(57)【要約】【課題】  ＳＣＭ伝送方式によるＣＡＴＶの映像信号を始めとするアナログ信号の光伝送において、伝送品質を確保するための適切なモニタリングを実現する。【解決手段】  光伝送路Ｌの光信号からサブキャリア多重化された映像信号成分の強度信号をＬＰＦ２で抽出してＣＰＵ５に供給する。ＢＰＦ３B1〜３Bnは、それぞれ映像信号の周波数帯域を除くように通過帯域を設定し、映像信号成分を含まない雑音成分のみを後段の検波器４D1〜４Dnに供給して各通過帯域における周波数の雑音の強度信号をＣＰＵ５に供給する。ＣＰＵ５は、各強度信号から複数の周波数帯域における相対雑音強度を計算し、雑音の周波数依存性を評価して異常が発生したときの光伝送系の劣化内容を判定し、それを光伝送路Ｌの下流に伝える劣化通知信号を出力する。【選択図】      図１
2006279192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送されるアナログ信号の光信号から当該アナログ信号を含まない複数の周波数帯域における雑音強度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された複数の雑音強度に基づいて前記光信号中の雑音の周波数依存性を評価し、その評価結果により雑音量を増加させた光伝送の劣化内容を判定する処理手段と
を有する伝送品質モニタ装置。
【請求項２】
前記処理手段は、周波数に依存せずに雑音強度が均等に増大したか、あるいは、高い周波数領域における雑音強度が顕著に増大したかによって前記周波数依存性を評価する、請求項１記載の伝送品質モニタ装置。
【請求項３】
前記処理手段は、周波数に依存せずに雑音強度が均等に増大したと評価したときには前記劣化内容を光伝送の伝送路の異常によるものと判定し、高い周波数領域における雑音強度が顕著に増大したと評価したときには前記劣化内容を前記光信号の光源の異常によるものと判定する、請求項２記載の伝送品質モニタ装置。
【請求項４】
前記処理手段は、前記伝送路の異常による劣化内容を当該アナログ信号と雑音との強度比の劣化とし、前記光源の異常による劣化内容を前記光信号における歪特性の劣化とする、請求項３記載の伝送品質モニタ装置。
【請求項５】
前記処理手段が判定した劣化内容を通知する通知信号を当該アナログ信号と併せて光伝送する、請求項１〜４のいずれかの項記載の伝送品質モニタ装置。
【請求項６】
光伝送されるアナログ信号の光信号から当該アナログ信号を含まない複数の周波数帯域における雑音強度を検出する検出過程と、
前記検出過程により検出された複数の雑音強度に基づいて前記光信号中の雑音の周波数依存性を評価し、その評価結果により雑音量を増加させた光伝送の劣化内容を判定する処理過程と
を有する伝送品質モニタ方法。
【請求項７】
光伝送されるアナログ信号の光信号から当該アナログ信号を含まない複数の周波数帯域における雑音強度を検出する検出機能と、
前記検出機能により検出された複数の雑音強度に基づいて前記光信号中の雑音の周波数依存性を評価し、その評価結果により雑音量を増加させた光伝送の劣化内容を判定する処理機能と
をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送を利用する通信において信号の伝送品質を確保するための伝送品質のモニタリング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送による光通信は、大容量で高速な通信を可能とし、その伝送路の光ファイバも低損失で容易に設置可能なものであることから、近年では各方面の通信において実用化が進められてきている。かかる光通信を実現するための光伝送技術については、従来より様々なものが提案されており、例えば、特許文献１では、サブキャリア多重化方式を採用した光伝送ネットワークにおいて、多段接続した各光伝送装置が前段からの信号を適宜レベル制御して中継伝送することにより信号の変調特性を補正する技術が開示されている。一方、特許文献２では、サブキャリア多重信号によるＦＭ一括変調信号で信号光の強度変調をするＦＭ一括変調光伝送方式において、変調時のプリエンファシスと復調時のデエンファシス等によって各サブキャリアの信号対雑音比を等しくする技術が開示されている。また、特許文献３では、入力信号のレベルを制御して発光素子の駆動回路に供給する光送信装置が開示されており、入力信号中のキャリア又は所定の基準信号と雑音とのレベル差に応じて入力信号の増幅器利得を制御し、その増幅器の出力を駆動回路に供給して信号対雑音比を一定に保つものとしている。
