(57)【特許請求の範囲】
【請求項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制御用光信号を送信する監視制御用光信号送信手段と、
上記光通信システムを介して伝送された上記監視制御用光信号を受信して上記伝送路の品質を監視する監視制御用光信号受信手段と
を備えた光信号品質監視装置において、
上記監視制御用光信号の伝送速度を上記主信号光の伝送速度よりも低くすると共に、上記監視制御用光信号受信手段に監視制御用光信号を２分岐するカプラと、このカプラを用いて主信号と同等の伝送路品質を擬似的に得る伝送路系を有することを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光信号品質監視装置において、上記疑似主信号監視の伝送路系は、等化フィルタを用いる代わりに、受信データのアンプ帯域で代替させることを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光信号品質監視装置において、増幅自然放出光雑音検出回路をさらに備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光信号品質監視装置において、監視制御用光信号のペイロードにシステム切替制御信号を設けたことを特徴とする光信号品質監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
図７は出願人が先に発明し出願中の光信号品質監視装置の監視制御用光信号受信回路を示す構成図である。
図７において、１は光ファイバ、２はフォトダイオード（Photo Diode：ＰＤ、以下ＰＤと称す）、３はプリアンプ、４はポストアンプ、５は等化フィルタ、６は識別器、７はクロック抽出回路、１０は直並列変換回路、１１はフレーム同期回路、１２はデスクランブラ、１３はＢＩＰ誤り検出回路（ＢＩＰ：Bit Interleaved Parity、以下ＢＩＰと称す）、１４は信号劣化（ＳＤ：Signal Degrade、以下ＳＤと称す）アラーム、１６はＳＯＨ終端回路（ＳＯＨ：Section Over Head）、１７はＡＰＳデータ（Automatic Protection Switch；システム切替制御信号）である。
【０００３】
次に動作について説明する。
図示しない監視制御用光信号送信回路から光通信システムを介して伝送された監視制御用光信号は、光ファイバ１から入力されＰＤ２で光電変換された後、プリアンプ３及びポストアンプ４で増幅される。増幅された受信信号は、等化フィルタ５で帯域制限および波形整形される。等化された信号は２分岐され、一方は、クロック抽出回路７に入力されてクロック信号が抽出される。他方は、識別器６に入力され、前記抽出クロック信号で識別再生される。
【０００４】
上記識別器６により識別再生された信号は、直並列変換回路１０で通常８並列信号に展開され、フレーム同期回路１１を経て、デスクランブル回路１２でデスクランブルされる。その後、ＢＩＰ誤り検出回路１３で分離したＢＩＰバイトから誤りが検出される。検出した誤りが予め設定した閾値を越えた場合は、ＳＤアラーム１４が発出される。また、光ファイバネットワークのパスを自動的に切替る為の信号であるＡＰＳデータ１７がＳＯＨ１６から抽出される。
【０００５】
今、図７に示す構成に適用する光通信システムの主信号をＳＴＭ−１６（２．４４８８３２Ｇｂｐｓ）とし、監視制御用光信号としてＳＴＭ−１（１５５．５２Ｍｂｐｓ）を用いるものとする。
図７において、光ファイバ１、ＰＤ２乃至等化フィルタ５および識別器６は、ＳＴＭ−１６信号を扱う帯域を有する回路であり、クロック抽出回路７はＳＴＭ−１クロックに相当するクロック抽出回路、直並列変換回路１０はＳＴＭ−１信号を８つの並列信号（１９．４４Ｍｂｐｓ）に変換する直並列変換回路、フレーム同期回路１１は１９．４４Ｍｂｐｓフレーム同期回路、デスクランブラ１２は１９．４４Ｍｂｐｓ信号のデスクランブラ、ＢＩＰ誤り検出回路１３はＳＴＭ−１のＢＩＰ誤り検出回路、ＳＤアラーム１４はＢＩＰ誤り検出回路１３から発出されるＳＤアラーム、ＳＯＨ終端回路１６はＳＴＭ−１のＳＯＨ終端回路となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した光信号品質監視装置においては、監視制御用光信号から擬似的な主信号系監視制御光（擬似ＳＴＭ−１６信号）を得、そこからＳＤアラーム１４を検出する必要があるとともに、尚且つ監視制御用光信号（ＳＴＭ−１）に含まれるＡＰＳデータ１７を抽出する為には、図８に示すように、２系統の監視制御経路を設ける必要がある。
【０００７】
すなわち、図８において、図７に示す符号と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略し、新たな符号として、１０４は２出力のポストアンプ、１０５は擬似主信号等化フィルタ、１０６は擬似主信号識別器、１１０は擬似主信号直並列変換回路、１１１は擬似主信号フレーム同期回路、１１２は擬似主信号デスクランブラであり、ＢＩＰ誤り検出回路１３は擬似主信号用ＢＩＰ誤り検出回路、等化フィルタ５は監視制御用光信号等化フィルタ、識別器６は監視制御用光信号識別器、直並列変換回路１０は監視制御用光信号直並列変換回路、フレーム同期回路１１は監視制御用光信号フレーム同期回路、デスクランブラ１２は監視制御用光信号デスクランブラとして用いる。
