JP5123876B2 - Ｗｄｍ伝送システムとｗｄｍ伝送システムの光信号対雑音比算出方法及びｗｄｍ伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＷＤＭ伝送システムとＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法及びＷＤＭ伝送装置に関する。

情報通信量の増加に対応した大容量、低コストの光ファイバ通信システムとするため、複数の波長を多重して伝送する波長多重伝送方式（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が実現されており、波長多重度合いは益々増大する傾向にある。

波長多重度の指標となるチャネル間隔は、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ）で標準化されている。標準的なＷＤＭシステムでは、１チャネル（ｃｈ）あたり伝送容量１０Ｇｂｐｓの信号を、１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）間隔、または５０ＧＨｚ（約０．４ｎｍ）間隔で波長多重化するシステムが知られている。

ＷＤＭシステムでは、光ファイバの線路損失を補うためにエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉｆｅｒ）を中継器に用いる。ＥＤＦＡを用いたシステムでは、自然放出光（ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）が発生して雑音となり、エラー率（ＢＥＲ：Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を劣化させる。そのため、信号毎の光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の評価が重要になる。

上述したようにＷＤＭシステムでは複数のｃｈを同時に伝送するため、各ｃｈの受信端（伝送後）におけるＯＳＮＲがｃｈ毎に異なるとｃｈ毎のＢＥＲも異なり、ｃｈ間の伝送品質が不均一となる。そこで、各ｃｈのＯＳＮＲを均一化する手法として、ＯＳＮＲが均一化するように各ｃｈの送信レベルを最適化するプリエンファシス（Ｐｒｅｅｎｐｈａｓｉｓ）方式が用いらる。

プリエンファシス処理では、ＯＳＮＲを基に送信側の各ｃｈのレベルを決定するため、ＯＳＮＲを正確に測定する必要がある。スペクトラムアナライザにより信号成分のスペクトルとＡＳＥ成分を測定し、これらに基づいてＯＳＮＲを測定・算出する方法は、比較的精度が高い測定方法である。

また、高ビットレートでｃｈ間隔が高密度に多重化された光ファイバ通信において、ＯＳＮＲを正確に測定することができるＯＳＮＲ測定装置およびＯＳＮＲ測定方法は、例えば下記特許文献１に提案されている。

特開２００８−８５８８３号公報

近年では伝送容量のさらなる増大要求に伴い、各伝送波長の狭間隔化、各伝送波長の高ビットレート化がさらに進みつつある。これにより、伝送信号の変調側波帯成分の影響を受けずに雑音成分のみを測定できる波長ポイントが確保できず、正確な雑音光パワーを得る事ができないため、正確なＯＳＮＲを測定する事ができないという課題がある。

本発明は、上述のような問題点に鑑み為されたものであり、ＯＳＮＲを正確に測定することが可能な伝送システム等を提供することを目的とする。

この発明にかかるＷＤＭ伝送システムのある態様では、送信側伝送装置から受信側伝送装置へと波長分割多重された信号光を伝送するＷＤＭ伝送システムにおいて、受信側伝送装置が測定した信号光の第一ＯＳＮＲ値から、送信側伝送装置が測定した信号光の側波帯に起因する第二ＯＳＮＲ値を減算して、側波帯の影響が低減されたＡＳＥ雑音光の補正ＯＳＮＲを算出することを特徴とする。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送システムのある態様では、好ましくは送信側伝送装置が、信号光を波長多重する波長多重部と、波長多重部で波長多重された信号光を増幅する光アンプ部と、の間で分岐された信号光から第二ＯＳＮＲ値を測定して受信側伝送装置へと通知してもよい。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送システムのある態様では、さらに好ましくは受信側伝送装置が、信号光の第一ＯＳＮＲ値を測定するＷＤＭモニタ部を備え、ＷＤＭモニタ部は、送信側伝送装置から通知された第二ＯＳＮＲ値を第一ＯＳＮＲ値から減算してもよい。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送システムのある態様では、さらに好ましくは送信側伝送装置が、信号光を伝送する伝送路を介して受信側伝送装置へと第二ＯＳＮＲ値を伝送してもよい。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送システムの他の態様では、受信側伝送装置が、信号光の第一ＯＳＮＲ値を測定するＷＤＭモニタ部と、所定の通信ネットワーク網と接続された監視制御部とを備え、監視制御部は、ＷＤＭモニタ部から入力された第一ＯＳＮＲ値から、送信側伝送装置から通知された第二ＯＳＮＲ値を減算することを特徴とする。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送システムの他の態様では、好ましくは送信側伝送装置が、所定の通信ネットワーク網を介して受信側伝送装置へと第二ＯＳＮＲ値を伝送してもよい。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法のある態様では、送信側伝送装置から受信側伝送装置へと波長分割多重された信号光を伝送するＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法において、受信側伝送装置が信号光の第一ＯＳＮＲ値を測定する工程と、送信側伝送装置が信号光の側波帯に起因する第二ＯＳＮＲ値を測定する工程と、側波帯の影響が低減されたＡＳＥ雑音光の補正ＯＳＮＲを算出する為に、第一ＯＳＮＲ値から第二ＯＳＮＲ値を減算する工程とを有することを特徴とする。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法のある態様では、好ましくは送信側伝送装置が、信号光を波長多重する波長多重部と、波長多重部で波長多重された信号光を増幅する光アンプ部と、の間で分岐された信号光から第二ＯＳＮＲ値を測定する第二ＯＳＮＲ値測定工程と、第二ＯＳＮＲ値測定工程で測定した第二ＯＳＮＲ値を、受信側伝送装置へと通知する工程とを有してもよい。

