(57)【要約】【課題】高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することを課題とする。【解決手段】ＯＳＮＲ測定装置は、光受信器により受信された受信光が位相変調された位相変調信号を予め定められた帯域幅に基づいて分波する分波器から帯域幅を取得する。そして、ＯＳＮＲ測定装置は、遅延干渉部から遅延時間量を取得し、光検出器から光パワーを取得する。また、ＯＳＮＲ測定装置は、信号識別を実施する識別器からビットレートを取得する。そうして、ＯＳＮＲ測定装置は、取得された帯域幅と、遅延時間量と、光パワーと、ビットレートに基づいて、光信号対雑音比を計算する。【選択図】図２
2011024189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた帯域幅に基づいて分波された光信号を所定の干渉計を用いて干渉させる干渉計と、前記干渉計から出力された光信号の光パワーに応じて電流を出力する光検出器とを有する光受信器と、
前記光受信器の光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記帯域幅取得手段に取得された帯域幅とに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、
を有することを特徴とするＯＳＮＲモニタ装置。
【請求項２】
前記ＯＳＮＲ計算手段は、「Ｂ」を前記帯域幅、「Ｐ１」および「Ｐ２」を前記光パワー、前記光信号対雑音比をＯＳＮＲとした場合、以下の式によって算出することを特徴とする請求項１に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【数１】
2011024189.tif 000012
【請求項３】
位相変調された位相変調信号が予め定められた帯域幅に基づいて分波された位相変調信号を分岐し、所定時間量遅延させた一方の信号と遅延させていない他方の信号とを干渉させる遅延干渉計と、前記遅延干渉計から出力された位相変調信号の受光パワーに応じて電流を出力する光検出器とを有する位相変調受信器と、
前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記遅延干渉計から遅延時間量を取得する遅延時間量取得手段と、
前記位相変調受信器の光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記位相変調受信器が位相変調信号を受信するビットレートを取得するビットレート取得手段と、
前記帯域幅取得手段により取得された帯域幅と、前記遅延時間量取得手段により取得された遅延時間量と、前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記レート取得手段により取得されたビットレートに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、
を有することを特徴とするＯＳＮＲモニタ装置。
【請求項４】
前記ＯＳＮＲ計算手段は、「Ｂ」を前記帯域幅、「ｔ」を前記遅延時間量と前記ビットレートとの積、「Ｐ１」および「Ｐ２」を前記光パワー、前記光信号対雑音比をＯＳＮＲとした場合、以下の式によって算出することを特徴とする請求項３に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【数２】
2011024189.tif 000013
【請求項５】
予め定められた帯域幅を有する光フィルタから前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光フィルタをと透過した光信号を分岐し、所定時間量遅延させた一方の信号と遅延させていない他方の信号とを干渉させ、電流を出力する光検出器に出力する遅延干渉部から遅延時間量を取得する遅延時間量取得手段と、
前記遅延干渉部により出力された光信号が入力される光検出器から前記光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記光検出器から出力された電流を電圧変換し、所定の振幅まで増幅させる増幅器と、
前記増幅器の出力信号の識別を実施する識別器からビットレートを取得するビットレート取得手段と、
前記帯域幅取得手段により取得された帯域幅と、前記遅延時間量取得手段により取得された遅延時間量と、前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記レート取得手段により取得されたビットレートに基づいて、光信号対雑音比を計算する計算手段と、
を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＳＮＲモニタ装置およびＯＳＮＲ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、送信器から光信号を送出し、伝送路である光ファイバーを伝搬して受信器に受信される光通信システムが使用されており、このような光通信システムでは、伝送路の損失を補償するために光増幅器が使用されている。
【０００３】
また、光通信システムで利用される光増幅器の配置形態としては、送信器の出力側に配置されるポストアンプ、受信器の手前に配置されるプリアンプ、または多段中継する場合に用いられるインラインアンプなどがあげられる。現在、1550ｎｍ帯の光通信システムにおいては、光増幅器としてエルビウムドープドファイバを用いたＥＤＦＡ(Erbium-Doped  Fiber  Amplifier)が広く用いられている。
【０００４】
さらに、インターネットの普及による通信需要の増加に伴い、光増幅器の広帯域性を生かした波長多重（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）システムが開発された。近年では、光伝送ネットワークを柔軟に効率よく運用するために、図２７に示すような、ＷＤＭシステムと波長ルーチング技術を組み合わせたＲＯＡＤＭ（Reconfigurable  Optical  Add/Drop  Multiplexer）システムが、都市内（メトロ）リングネットワークに導入されている。このＲＯＡＤＭシステムは、光分岐カプラ、光スイッチ、波長合分波器などの光部品で構成され、これらの光部品の損失を補償するためにも光増幅器が使用されている。
【０００５】
このようなＲＯＡＤＭシステムでは、光増幅器の増幅光として、増幅された光信号と増幅された自然放出光(ＡＳＥ  :  Amplified  Spontaneous  Emission)とを出力する。このＡＳＥは、ランダムに発生して信号光と干渉するため、光通信システムにおける雑音成分となっている。すなわち、ＲＯＡＤＭシステムにおける光受信器の性能は、この雑音成分によって制限されることとなり、光通信システムでは、光信号成分と雑音成分を測定することが重要である。通常、光受信器の性能は、光信号成分と雑音成分の比で算出される光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）耐力で表される。
【０００６】
また、ブロードバンドアクセス網においては、ＦＴＴＨ（Fiber  To  The  Home)の普及により、音声から大容量を必要とする映像データの需要が増加しており、ＷＤＭシステムにおける１波長当たりの伝送レートは、１０Gbpsから４０Gbpsにシフトしつつある。伝送レートが４０Gbps以上の光通信システムでは、伝送レートが１０Gbpsの場合と比較して、１ビット幅のパルス間隔が狭く、信号の周波数帯域が広い。そのため、伝送レートが４０Gbps以上の光通信システムでは、光増幅器の雑音、伝送路光ファイバーの波長分散、偏波分散などの影響を受け、伝送特性の劣化が大きくなる。
【０００７】
これらのことから、従来の光強度調方式（ＯＯＫ  :  On  Off  Keying）とは異なる方式として、例えば、雑音耐力や分散耐力に優れた差動位相偏移変調（ＤＰＳＫ  :  Differential  Phase  Shift  Keying）、差動４値位相偏移変調（ＤＱＰＳＫ  :  Differential  Quadrature  Phase  Shift  Keying）などの光変調方式が採用されている。なお、ＤＰＳＫ変調方式の種類としては、ＮＲＺ-ＤＰＳＫ（Non  Return  to  Zero-DPSK）などの変調方式があげられる。
【０００８】
ここで、上記した様々な位相変調方式を従来のＲＯＡＤＭシステムに採用した場合のＯＳＮＲの算出手法について説明する。まず、ＯＳＮＲの計算式について説明する。ＯＳＮＲの計算式は、式（１）に示すように、光信号出力パワー（Psig［mW］）と0.1ｎｍ帯域の信号波長におけるＡＳＥパワー（Pase，0.1nm［mW］）の比で表すことができる。
【０００９】
【数１】
2011024189.tif 000003
【００１０】
次に、式（１）に示した光信号出力パワー（Psig［mW］）とＡＳＥパワー（Pase，0.1nm［mW］）について説明する。図２７に示したＲＯＡＤＭノードのプリアンプにＷＤＭ用ＥＤＦＡを採用した場合に、ＷＤＭ用ＥＤＦＡから出力される出力スペクトル、すなわち、増幅させられて分波器に入力されるスペクトルを図２８に示す。なお、図２８は、従来技術に係る光通信システムにおいて増幅させられて分波器に入力されるスペクトルの例を示す図である。
【００１１】
例えば、ＷＤＭ用ＥＤＦＡでは、図２８に示すように、1550ｎｍ帯の信号を増幅させるとともに、約４０ｎｍにわたり広帯域なＡＳＥを発生させる。このようなＷＤＭ用ＥＤＦＡを多段中継する長距離伝送光システムであるＲＯＡＤＭシステムでは、このＡＳＥがＷＤＭ用ＥＤＦＡを通過するたびに増加していく。
【００１２】
一方、ＲＯＡＤＭシステムにおける各受信器では、ＷＤＭ用ＥＤＦＡから出力されたスペクトルが波長分波器で分波された１波のスペクトル、例えば、図２９に示すような、光信号とＡＳＥとが重畳されたスペクトルを受信する。なお、図２９は、従来技術に係る光通信システムにおける波長分波器で分波されたスペクトルを示す図である。
【００１３】
したがって、ＯＳＮＲを求めるためには、図２９のような、受信器で受信される光スペクトルを光スペクトラムアナライザーで測定し、測定された光スペクトルから光信号パワーとＡＳＥパワーを分離して得られたそれぞれの光パワー値を式（１）に代入して計算する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−０９８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記した従来の技術では、光学構成が複雑で高価な光スペクトルアナライザーを用いる必要があるという課題があった。また、信号変調時に信号スペクトルが広がるので、光信号パワーとＡＳＥパワーとを分離するのが難しく、測定精度が悪いという課題があった。
【００１６】
例えば、ＤＱＰＳＫ１ビット時間＝1/21.5ＧＨｚ、光ファイバー帯域幅f-3dB＝0.26ｎｍ、ＯＳＮＲ＝20dBとした場合の信号変調時に信号スペクトルを図３０に示す。図３０の（１）に示すスペクトルは、ＡＳＥスペクトルを示す変調時の信号スペクトルであり、図３０の（２）に示すスペクトルは、0.26ｎｍの分波器透過後の信号スペクトルである。受信器に受信（ＤＲＯＰ）された信号、または、送信器により送信（ＡＤＤ）された信号は、図３０の（２）に示すように、横の帯域がカットされるので、これだけではこの信号がＡＳＥであるかどうかを判断することができない。つまり、信号変調時の信号スペクトルから光信号パワーとＡＳＥパワーとを分離するのが難しいので、測定精度も悪くなる。なお、図３０は、従来技術に係る光通信システムにおける信号変調時に信号スペクトルを示す図である。
【００１７】
また、光伝送品質のモニタ方法としてＢＥＲ（Bit  Error  Rate）を測定する方法もあげられるが、この方法では、ＯＳＮＲ劣化の他に、波長分散、ＰＭＤ（偏波モード分散：Polarization-Mode  Dispersion）、ＸＰＭ（相互位相変調：Cross  Phase  Modulation）、ＦＷＭ（４光波混合：Four-Wave  Mixing）等の劣化も含まれてしまうため、ＯＳＮＲを正確にモニタできないという課題があった。
