(57)【要約】【課題】偏波スクランブラの動作状態を簡易に検出（監視）できるようにする。【解決手段】偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を通過する偏波通過デバイス１４と、偏波通過デバイス１４を通過した光の受光強度に応じた電気信号を生成する光電変換器１５と、電気信号から、偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する検出部１６と、をそなえ、検出部１６は、電気信号に含まれる周波数成分のうち、所定帯域の成分の信号を通過する波長フィルタ１６１と、信号から、偏波制御部が偏波スクランブラに与えている変調周波数信号と同じ周波数成分の信号を検出することにより、波長フィルタからの出力から変調成分を検出する増幅回路１６３と、をそなえる。【選択図】図５
2013055679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光の偏波状態を偏波制御部から与えられる偏波制御信号に従ってスクランブルする偏波スクランブラの監視装置であって、
前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を通過する偏波通過デバイスと、
前記偏波通過デバイスを通過した光の受光強度に応じた電気信号を生成する光電変換器と、
前記電気信号から、前記偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する検出部と、
をそなえ、
前記検出部は、前記電気信号に含まれる周波数成分のうち、所定帯域の成分の信号を通過する波長フィルタと、前記信号から、前記偏波制御信号の変調周波数信号と同じ周波数成分の信号を検出することにより、前記波長フィルタからの出力から前記変調成分を検出する増幅回路と、
をそなえたことを特徴とする、偏波スクランブラの監視装置。
【請求項２】
前記検出部による検出結果が所定の閾値以下である場合に、前記偏波スクランブラが正常に動作していないと判断する判定部をさらにそなえた、ことを特徴とする、請求項１記載の偏波スクランブラの監視装置。
【請求項３】
前記入力光は、複数波長の光が波長多重された波長多重光であり、
前記監視装置は、
前記偏波スクランブラの出力光のうち前記複数波長のいずれかの光を通過して前記偏波通過デバイスへ入力する波長フィルタをさらにそなえた、ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の偏波スクランブラの監視装置。
【請求項４】
前記波長フィルタは、通過波長が可変のフィルタであり、
前記監視装置は、
前記検出部による検出結果が所定の閾値以下である場合に、前記通過波長を変更する波長フィルタ制御部をさらにそなえた、ことを特徴とする、請求項３記載の偏波スクランブラの監視装置。
【請求項５】
前記入力光の波長とは異なる監視波長の光を発生する光源と、
前記光源が発生した光を前記入力光に波長多重する波長多重部と、
前記偏波スクランブラの出力光のうち前記監視波長の光を通過して前記偏波通過デバイスへ入力する波長フィルタと、をそなえたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の偏波スクランブラの監視装置。
【請求項６】
入力光の偏波状態をスクランブルする偏波スクランブラと、
前記偏波スクランブラに偏波制御信号を与えて前記スクランブルを制御する偏波制御部と、
前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を通過する偏波通過デバイスと、
前記偏波通過デバイスを通過した光の受光強度に応じた電気信号を生成する光電変換器と、
前記電気信号から、前記偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する検出部と、
をそなえ、
前記検出部は、前記電気信号に含まれる周波数成分のうち、所定帯域の成分の信号を通過する波長フィルタと、前記信号から、前記偏波制御信号の変調周波数信号と同じ周波数成分の信号を検出することにより、前記波長フィルタからの出力から前記変調成分を検出する増幅回路と、
をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。
【請求項７】
入力光の偏波状態を偏波制御部から与えられる偏波制御信号に従ってスクランブルする偏波スクランブラの監視方法であって、
前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を偏波通過デバイスにより通過させ、
前記偏波通過デバイスを通過した光の受光強度に応じた電気信号を生成し、
前記電気信号に含まれる周波数成分のうち、所定帯域の成分の信号を波長フィルタにより通過させ、
前記信号から、前記偏波制御信号の変調周波数信号と同じ周波数成分の信号を検出することにより、前記波長フィルタからの出力から前記変調成分を検出する、
