(57)【要約】複数のスペクトル帯域（波長チャネル）を有する入力光をモニタする方法は、共通の光検出器（３０）と前記光検出器に結合された波長モニタリング回路（２０）とを用いて異なる時に少なくとも２つの異なるスペクトル帯域で実行される以下のステップを含む。すなわち、複数のスペクトル帯域からスペクトル帯域の１つを分離するステップと、そのスペクトル帯域内の光のみを光検出器に向けるステップと、そのスペクトル帯域内の光の変調または非変調パターンの品質特性を表す信号を波長モニタリング回路で生成するステップとを含む。所望ならば、複数のスペクトル帯域の光電力は、複数のスペクトル帯域から分離された帯域以外のスペクトル帯域内の光を共通の光検出器と共通の電力モニタリング回路（４２）に向けることでモニタできる。
2004501346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスペクトル帯域を有する入力光をモニタする方法であって、
第１の時間間隔で、
前記複数のスペクトル帯域から前記複数のスペクトル帯域の第１のスペクトル帯域を分離するステップと、
前記第１のスペクトル帯域を光検出器に向けると同時に、前記第１のスペクトル帯域以外の前記複数のスペクトル帯域内のスペクトル帯域が前記光検出器に到達するのを防止するステップと、
前記光検出器に結合された波長モニタリング回路で、前記第１のスペクトル帯域内の光の変調または非変調パターンの品質特性を表す第１の信号を生成するステップと、
その後、第２の時間間隔で、
前記複数のスペクトル帯域から前記複数のスペクトル帯域の第２のスペクトル帯域を分離するステップと、
前記第２のスペクトル帯域を前記光検出器に向けると同時に、前記第２のスペクトル帯域以外の前記複数のスペクトル帯域内のスペクトル帯域が前記光検出器に到達するのを防止するステップと、
前記波長モニタリング回路で、前記第２のスペクトル帯域内の光の変調または非変調パターンの品質特性を表す第２の信号を生成するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記第１の時間間隔で、前記第１のスペクトル帯域以外のスペクトル帯域の総合光電力を表す第１の電力信号を生成するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
後続の連続する時間間隔で、
前記複数のスペクトル帯域から前記複数のスペクトル帯域の各スペクトル帯域を分離するステップと、
前記分離されたスペクトル帯域を前記光検出器に向けると同時に、前記分離されたスペクトル帯域以外のスペクトル帯域が前記光検出器に到達するのを防止するステップと、
前記波長モニタリング回路で、前記分離されたスペクトル帯域内の光の変調または非変調パターンの品質特性を表す信号を生成するステップとをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１および第２のスペクトル帯域について、前記第１および第２の信号が信号対雑音比、ビット誤り率、光電力レベル、および光波長中心周波数の１つまた以上を表す請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記変調パターンがＳＯＮＥＴ　ＳＴＳ−１フレームであり、前記第１および第２の信号が前記ＳＯＮＥＴフレーム内の特定のバイトを表す請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数のスペクトル帯域を有する入力光をモニタする装置であって、
入力光を遮断して前記スペクトル帯域をルーティングする光経路を提供する光トレーンと、
光検出器と、
選択されたスペクトル帯域を前記光検出器に向ける動作を行うルーティング機構と、
前記光検出器に入射する光の変調または非変調パターンの品質特性を表す信号を提供する前記光検出器に結合された電気回路と、
異なる選択されたスペクトル帯域を前記光検出器に向け、それによって、前記電気回路が前記異なる選択されたスペクトル帯域の品質特性を表す信号を提供する、前記ルーティング機構に結合された制御回路とを含む装置。
【請求項７】
