(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送システムを動作させる方法において、
光源より光を送信するステップと、
光変換素子を用いて、下流方向に送信される前記光を前記光源の下流の位置で測定するステップと、
前記測定した光を分析することによって、マルチパス干渉量を得るステップとを備え、  前記マルチパス干渉量を得るステップは、前記測定した光中の周波数変調積を分析することによって行われ、
前記周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと前記測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれる
ことを特徴とする光伝送システムの動作方法。
【請求項２】
前記周波数変調積の分析には、前記測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトルの勾配と可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートの周波数スペクトル勾配との比較による分析が含まれることを特徴とする請求項１記載の光伝送システムの動作方法。
【請求項３】
前記周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートの周波数スペクトルの変動と前記測定した光中の周波数変調積の周波数変調積の周波数スペクトルの変動との比較による分析が含まれることを特徴とする請求項１記載の光伝送システムの動作方法。
【請求項４】
さらに、データ・トラヒックの伝送速度の周波数帯より低い周波数帯で周波数変調された光を送信するステップを備えることを特徴とする請求項１記載の光伝送システムの動作方法。
【請求項５】
光伝送システムを動作させる方法において、
光源より光を送信するステップと、
下流方向に進む前記送信された光を下流の位置で測定するステップと、
遠隔で測定した光を分析して、データ・トラヒックが存在する間、光源と遠隔の測定位置との間の光経路に現れる劣化量を得るステップとを備え、
前記分析ステップでは、前記測定した光中の周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、
前記周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと前記測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれる
ことを特徴とする光伝送システムの動作方法。
【請求項６】
光伝送システムの素子を動作させる方法において、
前記光伝送システム内で、送信された光を測定するステップと、
前記測定された光を分析することによって干渉量を得、マルチパス効果に起因する干渉を識別するステップと、
前記の得られた干渉量を用いて、前記光伝送システムの素子を制御するステップとを備え
前記干渉を識別するステップでは、測定した周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、
前記周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと前記測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれる
ことを特徴とする光伝送システムの素子動作方法。
【請求項７】
前記の得られた干渉量を使って光増幅器を制御することを特徴とする請求項６記載の光伝送システムの素子動作方法。
【請求項８】
前記の得られた干渉量を使って警告発生手段を制御することを特徴とする請求項６記載の光伝送システムの素子動作方法。
【請求項９】
光伝送システムを動作させる方法において、
光源より、周波数変調された光を送信するステップと、
前記送信された変調光を測定するステップと、
送信された光中の変調を分析することによって、マルチパス干渉量を得るステップとを備え、
前記マルチパス干渉量を得るステップでは、測定した周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、
前記周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと前記測定した変調光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれる
ことを特徴とする光伝送システムの動作方法。
【請求項１０】
さらに、前記干渉に対する遅延値を得るステップを備えることを特徴とする請求項９記載の光伝送システムの動作方法。
【請求項１１】
さらに、光経路に沿った、マルチパス干渉を生じる反射主要点までの距離を測定するステップを備えることを特徴とする請求項９記載の光伝送システムの動作方法。
【請求項１２】
前記周波数変調は、データ・トラヒックの伝送速度以下の周波数で、所定のディザ・パターンで前記光源を変調することによって行われ、当該方法は、データ・トラヒックが存在する間行われることを特徴とする請求項９記載の光伝送システムの動作方法。
【請求項１３】
光伝送システムの光経路における干渉を判定するシステムにおいて、
前記光経路における光を測定する手段と、
前記測定手段によって測定された光より、マルチパス効果に起因する干渉量を得る手段と、
前記光経路内の光に周波数変調を行う手段とを備え、
前記マルチパス効果に起因する干渉量を得る手段は、前記測定した光中の周波数変調積の周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、
前記周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと前記測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれ、
この測定手段は、前記光伝送システム中に組み込まれていることを特徴とする干渉判定システム。
【請求項１４】
さらに、前記光経路中の第２の位置で前記光を測定する手段を備え、
前記光経路における干渉量を得る手段は、この光経路中の２以上の位置における光の測定に基づいて動作可能であることを特徴とする請求項１３記載の干渉判定システム。
【請求項１５】
少なくとも１つの素子を備え、かつ、請求項１３に記載の干渉判定システムを備えており、素子の１つは、判定された干渉量に基づいて制御されることを特徴とする光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムの動作方法、光伝送システム内の素子を動作させる方法、および光経路における干渉を判定するシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光リンクにおけるマルチパス干渉（ＭＰＩ）は、光信号が同じ場所に到達するのに１つ以上の経路を取るときに発生する。これは、分岐したり、再び合流する形態（トポロジ）に起因する、すなわち、リンク中に現れる、空洞効果を引き起こす反射があるためである。この種の効果は、以下のように生じる。
【０００３】
リンク中における部分的な反射の後、もとの信号の遅延信号が発生し、それが、もとの信号とは反対方向に伝搬する。反射信号が、再び部分的に反射した場合、もとの信号と同じ方向に伝搬する、もとの信号の遅延信号が生成される。それが、相対的な位相に応じてもとの信号と干渉し、良い方向に作用したり悪い方向に作用したりする。この相対的な位相は、信号の周波数および遅延に依存し、それが次には、経路長の差、すなわち、反射主要点間の距離いかんで決まる。
【０００４】
干渉信号の大きさは、各主要点における反射の度合い、反射間の利得あるいは損失、光学的な距離Ｄ、そして、信号周波数に依存する。分岐型のトポロジに対してＭＰＩを特徴づけるのは、経路長の差、信号周波数、および経路利得である。
【０００５】
反射を引き起こすものには、例えば、接続、中間タップ、光増幅器あるいはアイソレータがある。わずかな反射が、特に光増幅器を含むシステムにおいて重大な干渉の原因となり、それが反射間で利得を持つことになる。これは、不要な反射が、往復経路各々に対して２回、増幅されることを意味する。往復経路での利得を制限するためにアイソレータが使用され、これは、逆方向に高損失を持った動作をする。しかし、この損失は、増幅器の利得と同じオーダにあり、上記の効果は緩和されるだけで、除去されない。ＭＰＩは、素子が劣化したり交換される、あるいは経路が切り換えられると、それに従って、時間とともに変化する。
【０００６】
現在用いられているＭＰＩの測定方法、あるいはＭＰＩに関連するパラメータの測定方法は、３つのカテゴリーに分けることができる。第１のカテゴリーにおける、個々の素子あるいは装置のＭＰＩ効果を判定するための実験装置は、正確な正弦波のテスト波形を挿入し、その結果として生じる出力を判定する高周波スペクトル・アナライザを含んでいる。これらは、伝送システムへの組込み、あるいは試験には適していない。また、それらは高価であり、現場での使用には不適当であって、純粋な波形の生成ができない既存の伝送源、すなわち、純粋な波形を受信する分岐が簡単に与えられる既存の伝送源と一緒には動作不可能である。
