(57)【要約】  光増幅時の入力光に対するダイナミックレンジを大きくしても、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出すること。この課題を解決するために、閾値比較部（２５３）は、信号光レベルと所定の閾値とを比較し、比較結果を信号低下通知部（２５６）へ出力する。差分算出部（２５４）は、監視光レベルから信号光レベルを減算し、差分Δを算出する。閾値比較部（２５５）は、監視光と信号光のレベル差ΔＰを所定の相対閾値と比較し、比較結果を信号低下通知部（２５６）へ出力する。信号低下通知部（２５６）は、閾値比較部（２５３）の比較結果において信号光レベルが所定の閾値以下であることを示す場合や、閾値比較部（２５５）の比較結果においてレベル差ΔＰが相対閾値以上であることを示す場合に、信号光のみの光強度が低下していることを警告する低下警報を制御部（１２０）へ出力する。
2009004720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出装置であって、
伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された監視光レベルから信号光レベルを減算してレベル差を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出されたレベル差と監視光レベルおよび信号光レベルの間に生じ得る最大のレベル差に対応する相対閾値とを大小比較する比較手段と、
前記比較手段における比較の結果、前記算出手段によって算出されたレベル差が相対閾値以上である場合に、信号光のレベル低下が発生している旨の低下警報を出力する出力手段と
を有することを特徴とするレベル低下検出装置。
【請求項２】
信号光レベルを所定の閾値と比較する閾値比較手段をさらに有し、
前記出力手段は、
前記閾値比較手段における比較の結果、信号光レベルが所定の閾値以下である場合、または、前記比較手段における比較の結果、レベル差が相対閾値以上である場合に、低下警報を出力することを特徴とする請求項１記載のレベル低下検出装置。
【請求項３】
前記比較手段は、
伝送前の監視光の最大レベルと伝送前の信号光の最小レベルとの差分に所定のマージンを加算した値を相対閾値とすることを特徴とする請求項１記載のレベル低下検出装置。
【請求項４】
伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出装置であって、
伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された監視光レベルから監視光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルに残存する漏れ監視光レベルを算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された漏れ監視光レベルおよび前記取得手段によって取得された信号光レベルが入力されない暗電流時のモニタリングレベルのいずれか一方を信号光レベルのモニタリングの下限値に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された下限値と前記取得手段によって取得された信号光レベルとを大小比較する比較手段と、
前記比較手段における比較の結果、信号光レベルが下限値以下である場合に、信号光のレベルがモニタリング範囲外に低下している旨の下限通知を出力する出力手段と
を有することを特徴とするレベル低下検出装置。
【請求項５】
前記決定手段は、
漏れ監視光レベルおよび暗電流時のモニタリングレベルのうち、いずれか大きい方をモニタリングの下限値に決定することを特徴とする請求項４記載のレベル低下検出装置。
【請求項６】
前記算出手段は、
信号光レベルを得るために用いられる監視光に対する抑圧比の最小値を前記取得手段によって取得された監視光レベルから減算して漏れ監視光レベルを算出することを特徴とする請求項４記載のレベル低下検出装置。
【請求項７】
伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号が伝送路から入力された際に信号光を増幅する光増幅装置であって、
前記伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された監視光レベルから信号光レベルを減算してレベル差を算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出されたレベル差と監視光レベルおよび信号光レベルの間に生じ得る最大のレベル差に対応する相対閾値とを大小比較する比較手段と、
前記比較手段における比較の結果、前記算出手段によって算出されたレベル差が相対閾値以上である場合に、信号光のレベル低下が発生している旨の低下警報を出力する出力手段と
を有することを特徴とする光増幅装置。
【請求項８】
伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号が伝送路から入力された際に信号光を増幅する光増幅装置であって、
前記伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された監視光レベルから監視光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルに残存する漏れ監視光レベルを算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された漏れ監視光レベルおよび前記取得手段によって取得された信号光レベルが入力されない暗電流時のモニタリングレベルのいずれか一方を信号光レベルのモニタリングの下限値に決定する決定手段と、
前記決定手段によって決定された下限値と前記取得手段によって取得された信号光レベルとを大小比較する比較手段と、
前記比較手段における比較の結果、信号光レベルが下限値以下である場合に、信号光のレベルがモニタリング範囲外に低下している旨の下限通知を出力する出力手段と
を有することを特徴とする光増幅装置。
【請求項９】
伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出方法であって、
伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された監視光レベルから信号光レベルを減算してレベル差を算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出されたレベル差と監視光レベルおよび信号光レベルの間に生じ得る最大のレベル差に対応する相対閾値とを大小比較する比較ステップと、
前記比較ステップにおける比較の結果、前記算出ステップにおいて算出されたレベル差が相対閾値以上である場合に、信号光のレベル低下が発生している旨の低下警報を出力する出力ステップと
を有することを特徴とするレベル低下検出方法。
【請求項１０】
伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出方法であって、
伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された監視光レベルから監視光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルに残存する漏れ監視光レベルを算出する算出ステップと、
前記算出ステップにて算出された漏れ監視光レベルおよび信号光レベルが入力されない暗電流時のモニタリングレベルのいずれか一方を信号光レベルのモニタリングの下限値に決定する決定ステップと、
前記決定ステップにて決定された下限値と前記取得ステップにて取得された信号光レベルとを大小比較する比較ステップと、
前記比較ステップにおける比較の結果、信号光レベルが下限値以下である場合に、信号光のレベルがモニタリング範囲外に低下している旨の下限通知を出力する出力ステップと