前記電気回路が、各々の選択されたスペクトル帯域について、信号対雑音比、ビット誤り率、光電力レベル、および光波長中心周波数の１つ以上を表す信号を提供する請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記変調パターンがＳＯＮＥＴ　ＳＴＳ−１フレームを実装し、前記電気回路が前記ＳＯＮＥＴフレーム内の特定のバイトを表す信号を提供する請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記制御回路が、前記複数のスペクトル帯域が前記光検出器にラウンドロビン方式で順次送信されるように前記ルーティング機構に順次前記複数のスペクトル帯域の各々を選択させる請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記ルーティング機構が前記複数のスペクトル帯域に対応する複数の動的に構成可能なルーティング要素を含み、各ルーティング要素が第１および第２の状態を有し、前記第１の状態が前記ルーティング要素にそれぞれのスペクトル帯域を前記光検出器に向けさせ、前記第２の状態が前記ルーティング要素にそれぞれのスペクトル帯域を前記光検出器に到達しない方向に向けさせ、
前記制御回路が前記複数のルーティング要素の所望のサブセット内の各ルーティング要素を順次選択し、スペクトル帯域の前記該当サブセットが順次ラウンドロビン方式で前記光検出器に送信され、それによってスペクトル帯域の前記サブセット内の前記スペクトル帯域が前記電気回路によって品質をモニタされ、前記サブセット内にないスペクトル帯域が前記電気回路によって品質をモニタされない請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記ルーティング要素の各々の前記第２の状態によって前記ルーティング要素がそれぞれのスペクトル帯域を共通の場所に向ける請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記共通の場所に入射する光の光電力を表す信号を生成する追加の光検出器をさらに含む請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記光トレーンが分散要素を含む請求項６に記載の装置。
【請求項１４】
前記動的に構成可能な要素の少なくとも１つが前記第１および第２の状態を定義するために位置を変えることができるルーフトップ・プリズムである請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
前記動的に構成可能な要素の少なくとも１つが前記第１および第２の状態を定義するために向きを変えることができるミラーを含む請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
前記追加の光検出器に結合され、前記追加の光検出器に入射する総光電力を計算し、前記光電力がそれを下回った場合に障害状態をトリガするしきい値を設定する追加の電気回路をさらに含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
モニタリング対象のファイバ上で搬送される光の一部を前記光トレーンに向ける結合器と、
品質特性を表す前記信号に基づく情報を受信する管理プロセッサとをさらに含むシステムに組み込まれる請求項６に記載の装置。
【請求項１８】
複数のスペクトル帯域を有する入力光の少なくとも１つの特性をモニタする装置であって、
入力光を遮断して前記スペクトル帯域をルーティングする光経路を提供する光トレーンと、
第１および第２の光検出器と
前記複数のスペクトル帯域に対応する動的に構成可能な複数のルーティング要素であって、各ルーティング要素が第１および第２の状態を有し、前記第１の状態が前記ルーティング要素にそれぞれのスペクトル帯域を前記第１の光検出器に向けさせ、前記第２の状態が前記ルーティング要素にそれぞれのスペクトル帯域を前記第２の光検出器に向けさせるルーティング要素と、
前記第１の光検出器に入射する光の変調または非変調パターンの品質特性を表す信号を提供する前記第１の光検出器に結合された第１の電気回路と、
前記第２の光検出器に入射する光の光電力を表す信号を提供する前記第２の光検出器に結合された第２の電気回路と、
前記ルーティング要素の異なる選択されたルーティング要素に前記第１の状態を保証させ、同時に残りのルーティング要素に前記第２の状態を保証させる前記ルーティング要素に結合された制御回路とを含む装置。
【請求項１９】