【特許文献１】特開平１１−１３６２１３号公報（段落００３１〜段落００７２及び図１〜図８）
【特許文献２】特開平１０−０２２９３０号公報（段落００１０〜段落００２４及び図１〜図９）
【特許文献３】特開平１０−０５１３９８号公報（段落０００１〜段落００２５及び図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような光伝送技術の発達と通信の大容量高速化に対する要請により、今後は光通信の実用化が多方面で進められ、光ファイバを各家庭にまで引き込むＦＴＴＨ（Fiber To The Home）の進展を始めとする光通信網の拡大が推進されている趨勢にある。光通信網においては、もとの情報の信号によって変調した光信号が光ファイバ等を通じて伝送されるが、その伝送品質については、高速デジタル通信方式の国際規格であるＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy（同期デジタル・ハイアラーキ））に準拠する光通信システムが伝送品質モニタの機能を備えるものとなっているので、インターネット等を通じて授受されるデジタル信号形態の情報に関しては一定の伝送品質で光伝送を行うことができるようになっている。
【０００４】
ところが、光通信網を拡大して多種多様な情報を授受しようとすると、授受対象がアナログ信号形態の情報である場合もでてくるので、そのアナログ信号によって変調した光信号を伝送するに当たっての伝送品質が問題になる。例えば、ＣＡＴＶ（CAble TV（ケーブル・テレビ））の映像信号を光伝送する場合には、各チャンネルの映像信号で周波数変調したサブキャリアを多重化し、そのサブキャリア多重信号で光源の光キャリアを強度変調するＳＣＭ（Sub-Carrier Multiplexing（サブキャリア多重））伝送方式が採用されており、伝送する光信号がアナログ信号によって変調されたものとなっている。このＳＣＭ伝送方式のようにアナログ信号を光伝送するときの伝送品質については、モニタリングの機能に関する統一的な規格がなく、伝送品質を保証する技術は確立されていない。
【０００５】
そこで、ＣＡＴＶでは、伝送光のサブキャリア多重信号から１チャンネル分の信号成分が含まれる信号帯域を切り出し、その信号帯域における信号対雑音比や歪成分をモニタリングして伝送品質を維持する対策等が採られている。しかし、かかるモニタリングは大規模なシステムを必要とし、拡大する光通信網中に多用するのも困難であり、現在の光通信によるＣＡＴＶの映像配信においては、加入者から映像の乱れを指摘されて初めて異常が発覚する場合も多い。このため、ＣＡＴＶでは、伝送品質の確保に多大なコストや労力が費やされているのが実情となっている。
【０００６】
さらに、今後のＦＴＴＨの進展によって各家庭が通信キャリアの情報通信局と光ファイバで結ばれ、ＣＡＴＶの映像配信局から通信キャリアの情報通信局を通じて映像信号が光伝送されるようになると、通信キャリア系ネットワークにおいてもＳＣＭ伝送方式によるアナログの映像信号が光伝送され、各家庭には通信キャリアの情報通信局で分配された映像信号が光伝送されることになる。この場合においても伝送品質を如何に確保するかが問題となるが、特に、基幹伝送系となる映像配信局と情報通信局の間のバックボーンにおいては、後に分配される映像信号が光伝送されるので、より上位の伝送品質を確保しなければならず、その伝送品質を保証しなければ各家庭に配信する映像の品質を維持することができない。伝送品質を保証する技術が確立されていない現状では、かかる基幹伝送系に求められる高い伝送品質を確保することは困難であり、適切なモニタリングの技術を確立することが望まれるところである。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ＳＣＭ伝送方式によるＣＡＴＶの映像信号を始めとするアナログ信号の光伝送において、伝送品質を確保するための適切なモニタリングを実現し、より高い伝送品質が求められる場合にも容易に対応することができる伝送品質のモニタリング技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するため、本発明に係る伝送品質モニタ装置は、光伝送されるアナログ信号の光信号から当該アナログ信号を含まない複数の周波数帯域における雑音強度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された複数の雑音強度に基づいて前記光信号中の雑音の周波数依存性を評価し、その評価結果により雑音量を増加させた光伝送の劣化内容を判定する処理手段とを有している。
