(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークシステムの通信線路を伝送する所定の光信号の信号品質を監視する光信号品質監視装置であって、
前記所定の光信号の隣接ビット間の位相差データを出力する干渉計と、
前記干渉計から出力された出力光信号を電気信号に変換し、相互に異極性の信号をそれぞれ出力する第１，第２の光受光器と、
前記第１の光受光器にて変換された電気信号と前記第２の光受光器にて変換された電気信号との間で加算演算を行う加算手段と、
所定の周波数のクロック信号を発生して出力するクロック発生手段と、
前記加算手段の出力を前記クロック信号のタイミングで識別する識別器と、
前記識別器の識別出力を論理レベルごとにカウントした所定時間内の積算結果を算出するカウンタと、
前記カウンタの積算結果に基づいて前記所定の光信号の品質情報を算出して出力する品質情報算出部と、
を備え、
前記識別器は、異なる２以上の識別電圧ごとに識別された識別出力を出力し、
前記品質情報算出部は、前記識別電圧ごとに算出された積算結果に基づいて前記品質情報を算出することを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項２】
光ネットワークシステムの通信線路を伝送する所定の光信号の信号品質を監視する光信号品質監視装置であって、
前記所定の光信号の隣接ビット間の位相差データを出力する干渉計と、
前記干渉計から出力された出力光信号を電気信号に変換し、相互に同極性の信号をそれぞれ出力する第１，第２の光受光器と、
前記第１の光受光器にて変換された電気信号と前記第２の光受光器にて変換された電気信号との間で減算演算を行う減算手段と、
所定の周波数のクロック信号を発生して出力するクロック発生手段と、
前記減算手段の出力を前記クロック信号のタイミングで識別する識別器と、
前記識別器の識別出力を論理レベルごとにカウントした所定時間内の積算結果を算出するカウンタと、
前記カウンタの積算結果に基づいて前記所定の光信号の品質情報を算出して出力する品質情報算出部と、
を備え、
前記識別器は、異なる２以上の識別電圧ごとに識別された識別出力を出力し、
前記品質情報算出部は、前記識別電圧ごとに算出された積算結果に基づいて前記品質情報を算出することを特徴とする光信号品質監視装置。
【請求項３】
前記所定の光信号が、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項４】
前記所定の光信号が、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項５】
前記クロック信号として外部からの出力を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項６】
前記識別器が、軟判定識別器で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項７】
前記所定の光信号が、ＮＲＺ−ＯＯＫ信号であることを特徴とする請求項２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項８】
前記所定の光信号が、ＲＺ−ＯＯＫ信号であることを特徴とする請求項２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項９】
前記干渉計に代えて光分岐器が備えられることを特徴とする請求項７または８に記載の光信号品質監視装置。
【請求項１０】
前記所定の光信号を電気信号に変換する第３の光受光器がさらに備えられ、
前記クロック信号が、前記第３の光受光器にて変換された電気信号に基づいて生成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項１１】
前記クロック信号が、前記第１，第２の光受光器にて変換された電気信号の加算出力に基づいて生成されることを特徴とする請求項１０に記載の光信号品質監視装置。
【請求項１２】
前記所定の光信号が、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の光信号品質監視装置。
【請求項１３】
前記品質情報算出部は、
前記クロック信号にて識別した２つの結果が一致する比率に基づいて前記品質情報を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の光信号品質監視装置。
【請求項１４】
前記所定の光信号が波長多重光信号であり、
前記波長多重光信号を分岐する分岐用光カプラと、
所定の波長の光信号を抽出する光フィルタと、
請求項１〜１３に記載の光信号品質監視装置と、
を備え、
前記光信号品質監視装置は、
前記光フィルタが抽出した光信号の品質を監視することを特徴とする光ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光信号の品質を監視する光信号品質監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２地点間を結ぶ光伝送システムにおいては、受信端にてＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）処理の誤り訂正数をモニタすることによる品質監視や、ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）信号の信号フレーム中の品質監視ビットをモニタすることによる品質監視などが行われている。
