(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号をデジタル信号処理した電気信号に基づいて生成される駆動信号によって駆動される光変調部と、
前記光変調部の出力光の中心周波数ｆｃからｆΔ離れた周波数ｆｃ＋ｆΔ（ｆΔ＜前記出力光の帯域幅／２）の光パワーが所定値よりも減少したことを検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に基づいて、前記駆動信号の帯域補償処理をする制御部と、を備え、
前記光変調部は、前記デジタル信号処理に応じて変調方式が可変であり、
前記制御部は、前記変調方式に応じて、前記光変調部の前記出力光のスペクトラムにおいて、前記スペクトラムの変化の検出ターゲットにするポイント数を可変制御する、
光送信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検出部で検出された前記光パワーの減少が補償されるように前記帯域補償処理を制御する、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記デジタル信号処理は、前記駆動信号に制御信号を重畳する処理を含み、
前記制御部は、前記検出部による検出結果に応じて、前記駆動信号に重畳される前記制御信号の周波数を変更する、請求項１に記載の光送信装置。
【請求項４】
前記光変調部は、前記デジタル信号処理に伴って半波長電圧の２倍に相当する振幅よりも小さい振幅を有する前記駆動信号にて駆動される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項５】
前記検出部は、
前記出力光のスペクトラムの前記中心周波数ｆｃを含む、前記スペクトラムの一部の帯域である第１帯域の光パワーと、前記スペクトラムにおける前記第１帯域とは異なる一部の帯域である第２帯域の光パワーと、の差分の変化を検出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項６】
前記第２帯域は、前記第１帯域の前記中心周波数ｆｃからボーレートの半分に相当する周波数だけ離れた周波数を含む帯域である、請求項５に記載の光送信装置。
【請求項７】
前記第２帯域は、
前記第１帯域の前記中心周波数ｆｃからボーレートの半分に相当する周波数だけ正側に離れた周波数を含む帯域と、
前記中心周波数ｆｃから前記ボーレートの半分に相当する周波数だけ負側に離れた周波数を含む帯域と、を含む、請求項５に記載の光送信装置。
【請求項８】
前記検出部は、
前記光変調部の出力光のスペクトラムの前記中心周波数ｆｃを含む、前記スペクトラムの一部の帯域の光パワーと、前記スペクトラムの全帯域の光パワーと、の差分の変化を検出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項９】
前記検出部は、
前記光変調部の前記出力光のスペクトラムを測定するスペクトラムアナライザを備えた、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項１０】
前記検出部は、
透過中心周波数が可変されることによって前記第１帯域の光と前記第２帯域の光とを選択的に透過可能な波長可変光フィルタと、
前記波長可変光フィルタの透過光パワーを測定する光パワーメータと、を備えた、請求項５〜７のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項１１】
データ信号をデジタル信号処理した電気信号に基づいて、光変調部の駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
前記光変調部の出力光の中心周波数ｆｃからｆΔ離れた周波数ｆｃ＋ｆΔ（ｆΔ＜前記出力光の帯域幅／２）の光パワーが所定値よりも減少したことを検出する検出部と、を備え、
前記光変調部は、前記デジタル信号処理に応じて変調方式が可変であり、
前記変調方式に応じて、前記光変調部の前記出力光のスペクトラムにおいて、前記スペクトラムの変化の検出ターゲットにするポイント数が可変制御される、
検出装置。
【請求項１２】
前記光変調部は、前記デジタル信号処理に伴って半波長電圧の２倍に相当する振幅よりも小さい振幅を有する前記駆動信号にて駆動される、請求項１１に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記検出部は、前記出力光のスペクトラムの前記中心周波数ｆｃを含む、前記スペクトラムの一部の帯域である第１帯域の光パワーと、前記スペクトラムにおける前記第１帯域とは異なる一部の帯域である第２帯域の光パワーと、の差分の変化を検出し、
前記第２帯域は、前記第１帯域の前記中心周波数ｆｃからボーレートの半分に相当する周波数だけ離れた周波数を含む帯域である、請求項１１又は１２に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信装置及び検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムあるいは光送信器に関する従来技術として下記の特許文献１及び２に記載された技術が知られている。従来技術では、安定した送信光を得るために、光変調器や、光変調器に駆動信号を与えるドライバ（例えば、電気アンプ）をなるべく飽和領域で動作させる。例えば、光ＱＰＳＫ変調方式では、半波長電圧Ｖπの２倍（２×Ｖπ）に相当する振幅を有する駆動信号が光変調器の駆動信号に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０８４７２号公報
【特許文献２】特開２００８−９２１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、光通信システムにおいて、伝送距離や伝送容量の拡大化を図るために、光送信器にデジタル信号処理を適用することが検討されている。例えば、デジタル信号処理によって分散予等化信号やナイキスト信号、直角位相振幅変調（ＱＡＭ）信号等の様々なフォーマットの信号を生成し、当該信号を光変調器の駆動信号に用いることで、デジタル信号処理に応じた送信光を生成する技術が検討されている。
【０００５】
分散予等化信号を用いれば、送信光に光伝送路で生じる波長分散を補償して送信光の伝送距離の拡大を図ることができる。ナイキストフィルタによる帯域制限をデジタル信号処理にて施したナイキスト信号を用いれば、帯域制限に応じた周波数利用効率の向上を図ることができる。ＱＡＭ信号を用いれば、例えば位相偏移変調（ＰＳＫ）信号よりも多くの情報量を伝送でき伝送容量の拡大を図ることができる。
【０００６】
このように、光送信器においてデジタル信号処理を適用して様々なフォーマットの変調信号光を生成可能にする場合、２×Ｖπよりも小さい振幅で光変調器が駆動されることがある。別言すると、光変調器やドライバが、線形領域で動作することがある。
【０００７】
このような場合に、駆動信号の特性が変化すると、光変調器の出力光である変調信号光の特性も変化するため、変調信号光の品質低下の原因となり得る。従来技術では、このような駆動信号の特性変化に伴う変調信号光の品質低下の可能性について何ら検討されていない。
【０００８】
１つの側面では、本発明の目的の１つは、光変調部に与えられる駆動信号の特性変化に伴って信号光の品質が低下することを抑制できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの側面において、光送信装置の一態様は、データ信号をデジタル信号処理した電気信号に基づいて生成される駆動信号によって駆動される光変調部と、前記光変調部の出力光の中心周波数ｆｃからｆΔ離れた周波数ｆｃ＋ｆΔ（ｆΔ＜前記出力光の帯域幅／２）の光パワーが所定値よりも減少したことを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記駆動信号の帯域補償処理をする制御部と、を備え、前記光変調部は、前記デジタル信号処理に応じて変調方式が可変であり、前記制御部は、前記変調方式に応じて、前記光変調部の前記出力光のスペクトラムにおいて、前記スペクトラムの変化の検出ターゲットにするポイント数を可変制御する。