【０００９】
ここで、前記処理手段は、周波数に依存せずに雑音強度が均等に増大したか、あるいは、高い周波数領域における雑音強度が顕著に増大したかによって前記周波数依存性を評価するものとしてもよい。この場合、前記処理手段は、周波数に依存せずに雑音強度が均等に増大したと評価したときには前記劣化内容を光伝送の伝送路の異常によるものと判定し、高い周波数領域における雑音強度が顕著に増大したと評価したときには前記劣化内容を前記光信号の光源の異常によるものと判定するものとしてもよい。また、前記処理手段は、前記伝送路の異常による劣化内容を当該アナログ信号と雑音との強度比の劣化とし、前記光源の異常による劣化内容を前記光信号における歪特性の劣化とするものとしてもよい。
【００１０】
さらに、本伝送品質モニタ装置においては、前記処理手段が判定した劣化内容を通知する通知信号を当該アナログ信号と併せて光伝送するものとしてもよい。
【００１１】
一方、本発明に係る伝送品質モニタ方法は、光伝送されるアナログ信号の光信号から当該アナログ信号を含まない複数の周波数帯域における雑音強度を検出する検出過程と、前記検出過程により検出された複数の雑音強度に基づいて前記光信号中の雑音の周波数依存性を評価し、その評価結果により雑音量を増加させた光伝送の劣化内容を判定する処理過程とを有している。
【００１２】
また、本発明に係る伝送品質モニタのプログラムは、光伝送されるアナログ信号の光信号から当該アナログ信号を含まない複数の周波数帯域における雑音強度を検出する検出機能と、前記検出機能により検出された複数の雑音強度に基づいて前記光信号中の雑音の周波数依存性を評価し、その評価結果により雑音量を増加させた光伝送の劣化内容を判定する処理機能とをコンピュータに実現させるためのものとなっている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光伝送されるアナログ信号の光信号から当該アナログ信号を含まない複数の周波数帯域における雑音強度を検出し、それらの検出した複数の雑音強度に基づいて前記光信号中の雑音の周波数依存性を評価して光伝送の劣化内容を判定することとしたので、雑音量を増加させた劣化内容を雑音の周波数依存性から判定される劣化内容で特定することができる。これにより、ＳＣＭ伝送方式によるＣＡＴＶの映像信号を始めとするアナログ信号の光伝送において、伝送品質を確保するための適切なモニタリングを実現することができ、高い伝送品質が求められる場合にも容易に対応することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜構成＞
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による伝送品質モニタＭをＣＡＴＶの光伝送系に適用した構成を示した図である。
【００１５】
適用対象の光伝送系は、ＣＡＴＶの映像情報を配信する映像伝送システムにおいて映像信号をＳＣＭ伝送方式により光伝送する部分であり、図示の光伝送路Ｌ及び光増幅器Ａ等によって構成されている。光伝送路Ｌは、光ファイバ等によって構成され、図示せぬＣＡＴＶの映像配信局にある光源から出力される光信号を伝送する。光源からの光信号は、半導体レーザ等によって構成される光源のレーザ出力光を光キャリアとしてアナログのサブキャリア多重信号で光強度変調をした光信号であり、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯、及びＢＳ（Broadcasting Satellite）ないしＣＳ（Communication Satellite）のＩＦ（Intermediate Frequency）帯等に映像信号がサブキャリア多重化されたものとなっている。光増幅器Ａは、光伝送路Ｌ中に介挿された伝送光の増幅器であり、光源側の上流から伝送されてきた光の強度を増幅して下流へ送出する中継器等に設けられる。図１中の光伝送系においては、光伝送路Ｌの左側が上流で右側が下流となっており、光増幅器Ａの出力側に伝送品質モニタＭが設置されている。
【００１６】