ことを特徴とする、偏波スクランブラの監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、偏波スクランブラの監視装置及び方法並びに光伝送装置に関する。本件は、偏波スクランブラを備えた光伝送装置に用いられる場合がある。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信量の増大に対応すべく伝送量を増設する手段として、既存の海底ケーブルシステム等の光伝送システムの波長増設（アップグレード）を行なう場合がある。例えば、１波長の光伝送システム、あるいは、帯域の狭いwavelength division multiplexing（ＷＤＭ、波長分割多重）システムにおいて、波長数を増やす場合、所定の信号帯域における波長間隔（グリッド）を狭く設定して波長を高密度で多重することがある。また、より特性の良いエラー訂正方式や符号化方式が要求されることもある。
【０００３】
光伝送路を信号光がoptical signal to noise ratio（ＯＳＮＲ）の悪い状態で伝送さ
れると、信号光の偏波による影響が大きく、信号光の偏波が変化すると光アンプの利得の偏波依存性、伝送ロスの偏波依存性、偏波ホールバーニング等に起因して、信号光レベルの変動、特性劣化が生じる場合がある。このような偏波依存性による信号品質劣化等の影響を低減するために、信号光の偏波状態をランダム化する偏波スクランブラが用いられることがある。
【特許文献１】特開２００３−６０５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本件の目的の一つは、偏波スクランブラの動作状態を簡易に検出（監視）できるようにすることにある。
【０００５】
なお、前記目的に限らず、後述する実施形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的の一つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、以下の手段を用いる。
（１）入力光の偏波状態を偏波制御部から与えられる偏波制御信号に従ってスクランブルする偏波スクランブラの監視装置であって、前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を通過する偏波通過デバイスと、前記偏波通過デバイスを通過した光の受光強度に応じた電気信号を生成する光電変換器と、前記電気信号から、前記偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する検出部と、をそなえ、前記検出部は、前記電気信号に含まれる周波数成分のうち、所定帯域の成分の信号を通過する波長フィルタと、前記信号から、前記偏波制御信号の変調周波数信号と同じ周波数成分の信号を検出することにより、前記波長フィルタからの出力から前記変調成分を検出する増幅回路と、をそなえたことを特徴とする、偏波スクランブラの監視装置を用いることができる。
【０００７】
（２）入力光の偏波状態をスクランブルする偏波スクランブラと、前記偏波スクランブラに偏波制御信号を与えて前記スクランブルを制御する偏波制御部と、前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を通過する偏波通過デバイスと、前記偏波通過デバイスを通過した光の受光強度に応じた電気信号を生成する光電変換器と、前記電気信号から、前記偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する検出部と、をそなえ、前記検出部は、前記電気信号に含まれる周波数成分のうち、所定帯域の成分の信号を通過する波長フィルタと、前記信号から、前記偏波制御信号の変調周波数信号と同じ周波数成分の信号を検出することにより、前記波長フィルタからの出力から前記変調成分を検出する増幅回路と、をそなえたことを特徴とする、光伝送装置を用いることができる。
【０００８】
（３）入力光の偏波状態を偏波制御部から与えられる偏波制御信号に従ってスクランブルする偏波スクランブラの監視方法であって、前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を偏波通過デバイスにより通過させ、前記偏波通過デバイスを通過した光の受光強度に応じた電気信号を生成し、前記電気信号に含まれる周波数成分のうち、所定帯域の成分の信号を波長フィルタにより通過させ、前記信号から、前記偏波制御信号の変調周波数信号と同じ周波数成分の信号を検出することにより、前記波長フィルタからの出力から前記変調成分を検出する、ことを特徴とする、偏波スクランブラの監視方法を用いることができる。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、偏波スクランブラの動作状態を簡易に検出（監視）することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して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。即ち、本実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施形態を組み合わせる等）して実施することができる。
【００１１】
〔１〕第１実施形態
ＷＤＭ光伝送装置において、送信信号光の偏波をスクランブルする場合、例えば、図１に示すように、波長多重部４０にて波長多重される前の波長毎に偏波スクランブラ１１によって偏波スクランブルを施す方法や、図２に示すように、波長多重部４０にて波長多重された後のＷＤＭ信号について共通の偏波スクランブラ１１で偏波スクランブルを一括して施す方法がある。なお、図１及び図２において、５０はＷＤＭ信号を一括増幅するＥＤＦＡ等の光アンプを示す。
【００１２】