【０００３】
一方、近時、光通信のネットワーク化の進展に伴って、ネットワーク化された光通信線路中において、光信号に対する品質監視の要求が高まっている。
【０００４】
かかる要求に応える形で、光信号の品質を監視する新たな技術が開示されている。例えば、信号伝送速度に同期して電気信号波形のヒストグラム評価を行い、光信号品質を推定する手法（例えば、特許文献１および非特許文献１）や、信号伝送速度に依存することなく非同期のサンプリング周波数にてヒストグラム解析を行って光信号品質を推定する手法（例えば、特許文献２）などが存在する。
【０００５】
【特許文献１】特許第３２２１４０１号明細書
【特許文献２】特開２００３−９０７６６号公報
【非特許文献１】Ｒ．Ｗｉｅｓｍａｎｎ，Ｏ．Ｂｌｅｃｋ，Ｈ．Ｈｅｐｐｎｅｒ，“Ｃｏｓｔ  ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｉｎ  ＷＤＭ  ｓｙｓｔｅｍｓ”  ＯＦＣ２０００，ｐａｐｅｒ，
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１および非特許文献１に示された手法では、信号伝送速度に一定の制限があり、また、装置の構成が複雑になるという欠点があった。
【０００７】
また、上述の特許文献２に示された手法では、正確な信号品質が得られないという欠点があった。
【０００８】
このような状況に鑑み、本発明は、簡易な構成で、信号伝送速度に依存せず、正確な信号品質情報を出力できる光信号品質監視装置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】
【０００９】
この発明にかかる光信号品質監視装置にあっては、光ネットワークシステムの通信線路を伝送する所定の光信号の信号品質を監視する光信号品質監視装置であって、前記所定の光信号の隣接ビット間の位相差データを出力する干渉計と、前記干渉計から出力された出力光信号を電気信号に変換する第１，第２の光受光器と、前記第１，第２の光受光器にて変換された電気信号に対して所定の演算を行う演算手段と、所定の周波数のクロック信号を発生して出力するクロック発生手段と、前記演算手段の出力を前記クロック信号のタイミングで識別する識別器と、前記識別器の識別出力を論理レベルごとにカウントした所定時間内の積算結果を算出するカウンタと、前記カウンタの積算結果に基づいて前記所定の光信号の品質情報を算出して出力する品質情報算出部と、を備え、前記識別器は、異なる２以上の識別電圧ごとに識別された識別出力を出力し、前記品質情報算出部は、前記振幅識別電圧ごとに算出された積算結果に基づいて前記品質情報を算出することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、異なる２以上の振幅識別電圧ごとに識別された識別出力が積算され、識別電圧ごとに算出された当該積算結果に基づいて品質情報が算出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光信号品質監視装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１にかかる光信号品質監視装置の構成について説明する。第１図は、この発明の実施の形態１にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光信号品質監視装置は、例えば、光ファイバ１から入力された光ＤＰＳＫ信号の隣接ビット間の位相差データを出力する干渉計２と、光信号を電気信号に変換するそれぞれ第１，第２の受光器である光受光器３，４と、所定の演算を行う演算手段の一例である加算器５と、クロック信号を生成するクロック信号生成部６と、クロック信号や、制御信号に基づいて入力データの論理レベル（論理“１”または論理“０”）を識別する識別器７と、識別器７の識別出力をカウントする計数手段としてカウンタ８と、カウンタ８の出力に基づいて光信号の品質監視に必要な品質情報を算出して出力する品質情報算出部９と、品質監視装置の所定の構成部の制御を行う制御部１０とを備えている。
【００１３】
つぎに、同図に示す光信号品質監視装置の動作について説明する。同図において、例えば、光ＤＰＳＫ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）信号が干渉計２に入力される。干渉計２には、例えば図示を省略した１ビットのディレイラインなどが備えられ、１ビットのディレイラインを通過した光信号と、通過していない光信号とに基づいて生成された干渉出力が出力される。
【００１４】
ここで、干渉計２は２つの出力ポートを有し、干渉結果の位相差に応じて光受光器３，４のいずれかに出力される。例えば、干渉結果の位相差が“０”のときには、一方の光受光器（例えば光受光器３）に出力され、干渉結果の位相差が“１”のときには、他方の光受光器（例えば光受光器４）に出力される。なお、光受光器３，４は、入力された光信号を電気信号に変換する。