【０００８】
図８においては、主信号と同等の伝送路品質を得るため、等化フィルタ１０５が必要となる。等化フィルタの遮断周波数は、一般的に帯域の０．７５倍に設定されるので、ＳＴＭ−１６の場合１８６６ＭＨｚである。また、ＳＤアラーム１４は主信号の伝送路品質と同等とみなせる。
【０００９】
また、もう一方の系である信号識別器６、直並列変換回路１０、フレーム同期回路１１、デスクランブラ１２、ＳＯＨ終端回路１６を経由したＡＰＳデータ１７は、純粋にＳＴＭ−１の監視制御系光信号から抽出した信号である。
光ファイバネットワークのパスを自動的に切替える為の信号であるＡＰＳデータは、ネットワーク装置において重要な信号であるので、擬似主信号等化フィルタ１０５を用い信号を劣化させてはならない。
【００１０】
しかしながら、図８に示す構成では、２つの経路を設けることで識別器が２系統必要となるが、これらの識別記は汎用品を用いることが出来ず、回路規模が増大し高コスト化を招くというデメリットがあった。
【００１１】
この発明は、このような問題を解決するためのものであり、効率的に伝送路の品質監視を行う光信号品質監視装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、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制御用光信号を送信する監視制御用光信号送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視制御用光信号を受信して上記伝送路の品質を監視する監視制御用光信号受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、上記監視制御用光信号の伝送速度を上記主信号光の伝送速度よりも低くすると共に、上記監視制御用光信号受信手段に監視制御用光信号を２分岐するカプラと、このカプラを用いて主信号と同等の伝送路品質を擬似的に得る伝送路系を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記疑似主信号監視の伝送路系は、等化フィルタを用いる代わりに、受信データのアンプ帯域で代替させることを特徴とするものである。
【００１４】
また、増幅自然放出光雑音検出回路をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、監視制御用光信号のペイロードにシステム切替制御信号（ＡＰＳデータ）を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、図８に示す先行発明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制御用光信号受信回路の構成を示すブロック図である。
本実施の形態１を適用する光通信システムの主信号をＳＴＭ−１６（２．４４８８３２Ｇｂｐｓ）とし、監視制御用光信号としてＳＴＭ−１（１５５．５２Ｍｂｐｓ）を用いるものとする。
【００１７】
図１において、１は光ファイバ、２はＰＤ、３はプリアンプ、４はポストアンプ、５は監視制御用光信号等化フィルタ、６は監視制御用光信号識別器、７は監視制御用光信号クロック抽出回路、８はＳＴＭ−１光受信器、１０は監視制御用光信号直並列変換回路、１１は監視制御用光信号フレーム同期回路、１２は監視制御用光信号デスクランブラ、１３は監視制御用光信号ＢＩＰ誤り検出回路、１４はＳＤアラーム、１５はエクセッシブエラー（ＥＸＣ：Excessive Error、以下ＥＸＣと称す）である。ＥＸＣはＳＤアラームより更に伝送路が劣化し誤り率が悪くなると発出する警報である。また、１６はＳＯＨ終端回路、１７はＡＰＳデータ、１８はＤＣＣデータ（ＤＣＣ：Data Communication Channel；監視制御情報、以下ＤＣＣと称す）である。上記ＳＴＭ−１光受信器８は、ＰＤ２、プリアンプ３、ポストアンプ４、等化フィルタ５、監視制御用光信号クロック抽出回路６、監視制御用光信号識別器７を包括している。
更に、１０２はＰＤ、１０３はプリアンプ、１０４はポストアンプ、１０５は擬似主信号等化フィルタ、１０６は擬似主信号抽出回路、１１０は光信号直並列変換回路、１１１は擬似主信号フレーム同期回路、１１２は光信号デスクランブラである。
【００１８】
ＳＴＭ−１である１５５．５２Ｍｂｐｓの光受信器は、市場実績が豊富であり、汎用品としてモジュール化されている。
従って、先行発明である図７、図８と比較し安価に提供することが可能である。
【００１９】
図１に示す構成において、カプラ９は、受信した監視制御用光信号を２分岐することで、一方をＳＴＭ−１光受信器８に接続し、ＡＰＳデータ１７、ＤＣＣデータ１８を抽出する経路へと至り、他方は擬似主信号等化フィルタ１０５側に接続され、ＳＤアラーム１４およびＥＸＣ１５を検出する。
【００２０】
