(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバと光波長フィルタを含む光ネットワークにおいて光信号の劣化要因を測定する方法であって、
前記光信号からアイダイアグラムを取得するステップと、
前記アイダイアグラムから劣化要因に相関のあるパラメータを抽出するステップと、
前記パラメータから前記劣化要因の劣化量を求めるステップとを備え、
前記パラメータを抽出するステップは、
前記アイダイアグラムから特徴点として、
アイ開口部の左右のクロスポイントＸ１およびＸ２、
マークレベルの最大値Ｙ、
１００で変調された光信号の曲線と００１で変調された光信号の曲線が交差する点Ｚを抽出するステップと、
前記特徴点から劣化要因に相関のあるパラメータとして、
１１１で変調された光信号のマークレベルと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をａとし、前記マークレベルの最大値Ｙと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をｂとして与えられるパラメータα＝ｂ／ａ、
前記クロスポイントＸ１およびＸ２間を結ぶ直線の中点と前記交差する点Ｚとの時間差をｃとし、前記クロスポイントＸ１およびＸ２間の時間差をｄとして与えられるパラメータβ＝ｄ／ｃを抽出するステップとを備え、
前記劣化量を求めるステップは、
前記パラメータαに基づいて前記光ファイバ中の波長分散を求めるステップと、
該求めた分散と前記パラメータβに基づいて前記光波長フィルタの傾きを求めるステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記特徴点を抽出するステップは、
前記アイダイアグラムをアイライン化するステップと、
前記アイライン化されたアイダイアグラムから特徴点を抽出するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、前記特徴点を抽出するステップは、
アイが開いている部分を座標の原点として、前記特徴点が複数ある場合はそれぞれの座標を平均化することで特徴点を求めるステップ
を備えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の方法であって、前記特徴点を抽出するステップは、特徴点が複数ある場合はアイダイアグラムのヒストグラムを求め、分布の大きいところを特徴点とするステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方法であって、特徴点が複数ある場合は既知のアイダイアグラム及び、特徴点のデータと比較して特徴点を求めるステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の方法であって、前記アイダイアグラムを取得するステップは、
光信号を電気信号に変換するステップと、
前記電気信号をサンプリングするステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の方法であって、前記アイダイアグラムを取得するステップは、
光信号をサンプリングするステップと、
前記サンプリングされた光信号を電気信号に変換するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の方法であって、
前記アイダイアグラムを取得するステップの前に、前記光信号を可変の劣化量を持つ媒質に通過させるステップ
をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の方法であって、
前記アイダイアグラムを取得するステップの前に、前記光信号を既知の劣化量を持つ複数の媒質に通過させるステップと、
前記既知の劣化量を持つ複数の媒質の数を変更するステップと
をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の方法であって、
前記光信号が位相変調されている場合に、前記アイダイアグラムを取得するステップの前に、前記位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換するステップ
をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
光ネットワークにおける光信号の波形を改善する方法であって、
請求項１から１０のいずれかに記載の方法を用いて得られたパラメータまたは特徴点に基づいて前記光信号の劣化を補償するステップ
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記アイダイアグラムから前記光信号の変調方式または平均光パワーを取得し、前記変調方式または平均光パワーに基づいて前記光信号の波形を整形するステップ
