(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークにおける光信号監視システムにおいて、
前記光ネットワークを構成する複数の光ノードは、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局及び光信号受信端局を備え、
前記光信号受信端局に配置されて、ある光ノードの前記光信号送信端局と他の光ノードの前記光信号受信端局間の光信号経路を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを有し、光レイヤを用いて光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする光信号監視部と、
前記光信号監視部の監視情報を前記光信号送信端局へ伝送する制御チャネルと、
前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、前記光信号経路における障害などに起因する光信号劣化または光信号波形歪みによりネットワーク障害が発生したことを認識し、該認識した情報を含む監視情報を前記制御チャネルを通じて前記光信号送信端局の監視情報制御部へ送る、前記光信号受信端局に配置された監視情報制御部と、
前記光信号送信端局の前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて経路切替を行う、前記光信号送信端局に配置された経路切替部と
を具備することを特徴とする光信号監視システム。
【請求項２】
光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークにおける光信号監視システムにおいて、
前記光ネットワークを構成する複数の光ノードは、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局及び光信号受信端局を備え、
前記光信号受信端局と光信号経路の途中にある前記光ノードと前記光信号送信端局との間にそれぞれ接続した複数の光増幅中継系の全部または一部に配置されて、光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを有し、光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする光信号監視部と、
前記光信号監視部の監視情報を前記光信号受信端局へ伝送する制御チャネルと、
前記光信号品質評価部における光信号品質評価に基づいて、前記光信号経路における障害などに起因する光信号劣化または光信号波形歪みによりネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を前記制御チャネルを用いて前記光信号送信端局の監視情報制御部へ送る、前記光増幅中継系に配置された監視情報制御部と、
前記光信号送信端局に配置されて、前記光信号送信端局の前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて前記ネットワーク障害が生じた光増幅中継区間を同定する障害区間同定部と
を具備することを特徴とする光信号監視システム。
【請求項３】
前記光信号送信端局に配置されて、前記障害区間同定部の他に、前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて経路切替を行う経路切替部をも備えることを特徴とする請求項２に記載の光信号監視システム。
【請求項４】
前記光レイヤは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームやＡＴＭセルやＩＰパケットなどの多様な変調形式・フォーマット・ビットレートの電気信号を適当なキャリア波長の光信号に変換することにより収容することができ、
ある光ノードの前記光信号送信端局と他の光ノードの前記光信号受信端局との間で光信号が終端される構成であり、
かつ前記光信号の終端毎に、変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存な光信号経路を形成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光信号監視システム。
【請求項５】
前記信号対雑音比係数測定部は、
ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号を電気強度変調信号に変換する光電変換手段と、
クロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、Ｎ，Ｍは正数、ａはオフセット周波数）で前記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって、光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段と、
ある平均時間内の前記光信号強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段と
を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光信号監視システム。
【請求項６】
前記信号対雑音比係数測定部は、
ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、Ｎ，Ｍは正数、ａはオフセット周波数）で、パルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分に狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関光信号を発生させる相互相関光信号発生手段と、
前記相関光信号を電気信号に変換した後に電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段と、
ある平均時間内の前記光信号の強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段と
を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光信号監視システム。
【請求項７】
前記信号対雑音比係数評価手段は、
ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段と、
あらかじめ定めた強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段と、
「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段と
を具備することを特徴とする請求項５または６に記載の光信号監視システム。
【請求項８】
前記分布関数評価手段は、被測定光信号の強度分布から得られる前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強度の高い方を前記強度しきい値（Ａ）とし、低い方を前記強度しきい値（Ｂ）とすることを特徴とする請求項７に記載の光信号監視システム。
【請求項９】
光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光送信器において、
光受信器と光受信器の途中に接続する光増幅中継器および該光受信器からネットワーク障害が発生したとの認識情報を含む監視情報を受けとる監視情報制御部と、
前記監視情報制御部からの前記監視情報に基づいてネットワーク障害が生じた光増幅中継区間を同定する障害区間同定部と
を具備することを特徴とする光送信器。
【請求項１０】
