(57)【要約】【課題】運用中の光信号のＯＳＮＲを簡易かつ安価な構成によって精度良く測定することのできるＯＳＮＲ測定装置を提供する。【解決手段】ＯＳＮＲ測定装置１は、可変の通過帯域を有する波長選択部１２により、入力ポート１１に与えられる被測定光Ｌから測定対象の信号光波長に対応した光成分を選択的に取り出して遅延干渉部１４に与え、該遅延干渉部から出力される遅延干渉光のパワーを光検出部１５で検出し、波長選択部の通過帯域の帯域幅および光検出部の検出結果を基に、ＯＳＮＲ演算部１６が測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲを算出する。【選択図】図４
2015039180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光が与えられる入力ポートと、
前記入力ポートに光学的に結合され、可変の通過帯域を有し、前記被測定光から測定対象とする信号光波長に対応した光成分を選択的に取り出す波長選択部と、
前記波長選択部の通過帯域を制御する波長制御部と、
前記波長選択部から出力される光を分岐し、一方の分岐光に対して他方の分岐光を遅延させて互いに干渉させる遅延干渉部と、
前記遅延干渉部から出力される遅延干渉光のパワーを検出する光検出部と、
前記波長選択部の通過帯域の帯域幅および前記光検出部で検出された遅延干渉光のパワーに基づいて、測定対象の信号光波長における光信号対雑音比を算出するＯＳＮＲ演算部と、
を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、モノクロメータを含み、
前記波長制御部は、前記モノクロメータの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記モノクロメータに具備された回折格子の角度を制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、波長可変フィルタを含み、
前記波長制御部は、前記波長可変フィルタの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記波長可変フィルタを制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、波長・帯域幅可変フィルタを含み、
前記波長制御部は、前記波長・帯域幅可変フィルタの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致し、かつ、前記波長・帯域幅可変フィルタの通過帯域の帯域幅が測定対象の信号光のスペクトル幅に応じた値となるように、前記波長・帯域幅可変フィルタを制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、波長選択スイッチを含み、
前記波長制御部は、前記波長選択スイッチの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記波長選択スイッチに具備された可動ミラーの角度を制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記遅延干渉部は、各分岐光の間の位相差が０またはπラジアンとなるように、一方の分岐光に対して他方の分岐光を遅延させることを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記遅延干渉部は、前記波長選択部から出力される光を２つに分岐するＹ分岐部、該Ｙ分岐部で分岐された一方の分岐光が伝搬する第１アーム、前記Ｙ分岐部で分岐された他方の分岐光が伝搬し、前記第１アームよりも長い光路長を有する第２アーム、および、前記第１，２アームを伝搬した各光を互いに干渉させ、当該遅延干渉光を２つの出力ポートから前記光検出部に出力するＸカプラ部を具備したマッハツェンダ干渉計型の光導波路を含み、
前記光検出部は、前記遅延干渉部の一方の出力ポートから出力される遅延干渉光を受光し、当該光パワーに応じてレベルが変化する電気信号を生成する第１光検出器と、前記遅延干渉部の他方の出力ポートから出力される遅延干渉光を受光し、当該光パワーに応じてレベルが変化する電気信号を生成する第２光検出器とを含むことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部から出力される光のピークパワーを検出するピークパワー検出部を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記光検出部から出力される信号を受信処理し、当該受信信号の波形をモニタする波形モニタ部を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置を備えたことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて送受信される光信号の品質を表す光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Optical Signal to Noise Ratio）の測定を行うＯＳＮＲ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいて、光送信器から送り出された光信号は、伝送路である光ファイバを伝搬して光受信器に送信される。このとき、伝送路で生じる損失を補償するために光増幅器が使用される。光増幅器の配置形態としては、光送信器の出力側に配置されるポストアンプ、光受信器の手前に配置されるプリアンプ、または、光信号を多段中継する場合に用いられるインランアンプなどが挙げられる。例えば、１５５０ｎｍ帯の光通信システムにおいては、光増幅媒体としてエルビウムドープドファイバを用いた光増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier）が広く用いられている。
【０００３】
上記光増幅器からは、増幅された信号光と、増幅された自然放出光（ＡＳＥ：amplified spontaneous emission）とが出力される。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る。光受信器の性能は、この雑音成分によって制限されるため、光通信システムでは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、信号成分と雑音成分の比をとった光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）の耐力で表される。
【０００４】
また、ブロードバンドアクセス網においては、インターネットトラフィックの増大に伴い、波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術の適用による大容量化が図られている。ＷＤＭ光通信システムにおける１波長当たりの伝送レートは、２．５Ｇｂｐｓや１０Ｇｂｐｓから４０Ｇｂｐｓ、更には１００Ｇｂｐｓにシフトしつつある。伝送レートが４０Ｇｂｐｓ以上のＷＤＭ光通信システムでは、１０Ｇｂｐｓの場合と比較して、１ビット幅の光パルスの間隔が狭く、かつ、信号光のスペクトル幅（周波数帯域）が広いため、光増幅器の雑音、伝送路光ファイバの波長分散および偏波分散などの影響を受けて伝送特性の劣化が大きくなる。このため、従来の光強度変調（ＯＯＫ：On Off Keying）方式とは異なる光変調方式として、例えば、雑音耐力および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）などの位相変調方式が採用されている。