を有することを特徴とするレベル低下検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出装置、光増幅装置、およびレベル低下検出方法に関し、特に、光増幅に係る部品のダイナミックレンジを大きくしても、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出することができるレベル低下検出装置、光増幅装置、およびレベル低下検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長が異なる複数の光を波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）し、光ファイバ内を伝送する通信技術が盛んに検討されている。波長が異なる光は、互いに干渉しないとともに、それぞれの波長の光に独立にデータを重畳することができるため、ＷＤＭによれば、情報伝達効率を飛躍的に向上させることができる。【０００３】
このようなＷＤＭにおいては、光ファイバ内を伝送される光信号の減衰を補償するため、伝送路上に光増幅器が設置され、光信号が増幅されながら中継されるのが一般的である。光増幅器には、例えばエルビウムなどの希土類元素が用いられることがある。エルビウムを用いた光増幅器としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の光増幅器においては、実際のデータが重畳される信号光より短い波長が監視波長として監視され、信号光を伝送する光伝送系に障害が発生したことが検出される。すなわち、光伝送系に障害が発生して信号光が断絶した場合には、自然放出（ＡＳＥ：Amplified.  Spontaneous  Emission）光が増幅器によって増幅され、結果として、監視波長の光強度が増大するため、監視波長の光強度増大により、光伝送系の障害が検出される。【０００４】
また、例えば特許文献２には、信号光に信号光とは異なる波長の監視光が合成された光信号を伝送し、信号光を増幅しながら光信号を中継する光中継器において、監視光を用いたＡＬＣ（Auto  Level  Control）制御を行うことが記載されている。具体的には、特許文献２に記載された光伝送システムにおいては、図１に示すような光中継器＃１、＃２によって信号光が増幅される。これらの光中継器＃１（光中継器＃２）は、波長カプラ部１（波長カプラ部６）、ＥＤＦ（Erbium  Doped  Fiber）２（ＥＤＦ７）、光監視回路（以下「ＯＳＣ」という）３（ＯＳＣ８）、および波長カプラ部４（波長カプラ部９）を有している。【０００５】
光中継器＃１の波長カプラ部１に入力される入力信号光には、実際のデータが重畳された信号光が含まれるとともに、信号光とは異なる波長の監視光が含まれている。波長カプラ部１は、入力信号光を信号光と監視光に分波し、信号光をＥＤＦ２へ出力する一方、監視光をＯＳＣ３へ出力する。【０００６】
そして、ＥＤＦ２は、信号光を増幅して波長カプラ部４へ出力する。また、ＯＳＣ３は、監視光を用いてＥＤＦ２におけるＡＬＣの参照レベルを設定し、ＥＤＦ２の利得に応じて監視光を更新した上で波長カプラ部４へ出力する。波長カプラ部４は、増幅された信号光と更新された監視光とを多重し、伝送用光ファイバ５へ出力する。波長カプラ部４から出力されたポイントＡにおける光信号の波長ごとの光強度を図２に示す。同図に示すように、信号光は、複数の波長の光を含んでおり、波長帯域はおよそ１５３２ｎｍから１５６３ｎｍにわたっている。また、監視光は、信号光より波長が短く、光強度は信号光に含まれる個々の波長の光と同程度である。このように、互いに異なる波長帯域に信号光および監視光が多重された光信号が伝送用光ファイバ５を介して光中継器＃２へ中継される。【０００７】
そして、光中継器＃２においても、光中継器＃１とまったく同様に信号光の増幅および監視光の更新が実行される。すなわち、伝送用光ファイバ５から光中継器＃２へ入力された光信号は、波長カプラ部６によって信号光と監視光に分波される。具体的には、光信号に対して、例えば図３に示す抑圧比でフィルタリングが行われることにより、信号光の波長帯域が抑圧され監視光が得られる。同様に、光信号に対して、例えば図４に示す抑圧比でフィルタリングが行われることにより、監視光の波長帯域が抑圧され信号光が得られる。【０００８】
波長カプラ部６からＯＳＣ８へ至るポイントＢにおける光信号の波長ごとの光強度を図５に示す。同図に示すように、ポイントＢにおいては、信号光の波長帯域が抑圧されており、ＯＳＣ８には監視光を主成分とする光信号が入力されることになる。そして、ＯＳＣ８によって、ＥＤＦ７におけるＡＬＣの参照レベルが設定されるとともに、ＥＤＦ７の利得に応じて監視光が更新されて波長カプラ部９へ出力される。また、波長カプラ部６からＥＤＦ７へ至るポイントＣにおける光信号の波長ごとの光強度を図６に示す。同図に示すように、ポイントＣにおいては、監視光の波長帯域が抑圧されており、ＥＤＦ７には信号光を主成分とする光信号が入力されることになる。そして、この光信号がＥＤＦ７によって増幅される。【０００９】
増幅された信号光および更新された監視光は、波長カプラ部９によって多重され、得られた出力信号光が図示しない後段の光中継器または受信端局装置などへ伝送される。このように、光伝送システムでは、信号光とは波長が異なりデータを含まない監視光を信号光に多重して伝送することで、例えば伝送用光ファイバ５などの伝送路における伝送品質を監視光によって効率的に監視することができ、増幅の際のＡＬＣ制御などを適切に実行することができる。【００１０】
【特許文献１】特開平１１−４１９４号公報
【特許文献２】特開２０００−２６９９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述した光伝送システムの光中継器においては、信号光と監視光を分波する際の抑圧比が異なっており、信号光は十分に抑圧されるのに対し、監視光は十分に抑圧されないことがある。すなわち、図３および図４に示した波長カプラ部６における抑圧比から明らかなように、監視光を出力するために信号光を抑圧する抑圧比（図３）は比較的大きいのに対し、信号光を出力するために監視光を抑圧する抑圧比（図４）は比較的小さいことがある。【００１２】
これは、監視光を抑圧する抑圧比を大きくすると、抑圧帯域の一部が信号光の波長帯域にまで広がり、データが重畳された信号光を抑圧してしまう虞があるためである。信号光が抑圧されてしまうと、ＥＤＦによる増幅前の信号光レベルが低下することになり、相対的に雑音レベルが大きくなって雑音特性が悪化する。このため、信号光が抑圧されると伝送品質が低下し、個々の光中継器が信号光を中継することができる中継距離が短縮されてしまう。したがって、増幅前の信号光が抑圧されることがないように、監視光に対する抑圧比は比較的小さく設定される。【００１３】
しかしながら、分波後に信号光として扱われる光信号に監視光が含まれていると、様々な問題が生じることがある。例えば、波長カプラによって監視光が十分に抑圧されていなければ、たとえ波長カプラ以前の伝送路上で信号光の断絶が発生していても、信号光の光強度が低下していることが検出されず、監視光を主成分とする光信号が信号光として光中継器から出力されてしまう。また、この監視光を主成分とする光信号が信号光として扱われ、ＡＬＣなどの制御が実行されるため、信号光の断絶が解消した際には、ＥＤＦの利得が適正に調整されていないことが考えられる。【００１４】
具体的には、図１に示した光伝送システムにおいては、ポイントＣにおける光信号がＥＤＦ７によって増幅される。このとき、例えば波長カプラ部６より前段で信号光の断絶が発生していた場合、波長カプラ部６において監視光が十分に抑圧されなければ、ポイントＣにおける光信号の光強度は図７に示すような状態となっている。すなわち、信号光の断絶により、信号光の波長帯域には雑音成分のみが存在し、監視光の抑圧不足により、監視光の波長帯域には監視光が残存する。このような場合でも、残存した監視光の光強度が大きければ、光信号全体としての光強度が大きく、信号光の光強度が低下したことが検出されないことがある。【００１５】
したがって、ＥＤＦ７へ入力される光信号には、信号光が含まれていないにも拘らず、信号光のレベル低下が検出されないまま、信号光を含まない光信号の光強度に基づいてＥＤＦ７の利得を制御するＡＬＣ制御が実行されてしまう。この場合、ＥＤＦ７の利得は、監視光と雑音成分のみを含む光信号に対して最適な値に設定されるため、信号光の断絶が解消した際には、ＥＤＦ７の利得が過大となっている虞がある。【００１６】