前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて伝送路の経路切替を行う経路切替部を更に有することを特徴とする請求項９に記載の光送信器。
【請求項１１】
光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光受信器において、
光ネットワークを通じて伝送された光信号の一部を取り出す光分岐器と、
該光分岐器で取り出された光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを備え、光レイヤを用いて光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする光信号監視部と、
前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、ネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を光送信器へ送る監視情報制御部と
を具備することを特徴とする光受信器。
【請求項１２】
光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光増幅中継器において、
光ネットワークを通じて伝送された光信号を増幅する光増幅器と、
該光増幅器で増幅された光信号の一部を取り出す光分岐器と、
該光分岐器で取り出された光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを備えた光信号監視部と、
前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、ネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を光送信器へ送る監視情報制御部と
を具備することを特徴とする光増幅中継器。
【請求項１３】
光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光増幅中継器において、
光ネットワークを通じて伝送された光信号の一部を取り出す光分岐器と、
該光分岐器で取り出された光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを備えた光信号監視部と、
前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、ネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を光送信器へ送る監視情報制御部と
を具備することを特徴とする光増幅中継器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信における光受信器，光送信器，光増幅中継器及び光信号監視システムに関し、特に経済的かつ柔軟な光ネットワークを構築することによって効率的にマルチメディアサービスを提供するための、光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークシステムにおける光信号監視技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光時分割多重（ＯＴＤＭ: Optical Time Division Multiplexing）は一本の光ファイバ中に同一キャリア光波長の複数の光信号の時間軸上に多重して伝送する方法である。また、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）は、一本の光ファイバ中に異なるキャリア光波長を有する複数の光信号を多重して伝送するものである。そして、ＯＴＤＭ,ＷＤＭともに伝送容量拡大に有用な技術である。
【０００３】
一方、これまでの地点間通信では、同期網が提供するフレームに、時分割多重を用いて信号を束ねる同期光通信網（ＳＯＮＥＴ；Synchronous Optical Network）／同期デジタルハイアラキー（ＳＤＨ；Synchronous Digital Hierarchy）伝送方式等が用いられている。このＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ伝送方式では、効率的な信号伝送を行うために、オーバーヘッドが定められており、そのオーバーヘッドを用いてビット・インタリーブド・パリティ（Bit Interleaved Parity）とよばれるパリティ検査を、中継器間や多重化端局相互間でそれぞれ実施することで、故障区間の同定と、切替起動信号を得ている。
【０００４】
他方、光信号を光の状態で監視する方法として、従来、光スペクトル測定による光信号対雑音比監視がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年のマルチメディアサービス需要が急速に高まり、個々のサービスの通信容量を拡大する必要が生じてきた上に、映像、音声、データ等、多様な信号ビットレート・信号形式に効率的に対応するネットワークが切望されてきた。
【０００６】
ところが、上記のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ伝送方式などの信号品質監視系では、対象とする信号のビットレートや信号形式や変調形式（ＮＲＺ（Non Return to Zero；非ゼロ復帰）またはＲＺ（Return to Zero；ゼロ復帰）) に応じた受信系（クロック抽出回路、受信回路、フレーム検出回路、パリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出回路）が必要となる。そのため、単一の受信系では任意のビットレートや信号形式や変調形式の信号には対応できないという点がある。また、この従来の光信号監視系では、光信号を電気信号に置換した後に電気信号処理を行う必要があったため、経済性を考慮すると、光増幅中継系に適用することが難しく、例えばネットワーク障害が検知されたときに、光増幅中継系間のどの区間で障害が発生したか、までを同定することができない。
【０００７】
さらに、光スペクトル測定を用いた従来の監視法は、光ネットワークにおけるネットワーク障害として十分に考えられる波形歪みによる伝送劣化を検出できないという点がある。
【０００８】
以上のことから、サービスあたりの通信容量が大きく、多様な信号形式、信号ビットレートに対応した、経済的なサービス転送網を構築することが不可欠である。ここで、光ネットワークは、光時分割多重や波長分割多重を用いることにより、通信容量を拡大でき、信号ビットレート、信号形式および変調形式に対して透明性がある点において極めて有望である。しかし、そのような光ネットワークに適した光信号監視システムは、いまだ確立されていない。