伝送品質モニタＭは、図示のようにＯ／Ｅ変換器１、ＬＰＦ２、ＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bn、検波器４D1、４D2、…、４Dn、ＣＰＵ５、Ｅ／Ｏ変換器６及びＯ／Ｅ変換器７を有しており、光分岐器Ｏ1を介して光伝送路Ｌに接続されている。光分岐器Ｏ1は、光伝送路Ｌの伝送光を分岐する光カプラ等によって構成され、これによって光源から伝送されてきた光信号が分岐されて伝送品質モニタＭのＯ／Ｅ変換器１へと供給されるようになっている。
【００１７】
Ｏ／Ｅ変換器１は、光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ（Optical/Electrical）変換器であり、光分岐器Ｏ1から供給される光伝送路Ｌの光信号を映像信号がサブキャリア多重化された電気信号に変換してＬＰＦ２、ＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bnのそれぞれに供給する。ＬＰＦ２は、Ｏ／Ｅ変換器１から供給される電気信号のＤＣ（Direct Current）成分のみを通過させるＬＰＦ（Low Pass Filter（低域通過フィルタ））であり、光信号に含まれている映像信号成分の強度信号を抽出してＣＰＵ５に供給する。この強度信号は、光信号中の光キャリアが示す映像信号成分の振幅値に相当し、その二乗が全映像信号成分の信号強度を示す光キャリアのパワーとなる。
【００１８】
ＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bnは、それぞれ、Ｏ／Ｅ変換器１から供給される電気信号の所定の周波数帯域にある雑音成分のみを通過させるＢＰＦ（Band Pass Filter（帯域通過フィルタ））であり、予め設定された通過帯域における雑音を抽出して検波器４D1、４D2、…、４Dnに供給する。これらのＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bnの通過帯域は、サブキャリア多重化された映像信号の周波数帯域を除くように設定し、それぞれのＢＰＦが映像信号成分を含まないノイズ成分のみを後段の検波器に供給するようにする。
【００１９】
図２は、かかるＢＰＦの通過帯域の設定例を映像信号に係るＲＦ（Radio Frequency）の周波数軸上に表した図であり、図２中のＳＣＭ信号がサブキャリア多重化された映像信号群を示し、ＳＣＭ信号の周波数帯域外にあるＦＢ1、ＦＢ2、ＦＢ3、…がそれぞれＢＰＦ３B1、３B2、３B3、…の設定通過帯域例を示している。伝送品質モニタＭにおいては、このように通過帯域を設定した複数の帯域通過フィルタによって複数の周波数帯域における雑音をそれぞれ抽出する。
【００２０】
例えば、９０ＭＨｚ〜２２０ＭＨｚのＶＨＦ帯、４７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚのＵＨＦ帯、及びＢＳないしＣＳの１０３６ＭＨｚ〜２６０２ＭＨｚのＩＦ帯に映像信号がサブキャリア多重化されている場合には、次のように４種類の通過帯域を設定したＢＰＦ３B1〜３B4を伝送品質モニタＭ内に設けるものとしてもよい。
・ＢＰＦ３B1：５０ＭＨｚ〜６０ＭＨｚを通過帯域に設定したＢＰＦ
・ＢＰＦ３B2：３００ＭＨｚ〜３２０ＭＨｚを通過帯域に設定したＢＰＦ
・ＢＰＦ３B3：８００ＭＨｚ〜８４０ＭＨｚを通過帯域に設定したＢＰＦ
・ＢＰＦ３B4：２７００ＭＨｚ〜２７５０ＭＨｚを通過帯域に設定したＢＰＦ
これらのＢＰＦ３B1〜３B4によれば、映像信号の周波数帯域を包含するＲＦ周波数領域内における雑音のみの周波数特性を得ることができる。詳細は後述するが、伝送品質モニタＭにおいては雑音の周波数依存性を評価するので、ＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bnの通過帯域としては、映像信号の周波数帯域との関係を考慮しつつ雑音の周波数依存性を評価するのに適した雑音成分帯域を適宜選定して設定するものとしてよい。
【００２１】
検波器４D1、４D2、…、４Dnは、それぞれ、ＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bnを通過した雑音を検波してＣＰＵ５に供給する検波器であり、前段のＢＰＦの通過帯域における周波数で検波した雑音成分の強度信号をＣＰＵ５に供給する。雑音成分は、ＬＰＦ２を通過するＤＣ成分とは違って時間軸上で常に変動するので、その振幅値をＣＰＵ５に供給するのに適した強度信号として測定するために検波器４D1〜４Dnが設けられている。これによってＣＰＵ５に供給される強度信号は、光信号中に含まれている雑音のうちの各検波周波数によって検出された雑音成分の振幅値に相当し、その二乗が各雑音成分の雑音強度を示す光信号中の雑音パワーとなる。