【００１５】
光受光器３，４にて変換された電気信号は加算器５で加算され識別器７に出力される。識別器７は、制御部１０から出力された識別電圧に基づき、クロック信号生成部６が生成したクロック（外部クロック）のタイミングで識別した識別結果（論理レベルの判定結果）をカウンタ８に出力する。カウンタ８は、識別結果を論理レベル（論理“１”または論理“０”）ごとにカウントし、所定時間内の積算結果を品質情報算出部９に出力する。品質情報算出部９は、識別結果のカウント値や、識別電圧などの情報に基づいて所定の品質情報を生成して出力する。
【００１６】
なお、制御部１０は、光信号品質監視装置の所定の構成部の制御を行う。例えば、干渉計２は、光信号波長に対して安定化制御される。また、識別器７の識別電圧の制御や、品質情報算出部９の出力制御なども、制御部１０の制御に基づいて行われる。
【００１７】
第２図は、入力光信号の確率密度分布の一例を示す図である。同図において、波形Ｋ１は、論理“１”に対応した確率密度分布（雑音分布）であり、波形Ｋ２は、論理“０”に対応した確率密度分布（雑音分布）である。また、σ１は論理“１”に対応する確率密度分布での標準偏差を示し、σ０は論理“０”に対応する確率密度分布での標準偏差を示している。
【００１８】
つぎに、第１図に示した識別器７の識別電圧を可変した場合の動作について、第２図および第３図を用いて説明する。なお、第３図は、ＮＲＺ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）−ＯＯＫ信号の電気波形と、当該ＮＲＺ−ＯＯＫ信号が入力された場合の識別電圧と識別結果の誤り率との関係を示す図である。
【００１９】
第２図に戻って、論理“１”および論理“０”の分布が同図に示すような分布のとき、識別電圧がＶ１の場合を考える。このとき、横線で示したエリアＡ１の部分のデータは論理“１”と判定される。したがって、エリアＡ１の部分は、論理“０”のデータが論理“１”と判定される確率となる。
【００２０】
つぎに、識別電圧がＶ２（Ｖ１＞Ｖ２）の場合を考える。このとき、横線で示したエリアＡ１の部分に斜線で示したエリアＡ２の部分を加えた両エリアのデータが論理“１”と判定される。したがって、エリアＡ１，Ａ２の部分は、論理“０”のデータが論理“１”と判定される確率となる。
【００２１】
いま、所定の識別電圧のときに論理“０”のデータが論理“１”と判定される確率、あるいは論理“１”のデータが論理“０”と判定される確率を、当該識別電圧における“不一致率”として定義する。
【００２２】
なお、このように定義された不一致率は、識別電圧を可変したときの伝送データの論理レベルと、判定された論理レベルとが一致していない割合を意味するものであり、当該識別電圧における伝送データの誤り率と同視することができる。したがって、この不一致率を用いることで光信号品質の監視に利用することができる。
【００２３】
第３図の破線Ｋ３，Ｋ４で示した部分は、この不一致率をプロットしたものである。両者のうち、破線Ｋ４で示した部分は、識別電圧を論理“０”側に可変させたときに、識別器７が論理“１”と識別した数をカウンタ８がカウントし、このカウント数に基づいて品質情報算出部９が算出した不一致率をプロットしたものである。同図中、識別電圧Ｖ１のときの不一致率をＰ１とし、識別電圧Ｖ２のときの不一致率をＰ２とおけば、上述の内容から明らかなようにＰ１＜Ｐ２（ただしＶ１＞Ｖ２）の関係がある。したがって、破線Ｋ４の部分は右肩下がりの曲線（ヒストグラム）となる。
【００２４】
同様に、論理“１”の分布側に識別電圧が設定される場合についても、破線Ｋ３で示されるような結果が得られる。ただし、不一致率を表す曲線の傾きは右肩上がりの曲線（ヒストグラム）となり、破線Ｋ４に示す曲線とは対称形になる。
【００２５】
ところで、予め、光信号の分布が既知の場合や、光信号のヒストグラムが得られている場合には、信号品質を一般的によく知られている次式を用いて評価することができる。
【００２６】
Ｑ＝（μ1−μ0）／（σ1−σ0）  …（１）
【００２７】
ここで、μ１，μ０は、それぞれ論理“１”、論理“０”の各分布の平均値であり、σ１，σ０は、それぞれ論理“１”、論理“０”の各分布の標準偏差である。
【００２８】
このとき、上記μ１，μ０およびσ１，σ０は、第３図に示すような不一致率のヒストグラムから算出することができる。また、これらの値は、品質情報算出部９にて算出される。
【００２９】
ここまでは、識別電圧を可変した場合の識別器７の処理を中心に説明してきたが、これ以降の説明は、実施の形態１にかかる光信号品質監視装置の処理について説明する。
【００３０】
第４Ａ図は、光ＤＰＳＫ信号が入力された実施の形態１にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図であり、第４Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図であり、第４Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【００３１】