【０００９】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、サービスあたりの通信容量が大きく、多様な信号形式、信号ビットレートを有するマルチメディアサービスを収容できるような、経済的で信頼性の高い光ネットワークシステムを実現するための光受信器，光送信器，光増幅中継器及び光信号監視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】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークにおける光信号監視システムにおいて、前記光ネットワークを構成する複数の光ノードは、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局及び光信号受信端局を備え、前記光信号受信端局に配置されて、ある光ノードの前記光信号送信端局と他の光ノードの前記光信号受信端局間の光信号経路を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを有し、光レイヤを用いて光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする光信号監視部と、前記光信号監視部の監視情報を前記光信号送信端局へ伝送する制御チャネルと、前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、前記光信号経路における障害などに起因する光信号劣化または光信号波形歪みによりネットワーク障害が発生したことを認識し、該認識した情報を含む監視情報を前記制御チャネルを通じて前記光信号送信端局の監視情報制御部へ送る、前記光信号受信端局に配置された監視情報制御部と、前記光信号送信端局の前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて経路切替を行う、前記光信号送信端局に配置された経路切替部とを具備することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項２の発明は、光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークにおける光信号監視システムにおいて、前記光ネットワークを構成する複数の光ノードは、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局及び光信号受信端局を備え、前記光信号受信端局と光信号経路の途中にある前記光ノードと前記光信号送信端局との間にそれぞれ接続した複数の光増幅中継系の全部または一部に配置されて、光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを有し、光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする光信号監視部と、前記光信号監視部の監視情報を前記光信号受信端局へ伝送する制御チャネルと、前記光信号品質評価部における光信号品質評価に基づいて、前記光信号経路における障害などに起因する光信号劣化または光信号波形歪みによりネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を前記制御チャネルを用いて前記光信号送信端局の監視情報制御部へ送る、前記光増幅中継系に配置された監視情報制御部と、前記光信号送信端局に配置されて、前記光信号送信端局の前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて前記ネットワーク障害が生じた光増幅中継区間を同定する障害区間同定部とを具備することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記光信号送信端局に配置されて、前記障害区間同定部の他に、前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて経路切替を行う経路切替部をも備えることを特徴とすることができる。
【００１３】
また、前記光レイヤは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームやＡＴＭセルやＩＰパケットなどの多様な変調形式・フォーマット・ビットレートの電気信号を適当なキャリア波長の光信号に変換することにより収容することができ、ある光ノードの前記光信号送信端局と他の光ノードの前記光信号受信端局との間で光信号が終端される構成であり、かつ前記光信号の終端毎に、変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存な光信号経路を形成することを特徴とすることができる。
【００１４】
また、前記信号対雑音比係数測定部は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号を電気強度変調信号に変換する光電変換手段と、クロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、Ｎ，Ｍは正数、ａはオフセット周波数）で前記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって、光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段と、ある平均時間内の前記光信号強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段とを有することを特徴とすることができる。
【００１５】
また、前記信号対雑音比係数測定部は、ビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数がｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、Ｎ，Ｍは正数、ａはオフセット周波数）で、パルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分に狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関光信号を発生させる相互相関光信号発生手段と、前記相関光信号を電気信号に変換した後に電気信号処理を行って光信号の強度分布を測定する光信号強度分布測定手段と、ある平均時間内の前記光信号の強度分布から得られる振幅ヒストグラムを用いて信号対雑音比係数を評価する信号対雑音比係数評価手段とを有することを特徴とすることができる。
【００１６】
また、前記信号対雑音比係数評価手段は、ある平均時間内の前記光信号の強度分布から振幅ヒストグラムを求めるヒストグラム評価手段と、あらかじめ定めた強度しきい値（Ａ）よりも高い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル１」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ１を推定し、別途定めた強度しきい値（Ｂ）よりも低い前記振幅ヒストグラム部分から「レベル０」に相当する振幅ヒストグラム分布関数ｇ０を推定する分布関数評価手段と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度と標準偏差値を前記振幅ヒストグラム分布関数ｇ１及びｇ０からそれぞれ求め、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」のそれぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する光信号品質評価手段とを具備することを特徴とすることができる。
【００１７】
また、前記分布関数評価手段は、被測定光信号の強度分布から得られる前記振幅ヒストグラムから２つの極大値を求め、振幅強度の高い方を前記強度しきい値（Ａ）とし、低い方を前記強度しきい値（Ｂ）とすることを特徴とすることができる。
【００１８】
上記目的を達成するため、請求項９の発明は、光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光送信器において、光受信器と光受信器の途中に接続する光増幅中継器および該光受信器からネットワーク障害が発生したとの認識情報を含む監視情報を受けとる監視情報制御部と、前記監視情報制御部からの前記監視情報に基づいてネットワーク障害が生じた光増幅中継区間を同定する障害区間同定部とを具備することを特徴とする。