【００２２】
ＣＰＵ５は、ＬＰＦ２からの映像信号成分の強度信号とＢＰＦ３B1〜３Bn及び検波器４D1〜４Dnからの雑音成分の強度信号に基づいて雑音パワーの変動を監視し、光伝送系における伝送品質をモニタリングする伝送品質モニタ処理を行う処理手段であり、その処理の実行に必要な演算部、記憶部及び制御部等を有している。ＣＰＵ５の記憶部には、伝送品質モニタ処理の処理手順を規定したプログラムが格納されており、そのプログラムをＣＰＵ５において実行することによりＲＩＮ（Relative Intensity Noise（相対雑音強度））の計算、初期値との比較、雑音の周波数依存性評価並びに各種異常の検知及び通知等を含む伝送品質モニタ処理が行われる。ここにいうＲＩＮは、各周波数の雑音強度を信号強度で正規化した相対的な雑音強度（各周波数における雑音の光キャリアに対する相対的な強度）であり、光キャリアのパワーの変動によって雑音パワーも変動することから、雑音の周波数依存性を評価するパラメータとして利用されるものである。また、初期値とは、伝送品質モニタＭを設置した当初の何等異常が発生していない状態でのＲＩＮの値であり、予めＣＰＵ５の記憶部に記憶させておく。これらによる伝送品質モニタ処理の具体的内容については後述の動作説明で明らかにするが、ＣＰＵ５は、伝送品質モニタ処理によって異常を検知すると、その異常による光伝送系の劣化内容を通知する劣化通知信号をＥ／Ｏ変換器６に出力するものとなっている。
【００２３】
Ｅ／Ｏ変換器６は、電気信号を光信号に変換するＥ／Ｏ（Electrical/Optical）変換器であり、ＣＰＵ５から出力された劣化通知信号を光キャリアの波長とは異なる波長の光信号に変換し、光伝送路Ｌに設けられた光合波器Ｏ2に出力する。例えば、損失の少ない１．３μｍ波長が光キャリアの波長として使用されていない場合には、Ｅ／Ｏ変換器６が劣化通知信号を波長１．３μｍの光信号に変換して出力するものとしてもよい。光合波器Ｏ2では、劣化通知信号がＥ／Ｏ変換された光信号（以下「劣化通知光信号」という。）を光伝送路Ｌの伝送光に合波し、光源からの光信号と併せて下流に伝送する。
【００２４】
このような劣化通知光信号は、他の箇所に設置した伝送品質モニタからも出力されて伝送されてくる。すなわち、図１に示した伝送品質モニタＭは、光増幅器Ａがある中継器等の箇所に設置されているが、その設置箇所や設置数は任意であり、同様の伝送品質モニタをさらに上流に設置した場合には、伝送品質モニタＭよりも上流から劣化通知光信号が伝送されてくることがある。このため、光伝送路Ｌには、その上流からの劣化通知光信号を分波する光分波器Ｏ3が設けられており、光分波器Ｏ3で分波された劣化通知光信号が伝送品質モニタＭのＯ／Ｅ変換器７へと供給されるようになっている。
【００２５】
Ｏ／Ｅ変換器７は、光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器であり、光分波器Ｏ3から供給される劣化通知光信号を電気信号の劣化通知信号に変換してＣＰＵ５に供給する。これにより、ＣＰＵ５においては、伝送品質モニタＭよりも上流で異常が検知されたか否かを把握できるようになっている。なお、劣化通知光信号は、光増幅器Ａの上流で分波されて下流で合波されるものとなっているので、光源からの光信号を光増幅器Ａで増幅して送出する中継動作に対しては何等影響を与えずに伝送することができる。
【００２６】
＜動作＞
１．劣化内容の判定アルゴリズム
次に、上記構成による伝送品質モニタＭの動作について説明する。伝送品質モニタＭは、上述したように雑音パワーの変動を監視して伝送品質をモニタリングする伝送品質モニタ処理の動作を行うが、その処理動作において雑音の周波数依存性を評価して光伝送系の劣化内容に応じた異常を検知する。光伝送系の劣化内容は、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio（搬送波対雑音強度比））の劣化と２次歪（ＣＳＯ（Composite Second Order））特性に代表される歪特性の劣化とに大別されるので、伝送品質モニタ処理では、それらの劣化内容を雑音の周波数依存性から判定する。そこで、具体的な処理動作を説明する前に、雑音の周波数依存性から劣化内容を判定する判定アルゴリズムについて以下に説明することにする。
