(57)【要約】【課題】帯域幅が信号光ビットレートに応じて最適化されている受信機で、信号光を受信した場合の信号品質指標（Ｑ値）を見積もる。【解決手段】光ノードに配置された信号光品質監視装置の光サンプリングモニタ部により信号光のアイ波形測定、入力パワー測定部により信号光の平均入力パワー測定を実行し、測定されたアイ波形から、信号光特性Ｑｏｐｔ値を算出する。被測定信号光のビットレートと、入力パワー測定部が測定した平均入力パワーと、信号光パルス幅とから信号光ピークパワーを算出し、信号光ピークパワーと、光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅および光フィルタ帯域幅と、算出されたＱｏｐｔ値とから信号光の光ノイズパワーを算出する。計算部は、算出された光ノイズパワーと、受信機の情報を基に光電気変換処理を行う受信機で信号光を受信した場合のＱｅｌ値を算出する。【選択図】図４
2010103726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光ビットレートおよび信号光フォーマットに依存せずに信号光に対して等価時間サンプリングによるモニタを行う光サンプリングモニタ手段と、
信号光の平均入力パワーを測定する測定手段と、
被測定信号光のビットレートを保持する第１の保持手段と、
前記光サンプリングモニタ手段のサンプリングゲート幅および前記光サンプリングモニタ手段の光フィルタ帯域幅を保持する第２の保持手段と、
前記光サンプリングモニタ手段により、信号光を測定しアイ波形を求め、前記アイ波形から、信号光特性（Ｑｏｐｔ値）を算出する第１の算出手段と、
前記被測定信号光のビットレートと、前記平均入力パワーと、信号光のパルス幅とから信号光ピークパワーを算出する第２の算出手段と、
前記光サンプリングモニタ手段のサンプリングゲート幅と、前記光サンプリングモニタ手段の光フィルタ帯域幅と、前記信号光ピークパワーと、前記信号光特性（Ｑｏｐｔ値）とから光ノイズパワーを算出する第３の算出手段と、
前記光ノイズパワーと、光電気変換処理を行う受信機の電気帯域幅および光フィルタ帯域幅とから、前記受信機で信号光を受信した場合の信号光特性（Ｑｅｌ値）を算出する第４の算出手段と、
を備えていることを特徴とする光ネットワークにおける信号光品質監視システム。
【請求項２】
前記被測定信号光のビットレートから被測定信号光のタイムスロットを算出し、前記アイ波形と前記タイムスロットとから信号光のパルス幅を算出する第５の算出手段をさらに含み、
前記第２の算出手段における信号光のパルス幅が、前記第５の算出手段により算出されることを特徴とする請求項１に記載の信号光品質監視システム。
【請求項３】
前記光サンプリングモニタ手段と、前記測定手段と、前記第１の算出手段と、前記第２の算出手段と、前記第３の算出手段と、前記第４の算出手段とを備えている信号光品質監視装置と、
前記第１の保持手段と、前記第２の保持手段とを備えている光ネットワーク運用管理装置と、
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の信号光品質監視システム。
【請求項４】
前記光サンプリングモニタ手段と、前記測定手段とを備えている信号光品質監視装置と、
前記第１の保持手段と、前記第２の保持手段と、前記第１の算出手段と、前記第２の算出手段と、前記第３の算出手段と、前記第４の算出手段とを備えている光ネットワーク運用管理装置と、
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の信号光品質監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークにおいて、光パスの信号光特性を監視する信号光品質監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ネットワークにおける信号光品質監視システムにおいて、光信号に対する等価時間サンプリングを行い、得られた波形情報から信号品質指標であるＱ値を算出する方式が、特許文献１及び非特許文献１で開示されている。なお、光信号に対する等価時間サンプリングによるモニタを、以降では“光サンプリングモニタ”とする。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０８７８０９号パンフレット
