(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信号光を送信する監視信号光送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視信号光を受信して上記伝送路の品質を監視する監視信号光受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、上記監視信号光のビットレートを上記主信号光のビットレートよりも低くすると共に、上記監視信号光受信手段として、主信号相当の受信電気帯域幅で上記光通信システムを介して伝送される信号を受信しその受信信号から監視信号を識別再生するための受信識別手段と、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有し、上記受信識別手段により識別再生される監視信号に基づいて誤り検出する誤り検出手段とを備えた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、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有す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、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より広い電気帯域幅を有する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ないし３のいずれかに記載の光信号品質監視装置において、上記受信識別手段は、監視信号を識別する識別閾値が最適閾値からずらして設定されることを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の光信号品質監視装置において、
上記監視信号光受信手段は、誤り検出結果として信号劣化アラームを出力し、この監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレートと同等かそれ以下の電気帯域幅を有し、帯域制限して識別再生された監視信号の誤り検出結果としてシステム警報転送バイトを出力する他の監視信号光受信手段を備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光信号品質監視装置において、上記光通信システムは、異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムであって、上記監視信号光受信手段は、受信端に上記波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて通過帯域が設定されるバンドパスフィルタを備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光信号品質監視装置において、上記バンドパスフィルタは、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定されることを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項８】
請求項６に記載の光信号品質監視装置において、上記バンドパスフィルタは、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得ピーク波長に設定されることを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれかに記載の光信号品質監視装置において、上記監視信号光送信手段に、上記監視信号光の波長を、隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引手段を備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光信号品質監視装置において、上記掃引手段は、広帯域な雑音光を発生する光源と、監視信号源と、上記光源に接続されて上記監視信号源と同期した波長掃引信号から発生するステップ状の信号で掃引される波長掃引フィルタと、この波長掃引フィルタで切り取られた上記光源からの雑音光を上記監視信号源により変調する変調器と、この変調器の出力を主信号の波長を横切るときに遮断する光シャッタとを備えたことを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光信号品質監視装置において、上記波長掃引フィルタは、主信号光の波長多重間隔の中央になるように周期的な透過ピークが設定されたファブリペロエタロンと、狭帯域で急峻な透過特性を有するチューナブルフィルタとを縦続接続してなることを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の光信号品質監視装置において、上記監視信号光は、同期ディジタルハイアラーキの信号フォーマットを有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視をセクションオーバヘッドのビットインターリーブパリティによる誤り検出で行うことを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の光信号品質監視装置において、上記監視信号光は、誤り訂正符号を有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視を誤り訂正符号の復号時の誤り検出で行う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】