第４Ａ図，第４Ｂ図に示すように、干渉計２に入力される光ＤＰＳＫ信号波形（Ａ）は強度一定で２値の位相差情報（０，π）を有している。また、干渉計２の各出力を光受光器３，４にて光電気変換された波形（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ相反した極性（異極性）のＮＲＺ信号となる。したがって、これらの２つの信号が加算された加算信号は、第４Ｂ図（Ｂ），（Ｃ）の両者を加算した信号として第４Ｂ図（Ｄ）に示すような全て論理“１”となる信号が得られる。
【００３２】
ところで、光ＤＰＳＫ信号では論理“１”と論理“０”とは同じ確率密度分布持つことが知られており、両者を加算した信号の確率密度分布は元の光ＤＰＳＫ信号の論理“１”と論理“０”の確率密度分布を加算したものとなる。なお、特に、論理“１”および論理“０”の確率密度分布がガウス分布に従う場合には、σ１＝σ０（＝σ１０）の関係が成立する。また、論理“１”と論理“０”では零電位に対して同じ平均値を持つことが知られており、両者を加算した信号の平均値は元のＤＰＳＫ信号の論理“１”と論理“０”の平均値を平均したものとなる。したがって、μ1 ＝−μ0（＝μ10）の関係が成立する。
【００３３】
このような加算信号が入力された識別器７は、制御部１０から出力された識別電圧に基づき、外部クロックのタイミングで識別した識別結果をカウンタ８に出力する。カウンタ８は、識別結果をカウントし、結果を品質情報算出部９に出力する。品質情報算出部９は、上述の処理で得られたヒストグラムに基づいて確率密度分布の平均値μ１と、標準偏差σ１を推定し、式（１）に基づいて光信号品質情報を生成して出力する。
【００３４】
なお、この実施の形態で処理される信号は、第４Ｂ図（Ｄ）に示すような全てが論理“１”レベルの信号なので、上述したような論理“０”レベル側に対して識別電圧を可変する必要はない。すなわち、第４Ｃ図に示すような上半分の分布（ヒストグラム）のみが得られるが、論理“１”および論理“０”の確率密度分布がガウス分布に従うものと仮定しているので、下半分の分布が上半分の分布と対称形をなすものとして取り扱うことができる。
【００３５】
つぎに、この実施の形態の光信号品質監視装置のＱ値を式（１）を用いて計算する。いま、式（１）において、μ１＝−μ０＝μ１０、σ１＝σ０＝σ１０とおけば、次式のように簡単化することができる。
【００３６】
Ｑ＝μ10／σ10            …（２）
【００３７】
以上説明したように、この実施の形態の光信号品質監視装置によれば、ＤＰＳＫ変調方式の光信号に対して、異なる２以上の振幅識別電圧ごとに識別された識別出力が積算され、識別電圧ごとに算出された当該積算結果に基づいて品質情報が算出されるので、伝送速度に依存せず、簡易に光信号の品質を推定評価することができる。
【００３８】
なお、上述の説明において、干渉計２に入力するＤＰＳＫ信号がＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号の場合について説明したが、ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号に限定されるものではなく、例えば、ＲＺ−ＤＰＳＫ信号であっても構わない。
【００３９】
また、第１図に示すこの実施の形態の構成では、クロック抽出回路のような信号伝送速度に依存する部分がほとんどない。強いて挙げるとすれば、干渉計２の構成を挙げることができるが、誤り訂正冗長度による伝送速度差が与える影響は小さい。また、伝送速度がＮ倍（Ｎ≧２）の場合に、干渉計２がＮビット干渉計として動作することから，光ネットワーク上に存在する最小伝送速度に対応した干渉計を用いることで、信号伝送速度に依存しない光信号品質監視装置を得ることができる。
【００４０】
また、確率密度分布の平均値μ１と、標準偏差σ１とは、少なくとも２以上の異なる識別電圧に基づいて不一致率が算出されていればよい。なぜなら、少なくとも２ポイントのデータがあれば、ガウス分布の平均値μ１と、標準偏差σ１を推定することができるからである。
【００４１】
さらに、第１図中の識別器７とカウンタ８とを、Ｍ個（Ｍ≧２）の識別電圧を有する軟判定識別器とＤ／Ａコンバータとに置き換えることで，各識別電圧に対するビット数検出を並行して行うことができ、リアルタイムに高精度な光信号の品質を推定評価することができる。
【００４２】
実施の形態２．
第５図は、この発明の実施の形態２にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光信号品質監視装置は、第１図に示した光信号品質監視装置において、光受光器４の極性を反転し、各光受光器において光電気変換された信号を減算器１２に入力して差分信号を生成するようにしている。なお、その他の構成については実施の形態１と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００４３】