【００１９】
ここで、前記監視情報制御部からの監視情報に基づいて伝送路の経路切替を行う経路切替部を更に有することを特徴とすることができる。
【００２０】
上記目的を達成するため、請求項１１の発明は、光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光受信器において、光ネットワークを通じて伝送された光信号の一部を取り出す光分岐器と、該光分岐器で取り出された光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを備え、光レイヤを用いて光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする光信号監視部と、前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、ネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を光送信器へ送る監視情報制御部とを具備することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するため、請求項１２の発明は、光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光増幅中継器において、光ネットワークを通じて伝送された光信号を増幅する光増幅器と、該光増幅器で増幅された光信号の一部を取り出す光分岐器と、該光分岐器で取り出された光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを備えた光信号監視部と、前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、ネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を光送信器へ送る監視情報制御部とを具備することを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するため、請求項１３の発明は、光レイヤを含む階層構造を備えた光ネットワークの光増幅中継器において、光ネットワークを通じて伝送された光信号の一部を取り出す光分岐器と、該光分岐器で取り出された光信号の信号対雑音比係数を測定する信号対雑音比係数測定部と、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に前記信号対雑音比係数測定部で測定した信号対雑音比係数を記憶する初期状態記憶部と、システム運用時において一定の時間間隔で前記信号対雑音比係数測定部で測定して得られる信号対雑音比係数の値を導入時に前記初期状態記憶部に記憶した信号対雑音比係数の値と比較する光信号品質評価部とを備えた光信号監視部と、前記光信号品質評価部の光信号品質評価に基づいて、ネットワーク障害が発生したことを認識して、該認識情報を含む監視情報を光送信器へ送る監視情報制御部とを具備することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１の（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１の実施形態の光ネットワークの構成を示す。図１の（Ａ）は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、光ＡＤＭリングなどもこれに含まれる。また、図１の（Ｂ）はメッシュ構成の光ネットワークである。
【００２５】
どちらの場合も、光ネットワークは、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームやＡＴＭセルやＩＰパケットなどの多様な変調形式・フォーマット・ビットレートの電気信号を適当なキャリア波長の光信号に変換することにより収容することができる、光レイヤを含む階層構造を備える。また、その光ネットワークを構成する各光ノード１０２は、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局および光信号受信端局（送受信端局１０４）を含んでおり、ある光ノードの光信号送信端局１０４と他の光ノードの光信号受信端局１０４との間で光信号が終端される。また、光信号の終端毎に、変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存な光信号経路を形成する。ここで、光ノード１０２において光信号がスルーされる場合も含まれる。また、光送受信端局１０４間で光増幅中継を行う場合も含まれる。
【００２６】
本発明では、後述のように、光信号受信端局において光信号監視を行い、光送受信端局間の制御チャネルを利用して、監視情報を光信号送信端局に送り、監視情報に基づいて適宜に光信号切替を行う。
【００２７】
図２に本発明の第１の実施形態における光送受信端局１０４内の構成例を示す。上位の光レイヤに収容された信号は光信号送信端局２０２の光送信器２０４で受信され、経路切替部２０６を介して伝送路２１２に送信される。光信号受信端局２１６において、入力した光信号の一部を光分岐器２１８により分岐し、分岐した光信号を利用して光信号監視部２２０により光信号監視を行う。
【００２８】
光信号監視部２２０は、信号対雑音比係数測定部２２２と初期状態記憶部２２４と光信号品質評価部２２６とで構成し、光信号変調形式・フォーマット・ビットレートに無依存なアナログ監視をする。信号対雑音比係数測定部２２２は、ある光ノードの光信号送信端局２０２と他の光ノードの光信号受信端局２１６間の伝送路２１２を伝送した光信号の信号対雑音比係数を測定する。初期状態記憶部２２４は、システム導入時にあらかじめ障害がない状態に信号対雑音比係数測定部２２２で測定した信号対雑音比係数を記憶する。光信号品質評価部２２６は、システム運用時において一定の時間間隔で信号対雑音比係数測定部２２２で測定して得られる信号対雑音比係数の値を、導入時に初期状態記憶部２２４に記憶した信号対雑音比係数の値とを比較する。
【００２９】
ある光ノードの光信号受信端局２１６と他の光ノードの光信号送信端局２０２間には、伝送路２１２の他に、光信号監視部２２０の監視情報を光信号送信端局２０２へ伝送するための制御チャネル２１４が設けられ、また、光信号受信端局２１６と光信号送信端局２０２のそれぞれに、監視情報制御部２２８、２１０が設けられる。監視情報制御部２２８、２１０は、光信号品質評価部２２６における光信号品質評価に基づいて、伝送路２１２における障害などに起因する光信号劣化または光信号波形歪みによりネットワーク障害が発生したことを認識し、認識した情報を含む監視情報を制御チャネル２１４を通じてやりとりする。
【００３０】
光信号送信端局２０２に経路切替部２０６が設けられる。監視情報制御部から２１０の監視情報に基づいて、経路切替部２０６により伝送路２１２の経路切替を行うことで、ネットワーク障害を回復する。
【００３１】
図３は本発明の第１の実施形態の光信号監視システムにおける経路制御の動作手順を示す。
【００３２】
ステップＳ１：障害がない状態のシステム導入時に信号対雑音比係数測定部２２２において信号対雑音比係数を測定する。
【００３３】
ステップＳ２：上記ステップＳ１で測定した信号対雑音比係数を初期状態記憶部２２４に記憶する。
【００３４】
ステップＳ３：システム運用開始後は信号対雑音比係数測定部２２２において一定の時間間隔で信号対雑音比係数を測定する。
【００３５】
ステップＳ４：信号対雑音比係数を測定するごとにその測定値を光信号品質評価部２２６において初期状態記憶部２２４の値と比較する。
【００３６】