【００１１】
更に、１つの側面において、検出装置の一態様は、データ信号をデジタル信号処理した電気信号に基づいて、光変調部の駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記光変調部の出力光の中心周波数ｆｃからｆΔ離れた周波数ｆｃ＋ｆΔ（ｆΔ＜前記出力光の帯域幅／２）の光パワーが所定値よりも減少したことを検出する検出部と、を備え、前記光変調部は、前記デジタル信号処理に応じて変調方式が可変であり、前記変調方式に応じて、前記光変調部の前記出力光のスペクトラムにおいて、前記スペクトラムの変化の検出ターゲットにするポイント数が可変制御される。
【発明の効果】
【００１２】
１つの側面として、光変調部に与えられる駆動信号の特性変化に伴って信号光の品質が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る光送信器の構成例を示すブロック図である。
【図２】ナイキストＱＰＳＫの電気変調信号を図１に例示する光変調器の駆動信号として与えた時に得られる変調信号光のスペクトラムの一例を示す図である。
【図３】ナイキストＱＰＳＫの変調信号光のスペクトラムの一例を示す図であって、当該スペクトラムにおけるモニタ帯域の一例を説明するための図である。
【図４】図１に例示するモニタを用いて測定される光パワー変化と、光変調器の駆動信号の帯域変化との関係の一例を示す図である。
【図５】（Ａ）はナイキストＱＰＳＫではない通常のＱＰＳＫの電気変調信号の波形例を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に例示する電気変調信号にて光変調器を駆動した時に得られる変調信号光のスペクトラムの一例を示す図であり、（Ｃ）は通常のＱＰＳＫでの変調信号光の光パワー変化と光変調器の駆動信号の帯域変化との関係の一例を示す図である。
【図６】（Ａ）はナイキストＱＰＳＫの電気変調信号の波形例を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に例示する電気変調信号にて光変調器を駆動した時に得られる変調信号光のスペクトラムの一例を示す図であり、（Ｃ）はナイキストＱＰＳＫでの変調信号光の光パワー変化と光変調器の駆動信号の帯域変化との関係の一例を示す図である。
【図７】（Ａ）は１６ＱＡＭの電気変調信号の波形例を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に例示する電気変調信号にて光変調器を駆動した時に得られる変調信号光のスペクトラムの一例を示す図であり、（Ｃ）は１６ＱＡＭでの変調信号光の光パワー変化と光変調器の駆動信号の帯域変化との関係の一例を示す図である。
【図８】図１に例示するモニタに着目した光送信器の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図１に例示するモニタ及び制御部の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】ナイキストＱＰＳＫの変調信号光のスペクトラムの一例を示す図であって、当該スペクトラムにおけるモニタ帯域の変形例を説明するための図である。
【図１２】ナイキストＱＰＳＫの変調信号光のスペクトラムの一例を示す図であって、当該スペクトラムにおけるモニタ帯域の変形例を説明するための図である。
【図１３】図８の変形例を示すブロック図である。
【図１４】一実施形態に係る、偏波多重方式を適用した光送信器の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１に例示する光送信器の変形例であって、電気信号生成部にてデジタル電気変調信号に制御信号が重畳される場合に、制御信号の周波数をモニタに影響しない周波数に制御する例を説明するためのブロック図である。
【図１６】図８の変形例であってモニタ帯域の数を可変にする場合の構成例を示すブロック図である。
【図１７】図１６に例示するモニタ及び制御部の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図１８】変形例に係る光伝送システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る光送信器（「光送信装置」と称してもよい。）の構成例を示すブロック図である。図１に示す光送信器１は、例示的に、電気信号生成部１１、ドライバ１２Ｉ及び１２Ｑ、光源１３、光変調器１４１を含む光変調部１４、光カプラ１５、モニタ１６、並びに、制御部１７を備える。
【００１６】
なお、図１において、符号２は、光送信器１が用いられる光伝送システム全体の制御を司るシステム制御装置を示す。システム制御装置２の非限定的な一例は、ＮＭＳ（Network Management System）等である。
【００１７】
電気信号生成部１１は、送信データ信号をデジタル信号処理して光変調部１４のための駆動信号となる電気信号（例えば、電圧信号）を生成する。そのため、電気信号生成部（「駆動信号生成部」と称してもよい。）１１は、例示的に、デジタル信号処理部（ＤＳＰ）１１１と、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１１２Ｉ及び１１２Ｑと、を備える。
【００１８】
ＤＳＰ１１１は、演算能力を備えたプロセッサの一例であり、送信データ信号に対して変調方式等に応じたデジタル信号処理を施して送信デジタル信号を生成する。変調方式の一例としては、ナイキストＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）が挙げられる。ナイキストＱＰＳＫによって得られる変調信号光は、送信データ信号に対してナイキストフィルタを用いた帯域制限をデジタル信号処理にて施した信号光に相当すると捉えてよい。
【００１９】
ここで、ナイキストＱＰＳＫは、光変調器１４１を、半波長電圧（Ｖπ）の２倍（２×Ｖπ）に相当する振幅よりも小さい振幅を有する駆動信号を用いて駆動する変調方式の一例である。２×Ｖπよりも小さい振幅をもつ駆動信号にて光変調器１４１を駆動することは、別言すると、光変調器１４１を飽和領域で動作させるのではなく、非飽和領域（例えば、線形領域）で動作させることに相当すると捉えてよい。
【００２０】
光変調器１４１を線形領域で動作させる変調方式は、上述したナイキストＱＰＳＫに限られない。変調方式の他の例としては、２Ｍ−ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）のような多値直角位相振幅変調方式が挙げられる。なお、Ｍは２以上の整数であり、多値度を表す。多値度が大きいほど、１回の変調でより多くの情報を伝送することができる。
【００２１】
１回の変調で伝送可能な情報量を更に増やすために、差動変調方式や偏波多重方式がＱＰＳＫやＱＡＭに組み合わされることもある。差動変調方式は、位相のずれた複数の信号（差動信号）に異なる情報（ビット）を割り当てる変調方式の一例である。差動信号を利用したＱＰＳＫ及びＱＡＭは、それぞれ、ＤＰＳＫ（Differential PSK）やＤＱＡＭ（Differential QAM）と称される。
【００２２】
これに対し、偏波多重方式は、光の異なる偏波（例えば、Ｘ偏波及びＹ偏波）に異なる情報（ビット）を割り当てて多重する方式の一例である。偏波多重を利用したＱＰＳＫ及びＱＡＭは、それぞれ、ＤＰ（Dual Polarization）−ＱＰＳＫ及びＤＰ−ＱＡＭと称される。
【００２３】