【００１８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することが可能であるＯＳＮＲモニタ装置およびＯＳＮＲ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願が開示するＯＳＮＲモニタ装置は、予め定められた帯域幅に基づいて分波された光信号を所定の干渉計を用いて干渉させる干渉計と、前記干渉計から出力された光信号の光パワーに応じて電流を出力する光検出器とを有する光受信器と、前記光受信器の光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記帯域幅取得手段に取得された帯域幅とに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本願が開示するＯＳＮＲ測定装置は、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置を有する光通信システムの全体構成を示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置を含むＯＳＮＲモニタの構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置によるＯＳＮＲ測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、光フィルタを有する光受信器を用いた場合のＯＳＮＲモニタを示す図である。
【図５】図５は、ＯＳＮＲモニタを受信器として利用した場合の構成例を示す図である。
【図６】図６は、ＯＳＮＲモニタを内部に有する光受信器の例を示す図である。
【図７】図７は、光フィルタ結果を用いてＯＳＮＲ測定を行うＯＳＮＲモニタを内部に有する光受信器の例を示す図である。
【図８】図８は、実施例４に係る光通信システムのＯＳＮＲモニタの構成について説明する図である。
【図９】図９は、ＤＰＳＫ送信器の構成を示す図である。
【図１０】図１０は、ＬＤ光源と位相変調光の位相状態を示す図である。
【図１１】図１１は、位相変化と光出力の関係を示す図である。
【図１２】図１２は、光路Ａと光路Ｂの出力位相とＰＤ１、ＰＤ２への光出力状態遷移を示す図である。
【図１３】図１３は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔとＰＤ１とＰＤ２で受光される位相変調信号、ＡＳＥの関係を示す図である。
【図１４−１】図１４−１は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．８にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図である。
【図１４−２】図１４−２は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．６にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図である。
【図１４−３】図１４−３は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．４にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図である。
【図１４−４】図１４−４は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．２にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図である。
【図１４−５】図１４−５は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図である。
【図１５】図１５は、Ｐ１とＰ２の差ΔＰとＯＳＮＲの関係を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例４に係るＯＳＮＲモニタによる運用開始前のＯＳＮＲ測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施例４に係るＯＳＮＲモニタによる通常運用時のＯＳＮＲ測定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、ＤＰＳＫ送信器のプリコード前データをＡｌｌ「０」に設定した場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定した場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、増幅器と識別器／タイミング生成器とを含むＤＰＳＫ受信器を示す図である。
【図２１】図２１は、光フィルタを有するＯＳＮＲモニタの構成を示す図である。
【図２２】図２２は、実施例８に係るＯＳＮＲモニタの全体構成を示す図である。
【図２３】図２３は、実施例９に係るＯＳＮＲ補償のフィードバック制御の全体構成を示す図である。
【図２４】図２４は、ＯＳＮＲ補償のフィードバック制御の流れを示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、分散補償とＯＳＮＲのフィードバック制御によって伝送品質を検出する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、シングルドライブ用位相変調器の構成を示す図である。
【図２７】図２７は、従来技術に係る光通信システムの全体構成を示す図である。
【図２８】図２８は、従来技術に係る光通信システムにおいて増幅させられて分波器に入力されるスペクトルの例を示す図である。
【図２９】図２９は、従来技術に係る光通信システムにおける波長分波器で分波されたスペクトルの例を示す図である。
【図３０】図３０は、従来技術に係る光通信システムにおける信号変調時に信号スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本願が開示するＯＳＮＲモニタ装置およびＯＳＮＲ測定装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２３】
［光通信システムの全体構成］
まず、図１を用いて、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置を有する光通信システムの全体構成について説明する。図１は、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置を有する光通信システムの全体構成を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、この光通信システムは、複数のＲＯＡＤＭノードが光ファイバーを用いた伝送路で接続されており、それぞれのＲＯＡＤＭノード間には、伝送路の損失を補償するためのインラインアンプが設けられている。
【００２５】
また、各ＲＯＡＤＭノードには、出力側（送信機側）にポストアンプ、入力側（受信器の手前）にプリアンプが配置され、プリアンプとポストアンプの間に、分波器、光スイッチ、可変減衰器、合波器が配置されている。なお、分波器は、受信した受信光をチャネルごとに分波して光スイッチに出力する。光スイッチは、トランスポンダなどのインタフェースを介して光送信器や光受信器などに接続され、光送信器からＡＤＤ（挿入）された信号を可変減衰器に出力したり、分波器により分波された光信号を光受信器にＤＲＯＰ（分岐）したりする。可変減衰器は、減衰量が可変でき、信号を適切な信号レベルに減衰させて合波器に出力し、合波器は、可変減衰器から出力された信号レベルをチャネルごとに受け付けて合波し、接続されるＲＯＡＤＭノードに出力する。
【００２６】
このような光通信システムにおけるＯＳＮＲ測定装置は、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。また、ＯＳＮＲ測定装置は、イーサネット（登録商標）などのネットワークを介して、測定したＯＳＮＲを管理装置などに出力する。
【００２７】
具体的に例を挙げると、ＯＳＮＲ測定装置は、光受信器により受信された受信光を予め定められた帯域幅に基づいて分波する分波器（ＷＤＭ  ＤＭＵＸ）で使用されている帯域幅（Ｂ（ｎｍ））を取得する。また、ＯＳＮＲ測定装置は、分波器によって分波された信号をＭＺ型干渉計（マッハツェンダー型干渉計）などの遅延干渉計に入力し、遅延干渉計から出力された光信号の光パワー（Ｐ１、Ｐ２（ｍＷ））を取得する。
【００２８】
そうして、ＯＳＮＲ測定装置は、取得した帯域幅（Ｂ（ｎｍ））、光パワー（Ｐ１、Ｐ２（ｍＷ））とから、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を測定する。
【００２９】
このように、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置は、光通信システムが有する分波器と光受信器の光検出器とから、ＯＳＮＲ測定に必要な情報を取得してきて、ＯＳＮＲを測定することができる。その結果、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。
【００３０】
［ＯＳＮＲ測定装置の構成］
次に、図２を用いて、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置の構成について説明する。図２は、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置を含むＯＳＮＲモニタの構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＯＳＮＲモニタ１は、光信号を受信する光受信器１０と、光受信器１０のＯＳＮＲを測定するＯＳＮＲ測定装置２０とを有し、分波器（ＷＤＭ  ＤＭＵＸ）２に接続される。
【００３１】
分波器（ＷＤＭ  ＤＭＵＸ）２は、光受信器により受信された受信光をＯＳＮＲモニタ１の光受信器１０と、ＯＳＮＲ測定装置２０とに分離する多重分離装置（デマルチプレクサ）である。具体的には、分波器２は、透過させる帯域が予め設定された光フィルタを有し、光スイッチから出力される光信号をフィルタリングする。そして、分波器２０は、光フィルタでフィルタリングした光信号（光信号（ノイズではない部分）＋ＡＳＥ（ノイズの部分））を光受信器１０とＯＳＮＲ測定装置２０とのそれぞれに出力する。
【００３２】
ＯＳＮＲ１の光受信器１０は、遅延干渉計１１とＰＤ１とＰＤ２とを有し、他のＲＯＡＤＭノードから送信された光信号などを受信する。遅延干渉計１１は、同一の光源から出た光を二つに分けて（光路Ａと光路Ｂ）、別々の光路を通してから重ね合わせる干渉計で、二つの光路差を利用して干渉させる干渉計である。遅延干渉計１１としては、ＭＺ干渉計などがあげられる。
【００３３】
ＰＤ１とＰＤ２は、入力された光信号の受光パワーに応じた電流を発生させるフォトダイオードであり、例えば、遅延干渉計１１から入力された光信号の受光パワーに応じた電流を発生させて、光信号の有無や強弱を検出したり、光信号を取り込んだりする。
【００３４】
ＯＳＮＲ測定装置２０は、光受信器１０に入力される信号の品質を示すＯＳＮＲ（光信号対雑音比）を測定する装置であり、特に、図２に示すように、帯域幅取得部２１と、光パワー取得部２２と、ＯＳＮＲ計算部２３とを有する演算回路である。
【００３５】
帯域幅取得部２１は、光受信器１０により受信された受信光を予め定められた帯域幅に基づいて分波する分波器２から帯域幅を取得する。具体的には、分波器２は、透過させる帯域が予め設定された光フィルタなどを有し、光スイッチから出力される光信号をフィルタリングし、光受信器１０に分波する。そこで、帯域幅取得部２１は、この分波器２が有する光フィルタなどに設定されている帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」を取得して、後述するＯＳＮＲ計算部２３に出力する。なお、帯域幅取得部２１は、必ずしも分波器２から帯域幅の実測を取得する必要はなく、例えば、光フィルタの実測結果を取得してもよいし、予め設定された帯域幅の値を用いてもよい。
【００３６】
光パワー取得部２２は、遅延干渉計１１から出力された光信号の光パワーに応じて電流を出力する光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）が受光した光信号の光パワーを取得する。具体的には、光受信器１０の光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）は、遅延干渉計１１から入力された光信号の光パワーに応じて電流を出力する。そこで、光パワー取得部２２は、光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）によって受光された光信号の光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」それぞれの平均実測値を取得し、後述するＯＳＮＲ計算部２３に出力する。
