JP6631075B2 - 光通信システム、光受信器、及び、光送信器 - Google Patents

Description

本明細書に記載する技術は、光通信システム、光受信器、及び、光送信器に関する。

光通信技術の１つに、主信号光に対して主信号とは異なる信号を重畳する技術がある。例えば、光通信システムの監視や制御に関わる信号が、主信号光に周波数偏移変調（frequency Shift Keying, FSK）によって重畳されることがある。

特開２０１４−１７９９５４号公報 特開２０１４−１７９９３６号公報 米国特許第６，４３３，８６４号

S. Oda et al., "In-band OSNR Monitor Using an Optical Bandpass Filter and Optical Power Measurements for Superchannel Signals,"ECOC, P.3.12, London (2013)

主信号光に、主信号とは異なる信号が重畳されていると、主信号光に、重畳されている信号に起因した変動が生じることがある。そのため、例えば、主信号光の光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を測定する場合に、測定精度が低下するおそれがある。なお、ＯＳＮＲは、信号光の受信品質（「受信特性」と称してもよい。）の指標の１つである。

１つの側面では、本明細書の記載する技術の目的の１つは、第１の信号（例えば、主信号）に、第２の信号が重畳されていても、第１の信号の確実な受信と、ＯＳＮＲの正確な測定と、を実現できるようにすることにある。

１つの側面において、光通信システムは、光送信器と、前記光送信器が送信した信号光を受信する光受信器と、を備えてよい。前記光送信器は、駆動信号生成部と、光変調器と、を備えてよい。駆動信号生成部は、送信する第１の信号に、第２の信号を重畳する期間と重畳しない期間とを含む所定の重畳パターンで、前記第２の信号を選択的に重畳した駆動信号を生成してよい。光変調器は、前記駆動信号生成部で生成された駆動信号に応じて送信光を変調して前記信号光を生成してよい。一方、前記光受信器は、波長可変光フィルタと、フォトディテクタと、フィルタ制御部と、重畳信号検出部と、光信号対雑音比算出部と、を備えてよい。波長可変光フィルタは、前記受信した信号光のスペクトルを部分的に透過してよい。フォトディテクタは、前記波長可変光フィルタを透過した光を電気信号に変換してよい。フィルタ制御部は、前記電気信号を基に識別される前記第２の信号の重畳期間及び非重畳期間に応じて、前記波長可変光フィルタの透過中心周波数を制御してよい。重畳信号検出部は、前記重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記第２の信号を検出してよい。光信号対雑音比算出部は、前記非重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記信号光の光信号対雑音比を算出してよい。

また、１つの側面において、光受信器は、波長可変光フィルタと、フォトディテクタと、フィルタ制御部と、重畳信号検出部と、光信号対雑音比算出部と、を備えてよい。波長可変光フィルタは、第１の信号に、第２の信号を重畳する期間と重畳しない期間とを含む所定の重畳パターンで、前記第２の信号が選択的に重畳された信号光を受信し、前記信号光のスペクトルを部分的にしてよい。フォトディテクタは、前記波長可変光フィルタを透過した光を電気信号に変換してよい。フィルタ制御部は、前記電気信号を基に識別される前記第２の信号の重畳期間及び非重畳期間に応じて、前記波長可変光フィルタの透過中心周波数を制御してよい。重畳信号検出部は、前記重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記第２の信号を検出してよい。光信号対雑音比算出部は、前記非重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記信号光の光信号対雑音比を算出してよい。

更に、１つの側面において、光送信器は、駆動信号生成部と、光変調器と、を備えてよい。駆動信号生成部は、送信する第１の信号に、第１の重畳信号又は第２の重畳信号を重畳する期間と重畳しない期間とを含む所定の重畳パターンで、前記第１の重畳信号又は前記第２の重畳信号を選択的に重畳した駆動信号を生成してよい。光変調器は、前記駆動信号生成部で生成された駆動信号に応じて送信光を変調して信号光を生成してよい。前記第１の重畳信号は、前記第１の重畳信号が前記第１の信号に重畳された後に、前記第１の信号に重畳される前記第２の重畳信号の重畳開始タイミングと重畳終了タイミングとを示すタイミング情報を含んでよい。