【０００５】
図１は、上記のようなＷＤＭ光通信システムに用いられるＥＤＦＡの出力スペクトルの一例を示した図である。このようにＥＤＦＡでは、１５５０ｎｍ帯に配置された複数の信号光が増幅されるとともに、約４０ｎｍにわたり広帯域なＡＳＥが発生する。このようなＥＤＦＡを伝送路上に複数配置してＷＤＭ光を多段中継伝送するＷＤＭ光通信システムでは、ＷＤＭ光がＥＤＦＡを通過する度にＡＳＥが累積していく。該ＡＳＥの累積したＷＤＭ光は、受信端に配置された分波器で各波長の光に分離され、各波長にそれぞれ対応した光受信器に入力されて受信処理される。
【０００６】
図２は、上記分波器から出力される１波長の光スペクトルの一例を示す図である。このように各波長に対応した光受信器は、信号光成分とＡＳＥ成分が重畳されたスペクトルを有する光をそれぞれ受信することになる。当該受信光のＯＳＮＲ［ｄＢ］は、一般に、信号光成分のパワーをＰｓｉｇ［ｍＷ］とし、信号光波長における０．１ｎｍ帯域幅のＡＳＥ成分のパワーをＰａｓｅ，0.1nm［ｍＷ］として、次の（１）式により表される。
【数１】
2015039180.tif 000003
【０００７】
したがって、ＯＳＮＲを求めるためには、受信光に含まれる信号光成分のパワーとＡＳＥ成分のパワーとを測定する必要がある。しかし、光スペクトルアナライザ等を用いて受信光のスペクトルを測定しただけでは、信号光成分とＡＳＥ成分が同一波長上で重なって測定されるため（図２参照）、ＯＳＮＲを求めることは出来ない。そこで、信号光成分とＡＳＥ成分を分離するために、例えば、非特許文献１に記載されているような、パルス法、ＡＳＥ補間法、プローブ法、偏光消光比法またはタイムドメイン消光法などの種々の技術が適用されてきた。
【０００８】
具体的に、上記パルス法は、光スイッチ等を用いて光増幅器への入力光をオンオフさせながら出力光のスペクトルを測定し、入力光オフ時にＡＳＥレベルの測定を行う手法である（例えば、特許文献１参照）。また、上記ＡＳＥ補間法は、光増幅器の出力光のスペクトルを測定し、該スペクトルからＡＳＥ部分を除いて、信号光成分と同一波長のＡＳＥ成分のレベルを推定する手法である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３４６７２９６号公報
【特許文献２】特許第３３１１１０２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】波平宜敬，「ＤＷＤＭ光測定技術」，オプトロニクス社，２００１年３月，ｐ．９５−１００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記のような従来のパルス法を適用したＯＳＮＲ測定については、ＡＳＥレベルをダイレクトに測定することが可能となるが、光増幅器への信号光の入力を一時的にオフにする必要があり、そのオフの間は信号光の通信がエラーになってしまう。つまり、信号光の運用中にＯＳＮＲ測定を行うことが困難であるという課題がある。
【００１２】
また、ＡＳＥ補間法を適用したＯＳＮＲ測定については、信号光およびＡＳＥを含む光スペクトルより、信号光が存在しない波長領域を判別する必要があるが、４０Ｇｂｐｓ以上の高速な信号光の場合、信号光自体のスペクトル幅が広いため、上記信号光が存在しない波長領域の判別が困難になる。例えば、光増幅器から出力されるＷＤＭ光を分波器に与えて信号光波長毎に分波した光のＯＳＮＲを測定するようなとき、高速な信号光のスペクトル幅は、分波器の個々の波長に対応した透過帯の幅よりも広くなる場合がある。この場合、例えば図３に示すように、分波器を透過した光のスペクトルは、信号光波長の両サイドのＡＳＥ成分（および信号光のサイドバンド成分）がカットされた形状となる。このため、当該光スペクトルより信号光が存在しない波長領域を判別することができず、信号光成分と同一波長のＡＳＥレベルの推定が不可能になる。このようにＡＳＥ補間法を適用したＯＳＮＲ測定は、スペクトル幅の広い高速な信号光への対応という点で課題がある。
【００１３】
さらに、上記のようなパルス法やＡＳＥ補間法などを適用したＯＳＮＲ測定は、基本的に、高価な光スペクトラムアナライザを用いて被測定光のスペクトル測定を行うことが必要であるため、コスト面の課題もある。
【００１４】
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、運用中の光信号のＯＳＮＲを簡易かつ安価な構成によって精度良く測定することのできるＯＳＮＲ測定装置および光通信システム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】
【００１５】
上記の目的を達成するため本発明によるＯＳＮＲ測定装置の一態様は、被測定光が与えられる入力ポートと、前記入力ポートに光学的に結合され、可変の通過帯域を有し、前記被測定光から測定対象とする信号光波長に対応した光成分を選択的に取り出す波長選択部と、前記波長選択部の通過帯域を制御する波長制御部と、前記波長選択部から出力される光を分岐し、一方の分岐光に対して他方の分岐光を遅延させて互いに干渉させる遅延干渉部と、前記遅延干渉部から出力される遅延干渉光のパワーを検出する光検出部と、前記波長選択部の通過帯域の帯域幅および前記光検出部で検出された遅延干渉光のパワーに基づいて、測定対象とする信号光波長における光信号対雑音比を算出するＯＳＮＲ演算部と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
上記ＯＳＮＲ測定装置によれば、被測定光に含まれる任意の伝送レートおよび光変調方式の信号光のＯＳＮＲを、高価な光スペクトルアナライザを用いることなく高い精度で測定することができる。また、波長選択部により、被測定光から測定対象の信号光波長に対応した所要帯域の光を選択的に取り出して遅延干渉部に与えるようにしたことで、測定対象の信号光が運用中であってもＯＳＮＲの測定を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＷＤＭ光通信システムに用いられるＥＤＦＡの出力スペクトルの一例を示す図である。
【図２】ＷＤＭ光通信システムの受信端に配置された分波器から出力される１波長の光スペクトルの一例を示す図である。
【図３】従来のＡＳＥ補間法に関する課題を説明するための図である。
【図４】第１実施形態ＯＳＮＲ測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】上記実施形態における波長選択部に使用可能なモノクロメータの構成例を示す図である。
【図６】上記実施形態のＯＳＮＲ測定装置をＯＡＤＭノードに適用した場合の一例を示す図である。
【図７】上記実施形態について非位相変調方式の信号光のＯＳＮＲを測定する場合の動作を説明するフローチャートである。
【図８】上記実施形態について位相変調方式の信号光のＯＳＮＲを測定する場合の動作を説明するフローチャートである。
【図９】遅延干渉部の光遅延量に応じて各光検出器で検出される光パワーが変化する一例を示した図である
【図１０】各光検出器で受光される信号光成分およびＡＳＥ成分の割合と遅延干渉部の光遅延量との関係を纏めた図である。