このような問題は、光中継器のダイナミックレンジが大きくなるほど顕著になる。すなわち、光中継器のダイナミックレンジが大きければ、入力される監視光の光強度が大きい可能性があり、波長カプラによるフィルタリングでは監視光が十分に抑圧されない頻度が高くなる。具体的に、図１に示した光中継器＃１からの出力光と光中継器＃２への入力光とのレベルダイヤを図８に示す。図８は、光中継器＃１からの出力光が２〜５ｄＢｍの監視光（図中破線矢印で示す）と０〜１９ｄＢｍの信号光（図中実線矢印で示す）とを含む場合の、光中継器＃２のダイナミックレンジが異なる２つのケースを示している。【００１７】
ケース１においては、光中継器＃２のダイナミックレンジが比較的小さく、光中継器＃２への入力光は、伝送用光ファイバ５における伝搬損失を受けた−２４〜−１４ｄＢｍの監視光と−２３〜０ｄＢｍの信号光とを含む光信号である。ここで、信号光の断絶が検出される信号光断レベルを−２６ｄＢｍとして、信号光の最小レベルの半分の値になったときに信号光の断絶が検出されるものとする。ケース１においては、光中継器＃２へ入力される監視光の光強度が最大でも−１４ｄＢｍであるため、波長カプラ部６における監視光に対する抑圧比が図４に示すように１６ｄＢｍであれば、波長カプラ部６からＥＤＦ７へ出力される光信号に含まれる監視光の光強度は−３０（＝−１４−１６）ｄＢｍ以下となる。そして、信号光の断絶が発生すれば、監視光に雑音成分を加えた光信号の光強度が必ず−２６ｄＢｍ以下となることから、確実に信号光の断絶が検出される。【００１８】
一方、ケース２においては、光中継器＃２のダイナミックレンジが比較的大きく、光中継器＃２への入力光は、伝送用光ファイバ５における伝搬損失を受けた−２４〜４ｄＢｍの監視光と−２３〜１８ｄＢｍの信号光とを含む光信号である。ここで、信号光の断絶が検出される信号光断レベルをケース１と同様に−２６ｄＢｍとし、雑音成分の大きさも最大で３ｄＢｍであるとする。ケース２においては、光中継器＃２へ入力される監視光の光強度が最大で４ｄＢｍであるため、波長カプラ部６からＥＤＦ７へ出力される光信号に含まれる監視光の光強度は−１２（＝４−１６）ｄＢｍ以下となる。よって、信号光断レベル−２６ｄＢｍよりも大きいため、ケース２の場合は、信号光の断絶が検出されない可能性がある。【００１９】
また、例えば図１に示した光中継器＃２において、ＥＤＦ７へ入力される光信号をモニタリングする場合、一定レベル以下まで抑圧しきれない監視光がこの光信号に含まれていると、信号光が断絶しているにも拘らず、光信号のレベルがモニタリングの下限値に到達せず、信号光のレベル低下が発生していることを確認できないことがある。つまり、モニタリングされた光信号のレベルが、実際の信号光のレベルであるのか、抑圧しきれない監視光のレベルであるのか判断できないことがある。【００２０】
このような問題も、光中継器のダイナミックレンジが大きくなるほど顕著になる。つまり、光中継器のダイナミックレンジが大きくなるにつれて、信号光と監視光が十分に分波されず、信号光のレベル低下が容易に検出され難くなる。その一方で、様々なシステムにおいて使用可能な光中継器が広く望まれており、光中継器におけるダイナミックレンジを大きくすることが必要不可欠となりつつある。【００２１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、光増幅時の入力光に対するダイナミックレンジを大きくしても、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出することができるレベル低下検出装置、光増幅装置、およびレベル低下検出方法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】
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明は、伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出装置であって、伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された監視光レベルから信号光レベルを減算してレベル差を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出されたレベル差と監視光レベルおよび信号光レベルの間に生じ得る最大のレベル差に対応する相対閾値とを大小比較する比較手段と、前記比較手段における比較の結果、前期算出手段によって算出されたレベル差が相対閾値以上である場合に、信号光のレベル低下が発生している旨の低下警報を出力する出力手段とを有する構成を採る。【００２３】
この構成によれば、分波フィルタリング時に監視光が十分に抑圧されず信号光レベルに監視光レベルの一部が含まれていても、レベル差と相対閾値との比較により、信号光のみのレベル低下を検出することができ、光増幅時の入力光に対するダイナミックレンジを大きくしても、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出することができる。【００２４】
また、本発明は、上記構成において、信号光レベルを所定の閾値と比較する閾値比較手段をさらに有し、前記出力手段は、前記閾値比較手段における比較の結果、信号光レベルが所定の閾値以下である場合、または、前記比較手段における比較の結果、レベル差が相対閾値以上である場合に、低下警報を出力する構成を採る。【００２５】
この構成によれば、信号光レベルの絶対的な大きさによっても信号光レベルの低下を検出することができ、相対的な判定および絶対的な判定の双方によって、より確実にレベル低下を検出することができる。【００２６】
また、本発明は、上記構成において、前記比較手段は、伝送前の監視光の最大レベルと伝送前の信号光の最小レベルとの差分に所定のマージンを加算した値を相対閾値とする構成を採る。【００２７】
この構成によれば、信号光に異常が発生した場合にしか生じ得ないレベル差を相対閾値とすることができ、信号光レベルが低下していないにも拘らずレベル低下が発生したと誤判定されることを防止することができる。【００２８】
また、本発明は、伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出装置であって、伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された監視光レベルから監視光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルに残存する漏れ監視光レベルを算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された漏れ監視光レベルおよび前記取得手段によって取得された信号光レベルが入力されない暗電流時のモニタリングレベルのいずれか一方を信号光レベルのモニタリングの下限値に決定する決定手段と、前記決定手段によって決定された下限値と前記取得手段によって取得された信号光レベルとを大小比較する比較手段と、前記比較手段における比較の結果、信号光レベルが下限値以下である場合に、信号光のレベルがモニタリング範囲外に低下している旨の下限通知を出力する出力手段とを有する構成を採る。【００２９】
この構成によれば、見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内に収まっているときに、実際の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合と、漏れ監視光によって見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合とを区別することができる。【００３０】
また、本発明は、上記構成において、前記決定手段は、漏れ監視光レベルおよび暗電流時のモニタリングレベルのうち、いずれか大きい方をモニタリングの下限値に決定する構成を採る。【００３１】