次に、電気信号生成部１１において、ＤＡＣ１１２Ｉ及び１１２Ｑは、それぞれ、ＤＳＰ１１１によって生成された送信デジタル信号をアナログ信号に変換する。一方のＤＡＣ１１２Ｉは、送信デジタル信号を複素平面（ＩＱ平面）で表象されるシンボルに割り当てる（マッピングする）際の、同相成分（Ｉ成分）に相当する信号をアナログ信号に変換する。他方のＤＡＣ１１２Ｑは、送信デジタル信号をＩＱ平面で表象されるシンボルにマッピングする際の、直交位相成分（Ｑ成分）に相当する信号をアナログ信号に変換する。
【００２４】
ドライバ１２Ｉ及び１２Ｑは、いずれも、例えば電気アンプであってよく、上述したＩ成分及びＱ成分に対応して設けられ、対応するＤＡＣ１１２Ｉ及び１１２Ｑからのアナログ電気信号を、光変調器１４１の駆動信号として適切な振幅を有するように増幅する。
【００２５】
例えば、一方のドライバ１２Ｉは、ＤＡＣ１１２Ｉから入力される、Ｉ成分に相当するアナログ電気信号に応じた振幅を有する駆動信号を生成して光変調器１４１のＩアームを成す光導波路に設けられた駆動電極に与える。
【００２６】
他方のドライバ１２Ｑは、ＤＡＣ１１２Ｑから入力される、Ｑ成分に相当するアナログ電気信号に応じた振幅を有する駆動信号を生成して光変調器１４１のＱアームを成す光導波路に設けられた駆動電極に与える。
【００２７】
光源１３は、或る波長の光を発光する例えば半導体レーザダイオード（ＬＤ）である。光源１３は、発光波長が可変のチューナブルＬＤであってもよい。光源１３の出力光は、光変調器１４１に入力される。
【００２８】
光変調器１４１は、例示的に、リチウムナイオベート（LiNbO3）を用いたＬＮ変調器であってよく、上述したＩアームを成す光導波路と、Ｑアームを成す光導波路と、を備える。また、光変調器１４は、光源１３からの光をＩアーム及びＱアームに分岐する光分岐部と、Ｉアーム及びＱアームを伝搬した光が合流して干渉する光干渉部を備える。
【００２９】
Ｉアーム及びＱアームのそれぞれには既述のように駆動電極が設けられ、当該駆動電極にそれぞれ対応するドライバ１２Ｉ及び１２Ｑから駆動信号が与えられる。駆動電極に与えられる駆動信号の変化に応じて対応するＩアーム及びＱアームの屈折率が変化することで、対応するＩアーム及びＱアームを伝搬する光の位相が変化する。当該光の位相の変化に応じて光干渉部から出力される光の強度が変化する。このようにして、光源１３からの送信光が、送信データ信号に応じた駆動信号によって光変調器１４１にて変調されて変調信号光が生成される。
【００３０】
なお、光変調器１４１の内部又は外部には、光検出器（フォトディテクタ：ＰＤ）１４３が設けられてよい。ＰＤ１４３は、光変調器１４１への入力光、Ｉアーム及びＱアームの一方又は双方を伝搬する光、並びに、光変調器１４１の出力光のいずれかを必要に応じて受光してよい。ＰＤ１４３は、受光パワーに応じた電気信号を生成する。当該電気信号は、例えば、光変調器１４１の駆動信号を制御（フィードバック制御）するために用いられてよい。
【００３１】
光カプラ１５は、光変調器１４１の出力光である変調信号光を分岐（「タップ」と称してもよい。）する。分岐光の一方は送信光として光伝送路に出力され、分岐光の他方はモニタ光としてモニタ１６に出力される。
【００３２】
モニタ１６は、光カプラ１５から入力されるモニタ光を基に光変調器１４１の駆動信号の特性をモニタ（「検出」と称してもよい。）する。モニタ対象の特性の一例は、駆動信号の帯域特性である。なお、モニタ１６は、「測定部１６」と称してもよい。
【００３３】
光変調器１４１を駆動する駆動信号の帯域特性が変化すると、当該変化に応じて光変調器１４１から出力される変調信号光の波形（あるいはスペクトラム）が変化する。そのため、変調信号光の波形が、デジタル信号処理の適用によって期待される波形（「理想波形」と称してもよい。）からずれることがある。このような「ずれ」は、光送信器１としての送信信号光の品質を低下させる原因になり得る。
【００３４】
そこで、本実施形態では、光変調器１４１の出力光をモニタ１６にてモニタすることで、駆動信号の帯域特性変化を例えば制御部１７において検出可能にする。帯域特性変化の検出手法の詳細については後述する。なお、モニタ１６及び制御部１７は、光変調器１４１の出力光のスペクトラム変化を検出する「検出装置」あるいは「検出部」の一例であると捉えてよい。
【００３５】
制御部１７は、モニタ１６によるモニタ結果を基に変調信号光（別言すると、送信信号光）の品質（例示的に、後述の帯域変化）を監視する。品質が規定の品質よりも低下したと判断する場合、制御部１７は、例えば、光送信器１が用いられる光伝送システム全体の制御を司るシステム制御装置２宛に送信信号品質の低下を示す情報を通知してよい。
【００３６】
品質低下を示す情報の通知を受けたシステム制御装置２は、光伝送システム全体として信号品質の低下を補償するような制御や調整等を実施することが可能になる。したがって、光伝送システム全体としての伝送品質の向上を図ることが可能となる。
【００３７】
なお、図１では、電気信号生成部１１、ドライバ１２Ｉ及び１２Ｑ、光変調部１４、及び、モニタ１６をそれぞれ個別のブロックに分けて図示しているが、光送信器１において、各ブロックは一体化されてもよいし、各ブロックの一部が一体化されてもよい。また、図１には、Ｉアーム及びＱアームのそれぞれについて駆動信号が１本ずつである様子を例示しているが、駆動信号は、Ｉアーム及びＱアームのそれぞれにつき２本以上の差動信号であってもよい。
【００３８】
（帯域特性変化の検出手法例１）
次に、図２〜図１０を参照して、駆動信号の帯域特性変化の検出手法の一例について説明する。
【００３９】
図２は、電気信号生成部１１（ＤＳＰ１１１）において送信データ信号をナイキストＱＰＳＫによって変調した電気信号（「電気変調信号」とも称する。）を、光変調器１４１の駆動信号として与えた時に得られる変調信号光のスペクトラムの一例を示す図である。なお、図２の横軸は周波数を表し、縦軸は光パワーを表す。
【００４０】
図２に例示した３つのスペクトラムのうち、上段のスペクトラムがナイキストＱＰＳＫの変調信号光のスペクトラムとして最も理想的なスペクトラム（例えば、矩形形状）に近い。
【００４１】
これに対し、図２の中段に例示したスペクトラムは、上段のスペクトラムと比較すると形状がなまっており、図２の下段に例示したスペクトラムは、中段のスペクトラムよりも更に形状がなまっている。
【００４２】
別言すると、図２は、上段から下段への順番に、ナイキストＱＰＳＫ変調信号光のスペクトラムが理想的なスペクトラムから劣化する様子を例示している。例えば図２の点線枠Ａで囲んだ部分（帯域）に着目すると、変調信号光のスペクトラムの端部近傍では光パワーが低下する傾向にあることが分かる。
【００４３】
このようなスペクトラム変化（劣化）を「帯域変化（劣化）」と称する。帯域変化は、図１に例示した電気信号生成部１１からドライバ１２Ｉ及び１２Ｑを経由して光変調器１４１に与えられる駆動信号（別言すると、電気信号生成部１１から光変調器１４１に至る電気経路）の特性が変化することに起因して生じる。したがって、帯域変化を検出できれば、駆動信号の特性変化を検出できる。
【００４４】
帯域変化は、例えば、変調信号光のスペクトラムにおいて相対的に変化が大きく現れる周波数（あるいは帯域）に相当する光パワーの変化を検出することで、検出可能である。非限定的な一例を示すと、図３に例示するように、変調信号光の中心周波数（ｆｃ）を含む第１帯域の光パワー（Ｐｆｃ）と、中心周波数ｆｃから正側に離れた周波数（ｆｃ＋ｆΔ）を中心周波数に含む第２帯域の光パワー（ＰｆΔ）と、を検出する。
【００４５】
中心周波数ｆｃからの離間周波数ｆΔは、例示的に、ボーレート（baud rate）Ｂの半分（Ｂ／２）程度に設定してよい。また、第１帯域及び第２帯域の帯域幅は、特に限定されないが、それぞれ、ボーレートＢの半分（Ｂ／２）程度に設定してよい。
【００４６】
