JP4930173B2 - 信号光モニタ装置および信号光モニタ方法 - Google Patents
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Description
このような波長多重伝送を適用した光通信システム100においては、光送信装置101から送信されるWDM信号光Sは、中継段での光増幅器103での増幅を経由して、光受信装置104の光受信器104eでチャンネルごとに受信される。このとき、光受信装置104で受信される波長多重信号光のなすチャンネル成分が運用中に変動することが想定される。例えば、図10に示すように、波長多重信号光における40チャンネルを運用中に、光送信装置101における送信側ファイバ断などが発生すると、ある1チャンネルのみがオフとなる。
なお、本願発明に関連する技術としては、下記の特許文献1および2に記載されたものがある。
すなわち、光送信装置101および光受信装置104間には、伝送距離の増大に伴って多段の光増幅器103が伝送路ファイバ102に介装されるようになってきている。図10に示すように、光通信システム100として中継段に多段の光増幅器を介装する場合においては、各中継段での信号光Sの増幅のたびに、信号波長帯を網羅する自然放出光(ASE光、図中A参照)のレベルも増大することになる。
また、特許文献2には、注入する電流量に応じて出力光の偏波の方向が切り替わる特性を持つ半導体レーザと、半導体レーザの出力光の直交する2つの偏波を分離して各々受光して、半導体レーザへの注入電流を帰還制御することにより、変調状態を良好に保つ直接偏波変調制御に関する技術について記載されている。この特許文献2においては、直交する2つの偏波を各々受光しているが、その受光結果については光増幅器のシャットダウン制御に適用することはできない。
また、光増幅器の励起制御の実効性を高めることも目的とする。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置づけることができる。
(1)すなわち、本発明の信号光モニタ装置は、信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ装置であって、入力される光を4分岐する光分岐部と、該光分岐部で4分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する4つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力/非入力を判別する判別部と、をそなえ、該偏光成分抽出部は、該光分岐部で分岐された第1の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第1偏光子により構成され、前記第1の分岐光について方位角が前記基準角度の偏光成分を抽出する第1抽出部と、該光分岐部で分岐された第2の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第2偏光子により構成され、前記第2の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出する第2抽出部と、該光分岐部で分岐された第3の分岐光に対し該第1抽出部および該第2抽出部でそれぞれ抽出する偏光成分の方位角の中間角度を方位角に設定された第3偏光子により構成され、前記第3の分岐光について、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第3抽出部と、該分岐部で分岐された第4の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された4分の1波長板と、該4分の1波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第4偏光子と、により構成され、前記第4の分岐光について、偏光状態を90度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第4抽出部と、をそなえるとともに、該判別部は、該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分それぞれのパワーを検出するパワー検出部と、該パワー検出部で検出された前記4つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記4つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力するとともに、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する判別結果出力部と、をそなえ、該判別結果出力部は、前記4つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記4つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記4つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記4つの偏光成分の大きさの差が前記範囲内にない場合には、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴としている。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題,その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔A〕第1実施形態の説明
図1は本発明の第1実施形態における光受信装置1を示す図である。この光受信装置1は、前述の図9におけるもの(符号104a,104b,104e)と基本的に同様の光通信システムに適用され、WDM一括増幅用光増幅器2,光分波器3および光受信器5をそなえているが、光分波器3で分波されたチャンネル対応の波長を有する光ごとに光増幅する光増幅部(装置)4の構成は、前述の図9に示す光増幅器104cとは異なっている。
一の光増幅部4の構成に着目すると、光カプラ4aは、光分波器3で分波されたチャンネル単位の光について2分岐して、一方を光増幅器4bへ出力するとともに、他方を光スプリッタ6へ出力する。
そして、制御部4cにおいては、信号光モニタ部4dでの信号光の入力/非入力の判別結果に応じて、信号光が入力されている状態の場合には光増幅器4bへの励起パワーの供給をオンとする一方、信号光が非入力の状態の場合には光増幅器4bへの励起パワーの供給をオフとする制御を光増幅器4bに対して行なうことができるようになっている。