【００３７】
ＯＳＮＲ計算部２３は、光受信器１０に入力される信号の品質を示すＯＳＮＲ（光信号対雑音比）を測定する。具体的には、ＯＳＮＲ計算部２３は、帯域幅取得部２１により取得された帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」と、光パワー取得部２２により取得された光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」とを式（２）に代入して、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を測定する。
【００３８】
【数２】
2011024189.tif 000004
【００３９】
［ＯＳＮＲ測定装置による処理］
次に、図３を用いて、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置を含むＯＳＮＲモニタによるＯＳＮＲ測定処理の流れを説明する。図３は、実施例１に係るＯＳＮＲ測定装置によるＯＳＮＲ測定処理の流れを示すフローチャートである。
【００４０】
図３に示すように、ＯＳＮＲ測定装置２０は、分波器２から出力された光信号が光受信器１０に受信されると（ステップＳ１０１肯定）、分波器２が有する光フィルタなどに設定されている帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」を取得する（ステップＳ１０２）。また、ステップＳ１０２では、ＯＳＮＲ測定装置２０はＰＤ１およびＰＤ２に受光された光信号の光パワーを取得し、実測された値の平均を算出して、平均光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」も取得する。
【００４１】
そして、ＯＳＮＲ測定装置２０は、取得した帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」を式（２）に代入して、光信号受信時のＯＳＮＲ（着信ＯＳＮＲ）を測定する（ステップＳ１０３）。
【００４２】
続いて、ＯＳＮＲ測定装置２０は、測定したＯＳＮＲをレジストリなどに格納し（ステップＳ１０４）、測定したＯＳＮＲが所定の閾値以上か否かにより、正常値かどうか（又は所定値の範囲内）を判断する（ステップＳ１０５）。ＯＳＮＲ測定装置２０は、測定したＯＳＮＲが正常値（または正常の範囲内）である場合には（ステップＳ１０５肯定）、そのまま運用を継続する。
【００４３】
一方、ＯＳＮＲ測定装置２０は、測定したＯＳＮＲが正常値でない場合には（ステップＳ１０５否定）、ＯＳＮＲ異常警報を管理装置などに出力し、必要に応じてシステムを停止する（ステップＳ１０６）。
【００４４】
［実施例１による効果］
このように、実施例１によれば、光通信システムが有する分波器２と光受信器１０の光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）とから、ＯＳＮＲ測定に必要な情報を取得してきて、ＯＳＮＲを測定することができる。その結果、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。
【実施例２】
【００４５】
ところで、実施例１で例示した受信器１０は、遅延干渉計１１と光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）とを有する構成であったが、本願が開示するＯＳＮＲの測定はこれに限定されるものではなく、様々な構成を有する受信器を用いることができる。
【００４６】
そこで、実施例２では、実施例１で示した機能部とは異なる機能部を有する受信器を用いて、ＯＳＮＲを測定する例について説明する。なお、実施例２で示す受信器もあくまで例示であり、他の受信器も同様に用いることができる。
【００４７】
例えば、図４に示すように、ＯＳＮＲモニタ１の光受信器１０は、遅延干渉計１１と光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）との他に、光フィルタ１２を有していてもよい。図４は、光フィルタを有する光受信器を用いた場合のＯＳＮＲモニタを示す図である。
【００４８】
かかる光フィルタ１２は、より正確に光フィルタ帯域幅の精度をあげるために、分波器２の光フィルタより狭帯域の光フィルタである。具体的には、光フィルタ１２は、分波器２から出力された光信号に対して所定の帯域幅を有するフィルタでフィルタリングし、通過した光信号を遅延干渉計１１に出力する。なお、光フィルタ１２に用いる狭帯域の光フィルタとしては、バンドバスフィルタ、インターリーバなどを用いることができる。
【００４９】
そして、ＯＳＮＲ測定装置２０の帯域幅取得部２１は、実施例１とは異なり、光フィルタ１２に設定されている光フィルタから帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」を取得して、ＯＳＮＲ計算部２３に出力する。なお、光パワー取得部２２とＯＳＮＲ計算部２３は、実施例１と同様の機能を有するので、ここでは省略する。また、光受信器１０の遅延干渉計とＰＤ１とＰＤ２とについても、実施例１と同様の機能を有するので、ここでは省略する。
【００５０】
このように、光フィルタ１２を有する光受信器１０であっても、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。また、光フィルタ１２に設定されている狭帯域光フィルタの帯域幅を実測することで、より精度の高いＯＳＮＲを測定することができる。
【００５１】
また、例えば、図５に示すように、ＯＳＮＲモニタのＰＤ２に増幅器を接続し、ＯＳＮＲモニタ３０をＡＳＫ（ＯＯＫ）受信器３０として使用することもできる。なお、ＡＳＫとは、「Amplitude  shift  keying」の略である振幅偏移変調方式のことであり、ＯＯＫとは、「On-Off-Keying」の略であるオンオフ変調方式のことである。図５は、ＯＳＮＲモニタを受信器として利用した場合の構成例を示す図である。
【００５２】
図５に示したＯＳＮＲモニタを有する受信器３０は、分波器２に接続され、遅延干渉計１１と、ＰＤ１とＰＤ２と、増幅部１５と、ＯＳＮＲ測定装置２０とを有する。なお、分波器２、遅延干渉計１１、ＰＤ１とＰＤ２、ＯＳＮＲ測定装置２０は、実施例１と同様の機能を有するのでここでは省略する。
【００５３】
増幅部１５は、ＰＤ２に接続され、ＰＤ２が出力した電流（電気信号）を電圧変換し所定の振幅まで増幅させ、増幅させた信号（ＤＡＴＡ）を識別器などに出力する。このようにすることで、受信器３０をＡＳＫ（ＯＯＫ）受信器として使用することができる。さらに、受信器３０をＡＳＫ（ＯＯＫ）受信器として使用した場合であっても、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。
【実施例３】
【００５４】
ところで、実施例２では、ＯＳＮＲモニタを内部に有する光受信器３０の構成を例示したが、本願はこれに限定されるものではなく、内部に様々な構成を有する光受信器を用いることができる。
【００５５】
例えば、図６に示すように、分波器２に接続され、分岐部３１と光受信部３２とＯＳＮＲモニタ１とを内部に有する光受信器３０を用いることもできる。図６は、ＯＳＮＲモニタを内部に有する光受信器の例を示す図である。
【００５６】
この光受信器３０では、実施例１と同様の機能を有する分波器２によりフィルタリングされた光信号を分岐部３１で受信する。分岐部３１は、受信した光信号を光受信部３２と、ＯＳＮＲモニタ１とにそれぞれ分岐する。
【００５７】
ＯＳＮＲモニタ１は、遅延干渉計１１とＰＤ１とＰＤ２と、帯域幅取得部２１と光パワー取得部２２とＯＳＮＲ計算部２３とを有するＯＳＮＲ測定装置２０とを内部に有するが、それぞれの機能は、実施例１と同様であるので、ここでは省略する。
【００５８】
光受信部３２は、分岐部３１から入力された光信号を受信して信号を出力するものであり、特に、光／電気変換器３２ａと、増幅部３２ｂとを有する。光／電気変換器３２ａは、分岐部３１から入力された光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換し、得られた電気信号を増幅部３２ｂに出力する。増幅部３２ｂは、光／電気変換器３２ａが出力した電気信号を増幅させ、増幅させた信号（ＤＡＴＡ）を識別器などに出力する。
【００５９】
また、例えば、図７に示すように、図６に示した分岐部３１によって分岐された光信号を光フィルタ３３でフィルタリングしてＯＳＮＲを測定することもできる。図７は、光フィルタ結果を用いてＯＳＮＲ測定を行うＯＳＮＲモニタを内部に有する光受信器の例を示す図である。
【００６０】
この光受信器３０では、実施例１と同様の機能を有する分波器２によりフィルタリングされた光信号を分岐部３１で受信する。分岐部３１は、受信した光信号を光受信部３２と、光フィルタ３３とにそれぞれ分岐する。
【００６１】
光受信部３２は、図６と同様、分岐部３１から入力された光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換し、得られた電気信号を増幅させ、増幅させた信号（ＤＡＴＡ）を識別器などに出力する。
【００６２】
光フィルタ３３は、実施例２で説明した光フィルタ１２と同様の機能を有し、より正確に光フィルタ帯域幅の精度をあげるために、分波器２の光フィルタより狭帯域の光フィルタである。具体的には、光フィルタ３３は、分岐部３１から出力された光信号に対して所定の帯域幅を有するフィルタでフィルタリングし、通過した光信号をＯＳＮＲモニタ１の遅延干渉計１１に出力する。
【００６３】
そして、ＯＳＮＲ測定装置２０の帯域幅取得部２１は、実施例２と同様、光フィルタ３３に設定されている光フィルタから帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」を取得して、ＯＳＮＲ計算部２３に出力する。なお、光パワー取得部２２とＯＳＮＲ計算部２３は、実施例１や２と同様の機能を有するので、ここでは省略する。また、光受信器１０の遅延干渉計とＰＤ１とＰＤ２とについても、実施例１や２と同様の機能を有するので、ここでは省略する。
【００６４】
このように、図６や図７に示した様々な構成を有する光受信器３０であっても、実施例１や２と同様に、高価な光スペクトルアナライザーを用いることなく、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。
【実施例４】
【００６５】
ところで、実施例１〜３では、位相変調されていない光信号を受信し、ＯＳＮＲを測定する場合について説明したが、本願はこれに限定されるものではなく、位相変調された光信号を受信した場合であっても、同様にＯＳＮＲを測定することができる。
【００６６】
そこで、実施例４では、図８〜図１７を用いて、位相変調された光信号を受信した場合のＯＳＮＲ測定例について説明する。本実施例では、光強度変調方式とは異なる光変調方式として、位相偏移変調方式（例えば、NRZ-DPSK方式）を用いた光通信システムについて説明する。また、NRZ-DPSK方式以外にも、例えば、差動位相偏移変調（DPSK：differential  phase  shift  keying）や差動４値位相偏移変調（DQPSK：differential  quadrature  phase  shift  keying）など様々な変調方式を用いることができる。
【００６７】
実施例４に係る光通信システムは、実施例１と同様、複数のＲＯＡＤＭノードが光ファイバーを用いた伝送路で接続されており、それぞれのＲＯＡＤＭノード間には、伝送路の損失を補償するためのインラインアンプが設けられている。また、各ＲＯＡＤＭノードには、出力側（送信機側）にポストアンプ、入力側（受信器の手前）にプリアンプが配置され、プリアンプとポストアンプの間に、分波器、光スイッチ、可変減衰器、合波器が配置されている。
【００６８】