別言すると、第１帯域は、変調信号光のスペクトラムの一部の帯域であって、変調信号光の中心周波数ｆｃを中心周波数とする、Ｂ／２の帯域幅を有してよい。一方、第２帯域は、第１帯域とは異なる、変調信号光のスペクトラムの一部の帯域であって、変調信号光の中心周波数ｆｃからｆΔだけ離れた周波数ｆｃ＋ｆΔを中心周波数とする、Ｂ／２の帯域幅を有してよい。図３の例では、第２帯域は、スペクトラムの端部（図３の例では右端）近傍の帯域に相当する。
【００４７】
第１帯域及び第２帯域の光は、例えば光フィルタを用いて検出（フィルタリング）可能である。図３において、実線１００で示す特性が第１帯域の光を通過（透過）させる第１フィルタ特性を示し、点線２００で示す特性が第２帯域の光を通過（透過）させる第２フィルタ特性を示している。
【００４８】
第１フィルタ特性１００は、例示的に、フィルタ中心周波数が変調信号光の中心周波数ｆｃであり、フィルタ帯域幅がＢ／２である。第２フィルタ特性２００は、例示的に、フィルタ中心周波数が変調信号光の中心周波数ｆｃからｆΔだけ離れた周波数ｆｃ＋ｆΔであり、フィルタ帯域幅がＢ／２である。
【００４９】
第１フィルタ特性１００及び第２フィルタ特性２００は、それぞれ個別の光フィルタの特性として実現されてもよいし、フィルタ中心周波数が可変の１つの光フィルタの透過中心周波数を変更することで実現されてもよい。
【００５０】
そして、上記のようなフィルタ特性を有する光フィルタを用いてフィルタリングした第１帯域の光パワーＰｆｃと第２帯域の光パワーＰｆΔとの差分Ｐ（＝Ｐｆｃ−ＰｆΔ）を検出する。当該差分Ｐ（以下「光パワー差Ｐ」とも称する。）には、例えば図４に示すように、帯域変化に応じた変化が現れる。例えば、帯域変化の増加に応じて光パワー差Ｐの変化も増加する傾向にある。なお、「光パワー差Ｐの変化」を、単に「光パワー変化」と称することがある。
【００５１】
したがって、光パワー差Ｐを検出することで、図４に示すような関係に基づき帯域変化を検出することが可能となる。なお、図３に例示したように、フィルタリング（別言すると、モニタ）対象の帯域を第１帯域及び第２帯域の異なる２つの帯域に設定すると、次のような効果ないしは利点が得られる。
【００５２】
例えば、光変調器１４１の出力光パワーは、光源１３の出力光パワー変動等の、駆動信号の特性変化とは異なる他の原因によって変動する可能性がある。そのため、モニタ対象の帯域（以下「モニタ帯域」とも称する。）を１つに設定しておくと、他の原因による変動の影響を排除（区別）できない場合がある。
【００５３】
これに対し、モニタ帯域を異なる２つの帯域に設定し、上述のように各モニタ帯域の光パワー差Ｐを検出すると、他の原因によるパワー変動をキャンセル（あるいは、最小化）することができる。例えば、光源１３の出力光パワーが変動した場合、そのパワー変動は、例えば図２及び図３に例示した変調信号光のスペクトル全体（スペクトラムの各周波数成分）に現れる。
【００５４】
したがって、２つのモニタ帯域の光パワーの差分をとると、光源１３の出力光パワーの変動に相当するパワー変化をキャンセルすることができ、結果として、光パワー差Ｐに現れる変化は、駆動信号の特性変化に起因する帯域変化が支配的になる。
【００５５】
このようにして、変調信号光のスペクトラムの変化を異なる帯域の光パワー差Ｐの変化として検出することで、変調信号光の帯域変化（劣化）の検出精度を向上することができる。ただし、光源１３の出力光パワーの変動等の他の原因による変調信号光のパワー変動が無視できるほど小さい場合には、モニタ帯域は１つに設定してもよい。
【００５６】
なお、電気信号生成部１１においてナイキストＱＰＳＫではない通常のＱＰＳＫによる電気変調信号を生成する場合、光パワー差Ｐを検出しても当該光パワー差Ｐに図４に例示したような変化は現れないか、現れても十分な感度で観測できない。なお、通常のＱＰＳＫによる電気変調信号を駆動信号として光変調器１４１を駆動することは、２×Ｖπの振幅の駆動信号で光変調器１４１を駆動し光変調器１４１を飽和領域で動作させることに相当する。
【００５７】
図５（Ａ）に、通常のＱＰＳＫによる電気変調信号の波形の一例を示し、図５（Ｂ）に、図５（Ａ）に例示するＱＰＳＫ電気変調信号を光変調器１４１の駆動信号に用いた場合の、変調信号光のスペクトラムの一例を示す。
【００５８】
また、図５（Ｃ）に、図５（Ａ）に例示するＱＰＳＫ電気変調信号を光変調器１４１の駆動信号に用いた場合の、帯域変化に対する光パワー差Ｐの変化の一例を示す。図５（Ｃ）に例示するように、光変調器１４１を飽和領域で動作させた場合、帯域変化が生じても光パワー差Ｐに変化は生じないか、生じても十分な感度で検出可能な変化にはならない。
【００５９】
これに対し、図６（Ａ）に例示するような波形を有する、ナイキストＱＰＳＫによる電気変調信号を、光変調器１４１の駆動信号に用いて光変調器１４を線形領域で動作させると、図６（Ｃ）に例示するように、帯域変化に対して光パワー差Ｐに変化が生じる。なお、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に例示するナイキストＱＰＳＫ電気変調信号を光変調器１４１の駆動信号に用いた場合の、変調信号光のスペクトラムの一例を示す図である。図６（Ｃ）は、図４に相当する図である。
【００６０】
帯域変化に対して光パワー差Ｐに変化が現れる変調方式は、ナイキストＱＰＳＫに限られない。例えば、１６ＱＡＭによる電気変調信号を光変調器１４１の駆動信号に用いる場合も、光変調器１４１が線形領域で動作することになるから、光パワー差Ｐを検出することで、帯域変化を検出可能である。
【００６１】
図７（Ａ）に、１６ＱＡＭ電気変調信号の波形の一例を示し、図７（Ｂ）に、図７（Ａ）に例示する１６ＱＡＭ電気変調信号を光変調器１４１の駆動信号に用いた場合の、変調信号光のスペクトラムの一例を示す。
【００６２】
また、図７（Ｃ）に、図７（Ａ）に例示する１６ＱＡＭ電気変調信号を光変調器１４１の駆動信号に用いた場合の、帯域変化に対する光パワー差Ｐの変化の一例を示す。図７（Ｃ）に例示するように、１６ＱＡＭ電気変調信号を光変調器１４１の駆動信号に用いる場合でも、光パワー差Ｐを検出することで、帯域変化を検出可能である。
【００６３】
（モニタ１６の構成例）
次に、上述した帯域変化の検出手法を実現するモニタ１６（図１参照）の構成例について説明する。
【００６４】
図８は、図１に例示したモニタ１６の構成例を示すブロック図である。図８に示すモニタ１６は、例示的に、波長可変光フィルタ１６１と、光パワーメータ１６２と、を備える。
【００６５】
波長可変光フィルタ１６１は、例示的に、透過中心波長（周波数）が可変の光フィルタであり、透過中心波長が変更されることによって、図３に例示した第１及び第２フィルタ特性１００及び２００をそれぞれ実現可能である。なお、透過中心波長の設定、変更は、例えば図１に例示した制御部１７によって行なわれてよい。
【００６６】
光パワーメータ１６２は、波長可変光フィルタ１６１のフィルタ特性が第１及び第２フィルタ特性１００及び２００に設定されたときに、それぞれ波長可変光フィルタ１６１を透過した光のパワーを検出（測定）する。
【００６７】
これにより、光パワーメータ１６２は、図３に例示したように、変調信号光の中心周波数ｆｃを含む第１帯域の光パワーＰｆｃと、中心周波数ｆｃから正側に離れた周波数（ｆｃ＋ｆΔ）を中心周波数に含む第２帯域の光パワーＰｆΔと、を測定する。測定結果は、制御部１７に出力される。
【００６８】
制御部１７は、光パワーメータ１６２からの測定結果を基に既述のとおり光パワー差Ｐを求める。光パワー差Ｐの変化を検出するために、制御部１７は、異なる測定タイミングでの光パワーメータ１６２の測定結果を例えば図８に示すメモリ１７１に記憶してよい。
【００６９】
異なる測定タイミングの１つ（第１の測定タイミング）は、光送信器１の起動時であってよく、他のタイミング（第２の測定タイミング）は、光送信器１の起動後（例えば、運用中の任意のタイミング）であってよい。