前記第１の電気回路が、各々の選択されたスペクトル帯域について、信号対雑音比、ビット誤り率、光電力レベル、および光波長中心周波数の１つ以上を表す信号を提供する請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記制御回路が、前記複数のスペクトル帯域が前記第１の光検出器にラウンドロビン方式で順次送信されるように前記複数のルーティング要素内の各ルーティング要素を順次選択する請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記制御回路が前記複数のルーティング要素の所望のサブセット内の各ルーティング要素を順次選択し、スペクトル帯域の前記該当サブセットが順次ラウンドロビン方式で前記第１の光検出器に送信され、それによってスペクトル帯域の前記サブセットが前記第１の電気回路によって品質をモニタされ、前記サブセット内にないスペクトル帯域が前記第１の電気回路によって品質をモニタされない請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記第１の光検出器がＰＩＮフォトダイオードまたはなだれフォトダイオードを含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記光トレーンが分散要素を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記動的に構成可能な要素の少なくとも１つが前記第１および第２の状態を定義するために位置を変えることができるルーフトップ・プリズムである請求項１８に記載の装置。
【請求項２５】
前記動的に構成可能な要素の各々が前記第１および第２の状態を定義するために向きを変えることができるミラーを含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
前記第２の光検出器に結合された第２の電気回路が前記光検出器に入射する総光電力を計算し、前記光電力がそれを下回った場合に障害状態をトリガするしきい値を設定する請求項１８に記載の装置。
【請求項２７】
モニタリング対象のファイバ上で搬送される光の一部を前記光トレーンに向ける結合器と、
品質特性を表す前記信号に基づく情報を受信する管理プロセッサとをさらに含むシステム内の請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、付属文書をすべて含め、その開示を参照として本明細書に組み込むＲｏｂｅｒｔ　Ｔ．Ｗｅｖｅｒｋａ、Ｓｔｅｖｅｎ　Ｐ．Ｇｅｏｒｇｉｓ、およびＲｉｃｈａｒｄ　Ｓ．Ｒｏｔｈ著の「Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｒｏｕｔｅｒ」と題された１９９９年１１月１６日出願の係属中の米国出願第０９／４４２０６１号に関連する主題を対象とする。
【０００２】
（発明の背景）
本出願は一般に光ファイバに関し、より詳細には、多波長光ファイバ通信チャネル内の信号をモニタする技術および装置に関する。
【０００３】
インターネットおよびデータ通信は帯域幅の急激な需要を引き起こしている。現在、光ファイバ通信システムは、高度波長多重方式（ｄｅｎｓｅ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＤＷＤＭ）と呼ばれる比較的新しい技術を配備して新規および既存の光ファイバ・システムの容量を拡大し、この要求を満たす手助けをしている。ＤＷＤＭでは、多数の波長の光が単一の光ファイバを通って同時に情報を移送している。各波長はデータ・ストリームを搬送する個々のチャネルとして動作する。ファイバの搬送容量には使用するＤＷＤＭチャネルの数が乗算される。今日、最大８０チャネルを採用するＤＷＤＭシステムが多数の製造業者から発売され、将来はさらに増えることが確実である。
【０００４】
多波長光リンクの各端部には波長マルチプレクサとデマルチプレクサとがある。波長マルチプレクサ（波長結合器）は各々が異なる波長帯域の光を搬送する多数のファイバからの光を単一ファイバ上に結合する。波長デマルチプレクサ（波長スプリッタ）は、複数の波長帯域の各々で光を搬送する単一のファイバ上の光を各帯域用の別々のファイバに向けることによって逆の動作を実行する。そのような装置は一般に逆の動作が可能であり、一方向で波長マルチプレクサとして動作し、それと逆方向で波長デマルチプレクサとして動作する。
【０００５】
光ファイバ・ネットワークの動作では、潜在的な問題を検出して修復措置をとるために信号チャネルの各々の１つまたは複数のパラメータをモニタすることが必要である。通常の手法は、個々の波長が別々のファイバに多重化解除されている場所で各光チャネルの信号品質を測定し、かつ適切な光検出器を用いて電気信号に変換された別々のファイバ上の光信号を測定する。電気信号の一部が取り出され、適切な高速電子回路に送信されてその信号の該当する波長チャネルの所望のパラメータのモニタに使用される。光信号の品質の尺度は通常、信号対雑音比、ビット誤り率、光電力レベル、および光波長中心周波数を含む。さらに、ある種の信号プロトコル（例えば、同期光ネットワークを表し時分割多重を用いるＳＯＮＥＴ）は信号品質に関連する情報をディジタル信号ストリーム内に与える。光信号品質をモニタするさまざまな技法が良く知られており、広く使用されている。