また、各ＲＯＡＤＭには、位相変調された光信号を受信するＤＰＳＫ受信機とＯＳＮＲを測定するＯＳＮＲ測定装置とを有するＯＳＮＲモニタが設置されている。このようなＯＳＮＲモニタでは、信号変調時の信号スペクトルから光信号パワーとＡＳＥパワーとを分離する必要もないので、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。
【００６９】
［ＯＳＮＲモニタの構成］
次に、図８を用いて、実施例４に係る光通信システムのＯＳＮＲモニタの構成について説明する。図８に示すように、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ送信器１１０と分波器（ＷＤＭ  ＤＭＵＸ）１２０とに接続され、ＤＰＳＫ受信器３００と、ＯＳＮＲ測定装置４００とを有する。なお、図４は、実施例４に係るＯＳＮＲモニタの構成を示すブロック図である。
【００７０】
（ＤＰＳＫ送信器１１０の構成）
ＤＰＳＫ送信器１１０は、図９に示すように、プリコード部１１１と、駆動回路１１３と、ＬＤ光源１１４と、ＭＺ型位相変調部１１５とを有するＮＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式の送信部である。図９は、ＤＰＳＫ送信器の構成を示す図である。
【００７１】
プリコード部１１１は、光スイッチから入力されたデータに前のビットと異なる符号が現れた場合には、前のビットの符号を反転して駆動回路１１３に出力し、同じ場合には前のビットと同じ符号を駆動回路１１３に出力する論理回路である。ＬＤ光源１１４は、連続単色光であるＣＷ光をＭＺ型位相変調部１１５に出力する半導体レーザーダイオードである。
【００７２】
駆動回路１１３は、プリコード部１１１の出力に対しＭＺ型位相変調部１１５の変調を行うために電圧変換する。例えば、駆動回路１１３は、プリコード部１１１に入力される符号が「１」の場合は、ＭＺ型位相変調部１１５の光出力信号の光位相が「０」ラジアンから「π」ラジアンに変調されるように電圧をＭＺ型位相変調部１１５の各変調端子に出力する。また、駆動回路１１３は、プリコード部１１１に入力される符号が「０」の場合は、ＭＺ型位相変調部１１５の光出力信号の光位相が「０」ラジアンのままになるように電圧を出力する。なお、これら「０」ラジアンと「π」ラジアンの表記は入れ替わっても良い。
【００７３】
ＭＺ型位相変調部１１５は、変調端子１と変調端子２とを有し、駆動回路１１３によって印加された電圧に応じて変調端子の屈折率を変更し、ＬＤ光源１１２から入力されたＣＷ光を位相変調させた位相変調光を生成して分波器（ＷＤＭ  ＤＭＵＸ）１２０に出力するマッハツェンダー型の光強度変調器である。
【００７４】
ここで、図１０と図１１を用いて、ＬＤ光源１１４から出力されたＣＷ光とＭＺ型位相変調部１１５により出力される位相変調光との関係について説明する。図１０は、ＬＤ光源と位相変調光の位相状態を示す図であり、図１１は、位相変化と光出力の関係を示す図である。なお、図１０の横軸は位相を示しており、縦軸は電圧を示しており、原点からの距離は電界強度を示している。
【００７５】
図１０に示すように、定められた位相を持たない基準パワーでＬＤ光源１１４から発光されたＣＷ光は、ＭＺ型位相変調部１１５の変調端子１と変調端子２とに分岐されて入力される。そして、ＣＷ光は、駆動回路１１３によって印加された電圧に応じて、原点からの距離で示される強度が変わることなく、「０」ラジアン〜消光状態〜「π」ラジアンの範囲内で位相だけが変調される。また、ＭＺ型位相変調部１１５の変調端子１と変調端子２のそれぞれで位相変調された位相変調光は、加算すると縦軸成分がキャンセルされて、横軸成分のみが残る。すなわち、変調端子１と変調端子２のそれぞれで位相変調された位相変調光は、どのような位相に変調されたとしても、その強度は一定である。
【００７６】
そして、図１１に示すように、ＭＺ型位相変調部１１５から出力される位相変調光は、「０」ラジアン〜消光状態〜「π」ラジアンの範囲内で位相されるが、位相の立ち上がりまたは立ち下がり時には光強度（Intensity）が変化する。すなわち、ＭＺ型位相変調部１１５から出力される位相変調光は、位相が「０」でも「π」でもいずれに変調されても、光強度は一定である。
【００７７】
（分波器１２０の構成）
次に、図８に戻り、多重分離装置である分波器１２０について説明する。分波器１２０は、光スイッチ（図１参照）により受信された受信光が位相変調された位相変調信号を予め定められた帯域幅に基づいて分波する光波長多重化用デマルチプレクサ（ＷＤＭ  ＤＭＵＸ）である。具体的には、分波器１２０は、透過させる帯域が予め設定された光フィルタを有し、ＭＺ型位相変調部１１５から出力される位相変調光をフィルタリングする。そして、分波器１２０は、光フィルタでフィルタリングした光信号（光信号（ノイズではない部分）＋ＡＳＥ（ノイズの部分））をＤＰＳＫ受信器３００に出力する。
【００７８】
（ＤＰＳＫ受信器３００の構成）
ＤＰＳＫ受信器３００は、図８に示すように、遅延回路操作器３１０と、遅延干渉計３２０と、ＰＤ１とＰＤ２とを有するＮＲＺ−ＤＰＳＫ変調方式の受信部である。
【００７９】
遅延回路操作器３１０は、遅延干渉計３２０の遅延回路で遅延させる遅延時間を操作する操作器であり、例えば、ユーザなどから遅延時間を受け付け、受け付けた遅延時間を遅延回路に設定する。
【００８０】
遅延干渉計３２０は、分波器１２０により分波された信号を分岐し、所定時間量遅延させた一方の信号と遅延させていない他方の信号とを干渉させ、電流を出力する光検出器であるＰＤ１とＰＤ２に出力する。具体的には、遅延干渉計３２０は、分波器１２０から入力された光信号を光路Ａ、光路Ｂの２つの光路に分岐させる。そして、遅延干渉計３２０は、光路Ａの光信号をτ（sec）だけ遅延させ、光路Ａ光路Ｂの光信号を干渉させてＰＤ１、ＰＤ２に出力する。このとき、遅延干渉計３２０は、光路Ａと光路Ｂの位相差が「π」ラジアンの時はＰＤ１に電流が流れ、「０」ラジアンの時はＰＤ２に電流が流れるよう動作させる。
【００８１】
つまり、τ＝０（sec）の時は、光路Ａと光路Ｂの間で位相差が発生しないため、ＰＤ２にだけ電流が流れる。τの値を増やしていくと、前のビットと位相差が「π」となる割合が増えるためＰＤ１の電流が増加する。そして、τ＝１ビット（sec）時は、言い換えると、１００％遅延時は、ＤＰＳＫ送信器１００のプリコード部１１０出力のマーク率（全符号に対する符号「１」の割合）を５０％とすると、ＰＤ１、ＰＤ２に流れる電流はほぼ等しくなる。
【００８２】
ここで、図１２を用いて、光路Ａと光路Ｂの出力位相とＰＤ１、ＰＤ２の出力状態の関係を説明する。なお、図１２の横軸は時間（軸）であり、点線は１ビットの時間（軸）であり、光路Ａの出力位相と、光路Ｂの出力位相と、ＰＤ１、ＰＤ２の出力状態とを示している。
【００８３】
光路Ａと光路Ｂとの遅延量τが「１ビット（sec）」である場合、言い換えると、光路Ａと光路Ｂの間の位相差τが「１ビット（sec）」である場合、図１２の（ａ）に示すように、ＰＤ１とＰＤ２には同じ電流量が流れる。つまり、光路Ａの出力位相と光路Ｂの出力位相との位相が「１ビット（sec）」ずれている場合は、ＰＤ１とＰＤ２には同じ電流量が流れる。そして、光路Ａと光路Ｂとの遅延量τが「０．７５ビット（sec）」である場合、言い換えると、光路Ａと光路Ｂの間の位相差τが「０．７５ビット（sec）」である場合、図１２の（ｂ）に示すように、ＰＤ１に流れる電流量に比べて、ＰＤ２に流れる電流量が大きい。つまり、光路Ａの出力位相と光路Ｂの出力位相との位相が「０．７５ビット（sec）」ずれている場合は、ＰＤ１に流れる電流量に比べて、ＰＤ２に流れる電流量が大きい。
【００８４】
すなわち、光路Ａと光路Ｂとの遅延量τが「１ビット（sec）」から「０ビット（sec）」になるに連れて、ＰＤ１に流れる電流量に比べて、ＰＤ２に流れる電流量が大きくなり、光路Ａと光路Ｂとの遅延量τが「０ビット（sec）」になると、光路Ａと光路Ｂの間で位相差が発生しないため、ＰＤ２にだけ電流が流れる。したがって、信号光においては、ＰＤ１とＰＤ２に流れる電流は、光路Ａと光路Ｂとの遅延量τに依存していることとなる。
【００８５】
図８に戻り、ＰＤ１とＰＤ２は、入力された光信号の受光パワーに応じた電流を発生させるフォトダイオードであり、例えば、遅延干渉計３２０から入力された光信号の受光パワーに応じた電流を発生させる。
【００８６】
（ＯＳＮＲ測定装置４００の構成）
ＯＳＮＲ測定装置４００は、図８に示すように、帯域幅取得部４１０と、遅延時間量取得部４２０と、光パワー取得部４３０と、ビットレート取得部４４０と、ＯＳＮＲ計算部４５０とを有する演算回路である。
【００８７】
ここで、各機能部の説明をする前に、ＯＳＮＲ計算装置４００がＯＳＮＲ計算に用いる計算式について説明する。上述したとおり、ＰＤ１とＰＤ２に流れる電流は、光路Ａと光路Ｂとの遅延量τ（言い換えると、１ビットの時間に対する遅延時間の割合＝ｔ）に依存していることとなる。これに対して、ＡＳＥは位相情報がないため、遅延量τに依存しなくＰＤ１、ＰＤ２に流れる電流は等しくなる。したがって、ＯＳＮＲの計算（測定）には、位相偏移変調方式の特徴である「光信号はτが１ビット（sec）以下では、ＰＤ１、ＰＤ２の電流比率が異なること」及び「ＡＳＥはτに依存しなくＰＤ１、ＰＤ２に流れる電流は等しいこと」を利用する。１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔとＰＤ１とＰＤ２で受光される位相変調信号、ＡＳＥの関係を図１３に示す。図１３は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔとＰＤ１とＰＤ２で受光される位相変調信号、ＡＳＥの関係を示す図である。
【００８８】
図１３に示すように、ＰＤ１とＰＤ２とに入力されるＡＳＥ光は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔに関係なく、「０．５」と一定である。これに対して、ＰＤ１とＰＤ２とに入力される位相変調信号光は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔが「０」から「１」に増えるにつれて、ＰＤ２の受光パワーが小さくなり（ＰＤ２に流れる電流が減って）、ＰＤ１の受光パワーが大きくなり（ＰＤ１に流れる電流が増え）、「１」のときにＰＤ１とＰＤ２のそれぞれが「０．５」と同じ値になる。したがって、ＰＤ１、ＰＤ２で受光する光パワーをＰ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）、光信号パワーをＰｓｉｇ（ｍＷ）、ＡＳＥの総パワーをＰａｓｅ,ｔｏｔａｌ（ｍＷ）とすると図１３の関係より式（３）と式（４）が成り立つ。
【００８９】
【数３】
2011024189.tif 000005
【数４】
2011024189.tif 000006
【００９０】
ここで、ｔは１ビットの時間に対する遅延時間の割合であることから、式（３）、（４）式よりＰｓｉｇを算出すると、式（５）が成り立つ。また、式（６）であることから、式（５）のＰａｓｅ,ｔｏｔａｌは、式（７）で表すことができる。
【００９１】
【数５】
2011024189.tif 000007
【数６】
2011024189.tif 000008
【数７】
2011024189.tif 000009
【００９２】
次に、式（７）のＡＳＥの帯域をＢ（ｎｍ）とし、０．１ｎｍ帯域のＡＳＥパワーに換算すると、式（８）を導き出すことができ、さらに、式（１）と式（５）と式（８）とから、求めるべきＯＳＮＲは、式（９）で算出することができる。
【００９３】
【数８】
2011024189.tif 000010
【数９】
2011024189.tif 000011
【００９４】
そして、ＡＳＥの帯域Ｂ＝０．６（ｎｍ）、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．８〜０の間で変化させたときに、式（９）を用いて算出したＯＳＮＲ（ｄＢ）と、その時のＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーＰ１（ｄＢｍ）、Ｐ２（ｄＢｍ）との関係を、図１４−１〜図１４−５に示す。図１４−１〜図１４−５に示されるように、ＯＳＮＲが大きくなるとＰ１とＰ２の差が大きくなり、ｔを小さくした方がＰ１とＰ２の差が大きくなることがわかる。
【００９５】