図１に示すＷＤＭ光伝送装置において、１波長分の偏波スクランブラ１１の監視を行なう構成例を図３に示す。この図３に示すＷＤＭ光伝送装置は、例示的に、偏波スクランブラ１１と、制御回路（偏波コントローラ）１２と、光カプラ（分岐カプラ）１３と、偏光子１４と、受光器の一例としてのフォトダイオード（ＰＤ）１５と、変調成分検出部１６と、アラーム処理部（判定部）２９と、をそなえる。光カプラ１３、偏光子１４、ＰＤ１５、変調成分検出部１６及びアラーム処理部２９が、偏波スクランブラ１１の監視装置の一例として用いられる。
【００１３】
偏波スクランブラ（偏波変調部）１１は、入力光の偏波（偏光）をスクランブル（変調あるいはランダム化）する。偏波スクランブラ１１には、例示的に、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）結晶等の電気光学効果を利用するものや、ロスが発生しないレベルで光ファイバに圧力，振動，温度，磁界などの外力を加えることで生じる複屈折率変化を利用するもの等を適用することができる。
【００１４】
ここで、光の偏光状態は、ストークスパラメータＳ０（偏光強度），Ｓ１（水平直線偏光成分の強度），Ｓ２（４５度直線偏光成分の強度），Ｓ３（右回り円偏光成分の強度）により表すことができる。例えば、degree of polarization（ＤＯＰ）は、前記ストークスパラメータＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を用いて、下記式（１）で定義することができる。
【数１】
2013055679.tif 000003
完全偏光、即ち、degree of polarization（ＤＯＰ、偏光度）＝１では、（Ｓ０）１／２＝（Ｓ１）１／２＋（Ｓ２）１／２＋（Ｓ３）１／２が成立する。
【００１５】
したがって、偏光状態を表すストークスパラメータＳ１，Ｓ２，Ｓ３は、強度Ｓ０を半径とする球面上の一点に位置することになる。偏光状態に着目する場合には、単位強度（Ｓ０＝１）の光について考えれば、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をそれぞれ直交座標系の３軸とする単位球面上の位置によって偏光状態を表すことができる。このような球を「ポアンカレ球」と呼ぶ。
【００１６】
制御回路１２は、例えば、このポアンカレ球上に表される偏光状態が偏らない状態となるようにポアンカレ球を一定周期で１回転させることに相当する制御（偏波制御信号）を、偏波スクランブラ１１に与えることで、ＤＯＰを０％（無偏光状態）に近づけることができる。
【００１７】
例えば、光信号の偏波状態が光アンプ５０の動作速度（応答周波数）よりも十分に速い速度（周波数）で変化するように前記制御を行なうことで、ＤＯＰを０％（無偏光状態）に近づけることができる。したがって、光アンプ５０の利得の偏波依存性、光伝送路における伝送ロスの偏波依存性、偏波ホールバーニング等による信号品質劣化を低減することが可能となる。なお、本例において、制御回路１２の前記偏波制御信号の周波数（変調周波数）は、数百ｋＨｚ、例えば、１００ｋＨｚと仮定する。
【００１８】
分岐カプラ１３は、偏波スクランブラ１１によって偏波スクランブルされた光の一部を分岐して偏光子１４に入力する。残りの光は、光伝送路へ送信される。
【００１９】
偏光子（偏波通過デバイス）１４は、分岐カプラ１３から入力された光のうち、特定の方向の偏波の光を通過する。したがって、入力光の偏波が適切にスクランブルされていない場合は、偏波が偏光子の偏波面と一致する光が直流（ＤＣ）的に偏光子１４を通過し、それ以外の偏波の光は偏光子１４を通過しないことになる。なお、偏光子１４は、特定の方向の偏波の光を通過する偏波通過デバイスの一例であり、これに限定されない（以下、同様）。
【００２０】
一方、入力光の偏波が適切にスクランブルされている場合には、前記入力光には任意の偏光状態の光が平均的に含まれるから、偏波スクランブラ１１による偏波の変化に応じて特定の偏波状態にある光が偏光子１４を周期的に通過する。つまり、偏波スクランブラ１１が適切に動作している場合、偏光子１４からは、制御回路１２が偏波スクランブラ１１に与えている偏波制御信号（変調周波数：例えば、６００ｋＨｚ）に応じた周波数成分（変調成分）をもつ光、換言すれば、変調のかかった光が出力されることになる。
【００２１】
したがって、偏光子１４の出力光を監視することで、偏波スクランブラ１１が適切に動作しているか否かを判断することができる。例えば、偏波スクランブラ１１が適切に動作している場合に観測（検出）される変調成分を基準として、その基準に対して所定の許容範囲内にある変調成分が検出されれば、偏波スクランブラ１１が適切に動作していると判断することができる。
【００２２】
一方、前記許容範囲外の変調成分が検出されるか、変調成分自体が検出されなければ、偏波スクランブラ１１が適切に動作していない（異常発生や性能劣化）と判断することができる。偏波スクランブラ１１が適切に動作していないと判断した場合には、アラーム処理部２９において、アラームを発生したり、ログの記録を行なったりすることができる。
【００２３】
そこで、本例においては、偏光子１４の出力光の監視をＰＤ１５及び変調成分検出部１６を用いて行なう。すなわち、ＰＤ１５は、偏光子１４を通過した光の受光強度に応じた電気信号を偏波スクランブラ１１の出力光のモニタ値として生成し、変調成分検出部１６は、このＰＤ１５で得られたモニタ値から前記変調成分を検出する。