【０００７】
第２に、光伝送システムのビット誤り率（ＢＥＲ）あるいはＳＮ比（ＳＮＲ）を評価する方法が知られているが、それらは、出力アイパターンを評価するものである。また、場合によっては、検出されるノイズあるいはエラーの約半分までが、ＭＰＩによって引き起こされることがある。
【０００８】
しかし、このようなシステムにおいて、光雑音からＭＰＩを分離することは不可能である。このように、これらの実験装置が、データ・トラヒックが存在すという現実的な動作条件の下でテストを実行できても、ＭＰＩ量を計算したり、ＭＰＩの源となっている位置を特定するのには使用できない。
【０００９】
第３に、光の反射の原因を位置的に特定する方法が知られている。その１つの例として、光学時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）がある。これは、反射位置を特定するための専用装置であるが、かさばり、かつ高価であり、また、光増幅器を通して動作できない。すなわち、同じ波長のトラヒックが存在する間は動作できない。
【００１０】
ＰＣＴ出願ＧＢ９５／０１９１８において、もう一つの例が知られており、そこでは、反射原因を位置的に特定するための刺激としてデータ信号を用いることで、ＯＴＤＲの機能を光素子に取り込んでいる。遅延の測定が可能であり、反射主要点までの距離を計算することができる。これにより、反射主要点を位置的に特定することができ、それが、動作中における障害検索に多大な援助となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような技術は、測定点の下流にある点からの反射を計測できるだけである。さらに、反射主要点の下流で発生するＭＰＩは、反射信号の２回目の反射量に依存するとともに、２度反射した信号が遭遇する利得に依存する。これらは測定不可能であり、そのため、ＭＰＩの量は未知のままとなる。さらに、ＯＴＤＲの技術は、距離が大きいところでは、良好な分解能を得ることができない。よって、相互に密接した反射源を識別することは難しい、という問題がある。
【００１２】
さらに、光増幅装置に通常備えられるように、アイソレータが経路中にある場合、反射の測定結果は、完璧にはＭＰＩを表わすものとはならない。従って既存の方法は、データ・トラヒックがあるときに、どのようにリンク中のＭＰＩ量を決定するかに関しては、何ら示唆を与えないものである。さらに、これらの方法は、いかにして、ＭＰＩ源下流の測定点よりＭＰＩの特性を決定するかについて、何ら示唆を与えず、また、光信号から、どのようにＭＰＩの識別特性を引き出すか、あるいは、どのようにＭＰＩの原因となっている特性を評価するかについても何ら示唆していない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものである。本発明の第１の発明の光伝送システムの動作方法は、光源から光を送信するステップと、光伝送システムの素子を用いて、下流方向に送信される光を光源の下流の位置で測定するステップと、マルチパス効果に起因する干渉を、測定した光の残りと区別するよう測定した光を分析することによって、マルチパス干渉量を得るステップとを備え、マルチパス干渉量を得るステップは、測定した光中の周波数変調積を分析することによって行われ、周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれるように構成される。
【００１４】
好ましくは、周波数変調積の分析には、測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトルの勾配と可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートの周波数スペクトル勾配との比較による分析が含まれる。
【００１５】
また、好ましくは、周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートの周波数スペクトルの変動と測定した光中の周波数変調積の周波数変調積の周波数スペクトルの変動との比較による分析が含まれる。
【００１６】
さらに、本方法は、データ・トラヒックの伝送速度の周波数帯より低い周波数帯で周波数変調された光を送信するステップを備える。