をさらに備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
光ファイバと光波長フィルタを含む光ネットワークにおいて光信号の劣化要因を測定する装置であって、
前記光信号からアイダイアグラムを取得するアイダイアグラム取得手段と、
前記アイダイアグラムから劣化要因に相関のあるパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
前記パラメータから前記劣化要因の劣化量を求める劣化量算出手段とを備え、
前記パラメータ抽出手段は、
前記アイダイアグラムから特徴点として、
アイ開口部の左右のクロスポイントＸ１およびＸ２、
マークレベルの最大値Ｙ、
１００で変調された光信号の曲線と００１で変調された光信号の曲線が交差する点Ｚを抽出する手段と、
前記特徴点から劣化要因に相関のあるパラメータとして、
１１１で変調された光信号のマークレベルと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をａとし、前記マークレベルの最大値Ｙと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をｂとして与えられるパラメータα＝ｂ／ａ、
前記クロスポイントＸ１およびＸ２間を結ぶ直線の中点と前記交差する点Ｚとの時間差をｃとし、前記クロスポイントＸ１およびＸ２間の時間差をｄとして与えられるパラメータβ＝ｄ／ｃを抽出する手段とを備え、
前記劣化量算出手段は、
前記パラメータαに基づいて前記光ファイバ中の波長分散を求める手段と、
該求めた分散と前記パラメータβに基づいて前記光波長フィルタの傾きを求める手段と
を備えたことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号の劣化要因を測定する方法および該方法を用いた光中継監視技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光ネットワークでは、光信号のパワー測定、スペクトル測定、パリティチェックなどを用いて信号光の品質を監視している。しかし、光信号の高速化や光信号のままノードを通過するトランスペアレント光ネットワーク技術の進展により光信号の劣化は、様々な要因が混在して発生する。例えば、ＳＮＲの劣化、ファイバ中の波長分散等による波形歪み、信号光波長とフィルタの透過プロファイルとのズレによる波形劣化などが考えられる。このような様々な劣化要因が混在する光ネットワークでは、劣化量を要因ごとに切り分けて定量的に判定できる光中継監視技術が重要である。
【０００３】
従来の光中継監視技術としては、信号光の平均Ｑ値から劣化要因を特定する技術（非特許文献１参照）や、既知のアイダイアグラムと比較することで劣化要因を特定する技術（非特許文献２参照）が提案されている。前者の平均Ｑ値を利用した方法では、非同期で分散劣化を特定することにより、ビットレートや変調方式に依存することなくトランスペアレントに劣化要因を特定することができる。また、後者の既知のアイダイアグラムと比較する方法では、事前に既知の劣化要因により劣化したアイダイアグラムをデータベース化しておき、測定対象のアイダイアグラムと比較することで劣化要因を特定している。
【０００４】
【非特許文献１】I. Shake and H. Takara, "Chromatic Dispersion Dependence of Asynchronous Amplitude Histogram Evaluation of NRZ Signal," J. Lightwave Technol. 21, pp. 2154-2161 (2003)
【非特許文献２】信学技報告ＮＳ２００３−２４９，ＯＣＳ２００３−１３３
【非特許文献３】竹下他、「アイパタン解析を利用した光信号監視方式」、電子情報通信学会、信学技報、ＮＳ００３−２４９、ＯＣＳ２００３−１３３（２００４−０１）
【非特許文献４】I. Shake and H. Takara, and S, Kawanishi, "Simple Q Factor Monitoring for BER Estimation Using Opened Eye Diagrams Captured by High-Speed Asynchronous Electrooptical Sampling" IEEE Photon. Technol. Lett. 15, pp. 620-622 (2003)
【非特許文献５】大野、「文字認識のためのパターン認識」、Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ ２５，ｐｐ．１１４３−１１４９（２００３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の２つの方法では、波長フィルタの透過波長のズレにより劣化した場合の切り分けについて報告されていない。また、後者の方法では、想定される全てのアイダイアグラムと比較することが必要となり処理の負荷が大きい。