【００２４】
変調成分検出部１６の構成例を図４に示す。この図４に示す変調成分検出部１６は、例示的に、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６１と、積分回路１６２と、をそなえる。
【００２５】
ＢＰＦ１６１は、ＰＤ１５にて偏光子１４の出力光パワーに応じて得られた電気信号に含まれる周波数成分のうち、前記変調周波数を中心とする所定帯域の信号成分を通過する。
【００２６】
積分回路１６２は、ＢＰＦ１６１を通過した信号を積分（平均化）する。これにより、一定の直流（ＤＣ）電圧が前記変調成分の検出電圧（平均値）として得られる。
【００２７】
なお、前記変調成分の検出精度を高めるために、変調成分検出部１６は、図５に例示する構成としてもよい。この図５に示す変調成分検出部１６は、例示的に、ＢＰＦ１６１と、掛算器１６４及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６５を有するロックインアンプ１６３と、をそなえる。
【００２８】
ＢＰＦ１６１は、図４に示したものと同様に、ＰＤ１５にて偏光子１４の出力光パワーに応じて得られた電気信号に含まれるに含まれる周波数成分のうち、前記変調周波数を中心とする所定帯域の信号成分を通過する。
【００２９】
ロックインアンプ１６３は、測定対象の入力信号から、参照信号と同じ周波数成分の信号を検出する。そこで、前記入力信号をＢＰＦ１６１の通過信号とし、かつ、前記参照信号を制御回路１２が偏波スクランブラ１１に与えている前記変調周波数（例えば図示を省略したローカル発振器の発振周波数）の信号とする（例えば図３中の点線矢印参照）。これにより、ＢＰＦ１６１の出力から前記変調成分を検出することができる。
【００３０】
より詳細には、乗算器１６４は、ＢＰＦ１６１の出力信号と前記変調周波数の信号とを掛け算することにより、ＢＰＦ１６１の出力信号のうち、参照信号である前記変調周波数と等しい成分を直流信号に変換する。このとき、他の周波数成分は交流信号に変換される。
【００３１】
ＬＰＦ１６５は、掛算器１６４の出力信号のうち、前記変調周波数を含む低周波信号（直流信号）を通過する。したがって、前記掛算器１６４で直流信号に変換された前記変調成分のみがＬＰＦ１６５を通過でき、交流信号に変換された他の周波数成分はＬＰＦ１６５にて除去される。結果として、ＬＰＦ１６５の出力には、一定の直流（ＤＣ）電圧が前記変調成分の検出電圧（平均値）として得られる。
【００３２】
ロックインアンプ１６３は、ＬＰＦ１６５のカットオフ周波数が多少ずれたとしても、直流信号さえ通過できれば測定結果に大きな影響を与えない。また、ＢＰＦと比べて狭帯域ＬＰＦは実現が容易である。したがって、本例のようにロックインアンプ１６３を用いることで、前記変調成分の検出精度を容易に高めることが可能となる。
【００３３】
なお、ロックインアンプ１６３には、掛算器１６４に代えて、スイッチ素子による同期検波回路（phase sensitive detector：ＰＳＤ）を用いることもできる。
【００３４】
アラーム処理部２９は、例えば図６に示すように、比較器（コンパレータ）２９１をそなえる。このコンパレータ２９１は、変調成分検出部１６による検出結果（一定のＤＣ電圧）と、所定のアラーム閾値電圧とを比較する。その比較の結果、前記検出結果が前記アラーム閾値電圧以下となった場合、偏波スクランブラ１１が適切に動作していないと判断し、コンパレータ２９１は、例えば、アラーム信号を出力する。このアラーム信号は、例えば、光伝送装置のオペレータに通知することができる。また、アラーム発生のログを記録しておくこともできる。
【００３５】
偏波スクランブラ１１の性能が劣化して偏波を十分に変化（スクランブル）させることができなくなった場合、偏波状態によっては信号品質の劣化が急激に起こってしまう場合もあれば、すぐには信号品質の劣化につながらない場合もある。そのため、光信号のエラーの状況等から偏波スクランブラ１１の性能劣化を検出することは容易ではない。したがって、信号品質の劣化の原因が偏波スクランブラ１１にあるのか、他の機器の異常にあるのかを切り分けることが難しい。
【００３６】
しかし、本例によれば、簡易な構成で、偏波スクランブラ１１が適切に動作しているか否かを検出することが可能であるから、偏波スクランブラ１１の特性（性能劣化等）を容易に監視することが可能であり、信号品質劣化の原因の切り分けも容易に可能となる。また、偏波状態をモニタするための高額な測定装置も不要である。
【００３７】
〔２〕第２実施形態
図７は、第２実施形態に係るＷＤＭ光伝送装置の一例を示すブロック図である。この図７は、図２に例示したＷＤＭ光を一括して偏波スクランブルする偏波スクランブラ１１の監視を行なう構成を例示している。
【００３８】
この図７に示すＷＤＭ光伝送装置は、例示的に、図３〜図６に示した構成に比して、偏波スクランブラ１１への入力光がＷＤＭ光である点と、分岐カプラ１３と偏光子１４との間に光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１７が設けられている点とが異なる。なお、図７において、既述の符号と同一符号を付して示す要素は、特に断らない限り、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。本例において、光カプラ１３、ＢＰＦ１７、偏光子１４、ＰＤ１５、変調成分検出部１６及びアラーム処理部２９が、偏波スクランブラ１１の監視装置の一例として用いられる。