つぎに、第５図に示した光信号品質監視装置の動作について説明する。なお、第６Ａ図は、光ＤＰＳＫ信号が入力された実施の形態２にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図であり、第６Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図であり、第６Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【００４４】
第６Ａ図，第６Ｂ図に示すように、干渉計２に入力される光ＤＰＳＫ信号波形（Ａ）は強度一定で２値の位相差情報（０，π）を有している。また、干渉計２の各出力を光受光器３，４にて光電気変換した波形（Ｃ），（Ｂ）は、同論理であり、かつ、波形（Ｂ）は負の電位のＮＲＺ信号となる。ただし、第６Ａ図に示す光受光器４の出力は、第４Ａ図の当該出力と比較して反転している。したがって、（Ｂ），（Ｃ）の２つの信号が減算回路１２にて減算された信号は、第６Ｂ図（Ｄ）に示すような全て論理“１”となる信号が得られる。なお、その後の処理は、実施の形態１の処理と同一であるので説明を省略する。
【００４５】
なお、第５図中の識別器７とカウンタ８とを、Ｍ個（Ｍ≧２）の識別電圧を有する軟判定識別器とＤ／Ａコンバータとに置き換えることで，各識別電圧に対するビット数検出を並行して行うことができ、リアルタイムに高精度な光信号の品質を推定評価することができることは、実施の形態１と同様である。
【００４６】
また、実施の形態１の場合と同様に、干渉計２は、誤り訂正冗長度による伝送速度差が与える影響は小さく、伝送速度がＮ倍（Ｎ≧２）の場合には、Ｎビット干渉計として動作させることができるので、光ネットワーク上に存在する最小伝送速度に対応した干渉計を用いることで、信号伝送速度に依存しない光信号品質監視装置とすることができる。
【００４７】
以上説明したように、この実施の形態の光信号品質監視装置によれば、ＤＰＳＫ変調方式の光信号に対して、異なる２以上の振幅識別電圧ごとに識別された識別出力が積算され、識別電圧ごとに算出された当該積算結果に基づいて品質情報が算出されるので、伝送速度に依存せず、簡易に光信号の品質を推定評価することができる。
【００４８】
実施の形態３．
第７図は、この発明の実施の形態３にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光信号品質監視装置は、第２図に示した光信号品質監視装置において、干渉計２を光分岐器２８に置換して、入力される光信号を等分岐するように構成している。なお、その他の構成については実施の形態２と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００４９】
つぎに、第７図に示した光信号監視装置の動作について説明する。なお、第８Ａ図は、光ＮＲＺ（ＮＲＺ−ＯＯＫ）信号が入力された実施の形態３にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図であり、第８Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図であり、第８Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【００５０】
第８Ａ図，第８Ｂ図に示すように、光分岐器２８に入力される光ＮＲＺ信号波形は２値の強度情報を有している。また、光分岐器２８の各出力を光受光器３，４にて光電気変換した波形（ｃ），（ｂ）は、同極性であり、かつ、波形（Ｂ）は負の電位のＮＲＺ信号となる。したがって、（Ｂ），（Ｃ）の２つの信号が減算回路１２にて減算された信号は、第８Ｂ図（Ｄ）に示すような全て論理“１””となる信号が得られる。
【００５１】
なお、この実施の形態で処理される光信号は、実施の形態２と異なり、ＯＯＫ信号であるため、論理“１”と論理“０”の確率密度分布は異なるため、両者を加算した信号の確率密度分布は元の光ＯＯＫ信号の論理“１”の確率密度分布が支配的であり、σ10 ≒σ1 ＞ σ0 の関係が成立する。また、論理“１”と論理“０”の平均値は異なるものの、両者を加算した信号の平均値は元の光ＯＯＫ信号の論理“１”と論理“０”の平均値の和となる。したがって、μ10＝μ1＋μ0 の関係が成立する。
【００５２】
その結果、第８Ｃ図に示すヒストグラムから得られる本実施の形態のＱ値は、次式のように簡単化することができる。
【００５３】
Ｑ＝μ10／σ10            …（３）
【００５４】
なお、上述の説明において、光分岐器２８に入力するＯＯＫ信号がＮＲＺ−ＯＯＫ信号の場合について説明したが、ＮＲＺ−ＯＯＫ信号に限定されるものではなく、例えば、ＲＺ−ＯＯＫ信号であっても構わない。
【００５５】
また、その後の処理は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
以上説明したように、この実施の形態の光信号品質装置によれば、ＯＯＫ変調方式の光信号に対して、異なる２以上の振幅識別電圧ごとに識別された識別出力が積算され、識別電圧ごとに算出された当該積算結果に基づいて品質情報が算出されるので、伝送速度に依存せず、簡易に光信号の品質を推定評価することができる。
【００５７】
実施の形態４．