【０００６】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アイダイアグラムから劣化要因の特定および／または劣化量の測定を行う光信号監視技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光ファイバと光波長フィルタを含む光ネットワークにおいて光信号の劣化要因を測定する方法であって、前記光信号からアイダイアグラムを取得するステップと、前記アイダイアグラムから劣化要因に相関のあるパラメータを抽出するステップと、前記パラメータから前記劣化要因の劣化量を求めるステップとを備え、前記パラメータを抽出するステップは、前記アイダイアグラムから特徴点として、アイ開口部の左右のクロスポイントＸ１およびＸ２、マークレベルの最大値Ｙ、１００で変調された光信号の曲線と００１で変調された光信号の曲線が交差する点Ｚを抽出するステップと、前記特徴点から劣化要因に相関のあるパラメータとして、１１１で変調された光信号のマークレベルと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をａとし、前記マークレベルの最大値Ｙと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をｂとして与えられるパラメータα＝ｂ／ａ、前記クロスポイントＸ１およびＸ２間を結ぶ直線の中点と前記交差する点Ｚとの時間差をｃとし、前記クロスポイントＸ１およびＸ２間の時間差をｄとして与えられるパラメータβ＝ｄ／ｃを抽出するステップとを備え、前記劣化量を求めるステップは、前記パラメータαに基づいて前記光ファイバ中の波長分散を求めるステップと、該求めた分散と前記パラメータβに基づいて前記光波長フィルタの傾きを求めるステップとを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の方法であって、前記特徴点を抽出するステップは、前記アイダイアグラムをアイライン化するステップと、前記アイライン化されたアイダイアグラムから特徴点を抽出するステップとを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の方法であって、前記特徴点を抽出するステップは、アイが開いている部分を座標の原点として、前記特徴点が複数ある場合はそれぞれの座標を平均化することで特徴点を求めるステップを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の方法であって、前記特徴点を抽出するステップは、特徴点が複数ある場合はアイダイアグラムのヒストグラムを求め、分布の大きいところを特徴点とするステップを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の方法であって、特徴点が複数ある場合は既知のアイダイアグラム及び、特徴点のデータと比較して特徴点を求めるステップを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の方法であって、前記アイダイアグラムを取得するステップは、光信号を電気信号に変換するステップと、前記電気信号をサンプリングするステップとを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の方法であって、前記アイダイアグラムを取得するステップは、光信号をサンプリングするステップと、前記サンプリングされた光信号を電気信号に変換するステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の方法であって、前記アイダイアグラムを取得するステップの前に、前記光信号を可変の劣化量を持つ媒質に通過させるステップをさらに備えることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の方法であって、前記アイダイアグラムを取得するステップの前に、前記光信号を既知の劣化量を持つ複数の媒質に通過させるステップと、前記既知の劣化量を持つ複数の媒質の数を変更するステップとをさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれかに記載の方法であって、前記光信号が位相変調されている場合に、前記アイダイアグラムを取得するステップの前に、前記位相変調された光信号を強度変調された光信号に変換するステップをさらに備えることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、光ネットワークにおける光信号の波形を改善する方法であって、請求項１から１０のいずれかに記載の方法を用いて得られたパラメータまたは特徴点に基づいて前記光信号の劣化を補償するステップを備えることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の方法であって、前記アイダイアグラムから前記光信号の変調方式または平均光パワーを取得し、前記変調方式または平均光パワーに基づいて前記光信号の波形を整形するステップをさらに備えることを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１３に記載の発明は、光ファイバと光波長フィルタを含む光ネットワークにおいて光信号の劣化要因を測定する装置であって、前記光信号からアイダイアグラムを取得するアイダイアグラム取得手段と、前記アイダイアグラムから劣化要因に相関のあるパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、前記パラメータから前記劣化要因の劣化量を求める劣化量算出手段とを備え、前記パラメータ抽出手段は、前記アイダイアグラムから特徴点として、アイ開口部の左右のクロスポイントＸ１およびＸ２、マークレベルの最大値Ｙ、１００で変調された光信号の曲線と００１で変調された光信号の曲線が交差する点Ｚを抽出する手段と、前記特徴点から劣化要因に相関のあるパラメータとして、１１１で変調された光信号のマークレベルと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をａとし、前記マークレベルの最大値Ｙと０００で変調された光信号のスペースレベルとの差をｂとして与えられるパラメータα＝ｂ／ａ、前記クロスポイントＸ１およびＸ２間を結ぶ直線の中点と前記交差する点Ｚとの時間差をｃとし、前記クロスポイントＸ１およびＸ２間の時間差をｄとして与えられるパラメータβ＝ｄ／ｃを抽出する手段とを備え、前記劣化量算出手段は、前記パラメータαに基づいて前記光ファイバ中の波長分散を求める手段と、該求めた分散と前記パラメータβに基づいて前記光波長フィルタの傾きを求める手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、波長フィルタの透過波長のズレによる劣化の切り分けも可能となる。また、従来のアイダイアグラムと比較する方法に比べ、計算処理の負荷が小さい。さらに、クロックを抽出することなく劣化要因の特定および切り分けが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明によれば、光監視装置において取得したアイダイアグラムから画像認識によって劣化要因を特定することができる。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態による光信号監視装置の構成例を示し、図２に、本発明の第２の実施形態による光信号監視装置の構成例を示す。アイダイアグラムの取得は、図１に示すように、電気サンプリングによる場合と、図２に示すように、光サンプリングによる場合がある。
【００２８】
図１において、光信号が光電気変換回路１１により光電変換される。光電変換された電気信号は、電気サンプリング１２において局所クロック１３からのクロックによりサンプリングされる。サンプリングされた電気信号は、アイダイアグラム取得回路１４でアイダイアグラムとして取得され、パラメータ抽出回路１５により取得したアイダイアグラムから劣化要因が特定され、出力される。
【００２９】
一方、図２においては、光信号が光電気サンプリング２１において局所クロック２２からの電気パルスにより直接サンプリングされる。サンプリングされた光信号は、光電気変換回路２３により電気信号に変換される。変換された電気信号は、アイダイアグラム取得回路２４でアイダイアグラムが取得され、パラメータ抽出回路２５により取得したアイダイアグラムから劣化要因が特定され、出力される。なお、光サンプリングでは、局所クロックを利用し高速にサンプリングすることで、クロックを抽出せずにアイダイアグラムを取得でき、これによりビットレート／変調方式に依存することなくアイダイアグラムを取得することが可能となる（非特許文献３参照）。
【００３０】
次に、図３に、本発明の第１の実施形態による光信号監視装置において、アイダイアグラムから光信号の劣化要因を特定し、劣化量を測定するためのフローを示す。まず、ステップ３１において、図１または図２のアイダイアグラム取得回路により、光信号のアイダイアグラムを取得する。図４（ａ）に、取得したアイダイアグラムの例を示す。次に、ステップ３２において、取得したダイアグラムを画像処理によりアイライン化（細線化）する（非特許文献４参照）。図４（ｂ）に、アイライン化したアイダイアグラムの例を示す。次に、ステップ３３において、アイライン化したアイダイアグラムからクロスポイント等の特徴点を抽出する。図４（ｃ）に、抽出した特徴点の例を示す。そして、ステップ３４において、抽出した特徴点から劣化要因に相関のあるパラメータを求める。最後に、ステップ３５において、これらのパラメータから劣化要因を特定する。
【００３１】