【００７０】
制御部１７は、異なる測定タイミングで得られた光パワー差Ｐを基に光パワー差Ｐの変化を検出し、検出結果を閾値と比較する。閾値は、検出された変化が図４に例示した関係において規定の変化量（劣化量）に対応する値に設定してよい。非限定的な一例を示すと、閾値は、帯域変化（劣化）が「−３ＧＨｚ」に相当する光パワー差Ｐの変化量に設定してよい。なお、閾値は、メモリ１７１に記憶しておいてよい。
【００７１】
光パワー差Ｐの変化が閾値を超えている場合、制御部１７は、ＮＭＳ等のシステム制御装置２へ、光送信器１から送信される変調信号光に品質劣化が生じていることを通知する。当該通知は、例えば図８に示す通知部１７２によって行なってよい。
【００７２】
なお、図８に例示したモニタ１６では、１つの波長可変光フィルタ１６１の透過中心周波数を可変することで、異なるモニタ帯域の光パワーＰｆｃ及びＰｆΔを光パワーモニタ１６２で測定するが、モニタ帯域のそれぞれに対して個別の光フィルタを備えてもよい。
【００７３】
また、モニタ１６による測定機能は、代替的に、図９に例示するように光スペクトラムアナライザ１６３を用いて実現してよい。ただし、光スペクトラムアナライザ１６３は高価なので、図８に例示した構成の方が簡易で安価にモニタ１６を実現できる。
【００７４】
次に、図１０を参照して、制御部１７の動作例について説明する。
図１０に例示するように、光伝送システムが起動されて光送信器１が起動されると、モニタ１６において、変調信号光の中心周波数ｆｃを含む第１帯域の光パワーＰｆｃと、中心周波数ｆｃから＋Ｂ／２程度離れた第２帯域の光パワーＰｆΔと、が測定される。当該測定結果は、制御部１７に出力される。システム起動時の当該測定結果は、初期状態の測定結果と捉えてよい。制御部１７は、受信した測定結果を例えばメモリ１７１に記憶する（処理Ｐ１１）
【００７５】
その後、例えばシステム運用中に、制御部１７は、再度、光パワーＰｆｃ及びＰｆΔの測定結果をモニタ１６から取得し、当該測定結果とメモリ１７１に記憶した初期状態の測定結果とを基に光パワー差Ｐの変化を検出する（処理Ｐ１２）。
【００７６】
そして、制御部１７は、検出した光パワー差Ｐの変化量と、メモリ１７１に記憶された閾値と、を比較して、光パワー差Ｐの変化量が閾値を超えているか（別言すると、規定の劣化量を超えているか）否かを確認する（処理Ｐ１３）。
【００７７】
光パワー差Ｐの変化量が規定の劣化量を超えていれば（処理Ｐ１３でＹｅｓの場合）、制御部１７は、例えば通知部１７２によって、光送信器１から送信される変調信号光に品質劣化が生じていることをシステム制御装置２宛に通知する（処理Ｐ１４）。
【００７８】
光パワー差Ｐの変化量が規定の劣化量を超えていなければ（処理Ｐ１３でＮｏの場合）、制御部１７は、処理Ｐ１２に戻り、システム運用中での光パワー差Ｐの変化の監視を継続する。
【００７９】
以上のように、上述した実施形態によれば、光変調器１４１の駆動信号の特性変化に起因して変調信号光に生じる帯域変化（劣化）を検出できる。また、検出した帯域変化をシステム制御装置２宛に通知することで、光伝送システム全体として信号品質の低下を補償するような制御や調整等を実施することが可能になる。したがって、光伝送システム全体としての伝送品質の向上を図ることが可能となる。
【００８０】
なお、検出した帯域変化を示す情報（「帯域変化情報」と称してよい。）は、例えば図１中に点線矢印で示すように、ＤＳＰ１１１に通知（フィードバック）されてよい。ＤＳＰ１１１は、デジタル信号処理の一例として駆動信号（電気信号）の帯域補償処理を含んでよく、制御部１７から通知された帯域変化情報に基づいて、モニタ１６で検出される帯域変化が補償される（例えば、最小になる）ように、帯域補償処理を制御してよい。別言すると、制御部１７は、モニタ１６で検出される帯域変化が補償されるようにＤＳＰ１１１によるデジタル信号処理を制御してよい。
【００８１】
（帯域特性変化の検出手法例２）
上述した例では、変調信号光のスペクトラムに対し２つのモニタ帯域（別言すると、フィルタ特性１００及び２００）を設定したが、例えば図１１に示すように、３つのモニタ帯域（フィルタ特性１００〜３００）を設定してもよい。なお、モニタ１６の構成は、図８又は図９に例示した構成と同様で構わない。
【００８２】
フィルタ特性１００に対応する第１帯域及びフィルタ特性２００に対応する第２帯域は、それぞれ、図３により既述の帯域と同じでよい。フィルタ特性３００に対応する第３帯域は、第１帯域を中心にして第２帯域と対称な帯域に設定してよい。なお、フィルタ特性１００〜３００に対応する第１〜第３帯域を、それぞれ便宜的に第１〜第３モニタ帯域１００〜３００と表記することがある。
【００８３】
例えば、第３モニタ帯域３００は、変調信号光の中心周波数ｆｃから負側にボーレートの半分（Ｂ／２）程度離れた周波数（ｆｃ−ｆΔ）を中心周波数に含む帯域であってよい。また、第３モニタ帯域３００の帯域幅も、Ｂ／２程度であってよい。
【００８４】
モニタ１６において、３つのモニタ帯域に対応するフィルタ特性１００〜３００は、１つの波長可変光フィルタ１６１の透過中心周波数を変更することで設定してもよいし、個別の光フィルタを用いて実現してもよい。
【００８５】
本例の場合、光パワーメータ１６２では、３つのモニタ帯域１００〜３００それぞれの光パワーＰｆｃ、Ｐ（＋ｆΔ）及びＰ（−ｆΔ）が測定される。Ｐｆｃは、変調信号光の中心周波数ｆｃを含む第１モニタ帯域１００の光パワーである。Ｐｆ（＋ｆΔ）は、中心周波数ｆｃから＋Ｂ／２程度離れた第２モニタ帯域２００の光パワーである。Ｐ（−ｆΔ）は、中心周波数ｆｃから−Ｂ／２程度離れた第３モニタ帯域３００の光パワーである。
【００８６】
制御部１７では、光パワー差Ｐ＝Ｐｆｃ−（Ｐ（＋ｆΔ）＋Ｐ（−ｆΔ））を検出し、当該光パワー差Ｐの変化を検出する。このように、３つのモニタ帯域１００〜３００の光パワーを検出すると、図３に例示したように２つのモニタ帯域１００及び２００の光パワーを検出する場合に比べて、帯域変化に対する光パワー差Ｐの変化量が大きくなる。したがって、光パワー差Ｐの検出感度を向上することが可能になる。
【００８７】
（帯域特性変化の検出手法例３）
図３及び図１１に例示した手法では、変調信号光のスペクトラムに対して２つ又は３つの異なるモニタ帯域を設定したが、例えば図１２に示すように、同じモニタ帯域を含む２つの異なる帯域幅のモニタ帯域１００及び４００を設定してもよい。
【００８８】
図１２において、第１モニタ帯域１００は、図３及び図７に例示した帯域１００と同じであってよく、例示的に、中心周波数がｆｃであり、ボーレートの半分（Ｂ／２）の帯域幅を有する。これに対し、第２モニタ帯域４００は、中心周波数がｆｃであり、変調信号光のスペクトラムの全帯域を包含する帯域幅を有する。当該帯域幅の非限定的な一例は、ボーレートの１．２倍（１．２×Ｂ）の帯域幅である。
【００８９】
２つのモニタ帯域１００及び４００に対応するフィルタ特性は、周波数ｆｃを透過中心周波数に有し透過帯域幅が可変の１つの帯域波長可変光フィルタの透過帯域幅を変更することで設定してもよいし、個別の光フィルタを用いて実現してもよい。
【００９０】
図１３に、帯域波長可変光フィルタ１６１ａを用いたモニタ１６の構成例を示す。なお、帯域波長可変光フィルタ１６１ａは、透過帯域幅だけでなく透過中心波長も可変であって構わない。帯域波長可変光フィルタ１６１ａの透過帯域幅及び透過中心波長の一方又は双方は、制御部１７によって制御（設定）されてよい。
【００９１】
図１３に例示するモニタ１６では、光パワーメータ１６２において、２つのモニタ帯域１００及び４００それぞれの光パワーＰｆｃ及びＰｆａｌｌが測定される。
【００９２】
制御部１７では、光パワー差Ｐ＝Ｐｆｃ−Ｐｆａｌｌを検出し、当該光パワー差Ｐの変化を検出する。
【００９３】