【００１７】
また、本発明の第２の発明の光伝送システムの動作方法は、光源より光を送信するステップと、下流方向に進む送信された光を下流の位置で測定するステップと、遠隔で測定した光を分析して、データ・トラヒックが存在する間、光源と遠隔の測定位置との間の光経路に現れる劣化量を得るステップとを備え、分析ステップでは、測定した光中の周波数変調積の周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれるように構成される。
【００１８】
また、本発明の第３の発明の光伝送システムの素子動作方法は、光伝送システム内で、送信された光を測定するステップと、測定された光を分析することによって干渉量を得てマルチパス効果に起因する干渉を識別するステップと、その得られた干渉量を用いて、光伝送システム内の素子を制御するように構成され、干渉を識別するステップでは、測定した周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれる。
【００１９】
また、本方法では、光増幅器や警告発生手段の制御に、その得られた干渉量を使用する。
【００２０】
本発明の第４の発明の光伝送システムの動作方法は、光源より、周波数変調された光を送信するステップと、送信された変調光を測定するステップと、送信された光中の変調を分析することによって、マルチパス干渉量を得るステップとを備え、マルチパス干渉量を得るステップでは、測定した周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと測定した変調光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれるように構成される。
【００２１】
さらに、本方法は光経路に沿った、マルチパス干渉を引き起こしている反射主要点までの距離を測定するステップを備える。
【００２２】
本発明の第５の発明の干渉判定システムは、光経路における光を測定する手段と、測定手段によって測定された光より、マルチパス効果に起因する干渉量を得る手段と、光経路内の光に周波数変調を行う手段とを備え、マルチパス効果に起因する干渉量を得る手段は、前記測定した光中の周波数変調積の周波数変調積を分析することによってマルチパス干渉量が得られ、周波数変調積の分析には、可能性のある様々なマルチパス遅延用に予め生成されたテンプレートのスペクトル・パターンと前記測定した光中の周波数変調積の周波数スペクトル・パターンとの比較による分析が含まれ、この測定手段が、光伝送システムの素子に組み込まれるように構成される。
【００２４】
また、好ましくは、本干渉判定システムは、光経路中の第２の位置で前記光を測定する手段を備え、光経路における干渉量を得る手段は、この光経路中の２以上の位置における光の測定に基づいて動作可能である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本光伝送システムでは、少なくとも１つの素子を備え、かつ、本発明に係る干渉判定システムを備えており、素子の１つは、判定された干渉量に基づいて制御される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は光伝送システムであり、反射率Ｒ１を有する光素子１、利得Ｇ１を有する光素子２、反射率Ｒ２を有する第２の光素子３を備える。これら３つの素子は、空洞（キャビティ）を形成する。光経路の下流には、ＭＰＩパラメータ測定部４がある。図１において、この光経路中の反射素子からの１回目の反射と２回目の反射が、概略的に示される。結果として、ＭＰＩパラメータ測定部４に到達する信号には、所望の信号と２度の反射に起因する干渉成分が含まれている。なお、さらに反射が生じるが、実際問題として、それらの影響は無視できる。
【００２７】
本発明に係る、光経路における干渉を判定するシステムは、図４に示すＭＰＩパラメータ測定部を含んでおり、それは、本伝送システム内の光増幅器のような素子に部分的に組み込まれている。本干渉判定システムはまた、通常はレーザである光源を含み、本光経路に沿ってデータ・トラヒックを送信するのに使用される。
【００２８】
図２は、ＭＰＩパラメータ測定機能を概略的に示すものであり、それは、光増幅器あるいは他の素子に含まれている。これは光タップを備えており、それによって、信号の小さな部分をタップ出力する。光電変換部５とアナログ／ディジタル変換部６は、信号処理部７に適した信号を作成する目的で備えられたものであのる。