【００２７】
光ファイバによる光伝送において雑音が増加する要因としては、その光伝送路における多重反射による雑音の増加が挙げられる。多重反射は、光ファイバの接続点（コネクタ、スプライス等）や二重レイリー散乱が主な要因となって発生し、それによる光伝送路の反射特性は、光伝送路全体の反射を等価な１箇所での反射にまとめて表した等価反射率をパラメータとして評価される。光伝送路の反射特性が劣化して（反射が増加して）等価反射率が増加すると雑音の量も増加するが、その雑音量増加は、光伝送系の雑音特性において周波数に関係なく一様な増加を示し、光キャリアのパワーと全雑音パワーの比であるＣＮＲを劣化させる。
【００２８】
また、光伝送系の雑音特性は、変調時の光源の線幅にも依存する。光源の線幅は、そのレーザの広がりを示すＦＷＨＭ（Full Width at Half Maximum（半値全幅））をパラメータとするチャープ特性によって評価される。ＳＣＭ伝送方式では、光源のレーザ出力光をアナログのサブキャリア多重信号で強度変調しているが、アナログ信号によってレーザを直接電流駆動する場合には、そのレーザのスペクトルが広がったときのチャープ特性の劣化が２次歪等の歪みを発生させる最大の要因となり、２次歪特性の劣化を引き起こす。チャープ特性が劣化してＦＷＨＭが増加すると、ＦＷＨＭの増加に反比例して２次歪特性が劣化する（光源の線幅が広がるほど歪みの特性が劣化する）ことになり、それによる雑音特性への影響は、より高い周波数の側において顕著に現れ、雑音特性の周波数依存性が変化する。したがって、正常であった光源が劣化して当初は狭かった線幅が広くなったりすると、それに応じて雑音の周波数依存性が変わってくる。
【００２９】
図３は、光伝送系の雑音特性の例を示した図であり、横軸をＲＦ周波数、縦軸を各周波数のＲＩＮ（相対雑音強度）として、いくつかの等価反射率とＦＷＨＭでの雑音特性を示したものである。図中のＲｅｑは等価反射率を表し、上段の２つの雑音特性が等価反射率＝−２５ｄＢの場合の雑音特性、下段の２つの雑音特性が等価反射率＝−３２ｄＢの場合の雑音特性となっており、それぞれの破線で示した方がＦＷＨＭ＝０．５ＧＨｚのときの雑音特性、実線で示した方がＦＷＨＭ＝１ＧＨｚのときの雑音特性となっている。
【００３０】
この図に示したように、例えば、光伝送路の反射特性が劣化して等価反射率が−３２ｄＢから−２５ｄＢに増加したとすると、ＦＷＨＭが０．５ＧＨｚないし１ＧＨｚで一定であれば雑音は周波数に関係なく一様に増加している。一方、チャープ特性が劣化してＦＷＨＭが０．５ＧＨｚから１ＧＨｚに増加したとすると、等価反射率が−３２ｄＢないし−２５ｄＢで一定であれば高い周波数の側で雑音が増加し、全体としては周波数依存性が小さくなるように雑音特性が変化している。
【００３１】
以上のことから、光伝送路の反射特性が劣化してＣＮＲが劣化すると、周波数に依存することなく一様に雑音が増加しており、光源のチャープ特性が劣化して２次歪特性が劣化すると、高い周波数領域の雑音が顕著に増加して雑音特性全体は周波数依存性がなくなるような方向に変化している、ということができる。そしてさらに、光伝送路での損失が増加し、中継器等の光増幅器に入力する光信号のパワーが減少すると、雑音が全体的に増加することになるので、周波数に関係なく一様に雑音の量が増加し、反射特性が劣化した場合と同様にＣＮＲが劣化することになる。
【００３２】
したがって、雑音の周波数依存性に基づく劣化内容の判定は、次のような判定アルゴリズムによって行うことができる。
・全周波数の雑音パワーが概ね均等に増大した場合 → 伝送路の異常 → ＣＮＲ劣化
・高い周波数領域の雑音パワーの増大が顕著な場合 → 光源の異常 → 歪特性劣化
ここで、伝送路の異常は、反射特性の劣化と損失の増加の双方を含む光伝送路の劣化に対応する異常であり、光源の異常は、光源のチャープ特性の劣化に対応する異常である。また、雑音パワーについては、異常がないときでも光キャリアのパワーが変動すると変動してしまうので、雑音強度を信号強度で正規化したＲＩＮによって変動を監視する。
【００３３】
２．伝送品質モニタ処理