この実施の形態１では、図８に示す先行発明と比較し、カプラ９が増加しているが、汎用的なＳＴＭ−１光受信器８を用いることが可能となり、回路構成を小さくすることが可能となると共に、カプラを用いることで監視制御用光信号を２分岐することで、一方をＳＴＭ−１光受信器８に接続しＡＰＳデータ１７、ＤＣＣデータ１８を抽出する経路へと至り、他方は疑似主信号等化フィルタ１０５に接続され、ＳＤアラーム１４およびＥＸＣ１５を検出し、ＳＤ，ＥＸＣ，ＡＰＳ，ＤＣＣを監視できる。
【００２１】
実施の形態２．
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制御用光信号受信回路の構成を示すブロック図である。
図１と比較すると、擬似主信号等化フィルタ１０５を取り除いた構成となっている。すなわち、ＰＤ１０２、プリアンプ１０３、ポストアンプ１０４、擬似主信号抽出回路１０６の帯域がＳＴＭ−１６の場合、１８８６ＭＨｚと同等ということを利用しているもので、等化フィルタ１０５を用いずに主信号の伝送路品質を監視することができる。
【００２２】
実施の形態３．
図３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制御用光信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図３において、図一と同じ符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。３１は検出器Ａ、３２はバンドパスフィルタ、３３は検出器Ｂ、３４は比較記、３５はクロック入力断信号（Loss Of Signal：ＬＯＳ、以下ＬＯＳと称す）である。
【００２４】
図３において、検出器Ａ３１は、監視制御用光信号クロック抽出回路７でクロックが抽出出来たか否かを検出する回路である。クロックがない場合、ＬＯＳ３５を発出する。検出器Ａ３１、ＬＯＳ３５は、光受信器システムに具備されている基本的な機能である。
【００２５】
ＬＯＳ３５が発出した原因として光の伝送路に異常が考えられる。例えば、受信した光はＣＷ光（Continuous Wave）であり、信号成分が含まれていない等である。ＬＯＳ３５発出時、伝送路を切替る場合もあり、ＬＯＳ３５が非常に大切な警報であることが判る。
【００２６】
自然界には、ＡＳＥ光雑音（Amplified Spontaneous Emission：増幅自然放出）と呼ばれる雑音がある。ＡＳＥのパワースペクトルは、各周波数成分一様に分布している。伝送路から所望の光信号を受信していないにも拘らず、ＡＳＥ成分によりＬＯＳ３５を発出しない場合がある。この誤認識は、伝送路システムにとって重大である。
【００２７】
そこで、実施の形態３では、等化フィルタ５の出力からバンドパスフィルタ３２を介し検出器Ｂ３３に接続する回路を設ける。
バンドパスフィルタ３２は、ＮＲＺ ＳＴＭ−１信号に含まれない線スペクトル１５５．５２ＭＨｚを取り出すためのフィルタである。検出器Ａ３１の結果および検出器Ｂ３３の結果は比較器３４に入力され、図４に基づいてＬＯＳ３５を発出するか否かを決定する。例えば、検出器Ａ３１の電圧レベルが高く、且つ、検出器Ｂ３３の電圧レベルが高い場合、受信した光信号は、ＳＴＭ−１信号ではなく、ＡＳＥ雑音と考えられるので、ＬＯＳ３５を発出する。
従って、検出器Ａ、検出器Ｂおよび比較器３４からなる増幅自然放出光雑音検出回路を更に設け、ＬＯＳ検出を行うことにより、ＡＳＥによる誤動作を防止できるという効果を奏する。
【００２８】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４に係る光信号品質監視装置が送受信するデータフォーマットである。
【００２９】
ＳＴＭ−１フレームは、９行２７０列の２次元のバイト配列で表現される。先頭の９行９列は、ＳＯＨと、ＡＵポインタ（ＡＵ：Administrative Unit）からなり、それに続く９行２６１列は、多重化情報を収容するペイロード（Pay Load）と呼ばれる。これらの構造はＩＴＵ−Ｔにより規格化されたものである。
【００３０】
また、図６はＳＴＭ−１（ＳＴＭ：Synchronous Transport Module - Level One）のＳＯＨである。図６において、Ａ１およびＡ２はフレーム同期バイト、Ｃ１はＳＴＭ識別バイト、Ｂ１およびＢ２は符号誤り監視バイト、Ｅ１およびＥ２は音声伝送用バイト、Ｆ１は運用者用バイト、Ｄ１からＤ１２は監視制御情報転送バイト、Ｋ１およびＫ２は自動切替用バイト、Ｓ１、Ｚ１、Ｚ２及びＭ１は予備用バイトである。図１に於けるＡＰＳデータ１７は、Ｋ１およびＫ２バイトから構成されている。また、図１に於けるＤＣＣデータ１８は、Ｄ１からＤ１２バイトにより構成されている。
【００３１】
この発明に係る光信号品質監視装置が監視を行う主信号の波長数は、ネットワークのトラフィック増大要求に伴い今後ますます増えることが予想される。ＳＴＭ−１においては、図６に示すように、ＡＰＳデータはＫ１バイト、Ｋ２バイトの計２バイトである。監視制御を行う波長数は１波長であることをＳＴＭ−１は想定している。
従って、波長数が増大すると、ＳＴＭ−１のペイロードでは対応することができない。