【００３９】
偏波スクランブラ１１は、図２に示した波長多重部４０からのＷＤＭ信号を入力として受け、制御回路１２からの制御の下、当該ＷＤＭ信号に対して一括して偏波スクランブルをかける。
【００４０】
ＢＰＦ１７は、分岐カプラ１３で分岐された、偏波スクランブラ１１の出力（ＷＤＭ信号）のうち、いずれかの波長（チャンネル）の光信号を通過させる。このＢＰＦ１７の通過波長は、固定でもよいし可変でもよい。
【００４１】
これにより、偏波スクランブラ１１から出力されるＷＤＭ信号に含まれる波長のいずれかについて、第１実施形態と同様にして、制御回路１２が偏波スクランブラ１１に与えている変調周波数に応じた変調成分の有無を偏光子１４、ＰＤ１５及び変調成分検出部１６により検出することが可能となる。
【００４２】
したがって、偏波状態をモニタする高額な測定装置でも監視が困難なＷＤＭ光についての偏波スクランブルの状態を、本例によれば、容易に監視することが可能となる。
【００４３】
〔３〕第３実施形態
図８は、第３実施形態に係るＷＤＭ光伝送装置の一例を示すブロック図である。この図８も、図２に例示したＷＤＭ光を一括して偏波スクランブルする偏波スクランブラ１１の監視を行なう構成を例示している。
【００４４】
この図８に示すＷＤＭ光伝送装置は、例示的に、図３〜図６に示した構成に比して、偏波スクランブラ１１への入力光がＷＤＭ信号であり、かつ、分岐カプラ１３と偏光子１４との間にトラッキングフィルタ１８及び光カプラ（分岐カプラ）１９が設けられるとともに、受光器（ＰＤ）２０及びトラッキングフィルタ制御部２１が設けられている点が異なる。
【００４５】
なお、図８において、既述の符号と同一符号を付して示す要素は、特に断らない限り、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。本例において、光カプラ１３、トラッキングフィルタ１８、光カプラ１９、ＰＤ２０、トラッキングフィルタ制御部２１、偏光子１４、ＰＤ１５、変調成分検出部１６及びアラーム処理部２９が、偏波スクランブラ１１の監視装置の一例として用いられる。
【００４６】
偏波スクランブラ１１は、図２に示した波長多重部４０からのＷＤＭ信号を入力として受け、制御回路１２からの制御の下、当該ＷＤＭ信号に対して一括して偏波スクランブルをかける。
【００４７】
また、トラッキングフィルタ１８は、波長可変フィルタであり、トラッキングフィルタ制御部２１からの設定（制御）によって、通過波長（監視波長）を前記ＷＤＭ信号に含まれる波長（チャンネル）のいずれかに設定することができる。
【００４８】
分岐カプラ１９は、トラッキングフィルタ１８を通過した光信号を２分岐して、一方をＰＤ２０へ、他方を偏光子１４へ出力する。
【００４９】
ＰＤ２０は、分岐カプラ１９から入力された光信号の受光強度に応じた電気信号を生成して、トラッキングフィルタ制御部２１へ出力する。
【００５０】
トラッキングフィルタ制御部（波長フィルタ制御部）２１は、トラッキングフィルタ１８の通過波長（監視波長）を制御する。例えば、ＰＤ２０で生成された電気信号レベルが例えば所定の閾値未満である場合、トラッキングフィルタ制御部２１は、トラッキングフィルタ１８を通過する波長の光が変調成分検出部１６にて既述の変調成分を検出するのに十分な光強度をもたないと判断して、トラッキングフィルタ１８の通過波長を他の波長に設定する。
【００５１】
これにより、本例のＷＤＭ光伝送装置においては、ＷＤＭ信号に含まれる一部の波長の光信号に障害が発生するなどして、前記変調成分の検出に十分な受光強度が得られない場合には、検出（監視）対象のチャンネル（監視チャンネル）を適応的に他のチャンネルに切り替えることができる。
【００５２】
したがって、ＷＤＭ信号の一部のチャンネルの光が欠落した状態や十分な光強度をもたない状態でも、確実に、偏波スクランブラ１１の特性を監視することができる。
【００５３】
なお、トラッキングフィルタ制御部２１は、トラッキングフィルタ１８の通過波長、つまり監視チャンネルを任意のタイミングで変更することも可能である。例えば、ポーリング等の所定のルールに従って周期的にトラッキングフィルタ１８の通過波長（監視チャンネル）を変更することも可能である。
【００５４】
〔４〕第４実施形態
図９は、第４実施形態に係るＷＤＭ光伝送装置の一例を示すブロック図である。この図９も、図２に例示したＷＤＭ光を一括して偏波スクランブルする偏波スクランブラ１１の監視を行なう構成を例示している。
【００５５】
この図９に示すＷＤＭ光伝送装置は、例示的に、図３〜図６に示した構成に比して、偏波スクランブラ１１の入力側に、波長λｓの光を出力する光源２２と光カプラ（合波カプラ）２３とが設けられるとともに、分岐カプラ１３と偏光子１４との間にバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１７が設けられている点が異なる。
【００５６】
なお、図９において、既述の符号と同一符号を付して示す要素は、特に断らない限り、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。本例において、光源２２、光カプラ２３、光カプラ１３、ＢＰＦ１７、偏光子１４、ＰＤ１５、変調成分検出部１６及びアラーム処理部２９が、偏波スクランブラ１１の監視装置の一例として用いられる。
【００５７】