【図１１】１ビットの時間に対する光遅延量の割合を変化させたときに得られる各光検出器の平均光パワーとＯＳＮＲの関係を示した図である。
【図１２】各光検出器の平均光パワーの差とＯＳＮＲの関係を示した図である。
【図１３】第２実施形態ＯＳＮＲ測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】波長選択部からの出力光波形がＤＧＤによって劣化する一例を示した図である。
【図１５】波長選択部からの出力光波形が波長分散によって劣化する一例を示した図である。
【図１６】第３実施形態ＯＳＮＲ測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】遅延干渉後の受信信号の波形がＤＧＤによって劣化する一例を示した図である。
【図１８】遅延干渉後の受信信号の波形が波長分散によって劣化する一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図４は、本発明によるＯＳＮＲ測定装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
図４において、本実施形態のＯＳＮＲ測定装置１は、例えば、被測定光Ｌが与えられる入力ポート１１と、入力ポート１１に光学的に結合する波長選択部１２と、波長選択部１２を制御する波長制御部１３と、波長選択部１２の出力光が与えられる遅延干渉部１４と、遅延干渉部１４から出力される干渉光のパワーを検出する光検出部１５と、光検出部１５の検出結果を基に測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲを演算するＯＳＮＲ演算部１６と、を備える。
【００１９】
入力ポート１１は、例えば、波長の異なる複数の信号光が合波されたＷＤＭ光が被測定光Ｌとして与えられる。該各波長の信号光の伝送レートは任意であり、４０Ｇｂｐｓ以上の高速な信号光をＯＳＮＲの測定対象とすることができる。上記信号光の変調方式としては、一般的な光強度変調（ＯＯＫ）方式だけでなく、ＤＰＳＫやＤＱＰＳＫ等の位相変調方式、または、該位相変調光をパルス化したＲＺ−Ｄ（Ｑ）ＰＳＫ等の光変調方式に対応可能である。
【００２０】
波長選択部１２は、可変の通過帯域を有し、入力ポート１１を介して入力される被測定光Ｌより、測定対象とする信号光波長に対応した光成分を選択的に取り出して遅延干渉部１４に出力する。この波長選択部１２の可変の通過帯域は、波長制御部１３により測定波長に応じて制御される。上記波長選択部１２の具体的な構成としては、例えば、モノクロメータ、波長可変フィルタ、波長・帯域幅可変フィルタ、波長選択スイッチなどを使用することが可能である。
【００２１】
図５は、モノクロメータを用いた波長選択部１２の構成例を示す図である。この構成例では、モノクロメータの入射ポート１２１に与えられた被測定光Ｌが、コリメーティングミラー１２２、回折格子１２３、フォーカシングミラー１２４およびスリット１２５を順に通過することにより、測定対象とする信号光波長に対応した光成分が選択的に出射ポート１２６に結合される。
【００２２】
具体的に、コリメーティングミラー１２２は、入射ポート１２１から放射される被測定光Ｌを平行光に変換し、該平行光を回折格子１２３に照射する。回折格子１２３は、コリメーティングミラー１２２からの平行光を波長に応じて異なる方向に反射する。フォーカシングミラー１２４は、回折格子１２３で反射された光を、各々の波長に応じてスリット１２５近傍の異なる位置に集光する。上記回折格子１２３は、図示を省略したアクチュエータ等により、コリメーティングミラー１２２からの平行光の入射方向に対する反射面の角度が可変になっており、該反射面の角度（回折格子１２３の回転角度）が測定波長に応じて設定される。これにより、スリット１２５近傍に集光される各波長の光のうち、測定波長に対応した光のみがスリット１２５を通過して出射ポート１２６に結合される。
【００２３】
また、前述した波長選択部１２に使用可能な波長可変フィルタの具体例としては、ここでは図示を省略するが、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed-Waveguide Grating）やファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ；Fiber Bragg Grating）等を利用した光フィルタ、音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ；Acousto Optic Tunable Filter）などの周知の光デバイスが挙げられる。さらに、通過帯域の中心波長だけでなく帯域幅も可変にした波長・帯域幅可変フィルタとしては、例えば、サンテック（株）社製のＯＴＦ−９５０，ＯＴＦ−３５０、または、（株）アルネアラボラトリ社製のＢＶＦ−２００などを適用することが可能である。また、波長選択スイッチについては、例えば、回折格子および可動ミラーを組み合わせて入出力ポート間の光路の切り替えを行うものなどが知られている。該波長選択スイッチでは、可動ミラーの角度が測定波長に応じて設定されることになる。
【００２４】
波長制御部１３は、ＯＳＮＲ測定装置１の外部より与えられる、測定対象とする信号光に関する情報（以下、「信号光情報」とする）ＩＮＦに基づいて、波長選択部１２における通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、波長選択部１２を制御する。信号光情報ＩＮＦには、例えば、測定対象とする信号光の波長、伝送レート、変調方式などの情報が含まれる。具体的に、上記図５に示したようなモノクロメータを用いて波長選択部１２が構成されている場合、波長制御部１３は、測定対象の信号光波長に対応した光成分がスリット１２５を通過して出射ポート１２６に結合されるように、回折格子１２３の回転角度を制御する。また、波長・帯域幅可変フィルタを用いて波長選択部１２が構成されている場合には、波長制御部１３は、測定波長に応じて波長選択部１２の通過帯域の中心波長を制御するだけでなく、該通過帯域の帯域幅も制御する。この帯域幅の制御では、測定対象の信号光の伝送レートおよび変調方式を基に信号光のスペクトル幅が判断され、該スペクトル幅に応じてＯＳＮＲ測定に必要な帯域幅が設定される。
【００２５】
遅延干渉部１４は、波長選択部１２からの出力光を２分岐するＹ分岐部１４１、該Ｙ分岐部１４１で分岐された一方の光が与えられる第１アーム１４２および他方の光が与えられる第２アーム１４３、並びに、各アーム１４２，１４３をそれぞれ伝搬した光を互いに干渉させるＸカプラ部１４４を具備したマッハツェンダ干渉計型の光導波路が、所要の基板に形成されている。ここでは第１アーム１４２の光路長よりも第２アーム１４３の光路長が長くなるように設計されており、第１アーム１４２を伝搬した光に対して、第２アーム１４３を伝搬した光が遅延される。当該光遅延量τは、例えば、平面光波回路（ＰＬＣ）で構成される遅延干渉部１４の温度をヒータやペルチェ素子等を用いて変化させることにより、調整可能となっている。各アーム１４２，１４３を伝搬した光はＸカプラ部１４４に与えられることで干渉し、当該遅延干渉光はＸカプラ部１４４の２つの出力ポートより出力されて、光検出部１５に送られる。
【００２６】