また、この発明にかかるＷＤＭ伝送装置は、波長分割多重された信号光を伝送するＷＤＭ伝送装置において、信号光を波長多重する波長多重部と、波長多重部で波長多重された信号光を増幅する光アンプ部と、波長多重部と光アンプ部との間で信号光を分岐する光分岐部と、光分岐部で分岐された信号光の光信号対雑音比を測定するＷＤＭモニタ部とを備え、ＷＤＭモニタ部で測定した光信号対雑音比を、信号光の伝送先に通知することを特徴とする。

また、この発明にかかる他のＷＤＭ伝送装置は、波長分割多重された信号光が伝送されるＷＤＭ伝送装置において、伝送された信号光を増幅する光アンプ部と、光アンプ部で増幅された信号光を分岐する光分岐部と、光分岐部で分岐された信号光の第一光信号対雑音比を測定するＷＤＭモニタ部とを備え、ＷＤＭモニタ部で測定した第一光信号対雑音比から、信号光の伝送元から通知された信号光の側波帯に起因する第二光信号対雑音比を減算して、側波帯の影響が低減されたＡＳＥ雑音光の光信号対雑音比を算出することを特徴とする。

また、この発明にかかる他のＷＤＭ伝送システムは、好ましくは送信側伝送装置が、波長多重された光信号を増幅する光アンプの出力信号光から、光アンプのＡＳＥ成分を含むＯＳＮＲｓ’を測定し、測定したＯＳＮＲｓ’から、予め得られた光アンプのＡＳＥ相当分であるＯＳＮＲｓ’’を減算して第二ＯＳＮＲ値を算出することを特徴とする。

また、この発明にかかる他のＷＤＭ伝送システムは、さらに好ましくは送信側伝送装置が、光アンプの出力端から分岐された出力信号光のＯＳＮＲｓ’を測定するＷＤＭモニタ部と、ＯＳＮＲｓ’’を記憶する記憶部とを備えることを特徴とする。

また、この発明にかかる他のＷＤＭ伝送システムは、さらに好ましくはＯＳＮＲｓ’’が、光アンプの製造時において、予め測定されて前記記憶部に記憶された値であることを特徴とする。

また、この発明にかかる他のＷＤＭ伝送システムは、さらに好ましくは記憶部が、予め測定された［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とを記憶し、送信側伝送装置は、記憶部が記憶する［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とに基づいて、ＯＳＮＲｓ’’を算出することを特徴とする。

ＯＳＮＲを正確に測定することが可能な伝送システム等を提供できる。

図１（ａ）は制御監視光がない場合の波長多重信号光スペクトラムの典型例を示す模式的概念図であり、図１（ｂ）は制御監視光がある場合の波長多重信号光スペクトラムの典型例を示す模式的概念図である。 制御監視光がない信号光を伝送するＷＤＭ伝送システム構成例を例示する構成概念図である。 制御監視光がある信号光を伝送するＷＤＭ伝送システム構成例を例示する構成概念図である。 実施形態にかかるＷＤＭ伝送システム構成例を説明する模式的概念図である。 実施形態にかかるＷＤＭ伝送システム構成例を説明する模式的概念図である。 実施形態にかかるＷＤＭ伝送システム構成例を説明する模式的概念図である。 ＷＤＭ信号光のＯＳＮＲ測定を行うＷＤＭモニタ部の構成を示す模式的概念図である。 算出された光パワー分布からＯＳＮＲを算出する典型例を示す概念図である。 狭間隔化に伴うＯＳＮＲ測定誤差を説明する概念図である。 高ビットレート化に伴うＯＳＮＲ測定誤差を説明する概念図である。 送信局の伝送装置で検出するＯＳＮＲｓｎ情報を説明する概念図である。 ＯＳＮＲｓｎ情報とＯＳＮＲｒｎ情報の差分検出を説明する概念図である。 ＷＤＭ伝送システムの補正後ＯＳＮＲｎ情報の算出処理を説明するフロー図である。 ＷＤＭモニタ部の典型的な構成例を説明する模式的概念図である。 光アンプの出力側において分岐した光をＷＤＭモニタ部に入力するＷＤＭ伝送システムを説明する概念構成図である。 ［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］との測定処理と記憶処理とを説明するフローチャート図である。 ［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］を算出する例を示すフローチャートである。 光アンプの入出力光パワーモニターの構成を説明する図である。

実施形態の特徴的構成を説明する前提として、ＷＤＭ伝送システムの構成と機能とについて先に概要を簡略に説明する。図１に示すような波長多重信号を扱うＷＤＭ伝送システムの構成例を図２及び図３に示す。図１（ａ）は、制御監視光（制御監視チャネルとも称する）がない場合の波長多重信号光スペクトラムの典型例を示す模式的概念図である。また、図１（ｂ）は、制御監視光がある場合の波長多重信号光スペクトラムの典型例を示す模式的概念図である。

図１に示すように、信号光はチャンネル１からチャンネルｎまでｎ波長（典型的にはｎ＝４０）の光が多重されている。また、信号光の光パワーには主として光アンプに起因するＡＳＥ雑音光が重畳されている。また、制御監視光は図１（ｂ）に示すように、チャンネル１からチャンネルｎまでｎ波長の通常の信号光とは別異の波長に設けられる。制御監視光は、ＷＤＭ伝送装置に関する光アンプの波長数やレベル制御等の各種制御情報が付与されている。

図２は、制御監視光がない信号光を伝送するＷＤＭ伝送システム２０００の構成例を例示する構成概念図である。ＷＤＭ伝送システム２０００は、送信局の伝送装置２１００と中継局の伝送装置２２００と受信局の伝送装置２３００とを備える。中継局の伝送装置２２００は、伝送距離が長大化した場合に信号光の強度レベル低下等を補完するために設けられる。