ステップＳ５：光信号品質評価部２２６は、初期状態からの信号対雑音比係数値の変化を監視情報として監視情報制御部２２８に伝える。また、ここで、信号対雑音比係数値の変化の度合いから障害が発生したことを認識した場合は、経路切替が必要な旨の警報情報も監視情報として監視情報制御部２２８に伝える。
【００３７】
ステップＳ６：監視情報制御部２２８は制御チャネル２１４を用いて上記監視情報を光信号送信端局２０２側の監視情報制御部２１０に伝える。
【００３８】
ステップＳ７：光信号送信端局２０２の監視情報制御部２１０は受信した上記監視情報に基づいて必要に応じて経路切替を行う旨を経路切替部２０６に伝える。
【００３９】
ステップＳ８：経路切替部２０６は監視情報制御部２１０の指示に従って伝送路２１２の経路切替を行う。
【００４０】
ここで、信号対雑音比係数測定部２２６には、例えば、参考文献［１］の光信号品質モニタなどを用いることができる（参考文献［１］：特開平１１−２２３５７５号公報）。これは、ビットレートや信号形式や変調形式に応じた受信系（クロック抽出回路、受信回路、フレーム検出回路、バリティ検査回路または照合回路からなる誤り検出回路）が必要なく、単一の受信系で任意のビットレートや信号形式や変調形式の信号に対応できる。
【００４１】
図４、図５は光信号品質モニタを利用した信号対雑音比係数測定部２２２の構成例を示し、図４は電気サンプリングオシロスコープ４０４を用いる場合、図５は光サンプリングオシロスコープ４１４を用いる場合を示す。
【００４２】
図４の電気サンプリングオシロスコープ４０４を用いる場合は、所定のビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光強度変調信号を光電変換部４０２により電気強度変調信号に変換し、電気サンプリングオシロスコープ４０４によって、所定のクロック周波数ｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ，Ｎ，Ｍは整数、ａはオフセット周波数）で上記電気強度変調信号の強度をサンプリングすることによって一定時間における信号強度分布を得たのち、信号処理部４０６において信号対雑音比係数評価を行う。信号処理部４０６はヒストグラム評価部４０８と信号対雑音比係数評価部とで構成する。ヒストグラム評価部４０８は、電気サンプリングオシロスコープ４０４で得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求める。信号対雑音比係数評価部４１０は、その求めた振幅ヒストグラムから２値デジタル符号の「レベル１」と「レベル０」の分布を求め、「レベル１」と「レベル０」それぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」それぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する。
【００４３】
図４の構成は簡易であるが、適応可能な光信号ビットレートが光電変換部４０２の帯域で制限される。
【００４４】
一方、図５の光サンプリングオシロスコープ４１４を用いる場合は、光サンプリングオシロスコープ４１４によって一定時間における信号強度分布を得たのち、信号処理部４１６において信号対雑音比係数評価を行う。光サンプリングオシロスコープ４１４による光信号強度分布測定には、参考文献［２］に記載の光サンプリングなどを用いることができる。（参考文献［２］：高良  他「和周波光発生を用いた光サンプリングによる超高速光波形測定法」，電子情報通信学会論文誌，Ｂ−ｌ，vol.Ｊ７５−Ｂ−ｌ，No.5,pp.３７２−３８０，１９９２年）。
【００４５】
この光サンプリングは相互相関信号を得るために、第２次高調波発生、和周波光発生、差周波光発生、四光波混合光発生などを利用することが特徴であり、相互相関信号から信号強度分布を得る。
【００４６】
例えば、光サンプリングオシロスコープ４１４は、所定のビットレートｆ０（ｂｉｔ／ｓ）を有する光信号と、繰り返し周波数が所定のｆ１（Ｈｚ）（ｆ１＝（Ｎ／Ｍ）ｆ０＋ａ、Ｎ，Ｍは正数、ａはオフセット周波数）で、パルス幅が光信号のタイムスロットよりも十分に狭いサンプリング光パルス列を用いて、これら２つの光と異なる光周波数の相互相関光信号を発生させ、相互相関光信号を電気信号に変換し、相互相関光信号を光電変換した後に、電気信号処理を行って光信号の一定時間における強度分布を測定する。
【００４７】
信号処理部４１６は、ヒストグラム評価部４１８と信号対雑音比係数評価部４２０とから構成する。ヒストグラム評価部４１８は、光サンプリングオシロスコープ４１４で得られる信号強度分布から振幅ヒストグラムを求める。信号対雑音比係数評価部４２０は、求めた上記振幅ヒストグラムから２値デジタル符号の「レベル１」と「レベル０」の分布を求め、「レベル１」と「レベル０」それぞれの平均値強度の差と、「レベル１」と「レベル０」それぞれの標準偏差値の和の比として得られる信号対雑音比係数を評価する。
【００４８】
図５の構成は図４よりも高速の光信号に適用できる。
【００４９】
次に、図６〜図９に、光信号品質モニタを行う信号対雑音比係数測定部２２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの一例を示す。
【００５０】
図６の（Ａ）：光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【００５１】
図６の（Ｂ）：得られた上記強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【００５２】
図７の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの極大値をｍ０′と定める。
【００５３】
図７の（Ｂ）：強度レベル最大のサンプリング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング点数を積分して、
【００５４】
【数１】
Ｎ(middle)＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ              …（１）
（但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、
Ｄは光信号のデューティー比（パルス幅とタイムスロットの比）、
Ｍはマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確率））
で求まるサンプリング点数Ｎ(middle)と積分値が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小レベルをｍ(middle)とする。
【００５５】
図８の（Ａ）：
【００５６】
【数２】
m1′＝２×｛ｍ(middle)−m0′｝              …（２）
で求まるm1′を定める。
【００５７】
図８の（Ｂ）：
【００５８】
【数３】
Ａ＝m1′−alpha(m1′−m0′）                …（３）
で求まる強度レベルをしきい値Ａ
【００５９】
【数４】
Ｂ＝m0′＋alpha(m1′−m0′）            …（４）
で求まる強度レベルをしきい値Ｂ
（但し、alpha は０＜alpha ＜０．５の実数）
と定め、強度レベルがしきい値Ａ以上の分布をレベル１の分布、しきい値Ｂ以下の分布をレベル０の分布とする。
【００６０】
図９の（Ａ）：図８の（Ｂ）で定めたレベル１およびレベル０の分布において、それぞれ平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。