１つの側面として、第１の信号に、第２の信号が重畳されていても、第１の信号の確実な受信と、光信号対雑音比の正確な測定と、を実現できる。

一実施形態に係る光通信システムの構成例を示すブロック図である。 図１に例示した光通信システムにおける波長パストレース技術の一例を説明するためのブロック図である。 主信号光にライトラベルを重畳可能な光送信器の構成例を示すブロック図である。 光フィルタを用いた光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）モニタの一例を示すブロック図である。 光フィルタを用いたＯＳＮＲモニタの他の例を示すブロック図である。 図５に例示したＰＤ（フォトディテクタ又はフォトダイオード）の出力スペクトルの一例を示す図である。 図４に例示した受信光モニタにおいて光フィルタを通過した光にＦＳＫ変調に応じたＡＳＫ信号成分が生じ得ることを説明するための図である。 一実施形態に係る、周期的な交互重畳のタイミングパターン例を示す図である。 一実施形態に係る光受信器の構成例を示すブロック図である。 図９に例示した光受信器の動作例を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、主信号に重畳されるＦＳＫ信号のフォーマット例を示す図である。

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。また、以下に説明する各種の例示的態様は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

図１は、一実施形態に係る光通信システムの構成例を示すブロック図である。「光通信システム」は、「フォトニックネットワーク」と称してもよい。図１に示す光通信システム１は、例示的に、複数の光伝送装置２−１〜２−Ｎ（＃１〜＃Ｎ）（Ｎは２以上の整数）を備えてよい。

「光伝送装置」は、「ノード」又は「局」と称されてもよい。ノード２−ｉ（ｉは１〜Ｎのいずれか）を区別しなくてよい場合は、単に「ノード２」と略称することがある。

ノード２間は、光伝送路によって光通信可能に接続されてよい。光伝送路は、光ファイバを用いた光ファイバ伝送路であってよい。光伝送路を通じた光通信は、片方向（uni-directional）通信でもよいし双方向（bi-directional）通信でもよい。

ノード２は、ＷＤＭ光を伝送可能なＷＤＭノードであってもよいし、波長単位の信号光の分岐及び挿入が可能なＲＯＡＤＭであってもよい。また、ノード２は、波長単位で信号光の方路（degree）を切り替え可能なＷＸＣであってもよい。

「波長」は、「チャネル」と称してもよい。ＷＤＭ光に含まれる「波長」は、便宜的に、「サブチャネル」又は「サブキャリア」と称されてもよい。

「ＷＤＭ」は、「Wavelength Division Multiplex」の略称である。「ＲＯＡＤＭ」は、「Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer」の略称である。

「ＷＸＣ」は、「Wavelength Cross Connect」の略称である。「ＷＸＣ」は、フォトニッククロスコネクト（ＰＸＣ：Photonic Cross Connect）と称されてもよい。

ＲＯＡＤＭ２は、「ＣＤＣＧ−ＲＯＡＤＭ」と称されるＲＯＡＤＭ２であってよい。「ＣＤＣＧ」は、「Color-less, Direction-less, Contention-less and Grid-less」の略称である。

「ＣＤＣＧ」であるため、ＣＤＣＧ−ＲＯＡＤＭ２には、ノード２間での波長パス設定に対して、波長依存性、方路依存性、波長衝突、及び、波長間隔や帯域による制約がない。また、「Reconfigurable」であるため、ＣＤＣＧ−ＲＯＡＤＭ２は、ノード構成を柔軟に変更できる。

したがって、ＣＤＣＧ−ＲＯＡＤＭ２は、ユーザ（「オペレータ」と称してもよい。）からの接続要求に対して柔軟なパス設定が可能であり、データレートやネットワークの運用効率の向上と、運用コストの低減と、を図ることができる。

ノード２−ｉのそれぞれにＣＤＣＧ−ＲＯＡＤＭ２を適用したフォトニックネットワーク１（以下「ネットワーク１」と略称することがある。）では、自由な光パス設定が可能であり、異なる複数の光パスに対して同じ波長を割り当てることが許容される。

図１の例では、ノード＃６とノード＃７との間の区間（「スパン」と称してもよい。）を除いた各スパンに同じ波長λ１の光パスが設定されている。なお、「光パス」は、「波長パス」と称してもよい。

自由な光パス設定が許容される結果、光パスの監視が重要となる。光パスの監視には、光チャネルモニタ（ＯＣＭ）を用いることができる。例えば、ノード２内に１又は複数のＯＣＭが設けられることがある。

しかし、ＯＣＭでは、波長の光パワーを監視できるに留まるため、同じ波長を割り当てられた異なる光パスを識別できない。

そのため、例えば、同一波長で異なる光ファイバ伝送路に割り当てられた光パスを監視することは困難である。なお、光パスの監視は、「波長パストレース」と称されてもよい。

同一波長を割り当てられた異なる光パスの波長パストレースを可能にする方法の一例として、主信号光に、光パスを識別可能な情報を重畳する方法がある。光パスを識別可能な情報は、「パス識別子（ＩＤ）」と称してもよいし、「ライトラベル」と称してもよい。