光検出部１５は、遅延干渉部１４の各出力ポートから出力される光をそれぞれ受光し、各々の光のパワーに応じてレベルが変化する電気信号を生成する１組の光検出器１５１，１５２を有する。各光検出器１５１，１５２で生成された電気信号は、ＯＳＮＲ演算部１６にそれぞれ送られる。
【００２７】
ＯＳＮＲ演算部１６は、各光検出器１５１，１５２からの出力信号、波長選択部１２の帯域幅を示す波長制御部１３からの出力信号、および、ＯＳＮＲ測定装置１の外部より与えられる信号光情報ＩＮＦを用い、後述するアルゴリズムに従って、測定波長に対応したＯＳＮＲを演算し、該演算値をＯＳＮＲの測定結果として外部に出力する。
【００２８】
図６は、ＷＤＭ光通信システムのＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexing）ノードについて上記ＯＳＮＲ測定装置１を適用した場合の一例を示す図である。ただし、ＯＳＮＲ測定装置１の適用箇所がＯＡＤＭノードに限定されることを意味するものではなく、ＷＤＭ光通信システムの任意の場所でＯＳＮＲ測定装置１によるＯＳＮＲ測定を行うことが可能である。
【００２９】
図６の適用例では、ＯＡＤＭノードに入力されるＷＤＭ光が、光増幅器５１で一括増幅された後に分岐器５２で２分岐され、一方の分岐光が分岐器５３に送られ、他方の分岐光が波長選択スイッチ５６に送られる。分岐器５３では、分岐器５２からのＷＤＭ光が更に２分岐され、一方の分岐光が被測定光ＬとしてＯＳＮＲ測定装置１に送られ、他方の分岐光が分波器５４に送られる。分波器５４では、分岐器５２，５３で分岐されたＷＤＭ光が波長に応じて分離され、各波長の信号光がドロップ光として各々に対応した光受信器（ＲＸ）５５で受信される。波長選択スイッチ５６では、下流のノードに送信する各波長の信号光として、分岐器５２から出力される信号光（スルー光）および光送信器（ＴＸ）５７から出力される信号光（アド光）のいずれかが選択される。該波長選択スイッチ５６で選択された信号光は、光増幅器５８で一括増幅されて下流側の伝送路に出力される。
【００３０】
なお、上記図６では、ＯＡＤＭノードにおいて、ＷＤＭ光に対する信号光の分岐（ドロップ）および挿入（アド）の両方が実施される一例を示したが、分岐および挿入のいずれか一方のみが行われるノードであっても上記の場合と同様にＯＳＮＲ測定装置１の適用が可能である。例えば、ＷＤＭ光に対する信号光の挿入のみが実施され、分岐が行われないノードの場合には、上記図６の分岐器５３、分波器５４および光受信器５５が省略され、分岐器５２における一方の分岐光が被測定光ＬとしてＯＳＮＲ測定装置１に送られることになる。
【００３１】
次に、第１実施形態のＯＳＮＲ測定装置１の動作について説明する。
上記のような構成のＯＳＮＲ測定装置１では、被測定光Ｌに含まれる非位相変調方式の信号光のＯＳＮＲを測定する場合と、位相変調方式の信号光のＯＳＮＲを測定する場合とで動作とが異なる。このため、まず、非位相変調方式の信号光のＯＳＮＲを測定する場合の動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３２】
ＯＳＮＲ測定装置１が起動されると、最初に図７のステップ１０１（図中Ｓ１０１で示し、以下同様とする）において、波長制御部１３が、外部より与えられる信号光情報ＩＮＦを基に測定対象とする信号光波長を取得する。そして、ステップ１０２では、当該測定波長に従って、波長制御部１３が、波長選択部１２の通過帯域の中心波長を設定する。これにより、波長選択部１２の通過帯域の中心波長と測定波長とが一致するようになり、入力ポート１１に与えられる被測定光Ｌより測定波長に対応した信号光およびＡＳＥを含む光成分が選択的に取り出されて遅延干渉部１４に送られる。遅延干渉部１４では、波長選択部１２からの出力光がＹ分岐部１４１で２分岐され、アーム１４２を伝搬した光と、アーム１４３を伝搬して光遅延量τが与えられた光とがＸカプラ部１４４で結合されることにより遅延干渉光が生成される。該遅延干渉光は、光遅延量τに応じた割合でＸカプラ部１４４の２つの出力ポートから出力され、光検出部１５の対応する光検出器１５１，１５２でそれぞれ光電変換される。
【００３３】
ステップ１０３では、各光検出器１５１，１５２の出力信号を参照しながら、遅延干渉部１４における光遅延量τの調整が行われる。この光遅延量τの調整は、τ≠０［ｓｅｃ］となり、かつ、各アーム１４２，１４３を伝搬する光の位相差が０またはπ［ｒａｄ］となるように、遅延干渉部１４の温度等が最適化される。上記位相差が０またはπ［ｒａｄ］になると、光検出器１５１，１５２のうちの一方の出力信号の平均レベルが最大になり、他方の出力信号の平均レベルが最小になる。なお、τ≠０［ｓｅｃ］の条件は、製造誤差等によって、同じ長さで設計したアーム１４２，１４３間に光路長差が発生した場合の光遅延を含むものとする。
【００３４】
ステップ１０４では、波長・帯域幅可変フィルタ等を適用することで波長選択部１２における通過帯域の帯域幅が可変とされる場合に、波長制御部１３が、信号光情報ＩＮＦを基に測定対象とする信号光のスペクトル幅を判断し、該スペクトル幅に応じて波長選択部１２の帯域幅を設定する。なお、前述したモノクロメータや波長可変フィルタ、波長選択スイッチを用いて波長選択部１２が構成される場合には、通常、通過帯域の帯域幅は固定となるので、ステップ１０４の動作は省略される。
【００３５】
上記ステップ１０１〜ステップ１０４の動作が完了することによりＯＳＮＲ測定の準備が整うので、以降、ＯＳＮＲ演算部１６によるＯＳＮＲの算出処理が実行される。まず、ステップ１０５では、ＯＳＮＲ演算部１６において、各光検出器１５１，１５２の出力信号を基に、光検出器１５１で検出される平均光パワーＰ１と、光検出器１５２で検出される平均光パワーＰ２とが取得される。
【００３６】
ここで、各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２について詳しく説明する。
遅延干渉部１４の各アーム１４２，１４３を伝搬する光には、信号光成分およびＡＳＥ成分がそれぞれ含まれている。各アーム１４２，１４３を伝搬する信号光成分はコヒーレントであるため、Ｘカプラ部１４４で干渉が生じる。前述のステップ１０３において、各アーム１４２，１４３を伝搬する光の位相差が０またはπ［ｒａｄ］となるように、遅延干渉部１４の光遅延量τが調整されているので、信号光成分の遅延干渉光は、Ｘカプラ部１４４の２つの出力ポートのうちの片方のみから出力される。
【００３７】
一方、各アーム１４２，１４３を伝搬するＡＳＥ成分は、例えば、前述の図６に示したＯＡＭＤノードの構成例では、入力側の光増幅器５１で発生するＡＳＥや、該ＯＡＭＤノードよりも上流のノード等に配置された光増幅器で発生するＡＳＥが累積したものが、Ｙ分岐部１４１で２分岐されたものであり、各々のＡＳＥ成分はインコヒーレントである。このため、Ｘカプラ部１４４で干渉が生じることは無く、Ｘカプラ部１４４で結合されたＡＳＥ成分は２つの出力ポートから略等しい割合で出力される。
【００３８】
したがって、各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２は、上記のような遅延干渉部１４における信号光成分およびＡＳＥ成分の性質を反映したものになる。例えば、信号光成分の遅延干渉光が光検出器１５２側に出力されるように光遅延量τが調整されている場合、信号光成分の総パワーをＰｓｉｇ［ｍＷ］、ＡＳＥ成分の総パワーをＰａｓｅ，ｔｏｔａｌ［ｍＷ］とすると、各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２について次の（２），（３）式の関係が成り立つことになる。