【００６１】
図９の（Ｂ）：図９の（Ａ）で求めた平均値と標準偏差から
【００６２】
【数５】
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０）      …（５）
で求まるＱ値を信号対雑音比係数として品質評価パラメータとする。
【００６３】
図１０は図６〜図９に示すような手順で得られた信号対雑音比係数の実験データ例を示す。一例として、１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ信号を用い、電気サンプリングを用いた。ａｌｐｈａの値は０．３とした。横軸が測定したビット誤り率（ＢＥＲ）から換算したＱ値であり、雑音による実際の光信号品質変化を表している。縦軸が図６〜図９のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【００６４】
図１０は、図４および図６〜図９で述べた光信号品質モニタを利用した信号対雑音比係数が雑音劣化を知るためのパラメータとして利用できることを示しており、経路切替を行う上での監視情報として利用できることを示している。
【００６５】
図１１は波長分散の影響がある場合の実験データ例を示す。上記図１０の場合と同様に、１０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ信号を用い、電気サンプリングを用いた。ａｌｐｈａの値は０．３とした。横軸が測定したビット誤り率（ＢＥＲ）から換算したＱ値であり、雑音による実際の光信号品質変化を表している。縦軸が図６〜図９のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。図１１中の三角のプロットは光信号の受ける波長分散値が０ｐｓ／ｎｍの場合を示しており、円のプロットは光信号の受ける波長分散値が１４００ｐｓ／ｎｍの場合を示している。
【００６６】
図１１は、光信号品質モニタを利用した信号対雑音比係数が、波長分散による波形歪みに対しても感度があること、および波長分散による波形歪みがある状態での雑音劣化に対しても感度があることを示している。
【００６７】
（第２の実施形態）
図１２の（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２の実施形態の光ネットワークの構成を示す。特に、本実施形態では、光送受信端局間で光増幅中継を行う場合に障害区間を光増幅中継区間単位で同定する例を示す。図１２の（Ａ）は予備回線５１０を備えるリング構成の光ネットワークであり、光ＡＤＭリングなどもこれに含まれる。また、図１２の（Ｂ）はメッシュ構成の光ネットワークである。
【００６８】
図１２の（Ａ），（Ｂ）のどちらの場合も、光ネットワークを構成する各光ノード５０２は、それぞれ１対または複数対の光信号送信端局および光信号受信端局（送受信端局５０４）を含んでおり、ある光ノードの光送受信端局１０４と他の光ノードの光送受信端局１０４との間で光信号は終端される。また、光ノード５０２において光信号がスルーされる場合も含まれる。
【００６９】
上述の第１の実施形態と同様に、光信号受信端局において光信号監視を行い、光送受信端局間の制御チャネルを利用して監視情報を光信号送信端局に送り、障害区間の同定を行う。
【００７０】
図１３に、図１２の光送受信端局５０４の内部構成例を示す。ここで、図２の第１実施形態と同様な機能を有する構成部分は同一符号を付すこととする。ある光信号送信端局６０２の光送信器６０４において光レイヤに収容された光信号は、経路切替部６０６を介して伝送路２１２に送信される。そして、光信号受信端局２１６において入力した光信号の一部を利用して、光信号監視部２２０において光信号監視を行う。光信号監視部２２０は、信号対雑音比係数測定部２２２と初期状態記憶部２２４と光信号品質評価部２２６とで構成され、後述の図１５に示すような手順で障害区間の同定を行う。
【００７１】
図１４は図１３の光増幅中継系５０６の内部構成例を示す。光増幅中継系５０６は、伝送路２１２を伝送されてきた光信号を増幅する光増幅器７１６と、増幅された光信号の一部を取り出す光分岐器７１８と、分岐された光信号の監視を行う光信号監視部７２０と、光信号監視部７２０からの監視情報を制御チャネル２１２を介して光信号送信端局６０２側へ送信する監視情報制御部７２８とを有する。  光増幅後の光分岐器７１８により分岐した光信号を光信号監視部７２０で処理することにより監視情報を得る。ここで、光分岐器７１２は光増幅器７１６の前段に用いても良い。
【００７２】
光信号監視部７２０は、光信号受信端局２１６の光信号監視部７２０と同様に、信号対雑音比係数測定部７２２と初期状態記憶部７２４と光信号品質評価部７２６とで構成され、後述の図１５に示すような手順で障害区間の同定を行う。
【００７３】
次に、図１５のフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態における動作手順を説明する。なお、図３の第１の実施形態におけると同様な内容の手順に対しては、同一のステップ番号を付した。
【００７４】
ステップＳ１：光信号受信端局２１６と光増幅中継系５０６において、障害がない状態のシステム導入時に信号対雑音比係数測定部２２２，７２２において信号対雑音比係数を測定する。
【００７５】
ステップＳ２：ステップＳ１で測定した信号対雑音比係数をそれぞれの初期状態記憶部２２４、７２４において記憶する。
【００７６】
ステップＳ３：システム運用開始後は、光信号受信端局２１６と光増幅中継系５０６において、信号対雑音比係数測定部２２２、７２２において一定の時間間隔で信号対雑音比係数を測定する。
【００７７】
ステップＳ４：信号対雑音比係数を測定するごとに、それぞれの光信号品質評価部２２６、７２６においてその信号対雑音比係数の値と初期状態記憶部２２４、７２４の値と比較する。
【００７８】
ステップＳ５：光信号品質評価部２２６、７２６は、初期状態からの信号対雑音比係数値の変化を監視情報としてそれぞれの監視情報制御部２２８、７２８に伝える。ここで、信号対雑音比係数値の変化の度合いから障害が発生したことを認識した場合は、経路切替が必要な旨の警報情報も監視情報として伝える。
【００７９】
ステップＳ６：それぞれの監視情報制御部２２８、７２８は制御チャネル２１４を用いて監視情報を光信号送信端局６０２側の監視情報制御部６１０に伝える。
【００８０】
ステップＳ７１：光信号送信端局６０２の監視情報制御部６１０は、光信号受信端局２１６や光増幅中継系５０６の監視情報制御部２２８、７２８から送られてくる監視情報を障害区間同定部６１２に伝える。
【００８１】
ステップＳ７２：光信号送信端局６０２の障害区間同定部６１２は各光増幅中継系５０６や光信号受信端局２１６から送られてくる監視情報から、どの区間で信号劣化が生じたかを認識する。
【００８２】
なお、この場合も本発明の第１実施形態と同様に経路切替を同時に行うこともできる。その場合は、
ステップＳ７３：光信号送信端局６０２の監視情報制御部６１０は、各光増幅中継系５０６や光信号受信端局２１６から送られてくる監視情報に基づいて必要に応じて経路切替を行う旨を経路切替部６０６に伝える。
【００８３】
ステップＳ８：経路切替部６０６は監視情報制御部６１０の指示に従って伝送路２１２の経路切替を行う。
【００８４】
図１３、図１４の信号対雑音比係数測定部２２２、７２２には参考文献［１］の光信号品質モニタなどを用いることができる。光信号品質モニタを利用した信号対雑音比係数部の構成や測定アルゴリズムなどは本発明の第１の実施形態で図４〜図９を用いて示したとおりである。
【００８５】