光源２２は、例えば、偏波スクランブラ１１に入力されるＷＤＭ信号に含まれる波長（チャンネル）以外の波長（λｓ）の光を発生する。光源２２には、レーザダイオード等の発光素子を用いることができる。この光源２２が発生する光は、信号光を生成するのに用いる光源の発光量よりも少ない発光量でよい。そのため、光源２２は、信号光用の光源よりも寿命が長くできる等の信頼度を向上することができる。
【００５８】
合波カプラ２３は、送信信号光であるＷＤＭ信号と光源２２からの直流光とを合波して偏波スクランブラ１１に入力する。
【００５９】
偏波スクランブラ１１は、制御回路１２からの制御の下、合波カプラ２３から入力されたＷＤＭ光に対して一括して偏波スクランブルをかける。
【００６０】
偏波スクランブルされたＷＤＭ光は、分岐カプラ１３にて２分岐されて、一方はＢＰＦ１７へ、他方は光伝送路へ送信される。
【００６１】
ＢＰＦ１７は、光源２２の発光波長λｓの光を通過させる通過帯域特性を有し、分岐カプラ１３から入力されるＷＤＭ光のうち、前記波長λｓの光を監視チャンネルの光として通過させる。
【００６２】
ＢＰＦ１７を通過した光は、偏光子１４に入力される。これにより、偏光子１４、ＰＤ１５及び変調成分検出部１６によって、監視チャンネルの波長λｓの光に制御回路２２による制御（変調周波数）に応じた変調成分が含まれるか否かを検出することが可能となる。
【００６３】
このように、本例によれば、信頼度の高い波長（監視チャンネル）λｓの光をＷＤＭ光に波長多重して偏波スクランブラ１１に入力し、その出力光のうち波長λｓの光が制御回路２２による制御に応じて変調されているか否かを検出することで、偏波スクランブラ１１の特性を監視することができる。したがって、既述の実施形態よりも、長期間安定して偏波スクランブラ１１の特性監視を行なうことができる。
【００６４】
また、ＷＤＭ光の一部の波長（チャンネル）の信号光が欠落することがあるような場合であっても、ＷＤＭ光のチャンネルとは個別の監視チャンネルを変更する必要がないので、波長増減設が行なわれる度に、監視チャンネルを設定し直すなどの面倒を回避することができる。
【００６５】
〔５〕第５実施形態
図１０は、第５実施形態に係るＷＤＭ光伝送装置の一例を示すブロック図である。この図１０も、図２に例示したＷＤＭ光を一括して偏波スクランブルする偏波スクランブラ１１の監視を行なう構成を例示している。
【００６６】
この図１０に示すＷＤＭ光伝送装置は、例示的に、図３〜図６に示した構成に比して、偏波スクランブラ１１への入力光がＷＤＭ信号であり、かつ、分岐カプラ１３と偏光子１４との間にフィルタ２４と光カプラ（分岐カプラ）２５とが設けられるとともに、受光器（ＰＤ）２６及びＡＣ／ＤＣ比較部２７が設けられている点が異なる。
【００６７】
なお、図１０においても、既述の符号と同一符号を付して示す要素は、特に断らない限り、既述の要素と同一若しくは同様の要素である。本例において、光カプラ１３、フィルタ２４、光カプラ２５、ＰＤ２６、偏光子１４、ＰＤ１５、変調成分検出部１６、ＡＣ／ＤＣ比較部２７及びアラーム処理部２９が、偏波スクランブラ１１の監視装置の一例として用いられる。
【００６８】
偏波スクランブラ１１は、制御回路１２からの制御の下、入力されたＷＤＭ光に対して一括して偏波スクランブルをかける。
【００６９】
偏波スクランブルされたＷＤＭ光は、分岐カプラ１３にて２分岐されて、一方はフィルタ２４へ、他方は光伝送路へ送信される。
【００７０】
フィルタ２４は、前記ＷＤＭ光に含まれる波長のいずれかの光を通過させる通過波長特性を有し、例えば、通過波長が固定又は可変のＢＰＦである。
【００７１】
分岐カプラ２５は、フィルタ２４を通過した光を２分岐して、一方を偏光子１４へ、他方をＰＤ２６へ出力する。
【００７２】
ＰＤ２６は、分岐カプラ２５からの分岐光、つまり偏光子１４を通過する前のフィルタ２４を通過した光の強度（ＤＣ成分）に応じた電気信号をモニタ値として生成する。当該モニタ値は、ＡＣ／ＤＣ比較部２７に入力される。
【００７３】
一方、偏光子１４、ＰＤ１５及び変調成分検出部１６は、フィルタ２４を通過した光に関して、前記変調成分の有無を検出する。その検出結果（偏光子１４を通過した後の変調成分（ＡＣ成分））は、ＡＣ／ＤＣ比較部２７に入力される。
【００７４】
ＡＣ／ＤＣ比較部２７は、ＰＤ２６からの前記ＤＣ成分と変調成分検出部１６からのＡＣ成分とを比較して偏波スクランブラ１１の変調度を検出し、その検出情報を偏波スクランブラ１１にフィードバックする。
【００７５】
通常、偏波スクランブラ１１のＤＯＰは、ＬＮ変調器を利用するタイプのものでも、光ファイバに圧力をかけるタイプのものでも、偏波スクランブラ１１に印加する電圧によって変化する。
【００７６】
そこで、前記ＡＣ成分とＤＣ成分との比率（ＡＣ／ＤＣ）が一定になるように偏波スクランブラ１１の制御回路１２にフィードバックをかけることで、ＤＯＰを一定にする安定した制御を実現することができる。
【００７７】
つまり、本例のＡＣ／ＤＣ比較部２７は、偏波スクランブラ１１の出力光の直流成分と、交流成分である前記変調成分との比率が一定となるように、制御回路１２が偏波スクランブラ１１に与えている制御信号を調整する調整部の一例として用いられる。
【００７８】
〔６〕第６実施形態
図１１は、第６実施形態に係るＷＤＭ光伝送装置の一例を示すブロック図である。この図１１は、図１に例示した１波長分の偏波コントローラの監視を行なう構成を例示している。
【００７９】