光通信システムにおいて、光信号の品質監視はネットワーク運営上、きわめて重要である。光増幅中継伝送システムにおいては、光増幅器の劣化による光ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）劣化が光信号品質を劣化させる要因になっており、これを高精度に監視する要求が高まってきている。また、波長多重システムでは、複数の波長チャネルが相互に干渉し合うため、より精密な光信号品質の監視が求められる。さらに、将来の光波ネットワークに至っては、複数のＯｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｅｌｅｍｅｎｔ（ＯＮＥ）がトランスペアレントなネットワークを構成するため、仮に一つのＯＮＥが光雑音を発生すると、ネットワーク全体の光伝送路品質を劣化させることにつながるため、高度な品質監視が不可欠となる。
【０００３】
図１５は光通信システムとして４つのＯＮＥで構成される光波ネットワークを示す概念的なブロック図である。
図１５において、９０は光ファイバケーブル、９１ないし９４はＯｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｅｌｅｍｅｎｔ（以下、ＯＮＥと称す）を示し、これらＯＮＥは、光分岐挿入多重装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）や、光クロスコネクト装置（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ）、光伝送端局（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）等からなる。９５は主信号送信装置（ＬＩＮＥ  ＯＳ）、９６は主信号受信装置（ＬＩＮＥ  ＯＲ）、９７は主信号、９８は監視信号光送信装置、９９は上記監視信号光送信装置９８と共に光信号品質監視装置を構成する監視信号光受信装置、１００は監視信号光送信装置９８から送信され監視信号光受信装置９９で受信される監視信号光（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ  Ｃｈａｎｎｅｌ）を表す。
【０００４】
今、図１５において、例えばＯＮＥ９２に光部品の損失増加や光増幅器の故障などの障害が生じた場合を想定する。
監視信号光１００がＯＮＥ９２を通過したとき、障害によって品質劣化を受ける。これを受信した監視信号光受信装置９９が、その品質劣化を知り、内蔵するネットワークマネージメントシステム（ＮＭＳ）を介して全ＯＮＥに障害を通知する。
【０００５】
ところで、従来の監視信号光１００は、同期デジタルハイアラーキ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ：ＳＤＨ）のセクションオーバヘッド（Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ：ＳＯＨ）に設けられたビットインターリーブパリティ（Ｂｉｔ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  Ｐａｒｉｔｙ：ＢＩＰ，以下、ＢＩＰと称す）バイトを用いて構成されていた。ＢＩＰバイトは、Ｂ１バイト（ＢＩＰ−８）もしくはＢ２バイト（ＢＩＰＮ×２４）から構成され、中継器相互間、中継器と伝送端局装置間、あるいは伝送端局装置相互間の符号誤りをカウントするものである。詳細な内容は、例えば藤目他、“ＳＤＨにおける誤り率劣化の検出法”電子情報通信学会春季全国大会、Ｂ−７６２、１９９０年に詳しく述べられている。
【０００６】
ＢＩＰバイトを用いて伝送路品質を監視する従来の監視信号光受信装置９９の内部構成を図１６に示す。
図１６において、１０１は光ファイバ、１０２はフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ：ＰＤ、以下、ＰＤと称す）、１０３はプリアンプ、１０４はポストアンプ、１０５は等化フィルタ、１０６はクロック抽出回路、１０７は識別器、１０８は直並列変換回路、１０９はフレーム同期回路、１１０はデスクランブラ回路、１１１はＢＩＰ誤り検出回路、１１２は信号劣化（Ｓｉｇｎａｌ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ：ＳＤ）アラーム、１１３はセクションオーバヘッド（Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ：ＳＯＨ）終端回路、１１４はシステム警報転送バイト（ＡＰＳバイト）である。
【０００７】
従来の監視信号光受信装置９９の動作を説明する。
光ファイバ１０１から入力された光信号は、ＰＤ１０２で光電変換された後、プリアンプ１０３およびポストアンプ１０４で増幅される。増幅された受信信号は、等化フィルタ１０５で帯域制限および波形整形される。通常、等化フィルタ１０５は４次ベッセルトムソンフィルタが用いられる。等化された信号は２分岐され、一方は、クロック抽出回路１０６に入力されてクロック信号が抽出される。他方は、識別器１０７に入力され、前記抽出クロック信号で識別再生される。
【０００８】
識別器１０７により識別再生された信号は、直並列変換回路１０８で通常８並列信号に展開され、フレーム同期回路１０９を経て、デスクランブル回路１１０でデスクランブルされる。その後、ＢＩＰ誤り検出回路１１１で分離したＢＩＰバイトから誤りが検出される。検出した誤りがあらかじめ設定した閾値を越えた場合はＳＤアラーム１１２が発出される。また、異なるＯＮＥ間の監視信号のやりとりをするＡＰＳバイト１１４がＳＯＨ終端回路１１３から抽出される。
【０００９】