さらに、図１４−１〜図１４−５に示したＯＳＮＲ（ｄＢ）と、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーＰ１（ｄＢｍ）、Ｐ２（ｄＢｍ）との関係に基づいて計測されたＰ１とＰ２の差ΔＰ（ｄＢ）＝[Ｐ２（ｄＢｍ）−Ｐ１（ｄＢｍ）]とＯＳＮＲの関係を図１５に示す。この図１５より、ΔＰを求めることでＯＳＮＲが測定できることが分かる。したがって、ＯＳＮＲ測定装置４００は、式（９）で算出するために必要となる各種情報を取得し、それらを式（９）に代入することで、ＯＳＮＲを測定する。
【００９６】
なお、図１４−１は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．８にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図であり、図１４−２は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．６にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図である。また、図１４−３は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．４にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図であり、図１４−４は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０．２にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図である。また、図１４−５は、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔを０にしたときのＯＳＮＲと、ＰＤ１、ＰＤ２の受光パワーとの関係を示す図であり、図１５は、Ｐ１とＰ２の差ΔＰとＯＳＮＲの関係を示す図である。
【００９７】
図８に戻り、ＯＳＮＲ測定装置４００の構成について説明する。上記したように、ＯＳＮＲ測定装置４００は、帯域幅取得部４１０と、遅延時間量取得部４２０と、光パワー取得部４３０と、ビットレート取得部４４０と、ＯＳＮＲ計算部４５０とを有する演算回路である。
【００９８】
帯域幅取得部４１０は、ＤＰＳＫ送信器１１０から送信された位相変調信号を予め定められた帯域幅に基づいて分波する分波器１２０から帯域幅を取得する。具体的には、ＤＰＳＫ送信器１１０は、光スイッチにより受信された受信光を位相変調させて分波器１２０に出力する。分波器１２０は、透過させる帯域が予め設定された光フィルタなどを有し、ＤＰＳＫ送信器１１０のＭＺ型位相変調部１１５から出力される位相変調光をフィルタリングする。そこで、帯域幅取得部４１０は、この分波器１２０が有する光フィルタなどに設定されている帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」を取得して、後述するＯＳＮＲ計算部４５０に出力する。
【００９９】
なお、帯域幅取得部４１０は、必ずしも分波器１２０から帯域幅の実測を取得する必要はなく、例えば、光フィルタの実測結果を取得してもよいし、予め設定された帯域幅の値を用いてもよい。
【０１００】
遅延時間量取得部４２０は、分波器１２０により分波された信号を分岐し、所定時間量遅延させた一方の信号と遅延させていない他方の信号とを干渉させ、電流を出力する光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）に出力する遅延干渉計３２０から遅延時間量を取得する。具体的には、遅延干渉計３２０は、分波器１２０により分波された位相変調信号を光路Ａと光路Ｂとに分岐し、光路Ａについて遅延回路操作器３１０により指定された遅延時間分遅延させる。そして、遅延干渉計３２０は、光路Ａと光路Ｂから出力された信号を干渉させて、ＰＤ１とＰＤ２のそれぞれに出力する。そこで、遅延時間量取得部４２０は、遅延回路操作器３１０により指定された遅延時間「τ（sec）」を遅延回路操作器３１０または遅延干渉計３２０から取得し、後述するＯＳＮＲ計算部４５０に出力する。
【０１０１】
光パワー取得部４３０は、遅延干渉計３２０により入力された光信号の受光パワーに応じた電流を出力するＤＰＳＫ受信器３００の光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）によって受光された光信号の光パワーを取得する。具体的には、光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）は、遅延干渉計３２０から出力された光信号（位相変調信号）の受光パワーに応じた電流を発生させて、光信号の有無や強弱を検出したり、光信号を取り込んだりする。そこで、光パワー取得部４３０は、光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）が受光した光信号の光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」それぞれの平均実測値を取得し、後述するＯＳＮＲ計算部４５０に出力する。
【０１０２】
ビットレート取得部４４０は、管理者などによって予め定められたビットレート「Ｆ（ｂｐｓ）」をメモリなどから取得して、後述するＯＳＮＲ計算部４５０に出力する。
【０１０３】
ＯＳＮＲ計算部４５０は、帯域幅取得部４１０により取得された帯域幅、遅延時間量取得部４２０により取得された遅延時間量、光パワー取得部４３０により取得された光パワー、ビットレート取得部４４０により取得されたビットレートに基づいて、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を測定する。具体的には、ＯＳＮＲ計算部４５０は、遅延時間量取得部４２０により取得された遅延時間量「τ（sec）」と、ビットレート取得部４４０により取得されたビットレート「Ｆ（ｂｐｓ）」とから、１ビットの時間に対する遅延時間の割合「ｔ＝τ／（１／Ｆ）＝τ×Ｆ」を算出する。そして、ＯＳＮＲ計算部４５０は、上記制御部により取得された帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」と、遅延時間量「τ（sec）」と、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」と、算出した１ビットの時間に対する遅延時間の割合「ｔ」を式（９）に代入してＯＳＮＲを測定する。そして、ＯＳＮＲ計算部４５０は、測定したＯＳＮＲを管理装置などに出力する。
【０１０４】
［ＯＳＮＲモニタによる処理］
次に、図１６と図１７を用いて、実施例４に係るＯＳＮＲモニタによるＯＳＮＲ測定処理の流れを説明する。図１６は、実施例４に係るＯＳＮＲモニタによる運用開始前のＯＳＮＲ測定処理の流れを示すフローチャートであり、図１７は、実施例４に係るＯＳＮＲモニタによる通常運用時のＯＳＮＲ測定処理の流れを示すフローチャートである。
【０１０５】
（運用開始前のＯＳＮＲ測定処理の流れ）
まず、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ受信器３００の遅延回路操作器３１０を操作して、遅延干渉計３２０の遅延回路の遅延時間を０にする（ステップＳ２０１）。なお、遅延干渉計の遅延時間が「０」の場合は、式（９）よりｔ＝０となり、遅延干渉計３２０の遅延時間と光信号のビットレートの情報は不要となる。ＯＳＮＲモニタ１００としては、図１５よりｔ＝０の方がＯＳＮＲモニタ１００のダイナミックレンジが広がり精度があがる。ただ、位相偏移変調方式の受信器としてインサービス中では、遅延時間を「０」にすることはできない。その為、初期起動時にｔ＝０にして運用することが好ましい。
【０１０６】
続いて、ＯＳＮＲモニタ１００のＯＳＮＲ測定装置４００は、分波器１２０が有する光フィルタなどに設定されている帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」と、ＤＰＳＫ受信器３００のＰＤ１、ＰＤ２に入力された光信号の光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」それぞれの平均パワーを取得する（ステップＳ２０２）。
【０１０７】
その後、ＯＳＮＲモニタ１００のＯＳＮＲ測定装置４００は、初期設定された遅延時間「ｔ＝０」と、取得された帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」と、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」とを式（９）に代入して、ＯＳＮＲを計算する（ステップＳ２０３）。なお、ここでは、光受信器に入力される信号の品質を示すＯＳＮＲを計算するため、図１６では「着信ＯＳＮＲ」と記載している。
【０１０８】
そして、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲをレジストリなどに格納し（ステップＳ２０４）、測定したＯＳＮＲが所定の閾値以上か否かにより、正常値かどうかを判断する（ステップＳ２０５）。ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値（または正常の範囲内）である場合には（ステップＳ２０５肯定）、通常運用を開始する（ステップＳ２０６）。
【０１０９】
一方、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値でない場合には（ステップＳ２０５否定）、ＯＳＮＲ異常警報を管理装置などに出力し、必要に応じてシステムを停止する（ステップＳ２０７）。
【０１１０】
（通常運用時のＯＳＮＲ測定処理の流れ）
図１７に示すように、ＯＳＮＲ測定装置４００は、分波器１２０から出力された光位相変調信号がＤＰＳＫ受信器３００に受信されると（ステップＳ３０１肯定）、分波器１２０が有する光フィルタなどに設定されている帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」とする。
【０１１１】
また、ステップＳ３０２では、ＯＳＮＲ測定装置４００は、ＰＤ１およびＰＤ２に入力された光信号の光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」それぞれの平均値も取得する。さらに、ＯＳＮＲ測定装置４００は、遅延時間「τ（sec）」を遅延回路操作器３１０または遅延干渉計３２０から取得し、管理者などによって予め定められたビットレート「Ｆ（ｂｐｓ）」を取得する。また、ＯＳＮＲ測定装置４００は、遅延時間量「τ（sec）」とビットレート「Ｆ（ｂｐｓ）」とから、１ビットの時間に対する遅延時間の割合「ｔ＝τ×Ｆ」を算出する。
【０１１２】
そして、ＯＳＮＲ測定装置４００は、取得した帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」、遅延時間の割合「ｔ＝τ／Ｔ」を式（３）に代入して、光信号受信時のＯＳＮＲ（着信ＯＳＮＲ）を測定する（ステップＳ３０３）。
【０１１３】
続いて、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲをレジストリなどに格納し（ステップＳ３０４）、測定したＯＳＮＲが所定の閾値以上か否かにより、正常値かどうか（又は所定値の範囲内）を判断する（ステップＳ３０５）。ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値（または正常の範囲内）である場合には（ステップＳ３０５肯定）、そのまま運用を継続する。
【０１１４】
一方、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値でない場合には（ステップＳ３０５否定）、ＯＳＮＲ異常警報を管理装置などに出力し、必要に応じてシステムを停止する（ステップＳ３０６）。
【０１１５】
［実施例４による効果］
このように、実施例４によれば、ＯＳＮＲモニタ１００が有するＤＰＳＫ送信器１１０とＤＰＳＫ受信器３００とから、ＯＳＮＲ測定に必要な情報を取得してきて、ＯＳＮＲを測定することができる。その結果、高価な光スペクトルアナライザーを用いる必要も無く、信号変調時の信号スペクトルから光信号パワーとＡＳＥパワーとを分離する必要もないので、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。
【実施例５】
【０１１６】