また、本発明の第２の実施形態のように、光増幅中継系５０６にアナログ監視を用いる場合、分散補償のされていない光信号を監視することになるため、波長分散による波形歪みが大きい場合の雑音劣化を監視する可能性があるが、図１１のデータ例に示すように、この場合にも光信号品質モニタによる信号対雑音比係数は十分利用できることがわかる。よって、光信号品質モニタによる信号対雑音比係数は障害区間の同定にも利用できる。
【００８６】
（第３の実施形態）
次に、図１６〜図１９に、本発明の第３の実施形態として、光信号品質モニタを行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの他の例を示す。
【００８７】
図１６の（Ａ）：まず、図５のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図４のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【００８８】
図１６の（Ｂ）：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【００８９】
図１７の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの大きい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ａと定める。
【００９０】
図１７の（Ｂ）：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【００９１】
図１８の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１と仮定し、最小二乗法などによりフィッテング（近似）して、レベル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１を求める。
【００９２】
図１８の（Ｂ）：図１８の（Ａ）と同様に、振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０を求める。
【００９３】
図１９：図１８の（Ａ）と図１８の（Ｂ）で求めた平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０から
【００９４】
【数６】
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０）                …（６）
で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
【００９５】
上記の分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［３］：D. Marcuse, "Derivation of Analytycal Expressions for the Bit-Error Probability in Lightwave Systems with Optical Amplifiers, "IEEE J. Lightwave Technol.,Vol.8, No.12, pp1816−1823, 1990）。
【００９６】
（第４の実施形態）
図２０〜図２３に、本発明の第４の実施形態として、光信号品質モニタを行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの更に他の例を示す。本実施形態はアルゴリズムにおいて、しきい値Ａ，Ｂを求める部分が上述の本発明の第３の実施の形態と異なる。
【００９７】
図２０の（Ａ）：まず、図５のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図４のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【００９８】
図２０の（Ｂ）：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【００９９】
図２１の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１００】
図２１の（Ｂ）：強度レベル最大のサンプリング点から強度レベルが小さい方に向かってサンプリング点数を積分して、
【０１０１】
【数７】
Ｎ（middle）＝Ｎ(total) ×Ｄ×Ｍ                  …（７）
（但し、Ｎ(total) は全サンプリング点数、
Ｄは光信号のデューティ比（パルス幅とタイムスロットの比）、
Ｍはマーク率（ディジタル伝送におけるレベル１の発生確率））
で求まるサンプリング点数Ｎ（middle）と積分値が等しくなったときの、積分したサンプリング点の最小レベルをｍ（middle）とする。
【０１０２】
図２２の（Ａ）：
【０１０３】
【数８】
しきい値Ａ＝２×｛ｍ（middle）−しきい値Ｂ｝      …（８）
でしきい値Ａを求める。
【０１０４】
図２２の（Ｂ）：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一部と仮定し、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル１、レベル０の平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０を求める。
【０１０５】
図２３：図２２の（Ｂ）で求めた平均値ｍ１，ｍ０と標準偏差ｓ１，ｓ０から
【０１０６】
【数９】
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０）                  …（９）
で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
【０１０７】
上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［３］）。
【０１０８】
前述した本発明の第３の実施形態は、最も簡単な方法であるという利点があるが、適用の範囲がＮＲＺ信号に限られる。これに対し、本第４の実施形態は、第３の実施形態よりも複雑であるが、ＮＲＺ信号だけでなく、ＲＺ信号にも適用できるという利点がある。但し、上式（７）に示すように、信号パルスのデューティ比Ｄとマーク率Ｍを予め知っておく必要がある。
【０１０９】
（第５の実施形態）
図２４〜図２７に、本発明の第５の実施形態として、光信号品質モニタを行う信号対雑音比係数測定部２２２、７２２における信号対雑音比係数測定のアルゴリズムの更に他の例を示す。本実施形態はアルゴリズムにおいて、しきい値Ａ，Ｂを求める部分が上述の本発明の第３の実施形態および第４の実施形態と異なる。
【０１１０】
図２４の（Ａ）：まず、図５のような構成を用いた光サンプリングオシロスコープ４１４による光サンプリング、または図４のような構成を用いた電気サンプリングオシロスコープ４０４による電気サンプリングにより、ある平均時間内の強度分布を求める。
【０１１１】
図２４の（Ｂ）：得られた強度分布から振幅ヒストグラムを求める。
【０１１２】
図２５の（Ａ）：振幅ヒストグラムのうち強度レベルの小さい方から調べたときの最初の極大値をしきい値Ｂと定める。
【０１１３】
図２５の（Ｂ）：振幅ヒストグラムのうち、強度レベルがしきい値Ｂ以下の部分を正規分布ｇ０の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル０の平均値ｍ０と標準偏差ｓ０をそれぞれ求める。
【０１１４】
