(57)【要約】【課題】  伝送信号フォーマット・速度に制約されることなく、低価格で光信号監視機能及び光信号伝送機能を波長多重及び光ネットワークに提供すること。【解決手段】  監視対象としたい光信号のアイパタンを取得し、そのアイパタン自体、もしくは既知の理想的アイパタンとの比較データより特徴を抽出し、その特徴と光信号劣化要因および劣化量を結びつける既知の対応マップより受信した光信号品質を監視する。さらに、得られた光信号劣化要因、劣化量等の光信号品質に関する情報を、波形歪み補償装置等を制御するための制御情報や、ネットワークを管理・運用するための管理・運用情報として利用することもできる。【選択図】  図１
2004222240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視方法であって、
監視対象の光信号の品質劣化要因及び劣化量と、予め定められている該劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンとを対応づけたマップを格納したデータベースから、該光信号のアイパタンの特徴パタンに対応する領域を抽出するステップと、
該抽出パタンと前記データベースに格納された該マップとを照合することにより、該光信号の品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期の監視を行うステップと
を有することを特徴とする光信号監視方法。
【請求項２】
照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと、劣化のない理想的なアイパタンの該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする請求項１に記載の光信号監視方法。
【請求項３】
照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号の強度分布の領域の特徴パタンと、劣化のない理想的な強度分布の該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする請求項１に記載の光信号監視方法。
【請求項４】
照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある時刻における強度分布を利用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項５】
照合するデータとして、演算結果のある時刻における強度分布を利用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項６】
照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項７】
照合するデータとして、演算結果のある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項８】
照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンの代わりに光強度分布を利用し、特徴パタンとして光強度分布を利用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項９】
照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンに加え、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布と、該アイパタンのある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１０】
照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと理想的アイパタンとの演算結果に加え、該演算結果のある強度における時間変動分布と、該演算結果のある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１１】
照合として、相互相関を利用することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１２】
演算として相互相関を用い、かつ、照合として相互相関を利用することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１３】
監視して得られた劣化を特徴づけるパタンだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期に基づいて、劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１４】
監視して得られた劣化を特徴づけるパタンと理想的パタンとの演算結果からだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期に基づいて、劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１５】
劣化のない理想的なアイパタンとして監視する光信号の送信元におけるアイパタンを利用することを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１６】
光信号の品質劣化を補償する機能を外部に備えた場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量を前記光信号品質劣化補償機能に対して通知することにより、前記光信号品質劣化補償機能の制御を行い、光伝送特性の改善を行うことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１７】
監視する光信号が含まれるネットワークの管理・運用を行うネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムとのアクセスが可能な場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生箇所を、前記ネットワーク管理・運用システムに対して通知することにより前記光信号品質劣化情報をネットワーク管理・運用情報として活用するステップを更に有することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１８】
光信号品質劣化補償機能を外部に備えた場合、該光信号品質劣化補償機能の制御を行って光信号を意図的に品質劣化させ、そのときの劣化させたアイパタンと該光信号品質劣化補償機能による付加劣化量との対応関係を記録することによって自律的に前記データベースの構築を行うステップを更に有することを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれかに記載の光信号監視方法。
【請求項１９】
波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視方法であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後、それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行うステップと、
前記光信号のチャネル毎の監視情報を互いに共有することによって該光信号が多重されていたことに起因する信号品質劣化要因および劣化量を判定するステップと
を有することを特徴とする光信号監視方法。
【請求項２０】
監視方法として、前記請求項１から請求項１８のいずれかに記載の光信号監視方法を適用することを特徴とする請求項１９に記載の光信号監視方法。
【請求項２１】
波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視方法であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後、それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行い、前記光信号のチャネル毎の監視情報を統合した光信号入力単位の監視情報を構築し、該光信号入力単位の監視情報にアクセスことによって信号品質劣化要因および劣化量が自身以外の他のチャネルの影響によるものであることを認識するステップと、
自身の光信号以外の他のチャネルの影響による号品質劣化要因および劣化量を判定するステップと、
該光信号を受信するノードに多重された、もしくは多重されていない複数の光信号入力がある場合、該光信号入力単位の監視情報を統合したノード単位の監視情報を構築し、該ノード単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響によるものであることを認識するステップと、
該自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定し、かつ、該光信号がネットワーク内の複数のノードを経由して監視される場合、該ノード単位の監視情報を統合したネットワーク単位の監視情報を構築し、該ネットワーク単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる影響であることを認識するステップと、
該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる信号品質劣化要因および劣化量がネットワーク内のどの箇所で発生しているかを把握し、かつ、該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由する影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定するステップと
を有することを特徴とする光信号監視方法。
【請求項２２】
監視方法として、前記請求項１から請求項１８に記載の光信号監視方法を適用することを特徴とする請求項２１に記載の光信号監視方法。
【請求項２３】
ネットワークを管理・運用するネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムが光信号チャネル単位の監視情報と光信号入力単位の監視情報とノード毎の監視情報とネットワーク単位の監視情報にアクセス可能な場合、該光信号チャネル単位の監視情報と該光信号入力単位の監視情報と該ノード毎の監視情報と該ネットワーク単位の監視情報をネットワーク管理・運用情報として活用することを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の光信号監視方法。
【請求項２４】
波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視装置であって、
監視対象の光信号の品質劣化要因および劣化量と、予め定められている該劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンとを対応づけたマップを格納したデータベースと、
該光信号を光・電気変換した出力信号から該光信号のアイパタンを取得することができるアイパタン取得装置と、
該アイパタン取得装置によって得られた該光信号のアイパタンから該データベースに格納された該特徴パタンに対応する領域を抽出し該抽出パタンと該データベースに格納された該マップと照合を行う特徴抽出装置と
を有し、
該光信号の品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期の監視を伝送信号フォーマット・速度に制限を受けることなく光信号の監視を行うことを特徴とする光信号監視装置。
【請求項２５】
照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと、劣化のない理想的なアイパタンの該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする請求項２４に記載の光信号監視装置。
【請求項２６】
照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号の強度分布の領域の特徴パタンと、劣化のない理想的な強度分布の該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする請求項２４に記載の光信号監視装置。
【請求項２７】
照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある時刻における強度分布を利用することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項２８】
照合するデータとして演算結果のある時刻における強度分布を利用することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項２９】
照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３０】
