(57)【要約】【課題】主信号光にペナルティを与えず、簡易で低コストな光信号品質モニタを提供する。【解決手段】周波数又は位相の変調信号が重畳された光信号のスペクトルの一部を透過する光フィルタ１１と、光フィルタ１１を透過した光の前記変調信号に応じたパワー変化を基に得られる、前記変調信号の信号成分と雑音成分とのパワー比に基づいて、前記光信号の信号品質を検出する検出部１７と、を備える。【選択図】図１
2015106829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数又は位相の変調信号が重畳された光信号のスペクトルの一部を透過する光フィルタと、
前記光フィルタを透過した光の前記変調信号に応じたパワー変化を基に得られる、前記変調信号の信号成分と雑音成分とのパワー比に基づいて、前記光信号の信号品質を検出する検出部と、
を備えた、光信号品質モニタ装置。
【請求項２】
前記光フィルタは、前記スペクトルの中心波長に対してシフトした波長に透過中心波長を有する、請求項１に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項３】
前記変調信号は、正弦波信号によって変調された信号である、請求項１又は２に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項４】
前記検出部は、
前記光フィルタを透過した光を受光して受光パワーに応じた電気信号を出力する受光器と、
前記電気信号をフーリエ変換するフーリエ変換器と、
前記パワー比と前記信号品質との関係を表すデータを記憶する記憶部と、
前記フーリエ変換器によるフーリエ変換結果から前記パワー比を算出し、算出したパワー比に対する信号品質を前記記憶部に記憶された前記データから取得する演算部と、を備えた、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項５】
前記光信号に第１の変調信号と第２の変調信号とが重畳され、前記第１の変調信号の周波数偏移と前記第２の変調信号の周波数偏移とが異なる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の変調信号の一方が正弦波信号によって変調された信号であり、前記一方の変調信号の周波数偏移が他方の変調信号の周波数偏移よりも小さい、請求項５に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項７】
前記一方の変調信号の周波数偏移は、前記一方の変調信号について得られる前記パワー比が前記他方の変調信号について得られる前記パワー比よりも低く、且つ、前記パワー比の変化に対する前記信号品質の変化が前記他方の変調信号よりも大きくなる範囲に設定されている、請求項６に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項８】
前記範囲は、前記一方の変調信号について得られる前記パワー比が８ｄＢ〜１２ｄＢに収まる範囲である、請求項７に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項９】
前記他方の変調信号は、光パスを識別する情報と前記光信号を送信した光送信器に関する情報との一方又は双方を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項１０】
前記光信号は、複数波長の光信号を含む波長多重光信号であり、
前記変調信号は、隣接しない波長の光信号に重畳される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項１１】
前記光フィルタが、透過中心波長を変更可能な波長可変フィルタであり、
前記波長可変フィルタの前記透過中心波長をスイープさせ、前記スイープに応じて前記変調信号の前記信号成分のパワーが最大となる波長に前記透過中心波長を設定するフィルタ制御部を更に備えた、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項１２】
前記光信号は、複数波長の光信号を含む波長多重光信号であり、
前記波長可変フィルタは、
前記透過中心波長をスイープさせて前記複数波長の光信号のパワーを検出する光チャネルモニタと共用される、請求項１１に記載の光信号品質モニタ装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光信号品質モニタ装置を備えた光伝送装置。
【請求項１４】
周波数又は位相の変調信号が重畳された光信号のスペクトルの一部を光フィルタによって透過し、
前記光フィルタを透過した光の前記変調信号に応じたパワー変化を基に得られる、前記変調信号の信号成分と雑音成分とのパワー比に基づいて、前記光信号の信号品質を検出する、光信号品質モニタ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号品質モニタ装置、光伝送装置、及び、光信号品質モニタ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光伝送ネットワーク（あるいはシステム）には、光伝送装置や、光送受信器、光伝送路等の異常や故障等を検出するために、運用中の光信号の信号品質（例えば、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）等）を監視（モニタ）する装置が用いられることがある。
【０００３】
次世代光ネットワークでは、光信号の波長や方路をよりダイナミックに変更することが予想されるので、信号品質を監視する装置の重要性は今後さらに高まると考えられる。
【０００４】
光信号の信号品質を推定あるいはモニタする技術の一例として、下記の特許文献１〜４に記載された技術が知られている。
【０００５】
特許文献１に記載された技術では、図１６に示すように、送信光主信号（光ペイロード）４００に振幅変調（ＡＭ）したデータ（以下「ＡＭデータ」と称する。）４０２を重畳する。なお、図１６は、光パワーの時間変化を示しており、符号４０１は光主信号４００の平均パワーを示している。
【０００６】
そして、ＡＭデータの重畳された光主信号を図１７に示すように狭帯域光フィルタで信号中心波長付近（フィルタ位置１）および信号中心波長からシフトした波長（フィルタ位置２）のそれぞれにおいてフィルタリングする。さらに、このフィルタリングされた光信号を光電変換し、光電変換後の信号の直流（ＤＣ）成分及び交流（ＡＣ）成分をそれぞれ測定する。
【０００７】
すなわち、フィルタ位置１でのＤＣ成分及びＡＣ成分としてそれぞれＶＡＤＣ−ＤＣ１及びＶＡＤＣ−ＡＣ１が測定され、フィルタ位置２でのＤＣ成分及びＡＣ成分としてそれぞれＶＡＤＣ−ＤＣ２及びＶＡＤＣ−ＡＣ２が測定される。
【０００８】
ここで、ＶＡＤＣ−ＤＣ１，ＶＡＤＣ−ＡＣ１，ＶＡＤＣ−ＤＣ２及びＶＡＤＣ−ＡＣ２は、それぞれ、光電変換後の信号をアナログ−デジタル変換（ＡＤＣ）して得られる電圧値を表しており、図１７中にも示すとおり、以下の式（１．１）〜（１．４）で表される。
【０００９】
ＶＡＤＣ−ＤＣ１＝ＶＳｉｇ−ＤＣ＋ＶＡＳＥ        …（１．１）