今、主信号を例えばＳＴＭ−１６（２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ）とする。このとき、ＰＤ１０２、プリアンプ１０３、ポストアンプ１０４、識別器１０７、直並列変換回路１０８は２ＧＨｚ以上の帯域を持つ高速半導体で構成される。一方、等化フィルタ１０５は通常ビットレートの０．７倍程度、すなわち、１．７ＧＨｚの帯域に設定される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光信号品質監視装置において、特に監視信号光受信装置９９において、ビットレートが高速になるほど、図１６に示す回路を構成することが容易ではなくなる。特に、クロック抽出回路１０６、識別器１０７、直並列変換回路１０８には、高速半導体集積回路技術が要求され、高コスト化と消費電力の増大が伴う。また、フレーム同期回路１０９、デスクランブル回路１１０、ＢＩＰ誤り検出回路１１１は回路規模が増大し、回路実装のための容積が大きくなり、装置全体の大型化を招く。
【００１１】
この発明は、上述したような課題を解決するためになされたもので、回路規模の増大、高コスト化、消費電力の増大を招くことなく、簡便であって、効率的かつ高精度に光信号の品質を監視することができる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ために、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信号光を送信する監視信号光送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視信号光を受信して上記伝送路の品質を監視する監視信号光受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、上記監視信号光のビットレートを上記主信号光のビットレートよりも低くすると共に、上記監視信号光受信手段として、主信号相当の受信電気帯域幅で上記光通信システムを介して伝送される信号を受信しその受信信号から監視信号を識別再生するための受信識別手段と、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有し、上記受信識別手段により識別再生される監視信号に基づいて誤り検出する誤り検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有することを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記受信識別手段は、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より広い電気帯域幅を有することを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記受信識別手段は、監視信号を識別する識別閾値が最適閾値からずらして設定されることを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記監視信号光受信手段は、誤り検出結果として信号劣化アラームを出力し、この監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレートと同等かそれ以下の電気帯域幅を有し、帯域制限して識別再生された監視信号の誤り検出結果としてシステム警報転送バイトを出力する他の監視信号光受信手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記光通信システムは、異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムであって、上記監視信号光受信手段は、受信端に上記波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて通過帯域が設定されるバンドパスフィルタを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、上記バンドパスフィルタは、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定されることを特徴とするものである。
【００１９】
また、上記バンドパスフィルタは、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得ピーク波長に設定されることを特徴とするものである。
【００２０】
また、上記監視信号光送信手段に、上記監視信号光の波長を、隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、上記掃引手段は、広帯域な雑音光を発生する光源と、監視信号源と、上記光源に接続されて上記監視信号源と同期した波長掃引信号から発生するステップ状の信号で掃引される波長掃引フィルタと、この波長掃引フィルタで切り取られた上記光源からの雑音光を上記監視信号源により変調する変調器と、この変調器の出力を主信号の波長を横切るときに遮断する光シャッタとを備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
また、上記波長掃引フィルタは、主信号光の波長多重間隔の中央になるように周期的な透過ピークが設定されたファブリペロエタロンと、狭帯域で急峻な透過特性を有するチューナブルフィルタとを縦続接続してなることを特徴とするものである。
【００２３】
また、上記監視信号光は、同期ディジタルハイアラーキの信号フォーマットを有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視をセクションオーバヘッドのビットインターリーブパリティによる誤り検出で行うことを特徴とするものである。