送信局の伝送装置２１００は、多重化する波長に対応してトランスポンダ２１１０（１）乃至トランスポンダ２１１０（ｎ）の複数のトランスポンダ２１１０を備える。複数のトランスポンダ２１１０は、いわゆるＳＤＨやＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）信号をＷＤＭ信号に波長変換する。

波長変換された信号光は、波長多重部２１２０で多重化されて、光アンプ２１３０で増幅される。光アンプ２１３０で増幅された信号光の一部は、カプラ２１４０で分岐されてＷＤＭモニタ部２１５０が、ＯＳＮＲ情報（光信号対雑音比情報ともいう）を取得する。ＯＳＮＲ情報は、監視制御部２１６０にも入力されてネットワーク網２４００を介して、複数の局舎を監視制御する制御監視センター２５００に通知される。

一方、カプラ２１４０で分岐されなかった信号光は、伝送路ファイバ２６００を経由して中継局の伝送装置２２００に伝送される。中継局の伝送装置２２００は、伝送されてきた信号光を光アンプ２２３０で増幅し、伝送路ファイバ２７００を経由して受信局の伝送装置２３００へと伝送する。

光アンプ２２３０で増幅された信号光の一部は、カプラ２２４０で分岐されてＷＤＭモニタ部２２５０に入力されて、ＷＤＭモニタ部２２５０がＯＳＮＲ情報を取得する。また、ＯＳＮＲ情報は、監視制御部２２６０にも入力されてネットワーク網２４００を介して、複数の局舎を監視制御する制御監視センター２５００に通知される。

伝送路ファイバ２７００を経由して受信局の伝送装置２３００へと伝送された信号光は、光アンプ２３３０で増幅されて、カプラ２３４０を介して波長多重部２３２０に入力される。波長多重部２３２０で多重解除された信号光は、各波長（各チャネル）ごとに不図示の各トランスポンダへと入力される。

カプラ２３４０で分岐された信号光は、ＷＤＭモニタ部２３５０が、ＯＳＮＲ情報を取得する。ＯＳＮＲ情報は、監視制御部２３６０に入力されてネットワーク網２４００を介して、複数の局舎を監視制御する制御監視センター２５００に通知される。

また、図３は、制御監視光がある信号光を伝送するＷＤＭ伝送システム３０００の構成例を例示する構成概念図である。図３において、ＷＤＭ伝送システム３０００とＷＤＭ伝送システム２０００とで対応する同一構成については、説明が重複するので同一の符号を付してその説明を省略することとする。

ＷＤＭ伝送システム３０００とＷＤＭ伝送システム２０００との相違は、主として制御監視光の有無による局舎間の制御通信機能を具備しているか否かということなる。制御監視光は、ＷＤＭシステム監視用の管理情報や、光アンプなどの制御情報の転送に用いられる。

従って、ＷＤＭ伝送システム３０００の各伝送装置２１００，２２００，２３００は、制御監視光を伝送装置間で送受する為の制御監視光送受信部２１７０，２２７０，２３７０を備える。また、ＷＤＭ伝送システム３０００の各伝送装置２１００，２２００，２３００は、制御監視光を伝送装置間で分岐・重畳する為のＦＩＬ（Ｆｉｌｔｅｒ：フィルター）２１８０，２２８０，２２９０，２３９０を備える。

上述したようにＷＤＭ伝送システム２０００，３０００は、局舎毎にＷＤＭモニタ部２１５０，２２５０，２３５０を備えており、増幅後の信号光の各波長毎にＯＳＮＲを測定し、監視制御部２１６０，２２６０，２３６０とネットワーク網２４００を介して制御監視センター２５００にて全局舎２１００，２２００，２３００のＯＳＮＲ情報を監視している。

制御監視センター２５００の監視目的は、ＯＳＮＲの劣化状況を見て主信号のエラーを事前予防することにある。すなわち、ＯＳＮＲの劣化状況、典型的にはＡＳＥ雑音光の状態をリアルタイムで監視することにより、制御監視センター２５００は、通信障害の予防や発見が可能となるだけではなく、万一通信障害が生じた場合の原因の解析が可能となるものである。換言すれば、ＯＳＮＲは、各波長の伝送品質状態をチェックするデータとして利用することができる。

また、図７は、ＷＤＭ信号光のＯＳＮＲ測定を行うＷＤＭモニタ部２１５０，２２５０，２３５０の典型的構成を示す模式的概念図である。図７に示すＷＤＭモニタ部７００は、分光器７１０を用いて空間的に分光した信号光をＰＤ（フォトダイオード）アレイ７２０に照射して一定波長間隔毎（各チャネル毎）の光パワーを検出する。

ＰＤアレイ７２０が光電変換した光パワーは電流電圧変換部７３０で電流電圧変化され、Ａ／Ｄ変換部７４０でディジタル信号へと変換された後、演算部７５０に入力される。演算部７５０は、検出された光パワーのディジタル値から近似曲線計算により光パワー分布（スペクトラム）を算出する。

また、ＷＤＭモニタ部７００は上述の構成例に限定されることはなく、分光器７１０と不図示の波長可変フィルタ（例えばスペクトルアナライザー）と単一のＰＤとにより、ＷＤＭモニタ部７００を構成してもよい。図８は、上述のように算出された光パワー分布（スペクトラム）からＯＳＮＲを算出した典型例を示す概念図である。図８（ａ）に示す信号光は、ＷＤＭモニタ部７００が図８（ｂ）に示すように測定・演算できる。