ＶＡＤＣ−ＡＣ１＝ＶＳｉｇ−ＡＣ                …（１．２）
ＶＡＤＣ−ＤＣ２＝ＶＳｉｇ−ＤＣ＊Ｒ＋ＶＡＳＥ    …（１．３）
ＶＡＤＣ−ＡＣ２＝ＶＳｉｇ−ＡＣ＊Ｒ            …（１．４）
【００１０】
なお、ＶＳｉｇ−ＤＣ及びＶＳｉｇ−ＡＣは、それぞれ、主信号のＤＣ成分及びＡＣ成分の電圧を表し、ＶＡＳＥは、自然放出光成分の電圧値を表す。Ｒは、フィルタ位置１をフィルタ位置２にシフトさせたことに伴う減衰係数を表し、０＜Ｒ＜１を満たす値である。
【００１１】
求めるべきＯＳＮＲは、主信号光パワー（ＰＳｉｇ）と自然放出光パワー（ＰＡＳＥ）との比（ＰＳｉｇ／ＰＡＳＥ）であるから、次式（１．５）に示すように、ＶＳｉｇ−ＤＣ／ＶＡＳＥによって求めることができる。
ＯＮＳＲ＝ＰＳｉｇ／ＰＡＳＥ＝ＶＳｉｇ−ＤＣ／ＶＡＳＥ      …（１．５）
【００１２】
ここで、上記の式（１．１）〜（１．４）における４つの未知数に対して４つの方程式（１．１）〜（１．４）が存在するので、ＶＳｉｇ−ＤＣ／ＶＡＳＥを求めることができる。このようにして、特許文献１に記載の技術では、ＡＭデータの重畳された光主信号を異なるフィルタ位置１及び２でフィルタリングした信号のＤＣ成分とＡＣ成分との比からＯＳＮＲを推定する。
【００１３】
次に、特許文献２には、マッハツェンダ干渉（ＭＺＩ）フィルタを透過した光信号のパワーからＯＳＮＲを推定することが記載されている。すなわち、周期的な透過特性を有するＭＺＩフィルタの透過特性を温度制御によりシフトさせて、透過光パワー（信号光成分及びノイズ光成分それぞれについて最大値（ＰＭＡＸ）と最小値（ＰＭＩＮ）とを測定する。
【００１４】
ここで、ＰＭＡＸ／ＰＭＩＮ＝Ｒとし、ノイズ等価帯域幅をＮＥＢ（定数）で表すと、求めるべきＯＳＮＲは、次式（２．１）により表され、式（２．１）におけるＰｓ／Ｐｎは、次式（２．２）により表される。
【００１５】
【数１】
2015106829.tif 000003
【数２】
2015106829.tif 000004
【００１６】
式（２．１）において、ｓは、ノイズ光成分を含まない信号光についてのＭＺＩフィルタの透過光パワーの最大値と最小値との比を表し、ｎは、信号光成分を含まないノイズ光成分についてのＭＺＩフィルタの透過光パワーの最大値と最小値との比を表す。これらｓ及びｎの値は、ＭＺＩフィルタの特性から算出可能な値であるから、測定値Ｒとｓ及びｎの値とから、上記の式（２．１）及び式（２．２）からＯＳＮＲを求めることができる。
【００１７】
次に、特許文献３に記載の技術では、送信装置において、キャリア光の周波数を偏波チャネルごとに異なる周波数で変調する変調して偏波多重して光伝送路へ送信する。光信号品質モニタ装置では、光伝送路から受信したデータ変調光信号の単位光周波数ごとの光強度成分それぞれについて４種類の偏光成分を検出し、それぞれの強度を演算することによってストークスベクトルを算出する。そして、算出したストークスベクトルから偏波チャネルごとに付加した周波数変調成分の強度を抽出する。これにより、データ変調光を光学的に偏波分離することなく偏波チャネルごとの偏波状態をモニタすることができる。
【００１８】
次に、特許文献４には、入力光信号と局部発振信号とを混合し、混合した信号の少なくとも１つのビート成分を帯域通過フィルタにより抽出し、抽出したビート成分の強度を検出する光信号品質モニタ装置が記載されている。この光信号品質モニタ装置によると、入力光信号の品質（ＯＳＮＲ）が良ければ、混合によるビート成分が拡がらず、帯域通過フィルタを通過してもほとんどフィルタリングされずに通過する。一方、入力光信号のＯＳＮＲが悪ければ、混合によってビート成分が拡がり、帯域通過フィルタを通過する際に一部がフィルタリングされる。このように、入力光信号のＯＳＮＲの良否によって、帯域通過フィルタの出力信号のパワーが異なることを利用することで、入力光信号のＯＳＮＲをモニタすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１２／０１０６９５１号
【特許文献２】米国特許第７，４４０，１７０号
【特許文献３】特開２０１０−２２６４９９号公報
【特許文献４】特開２００８−８５８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、主信号にＡＭデータを重畳するため、主信号に劣化（ペナルティ）が生じる。また、特許文献２に記載の技術では、光信号が複数の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を透過して伝送されることに起因して帯域狭窄が生じると、既述のＰＭＡＸ／ＰＭＩＮ＝Ｒの値が変化してしまい、ＯＳＮＲの算出誤差が生じる。また、ＭＺＩフィルタを温度制御する必要があるため制御や構成が複雑化する。
【００２１】
なお、特許文献３に記載の技術は、偏波状態をモニタすることはできるがＯＳＮＲをモニタするものではない。また、特許文献４に記載の技術では、局部発振信号源を用いるため構成が複雑化する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
光信号品質モニタ装置の一態様は、周波数又は位相の変調信号が重畳された光信号のスペクトルの一部を透過する光フィルタと、前記光フィルタを透過した光の前記変調信号に応じたパワー変化を基に得られる、前記変調信号の信号成分と雑音成分とのパワー比に基づいて、前記光信号の信号品質を検出する検出部と、を備える。
【発明の効果】
【００２３】
主信号光にペナルティを与えず、簡易で低コストな光信号品質モニタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態に係るＯＳＮＲモニタ装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に例示する光送信器の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に例示する光ＢＰＦへ入力される主信号光スペクトル、光ＢＰＦの透過スペクトル及び光ＢＰＦの透過光スペクトルの一例を示す図である。
【図４】図１に例示するＦＦＴによって得られる信号の周波数に対する強度の一例を示す図である。
【図５】主信号光のＯＳＮＲに対するＦＭトーン信号のＣＮＲの特性の一例を示す図である。
【図６】ＦＭトーン信号の周波数偏移を異ならせる例を説明するための図である。
【図７】図６に例示するＦＭトーン信号の周波数偏移の変更を可能にする光送信器の構成例を示すブロック図である。
【図８】図１に例示する光ＢＰＦの周波数オフセットに対するＦＭトーン信号強度の特性の一例を示す図である。
【図９】光送信局において複数波長の光信号に対するＦＭトーン信号の重畳タイミングを説明するための図である。
【図１０】図１に例示するＯＳＮＲモニタ装置を適用したＲＯＡＤＭノードの構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０に例示する検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１に例示するＣＮＲ検出部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１０〜図１２に例示するＲＯＡＤＭノードにおけるモニタ処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３に例示するモニタ処理の変形例を説明するフローチャートである。