照合するデータとして、演算結果のある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３１】
照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンの代わりに光強度分布を利用し、特徴パタンとして光強度分布を利用することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３２】
照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンに加え、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布と、該アイパタンのある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３３】
照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと理想的アイパタンとの演算結果に加え、該演算結果のある強度における時間変動分布と、該演算結果のある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする請求項２４から請求項２６のいずれかに光信号監視装置。
【請求項３４】
照合として相互相関を利用することを特徴とする請求項２４から請求項３３のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３５】
演算として相互相関を用い、かつ、照合として相互相関を利用することを特徴とする請求項２４から請求項３４のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３６】
監視して得られた劣化を特徴づけるパタンだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期から劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする請求項２４から請求項３５のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３７】
監視して得られた劣化を特徴づけるパタンと理想的パタンとの演算結果からだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期から劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする請求項２４から請求項３６のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３８】
劣化のない理想的なアイパタンとして監視する光信号の送信元におけるアイパタンを利用することを特徴とする請求項２４から請求項３７のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項３９】
光信号品質劣化補償装置を外部に備えた場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量を該光信号品質劣化補償装置に対して通知することにより該光信号品質劣化補償装置の制御を行い、光伝送特性の改善を行うことを特徴とする請求項２４から請求項３８のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項４０】
監視する光信号が含まれるネットワークの管理・運用を行うネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムとのアクセスが可能な場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生箇所を該ネットワーク管理・運用システムに対して通知する手段を有し、通知した光信号品質劣化情報をネットワーク管理・運用情報として活用することを特徴とする請求項２４から請求項３９のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項４１】
光信号品質劣化補償装置を外部に備えた場合、該光信号品質劣化補償機能の制御を行って光信号を意図的に品質劣化させ、そのときの劣化させたアイパタンと理想的なアイパタンとの演算結果と該光信号品質劣化補償機能による付加劣化量との対応関係を記録することによって自律的にデータベースの構築を行う手段を有することを特徴とする請求項２４から請求項４０のいずれかに記載の光信号監視装置。
【請求項４２】
波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視装置であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行い該光信号のチャネル毎の監視情報を統合した光信号入力単位の監視情報を構築し、該光信号入力単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身以外の他のチャネルの影響によるものであることを認識し、かつ、該自身以外の他のチャネルの影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定する手段を有することを特徴とする光信号監視装置。
【請求項４３】
監視方式として、請求項２４から請求項４１のいずれかに記載の光信号監視装置を適用することを特徴とする請求項４２に記載の光信号監視装置。
【請求項４４】
波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視装置であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行い該光信号のチャネル毎の監視情報を統合した光信号入力単位の監視情報を構築し該光信号入力単位の監視情報にアクセスことによって信号品質劣化要因および劣化量が自身以外の他のチャネルの影響によるものであることを認識し、かつ、該信自身以外の他のチャネルの影響による号品質劣化要因および劣化量を判定し、かつ、該光信号を受信するノードに多重されたもしくは多重されていない複数の光信号入力がある場合、該光信号入力単位の監視情報を統合したノード単位の監視情報を構築し該ノード単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響によるものであることを認識し、かつ、該自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定し、かつ、該光信号がネットワーク内の複数のノードを経由して監視される場合、該ノード単位の監視情報を統合したネットワーク単位の監視情報を構築し該ネットワーク単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる影響であることを認識し、かつ、該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる信号品質劣化要因および劣化量がネットワーク内のどの箇所で発生しているかを把握し、かつ、該該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由する影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定する手段を有することを特徴とする光信号監視装置。
【請求項４５】
監視方式として、請求項２４から請求項４１のいずれかに記載の光信号監視装置を適用することを特徴とする請求項４４に記載の光信号監視装置。
【請求項４６】
ネットワークを管理・運用するネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムが光信号チャネル単位の監視情報と光信号入力単位の監視情報とノード毎の監視情報とネットワーク単位の監視情報にアクセス可能な場合、該光信号チャネル単位の監視情報と該光信号入力単位の監視情報と該ノード毎の監視情報と該ネットワーク単位の監視情報をネットワーク管理・運用情報として活用する手段を有することを特徴とする請求項４４又は請求項４５に記載の光信号監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視方法及びその装置に関し、特に主光信号の伝送信号速度・フォーマットに依存することなく、安価な装置構成で、機能拡張性に優れた監視を行う光信号監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネットワーク管理・運用情報の取得手段は、新同期網において伝送フレーム内に標準化されたオーバーヘッド情報ビットを付加してパリティエラーチェックを行い、符号誤り率を測定することによって信号品質を監視する方法等を用いてきた。
【０００３】
大容量情報伝送技術である波長多重技術は、波長毎に異なる伝送速度・フォーマットを収納することが可能であり、柔軟な情報多重を行うことができる。
【０００４】
しかしながら、ネットワーク管理・運用の側面から考えると、現状の伝送フォーマットに依存した方法を適用すると、伝送フォーマット毎に異なるネットワーク管理・運用方法が必要になる。このことはネットワークの管理・運用の複雑化を招き、高コスト化の原因となる。
【０００５】
そこで、伝送フォーマットに依存することなくネットワーク管理・運用情報の取得を行う手法が必要となる。この手法として、例えば
（１）新同期網と同様に伝送フレーム内に標準化されたオーバーヘッド情報ビットを付加する方法（非特許文献１参照）。
【０００６】
（２）受信信号のマーク／スペースの強度分布ヒストグラムからＱ値を求める方法（特許文献１参照）
（３）主信号に監視用のチャネルをサブキャリア多重し、その監視チャネルの符号誤り率を監視することによって主信号の品質監視を行う方法（非特許文献２参照）
（４）受信信号に対して複数の識別点を設け、識別結果の排他的論理和を演算することによって符号誤りの監視を行う方法（特許文献２参照）
などが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２２３５７５
【特許文献２】特許第００３２２１４０１号
【非特許文献１】Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｔｈ  Ｃｏｎｃｅｐｔ”、Ｋｉｍｉｏ  Ｏｇｕｃｈｉ  ａｎｄ  ｅｔ．ａｌ．、ＩＣＣ’９７  ｗｏｒｋｓｈｏｐ、Ｊｕｎｅ  ８−１２  （１９９７）
【非特許文献２】Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ｃｌｉｅｎｔ  ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ａｎｄ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｏｆ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｏｖｅｒｈｅａｄ，  ＴｕＥ２，  ＯＦＣ  （２００２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の従来技術のものは、以下に記載するような問題点がある。
【０００９】
まず（１）の方法では、装置コストの増大及び伝送路の利用効率が低下するという問題点がある。
【００１０】
その理由は、新たなフレームフォーマットを定義し、そのフレームオーバーヘッド内に監視用のビットを設けることによって光信号の監視を行うからである。例えば、波長１、波長２、波長３、波長４が多重された光信号があり、波長１には同期網のＯＣ−１９２信号、波長２にはギガビットイーサネット（登録商標）（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、以下ＧｂＥ）信号、波長３にはファイバチャネル（Ｆｉｂｅｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ、以下ＦＣ）信号、波長４にはＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）信号であった場合、波長１〜４に格納されているＯＣ−１９２、ＧｂＥ、ＦＣ、ＡＴＭの各信号フォーマットを夫々（１）で定める信号フォーマットに変換する必要がある。この場合では、合計４種類のフォーマット変換が必要となる。従って、このような複数フォーマットを扱う送受信装置にはフォーマット変換機能を有す装置を予め準備する必要があるため装置コストの増大を招く。また、フォーマット変換の際に監視および管理用のフレームオーバーヘッドを追加することになる為、フォーマット変換を行わない場合に比べて伝送路の利用効率が低下する。
【００１１】
次に、（２）、及び（４）の方法では品質劣化が生じた場合、その劣化要因が特定できないといった問題点がある。
【００１２】
