(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｄ−ＷＤＭ多重波長システムの性能を監視するＤ−ＷＤＭ多重波長システムの性能監視装置において、
複数ｎの波長のチャネルを持つ多重波光が入力される光学入力部を有し、かつ基板温度によって特性の変化するフェーズドアレイ型多重分離装置からなり、前記光学入力部から入力された前記多重波光を、基板の温度変化に応じて変更されるチャネルの中心周波数と、複数ｎの各フィルタのそれぞれが有する通過帯域曲線を用いることによって、複数ｎの波長チャネルに分離して光学出力部から導出する分離手段と、
前記分離手段が分離して前記光学出力部から出力した複数ｎのチャネル数の分離光の光出力を各チャネル出力に応じて配置された複数の光検出器で検出することにより、上記分離手段で用いられるスペクトル関数の時間平均値であり、またフィルタ関数によって重み付けされた検出信号を出力する光検出部と、
前記光検出部から出力された前記スペクトル関数の時間平均値であり、またフィルタ関数によって重み付けされた検出信号に対して、既知である重み関数と瞬間中心周波数を用いて、光学キャリアの中心波長及びその経時的ドリフトと、光学出力及びその経時変化、さらに各チャネルの信号対雑音比からなるグループから選択される少なくとも一つの特徴パラメータを評価する評価手段と、
前記評価手段による評価結果に応じて前記分離手段で用いる前記複数ｎの各フィルタのそれぞれが有する通過帯域曲線の中心周波数を前記分離手段の前記基板の温度測定信号に基づいて帰還的に制御する制御手段と
を備えることを特徴とするＤ−ＷＤＭ多重波長システムの性能監視装置。
【請求項２】
前記分離手段の前に、波長多重光の偏光方向をランダムに分布させる偏光変換手段を接続していることを特徴とする請求項１記載のＤ−ＷＤＭ多重波長システムの性能監視装置。
【請求項３】
前記分離手段である前記フェーズドアレイ型多重分離装置の前に、入力される波長多重光の偏光方向が切り換わることによって生ずる測定誤差を排除するため、直交状態である二つの偏光成分に関するデータの検出及び処理を、周期的及び同期的に切り換えて行う偏光スイッチを接続していることを特徴とする請求項１記載のＤ−ＷＤＭ多重波長システムの性能監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、Ｄ−ＷＤＭ多重波長システムの性能監視のための装置に関するものである。
【０００２】
Ｄ−ＷＤＭシステムは、例えばＰｒｏｆｉｌｅ  Ｏｐｔｉｓｃｈｅ  Ｓｙｓｔｅｍｅ有限会社（ドイツ）発行の出版物「Ｄ−ＷＤＭシステムの基礎知識」（１９９９年１月刊）から公知になっている。従って、本明細書で詳しく取り扱っていない個別事項の説明に関しては当出版物が参考になる。
【０００３】
密集波長多岐分割システム、密収容ＷＤＭシステム、あるいは密集ＷＤＭシステムとも称されるＤ−ＷＤＭシステムの場合、様々な波長を持つ光の信号に関する情報及び通信内容が一つのファイバーだけで伝送される。各波長が情報信号のキャリアである。
【０００４】
現在提供されているシステムの場合、チャネルはいずれも約１５２０ｎｍ〜１５６５ｎｍの波長領域内にある。しかし、さらに開発を進めれば、約１３９０ｎｍ〜１６５０ｎｍというより広範囲な波長領域の利用が可能になるはずである。その場合ではチャネルの間隔は僅か数ナノメーター、数百ピコメーターとなる。ＩＴＵ（国際電気通信連合）Ｔ作業部会は当電気通信システムの規格統一化のため、使用波長（即ちチャネル）の間隔を１００ＧＨｚ（０．８ｎｍに相当）に設定し、基準として推奨した。
【０００５】
（従来技術）
当伝送システムの多くの箇所には、すべての特徴的パラメータの継続的監視を行うための装置が必要である。継続的監視の実施により、必要に応じて、信号については特定の再生又は改良が、及び、障害及び故障に対する迅速な反応が可能になる。
【０００６】
その場合の主要パラメータとしては、レーザの波長、出力、波長ドリフト及び各伝送チャネルに於ける信号／雑音比がある。監視に対して要求される個別事項の代表例は次の通りである：
０．０８ｎｍの絶対精度及び０．０１ｎｍの分解能によるチャネル単位の波長測定
０．５ｄＢの絶対精度及び０．１ｄＢの分解能によるチャネル単位の出力測定
０．４ｄＢの絶対精度、０．１ｄＢの反復性及び最低３３ｄＢの動特性によるチャネル間のＳ／Ｎ測定（信号／雑音比測定）
１０１６測定回数（約２０年）以上の信頼性
低ＰＤＬ値（最大０．１ｄＢ）
実質的リアルタイムでの測定。
【０００７】
監視に適する方法は原則としてフィルタ技術と干渉計技術の二種類がある。いずれも従来型光スペクトル分析器で適用されている。
【０００８】
フィルタ技術の場合では、所期周波数への同調の可能な狭帯域フィルタの使用下で波長選択される。使用対象になるのは、直接電気量を通じて同調させることのできる音響光学フィルタ（例えばＷａｎｄｅｌ  ＆  Ｇｏｌｔｅｒｍａｎｎ社製）又は圧電制御マイクロフィルタ（例えばＱｕｅｅｎｓｇａｔｅ社製）である。さらに別法として、格子を回転させ、立体的に分解した信号スペクトルを個別の光ダイオードによって走査するという格子モノクロメータ技術がある。それに代る方法として、格子を固定させて、走査転向ミラーをモノクロメータの出力側スリットの前に設置することも可能である（例えばＰｈｏｔｏｎｅｔｉｃｓ社）。そのほか、固定した格子を光ダイオード走査装置と共に検出器ユニット（例えば横河電機）として使用することもできる。