第９図は、この発明の実施の形態４にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光信号品質監視装置は、第１図に示した光信号品質監視装置において、識別器７に印加するクロック信号（電気信号）を、伝送された光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号（に基づいて生成するための第３の受光器である光受光器１４と、識別器７に印加するクロック信号の位相（タイミング）を調整する遅延調整器１５とを備えるように構成されている。なお、その他の構成については実施の形態１と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００５８】
つぎに、第９図に示した光信号品質監視装置の動作について説明する。なお、第１０Ａ図は、光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号が入力された実施の形態４にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図であり、第１０Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図であり、第１０Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【００５９】
第１０Ａ図，第１０Ｂ図に示すように、干渉計２に入力される光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号波形（Ａ）は繰り返し周波数がビットレート周波数である光パルス列であり、２値の位相差情報（０，π）からなっている。また、干渉計２の各出力を光受光器３，４にて光電気変換された波形（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれ相反した極性のＲＺ信号となる。これらの２つの信号を加算することで全て論理“１”を示すＲＺ信号が得られる．
【００６０】
なお、光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号においても、光ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号と同様に論理“１”と論理“０”とは同じ確率密度分布持つことが知られており、両者を加算した信号の確率密度分布は元の光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号の論理“１”および論理“０”の確率密度分布を加算したものとなる。また、特に、論理“１”および論理“０”の確率密度分布がガウス分布に従う場合には、σ１＝σ０（＝σ１０）の関係が成立することは、実施の形態１と同様である。
【００６１】
なお、その後の処理は、識別器７において別途再生されたクロック信号に基づいて可変された識別電圧に基づいて論理レベルの判定が行われる点を除いて、実施の形態１，２の処理と同一であるので、説明を省略する。
【００６２】
また、第９図に示す構成では、入力された光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号の繰り返し周波数がビットレート周波数のパルス列であり、特別なクロック抽出回路を必要としないため、クロック抽出回路自身が伝送速度に依存する構成とはならない。
【００６３】
また、実施の形態１，２の場合と同様に、干渉計２は、誤り訂正冗長度による伝送速度差が与える影響は小さく、伝送速度がＮ倍（Ｎ≧２）の場合には、Ｎビット干渉計として動作させることができるので、光ネットワーク上に存在する最小伝送速度に対応した干渉計を用いることで、信号伝送速度に依存しない光信号品質監視装置とすることができる。
【００６４】
以上説明したように、この実施の形態の光信号品質監視装置によれば、クロック信号が、光受光器にて変換された電気信号に基づいて生成されるので、伝送速度に依存せず、簡易に光信号の品質を推定評価することができる。
【００６５】
実施の形態５．
第１１図は、この発明の実施の形態５にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光信号品質監視装置は、第９図に示した実施の形態４の光信号品質監視装置において、識別器７に印加するクロック信号（電気信号）を、加算器５の分岐出力（電気信号）を用いるように構成している。なお、その他の構成については実施の形態４と同一、あるいは同等であり、これらの部分については同一符号を付して示している。
【００６６】
つぎに、第１１図に示した光信号品質監視装置の動作について説明する。同図において、干渉計２に光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号が入力された場合には、加算器５の出力信号（電気信号）自身が繰り返し周波数がビットレート周波数であるクロック信号そのものとなるので、この信号を分岐させて識別器７に印加するクロック信号として用いることが可能である。
【００６７】
したがって、第１１図のように構成された光信号品質監視装置であっても、実施の形態４と同一、あるいは同等の機能を保持させることができる。