この構成によれば、信号光が異常に低下した場合にしか到達し得ないレベルを下限値とすることができ、見かけ上の信号光レベルのモニタリングレベルに関わらずレベル低下が発生したことを検出することができる。【００３２】
また、本発明は、上記構成において、前記算出手段は、信号光レベルを得るために用いられる監視光に対する抑圧比の最小値を前記取得手段によって取得された監視光レベルから減算して漏れ監視光レベルを算出する構成を採る。【００３３】
この構成によれば、信号光レベルに残存し得る最大の漏れ監視光レベルを算出することができ、漏れ監視光レベルが暗電流時のモニタリングレベルより大きい場合に、実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達していることを確実に検出することができる。【００３４】
また、本発明は、伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号が伝送路から入力された際に信号光を増幅する光増幅装置であって、前記伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された監視光レベルから信号光レベルを減算してレベル差を算出する算出手段と、前記算出手段によって算出されたレベル差と監視光レベルおよび信号光レベルの間に生じ得る最大のレベル差に対応する相対閾値とを大小比較する比較手段と、前記比較手段における比較の結果、前記算出手段によって算出されたレベル差が相対閾値以上である場合に、信号光のレベル低下が発生している旨の低下警報を出力する出力手段とを有する構成を採る。【００３５】
この構成によれば、分波フィルタリング時に監視光が十分に抑圧されず信号光レベルに監視光レベルの一部が含まれていても、レベル差と相対閾値との比較により、信号光のみのレベル低下を検出することができ、光増幅時の入力光に対するダイナミックレンジを大きくしても、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出することができる。【００３６】
また、本発明は、伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号が伝送路から入力された際に信号光を増幅する光増幅装置であって、前記伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された監視光レベルから監視光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルに残存する漏れ監視光レベルを算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された漏れ監視光レベルおよび前記取得手段によって取得された信号光レベルが入力されない暗電流時のモニタリングレベルのいずれか一方を信号光レベルのモニタリングの下限値に決定する決定手段と、前記決定手段によって決定された下限値と前記取得手段によって取得された信号光レベルとを大小比較する比較手段と、前記比較手段における比較の結果、信号光レベルが下限値以下である場合に、信号光のレベルがモニタリング範囲外に低下している旨の下限通知を出力する出力手段とを有する構成を採る。【００３７】
この構成によれば、見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内に収まっているときに、実際の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合と、漏れ監視光によって見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合とを区別することができる。【００３８】
また、本発明は、伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出方法であって、伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得ステップと、前記取得ステップにて取得された監視光レベルから信号光レベルを減算してレベル差を算出する算出ステップと、前記算出ステップにて算出されたレベル差と監視光レベルおよび信号光レベルの間に生じ得る最大のレベル差に対応する相対閾値とを大小比較する比較ステップと、前記比較ステップにおける比較の結果、前記算出ステップにおいて算出されたレベル差が相対閾値以上である場合に、信号光のレベル低下が発生している旨の低下警報を出力する出力ステップとを有するようにした。【００３９】
この方法によれば、分波フィルタリング時に監視光が十分に抑圧されず信号光レベルに監視光レベルの一部が含まれていても、レベル差と相対閾値との比較により、信号光のみのレベル低下を検出することができ、光増幅時の入力光に対するダイナミックレンジを大きくしても、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出することができる。【００４０】
また、本発明は、伝送路監視用の監視光とデータを含む信号光とが合波された光信号から信号光のレベル低下を検出するレベル低下検出方法であって、伝送路から入力される光信号からそれぞれ他方の光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルおよび監視光レベルを取得する取得ステップと、前記取得ステップにて取得された監視光レベルから監視光の波長帯域のレベルが抑圧された信号光レベルに残存する漏れ監視光レベルを算出する算出ステップと、前記算出ステップにて算出された漏れ監視光レベルおよび信号光レベルが入力されない暗電流時のモニタリングレベルのいずれか一方を信号光レベルのモニタリングの下限値に決定する決定ステップと、前記決定ステップにて決定された下限値と前記取得ステップにて取得された信号光レベルとを大小比較する比較ステップと、前記比較ステップにおける比較の結果、信号光レベルが下限値以下である場合に、信号光のレベルがモニタリング範囲外に低下している旨の下限通知を出力する出力ステップとを有するようにした。【００４１】
この方法によれば、見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内に収まっているときに、実際の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合と、漏れ監視光によって見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合とを区別することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、光増幅時の入力光に対するダイナミックレンジを大きくしても、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、監視光を用いる光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、光中継器から出力される光信号の波長ごとの光強度を示す図である。
【図３】図３は、信号光に対する抑圧比の例を示す図である。
【図４】図４は、監視光に対する抑圧比の例を示す図である。
【図５】図５は、分波後の光信号の波長ごとの光強度を示す図である。
【図６】図６は、分波後の他の光信号の波長ごとの光強度を示す図である。
【図７】図７は、分波後のさらに他の光信号の波長ごとの光強度を示す図である。
【図８】図８は、光中継器におけるレベルダイヤの例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る低下検出部の内部構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る低下検出部の動作を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る相対閾値Ｒthを説明する図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る低下検出部の内部構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態２に係る低下検出部の動作を示すフロー図である。