光信号の劣化要因には、波長分散、信号光の波長とフィルタの透過プロファイルとのズレ（透過波長ズレ）、偏波分散、非線形クロストークなどがある。しかし、１０Ｇｂ／ｓ、４０Ｇｂ／ｓなどの強度変調方式の伝送においては、波長分散と透過波長ズレが主要な劣化要因となる。波長分散による劣化は、石英固有の波長分散の影響により生じ、透過波長ズレによる劣化は、フィルタの透過プロファイルと信号光波長とのずれによって左右非対称となったスペクトルに波長分散の影響が加わることで発生する。
【００３２】
ここでは、本発明の一例として、波長分散と透過波長ズレにより信号光が劣化した場合について説明する。図５（ａ）に、フィルタの傾きを説明する図を示す。図５（ａ）では、点線がフィルタの透過プロファイルを示し、実線が光信号の波長を示している。図に示すように、光信号の中心波長におけるフィルタの透過プロファイルの傾きをフィルタの傾きと定義する。
【００３３】
次に、図５（ｂ）を参照して、取得したアイダイアグラムから特徴点を抽出し、劣化要因に相関のあるパラメータを求める方法について説明する。ここでは、一例として、アイ開口を中心に見た時の左右のクロスポイントをＸ１、Ｘ２、マークレベルの最大値をＹ、アイ開口内の下段で交わる曲線（デジタルの１００と００１に相当する曲線）が交差する点をＺとした。次に、これら特徴点から光信号の劣化要因に相関のあるパラメータを求める。波長分散および透過波長ズレによる劣化を示すパラメータとして、α＝ｂ／ａ、β＝ｄ／ｃを定義する。ａはデジタルの１１１に相当するマークレベルとデジタルの０００に相当するスペースレベルとの差、ｂはマークレベルの最大値Ｙとデジタルの０００に相当するスペースレベルとの差、ｃはクロスポイントＸ１およびＸ２間を結ぶ時間差、ｄはクロスポイントＸ１およびＸ２間を結ぶ直線の中点とアイ開口内下段で交わる点Ｚとの時間差である。これらのパラメータはそれぞれの劣化要因に独立であり、劣化要因によって一意に定まるパラメータであることが好ましい。
【００３４】
図６に、パラメータα、βと劣化要因との相関関係を示す。図からわかるように有効範囲内では、パラメータα、βはそれぞれ劣化要因に相関があることがわかる。図７は、パラメータα、βから光信号の劣化要因を特定し、劣化量を測定するためのフローを示している。ステップ７１において、パラメータα、βが計算される。ステップ７２において、図６（ａ）の相関関係から、計算したパラメータαに基づいて分散を求める。ステップ７３において、図６（ｂ）の相関関係から、計算したパラメータβおよび求めた分散に基づいてフィルタの傾きを求める。ステップ７４において、光信号の劣化要因として、分散およびフィルタの傾きの劣化量を特定する。
【００３５】
次に、実際に劣化したアイダイアグラムからパラメータα、βを計算し、劣化要因を特定した場合の一例を示す。図８は、シミュレーションから得た劣化したアイダイアグラムである。このアイダイアグラムは分散−４００ｐｓ／ｎｍ、フィルタの傾き±０ｄＢ／Ｈｚで劣化している。ここでは、チャープパラメータα＝−０．７の変調器を用いている。本実施形態に従ってこのアイダイアグラムから特徴点を抽出し、パラメータα、βを計算した結果、分散は−４４０〜−２８０ｐｓ／ｎｍ、フィルタの傾きは−０．２３〜０．２０ｄＢ／Ｈｚと求めることができた。
【００３６】
以上述べたように、本発明により被測定光信号からアイダイアグラムを取得しパラメータα、βを抽出することにより劣化要因の特定が可能となる。ここでは、パラメータはα、βの２つを用いたが、より多くのパラメータを用いることによって、より精度の高い劣化要因の特定が可能であろう。
【００３７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態の拡張として、被測定光信号をサンプリングする前に、可変劣化量を持つ媒質を通すことによってより精度の良い光波形の監視が可能となる。具体例として、第１の実施形態に示したように、波長分散による劣化と透過波長ズレによる劣化の場合について検討する。透過波長ズレによる劣化は第１の実施形態のパラメータだけでは切り分けが困難な場合がある。例えば、変調器のチャープパラメータα＝０で分散が０の場合、図６（ｂ）のグラフの傾きが０となりフィルタの傾きを求めることができない。そこで、アイダイアグラムを取得する前に、既知の分散量を持つ媒質を通過させることにより、フィルタの透過波長ズレの影響を正確に求めることができる。
【００３８】
図９に、本発明の第２の実施形態による光信号監視装置の構成例を示す。図９において、光信号が可変分散量を持つ媒質８１を通過後、光電気サンプリング８２において局所クロック８３からの電気パルスにより直接サンプリングされる。サンプリングされた光信号は、光電気変換回路８４により電気信号に変換される。変換された電気信号は、アイダイアグラム取得回路８５でアイダイアグラムが取得され、パラメータ抽出回路８６により取得したアイダイアグラムから劣化要因が特定され、出力される。なお、本実施形態は、電気サンプリングによりアイダイアグラムを取得する構成（図１の構成）にも同様に適用可能である。