【００３２】
図５に示すデータフォーマットでは、ペイロードにＡＰＳデータを設けることで、波長多重による波長数増加に対応できる。監視制御用光信号の場合、ペイロードをユーザが使用することはないので有効に使用することが可能となる。また、ＤＣＣデータもペイロードに設定することで、より多くの監視制御データを使用することが可能となる。
【００３３】
図５に示すデータフォーマットは一例であり、光信号品質監視装置の要求仕様に適応させることが可能となる。図５では一例として１０波長分のＡＰＳデータを有している。
また、この発明ではＳＴＭ−１としたが、あくまで一例であり、ＳＴＭ−１６等に適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
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制御用光信号を送信する監視制御用光信号送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視制御用光信号を受信して上記伝送路の品質を監視する監視制御用光信号受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、上記監視制御用光信号の伝送速度を上記主信号光の伝送速度よりも低くすると共に、監視制御用光信号を２分岐するカプラと、このカプラを用いて主信号と同等の伝送路品質を擬似的に得る伝送路系を有することにより、低ビットレートの監視制御用光信号を用いることが出来、また安価な光受信器でＳＤ、ＥＸＣといった主信号の伝送路品質を擬似的に監視することができ、更に監視制御用のＡＰＳデータ、ＤＣＣデータによる切替えを行うことができる。
【００３５】
また、上記疑似主信号監視の伝送路系は、等化フィルタを用いる代わりに、受信データのアンプ帯域で代替させることにより、等化フィルタを用いずに主信号の伝送路品質を監視することができる。
【００３６】
また、増幅自然放出光雑音検出回路をさらに備えることにより、ＬＯＳ検出を行う際、ＡＳＥによる誤動作を防止できるという効果を奏する。
【００３７】
さらに、監視制御用光信号のペイロードにシステム切替制御信号（ＡＰＳデータ）を設けることにより、監視し得る波長数を増やすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  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制御用光信号受信回路の基本構成を示すブロック図である。
【図２】  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制御用光信号受信回路の基本構成を示すブロック図である。
【図３】  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制御用光信号受信回路の基本構成を示すブロック図である。
【図４】  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制御用光信号受信回路のＬＯＳを検出する為の論理図である。
【図５】  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データフォーマット例を示す図である。
【図６】  ＳＤＨに於けるＳＯＨのデータフォーマットを示すブロック図である。
【図７】  先行発明に係る光信号品質監視装置の監視制御用光信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【図８】  他の先行発明に係る光信号品質監視装置の監視制御用光信号受信回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ、２  ＰＤ、３  プリアンプ、４  ポストアンプ、５  等化フィルタ、６  信号識別器、７  クロック抽出回路、８  ＳＴＭ−１光受信器、
９  カプラ、１０  光信号直並列変換回路、１１  フレーム同期回路、１２  光信号デスクランブラ、１３  光信号ＢＩＰ誤り検出回路、１４  ＳＤ、１５  ＥＸＣ、１６  ＳＯＨ、１７  ＡＰＳデータ、１８  ＤＣＣデータ、３１  検出器Ａ、３２  バンドパスフィルタ、３３  検出器Ｂ、３４  比較器、３５  ＬＯＳ、１０２  ＰＤ、１０３  プリアンプ、１０４  ポストアンプ、１０５  擬似主信号等化フィルタ、１０６  擬似主信号抽出回路、１１０  光信号直並列変換回路、１１１  擬似主信号フレーム同期回路、１１２  光信号デスクランブラ。
【図１】
0003636007.tif 000002
【図２】
0003636007.tif 000003
【図３】
0003636007.tif 000004
【図４】
0003636007.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003636007.tif 000008
【図８】
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