【０００６】
このように、波長モニタリング回路は伝送装置と連携して配備され、または、再生装置または光クロス・コネクト・システム（ＯＸＣ）などの信号が波長多重化解除され電気信号に変換されているその他の場所に配備される。知られているように、再生装置（中継器としても知られている）は各チャネルの光−電気変換を実行し、それに続けて電気信号増幅、波形整形、またはその他の調整が実行され、その後、電気−光変換が実行され、次いで波長多重化が実行される。同様に、ＯＸＣは通常、電気領域内で交差接続機能を実現するために光波長を電気信号に変換する。電気領域では光信号伝送の品質をモニタすることができる。ただし、この手法は伝送経路内で高価な光−電子−光（Ｏ−Ｅ−Ｏ）変換が使用されるシステムに限定される。新しい光ファイバ・ネットワーク・アーキテクチャではそのようなＯ−Ｅ−Ｏ変換は実行されない。
【０００７】
おそらくはこの潜在的な制約を認識して、別の従来技術の手法は光のごく一部をファイバから取り出し（リンク上の任意の所望の場所で）、異なる波長チャネルを個々のファイバ上に多重化解除し、適切な光検出器を用いて光信号の各々を電気信号に変換し、電気信号の各々を適切な波長モニタリング回路に送信する。ただし、この技法は融通性が増す一方で、波長チャネルごとに光検出器および高速電子回路を複製することが必要であり、システムのコストと複雑さが増す。
【０００８】
第３の手法は、光のごく一部をファイバから取り出し、回折グリッドなどの分散要素を含む光トレインに光を通過させ、個々の波長を個々の光検出器上に結像する方法である。以前の手法同様、この技法の欠点は複製された光検出器と関連する高速電子回路の高いコストである。
【０００９】
（発明の概要）
本発明は、多波長光リンクの所望の信号パラメータをモニタするコスト効果が高く用途が広い技法を提供する。
【００１０】
要約すると、複数のスペクトル帯域（波長チャネル）を有する入力光をモニタする方法は、共通の光検出器と前記光検出器に結合された波長モニタリング回路とを用いて異なる時に少なくとも２つの異なるスペクトル帯域で実行される以下のステップを含む。すなわち、複数のスペクトル帯域からスペクトル帯域の１つを分離するステップと、そのスペクトル帯域内の光のみを光検出器に向けるステップと、そのスペクトル帯域内の光の変調または非変調パターンの品質特性を表す信号を波長モニタリング回路で生成するステップとを含む。
【００１１】
異なる帯域をモニタする特定の必要なシーケンスはない。例えば、スペクトル帯域の各々はラウンドロビン方式で個別的にかつ順次モニタすることができ、スペクトル帯域のサブセットの各々はラウンドロビン方式で個別的にかつ順次モニタすることができ（その結果、選択的波長モニタリングが可能で）、または外部要件に応じてモニタリングをその場限りで実行できる。所望ならば、複数のスペクトル帯域の光電力は、複数のスペクトル帯域から分離された帯域以外のスペクトル帯域内の光を共通の光検出器と共通の電力モニタリング回路に向けることでモニタできる。
【００１２】
複数のスペクトル帯域を有する入力光をモニタする装置は、スペクトル帯域をルーティングする光経路を提供する光トレーンと、ルーティング機構と、光検出器と、前記光検出器に結合されて前記光検出器に入射する光の変調または非変調パターンの品質特性を表す信号を提供するモニタリング回路を含む。特定の実施形態では、ルーティング機構は複数のスペクトル帯域に対応する複数の動的に構成可能なルーティング要素を含む。光トレーンは入力光を遮断してそれぞれのスペクトル帯域内の光をそれぞれの要素に向ける分散要素を含むことができる。各ルーティング要素はそのルーティング要素がそのそれぞれのスペクトル帯域を光検出器に向けるようにさせる第１の状態と、そのルーティング要素がそのそれぞれのスペクトル帯域を前記光検出器に到達しない方向に向けるようにさせる第２の状態とを有する。
【００１３】
前記装置は通常、前記ルーティング要素の双方の状態を指定する制御回路と併用できる。したがって、所与のルーティング要素に第１の状態になるように指令し、残りのルーティング要素にそれぞれの第２の状態になるように指令でき、それによって、所与のルーティング要素に関連するスペクトル帯域の品質特性を表していたモニタリング回路から出力信号が得られる。
【００１４】
本発明の本質と利点とは本明細書の残りの部分と図面を参照することでよりよく理解できよう。
【００１５】
（特定の実施形態の説明）