その理由は、ビット符号の誤り率（マークをスペースと誤る確率又は回数）、すなわち、スペースをマークと誤る確率又は回数だけを監視している為である。また、光信号の品質劣化要因として、例えば光増幅器で付加される光雑音、光ファイバが有する波長分散特性が挙げられ、これらが原因となって光信号受信時に符号誤りを引き起こすことになる。この信号劣化要因が特定できていれば、適切な対策を講じることによって伝送特性を改善することが可能となる。例えば、品質劣化が波長分散によるものとわかっていれば、光信号受信器の前段に波長分散補償器（特許文献３参照）を設置することによって光信号受信時における符号誤り率を改善することが可能となる。
【００１３】
【特許文献３】特開平１１−６８６５７  （３）の方法では、主信号の伝送性能を低下させ、また装置コストが高くなるといった問題点がある。
【００１４】
その理由は、監視用の信号を主信号に重畳し、この重畳した監視信号が主信号に悪影響を及ぼすことによって、主信号の伝送性能低下を及ぼす為である。また、監視装置の他に監視信号と主信号の分離・多重の為の装置が余計に必要になる。この結果、装置コストの増加および装置の大型化をまねく原因となる。
【００１５】
そこで、本発明は上記の課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は伝送信号フォーマット・速度に制約されることなく、低価格で光信号監視機能及び光信号伝送機能を波長多重及び光ネットワークに提供する為、受信した光信号のアイパタン又は受信アイパタンと理想的アイパタンとの比較から特徴の抽出を行い、光信号の劣化要因及び劣化量を特定し、また、得られた光信号品質情報(劣化要因、劣化量)を、波形劣化補償装置等を制御する制御情報、ネットワークを管理・運用する為の管理・運用情報としても活用できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記本発明の目的を達成する第１の発明は、波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視方法であって、
監視対象の光信号の品質劣化要因及び劣化量と、予め定められている該劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンとを対応づけたマップを格納したデータベースから、該光信号のアイパタンの特徴パタンに対応する領域を抽出するステップと、
該抽出パタンと前記データベースに格納された該マップとを照合することにより、該光信号の品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期の監視を行うステップと
を有することを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の目的を達成する第２の発明は、上記第１の発明において、照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと、劣化のない理想的なアイパタンの該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の目的を達成する第３の発明は、上記第１の発明において、照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号の強度分布の領域の特徴パタンと、劣化のない理想的な強度分布の該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の目的を達成する第４の発明は、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある時刻における強度分布を利用することを特徴とする。
【００２０】
上記本発明の目的を達成する第５の発明は、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、照合するデータとして、演算結果のある時刻における強度分布を利用することを特徴とする。
【００２１】
上記本発明の目的を達成する第６の発明は、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする。
【００２２】
上記本発明の目的を達成する第７の発明は、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、照合するデータとして、演算結果のある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする。
【００２３】
上記本発明の目的を達成する第８の発明は、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンの代わりに光強度分布を利用し、特徴パタンとして光強度分布を利用することを特徴とする。
【００２４】
上記本発明の目的を達成する第９の発明は、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンに加え、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布と、該アイパタンのある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする。
【００２５】
上記本発明の目的を達成する第１０の発明は、上記第１から第３の発明のいずれかにおいて、照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと理想的アイパタンとの演算結果に加え、該演算結果のある強度における時間変動分布と、該演算結果のある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする。
【００２６】
上記本発明の目的を達成する第１１の発明は、上記第１から第１０の発明のいずれかにおいて、照合として、相互相関を利用することを特徴とする。
【００２７】
上記本発明の目的を達成する第１２の発明は、上記第１から第１１の発明のいずれかにおいて、演算として相互相関を用い、かつ、照合として相互相関を利用することを特徴とする。
【００２８】
上記本発明の目的を達成する第１３の発明は、上記第１から第１２の発明のいずれかにおいて、監視して得られた劣化を特徴づけるパタンだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期に基づいて、劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする。
【００２９】
上記本発明の目的を達成する第１４の発明は、上記第１から第１３の発明のいずれかにおいて、監視して得られた劣化を特徴づけるパタンと理想的パタンとの演算結果からだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期に基づいて、劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする。
【００３０】
上記本発明の目的を達成する第１５の発明は、上記第１から第１４の発明のいずれかにおいて、劣化のない理想的なアイパタンとして監視する光信号の送信元におけるアイパタンを利用することを特徴とする。
【００３１】
上記本発明の目的を達成する第１６の発明は、上記第１から第１５の発明のいずれかにおいて、光信号の品質劣化を補償する機能を外部に備えた場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量を前記光信号品質劣化補償機能に対して通知することにより、前記光信号品質劣化補償機能の制御を行い、光伝送特性の改善を行うことを特徴とする。
【００３２】
上記本発明の目的を達成する第１７の発明は、上記第１から第１６の発明のいずれかにおいて、監視する光信号が含まれるネットワークの管理・運用を行うネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムとのアクセスが可能な場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生箇所を、前記ネットワーク管理・運用システムに対して通知することにより前記光信号品質劣化情報をネットワーク管理・運用情報として活用するステップを更に有することを特徴とする。
【００３３】
上記本発明の目的を達成する第１８の発明は、上記第１から第１７の発明のいずれかにおいて、光信号品質劣化補償機能を外部に備えた場合、該光信号品質劣化補償機能の制御を行って光信号を意図的に品質劣化させ、そのときの劣化させたアイパタンと該光信号品質劣化補償機能による付加劣化量との対応関係を記録することによって自律的に前記データベースの構築を行うステップを更に有することを特徴とする。
【００３４】
上記本発明の目的を達成する第１９の発明は、波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視方法であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後、それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行うステップと、
前記光信号のチャネル毎の監視情報を互いに共有することによって該光信号が多重されていたことに起因する信号品質劣化要因および劣化量を判定するステップと
を有することを特徴とする。
【００３５】
上記本発明の目的を達成する第２０の発明は、上記第１９の発明に、上記第１から第１８の発明のいずれかに記載の光信号監視方法を適用することを特徴とする。
【００３６】
上記本発明の目的を達成する第２１の発明は、波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視方法であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後、それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行い、前記光信号のチャネル毎の監視情報を統合した光信号入力単位の監視情報を構築し、該光信号入力単位の監視情報にアクセスことによって信号品質劣化要因および劣化量が自身以外の他のチャネルの影響によるものであることを認識するステップと、
自身の光信号以外の他のチャネルの影響による号品質劣化要因および劣化量を判定するステップと、
該光信号を受信するノードに多重された、もしくは多重されていない複数の光信号入力がある場合、該光信号入力単位の監視情報を統合したノード単位の監視情報を構築し、該ノード単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響によるものであることを認識するステップと、
該自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定し、かつ、該光信号がネットワーク内の複数のノードを経由して監視される場合、該ノード単位の監視情報を統合したネットワーク単位の監視情報を構築し、該ネットワーク単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる影響であることを認識するステップと、
該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる信号品質劣化要因および劣化量がネットワーク内のどの箇所で発生しているかを把握し、かつ、該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由する影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定するステップと
を有することを特徴とする。
【００３７】
上記本発明の目的を達成する第２２の発明は、上記第２１の発明に、上記第１から第１８の発明のいずれかの光信号監視方法を適用することを特徴とする。
【００３８】
上記本発明の目的を達成する第２３の発明は、上記第２１又は第２２の発明において、ネットワークを管理・運用するネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムが光信号チャネル単位の監視情報と光信号入力単位の監視情報とノード毎の監視情報とネットワーク単位の監視情報にアクセス可能な場合、該光信号チャネル単位の監視情報と該光信号入力単位の監視情報と該ノード毎の監視情報と該ネットワーク単位の監視情報をネットワーク管理・運用情報として活用することを特徴とする。
【００３９】
上記本発明の目的を達成する第２４の発明は、波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視装置であって、
監視対象の光信号の品質劣化要因および劣化量と、予め定められている該劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンとを対応づけたマップを格納したデータベースと、