【図１５】図１３に例示するモニタ処理の変形例を説明するフローチャートである。
【図１６】特許文献１に記載された従来技術を説明するための図である。
【図１７】特許文献１に記載された従来技術を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、一実施形態に係るＯＳＮＲモニタ装置の一例を示すブロック図である。図１に示すＯＳＮＲモニタ装置１は、光信号品質モニタ装置の一例であり、光送信器２から送信された光信号の品質（例えば、ＯＳＮＲ）をモニタする。
【００２６】
光送信器２は、送信する波長の光信号（主信号光）に変調信号を重畳する。変調信号は、例示的に、周波数変調（ＦＭ）信号である。ただし、周波数変調と位相変調とは微積分の関係にあるので、変調信号に、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）信号を用いてもよい。
【００２７】
重畳手法は、特に問わないが、例えば図２に示すように、光送信器２に、周波数可変レーザ光源２１及び光変調器２２を用いることで、ＦＭ信号を主信号光に重畳することが可能である。
【００２８】
図２に例示する光送信器２では、周波数可変レーザ光源２１に正弦波信号を与える。これにより、周波数可変レーザ光源２１は、正弦波信号に応じた発振周波数で連続光を生成する。
【００２９】
光変調器２２は、周波数可変レーザ光源２１により生成される連続光を送信データで変調することより、正弦波信号が重畳された主信号光を生成する。正弦波信号は、トーン信号と称してもよく、例示的に、「１０１０」の繰り返し信号である。
【００３０】
トーン信号の周波数は、主信号光の周波数よりも十分低い周波数に設定することができ、非限定的な一例として、数十ｋＨｚに設定してよい。なお、トーン信号（以下「ＦＭトーン信号」とも称する。）が重畳された主信号光は、図７により後述するように、デジタル信号処理により生成してもよい。
【００３１】
ＯＳＮＲモニタ装置１は、例示的に、光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１１、受光器１２、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１３、高速フーリエ変換器（ＦＦＴ：Fast Fourier Transformer）１４、演算部１５、及び、記憶部１６を備える。光ＢＰＦ１１に、光送信器２にて上述のごとくＦＭトーン信号の重畳された主信号光が入力される。なお、ＡＤＣ１３、ＦＦＴ１４、演算部１５及び記憶部１６は、ＯＳＮＲ検出部１７の一例を成す。
【００３２】
図３に、光ＢＰＦ１１に入力される主信号光のスペクトルと、光ＢＰＦ１１のフィルタ（透過）特性と、光ＢＰＦ１１を透過した光のスペクトルとの関係の一例を示す。図３において、符号１００が光ＢＰＦ１１に入力される主信号光のスペクトルを示し、符号２００が、光ＢＰＦ１１の透過スペクトルを示し、符号３００が光ＢＰＦ１１を透過した光のスペクトルを示す。
【００３３】
図３に例示するように、光ＢＰＦ１１は、入力主信号光の中心波長（例えば、１５４６．１ｎｍ）よりも長波長側にシフト（オフセット）した波長に透過スペクトル２００の中心波長を有し、入力主信号光のスペクトル１００の一部を透過する。これにより、符号３００で例示する透過光スペクトルをもつ光が受光器１２に入力される。なお、光ＢＰＦ１１の透過帯域幅は、例示的に、１波長の信号光帯域の半分よりも狭い帯域に設定してよい。
【００３４】
ここで、光ＢＰＦ１１に入力される主信号光にはＦＭトーン信号が重畳されている、別言すると、主信号光に周波数変調がかかっているため、主信号光の中心波長が周波数方向に変動する。そのため、当該変動に応じて光ＢＰＦ１１を透過する光のパワーも変動する。したがって、受光器１２には、このように透過光パワーが時間的に変動する光が入力される。
【００３５】
なお、光ＢＰＦ１１の透過中心波長を入力光信号のスペクトルの中心波長あるいはその近傍に設定すると、透過光パワーの変動が相対的に小さくなる。そのため、光ＢＰＦ１１の透過中心波長を入力光信号のスペクトルの中心波長からシフトさせた波長に設定することで、ＦＭトーン信号の検出感度を向上できる。逆に言うと、光ＢＰＦ１１の透過中心波長は、透過光パワーの変動が相対的に大きく現れる波長に設定するとよい。
【００３６】
受光器１２は、例示的に、光ＢＰＦ１１を透過した光を受光し、その受光強度に応じた電気信号（例えば、電流値あるいは当該電流値を電圧に変換した電圧値）を生成する。受光器１２は、例えば、フォトディテクタ（あるいはフォトダイオード）（ＰＤ）であってもよいし、ＰＤとトランスインピーダンスアンプとを含むＲＯＳＡであってもよい。ＲＯＳＡは、Receiver Optical Sub-Assemblyの略称である。
【００３７】
ここで、光ＢＰＦ１１から受光器１２に入力される光のパワーは、上述のように主信号光の中心波長の変動に応じて変動するから、受光器１２から出力される電気信号（例えば、電圧値）も、当該変動に応じて変動する。別言すれば、受光器１２から出力される電気信号には、当該変動に応じた周波数成分すなわちＦＭトーン信号成分が含まれる。
【００３８】
したがって、受光器１２の出力電気信号を後述のようにフーリエ変換して周波数領域の信号に変換（展開）すると、ＦＭトーン信号の信号成分と雑音成分とが周波数領域において現れる。なお、フーリエ変換には、ＦＦＴを用いてもよいし、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）を用いてもよい。
【００３９】
ＡＤＣ１３は、ＰＤ１２の出力電気信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換してＦＦＴ１４に入力する。
【００４０】
ＦＦＴ１４は、ＡＤＣ１３から入力されるデジタル信号に対してＦＦＴを施す。これにより、ＡＤＣ１３から入力されるデジタル信号が時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。すなわち、受光器１２でのＦＭトーン信号に応じた時間的なパワー変動が周波数領域に展開され、例えば図４に示すように、ＦＭトーン信号成分（符号４００参照）と雑音成分（符号５００参照）とが周波数領域に現れる。
【００４１】
演算部１５は、ＦＦＴ１４によるＦＦＴ処理結果から、次式（３．１）により、ＦＭトーン信号成分と雑音成分とのパワー（強度）比であるＣＮＲ（Carrier-to-Noise Ratio）を求める。
ＣＮＲ＝（ＦＭトーン信号成分のキャリア強度）／（雑音強度）  …（３．１）
【００４２】
なお、ＦＦＴ１４と演算部１５との間には、ＦＦＴ１４によるＦＦＴ処理結果に含まれるノイズ成分をキャンセルするフィルタ（例えば、ＢＰＦ）が備えられてもよい。
【００４３】