【図１５】図１５は、実施の形態２に係る下限値Ｐlimを説明する図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１、１１５  ＥＤＦ
１０２、１０５、１１３、１１７  分岐カプラ部
１０３、１０６、１１１、１１４、１１８  ＰＤ
１０４  ＬＤ
１０７  合波フィルタ部
１０８、１２０  制御部
１０９  伝送用光ファイバ
１１０  分波フィルタ部
１１２  監視部
１１６  ＶＯＡ
１１９  低下検出部
２１０、２３０  ＩＶ変換部
２２０、２４０  ＡＤ変換部
２５１、２５２  対数変換部
２５３、２５５  閾値比較部
２５４  差分算出部
２５６  信号低下通知部
３１１  漏れ監視光算出部
３１２  信号光下限値決定部
３１３  比較部
３１４  下限到達通知部
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明者は、監視光には伝送対象のデータが重畳されているわけではなく伝送路状態の監視に用いられるため、データの伝送品質とは無関係であり、信号光に対する抑圧比を比較的大きくして信号光が十分に抑圧された監視光が得られることに着目した。そして、本発明者は、得られた監視光の光強度を基準として、抑圧不足の監視光が付加された信号光の光強度を相対的に判断することにより、信号光のレベル低下が発生しているか否かを正確に判定できることに想到し、本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、信号光が除去された監視光の光強度と抑圧不足の監視光が付加された信号光の光強度との比較により、信号光のみの光強度が低下していることを検出することである。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。【００４６】
（実施の形態１）
図９は、本発明の実施の形態１に係る光伝送システムの要部構成を示すブロック図である。図９に示す光伝送システムは、大きくポストアンプとプリアンプから構成されている。そして、ポストアンプは、ＥＤＦ（Erbium  Doped  Fiber）１０１、分岐カプラ部１０２、フォトダイオード（以下「ＰＤ」と略記する）１０３、レーザダイオード（以下「ＬＤ」と略記する）１０４、分岐カプラ部１０５、ＰＤ１０６、合波フィルタ部１０７、および制御部を有している。また、プリアンプは、分波フィルタ部１１０、ＰＤ１１１、監視部１１２、分岐カプラ部１１３、ＰＤ１１４、ＥＤＦ１１５、ＶＯＡ（Variable  Optical  Attenuator）１１６、分岐カプラ部１１７、ＰＤ１１８、低下検出部１１９、および制御部１２０を有している。ポストアンプとプリアンプは伝送用光ファイバ１０９によって接続されている。【００４７】
ＥＤＦ１０１は、コアにエルビウムイオンが添加された光ファイバであり、所定帯域のポンプ光が吸収されると、ポストアンプへ入力される入力信号光を増幅する。なお、ＥＤＦ１０１は、希土類としてエルビウムイオンを用いているため、増幅される入力信号光の波長帯域は１５５０ｎｍ帯である。【００４８】
分岐カプラ部１０２は、ＥＤＦ１０１によって増幅された信号光を分岐し、ＰＤ１０３および合波フィルタ部１０７へ出力する。【００４９】
ＰＤ１０３は、分岐カプラ部１０２から出力される信号光を検知し、信号光の光強度に応じた電流を発生させる。すなわち、ＰＤ１０３は、信号光の光強度を制御部１０８へ通知する。【００５０】
ＬＤ１０４は、制御部１０８の制御に従って伝送用光ファイバ１０９などを含む伝送路を監視するための監視光を出射する。なお、ＬＤ１０４は、信号光の波長帯域である１５５０ｎｍ帯よりも短い、例えば１５１０ｎｍ帯の光を監視光として出射する。ただし、監視光の波長帯域は、信号光の波長帯域と異なれば良く、信号光の他長帯域よりも長い波長帯域でも良い。【００５１】
分岐カプラ部１０５は、ＬＤ１０４から出射された監視光を分岐し、ＰＤ１０６および合波フィルタ部１０７へ出力する。【００５２】
ＰＤ１０６は、分岐カプラ部１０５から出力される監視光を検知し、監視光の光強度に応じた電流を発生させる。すなわち、ＰＤ１０６は、監視光の光強度を制御部１０８へ通知する。【００５３】
合波フィルタ部１０７は、分岐カプラ部１０２から出力される信号光と分岐カプラ部１０５から出力される監視光とを合波し、得られた光信号を伝送用光ファイバ１０９を介してプリアンプへ送信する。【００５４】
制御部１０８は、ＰＤ１０６から通知される監視光の光強度をモニタリングしつつＬＤ１０４における監視光の出射を制御したり、ＰＤ１０３から通知される信号光の光強度に基づいてＥＤＦ１０１における利得を制御したりする。【００５５】
伝送用光ファイバ１０９は、ポストアンプとプリアンプとを接続する光ファイバである。ポストアンプから出力された光信号は、伝送用光ファイバ１０９内を伝送される際に、伝搬損失を受ける。【００５６】
分波フィルタ部１１０は、伝送用光ファイバ１０９から光信号を受信し、光信号に対して所定の抑圧比で信号光および監視光それぞれの波長帯域のフィルタリングを行い、信号光と監視光を分波する。そして、分波フィルタ部１１０は、監視光をＰＤ１１１へ出力し、信号光を分岐カプラ部１１３へ出力する。なお、分波フィルタ部１１０は、監視光に対する抑圧比を大きくすると、データが重畳された信号光まで抑圧してしまう虞があるため、監視光に対する抑圧比を比較的小さくし、信号光に対する抑圧比を比較的大きくする。したがって、分波フィルタ部１１０は、光信号中の信号光が十分に抑圧された純粋な監視光をＰＤ１１１へ出力する一方、光信号中の監視光が十分に抑圧されずに付加された信号光を分岐カプラ部１１３へ出力する。【００５７】
ＰＤ１１１は、分波フィルタ部１１０から出力される監視光を検知し、監視光の光強度に応じた電流を発生させる。すなわち、ＰＤ１１１は、伝送用光ファイバ１０９を伝送された後の監視光の光強度を監視部１１２および低下検出部１１９へ通知する。【００５８】
監視部１１２は、ＰＤ１１１から通知された監視光の光強度を監視し、伝送用光ファイバ１０９における伝搬損失の監視などの所定の監視処理を行う。【００５９】
分岐カプラ部１１３は、分波フィルタ部１１０から出力される信号光を分岐し、ＰＤ１１４およびＥＤＦ１１５へ出力する。【００６０】
ＰＤ１１４は、分岐カプラ部１１３から出力される信号光を検知し、信号光の光強度に応じた電流を発生させる。すなわち、ＰＤ１１４は、ＥＤＦ１１５による増幅前の信号光の光強度を低下検出部１１９および制御部１２０へ通知する。なお、ＰＤ１１４によって検知される信号光には、分波フィルタ部１１０における抑圧不足の監視光が残存している。【００６１】
ＥＤＦ１１５は、ＥＤＦ１０１と同様の光ファイバであり、制御部１２０によるＡＧＣ制御に従った利得で、分岐カプラ部１１３から出力される信号光を増幅する。なお、ＥＤＦ１１５は、希土類としてエルビウムイオンを用いているため、分岐カプラ部１１３から出力される１５５０ｎｍの波長帯域の信号光を増幅する。【００６２】
ＶＯＡ１１６は、信号の減衰量を調整可能な可変減衰器であり、制御部１２０によるＡＬＣ制御に従って、ＥＤＦ１１５において増幅された信号光を減衰させる。【００６３】
分岐カプラ部１１７は、ＥＤＦ１１５によって増幅されＶＯＡ１１６によって減衰された後の信号光を分岐し、ＰＤ１１８へ出力するとともに、増幅された信号光を出力信号光として出力する。【００６４】
ＰＤ１１８は、分岐カプラ部１１７から出力される信号光を検知し、信号光の光強度に応じた電流を発生させる。すなわち、ＰＤ１１８は、ＥＤＦ１１５による増幅後の信号光の光強度を制御部１２０へ通知する。【００６５】
低下検出部１１９は、ＰＤ１１１において検知された監視光の光強度とＰＤ１１４において検知された信号光の光強度とを用いて、信号光のレベル低下が発生していることを検出する。すなわち、低下検出部１１９は、ＰＤ１１４において検知された信号光には、監視光の一部が残存している可能性があることから、ＰＤ１１１において検知された純粋な監視光を基準とした相対的な比較を行い、純粋な信号光のみのレベル低下を検出する。低下検出部１１９の具体的な構成および動作については、後に詳述する。【００６６】