【００２４】
さらに、上記監視信号光は、誤り訂正符号を有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視を誤り訂正符号の復号時の誤り検出で行うことを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は図１５に示す光通信システムとしての光波ネットワークにおける監視信号光受信装置９９に相当し、図１６に示す従来例の構成に対応する、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信号光受信装置を示す構成ブロック図である。
本実施の形態を適用する光通信システムの主信号はＳＴＭ−１６（２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ）であるとする。また、光通信システムの伝送路品質、換言すれば主信号であるＳＴＭ−１６の品質を、主信号と異なる監視信号光で監視するものとし、監視信号光としてＳＴＭ一１（１５５．５２Ｍｂｉｔ／ｓ）信号を用いる。
【００２６】
図１において、１０１ないし１０５および１０７は、図１６に示す従来の監視信号光受信装置９９の内部構成と同様なものであり、ここではＳＴＭ−１６信号を扱う帯域（３ＧＨｚ程度）を有する回路である。新たな符号として、１はＳＴＭ一１クロックに相当する１５５．５２ＭＨｚのクロック抽出回路、２はＳＴＭ−１信号を８つの並列信号（１９Ｍｂｉｔ／ｓ）に変換する直並列変換回路、３は１９Ｍｂｉｔ／ｓフレーム同期回路、４は１９Ｍｂｉｔ／ｓ信号のデスクランブル回路、５はＳＴＭ−１のＢＩＰ誤り検出回路、６はＢＩＰ誤り検出回路５から発せられるＳＤアラーム、７はＳＴＭ−１のＳＯＨ終端回路、８はＡＰＳバイトである。
【００２７】
図１に示す構成では、ＰＤ１０２ないし識別器１０７が例えば図１５に示す光通信システムを介して伝送される信号を光ファイバ１０１を介して受信し、その受信信号から監視信号を識別再生するための受信識別手段を構成するのに対し、クロック抽出回路１ないしＳＯＨ終端回路７が識別再生された監視信号に基づいて誤り検出する誤り検出手段を構成し、光通信システムの伝送路品質、つまり主信号であるＳＴＭ−１６の品質を監視するようになされている。
【００２８】
ここで、ＰＤ１０２ないし識別器１０７を有する受信識別手段は、図１５に示す主信号光受信装置９５の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有すると共に、クロック抽出回路１ないしＳＯＨ終端回路７を有する誤り検出手段は、図１５に示す主信号光受信装置９５の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有するように構成されている。
【００２９】
次に、図１に示す実施の形態１に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の動作を説明する。
図１において、ＳＴＭ−１信号で構成した監視信号光をＳＴＭ−１６相当の帯域（３ＧＨｚ程度）を有するＰＤ１０２、プリアンプ１０３、ポストアンプ１０４で受信した後、ＳＴＭ−１６の０．７倍、すなわち帯域１．７ＧＨｚの等化フィルタ１０５で帯域制限した後、識別器１０７で識別再生する。このときの受信信号の符号誤り率ＰｅはＱ値を用いて次式で与えらる。
【００３０】
【数１】
0003547622.tif 000002
【００３１】
信号電力の平均値と分散をμ１２、σ１２としたとき、Ｑ＝（μ１−μ０）／（σ１＋σ０）と表される（添字の１、０はマーク、スペース）。特に、受信装置が光プリアンプとＰＤで構成される場合、式（２）、（３）が成り立つ。
【００３２】
【数２】
0003547622.tif 000003
【００３３】
ただし、ｓはＰＤ感度、Ｐ１はＰＤ入射光パワー、ＰＡＳＥはＰＤ入射自然放出光パワー、Ｉｔｈは入力換算雑音電流密度、Ｂ０は受信光帯域幅、Ｂｅは受信電気帯域幅（等化フィルタ帯域幅）を表す。
式（２）と（３）から明らかなように、Ｑは１／√Ｂｅに比例する。このことは、符号誤り率が信号ビットレートに依存するのでなく受信電気帯域幅によって決まることを意味する。すなわち、監視信号光がＳＴＭ−１であって異なっていても、受信電気帯域幅が同じであれば、その符号誤り率特性は主信号であるＳＴＭ一１６と同じである。クロック抽出回路１、直並列変換回路２、フレーム同期回路３、ＢＩＰ誤り検出回路５、ＳＯＨ終端回路７をＳＴＭ一１６用として構成すれば、高コスト、消費電力の増大、大型化が免れないが、この実施の形態によれば、これら構成要素をＳＴＭ−１用の簡便で小型、低消費電力の回路が使用できる。
【００３４】
なお、図１では、主信号がＳＴＭ−１６、監視信号がＳＴＭ−１とした場合の例について説明したが、この発明の効果はそれに限らない。特に、主信号がより高いビットレート（例えばＳＴＭ−６４）になるほど、ＢＩＰバイトの抽出のための回路を構成することが難しく（より高速な半導体デバイスを必要とし、コスト、消費電力、実装容積が増大する）なるため、この発明の有用性が増す。
【００３５】
実施の形態２．
図２は図１に示す構成におけるＢＩＰ誤り検出回路５のＢＩＰによる誤り検出にかかる時間（ＳＤ発出の所要時間）を計算したものである。
今、ＳＤ発出閾値を１０−６、保護段数＝３の場合について考える。
ＳＴＭ−１６そのもののＢ２バイトを検出する場合、図２の中央の曲線が示すとおり、１０−６の検出にかかる時間は６ｍｓとなる。一方、ＳＴＭ−１のＢ２バイトをＳＴＭ−１６相当の受信帯域で観測する場合、図２の上の曲線が示すとおり９８ｍｓかかる。
【００３６】