ところで、実施例４で説明したＯＳＮＲモニタ１の精度を上げる方法として、ＤＰＳＫ受信器３００と対向するＤＰＳＫ送信器１１０のプリコード前データをＡｌｌ「０」（もしくはＡｌｌ「１」）に設定する方法や、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定する方法もあげられる。なお、ここでは、光通信システムが運用される前に図１８や図１９の処理が実行されるものとする。
【０１１７】
そこで、実施例５では、図１８を用いて、ＤＰＳＫ送信器１１０のプリコード前データをＡｌｌ「０」（もしくはＡｌｌ「１」）に設定した場合の処理の流れについて説明し、図２０を用いて、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定した場合の処理の流れについて説明する。
【０１１８】
（ＤＰＳＫ送信器１１０のプリコード前データをＡｌｌ「０」に設定した場合）
まず、図１８を用いて、ＤＰＳＫ送信器１１０のプリコード前データをＡｌｌ「０」（もしくはＡｌｌ「１」）に設定した場合の処理の流れについて説明する。図１８は、ＤＰＳＫ送信器のプリコード前データをＡｌｌ「０」に設定した場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１１９】
図１８に示すように、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ受信器３００と対向するＤＰＳＫ送信器１１０のプリコード部１１１に入力されるデータをＡｌｌ「０」（もしくはＡｌｌ「１」）に設定する（ステップＳ４０１）。続いて、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ受信器３００の遅延回路操作器３１０を操作して、遅延干渉計３２０の遅延回路の遅延時間を「１／ビットレート」にする（ステップＳ４０２）。
【０１２０】
また、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ受信器３００のＰＤ１とＰＤ２に入力された光信号の光パワー、言い換えると、ＰＤ１とＰＤ２から出力された電流量の差が最小（もしくは最大）になるように、遅延干渉計３２０の光位相を調整する（ステップＳ４０３）。
【０１２１】
その後、ＯＳＮＲモニタ１００のＯＳＮＲ測定装置４００は、初期設定された遅延時間「ｔ＝１／ビットレート」と、分波器１２０に設定されている帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」と、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」とを式（９）に代入して、ＯＳＮＲを測定する（ステップＳ４０４）。
【０１２２】
そして、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲをレジストリなどに格納し（ステップＳ４０５）、測定したＯＳＮＲが所定の閾値以上か否かにより、正常値かどうかを判断する（ステップＳ４０６）。ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値（または正常の範囲内）である場合には（ステップＳ４０６肯定）、位相変調送信器１０と位相変調受信器３０の設定を運用設定に戻して（ステップＳ４０７）、通常運用を開始する（ステップＳ４０８）。
【０１２３】
一方、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値でない場合には（ステップＳ４０６否定）、ＯＳＮＲ異常警報を管理装置などに出力し、必要に応じてシステムを停止する（ステップＳ４０９）。
【０１２４】
（ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定した場合）
次に、図１９を用いて、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定した場合の処理の流れについて説明する。図１９は、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定した場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２５】
図１９に示すように、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定する（ステップＳ５０１）。続いて、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ受信器３００のＰＤ１とＰＤ２に入力された光信号の光パワーの差が最小（もしくは最大）になるように、遅延干渉計３２０の光位相を調整する（ステップＳ５０２）。言い換えると、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＰＤ１とＰＤ２とが出力する電流量の平均電流量の差が最小（もしくは最大）になるように、遅延干渉計３２０の光位相を調整する。
【０１２６】
その後、ＯＳＮＲモニタ１００のＯＳＮＲ測定装置４００は、遅延時間「ｔ＝τ×ビットレート」と、分波器１２０に設定されている帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」と、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」とを式（９）に代入して、ＯＳＮＲを測定する（ステップＳ５０３）。
【０１２７】
そして、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲをレジストリなどに格納し（ステップＳ５０４）、測定したＯＳＮＲが所定の閾値以上か否かにより、正常値かどうかを判断する（ステップＳ５０５）。ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値（または正常の範囲内）である場合には（ステップＳ５０５肯定）、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来の設定に戻して（ステップＳ５０６）、通常運用を開始する（ステップＳ５０７）。
【０１２８】
一方、ＯＳＮＲ測定装置４００は、測定したＯＳＮＲが正常値でない場合には（ステップＳ５０５否定）、ＯＳＮＲ異常警報を管理装置などに出力し、必要に応じてシステムを停止する（ステップＳ５０８）。
【０１２９】
（実施例５による効果）
このように、実施例５によれば、光通信システムの運用開始に先立って、ＤＰＳＫ受信器３００と対向するＤＰＳＫ送信器１１０のプリコード前データをＡｌｌ「０」（もしくはＡｌｌ「１」）に設定する方法や、ＤＰＳＫ送信器１１０のビットレートを本来のビットレートの１／Ｎに設定する方法を用いてＯＳＮＲを測定することができる。その結果、ＯＳＮＲの測定（計算）精度を向上させることが可能である。
【実施例６】
【０１３０】
ところで、実施例４で示したＤＰＳＫ受信器３００は、図２０に示すように、増幅器３３０と識別器／タイミング生成器３４０とをさらに有していてもよい。図２０は、増幅器と識別器／タイミング生成器とを含むＤＰＳＫ受信器を示す図である。
【０１３１】
ＤＰＳＫ受信器３００の増幅器３３０は、後述する識別器／タイミング生成器３４０が信号識別やタイミング抽出が実行できる程度に、ＰＤ１とＰＤ２から出力された電流を電流／電圧変換し等化増幅して波形を整形し識別器／タイミング生成器３４０に出力する。
【０１３２】
ＤＰＳＫ受信器３００の識別器／タイミング生成器３４０は、増幅器３３によって成形された波形から、当該波形が動作するクロックやビットレートなどを抽出するとともに、当該波形から「１」または「０」をデータとして識別処理を実施し、その結果を後段処理部などに出力する。
【０１３３】
上記したＤＰＳＫ受信器３００を用いる場合、ＯＳＮＲ測定装置４００のビットレート取得部４４０は、識別器／タイミング生成器３４０からビットレートを取得する。具体的には、ＤＰＳＫ受信部３００の光検出器（ＰＤ１、ＰＤ２）は、発生させた電流を増幅器３３０などに出力し、増幅器３３０は、入力された電流を電流／電圧変換し等化増幅して波形を整形し生成器に出力する。そして、識別器／タイミング生成器３４０は、増幅器３３０によって成形された波形から、当該波形が動作するクロックやビットレートを抽出する。
【０１３４】
そこで、ビットレート取得部４４０は、識別器／タイミング生成器３４０が抽出するビットレート「Ｔ（ｂｐｓ）」を取得し、後述するＯＳＮＲ計算部４５０に出力する。なお、識別器／タイミング生成器とは、３Ｒ光受信器（Reshaping、Retiming、Regenerationの頭文字Ｒの３つ）における「Regeneration／Retiming」に相当する。
【０１３５】
このように、ＤＰＳＫ受信器３００の構成がどのような構成であっても、高価な光スペクトルアナライザーを用いる必要も無く、信号変調時の信号スペクトルから光信号パワーとＡＳＥパワーとを分離する必要もないので、精度良く正確にＯＳＮＲを測定することができる。
【実施例７】
【０１３６】
また、実施例４〜実施例６で説明した光変調方式を用いた場合であっても、実施例２で説明したように、より正確に光フィルタ帯域幅の精度をあげるための狭帯域の光フィルタである光フィルタをＯＳＮＲモニタ１００に設けるようにしてもよい。
【０１３７】
具体的には、図２１に示すように、ＯＳＮＲモニタ１００は、ＤＰＳＫ受信器３００の前段、つまり、ＤＰＳＫ受信器３００と分波器１２０との間に、光フィルタ１３０を設ける。光フィルタ１３０は、より正確に光フィルタ帯域幅の精度をあげるために、分波器１２０の光フィルタより狭帯域の光フィルタである。この光フィルタ１３０は、分波器１２０から出力された光位相変調信号に対して所定の帯域幅を有するフィルタでフィルタリングし、通過した光信号を遅延干渉計３２０に出力する。なお、光フィルタ１３０に用いる狭帯域の光フィルタとしては、バンドバスフィルタ、インターリーバなどを用いることができる。図２１は、光フィルタを有するＯＳＮＲモニタの構成を示す図である。
【０１３８】
この場合、ＯＳＮＲ測定装置４００の帯域幅取得部４１０は、光フィルタ１３０に設定されている光フィルタから帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」を取得して、ＯＳＮＲ計算部４５０に出力する。なお、遅延時間取得部４２０と光パワー取得部４３０とＯＳＮＲ計算部４５０は、実施例４と同様の機能を有するので、ここでは省略する。
【０１３９】
このように、実施例７によれば、光フィルタ１３０に設定されている狭帯域光フィルタの帯域幅を実測してＯＳＮＲを測定することができるので、より精度の高いＯＳＮＲを測定することができる。
【実施例８】
【０１４０】
ところで、実施例４では、光強度変調方式とは異なる光変調方式として、位相偏移変調方式（例えば、NRZ-DPSK方式）を用いた光通信システムのＤＰＳＫ受信器３００にＯＳＮＲ測定装置４００を接続して、ＯＳＮＲを測定する場合について説明した。本願はこれに限定されるものではなく、位相偏移変調方式を用いた光通信システムに、ＯＳＮＲ測定を行うための位相変調受信器を設置し、この新たに設置した位相変調受信器からＯＳＮＲ測定に必要な情報を取得することもできる。
【０１４１】
そこで、実施例８では、図２２を用いて、位相偏移変調方式を用いた光通信システムに、ＯＳＮＲ測定を行うためのＯＳＮＲモニタを新たに設置した構成例について説明する。図２２は、実施例８に係るＯＳＮＲモニタの全体構成を示す図である。
【０１４２】
図２２に示すように、実施例８に係るＯＳＮＲモニタは、位相偏移変調方式の受信部として実現できるように、分波器から出力された信号の一部をＤＰＳＫ受信部とＯＳＮＲ装置とに分岐する分岐部を設けたものである。また、ＯＳＮＲ装置には、光フィルタ、ＯＳＮＲモニタ用のＭＺ（マッハツェンダー）型干渉計、ＰＤ１・ＰＤ２、ＯＳＮＲ測定回路が設けられている。
【０１４３】
光フィルタは、より正確に光フィルタ帯域幅の精度をあげるために、光信号入力側の波長分波器(ＷＤＭ  ＤＭＵＸ)等の光フィルタより狭帯域の光フィルタである。このフィルタは必ず設置する必要はない。なお、狭帯域の光フィルタとしては、バンドバスフィルタ、インターリーバなどを用いることができる。
【０１４４】