【非特許文献１】T. Mori, A. Otani, and T. Otani,"All-Optical Sampling Using Cross-Absorption Modulation in Electroabsorption Modulator for Optical Performance Monitor," European Conference on Optical Communication(ECOC) 2008, We.1.D.5
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光サンプリングモニタは、受信帯域幅が数百ＧＨｚと極めて広い。受信機のノイズ量は、受信機の受信帯域幅に比例するため、光サンプリングモニタのノイズ量は、信号光を光電気変換処理する方式の受信機の場合と比較すると、非常に多くなる。そのため、受信機の帯域幅が信号光ビットレートに応じて最適化されている場合の特性は、光サンプリングモニタで受信した場合の特性とは乖離してしまうという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明は、帯域幅が信号光ビットレートに応じて最適化されている受信機で、信号光を受信した場合の信号品質指標（Ｑ値）を見積もることが可能な信号光品質監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を実現するため本発明による信号光品質監視システムは、信号光ビットレートおよび信号光フォーマットに依存せずに信号光に対して等価時間サンプリングによるモニタを行う光サンプリングモニタ手段と、信号光の平均入力パワーを測定する測定手段と、被測定信号光のビットレートを保持する第１の保持手段と、前記光サンプリングモニタ手段のサンプリングゲート幅および前記光サンプリングモニタ手段の光フィルタ帯域幅を保持する第２の保持手段と、前記光サンプリングモニタ手段により、信号光を測定しアイ波形を求め、前記アイ波形から、信号光特性（Ｑｏｐｔ値）を算出する第１の算出手段と、前記被測定信号光のビットレートと、前記平均入力パワーと、信号光のパルス幅とから信号光ピークパワーを算出する第２の算出手段と、前記光サンプリングモニタ手段のサンプリングゲート幅と、前記光サンプリングモニタ手段の光フィルタ帯域幅と、前記信号光ピークパワーと、前記信号光特性（Ｑｏｐｔ値）とから光ノイズパワーを算出する第３の算出手段と、前記光ノイズパワーと、光電気変換処理を行う受信機の電気帯域幅および光フィルタ帯域幅とから、前記受信機で信号光を受信した場合の信号光特性（Ｑｅｌ値）を算出する第４の算出手段とを備えている。
【０００７】
また、前記被測定信号光のビットレートから被測定信号光のタイムスロットを算出し、前記アイ波形と前記タイムスロットとから信号光のパルス幅を算出する第５の算出手段をさらに含み、前記第２の算出手段における信号光のパルス幅が、前記第５の算出手段により算出されることも好ましい。
【０００８】
また、信号光品質監視システムは、前記光サンプリングモニタ手段と、前記測定手段と、前記第１の算出手段と、前記第２の算出手段と、前記第３の算出手段と、前記第４の算出手段とを備えている信号光品質監視装置と、前記第１の保持手段と、前記第２の保持手段とを備えている光ネットワーク運用管理装置とから構成されることも好ましい。
【０００９】
また、信号光品質監視システムは、前記光サンプリングモニタ手段と、前記測定手段とを備えている信号光品質監視装置と、前記第１の保持手段と、前記第２の保持手段と、前記第１の算出手段と、前記第２の算出手段と、前記第３の算出手段と、前記第４の算出手段とを備えている光ネットワーク運用管理装置とから構成されることも好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光サンプリングモニタにより得られたＱｏｐｔ値から、実際のネットワークで用いられる受信機で信号光を受信した場合の特性（Ｑｅｌ値）を見積もることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本実施形態における光ネットワークの概要を示す。光ネットワークは、光ネットワーク運用管理装置１、信号光品質監視装置２、光ノード３、および光送受信装置４を備えている。