【数２】
2015039180.tif 000004
【数３】
2015039180.tif 000005
【００３９】
上記（２）式および（３）式の関係より、信号光成分のパワーＰｓｉｇ［ｍＷ］は、次の（４）式により表される。また、各平均光パワーＰ１，Ｐ２の総和については、次の（５）式の関係が成り立つ。
【数４】
2015039180.tif 000006
【数５】
2015039180.tif 000007
【００４０】
上記（４）式および（５）式の関係より、ＡＳＥ成分の総パワーはＰａｓｅ，ｔｏｔａｌ＝２×Ｐ１となる。これを波長選択部１２の帯域幅Ｂ［ｎｍ］を用いて０．１ｎｍ帯域のＡＳＥパワーＰａｓｅ，０．１ｎｍに換算すると、次の（６）式の関係が得られる。
【数６】
2015039180.tif 000008
【００４１】
したがって、測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲ［ｄＢ］は、上記（４）式および（６）式の関係より、次の（７）式で表すことができる。
【数７】
2015039180.tif 000009
【００４２】
上記のような関係に従って測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲを算出するために、ＯＳＮＲ演算部１６では、図７のステップ１０６において、各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２の差がとられ、上記（４）式で表される信号光成分のパワーＰｓｉｇが算出される。続くステップ１０７では、光検出器１５１の平均光パワーＰ１と波長選択部１２の帯域幅Ｂを用い、上記（４）式で表される０．１ｎｍ帯域のＡＳＥパワーＰａｓｅ，０．１ｎｍが算出される。そして、ステップ１０８では、ＰｓｉｇおよびＰａｓｅ，０．１ｎｍを用い、上記（７）式に従って測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲが算出される。
【００４３】
次に、位相変調方式の信号光のＯＳＮＲを測定する場合の動作について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
位相変調方式の信号光のＯＳＮＲ測定を行う場合にも、前述した非位相変調方式の信号光のＯＳＮＲ測定を行う場合のステップ１０１〜ステップ１０４と同様な動作により、ＯＳＮＲ測定のための準備として、波長選択部１２の通過帯域の設定および遅延干渉部１４の光遅延量τの調整が行われる。
【００４４】
位相変調方式の信号光の場合、遅延干渉部１４の各アーム１４２，１４３を伝搬する信号光の位相はビット値に応じてそれぞれ変化する。例えば、２値の位相変調が適用された信号光の場合、図９に示すように各アーム１４２，１４３を伝搬する信号光の位相はビット値に応じて０，πで変化する。図９の（Ａ）は、遅延干渉部１４の光遅延量がτ≒０に調整されているときの一例を示している。τ≒０では、各アーム１４２，１４３を伝搬する信号光の間で殆ど位相差が生じないため、当該遅延干渉光は２つの光検出器１５１，１５２のうちの片側（ここでは光検出器１５２側）に出力される。
【００４５】
遅延干渉部１４の光遅延量τを増やしていくと、各アーム１４２，１４３を伝搬する信号光間の位相差がπになる割合が増えるため、遅延干渉光が光検出器１５１側にも出力されるようになる。図９の（Ｂ）は、遅延干渉部１４の光遅延量τが１ビットの時間の０．７５倍に調整されているときの一例である。そして、遅延干渉部１４の光遅延量τが１ビットの時間に一致するようになると（１００％遅延）、図９の（Ｃ）に示すように、遅延干渉光が各光検出器１５１，１５２側に同じ割合で出力されるようになる。この場合、当該信号光の送信側でのマーク率（全符号に対する符号“１”の割合）を５０％とすると、各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２はほぼ等しくなる。
【００４６】
なお、上記図９では、２値の位相変調が適用された信号光の例を示したが、ＯＳＮＲ測定装置１によりＯＳＮＲの測定が可能な位相変調方式が２値のものに限定されることを意味するものではなく、ｎを自然数とする２ｎ値の位相変調方式全般についてＯＳＮＲ測定装置１は有効である。
【００４７】
一方、各アーム１４２，１４３を伝搬するＡＳＥ成分はインコヒーレントであるため（前述した非位相変調方式の信号光の場合と同様）、Ｘカプラ部１４４で干渉が生じることは無い。このため、Ｘカプラ部１４４で結合されたＡＳＥ成分は、遅延干渉部１４の光遅延量τに依存することなく、各光検出器１５１，１５２側に同じ割合で出力される。
【００４８】
図１０は、各光検出器１５１，１５２で受光される信号光成分およびＡＳＥ成分の割合と、遅延干渉部１４の光遅延量τとの関係を纏めた図である。なお、横軸のｔは、信号光の１ビットの時間に対する遅延干渉部１４の光遅延量τの割合を表している。このように、１ビットの時間に対する光遅延量τの割合ｔが増加すると、光検出器１５１での信号光成分の受光パワーＰ１ｓｉｇの割合は増加し、光検出器１５２での信号光成分の受光パワーＰ２ｓｉｇの割合は減少していく。一方、各光検出器１５１，１５２でのＡＳＥ成分の受光パワーＰ１ａｓｅ，Ｐ２ａｓｅの割合は、１ビットの時間に対する光遅延量τの割合ｔの変化に関係なく一定となる。
【００４９】
上記図１０の関係を基に、信号光成分の総パワーＰｓｉｇ［ｍＷ］、ＡＳＥ成分の総パワーＰａｓｅ，ｔｏｔａｌ［ｍＷ］、１ビットの時間に対する光遅延量τの割合ｔを用いて、各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２［ｍＷ］を数式化すると、次の（８）式および（９）式の関係が得られる。
【数８】
2015039180.tif 000010
【数９】
2015039180.tif 000011
【００５０】
上記（８）式および（９）式の関係より、信号光成分のパワーＰｓｉｇ［ｍＷ］は、次の（１０）式により表すことができる。
【数１０】
2015039180.tif 000012
【００５１】
また、前述した（５）式の関係と、上記（８）式および（９）式の関係とにより、ＡＳＥ成分の総パワーＰａｓｅ，ｔｏｔａｌについては、次の（１１）式の関係が成り立つ。
【数１１】
2015039180.tif 000013
【００５２】
上記（１１）式の関係を、波長選択部１２の帯域幅Ｂ［ｎｍ］を用いて０．１ｎｍ帯域のＡＳＥパワーＰａｓｅ，０．１ｎｍに換算すると、次の（１２）式の関係が得られる。
【数１２】
2015039180.tif 000014
【００５３】
したがって、測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲ［ｄＢ］は、上記（１０）式および（１２）式の関係より、次の（１３）式で表すことができる。
【数１３】
2015039180.tif 000015
【００５４】