【００３９】
可変分散量を持つ媒質８１には、可変分散回路（ファイバブラッググレーティング、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ  Ｉｍａｇｅｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ）など）を用いるか、あるいは既知の複数の分散媒質を光スイッチによって切り替えるようにしてもよい。これにより、零分散でフィルタの透過波長ズレを精度良く検知することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、既知の分散媒質を通した信号と入力被測定信号とを比較することで劣化要因を特定することも可能である。図１０に、本発明の第２の実施形態による光信号監視装置の他の構成例を示す。図１０において、光信号が分岐されて、一方が光電気サンプリング９２−１に入力され、他方が既知の分散量を持つ媒質９１を通過後、別の光電気サンプリング９２−２に入力される。それぞれの光信号は、光電気サンプリング９２−１、９２−２において局所クロック９３からの電気パルスにより直接サンプリングされ、光電気変換回路９４−１、９４−２によりそれぞれ電気信号に変換される。変換された電気信号は、それぞれアイダイアグラム取得回路９５−１、９５−２でアイダイアグラムが取得され、パラメータ抽出回路９６により取得したアイダイアグラムから劣化要因が特定され、出力される。既知の分散量を持つ媒質に通したアイダイアグラムから得られたパラメータと入力被測定信号から得られたパラメータとを直接比較することで測定が可能になる。
【００４１】
このように既知の分散量を持つ媒質と組み合わせることにより、被測定信号だけでは測定が困難であった劣化要因に関しても測定が可能になる。
【００４２】
（第３の実施形態）
現在の光ネットワークでは、ＲＺのような強度変調の信号が主流であるが、将来の光ネットワークには、分散耐力を向上させるためにＤＰＳＫなどの位相変調方式を使った光ネットワークも検討されている。このような信号に対しては強度変調と位相変調とを変換することで劣化要因特定が可能である。
【００４３】
図１１に、本発明の第３の実施形態による光信号監視装置の構成例を示す。図１１において、位相変調された光信号がマッハツェンダ干渉計に代表される変調方式変換回路１０１により、強度変調された光信号に変換される。変換された光信号は、光電気サンプリング１０２において局所クロック１０３からの電気パルスにより直接サンプリングされる。サンプリングされた光信号は、光電気変換回路１０４により電気信号に変換される。変換された電気信号は、アイダイアグラム取得回路１０５でアイダイアグラムが取得され、パラメータ抽出回路１０６により取得したアイダイアグラムから劣化要因が特定され、出力される。このように、本発明の原理は、強度変調のみならず位相変調に対しても適用することができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
本発明により、上記のような光信号監視装置を、光ネットワークに設置することで光信号の品質を常時監視することができる。上記の光信号監視装置によって劣化が認められた場合、ＯｐＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）やＮＭＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）等から警告を発することでネットワーク事業者に劣化を知らせることができる。さらに、ＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）やＯＸＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｒｏｓｓ  Ｃｏｎｎｅｃｔ）などでは、複数段のフィルタによるスペクトルの狭窄化が重要な課題であるが、各フィルタ通過直後の光信号を監視し自動調整することで、スペクトル狭窄化の問題を解消することができる。
【００４５】
さらに、本発明の原理を劣化補償や光波形整形などと組み合わせることにより光波形を改善する装置としても利用できる。図１２に、本発明の第４の実施形態による光波形改善装置の構成例を示す。
【００４６】
図１２において、光信号が光分岐されて、一方が光信号監視装置１１１に入力され、他方が劣化補償回路１１２および光波形整形回路１１３に入力される。光信号監視装置１１１において、光信号の劣化要因および劣化量が特定され、その情報が劣化補償回路１１２にフィードフォアードされる。
【００４７】
あるいは、図１２において、光信号が劣化補償回路１１２および光波形整形回路１１３を通過後、光分岐されて、一方が光信号監視装置１１１に入力されるようにしてもよい。この場合、光信号監視装置１１１からの劣化要因および劣化量は、劣化補償回路１１２にフィードバックされる。