この図１１に示すＷＤＭ光伝送装置は、例示的に、直列に接続された偏波スクランブラ１１Ａ及び１１Ｂと、これらの偏波スクランブラ１１Ａ，１１Ｂ毎の制御回路１２Ａ，１２Ｂと、光カプラ（分岐カプラ）１３と、偏光子１４と、受光器（ＰＤ）１５と、変調成分検出部１６と、ＯＮ／ＯＦＦ切替制御部２８と、をそなえる。本例において、光カプラ１３、偏光子１４、ＰＤ１５、変調成分検出部１６、ＯＮ／ＯＦＦ切替制御部２８及びアラーム処理部２９が、偏波スクランブラ１１の監視装置の一例として用いられる。
【００８０】
偏波スクランブラ１１Ａ，１１Ｂ（以下、区別しない場合は、偏波スクランブラ１１と表記する）は、それぞれ、既述の偏波スクランブラ１１と同一若しくは同様のものであり、対応する制御回路１２Ａ，１２Ｂの制御の下、入力光の偏波をスクランブルする。なお、偏波スクランブラ１１Ａ及び偏波スクランブラ１１Ｂには、それぞれ、同じタイプ（ＬＮタイプ又は圧力タイプ等）のものを適用してもよいし、異なるタイプのものを適用してもよい。
【００８１】
制御回路（偏波コントローラ）１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ、既述の制御回路１２と同一若しくは同様のものであり、例えば、既述のポアンカレ球上に表される偏光状態が偏らない状態となるようにポアンカレ球を一定周期で１回転させることに相当する制御を、対応する偏波スクランブラ１１Ａ，１１Ｂにかけることで、入力光のＤＯＰを０％（無偏光状態）に近づけることができる。
【００８２】
本例においても、制御回路１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ、例えば、光信号の偏波状態が光アンプ５０の動作速度（応答周波数）よりも十分に速い速度（周波数）で変化するように前記制御を行なうことで、ＤＯＰを０％（平均的な偏波状態）に近づけることができる。その際の前記周波数も、既述の実施形態と同様に、数百ｋＨｚ、例えば、１００ｋＨｚとすることができる。
【００８３】
なお、制御回路１２Ａ，１２Ｂは、各偏波スクランブラ１１Ａ，１１Ｂに共通の制御回路としてもよい。
【００８４】
ＯＮ／ＯＦＦ切替制御部２８は、変調成分検出部１６の検出結果に基づいて、制御回路１２Ａ及び１２Ｂのいずれか一方を動作（ＯＮ）状態とし、他方を非動作（ＯＦＦ）状態とする制御を行なう。
【００８５】
例えば、制御回路１２ＡがＯＮ状態であり、かつ、制御回路１２ＢがＯＦＦ状態であるときに、変調成分検出部１６にて、適正な前記変調成分が検出されない（前記検出部による検出結果が所定の閾値以下である）とする。この場合、ＯＮ／ＯＦＦ切替制御部２８は、制御回路１２ＡをＯＦＦ状態とし、かつ、制御回路１２ＢをＯＮ状態として、動作させる偏波スクランブラを異なる偏波スクランブラ１１Ｂに切り替える。
【００８６】
なお、偏光子１４、ＰＤ１５及び変調成分検出部１６による変調成分の検出動作は、既述の実施形態で説明した検出動作と同じである。
【００８７】
一般に、偏波スクランブラ１１Ａ，１１Ｂのスクランブル機能は、光ファイバ等のパッシブ部品を用いて実現されているため、直列に接続された偏波スクランブラ１１Ａ，１１Ｂの一方に障害や性能劣化が生じても、信号光が断状態になることはない。
【００８８】
したがって、上述のように複数の偏波スクランブラ１１を直列に接続して冗長化しておき、変調成分検出部１６にて適正な前記変調成分が検出されない場合に、ＯＮ状態の偏波スクランブラ１１をＯＦＦ状態に制御し、かつ、それ以外のＯＦＦ状態の偏波スクランブラ１１のいずれかをＯＮ状態に制御することで、ＷＤＭ光伝送装置の運用を停止することなく、適切に動作する偏波スクランブラ１１への切り替えを行なうことが可能となる。
【００８９】
以上の項目〔１〕〜〔６〕で述べた実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９０】
〔７〕付記
（付記１）
入力光の偏波状態を偏波制御信号に従ってスクランブルする偏波スクランブラの監視装置であって、
前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を通過する偏波通過デバイスと、
前記偏波通過デバイスを通過した光から、前記偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する検出部と、
をそなえたことを特徴とする、偏波スクランブラの監視装置。
【００９１】
（付記２）
前記検出部による検出結果が所定の閾値以下である場合に、前記偏波スクランブラが正常に動作していないと判断する判定部をさらにそなえた、ことを特徴とする、付記１記載の偏波スクランブラの監視装置。
【００９２】
（付記３）
前記入力光は、複数波長の光が波長多重された波長多重光であり、
前記監視装置は、
前記偏波スクランブラの出力光のうち前記複数波長のいずれかの光を通過して前記偏波通過デバイスへ入力する波長フィルタをさらにそなえた、ことを特徴とする、付記１又は２に記載の偏波スクランブラの監視装置。
【００９３】
（付記４）
前記波長フィルタは、通過波長が可変のフィルタであり、
前記監視装置は、
前記検出部による検出結果が所定の閾値以下である場合に、前記通過波長を変更する波長フィルタ制御部をさらにそなえた、ことを特徴とする、付記３記載の偏波スクランブラの監視装置。
【００９４】
（付記５）
前記入力光の波長とは異なる監視波長の光を発生する光源と、
前記光源が発生した光を前記入力光に波長多重する波長多重部と、