【００１３】
光ネットワーク運用管理装置１は、光ネットワークを管理するための装置であり、被測定信号光のビットレートを保持している。さらに、信号光品質監視装置２における光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅および光フィルタ帯域幅に関する情報も保持している。
【００１４】
信号光品質監視装置２は、信号光ビットレートおよび信号光フォーマットに依存せずに光サンプリングモニタを行う装置である。信号光品質監視装置２は、光ノード３に具備され、該光ノード３に伝送される波長パスの光信号をモニタする。
【００１５】
光ノード３は、光パスの経路を切り替えるスイッチであり、電気的処理を介さず経路切り替えを行う。光送受信装置４は、光信号を送受信するための装置である。
【００１６】
図２は、本実施形態における信号光品質監視装置と光ネットワーク運用管理装置の第１の構成例を示す。本構成例では、信号光品質監視装置２は、光カプラ２１、光サンプリングモニタ部２２、入力パワー測定部２３、計算部２４を備えている。
【００１７】
光カプラ２１は、信号光を分岐させる装置であり、入力された信号光を光サンプリングモニタ部２２および入力パワー測定部２３に導く。
【００１８】
光サンプリングモニタ部２２は、光サンプリングモニタにより、信号光を測定してアイ波形を求め、求めたアイ波形から、信号光特性（Ｑｏｐｔ値）を算出する手段である。
【００１９】
入力パワー測定部２３は、被測定光の平均入力パワーを測定する手段である。
【００２０】
計算部２４は、
（１）光ネットワーク運用管理装置１が保持する被測定信号光のビットレートと、入力パワー測定部２３が測定した平均入力パワーと、信号光パルス幅とから信号光ピークパワーを算出する手段
（２）光ネットワーク運用管理装置１が保持する信号光品質監視装置２における光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅および光フィルタ帯域幅と、上記信号光ピークパワーと、光サンプリングモニタ部２２が算出した信号光特性（Ｑｏｐｔ値）から光ノイズパワーを算出する手段
（３）上記で算出した光ノイズパワーと、光電気変換処理を行う受信機の電気帯域幅および光フィルタ帯域幅とを用いて、この受信機で信号光を受信した場合の信号光特性（Ｑｅｌ値）を算出する手段
を有している。
【００２１】
また、測定対象の信号光ボーレート（Baud rate）が予め分からない場合で、非同期測定を行うため、
（４）光ネットワーク運用管理装置１が保持する被測定信号光のビットレートから被測定信号光のタイムスロットを算出し、光サンプリングモニタ部２２が測定したアイ波形と上記のタイムスロットとから信号光パルス幅を算出する手段
をさらに有することもできる。
【００２２】
上記の手段から構成される光信号品質監視システムにより、光サンプリングモニタにより測定された特性（Ｑｏｐｔ値）を基に、実システムの受信機で信号光を受信した場合の特性（Ｑｅｌ値）を見積もることが可能になる。
【００２３】
図３は、本実施形態における信号光品質監視装置と光ネットワーク運用管理装置の第２の構成例を示す。本構成例では、計算部２４は、信号光品質監視装置２ではなく、光ネットワーク運用管理装置１に備えられている。この場合、光サンプリングモニタ部２２および入力パワー測定部２３で測定し、算出したアイ波形、信号光特性（Ｑｏｐｔ値）および平均入力パワーは、光ネットワーク制御管理網を経由して、光ネットワーク運用管理装置１の計算部２４に送信され、計算部２４にて信号光特性（Ｑｅｌ値）を算出する。
【００２４】