上述のごとく構成された光受信装置1では、伝送路ファイバを通じてWDM光信号を入力されると、光分波器3においてチャンネルごとの光に分波する。光増幅部4は、光分波器3で分波するチャンネルごとの光方路にそれぞれそなえられており、光分波器3からのチャンネルごとの波長の光について光増幅器4bで増幅して、光受信器5に出力する。
すなわち、非運用状態のチャンネルにおいては、光増幅部4をなす制御部4cでは光増幅器4bについて励起状態をオフとする制御を行なっているが、信号光モニタ部4dにおいて信号光入力を判別した場合には、制御部4cでは光増幅器4bについて励起状態をオンとする制御を行なう。
ここで、基準値PDi(i=1〜4)は、フォトダイオード8a−iからの出力電流Iiを基にした偏光成分光パワーの異同を判別する際に与えられる調整値であり、規格化された光パワーに対応する値をP0とすると、それぞれ、図3のDに示すように、PDi=ai・P0/2として与えられる。尚、ai(i=1〜4)は、それぞれ、光スプリッタ6から第1〜第4フォトダイオード8a−1〜8a−4へ至るまでの光損失、および、第1〜第4フォトダイオード8a−1〜8a−4での光電変換効率のバラツキに応じて設定される係数である。
たとえば、第1〜第4フォトダイオード8a−1〜8a−4からの電流値I1〜I3,I4が、図4のC1に示すように、それぞれ、a1・P1/2〜a3・P1/2,a4・P1となる場合には、C2に示すように、上述のごとく算出される全ての比の値は一致しないことになる。従って、この場合には処理部8bでは信号光が入力されていると判別する(ステップE3のNoルートからステップE4)。尚、信号光モニタ4dでは判別結果として信号光が入力状態である旨を制御部4cに通知する。これにより、制御部4cでは励起オンの制御状態を維持することができる。この場合には、処理部8bではフォトダイオード8a−1〜8a−4からの電流値I1〜I4の値について基準値との比の値の異同判別を継続して行なう(ステップE4からステップE1)。
図6は本発明の第2実施形態にかかる光受信装置1′を示す図である。この図6に示す光受信装置1′は、光スイッチ(光SW)9を導入することにより、各光増幅部4Bをなす信号光モニタ部4d′としての機能を共用する構成をそなえた点が異なり、これ以外の構成については基本的に同様である。尚、図6中、図1と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
〔C〕第3実施形態の説明
図7は本発明の第3実施形態にかかる光受信装置1Cを示す図である。この図7に示す光受信装置1Cは、前述の第1,第2実施形態の場合に比して、光増幅部4Cをなす信号光モニタ部4eとしての構成が異なっており、これ以外の構成(符号2,3,4a〜4cおよび5)については基本的に同様である。
なお、図7に示す光受信装置1Cにおいては、光分波器3で分波された各波長の光に含まれる信号光成分の入力/非入力をモニタするために、光分波器3で分波された波長対応に偏波スクランブラ11をそなえているが、光分波器3で分波される前段のWDM光についてスクランブリングさせることとしてもよく、このようにすれば、各波長対応の信号光モニタ部4eにおける構成要素として共用させることもできる(符号11′参照)。
上述のごとく構成された光受信装置1Cにおいても、信号光モニタ部4eの偏波スクランブラ11により、光分波器3で分波された入力光を偏波スクランブルさせているので、偏光子12を通過した直線偏光成分のパワー変動をモニタすることで、信号光入力を判別することができ、判別結果に応じて光増幅器4bの励起をオンオフ制御することができるようになる。
なお、前述の第2実施形態の場合に倣って、光スイッチ9を導入することにより、図7に場合には各波長対応にそなえることが必要であった信号光モニタ部4eとしての構成についても共用化させることが可能である。偏波スクランブラ11′を光分波器3の前段にそなえる構成において、光スイッチ9を導入することとすれば、各信号光モニタ部をなす偏光子12,フォトダイオード13および判別部14を共用化させることが可能となる。
〔D〕その他
上述した実施形態にかかわらず、請求項記載の本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することは可能である。
また、上述した実施形態の開示により、当業者であれば、本発明の装置を製造することは可能である。
(付記1)
信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ装置であって、
入力される光を4分岐する光分岐部と、
該光分岐部で4分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する4つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力/非入力を判別する判別部と、をそなえたことを特徴とする、信号光モニタ装置。
該偏光成分抽出部は、
該光分岐部で分岐された第1の分岐光について方位角が基準角度の偏光成分を抽出する第1抽出部と、
該光分岐部で分岐された第2の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出する第2抽出部と、
該光分岐部で分岐された第3の分岐光について、該第1抽出部および該第2抽出部でそれぞれ抽出する偏光成分の方位角の中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第3抽出部と、
該分岐部で分岐された第4の分岐光について、偏光状態を90度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第4抽出部と、をそなえたことを特徴とする、付記1記載の信号光モニタ装置。
該第1抽出部は、前記第1の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された第1偏光子により構成され、
該第2抽出部は、前記第2の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第2偏光子により構成され、
該第3抽出部は、前記第3の分岐光に対し前記中間角度を方位角に設定された第3偏光子により構成され、
かつ、該第4抽出部は、前記第4の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された4分の1波長板と、該4分の1波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第4偏光子と、により構成されたことを特徴とする、付記2記載の信号光モニタ装置。
該判別部は、
該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分それぞれのパワーを検出するパワー検出部と、