記憶部１６は、ＣＮＲとＯＳＮＲとの関係を示すデータ（あるいはパラメータと称してもよい。）を記憶する。記憶部１６には、例示的に、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリを用いてよい。なお、ＣＮＲとＯＳＮＲとの関係は、図５により後述するように、ＣＮＲが高いほどＯＳＮＲも高くなる傾向にある。ＣＮＲとＯＳＮＲとの関係を示すデータは、非限定的な一例として、テーブル形式のデータとして記憶部１６に記憶されてよい。当該テーブル形式のデータを「ＣＮＲ対ＯＳＮＲテーブル」と称することがある。
【００４４】
演算部１５は、記憶部１６に記憶されたＣＮＲ対ＯＳＮＲテーブルを参照して、ＣＮＲに対するＯＳＮＲを取得し、モニタ結果として出力する。モニタ結果は、ＯＳＮＲ検出結果と称してもよい。なお、演算部１５は、ＣＮＲ対ＯＳＮＲテーブルの内容に相当する計算式や近似式を用いて演算によりＯＳＮＲを求めてもよい。ただし、ＣＮＲ対ＯＳＮＲテーブルを用いた方が、演算する場合よりもモニタ結果を取得する速度の高速化を図ることができる。
【００４５】
このように、上述したＯＳＮＲモニタ装置１によれば、主信号光に重畳されたＦＭトーン信号のＣＮＲを基にＯＳＮＲを求めるので、特許文献１のように主信号光をＡＭ変調しなくてよい。したがって、主信号光にペナルティが生じない。
【００４６】
また、ＯＳＮＲモニタ装置１への入力光信号が、波長多重光や偏波多重光であっても、あるいは、波長分散や偏波モード分散等の影響を受けていても、あるいは、スペクトル狭窄を生じていても、上述したＯＳＮＲモニタ手法ではそれらの影響を受けにくい。したがって、一定のＯＳＮＲモニタ精度を確保しやすい。
【００４７】
さらに、光ＢＰＦ１１の透過中心波長を主信号光スペクトルの中心波長からオフセットさせた状態でＦＭトーン信号を取得するという単純な処理でＯＳＮＲを求めることができるので、ＯＳＮＲモニタの精度向上や高速化、安定化を図ることが容易である。
【００４８】
また、光ＢＰＦ１１及び受光器（ＰＤあるいはＲＯＳＡ）１２は、光伝送装置の光チャネルモニタ（ＯＣＭ）に用いられる汎用的な光学部品の一例であるため、ＯＳＮＲモニタ装置１の低コスト化を図ることができる。また、光ＢＰＦ１１及び受光器１２を光伝送装置のＯＣＭに用いられる光学部品と兼用（共用）できるので、ＯＳＮＲモニタのための光学部品の追加を不要あるいは最小限にして、ＯＳＮＲモニタ装置１を光伝送装置に低コストで適用可能である。
【００４９】
また、記憶部１６や、ＦＭトーン信号のＣＮＲを求める演算部１５は、メモリや、ＤＳＰ、ＣＰＵ等の演算能力を有するプロセッサによって実現できるため、光伝送装置に備えられるメモリやプロセッサと兼用（共用）にできる。したがって、ＯＳＮＲモニタのためのハードウェアを追加しなくても、ＯＳＮＲモニタ装置１を光伝送装置に低コストで適用可能である。
【００５０】
なお、光伝送装置には、光送信局、光受信局、光中継局、及び、光アド／ドロップ局等が含まれてよい。「局」は「ノード」と称してもよい。光アド／ドロップノードの一例として、図１０によりＲＯＡＤＭノードについて後述する。「ＲＯＡＤＭ」は、「Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer」の略称である。
【００５１】
（ＦＭトーン信号の周波数偏移調整）
図５に例示するように、ＦＭトーン信号のＣＮＲは、同じＯＳＮＲでもＦＭトーン信号の周波数偏移によって異なる。なお、周波数偏移とは、周波数変調における周波数変化の幅を表す。図５において、Ａ〜Ｄで示す特性は、それぞれ、ＦＭトーン信号の周波数偏移が２４ＭＨｚ、７２ＭＨｚ、１２０ＭＨｚ及び１６８ＭＨｚである場合のＯＳＮＲ対ＣＮＲ特性を表す。
【００５２】
既述のように、特性Ａ〜Ｄのいずれも、ＣＮＲが高くなるほどＯＳＮＲも高くなる傾向（関係）にあるが、特性Ａ〜Ｄを比べると分かるように、同じＯＳＮＲでもＦＭトーン信号の周波数偏移が大きくなるほどＣＮＲが高くなる傾向にある。
【００５３】
一方、特性Ａと特性Ｂ〜Ｃとを比べると分かるように、特性Ａは、相対的に周波数偏移が大きい場合の他の特性Ｂ〜Ｄに比して、全体的なＣＮＲは低いものの、ＣＮＲの変化に対するＯＳＮＲの変化が大きい。
【００５４】
別言すると、ＦＭトーン信号の周波数偏移が小さいほど、ＣＮＲの変化に対するＯＳＮＲの変化が大きくなる傾向にある。さらに別言すれば、ＦＭトーン信号の周波数偏移が小さいほど、全体的なＣＮＲは低くなるがＯＳＮＲの識別感度は高くなる。
【００５５】
そこで、光送信器２において主信号光に重畳するＦＭトーン信号の周波数偏移を、ＯＳＮＲの識別感度が相対的に高くなる特性Ａが得られるように設定する。非限定的な一例としては、ＦＭトーン信号のＣＮＲが８ｄＢ〜１２ｄＢの範囲に収まるように、ＦＭトーン信号の周波数偏移を設定する。
【００５６】
なお、上述のように周波数偏移を変化させるとＯＳＮＲの識別感度が変化することを利用して、光送信器２において、送信する情報の種類や重要度等に応じて当該情報を周波数変調信号として主信号光に重畳する際の周波数偏移を異ならせてもよい。
【００５７】
例えば、第１の情報には周波数偏移が相対的に大きい（得られるＣＮＲが相対的に高い）周波数変調を適用し、第２の情報には周波数偏移が相対的に小さい（ＯＳＮＲの識別感度が相対的に高い）周波数変調を適用する。
【００５８】
非限定的な一例として、第１の情報は、パス識別情報（パスＩＤ）や光送信器２に関する情報（以下「送信器情報」と称することがある。）であり、第２の情報は、ＯＳＮＲモニタに用いる、「１０１０」の繰り返し信号（トーン信号）である。なお、パスＩＤは、複数の光パスに対して同じ波長が割り当てられている場合に、それらの光パスを識別する情報の一例である。パスＩＤは、パスレトース情報（あるいは信号）と称してもよいし、パストレース情報（あるいは信号）に含まれる情報と捉えてもよい。
【００５９】
図６に、光送信器２が生成する送信フレームの一例を示す。図６に例示するように、光送信器２は、同期合わせ用の所定のビット列（同期ビット列）と、データフレーム（ペイロードと称してもよい。）と、を有する送信フレームを生成する。
【００６０】
データフレームには、例示的に、パスＩＤ、送信器情報及びトーン信号を含む変調信号として例えばＦＳＫ信号が重畳される。したがって、データフレームは、ＦＳＫデータフレームと称してもよい。
【００６１】
これらのパスＩＤ、送信器情報及びトーン信号のうち、トーン信号は、第１の周波数偏移で周波数変調される第１の変調信号の一例である。これに対し、パスＩＤ及び送信器情報は、第２の周波数偏移で周波数変調される第２の変調信号の一例である。
【００６２】
第１の周波数偏移は、第２の周波数偏移よりも小さい。別言すると、パスＩＤ及び送信器情報については相対的に周波数偏移の大きい周波数変調を施し、トーン信号については相対的に周波数偏移の小さい周波数変調を施す。
【００６３】
これにより、送信フレームの受信側において、パスＩＤ及び送信器情報の受信ＯＳＮＲをトーン信号よりも高くし、且つ、トーン信号の受信ＯＳＮＲの識別感度をパスＩＤ及び送信器情報よりも高くすることができる。
【００６４】
このように、ＦＭトーン信号の周波数偏移を調整することで、ＯＳＮＲの違いによるＣＮＲの値を最適化することができる。例えば、ＦＭトーン信号の周波数偏移を相対的に小さくすることによって、ＣＮＲの変化によるＦＭトーン信号のＯＳＮＲの変化が大きくなり、ＯＳＮＲの識別が容易となる。