【００２９】
図３には、この信号処理部の詳細が概略的に説明されている。図３において、本発明の実施の形態に係るシステムの動作について説明する。光データ・ストリームについての公知の周波数変調は、比較的低い周波数で行われる。例えば、ＰＣＴ出願ＧＢ９５／０１９１８に示すような波長の識別および雑音測定に使用されるディザ信号は、３０ｋＨｚ帯にあり、ＯＣ−１９２（１０Ｇｂ／ｓのデータ速度）で動作するシステムにおいて、連続波レーザに対して振幅変調と約７５０ＭＨｚ（０．００６ｎｍ）の周波数変調を行う。結果として得られる周波数変調は、ディザ信号による振幅変調を伴う、少なくとも部分的に直交位相の信号である。
【００３０】
図１に示すように、上記の光信号は光リンクを通過し、この光リンクは光増幅器を含む。光リンクに沿って、２つあるいはそれ以上の反射があり、それがマルチパス干渉を引き起こす。図２に、より詳細に示すように、ＭＰＩ測定部は、少くとも最初の反射の下流側に設けられている。光増幅器、すなわち他の光学装置内において、光信号が部分的（おそらく５％）にタップ出力される。その信号はＰＩＮダイオードで検出され、トランスインピーダンス増幅器によって増幅された後、Ａ／Ｄコンバータによって、例えば、１０ＭＨｚでサンプリングされる。この監視回路は、下方の光リンクに送信される１０Ｇｂ／ｓのデータよりも、かなり低いバンド幅を有する。
【００３１】
次に、サンプリングされたデータは、以下に説明するように、マイクロプロセッサ内で分析され、ＭＰＩの強度および／または差動遅延が計算される。周波数スペクトル中のＭＰＩ識別特性を抽出し、強度および／または差動遅延Ｄを得るには、様々な技術がある。ここでは、その各々がＤの値の範囲に適した３つの方法を詳細に説明する。好適な具体例は、図３のデータに対して、これら３つの方法全てを順次、使用する。そして、この実行により、図３に示すように、最強の結果、すなわち重み付けした加算平均が報告されることになる。
【００３２】
これらの値はローカルに表示されたり、あるいは、ファイバ伝送システムによって遠隔的に操作される。そして、これらの値が閾値と比較され、この閾値をはずれたときには警告が発せられる。これらの値は、反射の測定結果（ＰＣＴ出願ＧＢ９５／０１９１８）との関連において使用され、反射源の位置を決め、訂正する際の補助となる。
【００３３】
＜分析方法＞
この分析では、ＭＰＩ源は、２つの反射Ｒ１，Ｒ２からなる空洞として表される。これらの反射は、往復の遅延Ｄだけ離れ、また、それらの間には、損失あるいは利得Ｇがある。分岐したトポロジのような場合には、反射の積Ｇ2・Ｒ１・Ｒ２が修正されて、適したものとなる。なお、この積Ｇ2・Ｒ１・Ｒ２を、以下ではＲと呼ぶ。
【００３４】
干渉性時間、すなわち、レーザ源の線幅と関連したマルチパスの差動遅延の機能としては、３つの一般的な場合がある（詳細については、発明の詳細な説明の最後に添付した追加資料を参照されたい）。
【００３５】
（方法１）
図４に要約された方法は、差動遅延Ｄが、レーザの線幅に対して非常に小さければ、適当な方法と言える。例えば、空洞の長さは１０ｃｍとなり、レーザの線幅は５ＭＨｚとなる。
【００３６】
２つのＥ−フィールド反射（Ｒ）の積についてのサンプリングされた信号は、Ａ＊Ｒ＊ｃｏｓ（ｄｉｔｈｅｒ（ｔ）−（ｄｉｔｈｅｒ（ｔ−Ｄ）−ω＊Ｄ）によって近似できる。この信号は、所望の光位相ディザ信号と、遅延Ｄを有するディザ信号の反射信号との差で周波数変調された信号のベースバンド信号である。このｄｉｔｈｅｒ（ｔ）が正弦波であれば、スペクトルの側波帯は、ベッセル関数によって計算できる。他のディザ・パターンが使われるならば、古典的なＦＭ分析を適用できる。定数Ａは、特定の実行の際に現れる利得に特有なものである。ωは光角周波数であり、ディザの単位は、光位相のラジアンである。ＦＭ積の強度およびパターンを検出することによって、ＲとＤの値が計算できる。これらのＦＭ積は、もとのディザに比べて、異なる位相および周波数特性を有するので、ＡＭディザと区別することができる。
【００３７】
監視ウィンドウにおける、図７に示すスペクトルの形状は、レーザの線幅およびＤに依存する。このように、例えば、レーザの線幅を知ることで、前もって生成された様々なテンプレートとの相関によって、Ｄを抽出できる。相関のピークはＤを示しており、上流に、ＭＰＩを引き起こす１つ以上の空洞があれば、明らかに複数のピークが存在する。
【００３８】