波長モニタリング要素（ＷＭＥ）
ＷＭＥの概要
図１は波長モニタリング要素（ＷＭＥ）１０の一実施形態を示すブロック図である。ＷＭＥは２つの主要なサブシステム、すなわち、波長ルータ１５と波長モニタリング電子回路２０とを含む。入力光は、８０の波長チャネル（スペクトル帯域）がある特定の例としてλ１．．．λ８０で指定された波長を含むものとして表されている。
【００１６】
入力光は連続するスペクトルを有することができるが、その隣接するセグメントは異なるスペクトル帯域と考えることができ、入力光のスペクトルは、国際電気通信連合（ＩＴＵ）の標準の波長グリッドによって定義された複数の間隔を空けた帯域を有することができると一般に考えられる。ＩＴＵグリッドは１９３１００ＧＨｚを中心とする周波数帯域と、１９３１００ＧＨｚを中心に１００ＧＨｚの間隔を空けたその他の帯域を有する。これは約１５５０ｎｍの中心波長を中心にする約０．８ｎｍの波長間隔に対応し、グリッドは周波数は均一で波長はほぼ均一にすぎない。「スペクトル帯域」という用語は「波長」という用語と同義に使用されることがあるが、これは帯域は互いの間隔が狭いためである。
【００１７】
波長ルータの概要
波長ルータ１５の一般の機能は、入力ポート２５（または多数の入力ポート）で複数の（例えばＮ個の）スペクトル帯域を有する光を受光してスペクトル帯域のサブセットを複数の（例えばＭ個の）出力ポート２７（１．．．Ｍ）の所望の１つに選択的に向けることである。ＷＭＥの図に示す実施形態では、Ｎ＝８０、Ｍ＝２である。特定の実施態様について以下に説明する。
【００１８】
本明細書では、波長ルータは好ましくは回折グリッドまたはプリズムである分散要素とルーティング機構とを含むことに留意すれば十分である。いくつかの実施形態では、ルーティング機構はＮルーティング要素を含む。そのような実施形態では、ルーティング要素を動的に切り替えて遮断されたスペクトル帯域を出力ポートの所望の１つに究極的に到達する方向に向けることができる。ルーティング要素は状態切り替えを実行するその要素に対応するアクチュエータまたはその他の制御要素を有する。アクチュエータはその要素に対応するアクチュエータ制御回路を有する。この回路について以下に説明する。
【００１９】
「入力ポート」および「出力ポート」という用語は広い意味を有する。最も広義には、ポートは光がシステムに入る、またはシステムから出る点として定義される。例えば、入力（または出力）ポートは光源（または光検出器）の場所あるいは入力ファイバのダウンストリーム端（または出力ファイバのアップストリーム端）の場所である。特定の実施形態では、ポートの場所の構造はファイバを受けるファイバ・コネクタを含むことができ、または他端が外部構成要素に接続されたファイバ・ピグテールの端部を含むことができる。実施形態の大半では光は入力ポート通過後に波長ルータに進入する際に発散し、出力ポートに近づくにつれて波長ルータ内で収束する。ただし、これは必要ではない。
【００２０】
ＷＭＥの応用例では、波長ルータの出力ポート２７（１、２）はそれぞれの光検出器３０（１、２）と通信する。この通信は出力ポートに出力ファイバを使用することを推奨するように示されているが、光検出器も同様に出力ポートに直接搭載できる。これに適した光検出器はＰＩＮフォトダイオードまたはなだれフォトダイオードを含む。
【００２１】
波長モニタリング回路
波長モニタリング回路２０の一般機能は光検出器信号を受信し、これらの信号の適切なモニタリングを実行し、適切なスペクトル帯域をモニタできるように波長ルータのアクチュエータを制御することである。そのために、波長モニタリング回路２０は好ましくは、埋め込み型マイクロコントローラまたは汎用のプロセッサであるローカル制御装置３５を含む。
【００２２】
特定の実施形態では、２つのモニタリング回路４０および４２がある。回路４０は光検出器３０（１）から電気信号を受信し、単一の波長チャネル（スペクトル帯域）の１つまたは複数の信号パラメータを表す電気信号を生成する。そのために、回路４０は通常、受信回路と、クロック復旧およびタイミング回路と、１つまたは複数の信号品質測定回路とを含む（これらの構成要素は良く知られているので個々に図示しない）。信号品質測定を実施するための共通の手法では、制御プログラムが測定アルゴリズムを実現するプログラマブル・ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を使用する。
【００２３】