ＯＳＮＲ測定回路は、実施例４と同様の機能を有するものであり、光フィルタから帯域幅（Ｂ）を取得したり、ＰＤ１・ＰＤ２が電流量を取得したり、ユーザにより入力されるなどして得られた変調方式やビットレートに依存する信号スペクトル情報（例えば、ＤＰＳＫ送信器１１０から取得する）から遅延量「ｔ」を測定したり算出したりする。ＯＳＮＲ測定回路は、取得した情報を式（２）または式（９）に代入することで、ＯＳＮＲを測定することができる。
【０１４５】
一般的に、ＯＳＮＲモニタは、位相偏移変調信号の符号を識別するためには、１ビットの時間に対する遅延時間の割合ｔは少なくても０．６以上は必要となる。また、ＯＳＮＲモニタの感度を上げるためには、ｔは小さい方が好ましい。また、信号変調時は、信号スペクトルが広がるため、信号帯域より狭い光フィルタの場合、変調方式やビットレートに依存する信号スペクトル情報を元に信号の削られる部分を考慮してＯＳＮＲを測定することが好ましい。
【０１４６】
このような実施例８によれば、実施例４や５のように、光通信システムの運用前に限ったものでなく、インサービスでＯＳＮＲを精度良く測定することができる。
【実施例９】
【０１４７】
ところで、本願が開示するＯＳＮＲ測定装置は、測定したＯＳＮＲを管理装置などに表示出力するだけでなく、測定したＯＳＮＲでＯＳＮＲ補償のフィードバック制御を行うこともできる。
【０１４８】
そこで、実施例９では、図２３と図２４とを用いて、測定したＯＳＮＲでＯＳＮＲ補償のフィードバック制御を行う例について説明する。図２３は、実施例９に係るＯＳＮＲ補償のフィードバック制御の全体構成を示す図であり、図２４は、ＯＳＮＲ補償のフィードバック制御の流れを示すフローチャートである。
【０１４９】
図２３に示すように、ＯＳＮＲモニタは、実施例４〜実施例８のいずれかの手法を用いて、図１に示した光受信器のＯＳＮＲを測定する。そして、光ネットワーク制御装置は、ＯＳＮＲ測定装置によりＯＳＮＲ値を検出し、ＯＳＮＲに作用する光伝送路中の媒体を操作する。例えば、光ネットワーク制御装置は、ＯＳＮＲ測定装置が測定したＯＳＮＲを取得し、取得したＯＳＮＲに基づいて、ＲＯＡＤＭ内の可変減衰器の減衰量や、光ＡＭＰの増幅量、ＥＤＦＡの利得や出力レベルを設定変更する。
【０１５０】
次に、図２４を用いて、ＯＳＮＲ補償のフィードバック制御の流れを説明する。図２４に示すように、ＯＳＮＲモニタは、通常運用を開始した後（ステップＳ６０１）、ＯＳＮＲ測定タイミングに到達すると、実施例４〜実施例８のいずれかの手法で、帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」、遅延時間量「τ（sec）」、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」、ビットレート「Ｆ（ｂｐｓ）」を取得する（ステップＳ６０２）。なお、ＯＳＮＲ測定タイミングとは、例えば、１時間おきやＯＳＮＲを測定（更新）してから１時間後など、ユーザにより任意に指定することができる。
【０１５１】
続いて、ＯＳＮＲモニタは、ＯＳＮＲを測定し（ステップＳ６０３）、測定した結果をレジストに格納し（ステップＳ６０４）、ＯＳＮＲの変更が必要か否かを閾値などによって判定する（ステップＳ６０５）。
【０１５２】
そして、ＯＳＮＲモニタは、ＯＳＮＲの変更が必要と判定した場合（ステップＳ６０５肯定）、光ＡＭＰのＧａｉｎを更新したり（ステップＳ６０６）、可変減衰器の減衰量を更新したりして（ステップＳ６０７）、ステップＳ６０２に戻って以降の処理を繰り返す。また、ＯＳＮＲモニタは、ＯＳＮＲの変更が必要でないと判定した場合（ステップＳ６０５否定）、ステップＳ６０６とステップＳ６０７の処理を実行することなく、ステップＳ６０２に戻って以降の処理を繰り返す。
【０１５３】
ところで、分散補償のフィードバック制御は、様々な技術があり、例えば、図１に示した光受信器の誤り訂正カウント数を検出し、そのビットエラーカウント数を最小になるよう分散補償量を操作する方法等が知られている。また、２つのフィードバック制御が独立に収束した後、伝送品質が期待する範囲内であるかどうか、正常／異常を判定することもできる。例えば、伝送品質の検出構成は、受信器におけるビットエラーカウント数等が知られている。ここで、伝送品質が異常と判定された場合であり、且つ、ＯＳＮＲ測定装置に入力される光フィルタの帯域幅情報、ビットレート情報、及びＯＳＮＲ補償のフィードバックが収束した後のＯＳＮＲ測定装置出力、分散補償制御ループには異常がない場合、その他の伝送劣化パラメータによる影響であると切り分ける機能を提供することが可能となる。
【０１５４】
そこで、図２５を用いて、分散補償のフィードバック制御によって伝送品質を検出する処理の流れについて説明する。図２５は、分散補償とＯＳＮＲのフィードバック制御によって伝送品質を検出する処理の流れ示すフローチャートである。
【０１５５】
図２５に示すように、ＯＳＮＲモニタは、通常運用を開始した後（ステップＳ７０１）、ＯＳＮＲ測定タイミングに到達すると、実施例１〜実施例８のいずれかの手法で、帯域幅「Ｂ（ｎｍ）」、遅延時間量「τ（sec）」、光パワー「Ｐ１（ｍＷ）、Ｐ２（ｍＷ）」、ビットレート「Ｆ（ｂｐｓ）」を取得して、ＯＳＮＲを測定する（ステップＳ７０２）。続いて、ＯＳＮＲモニタは、測定した結果をレジストに格納し（ステップＳ７０３）、ＯＳＮＲの変更が必要か否かを閾値などによって判定する（ステップＳ７０４）。また、ＯＳＮＲの変更の判定には、伝送距離情報や誤り訂正率情報を併用してもよい。
【０１５６】
そして、ＯＳＮＲモニタは、ＯＳＮＲの変更が必要であると判定した場合（ステップＳ７０４肯定）、光ＡＭＰのＧａｉｎを更新したり（ステップＳ７０５）、可変減衰器の減衰量を更新したりして（ステップＳ７０６）、ステップＳ７０２に戻る。
【０１５７】
上記した処理に並行して、ＯＳＮＲモニタは、通常運用を開始した後（ステップＳ７０１）、誤り訂正数もしくは誤り数が減少するように、ＴＤＣ（Tunable  Dispersion  Compensator：可変分散補償器）の操作量を更新し（ステップＳ７０７）、誤り訂正数もしくは誤り数が減少したか否かを判定する（ステップＳ７０８）。そして、ＯＳＮＲモニタは、誤り訂正数もしくは誤り数が減少した場合（ステップＳ７０８肯定）、ステップＳ７０７に戻って以降の処理を実行する。
【０１５８】
その後、ＯＳＮＲモニタは、ステップＳ７０９に示すように、ＯＳＮＲの変更が必要でないと判定した場合（ステップＳ７０４否定）、かつ、誤り訂正数もしくは誤り数が減少しなかった場合（ステップＳ７０８否定）、誤り訂正率が許容する範囲か否かを判定する（ステップＳ７１０）。
【０１５９】
そして、ＯＳＮＲモニタは、誤り訂正率が許容する範囲であると判定した場合（ステップＳ７１０肯定）、伝送品質正常通知を管理装置などに通知する（ステップＳ７１１）。
【０１６０】
一方、ＯＳＮＲモニタは、誤り訂正率が許容する範囲でないと判定した場合（ステップＳ７１０否定）、伝送品質異常通知を管理装置などに通知する（ステップＳ７１２）。さらに、ＯＳＮＲモニタは、ＷＤＭの他チャネルにおける伝送品質判定情報などを用いて、ＷＤＭのチャネル構成やネットワークトポロジを更新し（ステップＳ７１３）、ステップＳ７０１以降の処理を繰り返す。
【０１６１】
このように、実施例９によれば、ＰＭＤ、ＸＰＭ、ＦＷＭなどの伝送劣化を引き起こすパラメータが知られており、これらはＷＤＭにおける波長チャネル構成や回線トポロジ、光ファイバー自体の品質に依存することが知られているが、それらを操作することでネットワークの伝送特性の改善をはかることが可能となる。また、ＷＤＭネットワーク全体の伝送品質は、他チャネルの受信器においても同様にＯＳＮＲ検出値を含めた伝送品質を監視した上で、各チャネルの状態を一元管理するネットワークマネジメントシステム（ＮＭＳ）を構成することができる。また、誤り訂正数モニタ（ＢＥＲモニタ）のように、波長分散、ＰＭＤ、ＸＰＭ、ＦＷＭ等に依存せずＯＳＮＲを正確にモニタできる。
【実施例１０】
【０１６２】
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に示すように、位相変調器、位相変調方式、光パワー、システム構成等、プログラム、にそれぞれ区分けして異なる実施例を説明する。
【０１６３】
（位相変調器）
例えば、実施例４などでは、Differential  DriveのＭＺ型位相変調部を用いて位相変調信号を生成する場合について説明したが、例えば、図２６に示すようなシングルドライブ用位相変調器など様々な位相変調器を用いることができる。
【０１６４】
（位相変調方式）
例えば、実施例４〜９では、位相偏移変調方式としてＤＰＳＫ方式を用いた場合について説明したが、位相偏移変調方式としてＤＰＳＫ方式に限らず、ＤＭＰＳＫ（Ｍは２のｎ乗、ｎは自然数）変調方式全般に利用できるものである。また、偏移を行わない位相変調方式にも適用できる。
【０１６５】
（光パワー）
例えば、上記した実施例では、ＰＤ１及びＰＤ２により受光された光信号の光パワーをＰＤ１及びＰＤ２から取得する例について説明したが、本願はこれに限定されるものではない。具体的には、ＰＤ１及びＰＤ２は、受光した光信号の光パワー応じた電流を出力する。したがって、上記した光パワー取得部は、ＰＤ１及びＰＤ２から出力された電流を電圧に変換し、変換した電圧から光パワー（ＰＤ１及びＰＤ２が受光した光信号の光パワー）を算出する。そして、ＯＳＮＲ計算部は、上述した手法で算出された光パワーを式（２）や式（９）のＰＤ１やＰＤ２に代入することで、ＯＳＮＲを計算することもできる。
【０１６６】
また、本願が開示するＯＳＮＲ測定装置は、必ずしも光パワーを算出しなくてもよい。例えば、ＰＤ１及びＰＤ２が出力する電流は、それぞれのＰＤに入力された光信号の光パワーに応じて値が変わる。そのため、入力された光信号の光パワーに対して電流／電圧の線形増幅された場合、その増幅の利得が等しいと、入力された光信号の光パワーと線形増幅された電流値（または電圧値）とが同じ値となる。この場合、ＯＳＮＲ測定装置は、必ずしも光パワーを算出しなくても、ＰＤ１及びＰＤ２から出力された電流を取得して、式（２）や式（９）のＰＤ１やＰＤ２に代入することで、ＯＳＮＲを計算することができる。
【０１６７】
（システム構成等）
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１６８】
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１６９】
（プログラム）
なお、本実施例で説明したＯＳＮＲ測定方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１７０】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１７１】
（付記１）予め定められた帯域幅に基づいて分波された光信号を所定の干渉計を用いて干渉させる干渉計と、前記干渉計から出力された光信号の光パワーに応じて電流を出力する光検出器とを有する光受信器と、
前記光受信器の光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記帯域幅取得手段に取得された帯域幅とに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、
を有することを特徴とするＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７２】
（付記２）前記光受信器は、前記予め定められた帯域幅に基づいて分波された光信号を、前記帯域幅より狭帯域の帯域幅でフィルタリングする光フィルタをさらに有し、
前記帯域幅取得手段は、前記光フィルタに設定されている帯域幅を取得することを特徴とする付記１に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７３】
（付記３）予め定められた帯域幅に基づいて分波されて振幅偏移変調された変調信号を所定の干渉計を用いて干渉させる干渉計と、前記所定の干渉計から出力された光信号に応じて電流を出力する光検出器と、前記光検出器により出力された電流を所定の電流量に増幅させる増幅器とを有する光受信器と、
前記光受信器の光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記帯域幅取得手段に取得された帯域幅とに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、
を有することを特徴とするＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７４】