【００６５】
なお、本例の場合、記憶部１６に、図５に例示した、ＦＭトーン信号のＣＮＲとＯＳＮＲとの関係について周波数偏移をパラメータとしたデータを事前に取得しておき、テーブル形式のデータ等として記憶しておけばよい。当該テーブル形式のデータを「周波数偏移依存性テーブル」と称することがある。演算部１５は、記憶部１６に記憶された「周波数偏移依存性テーブル」を参照して周波数偏移に応じたＯＳＮＲを求めることで、ＯＳＮＲの取得速度の高速化を図ることができる。なお、上述した例では、周波数偏移が２種類であるが３種類以上にしてもよい。
【００６６】
図７に、上述のように周波数偏移を変化させることのできる光送信器２の構成例を示す。図７に示す光送信器２は、例示的に、周波数変調をデジタル信号処理により実現する。そのため、光送信器２は、ＤＳＰ２３及び送信部２４を備える。
【００６７】
ＤＳＰ２３は、機能的に、回転演算部２３１、乗算器２３２及びマッパ２３３を備える。一方、送信部２４は、光源の一例であるレーザダイオード（ＬＤ）２４１、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）２４２−１，２４２−２、増幅器２４３−１，２４３−２及び光変調器２４４を備える。
【００６８】
ＤＳＰ２３において、回転演算部２３１は、主信号光に重畳する監視制御データ列をｍ（ｔ）、周波数偏移をΔｆでそれぞれ表すと、ｅｘｐ（２πｊΔｆｔ・ｍ（ｔ））で表される位相回転演算を行なう。なお、監視制御データ列には、例示的に、パスＩＤ、送信器情報及びトーン信号が含まれる。
【００６９】
乗算器２３２は、主信号光用のデータ列に回転演算部２３により得られた演算結果を乗算する。
【００７０】
マッパ２３３は、乗算器２３２から出力されるデータ列を複素平面（ＩＱ平面）で表されるＩ成分データ列及びＱ成分データ列にマッピングする。Ｉ成分データ列は、送信部２４の一方のＤＡＣ２４２−１に入力され、Ｑ成分データ列は、送信部２４の他方のＤＡＣ２４２−２に入力される。
【００７１】
ＤＡＣ２４２−１及び２４２−２は、それぞれ、ＤＳＰ２３から入力されたＩ成分データ列及びＱ成分データ列をアナログ信号に変換する。
【００７２】
増幅器２４３−１及び２４３−２は、それぞれ対応するＤＡＣ２４２−１及び２４２−２から入力されるＩ成分アナログ信号及びＱ成分アナログ信号を増幅して光変調器２４４に入力する。
【００７３】
光変調器２４４は、ＬＤ２４１から出力される連続光をＩ成分アナログ信号及びＱ成分アナログ信号によって変調することで送信変調信号光を生成する。これにより、周波数変調された監視制御データが主信号に重畳された送信変調信号光を得ることができる。
【００７４】
ここで、回転演算部２３１での位相回転演算に用いられる周波数偏移Δｆを、図６に例示したように、パスＩＤ及び送信器情報よりもトーン信号の方が大きくなるように異ならせる。これにより、パスＩＤ及び送信器情報のＯＳＮＲを相対的に高くし、トーン信号のＯＳＮＲ識別感度を高くすることができる。したがって、パスＩＤ及び送信器情報の受信品質を向上しつつ、ＯＳＮＲのモニタ精度を向上することができる。
【００７５】
（フィルタオフセット量の設定）
ＦＭトーン信号の強度は光ＢＰＦ１１の周波数オフセット量（図３参照）によって変化する。例えば図８に示すように、ＦＭトーン信号の強度は、光ＢＰＦ１１の周波数オフセット量の増加に応じて増加から減少に転じる特性を有する。別言すれば、ＦＭトーン信号の強度は、周波数オフセット量の変化に対して極値（ピーク値）をもつ。
【００７６】
そこで、光ＢＰＦ１１に波長可変フィルタを用い、当該波長可変フィルタの透過中心波長をスイープさせて、ＦＭトーン信号の強度が最大となる周波数を求める。そして、光ＢＰＦ１１の透過中心波長が、求めた周波数に対応する波長となるように設定する。なお、これらのスイープ及び設定は、例示的に、演算部１５によって実施してもよいし、演算部１５と連携する別個の制御部によって実施してもよい。
【００７７】
これにより、ＦＭトーン信号の強度が最大となる周波数を基準にして光ＢＰＦ１１の周波数オフセット量を規定することができ、光ＢＰＦ１１に対する高精度な周波数設定を不要にすることができる。
【００７８】
なお、ＣＮＲは、光ＢＰＦ１１の透過中心波長を、ＦＭトーン信号の強度が最大となる周波数（ピーク周波数）に設定した状態で取得してもよいし、当該ピーク周波数から所定量シフトした周波数に設定した状態で取得してもよい。
【００７９】
（マルチキャリア伝送の場合）
図９に例示するように、光送信局４において、複数のマルチキャリア光送信器２−１〜２−ｎ（ｎは２以上の整数）が備えられ、各光送信器２−１〜２−ｎの出力光を合波器３にて合波して波長多重光（ＷＤＭ光）を光伝送路５へ送信することがある。
【００８０】
この場合、図９中に枠６００に例示するように、スーパーチャネルと呼ばれるマルチキャリア伝送においては隣接するサブキャリア（チャネル）の間隔が非常に狭いため、サブキャリア間にクロストークが生じやすい。そのため、すべてのサブキャリアについてＦＭトーン信号を重畳するとＯＳＮＲの検出が難しくなることがある。
【００８１】
そこで、隣接するサブキャリアに対してはＦＭトーン信号を重畳するタイミングが重複しないように設定する。非限定的な一例を挙げると、図９中に例示するように、偶数チャネルと奇数チャネルとでＦＭトーン信号を重畳するタイミングをずらす。
【００８２】
例えば、時刻Ｔ１（又はＴ３）では、奇数チャネルに対応する光送信器２−１，２−３，２−５，…においてＦＭトーン信号を主信号光に重畳し、偶数チャネルに対応する光送信器２−２，２−４，２−６，…ではＦＭトーン信号を主信号光に重畳しない。
【００８３】
その後の時刻Ｔ２（又はＴ４）では、奇数チャネルに対応する光送信器２−１，２−３，２−５，…においてＦＭトーン信号を主信号光に重畳せず、偶数チャネルに対応する光送信器２−２，２−４，２−６，…においてＦＭトーン信号を主信号光に重畳する。
【００８４】
これにより、同一時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３又はＴ４では、隣接チャネルの一方についてだけＦＭトーン信号が重畳される。なお、このようなＦＭトーン信号の重畳タイミングの制御は、送信局４に備えられた制御部（図示省略）によって実施可能である。
【００８５】
ＯＳＮＲモニタ装置１では、ＦＭトーン信号が重畳されたチャネルを、波長可変フィルタである光ＢＰＦ１１により選択することで、既述のとおり、ＦＭトーン信号のＣＮＲを求め、求めたＣＮＲからＯＳＮＲを求める。なお、図９において、符号６は、光伝送路５を伝送されるＷＤＭ光の一部を分岐してＯＳＮＲモニタ装置１へ入力する光分岐カプラを示す。
【００８６】
このように、ＦＭトーン信号を重畳したチャネルを選択してＣＮＲを求めることができるので、近接したチャネル信号群に対してもＯＳＮＲの測定が容易となる。したがって、主信号光に対してペナルティを与えずに、近接したチャネル信号群のＯＳＮＲの測定が可能となる。
【００８７】
なお、上述した例は、偶数チャネルと奇数チャネルとで交互にＦＭトーン信号を重畳する例であるが、各チャネルについて順番に（時分割に）ＦＭトーン信号を重畳するようにしてもよい。