図１１は、上記（１３）式の関係より、波長選択部１２の帯域幅をＢ＝０．６［ｎｍ］、１ビットの時間に対する光遅延量τの割合をｔ≒０からｔ＝０．８の間で変化させたときに得られる、ＯＳＮＲ［ｄＢ］と各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１［ｄＢｍ］，Ｐ２［ｄＢｍ］との関係を示した図である。図１１の関係より、ＯＳＮＲが大きくなるとＰ１とＰ２の差が大きくなることが分かる。また、ｔを小さくした方がＰ１とＰ２の差が大きくなることが分かる。図１２は、Ｐ１とＰ２の差ΔＰ［ｄＢ］とＯＳＮＲの関係を示した図である。図１２の関係からは、ｔをより小さくしてΔＰを求めることで、位相変調方式の信号光のＯＳＮＲをより高い精度で測定できることが分かる。
【００５５】
上記のような関係に従って測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲを算出するために、ＯＳＮＲ演算部１６では、図８のステップ１０５において、各光検出器１５１，１５２の出力信号を基に、各光検出器１５１，１５２で検出される平均光パワーＰ１，Ｐ２が取得される。続くステップ１０６’では、信号光の伝送レート（ボーレート）および遅延干渉部１４の光遅延量τの設定を基に、１ビットの時間に対する光遅延量τの割合ｔが判断され、その割合ｔおよび各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２を用いて、上記（１０）式で表される信号光成分のパワーＰｓｉｇが算出される。さらに、ステップ１０７’では、上記１ビットの時間に対する光遅延量τの割合ｔおよび各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２と、波長選択部１２の帯域幅Ｂとを用いて、上記（１２）式で表される０．１ｎｍ帯域のＡＳＥパワーＰａｓｅ，０．１ｎｍが算出される。そして、ステップ１０８では、ＰｓｉｇおよびＰａｓｅ，０．１ｎｍを用い、上記（１３）式に従って測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲが算出される。
【００５６】
上述したように第１実施形態のＯＳＮＲ測定装置１によれば、被測定光Ｌに含まれる任意の伝送レートおよび光変調方式の信号光のＯＳＮＲを、高価な光スペクトルアナライザを用いることなく高い精度で測定することができる。また、波長選択部１２により、入力ポート１１に与えられる被測定光Ｌから測定対象の信号光波長に対応した所要帯域の光を選択的に取り出して遅延干渉部１４に与えるようにしたことにより、当該信号光の受信処理系（例えば、図６の分波器５４および光受信器５５）に対してＯＳＮＲ測定系を切り離すことができるため、測定対象の信号光が運用中であってもＯＳＮＲの測定を行うことが可能である。勿論、運用開始前に伝送されるテスト光などのＯＳＮＲ測定を行うこともできる。
【００５７】
次に、本発明によるＯＳＮＲ測定装置の第２実施形態について説明する。
図１３は、第２実施形態のＯＳＮＲ測定装置の構成を示すブロック図である。
図１３において、本実施形態のＯＳＮＲ測定装置２は、上述の図４に示した第１実施形態の構成について、波長選択部１２からの出力光のピークパワーを検出する機能を追加し、測定対象となる信号光の品質に関して、ＯＳＮＲだけでなくピークパワーの情報も得られるようにしたものである。
【００５８】
具体的には、波長選択部１２と遅延干渉部１４の間の光路上に分岐器２１が挿入される。この分岐器２１は、波長選択部１２から遅延干渉部１４に送られる光の一部を分岐し、該分岐光を光検出器２２に与える。光検出器２２は、分岐器２１で分岐された光を電気信号に変換して、ピークパワー検出回路２３に出力する。ピークパワー検出回路２３は、光検出器２２の出力信号のピークパワーを検出して、その検出結果をＯＳＮＲ測定装置２の外部に出力する。
【００５９】
上記のような構成のＯＳＮＲ測定装置２では、波長選択部１２からの出力光を利用して、ＯＳＮＲ測定の対象となる信号光のピークパワーが検出されることにより、その検出結果に基づいて、当該信号光の群遅延時間差（ＤＧＤ：Differential Group Delay）による波形劣化、または、波長分散による波形劣化の状態を判断することが可能になる。
【００６０】
図１４は、波長選択部１２からの出力光波形がＤＧＤによって劣化する一例を示した図である。また、図１５は、波長選択部１２からの出力光波形が波長分散によって劣化する一例を示した図である。ここでは、４３．０２ＧｂｐｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調された信号光を測定対象としている。図１４の例より、ＤＧＤの値が大きくなるにつれて光波形が崩れ、光のピークパワーが低下していく様子が分かる。また、図１５の例より、波長分散の値が０ｐｓ／ｎｍから離れるにつれて光波形が崩れ、ＤＧＤの場合と同様に光のピークパワーが低下していく様子が分かる。したがって、波長選択部１２から遅延干渉部１４に出力される光の一部を分岐器２１で取り出し、光検出器２２およびピークパワー検出回路２３により光強度のピークパワーをモニタすることによって、当該信号光の品質を測定することができる。
【００６１】
上記のように第２実施形態のＯＳＮＲ測定装置２によれば、測定対象の信号光について、上述した第１実施形態の場合と同様にＯＳＮＲ測定を行うことができるのに加えて、ピークパワー検出回路２３で検出されるピークパワーの値を基にＤＧＤまたは波長分散による光波形の劣化を判断することができ、信号光の品質を多角的に測定することが可能になる。
【００６２】
次に、本発明によるＯＳＮＲ測定装置の第３実施形態について説明する。
図１６は、第３実施形態のＯＳＮＲ測定装置の構成を示すブロック図である。
図１６において、本実施形態のＯＳＮＲ測定装置３は、上述の図４に示した第１実施形態の構成について、各光検出器１５１，１５２の出力信号を受信処理する差動受信回路３１と、該差動受信回路３１から出力される受信信号の波形をモニタする波形モニタ３２とを追加し、測定対象となる信号光の品質に関して、ＯＳＮＲだけでなく受信波形の情報も得られるようにしたものである。このような構成では、光検出部１５で得られる電気信号を利用して、ＯＳＮＲ測定の対象となる信号光の受信波形がモニタされることにより、該信号光のＤＧＤまたは波長分散による波形劣化の状態を判断することが可能になる。
【００６３】
図１７は、遅延干渉後の受信信号の波形がＤＧＤによって劣化する一例を示した図である。また、図１８は、遅延干渉後の受信信号の波形が波長分散によって劣化する一例を示した図である。ここでも、４３．０２ＧｂｐｓのＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調された信号光を測定対象としている。図１７の例より、ＤＧＤの値が大きくなるにつれて受信波形が劣化し、アイ開口部分が小さくなっていく様子が分かる。また、図１８の例より、波長分散の値が０ｐｓ／ｎｍから離れるにつれて受信波形が劣化し、ＤＧＤの場合と同様にアイ開口部分が小さくなっていく様子が分かる。したがって、各光検出器１５１，１５２の出力信号を差動受信回路３１で受信処理し、波形モニタ３２を用いて受信信号の波形をモニタすることによって、当該信号光の品質を測定することができる。
【００６４】
上記のように第３実施形態のＯＳＮＲ測定装置３によれば、測定対象の信号光について、上述した第１実施形態の場合と同様にＯＳＮＲ測定を行うことができるのに加えて、波形モニタ３２でモニタされる受信波形を基にＤＧＤまたは波長分散による波形劣化を判断することができ、信号光の品質を多角的に測定することが可能になる。
【００６５】
以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）被測定光が与えられる入力ポートと、