図８（ｂ）に示すように、各波長のピーク光パワーＳ（ｄＢｍ）と、そのピーク波長の両側に対して一定波長（波長グリッドの中間地点かそれより近傍が望ましい）離れた波長の雑音光パワーＮ１、Ｎ２（ｄＢｍ）を算出する。また、雑音光パワー帯域を０．１ｎｍとする為の測定器固有の補正計数Ｃ（ｄＢ）を用いて、下記式（１）に基づいてＯＳＮＲを算出する。

ＷＤＭ伝送システム２０００とＷＤＭ伝送システム３０００とは、図９に示す狭間隔化に伴うＯＳＮＲ測定誤差や、図１０に示す高ビットレート化に伴うＯＳＮＲ測定誤差をキャンセル補正する手段を有さない。図９は、狭間隔化に伴うＯＳＮＲ測定誤差を説明する概念図である。また、図１０は、高ビットレート化に伴うＯＳＮＲ測定誤差を説明する概念図である。

すなわち、通信情報量の増大化により、４０波から８０波に高密度化、または１０Ｇｂｐｓから４０Ｇｂｐｓへと高ビットレート化する信号光に対応可能なＷＤＭ伝送システムが必要となる。なお、１０Ｇｂｐｓから４０Ｇｂｐｓへと高ビットレート化すると変調周波数は高くなる。

（第一の実施形態）
図４乃至図６は、実施形態にかかるＷＤＭ伝送システム構成例を説明する模式的概念図である。図４乃至図６においては、図２及び図３に示す構成と同一の部位については、説明が重複するので同一の符号を付してその説明を省略することとする。図４乃至図６に示すＷＤＭ伝送システムは、送信局においてトランスポンダーからの各信号光を波長多重部（マックスデマックスとも称する）にて波長多重し、波長多重された光信号を光アンプの手前に配置したカプラ（光分岐部とも称する）で分岐し、分岐先にＷＤＭモニタ部を配置する。

図４に示すＷＤＭ伝送システム４０００においては、送信局の伝送装置４１００が、光アンプ２１３０の手前でカプラ２１４０により分岐された信号光からＯＳＮＲｓｎ（小文字のｓは送り手側（ｓｅｎｄ）を意味し、小文字のｎはチャネル数（波長）を意味するものとする、以下同様）情報を取得する。具体的には、ＷＤＭモニタ部２１５０が、カプラ２１４０により分岐された信号光からＯＳＮＲｓｎ情報を取得する。ＷＤＭモニタ部２１５０が取得したＯＳＮＲｓｎ情報は、制御監視光送受信部４１７０が制御監視光に付加し、ＯＳＮＲｓｎ情報が付加された制御監視光は、ＦＩＬ２１８０で信号光に付加されて伝送される。

ＷＤＭモニタ部が２１５０測定したＯＳＮＲｓｎ（単位はｄＢ、ｎはチャンネル番号で波長１〜波長ｎ）は、例えばＷＤＭ伝送システム４０００の波長多重数が、４０波であれば、ＯＳＮＲｓ１〜ＯＳＮＲｓ４０のＯＳＮＲ情報となる。ＷＤＭモニタ部２１５０が測定したＯＳＮＲｓｎ情報は、図１１に示すように光アンプのＡＳＥ雑音光成分を含まないため、伝送信号の側波帯成分をＯＳＮＲ情報という形で数値化したものに対応する。図１１は、送信局の伝送装置４１００で検出するＯＳＮＲｓｎ情報を説明する概念図である。

中継局の伝送装置４２００は、ＯＳＮＲｓｎ情報を制御監視光送受信部４２７０で受信し、制御監視光送受信部４２７０が更に下流の受信局の伝送装置４３００に転送する。また、中継局の伝送装置４２００は、自局のＷＤＭモニタ部４２５０にＯＳＮＲｓｎ情報を通知する。

ＷＤＭモニタ部４２５０は、通知されたＯＳＮＲｓｎ情報と、カプラ２２４０で分岐された信号光から測定したＯＳＮＲｒｎ（小文字のｒは受け手側を意味する、以下同様）情報とから、側波帯の影響を低減除去した補正ＯＳＮＲを算出する。算出した補正ＯＳＮＲは、主として光アンプ２１３０のＡＳＥ雑音光の影響を反映するものであり、これによりＷＤＭモニタ部４２５０は、正確な雑音成分を得ることが可能となる。補正ＯＳＮＲは、監視制御部２２６０からネットワーク網２４００を介して制御監視センター２５００に通知される。

受信局の伝送装置４３００は、制御監視光送受信部４３７０で受信したＯＳＮＲｓｎ情報を、受信局の伝送装置４３００のＷＤＭモニタ部４３５０に通知するのみで、下流の転送先がないので下流への転送処理は不要である。

ＷＤＭモニタ部４３５０は、通知されたＯＳＮＲｓｎ情報と、カプラ２３４０で分岐された信号光から測定したＯＳＮＲｒｎ（小文字のｒは受け手側を意味する、以下同様）情報とから、側波帯の影響を低減除去した補正ＯＳＮＲを算出する。算出した補正ＯＳＮＲは、主として光アンプ２１３０と光アンプ２２３０とのＡＳＥ雑音光の影響を反映するものであり、これによりＷＤＭモニタ部４３５０は、正確な雑音成分を得ることが可能となる。補正ＯＳＮＲは、監視制御部２３６０からネットワーク網２４００を介して制御監視センター２５００に通知される。

中継局の伝送装置４２００と受信局の伝送装置４３００とにおいては、光アンプ２２３０，２３３０の出力端にカプラ２２４０，２３４０を各々設け、カプラ２２４０，２３４０の分岐先にＷＤＭモニタ部４２５０，４３５０を配置する。また、ＷＤＭモニタ部４２５０，４３５０は周知の手法でＯＳＮＲを測定してもよく、測定値をＯＳＮＲｒｎ（単位はｄＢ、ｎはチャンネル番号で波長１〜波長ｎ）とする。この場合に、光アンプ２２３０，２３３０の手前にカプラ２２４０，２３４０（光分岐部）を設けても良いが、ＯＳＮＲ特性が多少劣化する懸念も想定される。