このように、同じ帯域１００を含む異なる帯域幅のモニタ帯域１００及び４００を設定することでも、光パワー差Ｐの変化を検出して、光変調器１４１の駆動信号の特性変化に起因して変調信号光に生じる帯域変化（劣化）を検出できる。
【００９４】
（偏波多重方式への適用）
上述した駆動信号の特性変化に起因する帯域変化の検出は、光送信器１がＤＰ−ＱＰＳＫやＤＰ−ＱＡＭ等の偏波多重方式を採用する光送信器１であっても適用可能である。図１４に偏波多重方式を採用した光送信器１の構成例を示す。
【００９５】
図１４に示す光送信器１は、例示的に、光変調部１４として、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＣ）１４０と、異なる偏波（例えば、Ｘ偏波及びＹ偏波）に対応した光変調器１４１Ｘ及び１４１Ｙと、偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）１４２と、を備える。
【００９６】
ＰＢＳ１４０は、光源１３から入力される送信光をＸ偏波成分とＹ偏波成分とに分離する。分離されたＸ偏波成分は、光変調器１４１Ｘに入力され、分離されたＹ偏波成分は、光変調器１４１Ｙに入力される。
【００９７】
光変調器１４１Ｘ及び１４１Ｙは、それぞれ、図１に例示した光送信器１４１と同じ構成であってよく、例示的に、光分岐部、Ｉアーム、Ｑアーム、及び、光干渉部を備える。光分岐部に、ＰＢＳ１４０で分離された偏波成分の光が入力される。オプションとして、光変調器１４１Ｘ及び１４１Ｙの一方又は双方には、図１の構成と同様に、ＰＤ１４３が設けられてよい。別言すると、異なる偏波成分の別に、変調信号光のパワーをＰＤ１４３によってモニタしてよい。
【００９８】
Ｘ偏波成分に対応する光変調器１４１ＸにおけるＩアーム及びＱアームは、それぞれ、便宜的に、「ＸＩアーム」及び「ＸＱアーム」と称してよい。同様に、Ｙ偏波成分に対応する光変調器１４１ＹにおけるＩアーム及びＱアームは、それぞれ、便宜的に、「ＹＩアーム」及び「ＹＱアーム」と称してよい。
【００９９】
ＸＩアーム及びＸＱアームには、それぞれ、ＰＢＳ１４０で分離されたＸ偏波成分の光が伝搬する。ＹＩアーム及びＹＱアームには、それぞれ、ＰＢＳ１４０で分離されたＹ偏波成分の光が伝搬する。
【０１００】
ＸＩアーム、ＸＱアーム、ＹＩアーム及びＹＱアームのそれぞれには、図示を省略した駆動電極が設けられる。各駆動電極には、それぞれ対応するドライバ１２ＸＩ、１２ＸＱ、１２ＹＩ及び１２ＹＱから駆動信号が与えられる。ドライバ１２ＸＩ、１２ＸＱ、１２ＹＩ及び１２ＹＱは、それぞれ、図１に例示したドライバ１２Ｉ及び１２Ｑと同様に、電気アンプであってよい。
【０１０１】
ドライバ１２ＸＩ、１２ＸＱ、１２ＹＩ及び１２ＹＱには、電気信号生成部１１にて、異なるＸ偏波成分及びＹ偏波成分、並びに、同相（Ｉ）成分及び直交位相（Ｑ）成分の別にそれぞれ生成されたアナログ電気変調信号がそれぞれ入力される。
【０１０２】
電気信号生成部１１は、例示的に、ＤＳＰ１１１と、異なる偏波成分Ｘ及びＹ、並びに、同相（Ｉ）成分及び直交（Ｑ）成分のそれぞれに対応した、ＤＡＣ１１２ＸＩ、ＤＡＣ１１２ＸＱ、ＤＡＣ１１２ＹＩ、及び、ＤＡＣ１１２ＹＱと、を備える。
【０１０３】
ＤＳＰ１１１は、送信データ信号に対して、ナイキストＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等のデジタル変調処理を含むデジタル信号処理を施して、Ｘ偏波成分及びＹ偏波成分、並びに、Ｉ成分及びＱ成分の別にデジタル電気変調信号を生成する。
【０１０４】
生成されたデジタル電気変調信号は、上述した４つのアームに対応するＤＡＣ１１２ＸＩ、１１２ＸＱ、１１２ＹＩ、及び、１１２ＹＱにて、それぞれ、アナログ電気変調信号に変換される。アナログ電気変調信号は、対応するドライバ１２ＸＩ、１２ＸＱ、１２ＹＩ及び１２ＹＱに与えられる。
【０１０５】
ドライバ１２ＸＩ、１２ＸＱ、１２ＹＩ及び１２ＹＱは、それぞれ、入力されたアナログ電気変調信号を、光変調器１４１Ｘ、又は、光変調器１４１Ｙの駆動信号として適切な振幅を有するように増幅する。
【０１０６】
ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ及びＹＱの４つのアームに対応する駆動電極のそれぞれに個別的に駆動信号が与えられることによって、対応するアームの屈折率が駆動信号に応じて変化し、各アームを伝搬する送信光の位相が変化する。当該変化に応じて各光変調器１４１Ｘ及び１４１Ｙの各光干渉部から出力される光の強度が変化する。
【０１０７】
このようにして、光源１３からの送信光が、異なる偏波成分Ｘ及びＹの別に、送信データ信号に応じた駆動信号によって光変調器１４１Ｘ及び１４１Ｙにて変調されて変調信号光が生成される。
【０１０８】
一方の光変調器１４１Ｘの出力光であるＸ偏波成分の変調信号光、及び、他方の光変調器１４１Ｙの出力光であるＹ偏波成分の変調信号光は、ＰＢＣ１４２に入力される。
【０１０９】
ＰＢＣ１４２は、Ｘ偏波成分及びＹ偏波成分の光を合成（「偏波多重」と称してよい。）する。偏波多重された光は偏波多重送信光として光送信器１から光伝送路へ出力される。偏波多重送信光の一部は、光カプラ１５によってモニタ１６へタップされる。
【０１１０】
モニタ１６は、図８、図９、又は、図１３に例示した構成と同じ構成であってよい。別言すると、図１４に例示するモニタ１６及び制御部１７は、偏波多重送信光のスペクトラムに関して、図３、図１１、又は、図１２により説明した検出手法を用いて、光変調部１４の出力光である偏波多重送信光の帯域変化を検出することができる。
【０１１１】
制御部１７は、図１の場合と同様、図１４中に点線矢印で示すように、帯域変化情報をＤＳＰ１１１に通知（フィードバック）してよい。ＤＳＰ１１１は、通知された帯域変化情報を基に、駆動信号（電気信号）の帯域補償処理を制御してよい。また、制御部１７は、偏波多重送信光の帯域変化が閾値を超えて劣化したことを検出すると、通知部１７２によって、光送信器１から送信される偏波多重送信光に帯域劣化に起因する品質劣化が生じていることをシステム制御装置２へ通知してよい。
【０１１２】
（変形例１）
光変調部１４から出力される変調信号光（偏波多重送信光であってもよい。）には、送信データ信号とは別に監視信号や制御信号（以下、「制御信号」と総称する。）が重畳されることがある。
【０１１３】
例示的に、制御信号は、変調信号光の周波数よりも十分に低い周波数の低周波信号として変調信号光に重畳されることがある。低周波信号は、例示的に、変調信号光の周波数がギガビットオーダであるのに対し、メガヘルツオーダであってよい。
【０１１４】
制御信号の一例である低周波信号は、例えば図１５に示すように、電気信号生成部１１のＤＳＰ１１１にて送信データ信号をデジタル信号処理することによって生成される。別言すると、光変調部１４の駆動信号に低周波信号（図１５の例では、１ＭＨｚの信号）が重畳され、これによって変調信号光に強度変調された低周波信号が重畳される。
【０１１５】
このように低周波信号が変調信号光に重畳される場合、変調信号光の光スペクトラムが周期的に変動するため、モニタ１６でモニタされる光パワーも周期的に変動する。そのため、当該変動周期がモニタ１６によるモニタ周期と一致してしまうと、帯域変化の検出精度が劣化するおそれがある。
【０１１６】
このような検出精度の劣化を抑制するために、例えば、モニタ１６（光パワーメータ１６２やスペクトラムアナライザ１６３）あるいは制御部１７では、モニタ光の光パワーを変動周期よりも長い時間に亘って平均化してよい。
【０１１７】
代替的に、図１５中に例示するように、制御部１７が、ＤＳＰ１１１に対して、重畳信号の周波数（１ＭＨｚ）を、モニタ１６でのモニタに影響しない周波数（例示的に、１０ＭＨｚ）に変更するようフィードバック制御してもよい。
【０１１８】
変更後の周波数が制御信号としての本来の役割を果たせる周波数であれば、制御信号による制御と、モニタ１６及び制御部１７による帯域変化の検出との両立を図ることが可能である。