【００６８】
以上説明したように、この実施の形態の光信号品質監視装置によれば、クロック信号が、光受光器にて変換されたそれぞれの電気信号の加算出力に基づいて生成されるので、伝送速度に依存せず、簡易に光信号の品質を推定評価することができる。
【００６９】
実施の形態６．
第１２図は、この発明の実施の形態６にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。同図に示す光信号品質監視装置は、光ファイバ１から入力された光ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号またはＲＺ−ＤＰＳＫ信号の光信号パワーを調整する光可変減衰器１６と、入力された光信号の隣接ビット間の位相差データを出力する干渉計２と、光信号を電気信号に変換するそれぞれ第１，第２の受光器である光受光器３，４と、光受光器３，４の各出力に基づいてそれぞれのクロック信号を生成するクロック抽出器１７，１８と、クロック信号に基づいて各入力データの論理レベルをそれぞれ識別する識別器１９，２０と、識別器１９，２０の各出力に対して排他的論理和演算を行う排他的論理和回路２１と、排他的論理和回路２１の出力をカウントする計数手段としてカウンタ８と、カウンタ８の出力に基づいて光信号の品質監視に必要な品質情報を算出して出力する品質情報算出部９と、品質監視装置の所定の構成部の制御を行う制御部１０とを備えている。
【００７０】
つぎに、同図に示す光信号品質監視装置の動作について説明する。同図において、例えば、光ファイバ１から干渉計２に対して光ＮＲＺ−ＤＰＳＫ信号またはＲＺ−ＤＰＳＫ信号が入力され、干渉計の２つの出力ポートの光信号はそれぞれ光受光器３，４で光電気変換される。このとき、干渉計２に入力される光信号パワーは光可変減衰器１６によって所望の値に調整される。
【００７１】
受光器３，４で光電気変換された各電気信号は、入力された光信号の論理レベルに対して互いに異なる論理レベル（論理“１”または論理“０”）を示す。各電気信号はそれぞれ独立に分岐され、識別器１９，２０とクロック抽出器１７，１８とに入力される。クロック抽出器１７，１８でそれぞれ独立に抽出された各クロック信号は、位相調整を行った後に、識別器１９，２０にそれぞれ入力される。ここで，２つの識別器１９，２０に印加する識別電圧は，それぞれの誤り数が最小となるような一定値を付与する。
【００７２】
識別器１７，１８において判別された識別結果は、排他的論理和回路２１にそれぞれ入力され、２つの判別結果の一致、もしくは不一致が判別され、カウンタ８において所定時間内の積算を行った結果が演算部９に出力される。品質情報算出部９は、識別結果のカウント値などの情報に基づいて所定の品質情報を生成して出力する。
【００７３】
なお、制御部１０は、光信号品質監視装置の所定の構成部の制御を行う。例えば、可変減衰器１６は、入力される光信号のレベルが最適となるように制御され、干渉計２は、光信号波長に対して安定化制御される。また、品質情報算出部９の出力制御なども、制御部１０の制御に基づいて行われる。
【００７４】
ところで、干渉計２の２つの出力ポートから出力される光信号は，光周波数軸上の異なる成分から得られているので、それぞれの確率密度分布は互いに相関性を有さない。そのため、識別器１９，２０において、各識別電圧が入力信号の各分布上に設定されている場合には、識別器１９，２０のそれぞれで判別された判別結果は、ほぼ同じ割合で誤る一方で、互いに無相関な関係が保持される。
【００７５】
第１３図は、判別結果の一致率と入力信号の誤り率との関係を示す図である。上述した関係に鑑みれば、同図に示すように、識別器１９，２０で判別された２つの判別結果が一致する割合は入力信号の誤り率と比例関係にあるものとみなすことができる。このように、判別結果の一致する割合を算出することで、入力された光信号の品質を推定評価することができる。
【００７６】
なお、この実施の形態では、各識別器の識別電圧を予め固定値と設定しておくので、識別電圧を可変（サーチ）する必要がなく、リアルタイム性に優れた光信号の品質監視を行うことができる。
【００７７】
以上説明したように、この実施の形態の光信号品質監視装置によれば、クロック信号にて識別した２つの結果が一致する比率に基づいて品質情報を生成するようにしているので、伝送速度に依存せず、簡易に光信号の品質を推定評価することができる。
【００７８】
実施の形態７．
第１４図は、この発明の実施の形態７にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。なお、同図に示す実施の形態７は、光波長多重信号が伝送される伝送路に上述の実施の形態１〜５に示した光信号品質監視装置を配置した場合の一例を示すものである。
【００７９】
同図において、光伝送路２２を伝送する光波長多重信号は、分岐カプラ２３を介して光クロスコネクト２４に接続される。一方、光信号品質監視用に分岐される分岐カプラの出力は、可変光フィルタ２５において所望の光信号を抽出するとともに、光信号品質監視装置２６に出力される。光信号品質監視装置２６は、実施の形態１〜５に示した光信号にかかる所定の品質情報を制御部２７に出力する。なお、可変光フィルタ２５が抽出した抽出信号と、光信号品質監視装置２６が出力する当該抽出信号にかかる品質情報とが、制御部２７を介して光クロスコネクト２４に通知される。