該光信号を光・電気変換した出力信号から該光信号のアイパタンを取得することができるアイパタン取得装置と、
該アイパタン取得装置によって得られた該光信号のアイパタンから該データベースに格納された該特徴パタンに対応する領域を抽出し該抽出パタンと該データベースに格納された該マップと照合を行う特徴抽出装置と
を有し、
該光信号の品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期の監視を伝送信号フォーマット・速度に制限を受けることなく光信号の監視を行うことを特徴とする。
【００４０】
上記本発明の目的を達成する第２５の発明は、上記第２４の発明において、照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと、劣化のない理想的なアイパタンの該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする。
【００４１】
上記本発明の目的を達成する第２６の発明は、上記第２４の発明において、照合するパタンとして、監視する光信号の品質劣化要因および劣化量を特徴づける予め定められている該光信号の強度分布の領域の特徴パタンと、劣化のない理想的な強度分布の該領域に相当する領域のパタンとの演算結果を用いることを特徴とする。
【００４２】
上記本発明の目的を達成する第２７の発明は、上記第２４から第２６のいずれかの発明において、照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある時刻における強度分布を利用することを特徴とする。
【００４３】
上記本発明の目的を達成する第２８の発明は、上記第２４から第２６のいずれかの発明において、照合するデータとして演算結果のある時刻における強度分布を利用することを特徴とする。
【００４４】
上記本発明の目的を達成する第２９の発明は、上記第２４から第２６のいずれかの発明において、照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする。
【００４５】
上記本発明の目的を達成する第３０の発明は、上記第２４から第２６のいずれかの発明において、照合するデータとして、演算結果のある強度における時間変動分布を利用することを特徴とする。
【００４６】
上記本発明の目的を達成する第３１の発明は、上記第２４から第２６のいずれかの発明において、照合するデータとして、監視する光信号のアイパタンの代わりに光強度分布を利用し、特徴パタンとして光強度分布を利用することを特徴とする。
【００４７】
上記本発明の目的を達成する第３２の発明は、上記第２４から第２６のいずれかの発明において、照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンに加え、監視する光信号のアイパタンのある強度における時間変動分布と、該アイパタンのある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする。
【００４８】
上記本発明の目的を達成する第３３の発明は、上記第２４から第２６のいずれかの発明において、照合するデータとして、予め定めた劣化を特徴づける該光信号のアイパタンの領域の特徴パタンと理想的アイパタンとの演算結果に加え、該演算結果のある強度における時間変動分布と、該演算結果のある時刻における強度分布とを組み合わせて利用することを特徴とする。
【００４９】
上記本発明の目的を達成する第３４の発明は、上記第２４から第３３のいずれかの発明において、照合として相互相関を利用することを特徴とする。
【００５０】
上記本発明の目的を達成する第３５の発明は、上記第２４から第３４のいずれかの発明において、演算として相互相関を用い、かつ、照合として相互相関を利用することを特徴とする。
【００５１】
上記本発明の目的を達成する第３６の発明は、上記第２４から第３５のいずれかの発明において、監視して得られた劣化を特徴づけるパタンだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期から劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする。
【００５２】
上記本発明の目的を達成する第３７の発明は、上記第２４から第３６のいずれかの発明において、監視して得られた劣化を特徴づけるパタンと理想的パタンとの演算結果からだけからでは劣化要因および劣化量が判定できない場合、特徴パタンに加えて劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生周期、劣化継続周期から劣化要因および劣化量の判定を行うことを特徴とする。
【００５３】
上記本発明の目的を達成する第３８の発明は、上記第２４から第３７のいずれかの発明において、劣化のない理想的なアイパタンとして監視する光信号の送信元におけるアイパタンを利用することを特徴とする。
【００５４】
上記本発明の目的を達成する第３９の発明は、上記第２４から第３８のいずれかの発明において、光信号品質劣化補償装置を外部に備えた場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量を該光信号品質劣化補償装置に対して通知することにより該光信号品質劣化補償装置の制御を行い、光伝送特性の改善を行うことを特徴とする。
【００５５】
上記本発明の目的を達成する第４０の発明は、上記第２４から第３９のいずれかの発明において、監視する光信号が含まれるネットワークの管理・運用を行うネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムとのアクセスが可能な場合、監視された信号品質劣化要因および劣化量、劣化発生時刻、劣化継続時間、劣化発生箇所を該ネットワーク管理・運用システムに対して通知する手段を有し、通知した光信号品質劣化情報をネットワーク管理・運用情報として活用することを特徴とする。
【００５６】
上記本発明の目的を達成する第４１の発明は、上記第２４から第４０のいずれかの発明において、光信号品質劣化補償装置を外部に備えた場合、該光信号品質劣化補償機能の制御を行って光信号を意図的に品質劣化させ、そのときの劣化させたアイパタンと理想的なアイパタンとの演算結果と該光信号品質劣化補償機能による付加劣化量との対応関係を記録することによって自律的にデータベースの構築を行う手段を有することを特徴とする。
【００５７】
上記本発明の目的を達成する第４２の発明は、波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視装置であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行い該光信号のチャネル毎の監視情報を統合した光信号入力単位の監視情報を構築し、該光信号入力単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身以外の他のチャネルの影響によるものであることを認識し、かつ、該自身以外の他のチャネルの影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定する手段を有することを特徴とする。
【００５８】
上記本発明の目的を達成する第４３の発明は、上記第４２の発明に、上記第２４から第４１のいずれかの発明の光信号監視装置を適用することを特徴とする。
【００５９】
上記本発明の目的を達成する第４４の発明は、波長多重及び光ネットワークにおける光信号監視装置であって、
監視する光信号が多重されていた場合、該光信号を信号チャネル毎に分離した後それぞれのチャネル毎に光信号の監視を行い該光信号のチャネル毎の監視情報を統合した光信号入力単位の監視情報を構築し該光信号入力単位の監視情報にアクセスことによって信号品質劣化要因および劣化量が自身以外の他のチャネルの影響によるものであることを認識し、かつ、該信自身以外の他のチャネルの影響による号品質劣化要因および劣化量を判定し、かつ、該光信号を受信するノードに多重されたもしくは多重されていない複数の光信号入力がある場合、該光信号入力単位の監視情報を統合したノード単位の監視情報を構築し該ノード単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響によるものであることを認識し、かつ、該自身を含む光信号入力以外の他の光信号入力の影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定し、かつ、該光信号がネットワーク内の複数のノードを経由して監視される場合、該ノード単位の監視情報を統合したネットワーク単位の監視情報を構築し該ネットワーク単位の監視情報にアクセスすることによって信号品質劣化要因および劣化量が自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる影響であることを認識し、かつ、該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由することによる信号品質劣化要因および劣化量がネットワーク内のどの箇所で発生しているかを把握し、かつ、該該自身を含むノード以外の他のノードあるいは伝送路を経由する影響による信号品質劣化要因および劣化量を判定する手段を有することを特徴とする。
【００６０】
上記本発明の目的を達成する第４５の発明は、上記第４４の発明に、上記第２４から第４１のいずれかの発明の光信号監視装置を適用することを特徴とする。
【００６１】
上記本発明の目的を達成する第４６の発明は、上記第４４又は第４５の発明において、ネットワークを管理・運用するネットワーク管理・運用システムが存在し、かつ、該ネットワーク管理・運用システムが光信号チャネル単位の監視情報と光信号入力単位の監視情報とノード毎の監視情報とネットワーク単位の監視情報にアクセス可能な場合、該光信号チャネル単位の監視情報と該光信号入力単位の監視情報と該ノード毎の監視情報と該ネットワーク単位の監視情報をネットワーク管理・運用情報として活用する手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００６２】
第１の効果は、信号の伝送信号フォーマット、伝送速度に制限を受けることのない光信号品質監視が可能なことである。その理由は、光信号のアイパタンを元に信号品質の監視を行うため、伝送信号フォーマットには依存しない。また、アイパタンの取得にサンプリング方式を適用することにより伝送速度に依存することなくアイパタンの取得が行えるからである。
【００６３】
第２の効果は、同じハードウェア構成で複数の異なる信号品質の監視が可能なことである。その理由は、アイパタンより抽出する特徴を変えることにより、異なる信号品質劣化要因による品質劣化を監視することができるからである。
【００６４】
第３の効果は、監視を行うことによる主信号への影響がないことである。その理由は、監視のために特別な信号、あるいは変調等を主信号に重畳することなく監視を行うことができるためである。
【００６５】
第４の効果は、装置構成が簡単であることである。その理由は、監視装置以外に、監視信号の多重・分離装置や変調・復調装置が必要ないためである。
【００６６】
第５の効果は、光信号の監視を低コストに行うことができることである。その理由は、監視装置以外に、監視信号の多重・分離装置や変調・復調装置が必要ないためである。また、監視装置は、アイパタン取得装置、特徴抽出装置、データベースから構成されており、いずれもが電気部品であり、高価な光部品を使うことなく監視を実現するためである。さらに、特徴抽出装置やデータベースは安価なＬＳＩの組み合わせで実現できるためである。
【００６７】
第６の効果は、監視機能の追加が容易な監視方法及び装置であることである。その理由は、既存の光電気変換装置に本発明の監視装置を追加するだけで、光信号品質監視機能を備えた光電気変換装置にアップグレード可能なためである。
【００６８】
第７の効果は、監視精度の向上、監視項目の追加等、監視機能の向上がハードウェア構成を変えることなく実現可能なことである。その理由は、監視装置内のデータベースを更新することによって監視精度向上や監視項目の追加が可能なためである。
【００６９】
第８の効果は、監視情報をネットワークの管理・運用情報として活用できることである。その理由は、監視装置間で監視情報の共有を行うことによって、通信チャネル間のクロストークや、ネットワーク内での品質劣化位置、劣化発生時刻、劣化継続時間等が把握可能であるためである。例えば、ユーザに提供している通信回線が、複数のサービスプロバイダによって提供されている場合、品質劣化発生位置を知ることでどのサービスプロバイダが対処すべき問題であるかを特定することが可能であり、また、対処すべき信号品質劣化要因も特定されているため、どの装置あるいは部品を交換すべきか等を迅速に把握できるためである。
【００７０】
