロンと、狭帯域で急峻な透過特性を有するチュ一ナブルフィル夕とを縦続接続してなることで、優れた波長選択性の波長選択フィル夕を構成することが可能となる。

また、上記監視信号光は、同期ディジタルハイアラーキの信号フォーマットを有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視をセクションオーバへヅドのビットイン夕一リーブパリティによる誤り検出で行うことで、効率的かつ正確に信号品質を監視することができる。

さらに、上記監視信号光は、誤り訂正符号を有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視を誤り訂正符号の復号時の誤り検出で行うこと効率的かつ正確に信号品質を監視することができる。産業上の利用の可能性

この発明は、光通信システムの伝送路品質を監視する監視信号光のビットレ一トを光通信システム上を伝送する主信号光のビットレートより低くすると共に、主信号光を受信する受信手段の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有し、光通信システムを介して伝送される受信信号から監視信号光を識別する受信識別手段により識別再生される監視信号光に基づいて誤り検出手段を備えることで、光通信システム、特に光波ネットワークの品質を効率的かつ高精度に監視することが可能となる。

Claims

請求の範囲

1 . 光通信システム上を伝送する主信号光を受信する主信号光受信手段に対し、当該光通信システムの伝送路品質を監視するための監視信号光を送信する監視信号光送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視信号光を受信して上記伝送路の品質を監視する監視信号光受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、

上記監視信号光のビットレートを上記主信号光のビットレートよりも低くすると共に、

上記監視信号光受信手段として、

上記光通信システムを介して伝送される信号を受信しその受信信号から監視信号光を識別再生するための受信識別手段と、

上記主信号光受信手段の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有し、上記受信識別手段により識別再生される監視信号光に基づいて誤り検出する誤り検出手段とを備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。

2 . 請求項 1に記載の光信号品質監視装置において、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有することを特徴とする光信号品質監視装置。

3 . 請求項 1に記載の光信号品質監視装置において、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より広い電気帯域幅を有することを特徴とする光信号品質監視装置。

4 . 請求項 1に記載の光信号品質監視装置において、上記受信識別手段は、監視信号光を識別する識別閾値が最適閾値からずらして設定されることを特徴とする光信号品質監視装置。

5 . 請求項 1に記載の光信号品質監視装置において、上記監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレ一卜と同等かそれ以下の電気帯域幅を有する他の監視信号光受信手段を備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。

6 . 請求項 1に記載の光信号品質監視装置において、上記光通信システムは、異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムであって、上記監視信号光受信手段は、受信端に上記波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて通過帯域が設定されるバンドバスフィル夕を備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。

7 . 請求項 6に記載の光信号品質監視装置において、上記バンドパスフィル夕は、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定されることを特徴とする光信号品質監視装置。

8 . 請求項 6に記載の光信号品質監視装置において、上記バンドパスフィル夕は、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得ピーク波長に設定されることを特徴とする光信号品質監視装置。

9 . 請求項 6に記載の光信号品質監視装置において、上記監視信号光送信手段に、上記監視信号光の波長を、隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引手段を備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。

1 0 . 請求項 9に記載の光信号品質監視装置において、上記掃引手段は、広帯域な雑音光を発生する光源と、監視信号源と、上記光源に接続されて上記監視信号源と同期した波長掃引信号から発生するステップ状の信号で掃引される波長選択フィル夕と、この波長選択フィル夕で切り取られた上記光源からの雑音光を上記監視信号源により変調する変調器と、この変調器の出力を主信号の波長を横切るときに遮断する光シャツ夕とを備えたことを特徴とする光信号品質監視装置

1 1 . 請求項 1 0に記載の光信号品質監視装置において、上記波長選択フィル夕は、主信号光の波長多重間隔の中央になるように周期的な透過ビークが設定されたフアブリぺロェ夕ロンと、狭帯域で急峻な透過特性を有するチューナブルフィル夕とを縦続接続してなることを特徴とする光信号品質監視装置。

1 2 . 請求項 1に記載の光信号品質監視装置において、上記監視信号光は、同期ディジタルハイアラーキの信号フォーマツトを有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視をセクションオーバへヅドのビットイン夕一リーブパリティによる誤り検出で行うことを特徴とする光信号品質監視装置。

1 3 . 請求項 1に記載の光信号品質監視装置において、上記監視信号光は、誤り訂正符号を有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視を誤り訂正符号の復号時の誤り検出で行うことを特徴とする光信号品質監視装置。