モニタされる１つまたは複数の信号パラメータは所与のファイバ上の光の変調（またはおそらくは非変調）パターンの任意の所望の特性であり、通常、以下の１つまたは複数である。すなわち、信号対雑音比、ビット誤り率、光電力レベル、光波長中心周波数、または特定のデータ・パターン（例えば、ＳＯＮＥＴ　ＳＴＳ−１フレーム内の「Ｂ１」および「Ｂ２」誤りモニタリング・バイト）である。回路４２は、光検出器３０（２）から電気信号を受信し、入力ファイバ上の総光電力を表す電気信号（以下に述べる制限がある）を生成する。これによって信号の強度と継続性に関する情報が提供される。
【００２４】
モニタリング回路４０および４２からの信号は制御装置３５に送信され、制御装置３５は前記信号を記憶し、高次ネットワーク管理アプリケーションに送信するか、さらに信号を処理してモニタリングを高度化する。例えば、制御装置３５はある期間信号の値を記憶してモニタされた信号の統計解析を実施できる。
【００２５】
波長モニタリング回路２０は波長ルータ１５内のアクチュエータに適切な制御信号を提供するアクチュエータ制御回路４５をさらに含む。アクチュエータ制御回路は制御装置３５によって制御され、その制御装置と波長ルータとのインタフェースと考えることができる。アクチュエータ制御回路は、マルチ状態要素の状態を決定するマイクロプロセッサなどの制御装置に応答するディジタル・スイッチ、電力ドライバ、およびディジタル−アナログ変換装置（ＤＡＣ）を含むことができる。制御装置３５とアクチュエータ制御回路４５との間のインタフェースは並列の制御線のセットまたはマイクロプロセッサ対応のアドレス／データ／制御バスなどのいくつかの共通の形態をとることができる。
【００２６】
場合によっては、別のアクチュエータ回路を省略できる。例えば、波長ルータは波長ルータが制御装置３５からの直接のコマンドに応答するためのインタフェース回路を有することができる。設計上の選択の問題として、波長ルータ１５と波長モニタリング回路２０との間で機能を分割することが避けられない。本発明は波長ルータ・アクチュエータの制御に関するいかなる特定の機能の分配にも限定されない。現在の実装では、波長ルータは簡単なドライバ（アクチュエータ回路）以外の制御回路は全く含んでいない。逆に、知能および制御回路はすべてＷＭＥ回路２０内に含まれている。
【００２７】
制御装置３５は好ましくは標準または専用のインタフェースおよびプロトコルを用いてネットワーク環境内の他のコンピュータとも交信する。これをネットワーク管理インタフェース５０として図示する。これらのその他のコンピュータは通常ネットワーク管理アプリケーションを実行している。
【００２８】
ＷＭＥ動作
ＷＭＥ１０の一般動作は、波長ルータ１５に所望の単一のスペクトル帯域を光検出器３０（１）側に切り替え、残りのスペクトル帯域を光検出器３０（１）側に切り替えることである。この動作は通常、異なるスペクトル帯域を光検出器３０（１）側に切り替えることで繰り返される。所与のスペクトル帯域が光検出器３０（１）側に切り替えられると、そのスペクトル帯域の所望の信号パラメータがモニタリング回路４０によって提供され、モニタリング回路４２は残りの７９のスペクトル帯域の総光電力を表す信号を提供する。あるスペクトル帯域のモニタリングから別のスペクトル帯域のモニタリングに切り替えるには、２つのルーティング要素が状態を変更するだけでよいことに留意されたい。１度に１つのルーティング要素しか切り替えられないように波長ルータが構成され、直前にモニタしたスペクトル帯域のルーティング要素が先に切り替えられる場合、８０のスペクトル帯域がすべて光検出器３０（２）に向けられる連続するモニタリング周期の間に総光電力を測定することができる間隔がある。
【００２９】
すべての帯域（例えば、８０の）が光検出器３０（２）側に切り替えられると、ファイバ内に含まれる総光電力を制御装置によって測定し記憶できる。この総電力測定に基づいて、総電力レベルの一部として「アラーム」しきい値を計算することができる。光検出器が受ける光電力がアラームしきい値を下回ると、制御装置はネットワーク管理アプリケーションにアラーム状態すなわち障害状態を通知することができる。アラームしきい値の計算では１つの帯域が他方の光検出器に切り替えられることを考慮に入れる。
【００３０】
本発明は異なるスペクトル帯域をモニタするいかなる特定のシーケンスにも限定されない。共通の形態では制御装置３５が複数のスペクトル帯域の各々がラウンドロビン方式で順次モニタされるように指示する。あるいは、異なるタイプのネットワーク・トラフィックについて異なるスペクトル帯域が使用され、一部のタイプのトラフィックではより高品質の伝送（例えば、音声に対してデータ）を必要とする場合、スペクトル帯域のサブセットのみをモニタする必要がある。別の変形形態では、異なる周波数で異なるサブセットをモニタできる。さらに、モニタリングを完全にその場限りとし、所与のスペクトル帯域を診断要求に応じてモニタすることができる。