第９の効果は、監視情報を波形劣化補償装置の制御情報として活用できることである。その理由は、信号品質劣化要因と劣化量を知ることができるため、その劣化要因を補償することができる補償装置に制御情報として劣化量を通知することにより、波形劣化補償装置の制御が可能なためである。
【００７１】
第１０の効果は、光伝送特性の改善が可能なことである。その理由は、監視装置に波形劣化補償装置を加え、監視情報を元に波形劣化補償装置を制御することにより信号品質の向上が可能であるため、監視を行わない場合に比べて伝送距離の長距離化や高密度な多重ができるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
本発明は、監視対象としたい光信号のアイパタンを取得し、そのアイパタン自体、もしくは既知の理想的アイパタンとの比較データより特徴を抽出し、その特徴と光信号劣化要因および劣化量を結びつける既知の対応マップより受信した光信号品質を監視することができる。
【００７３】
さらに、得られた光信号劣化要因、劣化量等の光信号品質に関する情報を、波形歪み補償装置等を制御するための制御情報や、ネットワークを管理・運用するための管理・運用情報として利用することもできる。
【００７４】
本発明では、主信号に追加のオーバーヘッドビットや追加のチャネルを重畳することなく監視を行うため、監視装置以外の装置、例えば追加ビットやチャネルの分離・多重装置、は必要ない。従って、光伝送装置を低コストかつ小型に構成することが可能となる。
【実施例１】
【００７５】
本発明の実施例について図１を参照して詳細に説明する。
【００７６】
図１において、光電気変換装置１０３は光ファイバ１０１より入力される光信号を光・電気変換により電気信号に変換し、その結果を光信号監視装置１００、クロック抽出装置１１４、信号識別装置１１３へ導く。
【００７７】
光信号１００では、光電気変換装置１０３より入力された電気信号からアイパタン取得装置１０５を用いることによりアイパタンを取得する。ここで得られた光電気変換装置１０３における入力光信号のアイパタンは、特徴抽出装置１０６に導かれる。
【００７８】
データベース１０７には、特徴抽出装置１０６で利用するアイパタンの特徴を表すパタンが予め格納されている。このアイパタンの特徴を表すパタンとは、例えば光信号波形が蓄積波長分散等の波形劣化要因によって波形が変形した際に得られるアイパタンそのもの、あるいは波形が変形した部分のパタンを指す。
【００７９】
特徴抽出装置１０６では、アイパタン取得装置１０５で取得されたアイパタンそのもの、あるいはアイパタン取得装置１０５で取得されたアイパタンとデータベース１０７に格納されているアイパタンの特徴を表すパタンとを演算した結果から、特徴の抽出を行う。データベース１０７には、その取得したアイパタンそのもの、あるいは演算結果と波形劣化要因および劣化量の関係も格納されており、取得したアイパタンそのもの、あるいは演算結果とデータベース１０７を照合することによって光電気変換装置１０３で受信した光信号の波形劣化要因および劣化量を知ることができる。ここで行う照合を劣化要因毎に行えば、同一の構成で複数の波形劣化要因および劣化量の監視が可能となる。すなわち、光信号監視装置１００を用いることにより、光電気変換装置１０３で受信した光信号の複数の品質劣化要因および劣化量１０８を単一の構成で監視することができる。
【００８０】
光電気変換装置１０３の前段に光信号劣化補償器１０２や、光電気変換装置１０３後段に電気信号劣化補償器１０４を設け、監視情報１０８を制御情報としてフィードバックすることにより光信号伝送特性の改善を図ることができる。また、監視情報１０８をネットワーク管理・運用システム１０９に通知することにより、監視情報１０８をネットワーク管理・運用情報として活用することができる。
【００８１】
次に、上記のように構成された光信号品質監視装置の動作について、図１、及び図８から図２１を参照しながら説明する。
【００８２】
まず、信号劣化要因が蓄積波長分散である場合を例にとって説明する。図１において、光電気変換装置１０３によって電気信号に変換された光信号からアイパタン取得装置１０５にて（ａ）監視信号のアイパタンを取得する。
【００８３】
光電気変換装置１０３は、クロック抽出装置１１４と信号識別装置１１３に対してもアイパタン取得装置１０５に出力する電気信号と同様な電気信号を供給する。クロック抽出装置１１４は、光電気変換装置１０３から供給された電気信号よりクロックの抽出を行い、アイパタン取得装置１０５へクロックの供給を行う。信号識別装置１１３は、光電気変換装置１０３から供給されたアナログ電気信号から信号ビット毎にマークとスペースの識別を行い、デジタル信号への変換を行う。
【００８４】
図８は理想的なアイパタンであり、図９は蓄積波長分散によって劣化したアイパタンである。
【００８５】
（ｂ）取得したパタンから特徴的な情報を特徴抽出装置１０６にて抽出する。
【００８６】
図１０は、蓄積波長分散に起因する波形劣化の特徴として抽出したパタンである。ここで、波形劣化要因と抽出すべきパタンの対応、すなわち、蓄積波長分散による波形劣化の特徴として、図１０を採用するということは予め定めておく必要がある。データベース１０７には、蓄積波長分散量が変化した場合の図１０に対応する様々なパタンが蓄えられている。
【００８７】
特徴抽出装置１０６では、図１０の蓄積波長分散に起因する波形劣化の特徴パタンと、データベース１０７に蓄えられている様々な蓄積波長分散量に対応する図１０と同様な特徴パタン群との演算を行う。図１１は、その演算結果のひとつであり、図８のパタンと図９のパタンとの相互相関演算を行った結果得られたパタンである。ここで行う演算は相互相関だけに限定するものではなく、他の演算方法であってもかまわない。図１１より相関強度ピーク値を求めることができる。この相関強度ピーク値は、監視しているアイパタンとデータベース１０７に蓄えられている蓄積波長分散に起因する波形劣化パタン群との相似性が大きいほど大きな値となるため、データベース１０７に蓄えられた波形劣化パタン群に対してそれぞれ蓄積波長分散量がどの程度であるかがわかっていれば、監視しているアイパタン、すなわち光信号に含まれている蓄積波長分散量を知ることができる。
【００８８】
データベース１０７に蓄えられた波形劣化パタン群と蓄積波長分散量との関係は予め測定しておくことによって知ることが可能であり、さらに、その蓄積波長分散量と相関強度ピークとの関係は図１５のように求められるので、データベース１０７に登録されていない蓄積波長分散に起因する波形劣化パタンをもつアイパタンを監視した際にも、その光信号に含まれる蓄積波長分散量を知ることが可能である。すなわち、監視対象である光信号の劣化量を知ることができる。ここでは抽出情報として相関強度ピークを採用したが、相関強度ピークに限定する必要はなく、他の数値であってもよいし、演算パタン（図１１）に対して強度閾値を設定し、その閾値以上となる分布を切り出したパタン（図１２）からパタンの半径や楕円率を採用しても良いし、図９あるいは図１１上のある時刻における強度分布のような２次元分布（それぞれ図１３、図１４）における分布の標準偏差や平均値を採用しても良い。
【００８９】
また、これらを複数組み合わせて利用することも可能である。
（ｃ）次に、信号品質劣化要因として蓄積波長分散量以外の要因も考慮する場合について説明する。
【００９０】
図１６は、偏波モード分散によって劣化したアイパタンである。図１６から抽出する特徴として、図１７に示すように図１０とは異なる特徴を選択して蓄積波長分散のときと同様な演算を行うことによって、図１８のようなパタンを得る。蓄積波長分散の場合と同様に、抽出する特徴として強度ピーク値を採用し、偏波モード分散量とこの強度ピーク値の関係を求めたものが図１９である。図１５と図１９とは互いに異なることがわかる。
【００９１】
また、図２０は波形劣化要因が蓄積波長分散のみであるアイパタン（図９）と、偏波モード分散による波形劣化パタンの特徴（図１７）との相互相関の演算結果である。
【００９２】
図９と図１０の相似性がほとんど無いため図２０には図１１のような相関強度ピークが発生していない。つまり、監視している光信号の劣化要因が偏波モード分散によるものではなくて蓄積波長分散であることを表しており、図９のアイパタンの状態を適切に把握することができる。
【００９３】
図２１は波形劣化要因が偏波モード分散のみであるアイパタン（図１６）と、蓄積波長分散による波形劣化パタンの特徴（図１０）との相互相関の演算結果である。図１６と図１０との相似性がほとんど無いため図２１には図１１のような相関強度ピークが発生していない。つまり、監視している光信号の劣化要因が蓄積波長分散によるものではなくて偏波モード分散であることを表しており、図１６のアイパタンの状態を適切に把握することができる。すなわち、光信号のアイパタンと比較するパタンを変えることにより、波形劣化要因の特定を行うことができる。つまり、監視対象の光信号の劣化要因を知ることができる。特定可能な劣化要因の種類は、データベース１０７に予め登録しておく劣化要因を特徴づけるパタン（ここでは図１０、図１７に相当）の種類に依存する。従って、データベース１０７に登録されている情報量が増加するほど特定可能な劣化要因の種類は増加し、また特定精度も向上する。劣化要因は、蓄積波長分散や偏波モード分散に限定する必要はなく、例えば光Ｓ／Ｎ比、ＳＰＭ（Ｓｅｌｆ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＸＰＭ（Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＦＷＭ（Ｆｏｕｒ  Ｗａｖｅ  Ｍｉｘｉｎｇ）、光ファイバ端面反射であってもよい。これらそれぞれについて、上記蓄積波長分散や偏波モード分散の場合と同様に波形劣化の特徴パタンおよびそのパタンと劣化量の関係をデータベース１０７に登録しておけばよい。
【００９４】
図４は光信号劣化要因として、波長分散と想定した場合の実施例である。
【００９５】
図４では、光信号劣化補償装置として波長分散補償器４００２、光電気変換装置としてＰＩＮ−フォトダイオード（以下ＰＩＮ−ＰＤ）４０２５とトランスインピーダンスアンプ（Ｔｒａｎｓ  Ｉｎｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、以下ＴＩＡ）４０２６からなる受光回路４００３、アイパタン取得装置として波形サンプラー（サンプリングオシロスコープ）４００５、特徴抽出装置として相互相関パタン計算器４００６、信号劣化補償装置制御として波長分散補償装置制御４０１０、クロック抽出装置としてＰＬＬ回路（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ、以下ＰＬＬ）４０２４、信号識別装置としてＤ−フリップフロップ回路（Ｄ−ＦｌｉｐＦｒｏｐ、以下Ｄ−ＦＦ）４０２３とした。光ファイバ４００１より入力される光信号を受光回路４００３で光／電気変換し、アナログ信号データを波形サンプラー４００５、ＰＬＬ４０２４、Ｄ−ＦＦ４０２３に導く。受光回路４００３は、ＰＬＬ４０２４とＤ−ＦＦ４０２３に対しても波形サンプラー４００５に出力する電気信号と同様な電気信号を供給する。ＰＬＬ４０２４は、受光回路４００３から供給された電気信号よりクロックｆの抽出を行い、周波数分周器４０１４とＤ−ＦＦ４０２３へクロックの供給を行う。
【００９６】
Ｄ−ＦＦ４０２３は、受光回路４００３から供給されたアナログ電気信号と、位相調節器４０２７によってクロック位相調節された再生クロックとから信号ビット毎にマークとスペースの識別を行い、デジタル信号への変換を行う。周波数分周器４０１４でＮ分周されたクロックｆ／Ｎに、可変周波数発生器４０１３より発生させたクロックΔｆをミキサ４０１２で加算し、ｆ’＝ｆ＋Δｆのクロックを得る。波形サンプラー４００５にてｆ’のクロックで入力アナログ信号のサンプリングを行う。メモリ４０１１には波長分散による劣化のない理想的なアイパタンが登録されている。相互相関パタン計算器４００６では、波形サンプラー４００５によって取得されたアイパタンと、メモリ４０１１に格納されている理想的なアイパタンの相互相関パタンの演算を行う。その相互相関パタン演算結果は、ＣＰＵ４０１５に渡され特徴的パタンの抽出が行われる。データベース４００７には、予め測定された特徴的パタンと光信号劣化要因の対応マップが収められている。
【００９７】
ＣＰＵ４０１５は、その対応マップから信号劣化要因が蓄積波長分散であることを特定し、さらにその蓄積波長分散量の特定を行い、受光回路４００３に入力された光信号に含まれている蓄積波長分散量を求める。ＣＰＵ４０１５は、光信号劣化要因が蓄積波長分散であることとその量がどれだけであるか４００８をネットワーク管理・運用システム４００９に対して、通知を行う。ネットワーク管理・運用システムは、この情報４００８を光信号レベルでの情報通信路管理・運用情報源として活用することにより、顧客に提供するサービス品質の計測を行うことができる。また、ＣＰＵ４０１５が情報４００８を特定することによって、波長分散補償装置４００２に対し、その信号劣化を補償するための制御コマンド４０１０を発行する。