ＢＩＰ誤り検出回路５によるＳＤ発出の所要時間を短くするには、受信電気帯域幅を更に広げる方法が有効である。例えばＳＤ発出閾値を１０−９とする場合を考える。ＳＴＭ−１のＢ２バイトをＳＴＭ−１６相当の受信帯域で検出するのに７８秒かかる。
図３にＳＴＭ−３２相当（３．７ＧＨｚ）の受信帯域でみた誤り率に対するＳＴＭ−１６およびＳＴＭ一１の誤り率を示す。図３に示すように、受信帯域がＳＴＭ−３２相当の場合の１０−５が、ＳＴＭ−１６の１０−９に相当するため、７８秒かかっていた検出時間を１０ｍｓに短縮できる。
【００３７】
すなわち、実施の形態１では、図１に示す監視信号光受信装置において、ＰＤ１０２ないし識別器１０７を有する受信識別手段について、図１５に示す主信号光受信装置９５の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅を有するようにしたが、この実施の形態２によれば、上記受信識別手段について、上記主信号光受信装置９５の電気帯域幅より広い電気帯域幅を有するようにすることで、より短時間にＳＤアラームを発出することができる。
なお、実施の形態１及び２共に、クロック抽出回路１ないしＳＯＨ終端回路７を有する誤り検出手段は、図１５に示す主信号光受信装置９５の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有するように構成されている。
【００３８】
実施の形態３．
上述した実施の形態２では、受信識別手段の電気帯域幅を主信号光受信装置９５の電気帯域幅より広くしてＳＤ発出の所要時間を短くする方法について述べたが、図１に示す構成において、受信識別手段の構成要素としての識別器１０７の識別閾値を最適値からずらすことによっても発出時間を短くすることができる。
【００３９】
図４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信号光受信装置を示す構成ブロック図である。
図４において、図１に示す実施の形態１と同一符号は同一部分を示し、その説明は省略する。図１に示す実施の形態１の構成と異なる点は、識別器１０７の最適閾値と異なる閾値電圧３０を与える点である。
【００４０】
通常、識別器１０７の最適閾値は、マークをスペースと誤る確率と、スペースをマークと誤る確率が等しくなるように設定される。熱雑音が主要因の受信装置では、マークとスペースの分散が等しいため、最適閾値はマークとスペースの平均値のちょうど真中であるが、光増幅器を含むシステム、特に光プリアンプ受信器では、図５に示すように、信号−自然放出光ビート雑音が支配的になるため、マーク側の分散の方が大きくなり、最適閾値はスペース側に近くなる。このときでも、閾値をマークとスペースの平均値のちょうど真中に設定すれば、符号誤り率特性がフロアを生ずるようになり、設定した誤り率に達するのが早くなる。与える閾値電圧をＤとしたときの誤り率は（４）式で与えられる。
【００４１】
【数３】
0003547622.tif 000004
【００４２】
実施の形態４．
次に、図６は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を示す構成ブロック図である。
本実施の形態４においても、監視信号光はＳＴＭ−１信号を用いるものとする。一方、図６において、１０１ないし１０３および１０５、１０７は図１６に示す従来例で示した回路と同一のものであり、ＳＴＭ−１６信号を扱う帯域を有する回路である。また、１および３ないし８も図１に示す実施の形態１で示した回路と同一のものであり、ＳＴＭ−１信号を扱う帯域を有する回路である。新たな符号として、２０はＳＴＭ−１６の帯域を有するポストアンプであるが、２つの出力を持つ。２１はＳＴＭ−１のビットレートの０．７倍、すなわち帯域０．１ＧＨｚの等化フィルタである。２２はＳＴＭ−１信号帯域を有する識別器、２３は２と同じくＳＴＭ一１信号の直並列変換回路、２４，２５はそれぞれ１９Ｍｂｉｔ／ｓのフレーム同期回路３，デスクランブル回路４と同等の回路である。
【００４３】
次に、図６に示す実施の形態４に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の動作を説明する。
図６に示す構成が図１と異なる点は、帯域０．１ＧＨｚの等化フィルタ２１からＳＯＨ終端回路７までの回路が図１の回路に並列に接続されたことである。図１では帯域１．７ＧＨｚの等化フィルタを通過したＳＴＭ−１信号からクロック信号を抽出したが、ここでは、帯域０．１ＧＨｚの本来帯域のＳＴＭ−１信号からクロックを抽出する。正確に他のＯＮＥにＡＰＳバイトを転送する必要があるため、ＳＯＨの終端は誤りなく行うことが望ましい。ここでは、等化フィルタ２１で本来の狭い帯域に制限したＳＴＭ−１信号から識別再生するため、低い誤り率でＡＰＳバイトを再生することができる。
【００４４】
一方、ＢＩＰ誤り検出回路５が示す符号誤り率特性は、図１と同じくＳＴＭ−１６受信器のそれと全く同じでありながら、扱うべき信号はＳＴＭ−１であるためＢＩＰの誤りカウントを行うための回路が、小型、低消費電力、低コストで構成できる。つまり、ＳＤアラーム発出は主信号（ＳＴＭ−１６）と同等でありながら、ＳＯＨの終端は誤りなく行えるものである。
【００４５】
図７は監視すべき主信号（ＳＴＭ−１６）のＱ値を横軸に、受信等化帯域幅をパラメータにしたときの誤り率を計算したものである。ＳＴＭ−１６で誤りが発生し始める領域でも、ＳＴＭ−１では十分低い誤り率が保たれることが分かる。
【００４６】