【０００９】
干渉計技術による場合では、マイケルソン干渉計の可変波長による検出器信号から、フーリエ変換によってスペクトルが得られる（例えばＨｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ社）。
【００１０】
上に挙げた従来型装置の場合はいずれも、ＷＤＭシステム用監視構成群に対して課される分解能、測定精度、ＡＳＥ（増幅自然放出光）測定及び動特性に関する高い要求を同時に、且つ適切な形でかなえることはできず、その上短時間での測定、長期の耐用性及び僅かな設置場所という要求に対応することもできない。
【００１１】
（発明の詳細）
本発明の目的は、Ｄ−ＷＤＭシステムのチャネルに対し周波数、出力、ドリフト及びＳＮＲ（信号／雑音比）についてｍｓ（ミリ秒）単位で永続的、並行的監視のできる適切でコンパクトな測定システムを提供することにある。
【００１２】
この課題の解消策は、本発明では 請求項１に記載されている。本発明のその他の態様は 請求項２以降の対象である。
【００１３】
本発明に基づく場合、Ｄ−ＷＤＭ技術の特殊型多重分離装置が光検出器のアレイと組み合わされて使用される。
【００１４】
そのような場合では特に、多重分離装置のチャネル中央周波数は温度の変更によって定義付け通り変更できるというフェイズドアレイ多重分離装置の特性が利用される。周期的に温度を変えて同時にその測定も行えば、分離された各チャネルの中心周波数を明確に割り当てることが可能になる。
【００１５】
多重分離装置各チャネルのフィルタ形状はガウス波形である。各チャネル出口に設置された光検出器の出力信号は、フィルタ関数によって評価された後の利用可能なスペクトル関数についての経時平均値である。評価関数（当該波長のガウス形状透過曲線）及び瞬間中心周波数（温度制御により経時的可変性）が既知であれば、以下のパラメータを求めることができる：
光学キャリアの中心波長及び経時的ドリフト
光学出力及びその経時的変化
信号／雑音間隔の測定に利用される領域以外でのスペクトル出力密度。
【００１６】
本システムは可動部を有していない。監視対象であるチャンネルの分離は、統合された光学系の一構成群によって行われる。同時平行的にデータ取得されるので、短時間での測定が保証される。使用される構成群は偏光に対して殆ど敏感な反応を見せない。本システムで起きる反作用は殆ど無視できる程度のものである。本システムはコンパクトに構成されている。被測定スペクトルに対して、定義付け不明確な偏光方向が惹き起こす測定精度への影響は、偏光操作装置の直列接続によって防止される。それには、偏光方向を統計的に変更する装置（偏光変換器）及び偏光スイッチが使用される。
【００１７】
以下では本発明を実施例に基づき、図面を用いてより詳しく説明する。
【００１８】
（実施例の説明）
図１はＤ−ＷＤＭモニタの原理構造図を表わしたものである。多重分離装置（２）のファイバー入力部（１）に検査対象のＤ−ＷＤＭスペクトルが入力される。多重分離装置（２）はその出力部に於いてｎ個のチャネルに分離する。その数ｎは、このコンポーネントに定められている出力の数に依存する。それらの出力部では、通常設置されているｎ個の出力ファイバーの代りに、ｎ個の光検出器（４）が設置されている。それらはいずれも多重分離装置（２）の出力チャネルに於ける光線を感知する。電気信号はｎ個のチャネル（５）を通じて評価ユニット（６）及び表示／制御ユニット（７）に伝送される。表示／制御ユニット（７）からフィードバック（８）された信号の多重分離装置（２）に於ける透過特性は、変調装置（３）を通じて周期的に変更される。この変更は専ら個々のチャネルに於ける透過波長に影響を及ぼす。
【００１９】
図２に描かれた多重分離装置（２）は、基板温度（１０）によって特性の変化するフェーズドアレイ型多重分離装置である。ある瞬間の温度の測定は集積センサー（１１）によって行われ、その信号（９）は表示／制御ユニット（７）によって評価され、シーケンス制御に利用される。
【００２０】
図３は、偏光に起因する測定誤差を回避するために、非強制的状態で固定している入力信号偏光方向を、偏光変換器（１２）によって統計的分布に変換させるための装置を表わしている。
【００２１】
図４では変換器が、直交状態である二つの偏光に関するデータの検出及び処理と共に周期的及び同期的に切り換わって、別な偏光器によってフェーズドアレイの入力部に定義付けされた状態の偏光を提供する偏光スイッチ（１３）に代えられている。そうすることにより、入力信号の偏光方向が切り換わることによって生ずる測定誤差を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
各図はそれぞれ次のものを表わしている。
【図１】  Ｄ−ＷＤＭモニタの原理構造図を表す。
【図２】  フェイズドアレイ多重分離装置を持つＤ−ＷＤＭモニタの構造を表す。
【図３】  直列接続偏光変換器の装備されたフェイズドアレイ多重分離装置を有する、Ｄ−ＷＤＭモニタの構造を表す。
【図４】  直列接続偏光スイッチの装備されたフェイズドアレイ多重分離装置を有する、Ｄ−ＷＤＭモニタの構造を表す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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