【００９８】
波長分散補償器４００２は、ＣＰＵ４０１５に指示された量だけ光ファイバ４００１から入力される光信号に対して波長分散補償を行う。
【００９９】
次に図４の光信号品質監視装置の動作について説明する。
【０１００】
図４は光信号劣化要因として、波長分散と想定した場合の実施例である。光ファイバ４００１より入力される光信号を受光回路４００３で光／電気変換し、アナログ信号データを波形サンプラー４００５、ＰＬＬ４０２４、Ｄ−ＦＦ４０２３に導く。受光回路４００３は、ＰＬＬ４０２４とＤ−ＦＦ４０２３に対しても波形サンプ
ラー４００５に出力する電気信号と同様な電気信号を供給する。ここで供給される電気信号は、光伝送による波形劣化情報を含んでいるアナログ信号である。
【０１０１】
ＰＬＬ４０２４は、受光回路４００３から供給された電気信号よりクロックｆの抽出を行い、周波数分周器４０１４へクロックの供給を行う。
【０１０２】
Ｄ−ＦＦ４０２３は、受光回路４００３から供給されたアナログ電気信号から信号ビット毎にマークとスペースの識別を行い、デジタル信号への変換を行う。デジタル化された信号は、受信信号として多重・分離等の処理後、再度光信号に変換されて他のノードへ転送されたり、自ノードに接続しているユーザに分配されたりする。周波数分周器４０１４でＮ分周されたクロックｆ／Ｎに、可変周波数発生器４０１３より発生させたクロックΔｆをミキサ４０１２で加算し、ｆ’＝ｆ＋Δｆのクロックを得る。波形サンプラー４００５にてｆ’のクロックで入力アナログ信号のサンプリングを行うことにより、入力信号に対して時間的にＮ倍に引き延ばされたアイパタンが、Δｆのサンプリング周期で取得される。入力信号の周波数ではなくて分周したクロックを用いることによって、入力信号速度が変わっても装置構成を変える必要がない。また、サンプリング周期Δｆは、可変周波数発生器４０１３で調整可能なため、アイパタン取得速度も調整可能である。従って、入力信号に対して柔軟なアイパタン取得が行えるようになっている。
【０１０３】
メモリ４０１１には波長分散による劣化のない理想的なアイパタンが登録されている。これは、予め測定したデータを静的に用いても良いし、光信号送信元で取得されたアイパタンを読み出すことによって定期的に、もしくは要求があった際に更新するといった動的な用い方でも良い。
【０１０４】
相互相関パタン計算器４００６では、波形サンプラー４００５によって取得されたアイパタンと、メモリ４０１１に格納されている理想的なアイパタンの相互相関パタンの演算を行う。
【０１０５】
その相互相関パタン演算結果は、ＣＰＵ４０１５に渡され特徴的パタンの抽出が行われる。データベース４００７には、予め測定された特徴的パタンと光信号劣化要因の対応マップが収められている。ＣＰＵ４０１５は、その対応マップから信号劣化要因が蓄積波長分散であることを特定し、さらにその蓄積波長分散量の特定を行い、受光回路４００３に入力された光信号に含まれている蓄積波長分散量を求める。
【０１０６】
以下にデータベースに格納された特徴的パタンと蓄積波長分散量との対応マップから蓄積波長分散量を求める方法を説明する。図９は、波形サンプラー４００５にて取得されたアイパタンである。この図９は、蓄積波長分散によって劣化したアイパタンである。図１０は、蓄積波長分散に起因する波形劣化の特徴として波形サンプラー４００５で得られたアイパタン図９よりＣＰＵ４０１５にて抽出したパタンである。ここで、波形劣化要因と抽出すべきパタンの対応、すなわち、蓄積波長分散による波形劣化の特徴として図１０を採用する、ということは予め定めておく必要がある。データベース４００７には、蓄積波長分散量が変化した場合の図１０に対応する様々なパタンと、それらとメモリ４０１１に格納されている理想的アイパタンとの相互相関の演算を相互相関パタン計算器４００６で行った結果が蓄えられている。
【０１０７】
相互相関パタン計算器４００６では、監視しているアイパタン図９から抽出した波形劣化の特徴パタン図１０の相互相関演算を行う。図１１は、データベース４００７に蓄えられている理想的アイパタンと蓄積波長分散量を変化させた場合のアイパタンの相互相関演算結果のひとつである。ここで行う演算は相互相関だけに限定するものではなく、他の演算方法であってもかまわない。図１１より相関強度ピーク値を求めることができる。この相関強度ピーク値は、監視しているアイパタンとデータベース４００７に蓄えられている蓄積波長分散に起因する波形劣化パタン群との相似性が大きいほど大きな値となるため、データベース４００７に蓄えられた波形劣化パタン群に対してそれぞれ蓄積波長分散量がどの程度であるかがわかっていれば、監視しているアイパタン、すなわち光信号に含まれている蓄積波長分散量を知ることができる。データベース４００７に蓄えられた蓄積波長分散による波形劣化パタン群と蓄積波長分散量との関係、すなわち、は予め測定しておくことによって知ることが可能である。さらに、その蓄積波長分散量と相関強度ピークの関係は図１５のように求められるので、データベース４００７に登録されていない蓄積波長分散に起因する波形劣化パタンをもつアイパタンを監視した際にもその光信号に含まれる蓄積波長分散量を知ることが可能である。すなわち、特徴的パタンと蓄積波長分散量との対応マップから監視対象である光信号の劣化量を知ることができる。ここでは抽出情報として相関強度ピークを採用したが、相関強度ピークに限定する必要はなく、他の数値であってもよいし、演算パタン（図１１）に対して強度閾値を設定し、その閾値以上となる分布を切り出したパタン（図１２）からパタンの半径や楕円率を採用しても良いし、図９あるいは図１１上のある時刻における強度分布のような２次元分布（それぞれ図１３、図１４）における分布の標準偏差や平均値を採用しても良い。また、これらを複数組み合わせて利用することも可能である。
【０１０８】
次に、信号品質劣化要因として蓄積波長分散量以外の要因も考慮する場合について説明する。
【０１０９】
図１６は、偏波モード分散によって劣化したアイパタンである。図１６から抽出する特徴として、図１７に示すように図１０とは異なる特徴を選択して蓄積波長分散のときと同様な演算を行うことによって図１８のようなパタンを得る。蓄積波長分散の場合と同様に、抽出する特徴として強度ピーク値を採用し、偏波モード分散量とこの強度ピーク値の関係を求めたものが図１９である。図１５と図１９とは互いに異なることがわかる。また、図２０は波形劣化要因が蓄積波長分散のみであるアイパタン（図９）と、偏波モード分散による波形劣化パタンの特徴（図１７）との相互相関の演算結果である。図９と図１７との相似性がほとんど無いため図２０には図１１のような相関強度ピークが発生していない。つまり、監視している光信号の劣化要因が偏波モード分散によるものではなくて蓄積波長分散であることを表しており、図９のアイパタンの状態を適切に把握することができる。図２１は波形劣化要因が偏波モード分散のみであるアイパタン図１６と、蓄積波長分散による波形劣化パタンの特徴図１０との相互相関の演算結果である。図１６と図１０との相似性がほとんど無いため図２１には図１１のような相関強度ピークが発生していない。つまり、監視している光信号の劣化要因が蓄積波長分散によるものではなくて偏波モード分散であることを表しており、図１６のアイパタンの状態を適切に把握することができる。すなわち、光信号のアイパタンと比較するパタンを変えることにより、波形劣化要因が偏波モード分散ではなくて蓄積波長分散によるものであることを知ることができる。他の劣化要因についても同様に判別することができる。
次に、上記のようにして得られた蓄積波長分散量、すなわち光信号劣化要因及び劣化量情報４００８を用いて波長分散補償装置を制御する方法について図５を参照して説明する。スタート５００１は監視開始のタイミングを表している。アイパタン取得５００２は、波形サンプラー４００５にてアイパタンを取得することを表している。相関パタン計算５００３は、上述のようにして相互相関パタン計算器４００６で監視信号のアイパタンとメモリ４０１１に登録されている理想的アイパタンの相互相関演算を行うことを表している。
【０１１０】
照合５００４はＣＰＵ４０１５にて、データベース４００７（図５では５０１０）に格納されている特徴パタンと蓄積波長分散量の対応マップ及びそれから得られる図１５の相関強度ピークと蓄積波長分散量の関係と、相関パタン計算５００３で得られる相関パタンと相関強度ピークの照合を行う。ここで、相関パタンの照合を行うことによって劣化要因が蓄積波長分散であること、相関強度ピークの照合を行うことによって蓄積波長分散量の特定を５００７で行う。このことは、図４ではＣＰＵ４０１５で行われる。
【０１１１】
ここで、特定が不可能であった場合には照合結果を無視し、再びアイパタン取得５００２に戻るアイドルループ５０１４に従う。ただし、特定不能であったため照合結果を無視したという警告５００９を発令する。特定が可能であった場合には、５００８にて波長分散補償装置４００２に対して波長分散補償装置制御コマンド４０１０を発行することにより、得られた蓄積波長分散量の補正を試みる。同時に、最適化ループ５０１３に従って再びアイパタンの取得５００２に戻る。受光回路４００３で受信する光信号に含まれる蓄積波長分散量は、光ファイバ４００１−１〜４００１−４の環境温度変動や、光信号送信元の変更による光ファイバ伝送路全体の特性変化によって変動する。ここで光信号送信元の変更による光ファイバ伝送路全体の特性変化とは、例えば時刻ｔ１においては送信元がノード４０１６−３であった（状態Ａ）ものが、時刻ｔ２においてはノード４０１６−４に切り替わった（状態Ｂ）ことによる特性変化を指す。送信元がノード４０１６−３の場合の伝送路は、光ファイバ４００１−３、ノード４０１６−１、光ファイバ４００１−１によって構成されている。また、送信元がノード４０１６−４の場合の伝送路は、光ファイバ４００１−４、ノード４０１６−２、光ファイバ４００１−２、ノード４０１６−１、光ファイバ４００１−１によって構成される。仮にノード４０１６−１、４０１６−２及び光ファイバ４００１−２〜４００１−４の波長分散特性が全く同じだとしても、時刻ｔ１とｔ２では光信号が経由するノードの数、光ファイバ長が異なるため光ファイバ伝送路全体の特性は変化する。さらに、ノード４０１６−１〜４０１６−２、及び光ファイバ４００１−２〜４００１−４の波長分散特性がそれぞれ異なっている場合には光ファイバ伝送路の特性変化はより大きくなる場合がある。よって、受光回路４００３で受信する光信号、すなわち、監視対象となる光信号に含まれている蓄積波長分散量は時々刻々と変化することがわかる。そのため、最適化ループ５０１３に従った蓄積波長分散量の監視を行い、波長分散補償装置４００２が常に最適な分散補償を行うことができるようなフィードバック制御を行い、最適波長分散補償量のトラッキングを行うことができる。
【０１１２】
この最適光受信環境となったときの波長分散補償器４００２における波長分散補償量を、データベース４００７、ネットワーク管理・運用システム４００９に管理情報として格納しておく。
【０１１３】
状態Ｂにおける波長分散補償器４００２における波長分散補償量は、状態Ａにおける波長分散補償量と異なっていたとする。再度、状態Ａから状態Ｂにかわったとする。この場合、ネットワーク管理・運用システム４００９から光信号監視装置４０００に対してその旨を通知することにより、光信号監視装置４０００には既に状態Ａの時の波長分散補償装置４００２に対する最適設定が保存されているため、前回に比べて最適化を短い時間で行うことができる。
【０１１４】
次に、光信号劣化要因及び劣化量情報４００８をネットワーク管理・運用システム４００９に通知し、ネットワーク管理・運用情報として活用する方法について説明する。
【０１１５】
サービスプロバイダが通信回線をユーザに提供する際に、ＳＬＡ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｌｅｖｅｌ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）を設定して契約を結ぶことがある。（ＳＬＡに関しては、例えば吉田育代著「最新ＡＳＰがわかる」技術評論社、２００１年７月発行、６章９節）契約時に規定したＳＬＡが守れなかった場合に、サービスプロバイダは契約に従ってユーザに対して通信回線使用料の一部変換等の保障義務を果たすことになっている。例えば、図４においてノード４０１６−１、４０１６−３、４０１６−４及び光ファイバ４００１−１、４００１−３がサービスプロバイダＡ、ノード４０１６−２及び光ファイバ４００１−２、４００１−４がサービスプロバイダＢが管理・運用しているとする。前述のような光信号送信元の変更、すなわち、ノード４０１６−３からノード４０１６−４への切り替えがあったとする。そして、切り替え後、受光回路４００３での光信号品質が劣化し正常な受信が行えない時間が発生したとする。このときの光信号劣化要因が光信号監視装置４０００にて蓄積波長分散によるものであり、その劣化量と劣化発生時刻、品質劣化継続時間等が取得可能である。従って、通信障害が光信号送信元が切り替わった後に発生したこと、障害発生がサービスプロバイダＢが管理・運用するネットワークで発生したこと、サービスプロバイダＢが管理・運用するノードあるいは光ファイバに波長分散によって光信号が劣化する原因が発生していること、等を知ることができる。これらの監視情報をネットワーク管理・運用システム４００９を通じてサービスプロバイダＡおよびサービスプロバイダＢに通知することにより、契約内容に従ってユーザに保障義務を負うのがどちらのサービスプロバイダであるか、またどの程度の保障を行う必要があるのか、を判定することが可能である。