【００８８】
（ＲＯＡＤＭノードへの適用例）
次に、上述したＯＳＮＲモニタ装置１を光伝送装置の一例であるＲＯＡＤＭノードに適用する例について説明する。
【００８９】
図１０は、ＲＯＡＤＭノード７の構成例を示すブロック図である。図１０に示すＲＯＡＤＭノード７は、例示的に、２本の方路（例えば、Ｄｅｇｒｅｅ＃１及び＃２）を有している。Ｄｅｇｒｅｅ＃１は、１組の入方路および出方路を含む。同様に、Ｄｅｇｒｅｅ＃２も、１組の入方路および出方路を含む。
【００９０】
光増幅器７１＃１は、Ｄｅｇｒｅｅ＃１から入力されるＷＤＭ光信号を増幅して光カプラ（ＣＰＬ）７２＃１へ出力する。
【００９１】
光増幅器７１＃２は、Ｄｅｇｒｅｅ＃２から入力されるＷＤＭ光信号を増幅して光カプラ（ＣＰＬ）７２＃２へ出力する。
【００９２】
光増幅器７４＃１は、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）７３＃１から出力される光信号を増幅してＤｅｇｒｅｅ＃１の出方路へ出力する。
【００９３】
光増幅器７４＃２は、ＷＳＳ７３＃２から出力される光信号を増幅してＤｅｇｒｅｅ＃２の出方路へ出力する。
【００９４】
光カプラ７２＃１は、Ｄｅｇｒｅｅ＃１の光増幅器７１＃１から入力されるＷＤＭ光信号を分岐し、Ｄｅｇｒｅｅ＃２のＷＳＳ７３＃２（スルー接続）及びドロップ用のＷＳＳ７５＃１に導く。
【００９５】
同様に、光カプラ７２＃２は、Ｄｅｇｒｅｅ＃２の光増幅器７１＃２から入力されるＷＤＭ光信号を分岐し、Ｄｅｇｒｅｅ＃１のＷＳＳ７３＃１（スルー接続）及びドロップ用のＷＳＳ７５＃２に導く。
【００９６】
ドロップ用のＷＳＳ７５＃１は、Ｄｅｇｒｅｅ＃１の光カプラ７２＃１から導かれてくるＷＤＭ光信号から、図示を省略した波長パス制御部により指定される１または複数の波長（ドロップ波長）の光信号を選択する。なお、波長パス制御部は、図１１により後述する制御ブロック９００の一機能として含まれていてもよい。
【００９７】
同様に、ドロップ用のＷＳＳ７５＃２は、Ｄｅｇｒｅｅ＃２の光カプラ７２＃２から導かれてくるＷＤＭ光信号から、波長パス制御部により指定される１または複数の波長（ドロップ波長）の光信号を選択する。
【００９８】
これらのＷＳＳ７５＃１及び７５＃２で選択されたドロップ波長の光信号は、対応する光増幅器７６＃１及び７６＃２により増幅されて、ドロップ用のマルチキャストスイッチ（ＭＣＳ）７７Ｄに入力される。なお、ＷＳＳ７５＃１及び７５＃２で選択される波長は、互いに異なっていてもよいし、互いに同じであってもよいし、互いに一部が重複していてもよい。また、光増幅器７６＃１及び７６＃２は、必要ない場合もある。
【００９９】
ＭＣＳ７７Ｄは、各Ｄｅｇｒｅｅ＃１及び＃２のそれぞれについてＷＳＳ７５＃１及び７５＃２で選択されたドロップ波長の光信号を、図示を省略したいずれかの光受信器へマルチキャストする。
【０１００】
一方、Ｄｅｇｒｅｅ＃１又は＃２のＷＤＭ光にアドする波長（アド波長）の光信号は、図示を省略したいずれかの光送信器からアド用のＭＣＳ７７Ａに入力される。
【０１０１】
ＭＣＳ７７Ａは、アド波長の光信号を各Ｄｅｇｒｅｅ＃１及び＃２に対応する光増幅器７８＃１及び７８＃２へマルチキャストする。
【０１０２】
光増幅器７８＃１及び７８＃２は、ＭＣＳ７７Ａから入力されたアド波長の光信号を増幅して、各Ｄｅｇｒｅｅ＃１及び＃２に対応する光カプラ（ＣＰＬ）７９＃１及び７９＃２へ導く。
【０１０３】
光カプラ７９＃１及び７９＃２は、それぞれ、対応する増幅器７８＃１及び７８＃２で増幅されたアド波長の光信号を合波して、対応するＤｅｇｒｅｅ＃１及び＃２のＷＳＳ７３＃１及び７３＃２へ導く。
【０１０４】
Ｄｅｇｒｅｅ＃１のＷＳＳ７３＃１には、Ｄｅｇｒｅｅ＃２の光カプラ７２＃２から導かれてくるＷＤＭ光信号と、アド用の光カプラ７９＃１から導かれてくるアド波長の光信号とが入力される。
【０１０５】
ＷＳＳ７３＃１は、波長パス制御部による制御に従って、Ｄｅｇｒｅｅ＃２の光カプラ７２＃２から導かれてくる光信号から、Ｄｅｇｒｅｅ＃１の出方路へ「通過（スルー）」させる１または複数の任意の波長を選択する。また、ＷＳＳ７３＃１は、波長パス制御部による制御に従って、アド用の光カプラ７９＃１から導かれてくる光信号から、Ｄｅｇｒｅｅ＃１の出方路へ出力されるＷＤＭ光信号に「アド」する１または複数の任意の波長を選択する。これにより、Ｄｅｇｒｅｅ＃１の出方路へ出力されるＷＤＭ光信号が生成される。
【０１０６】
Ｄｅｇｒｅｅ＃２のＷＳＳ７３＃２には、Ｄｅｇｒｅｅ＃１の光カプラ７２＃１から導かれてくるＷＤＭ光信号と、アド用の光カプラ７９＃２から導かれてくるアド波長の光信号とが入力される。
【０１０７】
ＷＳＳ７３＃２は、波長パス制御部による制御に従って、Ｄｅｇｒｅｅ＃１の光カプラ７２＃１から導かれてくる光信号から、Ｄｅｇｒｅｅ＃２の出方路へ「通過（スルー）」させる１または複数の任意の波長を選択する。また、ＷＳＳ７３＃２は、波長パス制御部による制御に従って、アド用の光カプラ７９＃２から導かれてくる光信号から、Ｄｅｇｒｅｅ＃２の出方路へ出力されるＷＤＭ光信号に「アド」する１または複数の任意の波長を選択する。これにより、Ｄｅｇｒｅｅ＃２の出方路へ出力されるＷＤＭ光信号が生成される。
【０１０８】
さて、以上のような構成を有するＲＯＡＤＭノード７において、モニタ対象の光信号が伝搬するルートのいずれかに対して光カプラ８０が設けられる。例えば、Ｄｅｇｒｅｅ＃１（又は＃２）から光増幅器７１＃１（又は７１＃２）へ入力されるＷＤＭ光信号をモニタしたい場合、光増幅器７１＃１（又は７１＃２）の前段に光カプラ８０が設けられる。また、Ｄｅｇｒｅｅ＃１（又は＃２）へ出力されるＷＤＭ光信号をモニタしたい場合、例えば、ＷＳＳ７３＃１と光増幅器７４＃１との間（又は、ＷＳＳ７３＃２と光増幅器７４＃２との間）に光カプラ８０が設けられる。
【０１０９】
さらに、ＷＳＳ７５＃１（又は７５＃２）へドロップされる光信号をモニタしたい場合、光カプラ７２＃１からＷＳＳ７５＃１（又は、光カプラ７２＃２からＷＳＳ７５＃２）へ至るルートに光カプラ８０が設けられる。また、ドロップ波長の光信号をモニタしたい場合、例えば、ＭＣＳ７７Ｄの各出力ルートのいずれかに光カプラ８０が設けられる。
【０１１０】
さらに、アド波長の光信号をモニタしたい場合、例えば、ＭＣＳ７７Ａへの各入力ルートのいずれかに光カプラ８０が設けられる。また、ＷＳＳ７３＃１（又は７３＃２）へ入力される、アド波長を含む光信号をモニタしたい場合、例えば、光カプラ７９＃１からＷＳＳ７３＃１（又は、光カプラ７９＃２からＷＳＳ７３＃２）へ至るルートに光カプラ８０が設けられる。
【０１１１】
各光カプラ８０で分岐された光信号（モニタ光）は、図１０中に点線矢印で示すように、Ｎ×１光スイッチ８１に入力される。なお、Ｎは２以上の整数であり、光カプラ８０の数と対応していてもよいし、光カプラ８０の数よりも大きくてもよい。Ｎ×１光スイッチ８１は、図１１にて後述する制御ブロック９００からの制御に応じて、各光カプラ８０から入力されるモニタ光のいずれかを検出装置８２に選択的に入力する。なお、Ｎ×１光スイッチ８１は、単に光スイッチ８１と称することがある。
【０１１２】