すなわち、上記実施の形態４によれば、監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレートと同等かそれ以下の電気帯域幅を有する他の監視信号光受信手段を備えることで、低い誤り率でＡＰＳバイトを再生することができ、一方、ＢＩＰ誤り検出回路が示す符号誤り率特性は、主信号光のそれと全く同じでありながら、扱うべき信号は低ビットレートであるため、ＢＩＰの誤りカウントを行うための回路が小型、低消費電力、低コストで構成できる。
【００４７】
実施の形態５．
次に、図８はこの発明の実施の形態５に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置を示す構成ブロック図である。
図８において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付して、その説明は省略する。新たな符号として、９は受信端に設けたバンドパスフィルタを示し、その通過帯域は異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて後述するようにして設定される。
【００４８】
すなわち、図９の（ａ）は、波長多重信号の光スペクトルを示したものである。通常、光増幅器（エルビウムドープファイバ増幅器）を多段中継するときは、受信端で光ＳＮＲが概略等しくなるように各波長のパワーが設定される。
また、図９の（ｂ）は、光信号品質の劣化により光ＳＮＲが劣化した時の波長多重信号の光スペクトルを示したものである。
光ＳＮＲの劣化は光増幅器の利得が小さい端の波長が最も顕著となる。
従って、監視信号光の波長を利得最低波長に設定（図９の場合、λ１もしくはλ８）しておけば、他の波長に比べて最も早く光信号品質が劣化するため、いち早くＳＤアラームを発出することができ、これにより、波長多重システムにおいて予防保全的な監視が可能となる。
【００４９】
実施の形態６．
上述した実施の形態５では、図８に示すバンドパスフィルタ９の通過帯域を波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定したが、この実施の形態６では、上記バンドパスフィルタ９の通過帯域を波長多重システムにおける光増幅器の利得ピーク波長に設定する。
【００５０】
すなわち、図９において、監視信号光波長を利得ピーク波長に設定（図９の場合、λ５）しておけば、光信号品質の劣化が他の波長に比べて一番遅くなるため、他の波長の回線が次々に誤りを発生し始める中で最後にＳＤアラームを発出させることができる。波長多重システムのレストレーションをＳＤアラームで行うというような、ネットワークの切断に係わる重要な判断の場合、誤ってＳＤを発出するのを防ぐのに有効である。
【００５１】
実施の形態７．
図９で説明したように、光増幅中継を行う波長多重システムにおいては、波長によって光ＳＮＲが異なるため、一つの監視信号光で離れた波長の異なる光ＳＮＲの主信号光の品質の監視するには精度が十分でない。
図１０に光ＳＮＲの差と符号誤り率の関係を計算した結果を示す。
図１０に示すように、符号誤り率を±１桁以内で検出するには光ＳＮＲの差が±０．５ｄＢ以内である必要がある。
図１１は監視信号光の波長を掃引する本実施の形態７を説明するものである。すなわち、本実施の形態７では、図１１において、監視信号光の波長を、多重された主信号光の波長の間をぬうように飛び飛びに掃引するようにする。
【００５２】
図１２は監視信号光の波長を隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引回路を示すブロック図であり、この掃引回路は、図１５に示す監視信号光送信装置９８に備えられる。
図１２において、７０はＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光源、７１は波長選択フィルタ、７４は波長掃引信号、７５は監視信号源、７６は外部変調器、７７は光シャッタ、７８は光ファイバである。
【００５３】
上記構成に係る動作について説明する。
ＡＳＥ光源７０は、例えばエルビウムドープ光ファイバ増幅器を無入力としたものであり、広帯域な雑音光（ＡＳＥ光）を発生する。監視信号源７５と同期した波長掃引信号７４から発生するステップ状の信号で波長選択フィルタ７１を掃引する。波長選択フィルタ７１は、例えばファブリペロエタロン７２とチューナブルフィルタ７３を縦続接続することで構成できる。
【００５４】
この場合の波長透過特性を図１３に示す。
ファブリペロエタロン７２は、図１３の（ａ）に示すような主信号光の波長多重間隔のちょうど中央になるように周期的な透過ピークが設定される。
次に、図１３の（ｂ）に透過特性を示すチューナブルフィルタ７３を通過させることで、総合通過特性は、図１３の（ｃ）のようになる。
チューナブルフィルタ７３は、誘電体多層膜の傾きを変えることで容易に実現できる。ただし、狭帯域で急峻な透過特性を得ることが難しいため、ファブリペロエタロン７２と縦続接続する構成とした。
上記波長選択フィルタ７１を介して切り取られたＡＳＥ光は、外部変調器７６で監視信号源７５により変調される。波長掃引時に、主信号の波長を横切るときに光シャッタ７７が出力を遮断する。
【００５５】
これにより、監視対象の主信号光の近傍の波長での監視が可能となるため、主信号光と監視信号光の光ＳＮＲの差が小さくなり、より高精度の監視が行えるようになる。
【００５６】
実施の形態８．
以上の実施の形態１ないし７において、誤り検出手段は、すべて同期デジタルハイアラーキ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）のセクションオーバヘッド（Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｏｖｅｒｈｅａｄ）に設けられたＢＩＰ（Ｂｉｔ  Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ  Ｐａｒｉｔｙ）バイトを用いて符号誤りを検出するものであったが、これ以外に誤り訂正符号（Ｆｏｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＦＥＣ）の誤り検出機能を用いても同様の効果が発揮できる。