【０１１６】
また、サービスプロバイダＢは、ノード４０１６−２あるいは光ファイバ４００１−２が波長分散特性の劣化を引き起こしていることを知ることができる。そして、ノード４０１６−２の構成部品の交換、光ファイバ４００１−２の交換あるいは修理等、メンテナンス情報を得ることができる。一方、サービスプロバイダＡは、サービスプロバイダＢのネットワークの信頼性が回復するまでサービスプロバイダＢが管理・運用するネットワークに接続することを見合わせることにより、自身が提供するサービス品質を保護する等の措置をとることができる。以上より光信号監視情報４００８をネットワーク管理・運用情報に活用できることがわかる。
【０１１７】
本実施例においては、光信号品質劣化要因として蓄積波長分散を例にとって説明したが、劣化要因は蓄積波長分散だけに限定する必要はなく、劣化要因は、例えば偏波モード分散、光Ｓ／Ｎ比、ＳＰＭ（Ｓｅｌｆ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＸＰＭ（Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＦＷＭ（Ｆｏｕｒ  Ｗａｖｅ  Ｍｉｘｉｎｇ）、光ファイバ端面反射であってもよい。
【実施例２】
【０１１８】
本発明の実施例２について説明する。
【０１１９】
図２は実施例２の構成を示す図であり、本発明の光信号監視装置を２つ組み合わせた例である。
【０１２０】
光信号監視装置２０００−１は光ファイバ２０１−１より光電気変換装置２０３−１に入力される光信号の監視を行い、その結果をデータベース２０７−１に格納する。また、ネットワーク管理・運用システム２０９−１に対して監視情報２０８−１をＩｎｔｅｒｆａｃｅ管理装置２１１（以下、Ｉ／Ｆ管理装置）を介して通知する。光信号監視装置２００−２も同様な動作を行う。光信号監視装置２００−１で監視される光信号（信号Ａ）と光信号監視装置２００−２で監視される光信号（信号Ｂ）は、光ファイバ２０１−３においては波長多重されており、波長多重分離器２１２にて分離され、それぞれ光ファイバ２０１−１、２０１―２に導かれている。
【０１２１】
信号Ａと信号Ｂとは、光ファイバ２０１−３内では波長多重されているため、波長間でのクロストークに起因した品質劣化が生じる場合がある。クロストークに起因した劣化要因としては、例えばＸＰＭやＦＷＭが挙げられる。光信号監視装置２００−１と２００−２がＩ／Ｆ管理装置２１１を介して相互に監視情報の交換を行うことにより、劣化要因が波長間のクロストークであることを特定するのが容易になる。その理由は、以下の通りである。データベース２０７−１、２０７−２には波長間のクロストークに起因する劣化要因以外の品質劣化を特徴づけるパタンがすべて格納されているとする。ここで、特徴抽出装置２０６−１、２０６−２においてデータベース２０７−１、２０７−２には登録されてない特徴パタンが抽出されたとする。この新たな未知の特徴パタン（パタンＣとする）は、信号Ａと信号Ｂが光ファイバ２０１−３で波長多重された場合にだけ抽出されたとすると、劣化要因が波長間のクロストークであることが推測される。このとき、光信号監視装置２００−１、２００−２はＩ／Ｆ管理装置２１１を介してネットワーク管理・運用システム２０９−１に対し、光ファイバ２０１−３にて信号Ａと信号Ｂの間に波長間のクロストークに起因する信号劣化が生じている可能性を示唆する。ネットワーク管理・運用システム２０９−１は、信号Ａおよび信号Ｂの送信元に対してこのことを通知する。そして信号Ａあるいは信号Ｂ、もしくは信号Ａと信号Ｂ両方の波長を調整したり、光強度を調整したりという対策を講じる。その対策による効果は、光信号監視装置２００−１、２００−２ですぐさま監視され、パタンＣが消失したとする。
【０１２２】
この場合、パタンＣは信号Ａと信号Ｂの波長間のクロストークに起因する劣化パタンであることが新たに判明し、データベース２０７−１、２０７−２に新たに登録される。このような動作は、光信号監視装置２００−１と２００−２が相互に監視情報の交換を行うことによって初めて実現される。つまり、本発明においては、複数の光信号が多重されているような光伝送システムの光信号監視においては、個々の光信号チャネルの監視情報を共有することによって、個別に監視を行う場合に比べて精度の高い劣化要因と劣化量の特定が行うことができる。
【０１２３】
ここでは光信号監視装置を２つ組み合わせた例について説明したが、組み合わせる数に制限はない。また、信号間のクロストークの例として光信号を波長多重した場合について説明したが、クロストークの要因を波長に限定するものではなく、例えば、光信号を偏光多重、符号多重、空間多重した場合であっても同様である。
【０１２４】
図３は、図２で説明した光信号監視装置に含まれるデータベースの共有をＩ／Ｆ間だけでなく、ノード間、ネットワーク間でも行う場合の例である。光信号監視装置３０３−１と３０３−２は図２で説明したようにデータベース３０２−１、３０２−２及び監視情報３０４−１、３０４−２をＩ／Ｆ管理装置３１１を介して共有している。光信号監視装置３０３−１、３０３−２では、光ファイバ３０６−１にて波長多重され、波長分離器３０８にて分離されて光電気変換装置３０９−１に導かれる信号Ａと、光電気変換装置３０９−２に導かれる信号Ｂの監視をそれぞれ行っている。光信号監視装置３０３−１と３０３−２が監視情報の共有を行うことによって、信号Ａと信号Ｂが波長多重されていたことによって発生する波長間のクロストークが原因となる波形劣化要因の特定を行うことができる。本実施例では、光信号チャネル毎のデータベース３０２−１、３０２−２を統合してノード３０５−１への入力光ファイバ毎のデータベース３０１−１、３０１−２を備える。
【０１２５】
また、入力光ファイバ毎のデータベース３０１−１、３０１−２を統合したノード３０５−１のデータベース３００−１を備える。これらのデータベースは、図３の各ノード３０５−２〜３０５−４も同様に備えており、ノード３０５−２〜３０５−４が備えるノード毎のデータベースをそれぞれデータベース３００−２〜３００−４とする。さらに、ノード毎のデータベース３００−１〜３００−４を統合したネットワーク全体のデータベース３１３を備える。チャネル管理装置３１４は、光信号チャネル毎のデータベース３０２−１、３０２−２および入力光ファイバ毎のデータベース３０１−１にアクセスする機能を有し、光信号チャネル毎の監視情報を統合して入力光ファイバ毎のデータベースを構築する機能を有す。Ｉ／Ｆ管理装置３１１は、入力光ファイバ毎のデータベース３０１−１、３０１−２およびノード毎のデータベース３００−１にアクセスする機能を有し、ノード３０５−１への入力光ファイバ毎のデータベースを統合してノード毎のデータベースを構築する機能を有す。
【０１２６】
ノード管理装置３１２は、ノード毎のデータベース３００−１およびネットワーク管理・運用システム３０７にアクセスする機能を有し、ノード３０５−１全体の統合監視情報をネットワーク管理・運用システムに通知し、また逆にネットワーク管理・運用システムよりネットワーク３２０内の他のノード３０５―２〜３０５−４の監視情報を得ることができる。ネットワーク管理・運用システム３０７は、各ノード３０５−１〜３０５−４からノード毎の統合監視情報を得てネットワーク３２０全体の監視情報データベース３１３を構築する機能を有している。従って、光信号チャネル単位、入力光ファイバ単位、ノード単位、ネットワーク単位の階層化された監視情報データベースが構築され、ネットワーク管理・運用システム３０７がそれらにアクセス可能となる。このデータベースの階層化関係を図６に示す。例えば、光信号Ｚがノード３０５−２を送信元としてノード３０５−３、３０５−４を経由してノード３０５−１に到着し、波長分離装置３０８にて波長分離され、光電気変換装置３０９−１にて受信、光信号監視装置３０３−１にて信号品質の監視が行われているとする。
【０１２７】
光信号監視装置３０３−１が光信号Ｚが経由するノード３０５−３、３０５−４の監視情報にアクセスすることができることにより、光伝送路のどの位置で劣化が起こっているかを知ることができる。ノード３０５−１〜３０５−４で監視情報の共有が行われていない場合には、光信号Ｚに品質劣化が生じ、その劣化要因と劣化量を知ることはできるが、光信号Ｚが伝送路のどの位置で、つまり、光ファイバ３０６−３〜３０６−１、ノード３０５−３〜３０５−４のうちどこで発生したかは知ることができない。劣化の発生位置を知ることは、図４の動作の説明で述べたようにネットワーク管理・運用情報として重要である。
【０１２８】
図７は光信号劣化要因として、波長分散と想定し、光信号監視装置に内蔵されているデータベースの自己学習を行う場合の実施例である。光ファイバ７００１より入力される光信号を受光回路７００３で光／電気変換し、アナログ信号データを波形サンプラー７００５、ＰＬＬ７０２４、Ｄ−ＦＦ７０２３に導く。受光回路７００３は、ＰＬＬ７０２４とＤ−ＦＦ７０２３に対しても波形サンプラー７００５に出力する電気信号と同様な電気信号を供給する。ここで供給される電気信号は、光伝送による波形劣化情報を含んでいるアナログ信号である。
【０１２９】
ＰＬＬ７０２４は、受光回路７００３から供給された電気信号よりクロックｆの抽出を行い、周波数分周器７０１４とＤ−ＦＦ７０２３へクロックの供給を行う。Ｄ−ＦＦ７０２３は、受光回路７００３から供給されたアナログ電気信号と、位相調節器７０２７によって位相調節された再生クロック信号とから信号ビット毎にマークとスペースの識別を行い、デジタル信号への変換を行う。デジタル化された信号は、受信信号として多重・分離等の処理後、再度光信号に変換されて他のノードへ転送されたり、自ノードに接続しているユーザに分配されたりする。周波数分周器７０１４でＮ分周されたクロックｆ／Ｎに、可変周波数発生器７０１３より発生させたクロックΔｆをミキサ７０１２で加算し、ｆ’＝ｆ＋Δｆのクロックを得る。波形サンプラー７００５にてｆ’のクロックで入力アナログ信号のサンプリングを行うことにより、入力信号に対して時間的にＮ倍に引き延ばされたアイパタンが、Δｆのサンプリング周期で取得される。入力信号の周波数ではなくて分周したクロックを用いることによって、入力信号速度が変わっても装置構成を変える必要がない。また、サンプリング周期Δｆは、可変周波数発生器７０１３で調整可能なため、アイパタン取得速度も調整可能である。従って、入力信号に対して柔軟なアイパタン取得が行えるようになっている。
【０１３０】
メモリ７０１１には波長分散による劣化のない理想的なアイパタンが登録されている。これは、波長分散補償装置７００２によって光信号に付加される波長分散が０であるように波長分散補償装置７００２を設定することによって得ることができる。
【０１３１】
相互相関パタン計算器７００６では、波形サンプラー７００５によって取得されたアイパタンと、メモリ７０１１に格納されている理想的なアイパタンの相互相関パタンの演算を行う。その相互相関パタン演算結果は、ＣＰＵ７０１５に渡され特徴的パタンの抽出が行われる。ここで、波長分散補償装置７００２をＣＰＵ７０１５から制御コマンド７０１０を発行することによって、光送信機７００１より出力される蓄積波長分散のない光信号に対して波長分散を加える。
【０１３２】
図９は波形サンプラー７００５にて取得されたアイパタンである。この図９は、蓄積波長分散によって劣化したアイパタンである。相互相関パタン計算器７００６では、監視しているアイパタン図９から抽出した波形劣化の特徴パタン図１０の相互相関演算を行う。図１１は、データベース７００７に蓄えられている理想的アイパタンと蓄積波長分散量を変化させた場合のアイパタンの相互相関演算結果のひとつである。ここで行う演算は相互相関だけに限定するものではなく、他の演算方法であってもかまわない。
【０１３３】
図１１より相関強度ピーク値を求めることができる。この相関強度ピーク値と、そのとき波長分散補償装置７００２によって光信号に加えられた波長分散量をデータベース７００７に記録する。このようにして波長分散補償装置７００２によって加えられる波長分散量を変化させ、そのときの相関強度ピーク値を記録していけば、光信号に含まれる蓄積波長分散量と相関強度ピークの関係が図１５のように求まる。
【０１３４】
本実施例においては、蓄積波長分散に起因する特徴パタンとして光信号の１ビットを表すアイパタン図１０を採用したが、１ビット全体のアイパタンである必要はなく、スペース部分（図２２）、マーク部分（図２３）、クロスポイント（図２４）、立ち上がり部分（図２５）、立ち下がり部分（図２６）、アイ開口部分（図２７）を用いることもできるし、これらを複数組み合わせて用いても良い。