上記のウィンドウは、バンド幅内において、ＰＩＮ検出器、増幅器、そして、Ａ／Ｄコンバータにより制限され、さらに、格納されたテンプレートとの相関をとるために備えられた、例えば、ＤＳＰのような、いかなる処理手段によっても制限される。既存の技術では、図７〜図９に示すように、ウィンドウは１ＭＨｚ近辺にある。相関の強さは、ＭＰＩの量により決まり、仮にＡが、特別な具体例に対して既知であれば、Ｒを計算できる。この計算例の詳細は、発明の詳細な説明の最後に添付された追加資料に述べられている。
【００３９】
（方法２）
Ｄの値が、レーザの干渉性時間と同じオーダであれば、ＦＭ積のスペクトルは、検出可能な形状に対して広がり過ぎたものになる。この場合、ウィンドウ内でスペクトルの勾配は、広がった形状がウィンドウを通過するにつれて変化する。これら勾配の変化は監視することができ、それによって、例えば、勾配の変化する速度を認識できる。これは、方法１と同様、Ｄの様々な値に対して生成されたテンプレートと比較できる形状を表わすものである。
【００４０】
図５は、この方法を概略的に示しており、図８のグラフで示されているのは、ノイズ形状がウィンドウに広がったときの、ゼロクロス近辺の点におけるスペクトルの勾配である。上記と同様、テンプレートが最良の相関を与えるものから、Ｄが計算でき、補間により、改善された精度を得ることができる。方法１と同様、ＭＰＩの量は、相関ピークの強度より得られる。
【００４１】
（方法３）
この方法は図６に要約されており、レーザの線幅との関係において、差動遅延Ｄが大きい場合に適した方法である。例えば、空洞の長さは１ｋｍで、線幅は５ＭＨｚである。モニタ・サンプルの主なスペクトルは、ＣＷレーザ（連続波レーザ）の線幅とたたみ込みを２回行い、差動ディザとたたみ込みを行ったデータのＤＣ成分（ＤＣトーン）である。この差動ディザは、その偏角が数ＭＨｚ帯にあり、モニタ・バンド幅の内外にレーザ線幅を押しやる。レーザ線幅が広帯域ノイズ・キャリヤとみなされるならば、モニタ・バンド幅内の、このノイズは、差動ディザによって変調される。
【００４２】
Ｉ（ｆ）＝ｄａｔａ（ｆ）＋ｃｏｓ（ｄｉｔｈｅｒ（ｔ）            −ｄｉｔｈｅｒ（ｔ＋Ｄ））・ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ・ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ
ここで・は、たたみ込み演算子を意味する。
【００４３】
これは、変動対時間の関係を監視し、この変動を、もととなるディザ・パターンのデルタのゼロクロスと関連させることによって検出できる。これの強度は、Ｒ×Ａ（モニタ両側波帯バンド幅／（線幅×√２）である。Ｒは、相関のピーク量から計算できる。正弦波の位相ディザの例について、Ｄを増やすと、「ノイズ」がモニタのバンド幅内にある時間比率が小さくなり、それに従って、相関ピークが狭くなる。
【００４４】
ＦＭ積のスペクトル内のＭＰＩ識別特性は、ノイズの帯として現れる。印加されたディザによって、このノイズの帯が効果的に、スペクトルに沿って前後に通り過ぎるようになる。このディザによって７５０ＭＨｚの周波数変調が引き起こされた場合、このノイズの帯は、１ＭＨｚのバンド幅ウィンドウに、ほんの瞬時、現れることになる。このスペクトルは、ディザにおける振幅変調の各ゼロクロス点でサンプリングでき、識別特性がウィンドウに広がったときに、それを捕らえることができる。図９に示すように、このスペクトル形状は広がっているので、ウィンドウに広がったとき、検出するのに無視できる勾配がある。
【００４５】
＜考えられる他の方法＞
受信データ信号の高周波特性は、リンク中におけるＭＰＩの作用によるものである。これらの信号は、ここに開示したのと同じ方法で分析できる。ＭＰＩの監視は、データ・トラヒックが存在している間に行うことができ、または、ＭＰＩの監視を、システム動作中には起こり得ないサービス外試験とすることができる。これによって、ディザ信号の選択の自由度が増す。それは、データの非破壊が制約とはならないからである。しかし、この試験は複雑であり、有用性に欠ける。
【００４６】
連続波のレーザにディザ処理するよりもむしろ、データ・トラヒック自体が、信号の光波長を変化させることができる。例えば、データの成分が１ＭＨｚ以下の低周波であれば、それが、変調されたレーザの熱チャープ（ｃｈｉｒｐ）を引き起こす。このチャープは、ＭＰＩ測定を刺激するものとして使うことができる。この場合、受信機中における復旧データの低周波成分を使うことで、分析の基礎となるパターンを提供できる。データ・トラヒック中のオーバヘッド・ビットは、上記のパターン供給のための調節が可能である。