該パワー検出部で検出された前記4つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記4つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力するとともに、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する判別結果出力部と、をそなえたことを特徴とする、付記1記載の信号光モニタ装置。
該判別結果出力部は、前記4つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記4つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記4つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記4つの偏光成分の大きさの差が前期範囲内にない場合には、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴とする、付記4記載の信号光モニタ装置。
前記範囲の大きさは、前記信号光に規定される信号品質に基づいて定められたことを特徴とする、付記5記載の信号光モニタ装置。
(付記7)
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器へ入力される光についての分岐光を4分岐する光分岐部と、
該光分岐部で4分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する4つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力/非入力を判別し、前記判別の結果を該制御部に出力する判別部と、をそなえ
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴とする、光増幅装置。
波長多重伝送路から入力される光を複数の波長成分に分波する光分波器と、
該光分波器で分波された各波長成分対応に複数個そなえられ、該光分波器で分波された光を増幅する増幅部と、をそなえ、
各光増幅部は、
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器へ入力される光についての分岐光を4分岐する光分岐部と、
該光分岐部で4分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する4つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力/非入力を判別し、前記判別の結果を該制御部に出力する判別部と、をそなえ
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとする制御を行なうように構成されたことを特徴とする、光受信装置。
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器に入力される光の偏光状態を周期変動させる偏光状態変動付与部と、
該偏光状態変動付与部で前記偏光状態が変動されて該光増幅器に入力される光の分岐光について、特定方向の直線偏光成分を抽出する偏光子と、
該偏光子で抽出された光のパワーを検出するパワー検出部と、
該パワー検出部からの検出結果に基づいて、該偏光子で抽出された光のパワーに、該偏光状態変動付与部による前記偏光状態の変動に起因する周期変動が含まれている場合には、前記信号光が入力されている状態にあると判別する一方、前記周期変動が含まれていない場合には、前記信号光は非入力状態にあると判別する判別部と、をそなえ、
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴とする、光増幅装置。
波長多重伝送路から入力される光を複数の波長成分に分波する光分波器と、
該光分波器で分波された各波長成分対応に複数個そなえられ、該光分波器で分波された光を増幅する増幅部と、をそなえ、
各光増幅部は、
励起パワーにより入力光を増幅する光増幅器と、
該光増幅器への前記励起パワーの供給を制御する制御部と、
該光増幅器へ入力される信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ部と、をそなえ、
該信号光モニタ部は、
該光増幅器に入力される光の偏光状態を周期変動させる偏光状態変動付与部と、
該偏光状態変動付与部で前記偏光状態が変動されて該光増幅器に入力される光の分岐光について、特定方向の直線偏光成分を抽出する偏光子と、
該偏光子で抽出された光のパワーを検出するパワー検出部と、
該パワー検出部からの検出結果に基づいて、該偏光子で抽出された光のパワーに、該偏光状態変動付与部による前記偏光状態の変動に起因する周期変動が含まれている場合には、前記信号光が入力されている状態にあると判別する一方、前記周期変動が含まれていない場合には、前記信号光は非入力状態にあると判別する判別部と、をそなえ、
かつ、該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとすることを特徴とする、光受信装置。
該光分波器で分波され該複数の光増幅部へ出力される前記複数の波長成分の光をそれぞれ一部取り込んで、前記複数の波長成分のうちのいずれかを選択的に出力する光スイッチをそなえ、
該信号光モニタ部は、該光スイッチからの光に基づいて信号光の入力状態をモニタするように構成されるとともに、
該制御部は、該判別部からの前記判別の結果に基づいて、前記信号光が入力されている状態の場合には該光スイッチで選択した波長の光を増幅する光増幅器への前記励起パワーの供給をオンとする一方、前記信号光が非入力の状態の場合には当該光増幅器への前記励起パワーの供給をオフとする制御を行なうように構成されたことを特徴とする、付記8又は10記載の光受信装置。
該複数の光増幅部をなす該偏光状態変動付与部は、該光分波器で分波される前段の光に対し偏光状態を変動させることにより、前記複数の光増幅部において共用に構成されたことを特徴とする、付記10記載の光受信装置。
(付記13)
該偏光状態変動付与部は、偏波制御器又は偏波スクランブラにより構成されたことを特徴とする、付記10又は12記載の光受信装置。
該判別部は、該偏光子で抽出された光のパワーに含まれる前記周期変動よりも短い周期で前記判別を行なうように構成されたことを特徴とする、付記10,12および13のいずれか1項記載の光受信装置。
(付記15)
信号光の入力状態をモニタする際に、
入力される光を4分岐し、
該4分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する4つの偏光成分を抽出し、