信号光特性（Ｑｅｌ値）の算出は、以下のように行われる。各光ノード３に配置された信号光品質監視装置２の光サンプリングモニタ部２２により信号光のアイ波形測定、入力パワー測定部２３により信号光の平均入力パワー測定を実行し、測定されたアイ波形から、信号光特性Ｑｏｐｔ値を算出する。次に非同期測定の場合、計算部２４は、被測定信号光のビットレートから被測定信号光のタイムスロットを算出し、該タイムスロットと上記のアイ波形とから信号光パルス幅を算出する。なお、同期測定の場合は、アイ波形を測定することで、信号光パルス幅が得られるため、信号光パルス幅は既知である。被測定信号光のビットレートと、入力パワー測定部２３が測定した平均入力パワーと、上記信号光パルス幅とから信号光ピークパワーを算出し、該信号光ピークパワーと、光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅および光フィルタ帯域幅と、算出されたＱｏｐｔ値とから信号光の光ノイズパワーを算出する。最後に計算部２４は、算出された光ノイズパワーと、受信機の情報（電気帯域幅および光フィルタ帯域幅）を基に光電気変換処理を行う受信機で信号光を受信した場合のＱｅｌ値を算出する。
【００２５】
図４は、本実施形態の第１の構成例において信号光特性（Ｑｅｌ値）を算出するフローチャートを示す。該フローチャートに基づき信号光特性（Ｑｅｌ値）の算出を以下で詳細に説明する。
【００２６】
Ｓ１：信号光品質監視装置２の入力パワー測定部２３は、被測定信号光の平均入力パワーを測定する。また、求めた平均入力パワーを信号光品質監視装置２の計算部２４に送る。
【００２７】
Ｓ２：信号光品質監視装置２の光サンプリングモニタ部２２は、光サンプリングモニタを用いて被測定信号光を測定する。
【００２８】
Ｓ３：信号光品質監視装置２の光サンプリングモニタ部２２は、Ｓ２での測定データを基に被測定信号光のアイ波形を求める。また、求めたアイ波形を信号光品質監視装置２の計算部２４に送る。
【００２９】
Ｓ４：信号光品質監視装置２の光サンプリングモニタ部２２は、Ｓ２で求めたアイ波形からＱｏｐｔ値を算出する。ここで、Ｑｏｐｔ値の算出には、
【００３０】
【数１】
2010103726.tif 000003
を用いる（参考文献：S. Akiba and S. Nishi, "Submarine Cable Network Systems", NTT Quality Printing Services co., 2001）。ここで、Ｉ１はマークレベルの平均値、Ｉ０はスペースレベルの平均値、σ１はマークレベルの標準偏差、σ０はスペースレベルの標準偏差を表している。また、求めたＱｏｐｔ値を信号光品質監視装置２の計算部２４に送る。
【００３１】
Ｓ５：光ネットワーク運用管理装置１は、保持している被測定信号光のビットレート情報を、信号光品質監視装置２の計算部２４に送信する。この送信は光ネットワーク制御管理網を経由して行われる。
【００３２】
Ｓ６：信号光品質監視装置２の計算部２４は、Ｓ５で受信したビットレート情報から、被測定信号光の１タイムスロット時間を算出する。なお、Ｓ６のタイムスロット時間算出は、非同期測定の場合のみ行い、同期測定の場合は不要である。
【００３３】
Ｓ７：信号光品質監視装置２の計算部２４は、Ｓ６で得られたタイムスロットと、Ｓ３で求められ、光サンプリングモニタ部２２から送られてきたアイ波形から、被測定信号光のパルス幅を求める。ここで、信号光のパルス幅とはアイ波形の半値幅のことである。なお、Ｓ７の信号光パルス幅は、非同期測定の場合のみに求める。同期測定の場合は、信号光パルス幅は既知であるため、求める必要はない。
【００３４】
Ｓ８：信号光品質監視装置２の計算部２４は、Ｓ７で得られた被測定信号光のパルス幅（ＦＷＨＭ）と、Ｓ５で光ネットワーク運用管理装置１から受信した被測定信号光のビットレート情報（Ｆ）と、Ｓ１で算出した被測定信号光の平均入力パワー（Ｐａｖｅ）とから、被測定信号光のピークパワー（Ｐ１）を算出する。被測定信号のピークパワーの算出には、
【００３５】
【数２】
2010103726.tif 000004
を用いる。
【００３６】
Ｓ９：光ネットワーク運用管理装置１は、保持している信号光品質監視装置２における光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅および光フィルタ帯域幅に関する情報を信号光品質監視装置２の計算部２４に送信する。この送信も光ネットワーク制御管理網を経由して行われる。
【００３７】
Ｓ１０：信号光品質監視装置２の計算部２４は、Ｓ９で受信した光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅（Δτ）および光フィルタ帯域幅（Ｂ０）と、Ｓ８で得られた被測定信号のピークパワー（Ｐ１）と、Ｓ４で求められたＱｏｐｔ値とから、被測定信号光のノイズパワー（Ｐｓｐ）を算出する。ノイズパワーの算出には、