【００４７】
２回を超える反射がある場合についても分析可能である。反射が対になって、実質的に分離しているならば、線形付加近似を使用できる。この方法は、各対に適用される。この方法を展開して、結合された空洞を取り扱うことができる。
【００４８】
本発明の実施の形態は、光リンクの上流において、ローカルにＭＰＩ測定を行う光伝送システムに、安価な追加を行うことができる。素子の大部分が、他の機能の実行用として既に存在するものである。例えば、既に光増幅器に備えられているモニタ・タップとともに、データ・トラヒック用のレーザ源が使用できる。これによりトラヒックが乱されることはなく、連続的におよび／または遠隔で監視が可能となる。
【００４９】
受信機において回復したデータは、そのデータ中のパターンが使用されるならば、監視した信号を分析するために存在したＦＭディザの判定に使用できる。上記の結果は、一定の閾値外にあるときには、警告の生成に使用される。この結果、すなわち警告は、ファイバ伝送システム内の通常のオーバヘッド・システムを介して送信される。この情報は、他の装置を制御するのに使われる。説明した全ての技術は、双方向光ネットワークにおいて適用できる。両方向におけるＭＰＩは、双方向光ネットワークで測定することができる。
【００５０】
２つあるいはそれ以上の場所／方向で測定されたＭＰＩについての情報は、加算平均をとったり、より良好に発信源の特性を判定するため、すなわち、その源の位置を特定するために組み合わせることができる。この位置の特定に関して、例えば、与えられたＤを有するＭＰＩが、１つの光増幅器で測定されても、上流にある、もう１つの増幅器では測定されない場合には、これら２つの測定点の間に空洞が存在する、と推測できる。その代わり、あるいは同様に、ＭＰＩ源の位置は、反射タイミングの測定によって特定できる。
【００５１】
ＭＰＩが動作中に変化するので、特に、１つあるいはそれ以上の光スイッチを備えるネットワーク、すなわち、単純な線形経路ではなく、分岐あるいはループを有するトポロジを持つネットワークに対して、上記の開示した技術を適用できる。なお、原理的には、どのような方法によっても、いかなる好適な特徴をも組み合わせることが可能であり、また、それらの特徴は、本発明に係る方法、あるいは対応するシステムに組み込むことができる。
【００５２】
【発明の効果】
第１の発明によれば、反射光よりも送信した光を測定することによって、実際の干渉を、より正確に判定することができる。マルチパス干渉を他の干渉と区別することで、保証運転（コミッショニング）あるいは収益を生む使用のいずれかの間において、どのような改善策をとるべきかを決定することが容易になる。実験室で素子の試験を行うよりも、システム動作の一部として光を測定することによって、より実際的な結果を得ることができる。例えば、不良接合のような粗悪な接続の影響が考慮に入れられることになる。システムの素子を用いて測定を行うことにより、試験装置がシステムに与える影響を軽減でき、また、ハードウェア・コストを減らすことができ、結果を迅速に得ることが可能となる。
【００５３】
また、本発明は、周波数変調積の分析に、測定した光のスペクトル・パターンとテンプレートのスペクトル・パターンとの比較による周波数スペクトル・パターンの分析を含ませることにより、最低限の計算で、周波数スペクトル中のマルチパス干渉の識別特性を迅速かつ容易に抽出できる。
【００５４】
さらに、本発明は、周波数変調積の分析に、測定した光のスペクトルとテンプレートの周波数スペクトル勾配との比較による周波数スペクトルの勾配の分析を含ませる方法により、マルチパス干渉の識別特性の正確な抽出を可能にし、特に、この干渉の差動遅延Ｄが、光源レーザの干渉性時間と同じオーダの場合、正確な抽出が可能となる。
【００５５】
また、本発明は、周波数変調積の分析に、測定した光のスペクトルとテンプレートのスペクトルの変化量との比較による周波数変調積の変動の分析を含ませることで、マルチパス干渉の識別特性の容易かつ正確な抽出が可能になる。特に、差動遅延がレーザの干渉性時間、すなわち線幅に対して大きいときに、この抽出が可能となる。
【００５６】
また、本発明は、測定した光を表わす信号を、可能性のある様々なマルチパス遅延用に生成されたテンプレートと比較するステップと、この比較結果より、実際のマルチパス遅延および干渉量を得るステップとを含むことにより、計算量が最小になるとともに、実際のマルチパス遅延の計算が、マルチパスの干渉源を特定する際の補助となるので、いかなる措置を講ずるのが適当かを判定することが容易になる。