【００３１】
いずれにせよ、単一のスペクトル帯域の測定間隔が１ミリ秒程度の場合、８０のスペクトル帯域をすべてモニタする時間はわずか８０ミリ秒である。したがって、すべてのチャネルの実質的にフルタイムのモニタリングはモニタリング回路の単一のセットのみで実行できる。その結果、多数の信号品質特性をモニタすることが低コストで可能になる。
【００３２】
また、個々のスペクトル帯域の光電力をモニタする場合もある。別々の電力モニタリング回路を設けることができるが、場合によって、単一のスペクトル帯域のみが光検出器３０（２）に切り替えられ、残りのスペクトル帯域が光検出器３０（１）に切り替えられるモードで動作することが好ましい。
【００３３】
波長モニタリング・システム
図２は、６２ａ、６２ｂで示された２つのファイバ上の信号のモニタリングを可能にする１０ａ、１０ｂで示された２つのＷＭＥを具体化する波長モニタリング・システム６０のブロック図である。通常の応用例は双方向回線切り替えリング（ＢＬＳＲ）用の２つまたは４つのファイバのモニタリングを含む。波長モニタリング・システムは２つのファイバ経路間に介在するモジュールとして、また２つの入力ポート６３ａおよび６３ｂと２つの出力ポート６４ａおよび６４ｂを有するモジュールとして示されている。
【００３４】
ＷＭＥ１０ａおよび１０ｂは標準のタップ・カプラ６５ａおよび６５ｂを用いてそれぞれの光ファイバに接続されている。各タップ・カプラは単一の入力ポートと第１および第２の出力ポートを有し、光信号のごく一部（例えば、１０％）は第１の出力ポートに向けられ、残りの信号は変更されずに第２の出力ポートに向けられる。タップ・カプラ６５ａおよび６５ｂのそれぞれの入力ポートは波長モニタリング・システムのそれぞれの入力ポート６２ａおよび６２ｂに結合されている。ＷＭＥ１０ａおよび１０ｂのそれぞれの入力ポート２５ａおよび２５ｂはタップ・カプラ６５ａおよび６５ｂのそれぞれの第１の出力ポートに結合されている。タップ・カプラ６５ａおよび６５ｂのそれぞれの第２の出力ポートは波長モニタリング・システムのそれぞれの出力ポート６４ａおよび６４ｂに結合されている。
【００３５】
波長モニタリング・システム６０はＷＭＥのそれぞれのネットワーク管理インタフェース（図１の符号５０）に結合された管理プロセッサ７０を含む。管理プロセッサ７０はユーザ・パネル（図示せず）と管理ポートへのインタフェース７２および７５を有する。管理プロセッサ７０はＷＭＥからネットワーク内の他のプロセッサに測定データを送信する。これらの他のプロセッサは通常、構成、ステータス、および全ネットワークのパフォーマンスを保持するように設計されたネットワーク管理アプリケーションを実行している。
【００３６】
管理プロセッサはどの波長帯域または副帯域をモニタするかについての指示をネットワーク管理アプリケーションから受ける。管理プロセッサは次いでＷＭＥ内の制御装置にどの波長を測定するか指示する。ＷＭＥ制御装置は波長ルータ内の個々のアクチュエータの状態を制御する機能を実行する。次いでＷＭＥ制御装置は測定データを管理プロセッサ７０に送信し、管理プロセッサ７０は次いで測定データネットワーク管理アプリケーションに送信する。
【００３７】
波長ルータの実施形態
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは波長ルータ１５の可能な実施形態のそれぞれ上面図、側面図、および端面図である。符号が２７の出力ポート（１．．．Ｍ）は、一般に図３Ａの上面図に垂直に延びる線７７に沿って配置された状態で図１Ｃに示されている。図は縮尺が等しくない。図は一般にＮ個のスペクトル帯域とＭ個の出力ポートで示されているが、上記のように、ＷＭＥ１０の場合、Ｎ＝８０、Ｍ＝２である。
【００３８】
入力ポート２５から波長ルータ１５に進入する光は異なるスペクトル帯域を含む発散ビーム７８を形成する。ビーム７８はレンズ８０に入射し、レンズ８０は光を平行にして反射回折グリッド８５に向ける。グリッド８５は異なる波長の平行なビームがレンズ８０に向かって異なる角度で戻るように光を分散させる。２つのそのようなビームが明示的に示され、８６、８６’で示されている（後者は破線で描かれている）。これらの平行にされたビームは異なる角度でレンズに入射するので、横断方向の焦点面の線８７に沿った異なる点で合焦する。線８７は図３Ａの上面図の平面内で延びる。
【００３９】