【００５７】
図１４はＦＥＣを用いる場合の実施の形態８に係る監視信号光受信装置の構成を示したものである。
図１４において、８０はフレーム同期回路、８１はＦＥＣ復号化回路、８２は誤り検出回路、８３は検出された誤り、８４はオーバヘッド抽出回路、８５はシステム警報転送バイトであり、クロック抽出回路１、直並列変換回路２、フレーム同期回路８０、ＦＥＣ復号化回路８１、誤り検出回路８２、オーバヘッド抽出回路８４により、誤り訂正符号の復号時の誤り検出を行う誤り検出手段を構成する。
【００５８】
次に、上記構成に係る動作を説明する。
監視信号光は、例えば良く知られているリードソロモン符号ＲＳ（２５５，２３９）によって構成する。ビットレートは主信号よりも十分低く設定する。一方、図１４に示す回路のＰＤ１０２から識別器１０７までは図１に示すものと同様であり、主信号と同じ広い帯域で監視信号光を受信するものとする。ＦＥＣ復号化回路８１を通じて誤り検出回路８２で発生した誤りがカウントできる。一方、オーバヘッドは誤り訂正されているので、高い品質が得られる。一般的に、ＲＳ（２５５，２３９）を用いた場合、誤り率１０−９において符号化利得が得られる。
このようにすれば、本来の目的である誤りを検出しつつ、絶対誤ってはいけないシステム警報バイトは誤り訂正により高い品質が得られる。
【００５９】
【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信号光を送信する監視信号光送信手段と、上記光通信システムを介して伝送された上記監視信号光を受信して上記伝送路の品質を監視する監視信号光受信手段とを備えた光信号品質監視装置において、上記監視信号光のビットレートを上記主信号光のビットレートよりも低くすると共に、上記監視信号光受信手段として、主信号相当の受信電気帯域幅で上記光通信システムを介して伝送される信号を受信しその受信信号から監視信号を識別再生するための受信識別手段と、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より狭い電気帯域幅を有し、上記受信識別手段により識別再生される監視信号に基づいて誤り検出する誤り検出手段とを備えることで、回路規模の増大、高コスト化、消費電力の増大を招くことなく、簡便であって、効率的かつ高精度に光信号の品質を監視することができる光信号品質監視装置を得ることができる。
【００６０】
また、上記受信識別手段の電気帯域幅を、上記主信号光受信手段の電気帯域幅とほぼ同じ電気帯域幅にすることで、監視信号光は低ビットレートであっても、その符号誤り率特性は高ビットレートの主信号と同じであり。従って、簡便で小型、低消費電力の回路が使用できる。
【００６１】
また、上記受信識別手段の電気帯域幅を、上記主信号光受信手段の電気帯域幅より広い電気帯域幅とすることで、より短時間にＳＤアラームを発出することができる。
【００６２】
また、上記受信識別手段の監視信号を識別する識別閾値を最適閾値からずらして設定することで、より短時間にＳＤアラームを発出することができる。
【００６３】
また、上記監視信号光受信手段は、誤り検出結果として信号劣化アラームを出力し、この監視信号光受信手段と並列に、監視信号光のビットレートと同等かそれ以下の電気帯域幅を有し、帯域制限して識別再生された監視信号の誤り検出結果としてシステム警報転送バイトを出力する他の監視信号光受信手段を備えることで、低い誤り率でＡＰＳバイトを再生することができ、符号誤り率特性は、主信号のそれと全く同じでありながら、扱うべき信号は低ビットレートであるため、ＢＩＰの誤りカウントを行うための回路が、小型、低消費電力、低コストで構成できる。
【００６４】
また、上記光通信システムは、異なる波長の複数の主信号光を増幅する光増幅器を多段中継してなる波長多重システムであって、上記監視信号光受信手段は、受信端に上記波長多重システムにおける光増幅器の利得に応じて通過帯域が設定されるバンドパスフィルタを備えたことで、波長多重システムにおいて予防保全的な監視が可能となる。
【００６５】
また、上記バンドパスフィルタは、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得最低波長に設定されることで、他の波長に比べて最も早く光信号品質が劣化するため、いち早くＳＤアラームを発出することが可能となる。
【００６６】
また、上記バンドパスフィルタは、その通過帯域が上記波長多重システムにおける光増幅器の利得ピーク波長に設定されることで、光信号品質の劣化が他の波長に比べて一番遅くなるため、他の波長の回線が次々に誤りを発生し始める中で最後にＳＤアラームを発出させることができる。すなわち、波長多重システムのレストレーションをＳＤアラームそ行うというような、ネットワークの切断に係わる重要な判断の場合、誤ってＳＤを発出するのを防ぐのに有効である。
【００６７】
また、上記監視信号光送信手段に、上記監視信号光の波長を、隣り合う主信号光の波長の間を離散的に掃引する掃引手段を備えたことで、監視対象の主信号光の近傍の波長での監視が可能となるため、主信号光と監視信号光の光ＳＮＲの差が小さくなり、より高精度の監視が行えるようになる。
【００６８】
また、上記掃引手段は、広帯域な雑音光を発生する光源と、監視信号源と、上記光源に接続されて上記監視信号源と同期した波長掃引信号から発生するステップ状の信号で掃引される波長掃引フィルタと、この波長掃引フィルタで切り取られた上記光源からの雑音光を上記監視信号源により変調する変調器と、この変調器の出力を主信号の波長を横切るときに遮断する光シャッタとを備えたことで、監視対象の主信号光の近傍の波長での監視が可能となり、より高精度の監視が行える回路を構成できる。