上述のように、中継局の伝送装置４２００と受信局の伝送装置４３００とのＷＤＭモニタ部４２５０，４３５０において、受信したＯＳＮＲｓｎ情報と、自局で測定したＯＳＮＲｒｎ情報と、には図１２に示すような差分があり、この差分がＡＳＥ雑音成分である。図１２は、ＯＳＮＲｓｎ情報とＯＳＮＲｒｎ情報の差分検出を説明する概念図である。

従って、ＷＤＭモニタ部４２５０，４３５０は、各チャンネルの変調側波帯成分を除去した比較的正確な補正後ＯＳＮＲｎ（単位はｄＢ、ｎはチャンネル番号で１〜波長数）を下記式（２）に示す演算を行うことで算出する事ができる。

上述の式（２）によりチャンネルごとに算出した補正後ＯＳＮＲｎ情報は、監視制御部２２６０とネットワーク網２４００とを介して制御監視センター２５００に通知される。また、ＷＤＭ伝送システム４０００の補正後ＯＳＮＲｎ情報の算出フローについて図１３を用いて説明する。図１３は、ＷＤＭ伝送システム４０００の補正後ＯＳＮＲｎ情報の算出処理を説明するフロー図である。

（ステップＳ１３０）
送信局の伝送装置４１００は、光アンプ２１３０手前のカプラ２１４０で光分岐したＷＤＭ光信号から、ＷＤＭモニタ部２１５０がＯＳＮＲｓｎを測定演算をしてＯＳＮＲｓｎ情報として数値化する。ＷＤＭモニタ部２１５０は、数値化したＯＳＮＲｓｎを制御監視光送受信部４１７０に通知する。

（ステップＳ１４０）
制御監視光送受信部４１７０は、ＷＤＭモニタ部２１５０から通知されたＯＳＮＲｓｎ情報を、監視制御光を用いた通信機能により下流の中継局の伝送装置４２００へと送出する。

なお、ＯＳＮＲｓｎ情報の通知は、ＷＤＭモニタ部２１５０によるＯＳＮＲ測定周期（例えば数十〜数百ｍｓｅｃ）に整合させて、常に継続的に更新して通知することが好ましい。これにより、ＷＤＭ伝送システム４０００は、最新の伝送品質を監視する事等が可能となる。

（ステップＳ１５０）
ＯＳＮＲｓｎ情報を通知された受け取り先が、中継局の伝送装置４２００であれば、ステップＳ１６０へと進む。ＯＳＮＲｓｎ情報を通知された受け取り先が、中継局の伝送装置４２００でなければ、ステップＳ１７０へと進む。

（ステップＳ１６０）
中継局の伝送装置４２００は、通知されたＯＳＮＲｓｎ情報をそのままさらに下流の受信局に転送する。中継局の伝送装置４２００は、自局の下流にさらに中継局がある場合には、下流の中継局に転送する。より具体的には、制御監視光送受信部４２７０が、通知されたＯＳＮＲｓｎ情報を下流に転送する。

（ステップＳ１７０）
制御監視光送受信部４２７０は、通知されたＯＳＮＲｓｎ情報をＷＤＭモニタ部４２５０に通知する。なお、ステップＳ１６０とステップＳ１７０とは順不同であり、制御監視光送受信部４２７０はステップＳ１６０とステップＳ１７０とを同時に実行してもよい。

（ステップＳ１８０）
ＷＤＭモニタ部４２５０は、カプラ２２４０で分岐された信号光のＯＳＮＲを測定して数値化されたＯＳＮＲｒｎ情報を生成する。

（ステップＳ１９０）
ＷＤＭモニタ部４２５０は、上述した式（２）の演算処理を実行し、補正ＯＳＮＲｎ情報を算出する。ＷＤＭモニタ部４２５０は、例えば図１４に説明する構成としてもよい。図１４は、ＷＤＭモニタ部４２５０の典型的な構成例を説明する模式的概念図である。

より具体的には、演算部４２５２は、ＯＳＮＲｒｎ測定部４２５１が測定したカプラ２２４０で分岐された信号光のＯＳＮＲを測定して数値化したＯＳＮＲｒｎ情報と、制御監視光送受信部４２７０から入力されたＯＳＮＲｓｎ情報とから、上述した式（２）の演算処理を実行し、補正ＯＳＮＲｎ情報を算出する。

（ステップＳ２００）
ＷＤＭモニタ部４２５０は、算出した補正ＯＳＮＲｎ情報を監視制御部２２６０へと通知する。監視制御部２２６０は、ネットワーク網２４００を介して算出した補正ＯＳＮＲｎ情報を制御監視センター２５００へと通知する。

（第二の実施形態）
図４と図５とに示すＷＤＭ伝送システム４０００とＷＤＭ伝送システム５０００とは、各々制御監視光を用いて下流の中継局の伝送装置４２００または受信局の伝送装置４３００にＯＳＮＲｓｎ情報の通知をする典型的構成を示すものである。また、図６のＷＤＭ伝送システム６０００は、監視制御部２２６０，２３６０とネットワーク網２４００とを介して下流の中継局、受信局にＯＳＮＲｓｎ情報の通知をする典型的構成を示すものである。

また、図５においてＷＤＭ伝送システム５０００は、制御監視光送受信部４１７０，４２７０経由で受信したＯＳＮＲｓｎ情報を監視制御部２２６０に通知する点と、補正ＯＳＮＲｎの算出演算処理を監視制御部２２６０でする点において、ＷＤＭ伝送システム４０００と異なる。