【０１１９】
（変形例２）
上述したモニタ１６でターゲットにするモニタ帯域（以下、便宜的に「モニタポイント」と称することがある。）の数は、固定でもよいし可変でもよい。例えば、システム運用中に、電気信号生成部１１のＤＳＰ１１１において送信データ信号に適用される変調方式が変更されることがある場合、変調方式に応じてモニタポイント数を可変してよい。
【０１２０】
例えば、変調方式が変更されると、モニタ１６によって測定される光パワー差Ｐの変化量が変わる場合がある。別言すると、ＤＳＰ１１１でのデジタル信号処理による変調方式に応じてモニタ１６によるモニタ感度が変動する場合がある。
【０１２１】
そのため、例えば図１６に示すように、モニタ１６に波長可変光フィルタ１６１を用い、当該波長可変光フィルタ１６１のフィルタ特性を制御部１７が変調方式に応じて制御することで、変調方式に適したモニタポイント数を設定することが可能である。
【０１２２】
変調方式に対するモニタポイント数は、例えば制御部１７のメモリ１７１に予め設定（記憶）しておいてよい。変調方式を識別可能にする情報（以下「変調方式情報」と称する。）は、例えばシステム制御装置２等の外部装置から制御部１７に与えられてよい。変調方式情報は、制御部１７のメモリ１７１に記憶されてよい。
【０１２３】
以下、変調方式に応じたモニタポイント数の制御を含む制御部１７の動作例について、図１７のフローチャートを参照して説明する。
【０１２４】
図１７に例示するように、制御部１７は、例えば光伝送システムの起動に応じて光送信器１が起動されると、処理Ｐ２１で示す事前処理を実施する。事前処理Ｐ２１において、制御部１７は、例えば、変調信号光の中心周波数ｆｃを含むモニタポイントの光が光パワーメータ１６２に入力されるよう、波長可変光フィルタ１６１のフィルタ特性を設定する。
【０１２５】
光パワーメータ１６２は、波長可変光フィルタ１６１を透過してきた中心周波数ｆｃを含むモニタポイントの光パワーＰｆｃを検出（測定）する。制御部１７は、光パワーメータ１６２で検出された光パワーＰｆｃの情報を例えばメモリ１７１に記憶する。
【０１２６】
また、事前処理Ｐ２１において、制御部１７は、変調信号光の中心周波数ｆｃから例えば±Ｂ／ｎ（ｎは１以上の整数）程度離れた周波数を含むモニタポイントの光が光パワーメータ１６２に入力されるよう、波長可変光フィルタ１６１のフィルタ特性を設定する。制御部１７は、「ｎ」の値を変更することで、複数のモニタポイントに対応して波長可変光フィルタ１６１のフィルタ特性を変更する。
【０１２７】
光パワーメータ１６２は、「ｎ」の値毎に、対応するモニタポイントの光パワーＰ（ｆ±ｎ＊ｆΔ）を検出（測定）する。制御部１７は、光パワーメータ１６２で検出された光パワーＰ（ｆ±ｎ＊ｆΔ）の情報を例えばメモリ１７１に記憶する。
【０１２８】
以上の事前処理Ｐ２１により、メモリ１７１に、各モニタポイントの基準となる光パワーＰｆｃ及びＰ（ｆ±ｎ＊ｆΔ）の情報が記憶される。なお、各モニタポイントの基準となる光パワーを、以下において便宜的に「基準光パワー」と称することがある。
【０１２９】
事前処理Ｐ２１の後、制御部１７は、現在のＤＳＰ１１１でのデジタル信号処理による変調方式が変調方式Ｍ＃ｉ（ｉ＝１〜Ｘのいずれかであり、Ｘは２以上の整数）のいずれであるかを、変調方式情報を基に識別する（処理Ｐ２２−１〜２２−Ｘ）。
【０１３０】
制御部１７は、現在の変調方式を識別すると、事前処理Ｐ２１においてメモリ１７１に記憶した複数のモニタポイントの中から、識別した変調方式に対応するモニタポイント数Ｎ＃ｉ（≦ｎを満たす整数）分のモニタポイントを選択する。そして、制御部１７は、選択したモニタポイント（以下「選択モニタポイント」と称する。）の光が光パワーメータ１６２に入力されるよう、波長可変光フィルタ１６１のフィルタ特性を制御する。
【０１３１】
これにより、光パワーメータ１６２では、選択モニタポイントの光パワーが検出（測定）され、検出結果が制御部１７に与えられる（処理Ｐ２２−ｉのＹｅｓルートから処理Ｐ２３−ｉ）。
【０１３２】
制御部１７は、当該選択モニタポイントの光パワーと、事前処理Ｐ２１でメモリ１７１に記憶した、当該選択モニタポイントの基準光パワーと、の差分である光パワー差を検出し、光パワー差の変化が閾値を超えているか否かを確認する（処理Ｐ２４−ｉ）。なお、閾値は、変調方式の別に予めメモリ１７１に設定（記憶）されていてよい。
【０１３３】
光パワー差の変化が閾値を超えていれば（処理Ｐ２４−ｉでＹｅｓの場合）、制御部１７は、通知部１７２によって、変調信号光に帯域変化（劣化）が生じていることを例えばシステム制御装置２に通知する（処理Ｐ２５）。光パワー差の変化が閾値を超えていなければ（処理Ｐ２４−ｉでＮｏの場合）、制御部１７は、処理Ｐ２２−ｉに示される変調方式の識別（「監視」と称してもよい。）処理を実施する。
【０１３４】
なお、処理Ｐ２２−ｉにおいて変調方式が識別できない場合（処理Ｐ２２−１〜Ｐ２２−ＸのいずれにおいてもＮｏの場合）、制御部１７は、モニタ１６を用いた変調信号光の帯域変化モニタを終了してよい。
【０１３５】
以上のように、図１６及び図１７に例示した変形例によれば、変調方式の相違に応じてモニタポイント数を可変にできるので、例えばシステム運用中等において変調方式が変更されても、変調方式に応じたモニタ感度で変調信号光の帯域変化を検出できる。
【０１３６】
検出した帯域変化が所定の劣化量を超える場合には、制御部１７の通知部１７２からシステム制御装置２へその旨が通知されるので、システム制御装置２は、光伝送システム全体として信号品質の低下を補償するような制御や調整等を実施することが可能になる。したがって、光伝送システム全体としての伝送品質の向上を図ることが可能となる。
【０１３７】
（その他）
図１８は、光伝送システム（「光ネットワーク」と称してもよい。）の構成例を示すブロック図である。図１８に示す光伝送システム３は、例示的に、複数のＲＯＡＤＭ（Reconfigurable optical add-drop multiplexer）３１を備え、ＲＯＡＤＭ３１間が光伝送路４によって光通信可能に接続されている。
【０１３８】
図１８に例示する光ネットワーク３は、ＲＯＡＤＭ３１が光伝送路４によってメッシュ状に接続された「メッシュネットワーク」であるが、リングネットワーク等の他の形態の光ネットワークであってもよい。なお、ＲＯＡＤＭ３１は、光伝送装置の一例である。光伝送装置は、「局」あるいは「ノード」と称してもよい。
【０１３９】
ＲＯＡＤＭ３１は、それぞれ、例示的に、波長単位の光の分岐（ドロップ）機能、挿入（アド）機能、及び、スルー機能を備える。
【０１４０】
ドロップ機能によって、光伝送路４を介して受信した例えば波長多重（ＷＤＭ）光に含まれるいずれかの波長の光を送受信機３２へドロップすることができる。送受信機３２にドロップされる光を「ドロップ光」と称してよい。
【０１４１】
また、アド機能によって、送受信機３２から送信された或る波長の光（「アド光」と称してよい。）を、光伝送路４を介して受信したＷＤＭ光にアドすることができる。
【０１４２】
更に、スルー機能によって、光伝送路４を介して受信したＷＤＭ光に含まれるいずれかの波長の光を異なる方路（Degree）に対応する光伝送路４へ送信（スルー）することができる。
【０１４３】
これらのドロップ機能、アド機能、及び、スルー機能は、光カプラや波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を用いて実現できる。
【０１４４】
送受信機３２は、ドロップ光を受信する受信部と、アド光を送信する送信部と、を備える。なお、送受信機３２は、「トランスポンダ３２」と称されてもよい。
【０１４５】
受信部は、ドロップ光を受信、復調し、これによって得られた信号をクライアントネットワーク（「トリビュータリネットワーク」と称してもよい。）のフレーム信号に載せ替えることができる。