【００８０】
光信号品質監視装置２６は、上述の実施の形態１〜５の項で説明したように、ＤＰＳＫ変調方式およびＯＯＫ変調方式の光信号に対して伝送速度に依存せず、しかも、光信号の品質評価を簡易に行うことができる装置であることから、例えば、伝送路２２を伝送される光信号が、伝送速度異なる光信号が多重化された光波長多重信号であっても、任意の伝送速度の光信号に対応できる能力を有しているので、任意の光信号に対して一律に適用することができ、各光信号の信号品質を簡易に推定評価することができる。
【００８１】
以上説明したように、この実施の形態によれば、実施の形態１〜５に示した光信号品質監視装置を用いて、光ネットワークシステムを伝送する光信号の品質を、伝送速度に依存せず、簡易に推定評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明にかかる光信号品質監視装置は、光信号の信号品質の評価に有用であり、特に、ネットワーク化された光通信線路中の光信号の品質評価を行う場合などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１図は、この発明の実施の形態１にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第２図は、入力光信号の確率密度分布の一例を示す図である。
【図３】第３図は、ＮＲＺ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ）−ＯＯＫ信号の電気波形と、当該ＮＲＺ−ＯＯＫ信号が入力された場合の識別電圧と識別結果の誤り率との関係を示す図である。
【図４Ａ】第４Ａ図は、光ＤＰＳＫ信号が入力された実施の形態１にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図である。
【図４Ｂ】第４Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図である。
【図４Ｃ】第４Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【図５】第５図は、この発明の実施の形態２にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】第６Ａ図は、光ＤＰＳＫ信号が入力された実施の形態２にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図である。
【図６Ｂ】第６Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図である。
【図６Ｃ】第６Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【図７】第７図は、この発明の実施の形態３にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。
【図８Ａ】第８Ａ図は、光ＮＲＺ（ＮＲＺ−ＯＯＫ）信号が入力された実施の形態３にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図である。
【図８Ｂ】第８Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図である。
【図８Ｃ】第８Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【図９】第９図は、この発明の実施の形態４にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１０Ａ】第１０Ａ図は、光ＲＺ−ＤＰＳＫ信号が入力された実施の形態４にかかる光信号品質監視装置の主要部の信号波形を示す図である。
【図１０Ｂ】第１０Ｂ図は、それぞれのタイミングチャートを示す図である。
【図１０Ｃ】第１０Ｃ図は、識別電圧に対する不一致率（誤り率）の分布を示す図である。
【図１１】第１１図は、この発明の実施の形態５にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第１２図は、この発明の実施の形態６にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１３図は、判別結果の一致率と入力信号の誤り率との関係を示す図である。
【図１４】第１４図は、この発明の実施の形態７にかかる光信号品質監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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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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