合焦したビームは焦点面近くに位置する９０（１．．．Ｎ）で示される複数のレトロリフレクタのそれぞれの１つに当たる。ビームは発散ビームとしてレンズ８０に向けられる。各レトロリフレクタは線８７に垂直の方向に移動できる逆方向経路に沿って遮断したビームを送出する。より詳細に言えば、ビームは図３Ｂの側面図および図３Ｃの端面図の平面の線７７に一般に平行に延びるそれぞれの線９５（１．．．Ｎ）に沿って移動する。図３Ａ〜３Ｃに示す実施形態では、レトロリフレクタはルーフトップ・プリズムで、各ビームの移動はレトロリフレクタの位置をそれぞれの線９５（ｉ）に沿って移動することで実行される。
【００４０】
レトロリフレクタから戻るビームはレンズ８０によって平行にされ、今一度グリッド８５に向けられる。グリッド８５は、２回目に光が当たると、異なるビーム間の角分離を取り除き、平行にされたビームをレンズ８０に戻し、レンズ８０はビームを合焦する。ただし、各ビームはそれぞれのレトロリフレクタによって移動することがあるので、ビームは線７７に沿った可能であれば異なる点で合焦する。このように、レトロリフレクタの位置に応じて、各ビームは出力ポート２７（１．．．Ｍ）のいずれかに向けられる。
【００４１】
図３Ｄはマイクロミラーを使用する９０’に示された別のレトロリフレクタの動作を示す。一対のマイクロミラー・アレイ１０２、１０５がＶブロック１１０の傾斜面に載せられている。マイクロミラー・アレイ１０２内の単一のマイクロミラー１１２とマイクロミラー・アレイ１０５内の１列のマイクロミラー１１５（１．．．Ｍ）は単一のレトロリフレクタを構成する。マイクロミラー・アレイ１０２および１０５は好都合には光経路が逆転できるという理解から入力および出力マイクロミラー・アレイとも呼ばれる。図の左側は入射ビームをマイクロミラー１１５（１）に向けるように第１の向きにあるマイクロミラー１１２を示す。マイクロミラー１１５（１）はマイクロミラー１１２の第１の向きに対して９０°の向きであり、ビームを入射方向と逆の方向に向ける。図の右半分は入射ビームをマイクロミラー１１５（Ｍ）に向けるように第２の向きにあるマイクロミラー１１２を示す。したがって、マイクロミラー１１２は移動してビームの出力位置を選択し、一方、マイクロミラー１１５（１．．．Ｍ）は通常動作中固定されている。
【００４２】
マイクロミラー１１２と１列のマイクロミラー１１５（１．．．Ｍ）は複製して図の平面に垂直の方向に移動できる。マイクロミラー・アレイ１０２は一次元のみである必要があるが、さらに融通性を提供する別のマイクロミラーを提供することが好都合であろう。マイクロミラー・アレイは平面状であり、Ｖ溝は２つのマイクロミラー・アレイが９０°で向き合うように２面の角が約９０°である。この角度はさまざまな目的でかなりの量を変更できるが、９０°の角度はマイクロミラーの角移動が比較的小さく、入射ビームのルーティングが容易である。
【００４３】
結論
結論として、本発明は波長モニタリングの洗練され効果的な手法を提供する。モニタリング回路の単一チャネルを用いて多数のスペクトル帯域（波長チャネル）をモニタすることができる。これによってコストが低減され、消費電力が低下し、モジュール・サイズが小型化する。
【００４４】
以上、本発明の特定の実施形態について完全に説明したが、さまざまな変更、代替構成、および均等形態が可能である。例えば、適当なサイズの波長ルータを用いて任意の波長数に本発明をスケール・アップまたはダウンすることができることを理解されたい。さらに、多重化された波長セットから単一の波長に切り替える波長切り替え技術を波長モニタの代わりに使用できることを理解されたい。したがって、上記のように、また上で参照したＲｏｂｅｒｔ　Ｔ．Ｗｅｖｅｒｋａ他の米国出願第０９／４４２０６１号では詳細に記述しているように、特定の実施形態では上記構成の波長ルータを使用しているが、液晶スイッチなどの他の手法を用いて同じ機能を提供する波長ルータを構成することができる。例えば、Ｐａｔｅｌ他に譲渡された米国特許第５４１４５４０号、Ｗｕ他に譲渡された米国特許第５９１２７４８号を参照されたい。
【００４５】
したがって、上の説明は請求項に規定する本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
代表的な波長モニタリング要素（ＷＭＥ）を示すブロック図である。
【図２】
多数のＷＭＥを具体化する波長モニタリング・システムを示すブロック図である。
【図３】
ＷＭＥへの組み込みに適した波長ルータの代表的な実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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