【０１４６】
クライアントネットワークは、例示的に、イーサネット（登録商標）や、ＳＤＨあるいはＳＯＮＥＴの同期デジタルネットワーク等であってよい。また、光伝送路４を伝送されるＷＤＭ光は、ＯＴＮ（Optical Transport Network）フレームにて伝送されてよい。
【０１４７】
したがって、受信部は、受信ドロップ光のＯＴＮフレームをイーサネットフレーム等のクライアントネットワークのフレーム信号に変換する。受信ドロップ光は、コヒーレント受信してよい。別言すると、受信部は、コヒーレント受信機であってよい。
【０１４８】
コヒーレント受信機は、複数波長のドロップ光が受信されても、局発光の波長に対応する波長の光を選択受信できる。局発光の波長は、トランスポンダ３２での「希望受信波長」に相当し、局発光源にチューナブルレーザダイオード（ＬＤ）を用いることで、希望受信波長を可変できる。
【０１４９】
一方、トランスポンダ３２の送信部に着目すると、送信部は、アド光に対応する波長（「アド波長」あるいは「送信波長」と称してよい。）の光を発光する送信光源や、送信波長の光を送信データ信号にて変調する光変調器等を備える。
【０１５０】
送信データ信号は、デジタル信号処理回路によって生成されてよい。デジタル信号処理回路は、送信データ信号に対してデジタル変調処理やデジタル波形整形処理等を施してよい。デジタル変調処理によって、送信データ信号に補助的なデータ信号（「補助信号」と称してよい。）を重畳することができる。
【０１５１】
例えば、送信データ信号（主信号と称してよい。）をＦＳＫ（Frequency Shift Keying）することによってＦＳＫ信号成分を補助信号として主信号に重畳できる。補助信号は、監視制御信号であってもよいし何等かの測定信号であってもよい。補助信号は「補助チャネル」と称してもよい。
【０１５２】
また、デジタル波形整形処理には、ナイキストフィルタリングが含まれてよい。ナイキストフィルタリングによる波形整形処理を送信データ信号に施すことで、光変調器によって得られる送信変調信号光のスペクトルを狭小化することが可能である。スペクトルを狭小化できることで、「スーパーチャネル」と呼ばれるマルチキャリア伝送をサポートすることも可能である。
【０１５３】
ところで、ＲＯＡＤＭ３１には、図１８中に例示するように、光伝送路４からの受信ＷＤＭ光や、光伝送路４への送信ＷＤＭ光、ドロップ光、アド光、スルー光のパワー等をモニタする光パフォーマンスモニタ（ＯＰＭ）３３が設けられることがある。
【０１５４】
ＯＰＭ３３は、例示的に、光フィルタ３３１、ＰＤ（フォトディテクタあるいはフォトダイオード）３３２、及び、処理部（「制御部」と称してもよい。）３３３を備える。
【０１５５】
光フィルタ３３１は、光帯域通過フィルタであってよく、例えば、入力光のうちモニタ対象の帯域の光をＰＤ３３２へ通過する。光フィルタ３３１は、可変波長光フィルタであってよい。可変波長光フィルタであれば、透過波長を変更することでＷＤＭ光に含まれる任意の波長の光をモニタすることが可能である。
【０１５６】
ＰＤ３３２は、例示的に、光フィルタ３３１を通過した光を受光し、受光パワーに応じた電気信号（例えば、電流）を出力する。ＰＤ３３２での受光パワーに応じた電流は、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）等によって電圧信号に変換されてよい。
【０１５７】
なお、光フィルタ３３１に入力される光に、既述のＦＳＫ信号成分が補助信号として重畳されている場合、光フィルタ３３１でのフィルタリングによってＦＳＫ信号成分が強度変調信号に変換される。したがって、ＰＤ３３２の出力には、強度変調信号に応じた振幅成分を有する電気信号が現れ、これが補助信号として検出されることになる。
【０１５８】
処理部３３３は、例示的に、ＰＤ３３２から入力される、受光パワーに応じた電気信号を基に、信号光が例えば規定のパワーレベルやＯＳＮＲ（Optical to Signal Noise Ratio）を満たしているか等のモニタ処理を行なう。ＰＤ３３２にて補助信号が検出されていれば、処理部３３３は、検出された補助信号に応じた処理（監視制御や測定等の処理）を実施してよい。
【０１５９】
このように、ノード３１に、光フィルタ３３１及びＰＤ３３２を有するＯＰＭ３３が設けられている場合、ＯＰＭ３３の光フィルタ３３１を、既述のモニタ１６に用いる光フィルタ１６１や光フィルタ１６１ａに転用（兼用）することができる。別言すると、ノード３１に備わっているＯＰＭ３３の光フィルタ３３１を利用して、既述のモニタ１６を実現することが可能である。
【０１６０】
例えば、光フィルタ３３１が波長可変フィルタであれば、当該光フィルタ３３１を図８に例示した波長可変フィルタ１６１として用いることができる。光フィルタ３３１が帯域波長可変光フィルタであれば、当該光フィルタ３３１を図１３に例示した帯域波長可変光フィルタ１６１ａとして用いることができる。
【０１６１】
したがって、例えばＯＰＭ３３の処理部３３３において既述の制御部１７による処理を実施することで、既述の例と同様に、変調信号光の帯域変化を検出できる。別言すると、処理部３３３は、既述の制御部１７に相当すると捉えてもよい。
【０１６２】
なお、ＯＰＭ３３に備わっている光フィルタ３１が通過帯域固定の光フィルタであれば、光フィルタ３１を波長可変光フィルタ１６１や帯域波長可変光フィルタ１６１ａに交換すればよい。
【０１６３】
あるいは、光フィルタ３３１とは個別に、波長可変光フィルタ１６１や帯域波長可変光フィルタ１６１ａに相当する光フィルタ３３４をＯＰＭ３３に追加してもよい。また、ＰＤ３３２に代えて（あるいはＰＤ３３２と個別に）、光パワーメータ３３５をＯＰＭ３３に備えてもよい。光パワーメータ３３５は、既述の光パワーメータ１６２に相当すると捉えてよい。
【０１６４】
このように、ノード３１に備わっているＯＰＭ３３を利用して、既述のモニタ１６を実現できることで、モニタ１６のための光部品を追加せずに、あるいは、最小限の光部品の追加で、主信号光の帯域変化を検出することが可能になる。したがって、低コストでノード３１にモニタ１６の機能を実装することができる。
【符号の説明】
【０１６５】
１  光送信器
２  システム制御装置
３  光伝送システム（光ネットワーク）
４  光伝送路
１１  電気信号生成部
１１１  デジタル信号処理部（ＤＳＰ）
１１２Ｉ，１１２Ｑ，１１２ＸＩ，１１２ＸＱ，１１２ＹＩ，１１２ＹＱ  デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
１２Ｉ，１２Ｑ，１２ＸＩ，１２ＸＱ，１２ＹＩ，１２ＹＱ  ドライバ
１３  光源
１４  光変調部
１４０  偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１４１，１４１Ｘ，１４１Ｙ  光変調器
１４２  偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）
１４３  光検出器（フォトディテクタ：ＰＤ）
１５  光カプラ
１６  モニタ
１６１  波長可変光フィルタ
１６１ａ  帯域波長可変光フィルタ
１６２  光パワーメータ
１６３  スペクトラムアナライザ
１７  制御部
１７１  メモリ
１７２  通知部
３１  光伝送装置（ＲＯＡＤＭ）
３２  送受信機（トランスポンダ）
３３  光パフォーマンスモニタ（ＯＰＭ）
３３１，３３４  光フィルタ
３３２  ＰＤ
３３３  処理部
３３５  光パワーメータ
【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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【図１８】
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