【００４８】
劣化補償回路には、波長分散の劣化補償の代表例としてＶＩＰＡなどが挙げられる。光波形整形回路は、非線形特性を利用してＳＮＲ劣化を改善するが、トランスペアレントに動作させるためには光信号の変調方式や平均パワーの情報が必要となる。この場合、光信号監視装置で得られたアイダイアグラムからマークレベルやスペースレベルの差などから変調方式および平均パワー求めることができる。光信号監視装置でＮＲＺやＲＺといった変調方式や平均パワーを求め、光波形整形回路１１３にフィードフォアード／フィードバックすることでトランスペアレントな光信号波形の改善が可能となる。
【００４９】
（第５の実施形態）
実施形態１から４ではアイダイアグラムからアイライン化を行い画像処理によりクロスポイントを抽出していた。それ以外にアイダイアグラムから直接クロスポイントを抽出することも可能である。これは取得したアイダイアグラムを輪切りしてヒストグラムを求め、そのヒストグラムからクロスポイントの位置を求める方法である。この方法によりアイダイアグラムから直接クロスポイント等の特徴点の算出することが可能である。
【００５０】
（第６の実施形態）
劣化によりアイダイアグラムの波形が乱れていた場合は特徴点が認識できず特徴点抽出が困難となる。そこで認識できず複数特徴点が存在してしまうような場合は以下のような方法により特徴点を認識する。アイの開いている部分を座標の中心としそこから複数の特徴点の座標を平均化処理することで特徴点抽出を可能とする。また既知のアイダイアグラム及び、特徴点と比較し特徴点である可能性が高いと想定される部分を特徴点として認識することもできる。またアイダイアグラムのヒストグラムを求め分布の多いところを特徴点として認識することもできる。
【００５１】
以上、本発明について、具体的にいくつかの実施形態に基づいて説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１の実施形態による光信号監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による光信号監視装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による光信号の劣化要因の特定のためのフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態による光信号のアイダイアグラムの処理について説明するための図であり、（ａ）は取得したアイダイアグラムを示し、（ｂ）は細線化したアイダイアグラムを示し、（ｃ）はアイダイアグラムの特徴点を示している。
【図５】本発明の第１の実施形態によるフィルタの傾きとアイダイアグラムの特徴点およびパラメータを示す図であり、（ａ）はフィルタの傾きを示し、（ｂ）はアイダイアグラムの特徴点とパラメータの関係を示している。
【図６】パラメータと劣化要因との相関関係を示すグラフであり、（ａ）はパラメータαと波長分散の相関を示すグラフであり、（ｂ）はパラメータβと透過波長ズレの相関を示すグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態による光信号の劣化量の特定のためのフローチャートである。
【図８】シミュレーションにより取得した劣化したアイダイアグラムを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による光信号監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による光信号監視装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態による光信号監視装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態による光波形改善装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１，２３，８４，９４−１，９４−２，１０４  光電気変換回路
１２  電気サンプリング
１３，２２，８３，９３，１０３  局所クロック
１４，２４，８５，９５−１，９５−２，１０５  アイダイアグラム取得回路
１５，２５，８６，９６，１０６  パラメータ抽出回路
２１，８２，９２−１，９２−２，１０２  光電気サンプリング
８１，９１  可変分散量を持つ媒体
１０１  変調方式変換回路
１１１  光信号監視装置
１１２  各種劣化補償装置
１１３  光波形整形装置
【図１】
0004663587.tif 000002
【図２】
0004663587.tif 000003
【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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