前記入力ポートに光学的に結合され、可変の通過帯域を有し、前記被測定光から測定対象とする信号光波長に対応した光成分を選択的に取り出す波長選択部と、
前記波長選択部の通過帯域を制御する波長制御部と、
前記波長選択部から出力される光を分岐し、一方の分岐光に対して他方の分岐光を遅延させて互いに干渉させる遅延干渉部と、
前記遅延干渉部から出力される遅延干渉光のパワーを検出する光検出部と、
前記波長選択部の通過帯域の帯域幅および前記光検出部で検出された遅延干渉光のパワーに基づいて、測定対象の信号光波長における光信号対雑音比を算出するＯＳＮＲ演算部と、
を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００６６】
（付記２）付記１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、モノクロメータを含み、
前記波長制御部は、前記モノクロメータの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記モノクロメータに具備された回折格子の角度を制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００６７】
（付記３）付記１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、波長可変フィルタを含み、
前記波長制御部は、前記波長可変フィルタの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記波長可変フィルタを制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００６８】
（付記４）付記１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、波長・帯域幅可変フィルタを含み、
前記波長制御部は、前記波長・帯域幅可変フィルタの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致し、かつ、前記波長・帯域幅可変フィルタの通過帯域の帯域幅が測定対象の信号光のスペクトル幅に応じた値となるように、前記波長・帯域幅可変フィルタを制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００６９】
（付記５）付記１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部は、波長選択スイッチを含み、
前記波長制御部は、前記波長選択スイッチの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記波長選択スイッチに具備された可動ミラーの角度を制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００７０】
（付記６）付記１〜５のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記遅延干渉部は、各分岐光の間の位相差が０またはπラジアンとなるように、一方の分岐光に対して他方の分岐光を遅延させることを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００７１】
（付記７）付記１〜６のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記遅延干渉部は、前記波長選択部から出力される光を２つに分岐するＹ分岐部、該Ｙ分岐部で分岐された一方の分岐光が伝搬する第１アーム、前記Ｙ分岐部で分岐された他方の分岐光が伝搬し、前記第１アームよりも長い光路長を有する第２アーム、および、前記第１，２アームを伝搬した各光を互いに干渉させ、当該遅延干渉光を２つの出力ポートから前記光検出部に出力するＸカプラ部を具備したマッハツェンダ干渉計型の光導波路を含み、
前記光検出部は、前記遅延干渉部の一方の出力ポートから出力される遅延干渉光を受光し、当該光パワーに応じてレベルが変化する電気信号を生成する第１光検出器と、前記遅延干渉部の他方の出力ポートから出力される遅延干渉光を受光し、当該光パワーに応じてレベルが変化する電気信号を生成する第２光検出器とを含むことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００７２】
（付記８）付記１〜７のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部から出力される光のピークパワーを検出するピークパワー検出部を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００７３】
（付記９）付記８に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記ピークパワー検出部は、前記波長選択部から出力される光の一部を分岐する分岐器と、該分岐器で分岐された光を電気信号に変換する光検出器と、該光検出器の出力信号のピークパワーを検出するピークパワー検出回路と、を含むことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００７４】
（付記１０）付記１〜７のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記光検出部から出力される信号を受信処理し、当該受信信号の波形をモニタする波形モニタ部を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００７５】
（付記１１）付記１０に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波形モニタ部は、前記光検出部から出力される信号を差動受信する差動受信回路と、該差動受信回路から出力される受信信号の波形をモニタする波形モニタと、を含むことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【００７６】
（付記１２）付記１〜１１のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置を備えたことを特徴とする光通信システム。
【００７７】
（付記１３）付記１２に記載の光通信システムであって、
ＯＡＤＭノード内に前記ＯＳＮＲ測定装置を配置したことを特徴とする光通信システム。
【符号の説明】
【００７８】
１，２，３…ＯＳＮＲ測定装置
１１…入力ポート
１２…波長選択部
１２１…入射ポート
１２２…コリメーティングミラー
１２３…回折格子
１２４…フォーカシングミラー
１２５…スリット
１２６…出射ポート
１３…波長制御部
１４…遅延干渉部
１５…光検出部
１６…ＯＳＮＲ演算部
２１，５２，５３…分岐器
２２…光検出器
２３…ピークパワー検出回路
３１…差動受信回路
３２…波形モニタ
５１，５８…光増幅器
５４…分波器
５５…光受信器
５６…波長選択スイッチ
５７…光送信器
【図１】
2015039180.tif 000016
【図２】
2015039180.tif 000017
【図３】
2015039180.tif 000018
【図４】
2015039180.tif 000019
【図５】
2015039180.tif 000020