図２６の（Ａ）：振幅ヒストグラム全体から図２５の（Ｂ）で求めた関数ｇ０を差し引いた分布ｇ１ｘを求め、分布ｇ１ｘのうちで強度レベルの大きい方から調べたときの最初の最大値をしきい値Ａと定める。ｇ１ｘは、レベル１の分布関数ｇ１とクロスポイントの分布関数ｇｘを重ね合わせと考えられる。
【０１１５】
図２６の（Ｂ）：分布ｇ１ｘのうちで強度レベルがしきい値Ａ以上の部分を正規分布ｇ１の一部と仮定し、最小二乗法などによりフィッテングして、レベル１の平均値ｍ１と標準偏差ｓ１をそれぞれ求める。
【０１１６】
図２７：図２６の（Ｂ）と図２５の（Ｂ）で求めた平均値ｍ１、ｍ０と標準偏差ｓ１、ｓ０から
【０１１７】
【数１０】
Ｑ＝｜ｍ１−ｍ０｜／（ｓ１＋ｓ０）                    …（１０）
で求まるＱ値を信号対雑音係数として光信号品質評価パラメータとする。
【０１１８】
上記分布関数ｇ０，ｇ１としては、カイ二乗分布を仮定することもできる（参考文献［３］）。
【０１１９】
本第５の実施形態は、前述の第４の実施形態よりも複雑であるが、ＲＺ信号にも適用でき、しかも信号パルスのデューティ比とマーク率を予め知っておく必要がないという利点がある。
【０１２０】
（他の実施の形態）
なお、本発明の目的は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。そのプログラムコードを記憶し、またテーブル等の変数データを記憶する記憶媒体としては、例えばフロッピディスク、ハードディスクなどを用いことができる。
【０１２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームやＡＴＭセルやＩＰパケットなどの多様な変調形式・フォーマット・ビットレートの電気信号を適当なキャリア波長の光信号に変換することにより収容した光レイヤを含む光ネットワークにおいて、光レイヤを用いてアナログ監視を行なうので、信号の変調方式や信号フォーマットや信号ビットレートに依存しないような障害・品質監視を可能とする。さらに、本発明によれば、光レイヤにおける障害区間の同定、経路切替を経済的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の光ネットワークの構成を示すブロック図で、（Ａ）は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、（Ｂ）はメッシュ構成の光ネットワークである。
【図２】本発明の第１の実施形態における光送受信端局１０４内の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の光信号監視システムにおける経路制御の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の各実施形態において、電気サンプリングオシロスコープを用いる場合の信号対雑音比係数測定部の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の各実施形態において、光サンプリングオシロスコープを用いる場合の信号対雑音比係数測定部の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図７】図６に続く本発明の第１の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図８】図７に続く本発明の第１の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図９】図８に続く本発明の第１の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図１０】図６〜図９に示すような手順で得られた信号対雑音比係数の実験データ例を示すグラフで、横軸が測定したビット誤り率から換算したＱ値であり、縦軸が図６〜図９のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【図１１】波長分散の影響がある場合の実験データ例を示すグラフで、横軸が測定したビット誤り率から換算したＱ値であり、縦軸が図６〜図９のアルゴリズムで求めた信号対雑音比係数である。
【図１２】  本発明の第２の実施形態の光ネットワークの構成を示すブロック図で、（Ａ）は予備回線を備えるリング構成の光ネットワークであり、（Ｂ）はメッシュ構成の光ネットワークである。
【図１３】本発明の第２の実施形態における送受信端局の内部構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３の光増幅中継系の内部構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態の光信号監視システムにおける障害区間同定と経路制御の動作手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第３の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図１７】図１６に続く本発明の第３の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図１８】図１７に続く本発明の第３の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図１９】図１８に続く本発明の第３の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図２１】図２０に続く本発明の第４の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図２２】図２１に続く本発明の第４の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図２３】図２２に続く本発明の第４の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムの最初の段階を示す概念図である。
【図２５】図２４に続く本発明の第５の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図２６】図２５に続く本発明の第５の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【図２７】図２６に続く本発明の第５の実施形態における信号対雑音比係数測定アルゴリズムを示す概念図である。
【符号の説明】
１０２、５０２  光ノード
１０４、５０４  光信号送受信端局
１０８、５０８  現用回線
１１０、５１０  予備回線
１１２、５１２  光信号
２０２、６０２  光信号送信端局
２０４、６０４  光送信器
２０６、６０６  経路切替部
２０８、６０８  スイッチ
２１０、６１０  監視情報制御部
２１２  伝送路
２１４  制御チャネル
２１６  光信号受信端局
２１８、７１８  光分岐器
２２０、７２０  光信号監視部
２２２、７２２  信号対雑音比係数測定部
２２４、７２４  初期状態記憶部
２２６、７２６  光信号品質評価部
２２８、７２８  監視情報制御部
２３０  光受信器
４０２  光電変換部
４０４  電気サンプリングオシロスコープ
４０６、４１６  信号処理部
４０８、４１８  ヒストグラム評価部
４１０、４２０  信号対雑音比係数評価部
４１４  光サンプリングオシロスコープ
５０６  光増幅中継系
６１２  障害区間同定部
７１６  光増幅器
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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