制御部１２０は、ＰＤ１１４から通知される増幅前の信号光の光強度とＰＤ１１８から通知される増幅後の信号光の光強度とを用いて、増幅後の信号光の光強度を一定に保つためのＥＤＦ１１５の利得を決定するＡＧＣ制御を実行し、決定された利得をＥＤＦ１１５に設定する。また、制御部１２０は、ＶＯＡ１１６における減衰前後の信号光の光強度を検知し、ＶＯＡ１１６の減衰量を決定するＡＬＣ制御を実行し、決定された減衰量をＶＯＡ１１６に設定する。さらに、制御部１２０は、ＡＬＣ制御の際に、低下検出部１１９による信号光のレベル低下検出の有無を確認し、信号光のレベル低下が検出されている場合は、ＡＬＣ制御を停止する。【００６７】
図１０は、本実施の形態に係る低下検出部１１９の内部構成を示すブロック図である。図１０に示す低下検出部１１９は、ＩＶ変換部２１０、ＡＤ変換部２２０、ＩＶ変換部２３０、ＡＤ変換部２４０、およびＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）２５０を有している。【００６８】
ＩＶ変換部２１０は、ＰＤ１１４によって検知された信号光の光強度に応じた信号光電流Ｉsigが入力されると、信号光電流Ｉsigを電流−電圧変換して、信号光電流Ｉsigに応じた信号光電圧ＶsigをＡＤ変換部２２０へ出力する。【００６９】
ＡＤ変換部２２０は、信号光電圧ＶsigをＡＤ変換し、デジタル値に変換された信号光電圧ＶsigをＤＳＰ２５０へ出力する。【００７０】
ＩＶ変換部２３０は、ＰＤ１１１によって検知された監視光の光強度に応じた監視光電流Ｉsvが入力されると、監視光電流Ｉsvを電流−電圧変換して、監視光電流Ｉsvに応じた監視光電圧ＶsvをＡＤ変換部２４０へ出力する。【００７１】
ＡＤ変換部２４０は、監視光電圧ＶsvをＡＤ変換し、デジタル値に変換された監視光電圧ＶsvをＤＳＰ２５０へ出力する。【００７２】
ＤＳＰ２５０は、監視光の光強度を基準として、監視光の一部が付加された信号光の光強度が所定のレベル以下まで低下しているか否かを判定する。すなわち、ＤＳＰ２５０は、ＰＤ１１１によって検知された監視光からＰＤ１１４によって検知された信号光を減算して得られる差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する。そして、ＤＳＰ２５０は、差分が所定の閾値以上であれば、信号光のみの光強度が低下していることを検出し、信号光のレベル低下を警告する低下警報を制御部１２０へ出力する。また、ＤＳＰ２５０は、ＰＤ１１４によって検知された信号光が所定の閾値以下となった場合にも低下警報を制御部１２０へ出力する。具体的には、ＤＳＰ２５０は、対数変換部２５１、２５２、閾値比較部２５３、差分算出部２５４、閾値比較部２５５、および信号低下通知部２５６を有している。【００７３】
対数変換部２５１は、ＡＤ変換部２２０から出力される信号光電圧Ｖsigを対数変換し、得られた信号光レベルＰsigを閾値比較部２５３および差分算出部２５４へ出力する。【００７４】
対数変換部２５２は、ＡＤ変換部２４０から出力される監視光電圧Ｖsvを対数変換し、得られた監視光レベルＰsvを差分算出部２５４へ出力する。【００７５】
閾値比較部２５３は、信号光レベルＰsigと所定の閾値Ｐthとを比較し、比較結果を信号低下通知部２５６へ出力する。ここで、閾値比較部２５３が所定の閾値Ｐthと比較する信号光レベルＰsigには、分波フィルタ部１１０において十分に抑圧されなかった監視光レベルが含まれていることがある。しかし、監視光レベルを含むか否かに関わらず、信号光レベルＰsigがあまりにも小さければ、信号光のみの光強度も低下していると考えられる。そこで、閾値比較部２５３は、信号光レベルＰsigと所定の閾値Ｐthとを比較することにより、絶対的な信号光のみの光強度の低下の有無を判定している。【００７６】
差分算出部２５４は、監視光レベルＰsvから信号光レベルＰsigを減算し、差分ΔＰを算出する。すなわち、差分算出部２５４は、同一の伝送用光ファイバ１０９を通過した監視光と信号光のレベル差を算出することにより、伝搬損失の影響を除去した相対的な信号光の光強度の低下の有無を判定することが可能となる。【００７７】
閾値比較部２５５は、監視光と信号光のレベル差ΔＰを所定の相対閾値Ｒthと比較し、比較結果を信号低下通知部２５６へ出力する。相対閾値Ｒthは、合波フィルタ部１０７からの出力時（換言すれば、ポストアンプ出力時）の監視光レベルが最大レベル、かつ信号光レベルが最小レベルであったとしても、伝送用光ファイバ１０９通過までに信号光の異常が発生しない限りは生じ得ない監視光と信号光のレベル差である。つまり、レベル差ΔＰが相対閾値Ｒth以上であれば、伝送用光ファイバ１０９やそれ以前の段階で信号光の断絶などの異常が発生したと考えられる。【００７８】
信号低下通知部２５６は、閾値比較部２５３の比較結果において信号光レベルＰsigが所定の閾値Ｐth以下であることを示す場合や、閾値比較部２５５の比較結果においてレベル差ΔＰが相対閾値Ｒth以上であることを示す場合に、信号光のみの光強度が低下していることを警告する低下警報を制御部１２０へ出力する。【００７９】
次いで、上記のように構成された低下検出部１１９の動作について、図１１に示すフロー図を参照しながら説明する。【００８０】
まず、ＰＤ１１１によって検知された監視光に応じた監視光電流ＩsvがＩＶ変換部２３０へ入力され（ステップＳ１０１）、ＰＤ１１４によって検知された信号光に応じた信号光電流ＩsigがＩＶ変換部２１０へ入力される（ステップＳ１０２）。そして、ＩＶ変換部２１０、２３０によって、それぞれ電流−電圧変換が実行され、信号光電圧Ｖsigおよび監視光電圧Ｖsvが得られる（ステップＳ１０３）。信号光電圧Ｖsigは、ＩＶ変換部２１０からＡＤ変換部２２０へ出力され、監視光電圧Ｖsvは、ＩＶ変換部２３０からＡＤ変換部２４０へ出力される。【００８１】
そして、ＡＤ変換部２２０、２４０によって、それぞれＡＤ変換が実行され、信号光電圧Ｖsigおよび監視光電圧Ｖsvがデジタル値となり（ステップＳ１０４）、ＤＳＰ２５０へ入力される。信号光電圧Ｖsigおよび監視光電圧ＶsvがＤＳＰ２５０へ入力されると、対数変換部２５１、２５２によって、それぞれ対数変換が実行され、信号光レベルＰsigおよび監視光レベルＰsvが得られる（ステップＳ１０５）。信号光レベルＰsigは、対数変換部２５１から閾値比較部２５３および差分算出部２５４へ出力され、監視光レベルＰsvは、対数変換部２５２から差分算出部２５４へ出力される。【００８２】
そして、差分算出部２５４によって、監視光レベルＰsvから信号光レベルＰsigが減算され、レベル差ΔＰが求められる（ステップＳ１０６）。レベル差ΔＰは、閾値比較部２５５へ出力され、閾値比較部２５５によって、レベル差ΔＰと相対閾値Ｒthの大小が比較される（ステップＳ１０７）。この比較結果は、信号低下通知部２５６へ出力される。【００８３】
ここで、相対閾値Ｒthについて図１２に示すレベルダイヤを参照しながら説明する。図１２は、合波フィルタ部１０７から出力される（すなわち、ポストアンプから出力される）光信号と伝送用光ファイバ１０９から出力される（すなわち、プリアンプへ入力される）光信号との信号光および監視光の光強度のレンジを示している。図１２においては、信号光のレンジを実線矢印で示し、監視光のレンジを破線矢印で示す。ＷＤＭにおいては、波長が異なる複数の光が多重されて信号光となっているため、個々の光の光強度は監視光と同程度（２〜５ｄＢｍ程度）でも、信号光全体としては、監視光より光強度が大きくなる傾向にある。【００８４】
いま、伝送用光ファイバ１０９へ入力される光信号において、監視光の光強度が最大レベルＰsv_maxであり、信号光の光強度が最小レベルＰsig_minであるとすると、これらの監視光および信号光は、伝送用光ファイバ１０９において同程度の伝搬損失を受け、伝送用光ファイバ１０９から出力される。したがって、分波フィルタ部１１０によって伝送用光ファイバ１０９から出力される光信号が理想的に分波されれば、監視光レベルＰsvから信号光レベルＰsigを減算して得られるレベル差ΔＰは、最大でも（Ｐsv_max−Ｐsig_min）となるはずである。ただし、実際には、分波フィルタ部１１０における抑圧不足により、信号光レベルＰsigに監視光の一部が残存し、信号光レベルＰsigが実際の信号光のみのレベルよりも大きくなるため、レベル差ΔＰは（Ｐsv_max−Ｐsig_min）よりも小さくなる。【００８５】