すなわち、ＷＤＭ伝送システム５０００において、ＷＤＭモニタ部４２５０は、ＯＳＮＲｓｎ情報を通知されることはなく、上述した式（２）による補正ＯＳＮＲｎの算出演算処理をしない。なお、中継局の伝送装置４２００が、制御監視光送受信部４２７０でＯＳＮＲｓｎ情報を転送する点は、ＷＤＭ伝送システム４０００の構成及び処理と同一であるので説明を省略する。

また、図６においてＷＤＭ伝送システム６０００は、中継局の伝送装置４２００と受信局の伝送装置４３００とともにネットワーク網２４００経由でＯＳＮＲｓｎ情報を監視制御部２２６０，２３６０が受信する点が異なり、監視制御部２２６０，２３６０が上述した式（２）により補正後ＯＳＮＲｎを算出する点については、ＷＤＭ伝送システム５０００と同一である。

すなわち、ＷＤＭ伝送システム６０００において、制御監視光送受信部４１７０は、ＷＤＭモニタ部２１５０から通知されたＯＳＮＲｓｎ情報を制御監視光に載せずに、監視制御部２１６０に通知する。また、監視制御部２１６０は、通知されたＯＳＮＲｓｎ情報をネットワーク網２４００を介して中継局の伝送装置４２００と受信局の伝送装置４３００へと通知する。従って、ＷＤＭ伝送システム６０００は、制御監視光を有さない信号光による通信形態を用いる伝送システムにおいても利用することが可能であるので好ましい。

ＷＤＭ伝送システム４０００においては、伝送する信号光とＯＳＮＲｓｎ情報とが共に同一の伝送路ファイバを介して伝送されるので、信号光の障害とＯＳＮＲｓｎ情報の通知障害とがいわば同期状態であるといえる。このため、信号光が正常に伝送されている場合に、ＯＳＮＲｓｎ情報が通知されないという状態が生じ難いので好ましい。

（第三の実施形態）
図１５は、送信局の伝送装置ｅ１００の光アンプ２１３０の出力側に配置したカプラ２１４０で光を分岐し、分岐した光をＷＤＭモニタ部２１５０に入力するＷＤＭ伝送システム１４０００を説明する概念構成図である。ＷＤＭ伝送システム１４０００は、中継局の伝送装置ｅ２００と受信局の伝送装置ｅ３００とにおける光アンプ２２３０，２３３０とカプラ２２４０，２３４０との配置構成を共通とできるので好ましい。

図１５に示すＷＤＭ伝送システム１４０００においては、ＷＤＭモニタ部２１５０で測定された［ＯＳＮＲｓ’ｎ］（単位は（ｄＢ）、ｎはチャンネル番号で１〜波長数に対応する）が、光アンプ２１３０（送信アンプに対応する）のＡＳＥ成分を含んだ値となる。

このため、光アンプ２１３０のＡＳＥ成分に相当する［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］を、ＷＤＭモニタ部２１５０で測定された［ＯＳＮＲｓ’ｎ］から減算し、主信号の側波帯成分である［ＯＳＮＲｓｎ］を算出することとする。

ここで、［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］は、光アンプ２１３０の製造時に、予め測定して光アンプ２１３０に記憶させた［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］情報と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］情報とから算出する。

［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とは、図１６に記載のフローにより、光アンプ２１３０に記録する。このため、光アンプ２１３０は、［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とを記憶するメモリを有していてもよい。図１６は、［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］との測定処理と記憶処理とを説明するフローチャート図である。

（ステップＳ１５１０）
製造時にチャンネル１の波長の波長光源を、送信局の伝送装置ｅ１００の光アンプ２１３０への最小入力光パワーＰｍｉｎ（ｄＢ）で光アンプ２１３０に入力する。また、光アンプ２１３０の出力におけるチャンネル１のＯＳＮＲを、光スペクトラムアナライザ測定器を用いて測定する。

そして、光スペクトラムアナライザ測定器を用いて測定した値を［ＯＳＮＲｓ’’１＿ｍｉｎ］（ｄＢ）情報とし、光アンプ２１３０が備えるフラッシュメモリ等の記憶部に記憶する。

（ステップＳ１５２０）
チャンネル１の波長の波長光源を、送信局の伝送装置ｅ１００の光アンプ２１３０への最大入力光パワーＰｍａｘ（ｄＢ）で光アンプ２１３０に入力する。また、光アンプ２１３０の出力におけるチャンネル１のＯＳＮＲを、光スペクトラムアナライザ測定器を用いて測定する。

そして、光スペクトラムアナライザ測定器を用いて測定した値を［ＯＳＮＲｓ’’１＿ｍａｘ］（ｄＢ）情報とし、光アンプ２１３０が備えるフラッシュメモリ等の記憶部に記憶する。

（ステップＳ１５３０）
上述したステップＳ１５１０とステップＳ１５２０とにおける測定と測定値の記憶とを、各々チャンネルｎまで行う。これにより、光アンプ２１３０の記憶部は予め［ＯＳＮＲｓ’’１＿ｍｉｎ］〜［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と、［ＯＳＮＲｓ’’１＿ｍａｘ］〜［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とを記憶することとなる。

光アンプ２１３０は、予め記憶している［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とをＷＤＭモニタ部２１５０に通知する。そして、光アンプ２１３０から通知を受けたＷＤＭモニタ部２１５０は、図１７に記載するフローに従って［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］を算出することができる。図１７は、［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］を算出する例を示すフローチャートである。

ＷＤＭ伝送システム１４０００は、光アンプ２１３０への光入力レベルが、通常±３ｄＢの範囲に収まる。このため、図１７を用いて説明した処理フローに記載する１次線形近似でも［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］の値を精度良く算出することが可能である。また、複数の入力レベルのＯＳＮＲを測定し、多項式曲線近似を用いて演算処理してもよい。