伝送品質モニタＭは、伝送品質モニタ処理において上述の判定アルゴリズムにより光伝送系の劣化内容を判定する。図４は、その伝送品質モニタ処理の処理手順を示したフローチャートである。この処理手順は、ＣＰＵ５の記憶部に格納されている上記プログラムに規定されており、ＣＰＵ５を主体として以下のように実行される。
【００３４】
伝送品質モニタ処理では、まず、光信号に含まれる映像信号成分の信号強度と雑音成分の雑音強度を検出する（ステップＳ1）。信号強度は、ＣＰＵ５がＬＰＦ２からの映像信号成分の強度信号を二乗して検出し、雑音強度は、ＣＰＵ５がＢＰＦ３B1〜３Bn及び検波器４D1〜４Dnからの各雑音成分の強度信号を二乗して検出する。そして、検出した信号強度と雑音強度からＣＰＵ５がＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bnのそれぞれの設定通過帯域における周波数のＲＩＮを計算する（ステップＳ2）。これにより、映像信号がない複数の周波数帯域における雑音パワーを表す値が得られ、上記図３の雑音特性でいえば、ＲＦ周波数軸上の複数の点に対応するＲＩＮの値が得られることになる。
【００３５】
次に、ＣＰＵ５は、得られたＲＩＮの値を記憶部に予め記憶されている初期値と比較する（ステップＳ3）。記憶部にある初期値は、上述したように何等異常が発生していない状態でのＲＩＮの値なので、ＣＮＲや２次歪特性が劣化したかどうかの判断基準値となり、各周波数のＲＩＮの値が初期値と比較して増加しているか否かによって光伝送系に何等かの劣化があるか否かをＣＰＵ５が判断する（ステップＳ4。なお、この判断をするため、ＣＰＵ５がＲＩＮを計算するＢＰＦ３B1、３B2、…、３Bnのそれぞれの設定通過帯域における周波数についてＲＩＮの初期値を予め記憶しておく。）。ここでＲＩＮの値が初期値と同一であり、あるいは、同一とみなせる程度の差しかないような場合には、再び信号強度と雑音強度を検出して同様の処理を繰り返す（ステップＳ4での判断結果が“ＮＯ”となり、ステップＳ1に戻って上記同様の処理を行う。）。これにより、光伝送系に何等かの異常による劣化が生じない限り、ＣＰＵ５が随時ＲＩＮを計算して雑音パワーの変動を監視し続ける。
【００３６】
今、光伝送系に何等かの異常が発生し、光信号中の雑音が増大したとすると、得られるＲＩＮの値が初期値よりも増加したものとなり、ＣＰＵ５は、光伝送系に何等かの劣化があると判断する（ステップＳ4での判断結果が“ＹＥＳ”になる。）。すると、ＣＰＵ５は、そのときのＲＩＮの値から劣化に周波数依存性があるか否かを判断する（ステップＳ5）。すなわち、ＣＰＵ５は、その時点で得られている各周波数のＲＩＮの値と初期値との差から特定される雑音量の増加に基づき、増大した雑音の周波数依存性を評価して上記判定アルゴリズムによる劣化内容の判定を行う。
【００３７】
この劣化内容の判定において、高い周波数領域の雑音パワーの増大が顕著である（雑音特性全体は周波数依存性がなくなるような方向に変化している）と判定される場合には、ＣＰＵ５が劣化に周波数依存性があると判断し、その劣化をチャープ特性が劣化したことによる光源の異常として検知する（ステップＳ5での判断結果が“ＹＥＳ”となってステップＳ6へと進む。）。これにより、ＣＰＵ５が光源の異常による２次歪特性の劣化を通知する劣化通知信号をＥ／Ｏ変換器６に出力し、Ｅ／Ｏ変換器６から光合波器Ｏ2を介して２次歪特性の劣化を伝える劣化通知光信号が下流へと伝送され（ステップＳ7）、伝送品質モニタ処理は終了する。
【００３８】
一方、劣化内容の判定において、全周波数の雑音パワーが概ね均等に増大したと判定される場合には、ＣＰＵ５が劣化に周波数依存性がないと判断し、その劣化を伝送路の異常として検知する（ステップＳ5での判断結果が“ＮＯ”となってステップＳ8へと進む。）。これにより、ＣＰＵ５が光伝送路Ｌの異常によるＣＮＲの劣化を通知する劣化通知信号をＥ／Ｏ変換器６に出力し、Ｅ／Ｏ変換器６から光合波器Ｏ2を介してＣＮＲの劣化を伝える劣化通知光信号が下流へと伝送され（ステップＳ9）、伝送品質モニタ処理は終了する。
【００３９】