（付記４）前記光受信器は、前記予め定められた帯域幅に基づいて分波された変調信号を、前記帯域幅より狭帯域の帯域幅でフィルタリングする光フィルタをさらに有し、
前記帯域幅取得手段は、前記光フィルタに設定されている帯域幅を取得することを特徴とする付記３に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７５】
（付記５）前記光フィルタは、バンドパスフィルタまたはインターリーバであることを特徴とする付記２または４に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７６】
（付記６）前記ＯＳＮＲ計算手段は、「Ｂ」を前記帯域幅、「Ｐ１」および「Ｐ２」を前記光パワー、前記光信号対雑音比をＯＳＮＲとした場合、式（２）によって算出することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７７】
（付記７）位相変調された位相変調信号が予め定められた帯域幅に基づいて分波された位相変調信号を分岐し、所定時間量遅延させた一方の信号と遅延させていない他方の信号とを干渉させる遅延干渉計と、前記遅延干渉計から出力された位相変調信号の受光パワーに応じて電流を出力する光検出器とを有する位相変調受信器と、
前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記遅延干渉計から遅延時間量を取得する遅延時間量取得手段と、
前記位相変調受信器の光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記位相変調受信器が位相変調信号を受信するビットレートを取得するビットレート取得手段と、
前記帯域幅取得手段により取得された帯域幅と、前記遅延時間量取得手段により取得された遅延時間量と、前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記レート取得手段により取得されたビットレートに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、
を有することを特徴とするＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７８】
（付記８）前記位相変調受信器は、前記光検出器により出力された電流を電圧変換して所定の振幅まで増幅させる増幅器と、前記増幅器から出力された信号を識別する識別器とをさらに有し、
前記ビットレート取得手段は、前記識別器からビットレートを取得することを特徴とする付記７に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１７９】
（付記９）前記位相変調受信器の干渉計は、前記帯域幅より狭帯域の帯域幅でフィルタリングする光フィルタによってフィルタリングされた位相変調信号を用いて干渉させ、
前記帯域幅取得手段は、前記光フィルタに設定されている帯域幅を取得することを特徴とする付記７に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１８０】
（付記１０）前記光フィルタは、バンドパスフィルタまたはインターリーバであることを特徴とする付記９に記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１８１】
（付記１１）前記ＯＳＮＲ計算手段は、「Ｂ」を前記帯域幅、「ｔ」を前記遅延時間量と前記ビットレートとの積、「Ｐ１」および「Ｐ２」を前記光パワー、前記光信号対雑音比をＯＳＮＲとした場合、式（９）によって算出することを特徴とする付記７〜１０のいずれか一つに記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１８２】
（付記１２）前記ＯＳＮＲ計算手段により計算された光信号対雑音比が所定の閾値以下である異常値を示す場合、警報を報知する警報報知手段をさらに有することを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載のＯＳＮＲモニタ装置。
【０１８３】
（付記１３）伝送路を介して他の光通信システムと接続される光通信システムであって、
光源を位相変調して位相変調信号を生成する位相変調送信部と、
前記位相変調送信部により生成された位相変調信号に対して、予め定められた帯域幅に基づいて分波する分波器、前記分波器により分波された信号を分岐し、所定時間量遅延させた一方の信号と遅延させていない他方の信号とを干渉させる遅延干渉計、前記遅延干渉計により入力された光信号の受光パワーに応じた電流量を発生させる光検出器、前記光検出器により出力された電流を電圧変換して所定の振幅まで増幅させる増幅器と、前記増幅器から出力された信号を識別する識別器とを有する位相変調受信器と、
前記分波器の帯域幅と、前記遅延干渉計により遅延させられる遅延時間量と、前記光検出器によって受光された光信号の光パワーと、前記識別器により抽出されるビットレートとを前記位相変調受信器から取得し、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算部と、
を有することを特徴とする光通信システム。
【０１８４】
（付記１４）前記伝送路を介して入力された光信号を所定の減衰量に減衰させる可変減衰器と
前記可変減衰器によって減衰された光信号を増幅させる増幅器と、
前記計算部により計算された光信号対雑音比に基づいて、前記可変減衰器の減衰量または前記増幅器の出力を調整する調整部とをさらに備えたことを特徴とする付記１３に記載の光通信システム。
【０１８５】
（付記１５）前記位相変調受信器で受信した信号の誤り訂正率を検出する誤り訂正率検出部と、
前記調整部による前記可変減衰器の減衰量または前記増幅器の出力の調整が収束した後に前記計算部により計算された光信号対雑音比と、前記誤り訂正率検出部により検出された誤り訂正率とに基づいて、前記位相変調受信器により受信された受信光の品質を判定する品質検出部をさらに備えたことを特徴とする付記１３または１４に記載の光通信システム。
【０１８６】
（付記１６）前記品質検出部は、前記受信光の品質が異常であると判定した場合、偏波分散による信号品質劣化または光ファイバー伝送における非線形効果による信号品質劣化であることを特定する付記１５に記載の光通信システム。
【０１８７】
（付記１７）予め定められた帯域幅を有する光フィルタを透過した光信号を所定の干渉計を用いて干渉させる干渉計と、
前記干渉計から出力された光信号の受光パワーに応じて電流を出力する光検出器と、
前記光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記帯域幅取得手段に取得された帯域幅とに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、
を有することを特徴とする光受信器。
【０１８８】
（付記１８）予め定められた帯域幅に基づいて分波された光信号を分岐する分岐部と、
前記分岐部により分岐された光信号を受信して電気信号に変換し、変換した電気信号を所定の値に増幅させる光受信部と、
前記分岐部により分岐された光信号を所定の干渉計を用いて干渉させる干渉計と、
前記干渉計から出力された光信号の受光パワーに応じて電流を出力する光検出器と、
前記光受信器の光検出器によって受光された光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記帯域幅取得手段に取得された帯域幅とに基づいて、光信号対雑音比を計算するＯＳＮＲ計算手段と、
を有することを特徴とする光受信器。
【０１８９】
（付記１９）前記干渉計は、前記帯域幅より狭帯域の帯域幅でフィルタリングする光フィルタによってフィルタリングされた光信号を所定の干渉計を用いて干渉させ、
前記帯域幅取得手段は、前記光フィルタに設定されている帯域幅を取得することを特徴とする付記１８に記載の光受信器。
【０１９０】
（付記２０）前記光フィルタは、バンドパスフィルタまたはインターリーバであることを特徴とする付記１９に記載の光受信器。
【０１９１】
（付記２１）前記ＯＳＮＲ計算手段は、「Ｂ」を前記帯域幅、「Ｐ１」および「Ｐ２」を前記光パワー、前記光信号対雑音比をＯＳＮＲとした場合、式（２）によって算出することを特徴とする付記１７〜１９のいずれか一つに記載の光受信器。
【０１９２】
（付記２２）予め定められた帯域幅を有する光フィルタから前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光フィルタを透過した光信号を干渉させ、干渉された光信号が入力される光検出器から前記光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記帯域幅取得手段により取得された帯域幅と、前記光パワー取得手段により取得された光パワーとに基づいて、光信号対雑音比を計算する計算手段と、
を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【０１９３】
（付記２３）予め定められた帯域幅を有する光フィルタから前記帯域幅を取得する帯域幅取得手段と、
前記光フィルタをと透過した光信号を分岐し、所定時間量遅延させた一方の信号と遅延させていない他方の信号とを干渉させ、電流を出力する光検出器に出力する遅延干渉部から遅延時間量を取得する遅延時間量取得手段と、
前記遅延干渉部により出力された光信号が入力される光検出器から前記光信号の光パワーを取得する光パワー取得手段と、
前記光検出器から出力された電流を電圧変換し、所定の振幅まで増幅させる増幅器と、
前記増幅器の出力信号の識別を実施する識別器からビットレートを取得するビットレート取得手段と、
前記帯域幅取得手段により取得された帯域幅と、前記遅延時間量取得手段により取得された遅延時間量と、前記光パワー取得手段により取得された光パワーと、前記レート取得手段により取得されたビットレートに基づいて、光信号対雑音比を計算する計算手段と、
を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【符号の説明】
【０１９４】
１  ＯＳＮＲモニタ
２  分波器（ＷＤＭ  ＤＭＵＸ）
１０  光受信器
１１  遅延干渉計
１２  光フィルタ
１５  増幅部
２０  ＯＳＮＲ測定装置
２１  帯域幅取得部
２２  光パワー取得部
２３  ＯＳＮＲ計算部
３０  光受信部
３１  分岐部
３２  光受信部
３２ａ  光／電気変換器
３２ｂ  増幅部
３３  光フィルタ
１００  ＯＳＮＲモニタ
１１０  ＤＰＳＫ送信器
１１１  プリコード部
１１２  ＬＤ光源
１１３  駆動回路
１１４  ＬＤ光源
１１５  ＭＺ型位相変調部
１２０  分波器
３００  ＤＰＳＫ受信器
３１０  遅延回路操作器
３２０  遅延干渉計
３３０  増幅器
３４０  識別器／タイミング生成器
４００  ＯＳＮＲ測定装置
４１０  帯域幅取得部
４２０  遅延時間量取得部
４３０  光パワー取得部
４４０  ビットレート取得部
４５０  ＯＳＮＲ計算部
【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１４−１】
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【図１４−２】
2011024189.tif 000028
【図１４−３】
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【図１４−４】
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【図１４−５】
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【図１５】
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【図１６】
2011024189.tif 000033
【図１７】
2011024189.tif 000034
【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】
2011024189.tif 000043
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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