（ステップＳ１６１０）
光アンプ２１３０は、送信局の伝送装置ｅ１００の光アンプ２１３０のトータル光入力パワー値Ｐｉｎ＿ｔｏｔａｌ（ｄＢｍ）を、ＷＤＭモニタ部２１５０に通知する。

（ステップＳ１６２０）
送信局の伝送装置ｅ１００のＷＤＭモニタ部２１５０は、各波長のピークパワーＰｏｕｔ＿ｎ（ｄＢｍ）を測定し、下記式（４）により平均光パワーＰａｖｅを算出する。

（ステップＳ１６３０）
トータル光入力パワー値Ｐｉｎ＿ｔｏｔａｌ（ｄＢｍ）と、各波長のピークパワーＰｏｕｔ＿ｎ（ｄＢｍ）と、平均光パワーＰａｖｅとを下記式（５）に代入して伝送装置ｅ１００の光アンプ２１３０へ入力される各チャンネルの光パワー値Ｐｉｎ＿ｎ（ｄＢｍ）を算出する。

（ステップＳ１６４０）
光アンプ２１３０が予め記憶している［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］（ｄＢ）と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］（ｄＢ）とを用いて、ＷＤＭ伝送システム１４０００が、下記式（６）により各チャンネルの［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］を算出する。

但し、図１６に示したＰｍｉｎ（ｄＢ）と、Ｐｍａｘ（ｄＢ）と、上述のステップＳ１６３０におけるＰｉｎ＿ｎ（ｄＢ）とは、Ｐｍｉｎ＜Ｐｉｎ＿ｎ＜Ｐｍａｘとなるように選択されているものとする。

また、図１８に示すように光アンプ２１３０は、一般に入力端に配置された入力端光カプラ１８１０と、出力端に配置された出力端光カプラ１８２０とを備える。また、入力端光カプラ１８１０と出力端光カプラ１８２０との分岐先に、各々ＰＤ（フォトダイオード）１８３０，１８４０を配置する事で、光アンプ２１３０は、波長多重された光信号やＡＳＥ雑音を含む全てトータルの光パワーを電気信号へと光電変換してモニタする機能を有する。図１８は、光アンプ２１３０の入出力光パワーモニターの構成を説明する図である。

このような光アンプ２１３０のトータルの光パワーモニタ機能を用いて、図１７を用いて説明した処理フローのＰｉｎ＿ｔｏｔａｌ値を測定するものとする。また、ＷＤＭ伝送システム１４０００は、光アンプ２１３０への入力パワーの各チャンネルのバラツキについては、光アンプの出力の各チャンネルのパワーを代用して判断している。

このため、各チャンネルの［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］の値に対して、若干の誤差が発生することとなる。従って、図４，図５，図６を用いて説明したＷＤＭ伝送システム４０００，ＷＤＭ伝送システム５０００，ＷＤＭ伝送システム６０００の方が、ＷＤＭ伝送システム１４０００よりも精度良く［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］を測定できるという意味においては好ましいシステムとなる。

また、［ＯＳＮＲｓ’’ｎ］を算出する演算処理部については特に上述にて説明をしなかったが、監視制御部２１６０にて処理してもよい。しかし、監視制御部２１６０での演算処理に限定されることはなく、ＷＤＭ伝送システム１４０００の他の部位において演算処理してもよい。

上述のようにして算出された［ＯＳＮＲｓｎ］から、［補正ＯＳＮＲｎ］を各中継局の伝送装置ｅ２００または／及び受信局の伝送装置ｅ３００で算出するＷＤＭ伝送システム１４０００の構成は、図４〜図６で説明したＷＤＭ伝送システム４０００，ＷＤＭ伝送システム５０００，ＷＤＭ伝送システム６０００と同様の構成とすることができる。

また、［ＯＳＮＲｓｎ］から、［補正ＯＳＮＲｎ］をＷＤＭ伝送システム１４０００の各中継局の伝送装置ｅ２００または／及び受信局の伝送装置ｅ３００で算出する方法は、図１３の処理フローを用いて説明した処理フローと同様の方法にて実現できる。このため、説明の重複を避けるために、ＷＤＭ伝送システム１４０００の構成については、ＷＤＭ伝送システム６０００等と対応する部位には対応する符号を付して、ここではその説明を省略する。

本実施形態に例示するＷＤＭ伝送システム等は、伝送波長の狭間隔化や伝送波長の高ビットレート化が進んだ場合においても、各波長のＯＳＮＲを比較的正確に測定する事ができる。また、ＡＳＥ雑音光と側波帯とが表示モニター上で区別できない場合においても、上述の構成と処理とによりより正確な雑音成分を検出可能となる。

本発明のＷＤＭ伝送システムとＷＤＭ伝送装置等は、各実施形態での説明に限定されるものではなく、自明な範囲で適宜その構成を変更し自明な範囲でその動作及び処理を適宜変更し、または適宜組み合わせて用いることができる。

本発明は、ＷＤＭ光伝送分野に利用できる。

４０００・・ＷＤＭ伝送システム、４１００・・送信局の伝送装置、４１７０・・制御監視光送受信部、４２００・・中継局の伝送装置、４２５０・・ＷＤＭモニタ部、４２５１・・ＯＳＮＲｒｎ測定部、４２５２・・演算部、４２７０・・制御監視光送受信部、４３００・・受信局の伝送装置、４３５０・・ＷＤＭモニタ部、４３７０・・制御監視光送受信部。

Claims (14)