検出装置８２は、光スイッチ８１から入力されるモニタ光を基に、例示的に、ＯＣＭ、光パス検出及びＯＳＮＲ検出のいずれかを実施する。検出装置８２は、ＯＣＭ／光パス／ＯＳＮＲ検出兼用装置と称してもよい。ただし、ＯＣＭ及び光パス検出のいずれか一方又は双方は不要としてもよい。別言すると、検出装置８２は、ＯＣＭ及びＯＳＮＲ検出、あるいは、光パス検出及びＯＳＮＲ検出の機能を備えてもよいし、ＯＮＳＲ検出に専用の装置としてもよい。
【０１１３】
検出装置８２は、例えば図１１に示すように、波長可変フィルタ８２１、フォトダイオード（ＰＤ）８２２、及び、制御ブロック９００を備える。制御ブロック９００は、例示的に、光パワー検出部８２３、パストレース信号検出部８２４、ＣＮＲ検出部８２５を備える。また、制御ブロック９００は、記憶部８２６、演算部８２７、Ｎ×１光スイッチ制御部８２８、フィルタ制御部８２９及び統制部８３０を備える。
【０１１４】
波長可変フィルタ８２１は、例示的に、光ＢＰＦであり、光スイッチ８１から入力されるモニタ光をフィルタリングしてＰＤ８２２へ透過する。波長可変フィルタ８２１は、フィルタ制御部８２９からの制御に応じて透過中心波長が制御されることにより、ＰＤ８２２へ透過する光の波長を変更できる。なお、波長可変フィルタ８２１は、図１や図９に例示した光ＢＰＦ１１に対応する。
【０１１５】
ＰＤ８２２は、既述の受光器１２の一例である。ＰＤ８２２は、波長可変フィルタ８２１の透過光を受光し、その受光パワーに応じた電気信号（例えば、電圧値）を光パワー検出部８２３、パストレース信号検出部８２４及びＣＮＲ検出部８２５へそれぞれ出力する。
【０１１６】
光パワー検出部８２３は、ＰＤ１２から入力された電気信号の電圧値を検出することにより、ＰＤ８２２で受光されたモニタ光のパワー情報を取得する。得られた光パワー情報は、記憶部８２６に記憶される。
【０１１７】
パストレース信号検出部８２４は、ＰＤ１２から入力された電気信号の電圧値を基に、既述のパスＩＤを含むパストレース信号を検出する。その検出結果は、記憶部８２６に記憶される。
【０１１８】
ＣＮＲ検出部８２５は、ＰＤ１２から入力された電気信号の電圧値を基にＣＮＲを検出する。そのため、ＣＮＲ検出部８２５は、例えば図１２に示すように、ＡＤＣ８２５１、ＦＦＴ８２５２、ＢＰＦ８２５３、及び、トーンＣＮＲ演算部８２５４を備える。
【０１１９】
ＡＤＣ８２５１は、図１に例示したＡＤＣ１３に相当し、ＰＤ８２２から入力される電気信号をデジタル信号に変換する。
【０１２０】
ＦＦＴ８２５２は、図１や図９に例示したＦＦＴ１４に相当し、ＡＤＣ８２５１から入力されるデジタル信号に対してＦＦＴ処理を施す。なお、ＦＦＴ処理に代えてＤＦＴ処理を用いてもよい。これにより、ＡＤＣ１３から入力されるデジタル信号が時間領域の信号から周波数領域の信号に変換される。当該周波数領域の信号には、図４に例示したように、ＦＭトーン信号成分（符号４００参照）と雑音成分（符号５００参照）とが含まれる。
【０１２１】
ＢＰＦ８２５３は、ＦＦＴ８２５２によるＦＦＴ処理結果に含まれるノイズ成分をキャンセルする。
【０１２２】
トーンＣＮＲ演算部８２５４は、ＦＦＴ１４によるＦＦＴ処理結果から、既述の式（３．１）により、ＦＭトーン信号成分と雑音成分とのパワー（強度）比であるＣＮＲを求める。これにより得られたＣＮＲは、記憶部８２６に記憶される。
【０１２３】
図１１に戻り、記憶部８２６は、上述した各検出部８２３〜８２５で得られた情報、既述のＣＮＲ対ＯＳＮＲテーブル（又は、周波数偏移依存性テーブル）、各制御部８２８及び８２９並びに統制部８３０による制御に用いられる制御情報等を記憶する。記憶部８２６は、ＣＮＲに対するＯＳＮＲの関係を示すデータを記憶する点で、図１に例示した記憶部１６に相当する。記憶部８２６には、例示的に、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリを用いてよい。
【０１２４】
演算部８２７は、記憶部８２６に記憶された情報に基づいて、例えば、波長スペクトルやパスＩＤ、ＯＳＮＲ等を求める。例えば、演算部８２７は、光パワー検出部８２３で検出されたモニタ光のパワー情報に基づいてモニタ光の波長スペクトルを算出する。また、演算部８２７は、例えば、パストレース信号検出部８２４で検出されたパストレース信号に含まれるパスＩＤを基にパスＩＤを決定する。さらに、演算部８２７は、ＣＮＲ検出部８２５で得られたＣＮＲを基にＣＮＲに対するＯＳＮＲの関係を示すデータを参照してＯＳＮＲを求める。演算部８２７は、ＣＮＲからＯＳＮＲを求める点で、図１に例示した演算部１５に相当する。
【０１２５】
別言すると、波長可変フィルタ８２１、ＰＤ８２２、ＣＮＲ検出部８２５、記憶部８２６及び演算部８２７は、図１に例示したＯＳＮＲモニタ装置１を成すと捉えてよい。
【０１２６】
Ｎ×１光スイッチ制御部８２８は、統制部８３０からの制御に従って入力ポートのいずれかを出力ポートに選択的に接続するよう制御することにより、光スイッチ８１での入力モニタ光の選択を制御する。
【０１２７】
フィルタ制御部８２９は、統制部８３０からの制御に従って波長可変フィルタ８２１の透過中心波長を制御することにより、波長可変フィルタ８２１からＰＤ８２２へ透過させる光の波長を制御する。
【０１２８】
統制部８３０は、上述のように各制御部８２８及び８２９に対する制御（指示）を与える。
【０１２９】
なお、制御ブロック９００において、記憶部８２６を除いた各部８２３〜８２５及び８２７〜８３０は、例えば、ＣＰＵやＤＳＰ等の演算能力を有する演算装置を用いて実現可能である。
【０１３０】
（動作説明）
以下、上述のごとく構成されたＲＯＡＤＭノード７におけるモニタ光の処理の一例について、図１３〜図１５を参照して説明する。
【０１３１】
図１３に例示するように、ＲＯＡＤＭノード７では、大別して、ＯＣＭ処理（Ｐ１１〜Ｐ１５）、フィルタ波長設定（Ｐ１６及びＰ１７）、及び、パスＩＤ及びＯＳＮＲの検出処理（Ｐ１８及びＰ１９）を実施する。
【０１３２】
まず、ＯＣＭ処理に着目すると、制御ブロック９００の統制部８３０が、ＷＤＭ光信号が波長可変フィルタ８２１に入力されるように、Ｎ×１光スイッチ８１のポートを設定する指示（ポート設定指示）をＮ×１光スイッチ制御部８２８に与える。Ｎ×１光スイッチ制御部８２８は、当該ポート設定指示に従ってＮ×１光スイッチ８１のポート設定を行なう（処理Ｐ１１）。
【０１３３】
次いで、統制部８３０は、フィルタ制御部８２９に対して波長可変フィルタ８２１の透過中心波長をスイープさせる指示（スイープ指示）を与える。フィルタ制御部８２９は、当該スイープ指示に従って波長可変フィルタ８２２の透過中心波長をスイープさせる。スイープ動作中にＰＤ８２２にて波長可変フィルタ８２１の透過光が受光される（処理Ｐ１２）。
【０１３４】
光パワー検出部８２３では、ＰＤ８２２から入力される、ＰＤ８２２での受光パワーに応じた電気信号を基に、ＰＤ８２２での受光パワーを検出する。検出結果（受光パワー情報）は、受光パワー検出時点でフィルタ制御部８２９が設定している波長可変フィルタ８２１の透過中心波長の情報（波長情報）とともに記憶部８２６に記憶される。受光パワー情報と波長情報とのセットは、スイープ動作に応じて複数得られ、記憶部８２６に記憶される（処理Ｐ１３）。