以上のようにして下流に伝送された劣化通知光信号は、光伝送系を管理する所定の管理局等において受信し、その劣化通知信号が示す劣化内容に応じた措置を適宜執るようにしてもよい。例えば、劣化内容が２次歪特性の劣化である場合には、映像配信局にある光源をチェックすればよく、劣化内容がＣＮＲの劣化である場合には、光伝送路Ｌの光ファイバ等をチェックすればよい。上述した伝送品質モニタＭでは、単に信号強度や雑音強度を監視しているのではなく、雑音の周波数依存性から光伝送系の劣化内容まで判定しているので、このように異常が発生したときのチェックすべき箇所を特定することが可能になり、光伝送系のメンテナンスを容易に行うことができる。特に、光源の異常については、単に信号強度や雑音強度を監視しているだけでは検知することができないので、その異常を検知することが可能な上記伝送品質モニタＭによれば、メンテナンスに要するコストや労力を大幅に低減し、ＣＡＴＶの伝送品質を容易に確保することが可能になる。
【００４０】
さらに、劣化通知信号は、異常が検知された区間を特定する情報を含ませることにし、光伝送系中で障害が発生している区間を特定できるようにしてもよい。すなわち、上記伝送品質モニタＭと同様の伝送品質モニタを光伝送系中の複数箇所に設け、それぞれの伝送品質モニタがその設置箇所や１つ上流の伝送品質モニタとの間の区間等を示す区間特定情報を上記劣化通知信号中に含めるようにする。これにより、劣化通知信号を受けた管理局等では、区間特定情報から異常が発生している障害発生区間を特定することができ、チェックすべき箇所をさらに具体的に特定して迅速かつ容易に措置を執ることが可能になる。
【００４１】
また、このように複数の伝送品質モニタを設置した場合において、上流の伝送品質モニタから下流の伝送品質モニタＭに劣化通知光信号が伝送されてきたときには、その劣化通知光信号が光分波器Ｏ3で分波されてＯ／Ｅ変換器７へと供給され、上流からの劣化通知信号がＣＰＵ５に供給される。このとき、ＣＰＵ５は、上述した伝送品質モニタ処理を実行することなく、上流から受けた劣化通知信号をＥ／Ｏ変換器６に出力し、光合波器Ｏ2を介して上流からの劣化通知光信号を中継するものとしてもよい。
【００４２】
なお、ＣＰＵ５が行う各処理動作は、プログラムに規定された処理手順の実行なので、パーソナル・コンピュータやサーバ、ワークステーション等のコンピュータに映像信号成分や雑音成分の強度信号を上記同様に供給し、そのコンピュータに同様のプログラムを実行させることによって行うものとしてもよい。
【００４３】
＜まとめ＞
以上の伝送品質モニタは、ＳＣＭ伝送方式によってＣＡＴＶの映像信号を光伝送する場合に限らず、他のアナログ信号を光伝送する場合においても適用することが可能であり、伝送光がアナログ信号によって変調されている光伝送に広く適用することができ、それぞれの光伝送における異常によって発生する劣化内容の判定に利用することができる。特に、上記伝送品質モニタ処理は、アナログ信号に特化される歪みの検出が可能な判定アルゴリズムを採用しているので、その判定アルゴリズムによる劣化内容の判定機能を備えた伝送品質モニタによれば、アナログ信号の光伝送において伝送品質を確保するための適切なモニタリングを実現することができる。
【００４４】
また、その劣化内容の判定機能は、ＣＰＵ等の演算処理手段による動作を主体として実現されるので、大規模なシステムは必要とせず、拡大する光通信網中に多用するのも容易である。そして以上のことから、上記伝送品質モニタは、より高い伝送品質が求められる場合にも容易に対応することができ、ＦＴＴＨの進展により通信キャリア系ネットワークでもＳＣＭ伝送方式による映像信号の光伝送が行われ、その基幹伝送系に高い伝送品質が求められるようになった場合にも極めて有効なモニタリング技術として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態による伝送品質モニタＭをＣＡＴＶの光伝送系に適用した構成を示した図である。
【図２】伝送品質モニタＭのＢＰＦ３B1、３B2、３B3、…の通過帯域の設定例をＲＦ周波数軸上に表した図である。
【図３】光伝送系の雑音特性の例を示した図である。
【図４】伝送品質モニタＭによる伝送品質モニタ処理の処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
２  ＬＰＦ（低域通過フィルタ）
３B1〜３Bn  ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）
４D1〜４Dn  検波器
５  ＣＰＵ
Ｍ  伝送品質モニタ
Ｌ  光伝送路
【図１】
2006279192.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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