該抽出した前記4つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力/非入力を判別することを特徴とする、信号光モニタ方法。
2 WDM一括増幅用光増幅器
3 光分波器
4,4B,4C 光増幅部
4a 光カプラ
4b 光増幅器
4c,4c′ 制御部
4d,4d′,4e 信号光モニタ部
5 光受信器
6 光スプリッタ(光分岐部)
7 偏光成分抽出部
7−1 第1抽出部
7−2 第2抽出部
7−3 第3抽出部
7−4 第4抽出部
7−41 1/4波長板
7−42 偏光子
8a−1〜8a−4 フォトダイオード
8b 処理部
8 判別部
11,11′ 偏波スクランブラ(偏光状態変動付与部)
12 偏光子
13 フォトダイオード(パワーモニタ)
14 判別部
100 光通信システム
101 光送信装置
101a 光送信器
101b光合波器
101c光増幅器
102 伝送路ファイバ
103 光増幅中継器
104 光受信装置
104a WDM信号一括増幅型光増幅器
104b 光分波器
104c 光増幅器
104d 可変型波長分散補償器
104e 光受信器
Claims (3)
- 信号光の入力状態をモニタする信号光モニタ装置であって、
入力される光を4分岐する光分岐部と、
該光分岐部で4分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する4つの偏光成分を抽出する偏光成分抽出部と、
該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力/非入力を判別する判別部と、をそなえ、
該偏光成分抽出部は、
該光分岐部で分岐された第1の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第1偏光子により構成され、前記第1の分岐光について方位角が前記基準角度の偏光成分を抽出する第1抽出部と、
該光分岐部で分岐された第2の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第2偏光子により構成され、前記第2の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出する第2抽出部と、
該光分岐部で分岐された第3の分岐光に対し該第1抽出部および該第2抽出部でそれぞれ抽出する偏光成分の方位角の中間角度を方位角に設定された第3偏光子により構成され、前記第3の分岐光について、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第3抽出部と、
該分岐部で分岐された第4の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された4分の1波長板と、該4分の1波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第4偏光子と、により構成され、前記第4の分岐光について、偏光状態を90度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する第4抽出部と、をそなえるとともに、
該判別部は、
該偏光成分抽出部で抽出した前記4つの偏光成分それぞれのパワーを検出するパワー検出部と、
該パワー検出部で検出された前記4つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記4つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力するとともに、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する判別結果出力部と、をそなえ、
該判別結果出力部は、前記4つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記4つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記4つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記4つの偏光成分の大きさの差が前記範囲内にない場合には、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴とする、信号光モニタ装置。 - 前記範囲の大きさは、前記信号光に規定される信号品質に基づいて定められたことを特徴とする、請求項1記載の信号光モニタ装置。
- 信号光の入力状態をモニタする際に、
入力される光を4分岐し、
該4分岐された光から互いに異なる偏光パラメータを有する4つの偏光成分を抽出し、
該抽出した前記4つの偏光成分に基づいて、前記信号光の入力/非入力を判別する処理を行ない、
該抽出する処理において、
該分岐された第1の分岐光に対し基準角度を方位角に設定された第1偏光子により、前記第1の分岐光について方位角が前記基準角度の偏光成分を抽出し、
該分岐された第2の分岐光に対し前記基準角度に垂直な角度を方位角に設定された第2偏光子により、前記第2の分岐光について方位角が前記基準角度に垂直な角度の偏光成分を抽出し、
該分岐された第3の分岐光に対し該第1偏光子および該第2偏光子でそれぞれ抽出される偏光成分の方位角の中間角度を方位角に設定された第3偏光子により、前記第3の分岐光について、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出し、
該分岐された第4の分岐光に対し前記基準角度を方位角に設定された4分の1波長板と、該4分の1波長板からの光について前記中間角度を方位角として偏光成分を出力する第4偏光子と、により、前記第4の分岐光について、偏光状態を90度回転させたものについて、前記中間角度を方位角とする偏光成分を抽出する処理を行ない、
該判別する処理において、
該抽出した前記4つの偏光成分それぞれのパワーを検出し、
該検出された前記4つの偏光成分それぞれのパワーに基づき、前記4つの偏光成分のパワーが全て同じである場合には前記信号光は非入力の状態にある旨を出力する一方、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっている場合には、前記信号光は入力されている状態にある旨を出力する処理を行なうとともに、
該判別する処理において、前記4つの偏光成分の大きさを比較することにより、前記4つの偏光成分のパワーの差が予め設定された範囲内にある場合には、前記4つの偏光成分の大きさは全て同じであると判定する一方、前記4つの偏光成分の大きさの差が前記範囲内にない場合には、前記4つの偏光成分の少なくとも一つのパワーが他の偏光成分の大きさと異なっていると判定することを特徴とする、信号光モニタ方法。
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