【０１３５】
また、ここでは抽出情報として相関強度ピークを採用したが、相関強度ピークに限定する必要はなく、他の数値であってもよいし、演算パタン（図１１）に対して強度閾値を設定し、その閾値以上となる分布を切り出したパタン（図１２）からパタンの半径や楕円率を採用しても良いし、図９あるいは図１１上のある時刻における強度分布のような２次元分布（それぞれ図１３、図１４）における分布の標準偏差や平均値を採用しても良い。また、これらを複数組み合わせて利用することも可能である。このようにしてアイパタンから抽出した特徴パタンと、信号品質劣化要因および劣化量との対応づけを自己学習させることが可能となる。
【０１３６】
本実施例においては、光信号品質劣化要因として蓄積波長分散を例にとって説明したが、劣化要因は蓄積波長分散だけに限定する必要はなく、劣化要因は、例えば偏波モード分散、光Ｓ／Ｎ比、ＳＰＭ（Ｓｅｌｆ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＸＰＭ（Ｃｒｏｓｓ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、ＦＷＭ（Ｆｏｕｒ  Ｗａｖｅ  Ｍｉｘｉｎｇ）、光ファイバ端面反射であってもよい。
【実施例３】
【０１３７】
図２８は実施例３の構成を示す図であり、強度分布を利用した本発明の光信号監視装置の例である。
【０１３８】
図２８では、光信号劣化補償装置として波長分散補償器１０００２、光電気変換装置としてＰＩＮ−フォトダイオード（以下ＰＩＮ−ＰＤ）１００２５とトランスインピーダンスアンプ（Ｔｒａｎｓ  Ｉｎｐｅｄａｎｃｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ、以下ＴＩＡ）１００２６からなる受光回路１０００３、強度取得装置として波自走クロック発信源１００１３と電気ゲート１０００５と電圧計１０００６とメモリ１００１１、特徴抽出装置としてＣＰＵ１００１５、信号劣化補償装置制御として波長分散補償装置制御１０００２、光ファイバ１０００１より入力される光信号を受光回路１０００３で光／電気変換し、アナログ信号データを電気ゲート１０００５に導く。自走クロック発信源１００１３は、電気ゲート１０００５をＯＮ／ＯＦＦするタイミングｆを供給する。データベース１０００７には波長分散による劣化のない理想的な強度分布が登録されている。ＣＰＵ１００１５では、強度分布取得器によって取得された強度分布と、データベース１０００７に格納されている理想的な強度分布の相互相関パタンの演算を行う。ＣＰＵ１００１５ではその相互相関パタン演算結果から、特徴的パタンの抽出も行われる。また、データベース１０００７には、予め測定された特徴的パタンと光信号劣化要因の対応マップも収められている。ＣＰＵ１００１５は、その対応マップから信号劣化要因が蓄積波長分散であることを特定し、さらにその蓄積波長分散量の特定を行い、受光回路１０００３に入力された光信号に含まれている蓄積波長分散量を求める。ＣＰＵ１００１５は、光信号劣化要因が蓄積波長分散であることとその量がどれだけであるか１０００８をネットワーク管理・運用システム１０００９に対して、通知を行う。ネットワーク管理・運用システムは、この情報１０００８を光信号レベルでの情報通信路管理・運用情報源として活用することにより、顧客に提供するサービス品質の計測を行うことができる。また、ＣＰＵ１００１５が情報１０００８を特定することによって、波長分散補償装置１０００２に対し、その信号劣化を補償するための制御コマンド１００１０を発行する。波長分散補償器１０００２は、ＣＰＵ１００１５に指示された量だけ光ファイバ４００１から入力される光信号に対して波長分散補償を行う。
【０１３９】
次に、図２８の光信号品質監視装置の動作について説明する。
【０１４０】
光ファイバ１０００１より入力される光信号を受光回路１０００３にて光／電気変換するまでの動作、および相互相関演算とその結果から特徴パタンを抽出し、光信号劣化要因を波長分散と特定し、波長分散補償器１０００２を制御する動作は、図４で説明した動作と同様である。ここでは、図４の動作と異なる強度分布取得のための動作について説明する。自走クロック発信源１００１３は、電気ゲート１０００５をＯＮ／ＯＦＦするタイミングｆを供給する。ｆは光信号の伝送クロックｆ‘と同期している必要はないが、ｆ＝ｆ’であってはならない。これは、電気ゲート１０００５によって受光回路１０００３より供給される電気信号をサンプリングするためである。電気ゲート１０００５がＯＮの時の電圧値を電圧計１０００６にて測定し、その値をメモリ１００１１に蓄える。この電気ゲート１０００５と電圧計１０００６によってサンプリングされた電圧値をメモリ１００１１に記録する一連の動作を繰り返すことにより、メモリ１００１１には、図２９に示すような受信光波形を反映した強度分布が記録されることになる。データベース１０００７には図３０に示すような波長分散による劣化のない理想的な強度分布が登録されている。
【０１４１】
また、データベース１０００７には、取得した強度分布ピーク数増加が１〜２かつ、各ピークの幅が広がった場合には波長分散による劣化であり、ピーク数増加が０かつ、各ピークの幅の広がりに変化のない場合には偏波分散による劣化である等、強度分布と光信号劣化要因を関連づけるマップが予め定義されている。ＣＰＵ１００１５は、そのマップから劣化要因を特定するとともに、図２９に示す取得した強度分布と図３０に示す理想的強度分布の相互相関演算を行うことによって相関量を求め、劣化量を算出する。この相互相関演算は、図２９と図３０の強度分布全体を用いても良いし、図２９の特定の領域のみを選定し、それに対応する図３０の領域を用いる方法であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】図１は本発明の実施例のブロック図である。
【０１４３】
【図２】図２は本発明の実施例の示すブロック図である。
【０１４４】
【図３】図３は本発明の実施例のブロック図である。
【０１４５】
【図４】図４は本発明の実施例のブロック図である。
【０１４６】
【図５】図５は波長分散補償装置を制御の動作を示すフローチャートである。
【０１４７】
【図６】図６はデータベースの階層化関係を示した図である。
【０１４８】
【図７】図７は本発明の実施例のブロック図である。
【０１４９】
【図８】図８は理想的なアイパタンを示す図である。
【０１５０】
【図９】図９は蓄積波長分散によって劣化したアイパタンを示す図である。
【０１５１】
【図１０】図１０は蓄積波長分散に起因する波形劣化の特徴として抽出したパタンを示す図である。
【０１５２】
【図１１】図１１は相互相関演算を行った結果得られたパタンを示す図である。
【０１５３】
【図１２】図１２は演算パタンに対して強度閾値を設定し、その閾値以上となる分布を切り出したパタンを示す図である。
【０１５４】
【図１３】図１３は２次元分布を示す図である。
【０１５５】
【図１４】図１４は２次元分布を示す図である。
【０１５６】
【図１５】図１５は蓄積波長分散量と相関強度ピークとの関係を示す図である。
【０１５７】
【図１６】図１６は偏波モード分散によって劣化したアイパタンを示す図である。
【０１５８】
【図１７】図１７は波形劣化の特徴として抽出したパタンを示す図である。
【０１５９】
【図１８】図１８は相互相関演算を行った結果得られたパタンを示す図である。
【０１６０】
【図１９】図１９は偏波モード分散量とこの強度ピーク値の関係を示した図である。
【０１６１】
【図２０】図２０は波形劣化要因が蓄積波長分散のみであるアイパタンと、偏波モード分散による波形劣化パタンの特徴との相互相関の演算結果を示す図である。
【０１６２】
【図２１】図２１は波形劣化要因が偏波モード分散のみであるアイパタンと、蓄積波長分散による波形劣化パタンの特徴との相互相関の演算結果を示す図である。
【０１６３】
【図２２】図２２は特徴パタンとしてスペース部分を示した図である。
【０１６４】
【図２３】図２３は特徴パタンとしてマーク部分を示した図である。
【０１６５】
【図２４】図２４は特徴パタンとしてクロスポイントを示した図である。
【０１６６】
【図２５】図２５は特徴パタンとして立ち上がり部分を示した図である。
【０１６７】
【図２６】図２６は特徴パタンとして立ち下がり部分を示した図である。
【０１６８】
【図２７】図２７は特徴パタンとしてアイ開口部分を示した図である。
【０１６９】
【図２８】図２８は本発明の実施例のブロック図である。
【０１７０】
【図２９】図２９は受信光波形を反映した強度分布を示す図である。
【０１７１】
【図３０】図３０は波長分散による劣化のない理想的な強度分布を示す図である。
【符号の説明】
【０１７２】
１００  光信号監視装置
１０１  光ファイバ
１０２  光信号劣化補償装置
１０３  光電気変換装置
１０４  電気信号劣化補償装置
１０５  アイパタン取得装置
１０６  特徴抽出装置
１０７  データベース
１０８  光信号監視情報
１０９  ネットワーク管理・運用システム
１１０  信号劣化補償装置制御コマンド
１１３  信号識別装置
１１４  クロック抽出装置
２００−１〜２００−２  光信号監視装置
２０１−１〜２０１−３  光ファイバ
２０２−１〜２０２−２  光信号劣化補償装置
２０３−１〜２０３−２  光電気変換装置
２０４−１〜２０４−２  電気信号劣化補償装置
２０５−１〜２０５−２  アイパタン取得装置
２０６−１〜２０６−２  特徴抽出装置
２０７−１〜２０７−２  データベース
２０８−１〜２０８−２  光信号監視情報
２０９−１  ネットワーク管理・運用システム
２１０−１〜２１０−２  信号劣化補償装置制御コマンド
２１１  Ｉ／Ｆ管理装置
２１２  波長分離器
２１３−１〜２１３−２  信号識別装置
２１４−１〜２１４−２  クロック抽出装置
３００−１〜３００−４  ノード毎のデータベース
３０１−１〜３０１−２  Ｉ／Ｆ毎のデータベース
３０２−１〜３０２−２  光信号チャネル毎のデータベース
３０３−１〜３０３−２  光信号監視装置
３０４−１〜３０４−２  光信号監視情報
３０５−１〜３０５−４  ノード
３０６−１〜３０６−５  光ファイバ
３０７  ネットワーク管理・運用システム
３０８  波長分離器
３０９−１〜３０９−２  光電気変換装置
３１１  Ｉ／Ｆ管理装置
３１２  ノード管理装置
３１３  ネットワーク毎のデータベース
３１４  光信号チャネル管理装置
３２０  ネットワーク
４０００  光信号監視装置
４００１−１〜４００１−４  光ファイバ
４００２  波長分散補償装置
４００３  光電気変換装置
４００５  波形サンプラー
４００６  相互相関パタン計算器
４００７  データベース
４００８  光信号監視情報
４００９  ネットワーク管理・運用システム
４０１０  波長分散補償装置制御コマンド
４０１１  メモリ
４０１２  ミキサ
４０１３  可変周波数発生器
４０１４  周波数分周器
４０１５  ＣＰＵ
４０１６−１〜４０１６−４  ノード
４０２３  Ｄ−ＦＦ回路
４０２４  ＰＬＬ回路
４０２５  ＰＩＮ−ＰＤ
４０２６  トランスインピーダンスアンプ回路
４０２７  位相調節器
５００１  スタート機能
５００２  アイパタン取得機能
５００３  相関パタン計算（特徴抽出）機能
５００４  照合機能
５００７  劣化要因、量の特定機能
５００８  波長分散補償器制御コマンド発行機能
５００９  無視、警告発令機能
５０１０  データベース
５０１１  理想波形
５０１２  最適波形
５０１３  最適化ループ
５０１４  アイドルループ
７０００  光信号監視装置
７００１  光送信機
７００２  波長分散補償装置
７００３  光電気変換装置
７００５  波形サンプラー
７００６  相互相関パタン計算器
７００７  データベース
７００８  光信号監視情報
７００９  ネットワーク管理・運用システム
７０１０  波長分散補償装置制御コマンド
７０１１  メモリ
７０１２  ミキサ
７０１３  可変周波数発生器
７０１４  周波数分周器
７０１５  ＣＰＵ
７０２３  Ｄ−ＦＦ回路
７０２４  ＰＬＬ回路
７０２５  ＰＩＮ−ＰＤ
７０２６  トランスインピーダンス回路
７０２７  位相調節器
【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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【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】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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