【図６】
2015039180.tif 000021
【図７】
2015039180.tif 000022
【図８】
2015039180.tif 000023
【図９】
2015039180.tif 000024
【図１０】
2015039180.tif 000025
【図１１】
2015039180.tif 000026
【図１２】
2015039180.tif 000027
【図１３】
2015039180.tif 000028
【図１４】
2015039180.tif 000029
【図１５】
2015039180.tif 000030
【図１６】
2015039180.tif 000031
【図１７】
2015039180.tif 000032
【図１８】
2015039180.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月12日(2014.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光が入力される入力ポートと、
前記入力された被測定光から測定対象とする信号光波長に対応した光成分を選択する波長選択部と、
前記選択された光を分岐し、一方の分岐光と他方の分岐光との位相差が０又はπラジアンとなるように、前記一方の分岐光に対して、前記他方の分岐光を遅延させて互いに干渉させ、遅延干渉光を２つの出力ポートに導波する遅延干渉部と、
前記遅延干渉部の前記各出力ポートの出力光パワーを検出する光検出部と、
前記波長選択部の通過帯域の帯域幅および前記光検出部で検出された遅延干渉光のパワーに基づいて、測定対象の信号光波長における光信号対雑音比を算出するＯＳＮＲ演算部と、
を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部の通過帯域を制御する波長制御部を備え、
前記波長選択部は、モノクロメータを含み、
前記波長制御部は、前記モノクロメータの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記モノクロメータに具備された回折格子の角度を制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部の通過帯域を制御する波長制御部を備え、
前記波長選択部は、波長可変フィルタを含み、
前記波長制御部は、前記波長可変フィルタの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記波長可変フィルタを制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部の通過帯域を制御する波長制御部を備え、
前記波長選択部は、波長・帯域幅可変フィルタを含み、
前記波長制御部は、前記波長・帯域幅可変フィルタの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致し、かつ、前記波長・帯域幅可変フィルタの通過帯域の帯域幅が測定対象の信号光のスペクトル幅に応じた値となるように、前記波長・帯域幅可変フィルタを制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部の通過帯域を制御する波長制御部を備え、
前記波長選択部は、波長選択スイッチを含み、
前記波長制御部は、前記波長選択スイッチの通過帯域の中心波長が測定対象の信号光波長に一致するように、前記波長選択スイッチに具備された可動ミラーの角度を制御することを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記遅延干渉部は、前記波長選択部から出力される光を２つに分岐するＹ分岐部、該Ｙ分岐部で分岐された一方の分岐光が伝搬する第１アーム、前記Ｙ分岐部で分岐された他方の分岐光が伝搬し、前記第１アームよりも長い光路長を有する第２アーム、および、前記第１，２アームを伝搬した各光を互いに干渉させ、当該遅延干渉光を２つの出力ポートから前記光検出部に出力するＸカプラ部を具備したマッハツェンダ干渉計型の光導波路を含み、
前記光検出部は、前記遅延干渉部の一方の出力ポートから出力される遅延干渉光を受光し、当該光パワーに応じてレベルが変化する電気信号を生成する第１光検出器と、前記遅延干渉部の他方の出力ポートから出力される遅延干渉光を受光し、当該光パワーに応じてレベルが変化する電気信号を生成する第２光検出器とを含むことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記波長選択部から出力される光のピークパワーを検出するピークパワー検出部を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置であって、
前記光検出部から出力される信号を受信処理し、当該受信信号の波形をモニタする波形モニタ部を備えたことを特徴とするＯＳＮＲ測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のＯＳＮＲ測定装置を備えたことを特徴とする光通信システム。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記の目的を達成するため本発明によるＯＳＮＲ測定装置の一態様は、被測定光が入力される入力ポートと、前記入力された被測定光から測定対象とする信号光波長に対応した光成分を選択する波長選択部と、前記選択された光を分岐し、一方の分岐光と他方の分岐光との位相差が０又はπラジアンとなるように、前記一方の分岐光に対して、前記他方の分岐光を遅延させて互いに干渉させ、遅延干渉光を２つの出力ポートに導波する遅延干渉部と、前記遅延干渉部の前記各出力ポートの出力光パワーを検出する光検出部と、前記波長選択部の通過帯域の帯域幅および前記光検出部で検出された遅延干渉光のパワーに基づいて、測定対象とする信号光波長における光信号対雑音比を算出するＯＳＮＲ演算部と、を備える。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
上記（２）式および（３）式の関係より、信号光成分のパワーＰｓｉｇ［ｍＷ］は、次の（４）式により表される。また、各平均光パワーＰ１，Ｐ２の総和については、次の（５）式の関係が成り立つ。
【数４】
2015039180.tif 000034
【数５】
2015039180.tif 000035
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
上記のような関係に従って測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲを算出するために、ＯＳＮＲ演算部１６では、図７のステップ１０６において、各光検出器１５１，１５２の平均光パワーＰ１，Ｐ２の差がとられ、上記（４）式で表される信号光成分のパワーＰｓｉｇが算出される。続くステップ１０７では、光検出器１５１の平均光パワーＰ１と波長選択部１２の帯域幅Ｂを用い、上記（６）式で表される０．１ｎｍ帯域のＡＳＥパワーＰａｓｅ，０．１ｎｍが算出される。そして、ステップ１０８では、ＰｓｉｇおよびＰａｓｅ，０．１ｎｍを用い、上記（７）式に従って測定対象の信号光波長におけるＯＳＮＲが算出される。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2015039180.tif 000036