【０１３５】
その後、統制部８３０が、記憶部８２６から波長情報と受光パワー情報とを読み出し（処理Ｐ１４）、受光パワーが最大となる波長（光ピーク波長）をサーチする。サーチの結果、光ピーク波長が検出できなければ（処理Ｐ１５でＮｏの場合）、統制部８３０は、処理Ｐ１２へ戻り、光ピーク波長が検出できるまで（処理Ｐ１５でＹｅｓと判定されるまで）、処理Ｐ１２〜Ｐ１４を繰り返す。
【０１３６】
光ピーク波長が検出できれば（処理Ｐ１５でＹｅｓの場合）、統制部８３０は、パスＩＤ及びＯＳＮＲを検出するためのフィルタ波長設定処理を実施する。例えば、統制部８３０は、パスＩＤ及びＯＳＮＲの検出対象であるモニタ光が波長可変フィルタ８２１に入力されるようにＮ×１光スイッチ制御部８２８に対してポート設定指示を与える。Ｎ×１光スイッチ制御部８２８は、当該ポート設定指示に従ってＮ×１光スイッチ８１のポート設定を行なう（処理Ｐ１６）。
【０１３７】
次いで、統制部８３０は、処理Ｐ１５で検出された光ピーク波長の情報を基に、波長可変フィルタ８２１の透過中心波長を検出対象のモニタ光の光ピーク波長から所定量だけオフセットした波長に設定、固定させる指示をフィルタ制御部８２９に与える。フィルタ制御部８２９は、当該指示に従って波長可変フィルタ８２１の透過中心波長を設定、固定する（処理Ｐ１７）。
【０１３８】
波長可変フィルタ８２１の透過中心波長が固定されると、パスＩＤ及びＯＳＮＲの検出処理が実施される。例えば、パストレース信号検出部８２４が、ＰＤ８２２での受光パワーに応じた電気信号からパストレース信号を検出し、検出したパストレース信号の情報（パストレース情報）を記憶部８２６に記憶する。そして、演算部８２７が、記憶部８２６に記憶されたパストレース情報からパスＩＤを決定する（処理Ｐ１８）。
【０１３９】
これに対し、ＣＮＲ検出部８２５では、ＰＤ８２２での受光パワーに応じた電気信号から既述のとおりＦＭトーン信号のＣＮＲを算出し、算出したＣＮＲを記憶部８２６に記憶する。そして、演算部８２７が、記憶部８２６に記憶されたＣＮＲを基にＣＮＲ対ＯＳＮＲテーブルを参照してＯＳＮＲを求める（処理Ｐ１９）。
【０１４０】
なお、処理Ｐ１８及びＰ１９の処理順序は逆でもよいし、並列処理してもよい。また、処理Ｐ１５で検出された光ピーク波長の情報、処理Ｐ１８で決定したパスＩＤ、及び、処理Ｐ１９で得られたＯＳＮＲのいずれかは、検出結果（あるいはモニタ結果）として統制部８３０を通じて外部機器へ出力してよい。外部機器の一例は、オペレータ端末等の監視装置であり、監視装置の表示装置や印刷装置へ検出結果が出力されることにより、検出結果がオペレータ等のユーザに提示される。
【０１４１】
さらに、図５〜図７を用いて説明したようにＦＭトーン信号の周波数偏移を異ならせる場合、処理Ｐ１９に代えて図１４に例示する処理Ｐ１９Ａを実施してよい。例えば、ＣＮＲ検出部８２５が、ＦＭトーン信号のＣＮＲを算出し、演算部８２７が、当該ＣＮＲを基に記憶部８２６に記憶されている周波数偏移依存性テーブルを参照することにより、ＯＳＮＲを求める（処理Ｐ１９Ａ）。
【０１４２】
また、図８を用いて説明したフィルタオフセット量の設定は、例えば図１３に例示した処理Ｐ１７に代えて図１５に例示する処理Ｐ１７Ａ〜Ｐ１７Ｃを実施することで実現できる。例えば、統制部８３０は、フィルタ制御部８２９に対して波長可変フィルタ８２１の透過中心波長をスイープさせる指示（スイープ指示）を与える。フィルタ制御部８２９は、当該スイープ指示に従って波長可変フィルタ８２２の透過中心波長をスイープさせる。スイープ動作中にＰＤ８２２にて波長可変フィルタ８２１の透過光が受光される（処理Ｐ１７Ａ）。
【０１４３】
光パワー検出部８２３では、ＰＤ８２２から入力される、ＰＤ８２２での受光パワーに応じた電気信号を基に、ＰＤ８２２での受光パワーを検出する。また、ＣＮＲ検出部８２５では、ＦＭトーン信号のＣＮＲを算出する。得られた受光パワー情報及びＣＮＲは、
その時点でフィルタ制御部８２９が設定している波長可変フィルタ８２１の透過中心波長の情報（波長情報）とともに記憶部８２６に記憶される。受光パワー情報とＣＮＲと波長情報とのセットは、スイープ動作に応じて複数得られ、記憶部８２６に記憶される（処理Ｐ１７Ｂ）。
【０１４４】
そして、統制部８３０が、受光パワー情報とＣＮＲと波長情報とを基に、ＦＭトーン信号のピークが得られる波長情報を特定し、特定した波長情報に対応するように波長可変フィルタ８２１の透過中心波長を設定する指示をフィルタ制御部８２９に与える。フィルタ制御部８２９は、当該指示に従って波長可変フィルタ８２１の透過中心波長を設定、固定する（処理Ｐ１７Ｃ）。
【０１４５】
以上のように、上述したＲＯＡＤＭノード７では、波長可変フィルタ８２１及びＰＤ８２２が、ＯＣＭ、パストレース信号の検出、及び、ＣＮＲ（ＯＳＮＲ）の検出（モニタ）に共用（兼用）される。また、記憶部８２６及び演算部８２７についても、ＯＣＭ、パストレース信号の検出、及び、ＣＮＲ（ＯＳＮＲ）の検出（モニタ）に共用（兼用）される。
【０１４６】
別言すると、ＲＯＡＤＭノード７においてＯＤＭやパストレース信号の検出のために既設の部品を流用して、ＲＯＡＤＭノード７に本実施形態のＯＳＮＲモニタ装置１を適用することができる。更に別言すると、ＯＳＮＲモニタのために個別の波長可変フィルタ８２１、ＰＤ８２２、記憶部８２６及び演算部８２７を、ＲＯＡＤＭノード７に追加的に備える必要がない。したがって、ＯＳＮＲモニタ装置１を備えたＲＯＡＤＭノード７を簡易な構成かつ低コストで実現できる。
【符号の説明】
【０１４７】
１  ＯＳＮＲモニタ装置（光信号品質モニタ装置）
１１  光バンドパスフィルタ（光ＢＰＦ）
１２  受光器
１３  アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）
１４  高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）
１５  演算部
１６  記憶部
１７  ＯＳＮＲ検出部
２  光送信器
２１  周波数可変レーザ光源
２２  光変調器
４  光送信局（光伝送装置）
７１＃１，７１＃２，７４＃１，７４＃２，７６＃１，７６＃２，７８＃１，７８＃２  光増幅器
７２＃１，７２＃２，７９＃１，７９＃２  光カプラ（ＣＰＬ）
７３＃１，７３＃２，７５＃１，７５＃２  波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
７７Ａ，７７Ｄ  マルチキャストスイッチ（ＭＣＳ）
８１  Ｎ×１光スイッチ
８２  検出装置
８２１  波長可変フィルタ
８２２  フォトダイオード（ＰＤ）
８２３  光パワー検出部
８２４  パストレース信号検出部
８２５  ＣＮＲ検出部
８２５１  ＡＤＣ
８２５２  ＦＦＴ
８２５３  ＢＰＦ
８２５４  トーンＣＮＲ演算部
８２６  記憶部
８２７  演算部
８２８  Ｎ×１光スイッチ制御部
８２９  フィルタ制御部
８３０  統制部
９００  制御ブロック
【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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