1. 送信側伝送装置から受信側伝送装置へと波長分割多重された信号光を伝送するＷＤＭ伝送システムにおいて、
   前記受信側伝送装置が測定した前記信号光の第一ＯＳＮＲ値から、前記送信側伝送装置が測定した前記信号光の側波帯に起因する第二ＯＳＮＲ値を減算して、前記側波帯の影響が低減されたＡＳＥ雑音光の補正ＯＳＮＲを算出する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
2. 請求項１に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
   前記送信側伝送装置は、前記信号光を波長多重する波長多重部と、前記波長多重部で波長多重された前記信号光を増幅する光アンプ部と、の間で分岐された前記信号光から前記第二ＯＳＮＲ値を測定して前記受信側伝送装置へと通知する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
3. 請求項１または請求項２に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
   前記受信側伝送装置は、前記信号光の前記第一ＯＳＮＲ値を測定するＷＤＭモニタ部を備え、
   前記ＷＤＭモニタ部は、前記送信側伝送装置から通知された前記第二ＯＳＮＲ値を前記第一ＯＳＮＲ値から減算する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
   前記送信側伝送装置は、前記信号光を伝送する伝送路を介して前記受信側伝送装置へと前記第二ＯＳＮＲ値を伝送する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
5. 請求項１または請求項２に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
   前記受信側伝送装置は、前記信号光の前記第一ＯＳＮＲ値を測定するＷＤＭモニタ部と、所定の通信ネットワーク網と接続された監視制御部とを備え、
   前記監視制御部は、前記ＷＤＭモニタ部から入力された前記第一ＯＳＮＲ値から、前記送信側伝送装置から通知された前記第二ＯＳＮＲ値を、減算する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
6. 請求項５に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
   前記送信側伝送装置は、前記所定の通信ネットワーク網を介して前記受信側伝送装置へと前記第二ＯＳＮＲ値を伝送する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
7. 送信側伝送装置から受信側伝送装置へと波長分割多重された信号光を伝送するＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法において、
   前記受信側伝送装置が前記信号光の第一ＯＳＮＲ値を測定する工程と、
   前記送信側伝送装置が前記信号光の側波帯に起因する第二ＯＳＮＲ値を測定する工程と、
   前記側波帯の影響が低減されたＡＳＥ雑音光の補正ＯＳＮＲを算出する為に、前記第一ＯＳＮＲ値から前記第二ＯＳＮＲ値を減算する工程と、を有する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法。
8. 請求項７に記載のＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法において、
   前記送信側伝送装置は、
   前記信号光を波長多重する波長多重部と、前記波長多重部で波長多重された前記信号光を増幅する光アンプ部と、の間で分岐された前記信号光から前記第二ＯＳＮＲ値を測定する第二ＯＳＮＲ値測定工程と、
   前記第二ＯＳＮＲ値測定工程で測定した前記第二ＯＳＮＲ値を、前記受信側伝送装置へと通知する工程と、を有する
   ことを特徴とするＷＤＭ伝送システムの光信号対雑音比算出方法。
9. 波長分割多重された信号光を伝送するＷＤＭ伝送装置において、
   前記信号光を波長多重する波長多重部と、前記波長多重部で波長多重された前記信号光を増幅する光アンプ部と、前記波長多重部と前記光アンプ部との間で前記信号光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部で分岐された前記信号光の光信号対雑音比を測定するＷＤＭモニタ部と、を備え、
   前記ＷＤＭモニタ部で測定した前記信号光の側波帯に起因する前記光信号対雑音比を、前記信号光の伝送先に通知し、
   前記伝送先において、前記伝送先で測定された前記信号光の光信号対雑音比から、通知された前記光信号対雑音比を減算して、前記側波帯の影響が低減されたＡＳＥ雑音光の光信号対雑音比を算出することを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
10. 波長分割多重された信号光が伝送されるＷＤＭ伝送装置において、
    伝送された前記信号光を増幅する光アンプ部と、前記光アンプ部で増幅された前記信号光を分岐する光分岐部と、前記光分岐部で分岐された前記信号光の第一光信号対雑音比を測定するＷＤＭモニタ部と、を備え、
    前記ＷＤＭモニタ部で測定した前記第一光信号対雑音比から、前記信号光の伝送元から通知された前記信号光の側波帯に起因する第二光信号対雑音比を減算して、前記側波帯の影響が低減されたＡＳＥ雑音光の光信号対雑音比を算出する
    ことを特徴とするＷＤＭ伝送装置。
11. 請求項１に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
    前記送信側伝送装置は、
    波長多重された光信号を増幅する光アンプの出力信号光から、前記光アンプのＡＳＥ成分を含むＯＳＮＲｓ’を測定し、
    前記測定したＯＳＮＲｓ’から、予め得られた前記光アンプのＡＳＥ相当分であるＯＳＮＲｓ’’を減算して前記第二ＯＳＮＲ値を算出する
    ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
12. 請求項１１に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
    前記送信側伝送装置は、
    前記光アンプの出力端から分岐された前記出力信号光の前記ＯＳＮＲｓ’を測定するＷＤＭモニタ部と、
    前記ＯＳＮＲｓ’’を記憶する記憶部と、
    を備える
    ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
13. 請求項１２に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
    前記ＯＳＮＲｓ’’は、前記光アンプの製造時において、予め測定されて前記記憶部に記憶された値である
    ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。
14. 請求項１２または請求項１３に記載のＷＤＭ伝送システムにおいて、
    前記記憶部は、予め測定された［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とを記憶し、
    前記送信側伝送装置は、前記記憶部が記憶する［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍｉｎ］と［ＯＳＮＲｓ’’ｎ＿ｍａｘ］とに基づいて、前記ＯＳＮＲｓ’’を算出する
    ことを特徴とするＷＤＭ伝送システム。

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