また、伝送用光ファイバ１０９における伝搬損失の波長依存性などの誤差を考慮して、マージンＤthを付加すれば、信号光の断絶などの異常が発生しない限り、レベル差ΔＰが（Ｐsv_max−Ｐsig_min）＋Ｄthを超えることはない。このため、本実施の形態においては、相対閾値Ｒthを以下の式（１）によって定義する。
Ｒth＝（Ｐsv_max−Ｐsig_min）＋Ｄth  …（１）【００８６】
具体的には、図１２において、例えばマージンＤthを３ｄＢｍとすれば、レベル差ΔＰが８（＝（５−０）＋３）ｄＢｍ以上となった場合には、確実に信号光の断絶などの異常が発生していると考えられる。したがって、例えば伝送用光ファイバ１０９から出力された光信号中の監視光レベルＰsvが４ｄＢｍであった場合、信号光レベルＰsigが−４ｄＢｍ未満であると、信号光のみの光強度が異常に低下していると判定されることになる。信号光レベルＰsigには、分波フィルタ部１１０通過後に残存した監視光レベルが含まれることがあるが、監視光レベルが含まれれば、信号光レベルＰsigはむしろ大きくなるため、レベル差ΔＰは小さくなる。したがって、レベル差ΔＰが相対閾値Ｒth以上となった場合には、確実に信号光の異常が発生しているといえる。【００８７】
図１１のフロー図に戻り、閾値比較部２５５における比較結果が信号低下通知部２５６へ出力される一方、閾値比較部２５３においては、信号光レベルＰsigと所定の閾値Ｐthの大小が比較される（ステップＳ１０８）。そして、この比較結果は、信号低下通知部２５６へ出力される。【００８８】
閾値比較部２５５における比較の結果、レベル差ΔＰが相対閾値Ｒth以上である場合には（ステップＳ１０７Ｙｅｓ）、異常な信号光のレベル低下が発生しているものとして、信号低下通知部２５６から制御部１２０へ低下警報が出力される（ステップＳ１０９）。また、レベル差ΔＰが相対閾値Ｒth未満である場合でも（ステップＳ１０７Ｎｏ）、閾値比較部２５３における比較の結果、信号光レベルＰsigが所定の閾値Ｐth以下であれば（ステップＳ１０８Ｙｅｓ）、信号低下通知部２５６から制御部１２０へ低下警報が出力される（ステップＳ１０９）。すなわち、レベル差ΔＰが相対閾値Ｒth未満（ステップＳ１０７Ｎｏ）、かつ信号光レベルＰsigが所定の閾値Ｐthより大きい（ステップＳ１０８Ｎｏ）場合以外は、信号低下通知部２５６から低下警報が出力されることになる。【００８９】
以上のように、本実施の形態によれば、信号光レベルが所定の閾値以下であるか否かを判定することにより、信号光レベルの低下を絶対的に検出するとともに、監視光レベルと信号光レベルの差分が相対閾値以上であるか否かを判定することにより、信号光レベルの低下を相対的に検出する。このため、分波フィルタリング時に監視光が十分に抑圧されず信号光レベルに監視光レベルの一部が含まれていても、レベル差と相対閾値との比較により、信号光のみのレベル低下を確実に検出することができる。【００９０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の特徴は、伝送された信号光レベルがモニタリングされる際に、信号光レベルに含まれる監視光レベルによって見かけ上の信号光レベルが底上げされ下限値に到達していなくても、実際の信号光レベルが低下した場合には、下限値に到達したことを通知する点である。【００９１】
上記実施の形態１においては、信号光レベルが何らかの異常によって低下した場合に低下警報を出力するものとしたが、一般に、信号光レベルの推移が随時モニタリングされることがある。この場合、見かけ上の信号光レベルには抑圧不足の監視光のレベルが含まれていることがあり、実際の信号光レベルはモニタリングの下限値以下にまで低下しているにも拘らず、見かけ上の信号光レベルがモニタリング範囲内に収まってしまうことがある。本実施の形態においては、見かけ上の信号光レベルがモニタリング範囲内に収まっていても、実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達している場合には、モニタリング中のユーザへその旨が通知される。【００９２】
本実施の形態に係る光伝送システムの要部構成は、実施の形態１にかかる光伝送システム（図９）と同様であるため、その説明を省略する。ただし、本実施の形態においては、低下検出部１１９は、信号光レベルがモニタリングの下限値に到達していることを検出し、その旨を制御部１２０へ通知する。そして、制御部１２０は、例えば信号光レベルをモニタリング中のユーザへ、信号光レベルが下限値に到達していることを報知する。【００９３】
図１３は、本実施の形態に係る低下検出部１１９の内部構成を示すブロック図である。同図において、図１０と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１３に示す低下検出部１１９は、図１０の低下検出部１１９におけるＤＳＰ２５０に代えて、ＤＳＰ３１０を有している。なお、図１３においては省略したが、ＤＳＰ３１０は、実施の形態１のＤＳＰ２５０と同様の処理ブロックも有しており、ＤＳＰ２５０と同様の機能も果たす。以下では、図１３に図示した本実施の形態に係る処理ブロックのみについて説明することとする。【００９４】
ＤＳＰ３１０は、監視光レベルＰsvから分波フィルタ部１１０における抑圧後に見かけ上の信号光レベルＰsigに残存する漏れ監視光レベルを算出し、見かけ上の信号光レベルＰsigに含まれる実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達しているか否かを判定する。そして、ＤＳＰ３１０は、実際の信号光レベルが下限値に到達している場合に、その旨を制御部１２０へ通知する。具体的には、ＤＳＰ３１０は、対数変換部２５１、２５２、漏れ監視光算出部３１１、信号光下限値決定部３１２、比較部３１３、および下限到達通知部３１４を有している。【００９５】
漏れ監視光算出部３１１は、監視光レベルＰsvから分波フィルタ部１１０における監視光に対する抑圧比の最小値Ｆsupを減算して、見かけ上の信号光レベルＰsigに含まれ得る最大の漏れ監視光レベルＬmaxを算出する。すなわち、漏れ監視光算出部３１１は、対数変換部２５１から出力される見かけ上の信号光レベルＰsigには、最大で漏れ監視光レベルＬmaxの監視光レベルが含まれていると算出する。【００９６】
信号光下限値決定部３１２は、暗電流時のモニタリングレベルＰidと漏れ監視光レベルＬmaxとの大小を比較し、大きい方を見かけ上の信号光レベルＰsigの下限値Ｐlimと決定する。すなわち、信号光下限値決定部３１２は、暗電流時のモニタリングレベルＰidが漏れ監視光レベルＬmaxより大きければ、信号光レベルが入力されていない状態でのモニタリングレベルＰidをモニタリングの下限値Ｐlimとする。また、信号光下限値決定部３１２は、漏れ監視光レベルＬmaxが暗電流時のモニタリングレベルＰidより大きければ、見かけ上の信号光レベルＰsigに含まれる漏れ監視光レベルＬmaxをモニタリングの下限値Ｐlimとする。【００９７】
比較部３１３は、信号光下限値決定部３１２によって決定された下限値Ｐlimと見かけ上の信号光レベルＰsigとの大小を比較し、比較結果を下限到達通知部３１４へ出力する。すなわち、比較部３１３は、見かけ上の信号光レベルＰsigを暗電流時のモニタリングレベルＰidまたは漏れ監視光レベルＬmaxと比較し、見かけ上の信号光レベルＰsigに含まれる実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達しているか否かを判定している。【００９８】
下限到達通知部３１４は、比較部３１３の比較結果において、見かけ上の信号光レベルＰsigが下限値Ｐlim以下である場合に、実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達している旨の下限通知を制御部１２０へ出力する。【００９９】