【００６９】
また、上記波長掃引フィルタは、主信号光の波長多重間隔の中央になるように周期的な透過ピークが設定されたファブリペロエタロンと、狭帯域で急峻な透過特性を有するチューナブルフィルタとを縦続接続してなることで、優れた波長選択性の波長選択フィルタを構成することが可能となる。
【００７０】
また、上記監視信号光は、同期ディジタルハイアラーキの信号フォーマットを有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視をセクションオーバヘッドのビットインターリーブパリティによる誤り検出で行うことで、効率的かつ正確に信号品質を監視することができる。
【００７１】
さらに、上記監視信号光は、誤り訂正符号を有し、上記誤り検出手段は、光信号の品質監視を誤り訂正符号の復号時の誤り検出で行うこと効率的かつ正確に信号品質を監視することができる。
【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信号光受信装置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信号光受信装置を説明するもので、ＳＤアラーム発出にかかる時間を計算した説明図である。
【図３】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信号光受信装置を説明するもので、ＳＴＭ−３２相当の受信帯域の誤り率とＳＴＭ−１６、およびＳＴＭ−１の誤り率の関係を示す説明図である。
【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信号光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る監視光受信装置における監視光の識別閾値の設定を説明する図である。
【図６】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基本構成を示すフロック図である。
【図７】この発明の実施の形態４の動作を補足説明する計算結果の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の基本構成を示すフロック図である。
【図９】この発明の実施の形態５及び６の説明に供する光スペクトルを示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態７に係る問題点を説明する計算結果の説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態７の説明に供する光スペクトルを示す説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態７に係る光信号品質監視装置の監視光送信装置を示すブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態７に係る波長選択フィルタの動作を説明する特性図である。
【図１４】この発明の実施の形態８に係る光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】光波ネットワークを示す概念図である。
【図１６】従来例による光信号品質監視装置の監視信号光受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  クロック抽出回路、２  直並列変換回路、３，２５  フレーム同期回路、
４  デスクランブル回路、５  ＢＩＰ誤り検出回路、７  ＳＯＨ終端回路、
９  バンドパスフィルタ、２０  ２つの出力を持つポストアンプ、２１  等化フィルタ、２２  識別器、２３，２４  直並列変換回路、３０  識別器１０７の最適閾値と異なる閾値電圧、７０  ＡＳＥ光源、７１  波長選択フィルタ、
７２  ファブリペロエタロン、７３  チューナブルフィルタ、７５  監視信号源、７６  外部変調器、７７  光シャッタ、７８  光ファイバ、８０  フレーム同期回路、８１  ＦＥＣ復号化回路、８２  誤り検出回路、８４  オーバヘッド抽出回路、９５  主信号送信装置、９６  主信号受信装置、９８  監視信号光送信装置、９９  監視信号光受信装置、１０２  フォトダイオード、１０３  プリアンプ、１０４  ポストアンプ、１０５  等化フィルタ、１０７  識別器。
【図１】
0003547622.tif 000005
【図２】
0003547622.tif 000006
【図３】
0003547622.tif 000007
【図４】
0003547622.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003547622.tif 000011
【図８】
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【図９】
0003547622.tif 000013
【図１０】
0003547622.tif 000014
【図１１】
0003547622.tif 000015
【図１２】
0003547622.tif 000016
【図１３】
0003547622.tif 000017
【図１４】
0003547622.tif 000018
【図１５】
0003547622.tif 000019
【図１６】
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