前記偏波スクランブラの出力光のうち前記監視波長の光を通過して前記偏波通過デバイスへ入力する波長フィルタと、をそなえたことを特徴とする、付記１又は２に記載の偏波スクランブラの監視装置。
【００９５】
（付記６）
前記偏波スクランブラの出力光の直流成分と、交流成分である前記変調成分との比率が一定となるように前記偏波制御信号を調整する調整部をさらにそなえたことを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の偏波スクランブラの監視装置。
【００９６】
（付記７）
複数の前記偏波スクランブラが直列に接続されるとともに、
前記監視装置は、
前記検出部による検出結果が所定の閾値以下である場合に、動作させる偏波スクランブラを異なる偏波スクランブラに切り替える切替制御部をそなえたことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の偏波スクランブラの監視装置。
【００９７】
（付記８）
前記偏波通過デバイスは、偏光子である、ことを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の偏波スクランブラの監視装置。
【００９８】
（付記９）
入力光の偏波状態をスクランブルする偏波スクランブラと、
前記偏波スクランブラに偏波制御信号を与えて前記スクランブルを制御する偏波制御部と、
前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を通過する偏波通過デバイスと、
前記偏波通過デバイスを通過した光から、前記偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する検出部と、
をそなえたことを特徴とする、光伝送装置。
【００９９】
（付記１０）
入力光の偏波状態を偏波制御信号に従ってスクランブルする偏波スクランブラの監視方法であって、
前記偏波スクランブラの出力光のうち特定の偏波の光を偏波通過デバイスにより通過させ、
前記偏波通過デバイスを通過した光から、前記偏波制御信号の周波数に応じた変調成分を検出する、
ことを特徴とする、偏波スクランブラの監視方法。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】ＷＤＭ光伝送装置の送信系の構成例を示すブロック図である。
【図２】ＷＤＭ光伝送装置の送信系の他の構成例を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係る偏波スクランブラの監視装置の一例を示すブロック図である。
【図４】図３に例示する変調成分検出部の構成例を示すブロック図である。
【図５】図３に例示する変調成分検出部の他の構成例を示すブロック図である。
【図６】図３に例示するアラーム処理部の構成例を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る偏波スクランブラの監視装置の一例を示すブロック図である。
【図８】第３実施形態に係る偏波スクランブラの監視装置の一例を示すブロック図である。
【図９】第４実施形態に係る偏波スクランブラの監視装置の一例を示すブロック図である。
【図１０】第５実施形態に係る偏波スクランブラの監視装置の一例を示すブロック図である。
【図１１】第６実施形態に係る偏波スクランブラの監視装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１１，１１Ａ，１１Ｂ  偏波スクランブラ
１２，１２Ａ，１２Ｂ  制御回路（偏波コントローラ）
１３  光カプラ（分岐カプラ）
１４  偏光子（偏波通過デバイス）
１５  受光器（ＰＤ）
１６  変調成分検出部
１６１  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１６２  積分回路
１６３  ロックインアンプ
１６４  掛算器
１６５  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１７  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１８  トラッキングフィルタ
１９  光カプラ（分岐カプラ）
２０  受光器（ＰＤ）
２１  トラッキングフィルタ制御部
２２  光源
２３  光カプラ（合波カプラ）
２４  フィルタ
２５  光カプラ（分岐カプラ）
２６  受光器（ＰＤ）
２７  ＡＣ／ＤＣ比較部（調整部）
２８  ＯＮ／ＯＦＦ切替制御部
２９  アラーム処理部（判定部）
２９１  比較器（コンパレータ）
４０  波長多重部
５０  光アンプ
【図１】
2013055679.tif 000004
【図２】
2013055679.tif 000005
【図３】
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【図４】
2013055679.tif 000007
【図５】
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【図６】
2013055679.tif 000009
【図７】
2013055679.tif 000010
【図８】
2013055679.tif 000011
【図９】
2013055679.tif 000012
【図１０】
2013055679.tif 000013
【図１１】
2013055679.tif 000014