次いで、上記のように構成された低下検出部１１９の動作について、図１４に示すフロー図を参照しながら説明する。なお、図１４において、図１１と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。【０１００】
本実施の形態においても、信号光電流Ｉsigおよび監視光電流Ｉsvは、ＩＶ変換部２１０、２３０によって電流−電圧変換され、信号光電圧Ｖsigおよび監視光電圧Ｖsvが得られる（ステップＳ１０１〜Ｓ１０３）。また、ＡＤ変換部２２０、２４０によって、ＡＤ変換が実行され、信号光電圧Ｖsigおよび監視光電圧Ｖsvがデジタル値となり（ステップＳ１０４）、ＤＳＰ３１０へ入力される。信号光電圧Ｖsigおよび監視光電圧ＶsvがＤＳＰ３１０へ入力されると、対数変換部２５１、２５２によって、それぞれ対数変換が実行され、信号光レベルＰsigおよび監視光レベルＰsvが得られる（ステップＳ１０５）。信号光レベルＰsigは、対数変換部２５１から比較部３１３へ出力され、監視光レベルＰsvは、対数変換部２５２から漏れ監視光算出部３１１へ出力される。【０１０１】
そして、漏れ監視光算出部３１１によって、監視光レベルＰsvから分波フィルタ部１１０における監視光に対する最小の抑圧比Ｆsupが減算され、信号光レベルＰsigに漏れて付加される最大の漏れ監視光レベルＬmaxが算出される（ステップＳ２０１）。すなわち、信号光レベルＰsigには、最大でＬmaxの監視光レベルが含まれていることになる。漏れ監視光算出部３１１によって算出された漏れ監視光レベルＬmaxは、信号光下限値決定部３１２へ出力される。【０１０２】
信号光下限値決定部３１２には、信号光が入力されていない状態である暗電流時のモニタリングレベルＰidがあらかじめ記憶されている。そして、信号光下限値決定部３１２に漏れ監視光レベルＬmaxが入力されると、暗電流時のモニタリングレベルＰidと漏れ監視光レベルＬmaxの大小が比較され、大きい方が見かけ上の信号光レベルＰsigのモニタリングの下限値Ｐlimに決定される（ステップＳ２０２）。下限値Ｐlimは、比較部３１３へ出力される。【０１０３】
ここで、下限値Ｐlimについて図１５に示すレベルダイヤを参照しながら説明する。図１５は、合波フィルタ部１０７から出力される（すなわち、ポストアンプから出力される）光信号と伝送用光ファイバ１０９から出力される（すなわち、プリアンプへ入力される）光信号との信号光および監視光の光強度のレンジを示している。図１５においては、信号光のレンジを実線矢印で示し、監視光のレンジを破線矢印で示す。ＷＤＭにおいては、波長が異なる複数の光が多重されて信号光となっているため、個々の光の光強度は監視光と同程度（２〜５ｄＢｍ程度）でも、信号光全体としては、監視光より光強度が大きくなる傾向にある。【０１０４】
いま、伝送用光ファイバ１０９へ入力される光信号において、監視光の光強度が５ｄＢｍであり、伝送用光ファイバ１０９から出力される光信号において、監視光の光強度が監視光レベルＰsvであるとする。伝送用光ファイバ１０９から出力された光信号は、分波フィルタ部１１０によって分波されるが、監視光に対する抑圧比がＦsupであるとすると、信号光として出力される光信号にはＬmax（＝Ｐsv−Ｆsup）の監視光が含まれていることになる。【０１０５】
したがって、もし図１５に示すように漏れ監視光レベルＬmaxが暗電流時のモニタリングレベルＰidより大きく、見かけ上の信号光レベルＰsigが漏れ監視光レベルＬmaxに等しければ、たとえ見かけ上の信号光レベルＰsigがモニタリング範囲内に収まっているとしても、抑圧されずに残存した監視光のレベルがモニタリングされていることになる。そこで、本実施の形態においては、漏れ監視光レベルＬmaxが暗電流時のモニタリングレベルＰidより大きい場合に、漏れ監視光レベルＬmaxを見かけ上の信号光レベルＰsigの下限値Ｐlimに決定し、実際の信号光レベルが見かけ上の信号光レベルＰsigに含まれていないことを検出するようにする。【０１０６】
また、漏れ監視光レベルＬmaxが暗電流時のモニタリングレベルＰid以下であれば、暗電流時のモニタリングレベルＰidをモニタリングの下限値Ｐlimとし、見かけ上の信号光レベルＰsigに監視光レベルが含まれているか否かに関わらず、実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達していることを検出するようにする。【０１０７】
図１４のフロー図に戻り、信号光下限値決定部３１２によって決定された下限値Ｐlimが比較部３１３へ出力されると、対数変換部２５１から出力されていた見かけ上の信号光レベルＰsigと下限値Ｐlimの大小が比較部３１３によって比較される（ステップＳ２０３）。そして、この比較結果は、下限到達通知部３１４へ出力される。【０１０８】
比較部３１３における比較の結果、見かけ上の信号光レベルＰsigが下限値Ｐlim以下である場合には（ステップＳ２０３Ｙｅｓ）、実際の信号光レベルが見かけ上の信号光レベルＰsigにまったく含まれていないか、暗電流時のモニタリングレベル以下であるとして、下限到達通知部３１４から制御部１２０へ下限通知が出力される（ステップＳ２０４）。また、見かけ上の信号光レベルＰsigが下限値Ｐlimより大きければ（ステップＳ２０３Ｎｏ）、実際の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内であることから、下限通知は出力されない。【０１０９】
制御部１２０へ下限通知が出力された場合には、制御部１２０は、例えば見かけ上の信号光レベルＰsigを表示するディスプレイなどの表示装置に、実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達している旨を表示させるなどの処理を実行する。これにより、たとえ見かけ上の信号光レベルＰsigが正常なモニタリング範囲内であっても、見かけ上の信号光レベルＰsigが漏れ監視光レベルＬmaxのみを含んでいる場合に、実際の信号光レベルが下限値に到達していることをユーザへ通知することができる。【０１１０】
以上のように、本実施の形態によれば、分波フィルタリング時に抑圧されずに信号光レベルに残存する漏れ監視光レベルと暗電流時のモニタリングレベルとのうち、大きい方を見かけ上の信号光レベルのモニタリングの下限値とし、見かけ上の信号光レベルが下限値に到達した場合に、下限通知を出力する。このため、見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内に収まっているときに、実際の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合と、漏れ監視光によって見かけ上の信号光レベルが正常なモニタリング範囲内にある場合とを区別することができ、実際の信号光レベルが低下している場合には、実際の信号光レベルが下限値に到達していることをユーザへ報知することができる。【０１１１】
なお、上述したように、上記実施の形態２は、実施の形態１と組み合わせて実施することができる。すなわち、上記実施の形態１のように、監視光レベルと見かけ上の信号光レベルとのレベル差を相対閾値と比較して、実際の信号光レベルが低下している旨の低下警報を出力し、さらに実際の信号光レベルがモニタリングの下限値に到達した場合に、下限通知を出力することができる。この場合、相対閾値のマージンＤthを適切に調整すれば、実際の信号光レベルが低下した際には、必ず先に低下警報が出力されることになる。このため、制御部１２０が低下警報をユーザへ報知するようにすれば、ユーザには、低下警報が報知された後、実際にモニタリングの下限通知が報知されることになる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、光増幅時の入力光に対するダイナミックレンジを大きくした際に、データが重畳された信号光のレベル低下を確実に検出する場合に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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