【００３８】
【数３】
2010103726.tif 000005
を用いる（参考文献：M. Westlund, H. Sunnerud, M. Karlsson, and P. Andrekson," Software-Synchronized All-Optical Sampling for Fiber Communication Systems," IEEE Journal of Lightwave Technology, vol. 23, No.3, pp. 1088-1099, March, 2005）。数３にＱｏｐｔ、Ｐ１、Ｂ０、Δτを代入することにより、Ｐｓｐを算出する。
【００３９】
Ｓ１１：光電気変換処理を行う受信機の電気帯域幅、光フィルタ帯域幅を信号光品質監視装置２の計算部２４に与える。なお、この受信機の電気帯域幅、光フィルタ帯域幅は、信号光品質監視装置２が保持してもよいし、光ネットワーク運用管理装置１が保持し、光ネットワーク制御管理網を経由して計算部２４に送信してもよい。
【００４０】
Ｓ１２：信号光品質監視装置２の計算部２４は、Ｓ１１の電気帯域幅（Ｂｅ）、光フィルタ帯域幅（Ｂｏ）と、Ｓ１０のノイズパワー（Ｐｓｐ）と、Ｓ８で得られた被測定信号のピークパワー（Ｐ１）とから、光電気変換処理に基づく受信機で信号光を受信した場合の特性（Ｑｅｌ値）を算出する。特性の算出には、
【００４１】
【数４】
2010103726.tif 000006
を用いる（参考文献：Ｓ１０の参考文献と同じ）。
【００４２】
上記の手順により、光サンプリングモニタにより得られたＱｏｐｔ値から、実際のネットワークで用いられる受信機で信号光を受信した場合の特性（Ｑｅｌ値）が算出される。
【００４３】
上記フローチャートは、図２の第１の構成例での信号光品質監視装置２と光ネットワーク運用管理装置１による特性（Ｑｅｌ値）の算出である。図３の第２の構成例での信号光品質監視装置２と光ネットワーク運用管理装置１においても、同様のフローチャートで特性（Ｑｅｌ値）の算出ができる。この場合、計算部２４が光ネットワーク運用管理装置１に備えられているため、Ｓ１の被測定信号光の平均入力パワー、Ｓ３の被測定信号光のアイ波形、Ｓ４のＱｏｐｔ値は、信号光品質監視装置２が光ネットワーク運用管理装置１に送信する必要がある。逆に、光ネットワーク運用管理装置１は、Ｓ５の被測定信号光のビットレート情報、Ｓ９の信号光品質監視装置２における光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅および光フィルタ帯域幅に関する情報を、信号光品質監視装置２に送信する必要がない。これらの情報は、光ネットワーク運用管理装置１の計算部２４に送られる。
【００４４】
なお、本実施形態では、被測定信号光のビットレート情報、および信号光品質監視装置２における光サンプリングモニタのサンプリングゲート幅と光フィルタ帯域幅は、光ネットワーク運用管理装置１が保持していた。他の実施形態として、信号光品質監視装置２が信号光を測定することにより、被測定信号光のビットレート情報を求める形態も考えられる。また、信号光品質監視装置２が自らのサンプリングゲート幅と光フィルタ帯域幅を保持する形態も考えられる。
【００４５】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態における光ネットワークの概要を示す。
【図２】本実施形態における信号光品質監視装置と光ネットワーク運用管理装置の第１の構成例を示す。
【図３】本実施形態における信号光品質監視装置と光ネットワーク運用管理装置の第２の構成例を示す。
【図４】本実施形態の第１の構成例において信号光特性（Ｑｅｌ値）を算出するフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００４７】
１  光ネットワーク運用管理装置
２  信号光品質監視装置
３  光ノード
４  光送受信装置
２１  光カプラ
２２  光サンプリングモニタ部
２３  入力パワー測定部
２４  計算部
【図１】
2010103726.tif 000007
【図２】
2010103726.tif 000008
【図３】
2010103726.tif 000009
【図４】
2010103726.tif 000010