【００５７】
さらに、本発明は、データ・トラヒックの伝送速度の周波数帯より低い周波数帯で周波数変調された光を送信するステップを備えることで、測定時のデータ・トラヒックによる妨害が軽減され、また、周波数変調によるデータ・トラヒックへの妨害が最小になる。マルチパス干渉の識別特性の測定は、周波数変調の量が分かれば、より正確にできる。
【００５８】
また、第２の発明によれば、既存の実験機器に基づく方法では実行できない、データ・トラヒックが存在する間の測定が、動作不能時間の短縮や実際の試験条件を改善するという利点をもたらす。
【００５９】
さらに、本発明は、光増幅器や警告発生手段の制御に、その得られた干渉量を使用することにより、集中化された制御装置に、いかなる問題をも自動的に警告することができる。あるいは、マルチパス干渉源の近傍の増幅器の光学的な利得を下げるといった、必然的な改善策に着手することができる。
【００６０】
また、第３の発明によれば、その得られた干渉量を用いてシステムの素子を制御することで、自動的に警告を発することが可能になる。これは、素子が警告発生手段である場合、すなわち、増幅器の光学的な利得を減らしたり、例えば、ＭＰＩ源から離れたところで利得の増加を補償するというような必然的な改善策として機能する場合に可能となる。極端な場合、ＭＰＩ源を回避するため、トラヒックの再経路指定を行うことができる。
【００６１】
第４の発明によれば、周波数変調を用いてマルチパス干渉を得ることで、良好な結果を得ることができる。これは、ＭＰＩが、周波数スペクトル中に狭くて低い周波数範囲で識別特性を残すからである。この測定は、高価な分析装置なしで可能であり、また、振幅変調による混乱がほとんどない状態でできる。
【００６２】
さらに、本発明は、光経路に沿った、マルチパス干渉を引き起こしている反射主要点までの距離を測定するステップを備えることで、干渉量やマルチパス干渉に対する遅延値のような、干渉についての他のパラメータによって得られた情報とともに、マルチパスの干渉源の位置の特定がより簡単になり、適正な対応策をとることができる。
【００６３】
【数１】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る干渉判定システムを部分的に含む光伝送システムの概略構成を示す図である。
【図２】  図１の干渉パラメータ測定手段の詳細を概略的に示す図である。
【図３】  図２の信号処理機能の詳細を概略的に示す図である。
【図４】  図３に示す小さなＤに対するパラメータを得る機能の概要を示す図である。
【図５】  図３に示す中位のＤに対するパラメータを得る機能の概要を示す図である。
【図６】  図３に示す大きなＤに対するパラメータを得る機能の概要を示す図である。
【図７】  ディザ・パターンのゼロクロス近傍における、小さなＤに対する、通常のマルチパス干渉識別特性の周波数スペクトルを示す図である。
【図８】  図７と同様のグラフであるが、Ｄが中位の値をとる場合のグラフを示す図である。
【図９】  Ｄが大きい場合における、図７と同様な形態のグラフを使用した通常の識別特性を示す図である。
【符号の説明】
１・・・反射率Ｒ１を有する光素子、２・・・利得Ｇ１を有する光素子、３・・・反射率Ｒ２を有する第２の光素子、４・・・ＭＰＩパラメータ測定部、５・・・光電変換部、６・・・アナログ／ディジタル変換部、７・・・信号処理部
【数１】0004069478.tif 000002
【数１】0004069478.tif 000003
【数１】0004069478.tif 000004
【数１】0004069478.tif 000005
【数１】0004069478.tif 000006
【数１】0004069478.tif 000007
【数１】0004069478.tif 000008
【図１】
0004069478.tif 000009
【図２】
0004069478.tif 000010
【図３】
0004069478.tif 000011
【図４】
0004069478.tif 000012
【図５】
0004069478.tif 000013
【図６】
0004069478.tif 000014
【図７】
0004069478.tif 000015
【図８】
0004069478.tif 000016
【図９】
0004069478.tif 000017