なお、パスＩＤを示す信号は、「波長パストレース信号」あるいは単に「パストレース信号」と称してもよい。「パストレース信号」は、光パスの導通性を確認するための信号の一例であると捉えてもよい。「パストレース信号」は、「重畳信号」と称してもよいし、主信号に対する「副信号」と称してもよい。

「重畳信号」あるいは「副信号」は、「監視（ＳＶ：Supervisory）信号」の一例である、と捉えてもよい。なお、信号光に重畳されてよい信号（又は情報）は、パストレース信号に限られない。主信号とは異なる何らかの信号や情報が信号光に重畳されてよい。主信号への他の信号や情報の重畳には、例示的に、周波数偏移変調（ＦＳＫ：Frequency Shift Keying）が適用されてよい。

図２に示すように、例えば、ノード＃１−＃３−＃４−＃５−＃７を経由する波長λ１の光パスの主信号光には、第１のライトラベル＃１を重畳してよい。また、ノード＃１−＃２−＃４−＃７を経由する波長λ１の光パスの主信号光には、第２のライトラベル＃２を重畳してよい。

更に、ノード＃３−＃６を経由する波長λ１の光パスの主信号光には、第３のライトラベル＃３を重畳してよく、ノード＃２−＃５を経由する波長λ１の光パスの主信号光には、第４のライトラベル＃４を重畳してよい。

このように、主信号光にライトラベルを重畳して伝送することで、各ノード２では、受信した主信号光の全てを電気信号に変換して終端しなくても、主信号光に重畳されている信号成分を検出することで、ライトラベルを検出することが可能である。

なお、光パスの設定及びライトラベルの設定は、例示的に、ネットワーク１全体の動作を集中的に管理、制御することが可能なネットワークマネージメントシステム（ＮＭＳ）３によって実施されてよい。ＮＭＳ３は、オペレーションシステム（ＯＰＳ）３と称されてもよい。

図３に、一実施形態に係る光送信器及び光受信器の構成例を示す。図３に例示する光送信器１０は、主信号光にライトラベルを重畳可能な光送信器であり、光受信器３０は、主信号光に重畳されたライトラベルを検出可能な光受信器である。

光送信器１０は、例示的に、デジタル信号処理部（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）１１と、光送信モジュール１２と、を備えてよい。

デジタル信号処理部１１は、デジタル信号処理によって、主信号データにパスＩＤを重畳する。パスＩＤの重畳は、例示的に、主信号光のキャリア周波数をパスＩＤに基づいて制御することで実現されてよい。

主信号光のキャリア周波数を制御することは、図３中に点線枠１００に例示するように、複素平面（ＩＱ平面）において主信号コンスタレーションを回転させることに相当する、と捉えてよい。主信号コンスタレーションの回転速度が、ＦＳＫの周波数偏移に相当する。

ＦＳＫにてパスＩＤが重畳されたデジタル主信号データは、光送信モジュール１２における光変調器１２４の駆動信号に用いられる。

例えば、デジタル主信号データは、デジタル信号処理部１１において、複素平面における同相成分（Ｉ成分）と直交成分（Ｑ成分）とに分離されて、光送信モジュール１２に備えられたデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１２２Ｉ及び１２２Ｑに入力される。なお、デジタル主信号データのＩ成分及びＱ成分の分離は、デジタル信号処理によるＩＱ分離器１１３によって実現されてよい。

例示的に、一方のＤＡＣ１２２Ｉがデジタル主信号データのＩ成分信号に対応し、他方のＤＡＣ１２２Ｑがデジタル主信号データのＱ成分信号に対応する。

ＤＡＣ１２２Ｉは、デジタルＩ成分信号をアナログＩ成分信号に変換し、ＤＡＣ１２２Ｑは、デジタルＱ成分信号をアナログＱ成分信号に変換する。

アナログＩ成分信号及びアナログＱ成分信号は、それぞれ、ドライバアンプ１２３Ｉ及び１２３Ｑにて、光変調器１２４を駆動するのに適切な振幅を有する駆動信号に増幅されて、光変調器１２４の駆動電極（図示省略）に与えられる。

したがって、ＤＳＰ１１は、光変調器１２４の駆動信号を生成する駆動信号生成部の一例である、と捉えてよい。

光変調器１２４は、光源１２１の出力光を、ドライバアンプ１２３Ｉ及び１２３Ｑから与えられる駆動信号に従って変調する。これにより、主信号光にパスＩＤがＦＳＫ信号として重畳された変調信号光が得られる。なお、光変調器１２４は、「ＩＱ変調器１２４」と称されてもよい。

ここで、主信号光の電場をｓ（ｔ）で表し、主信号光に重畳されるＦＳＫ信号の最大周波数偏移（Maximum frequency deviation）をΔｆｔで表す。また、ＦＳＫ信号の波形を、時間変化に応じて「−１〜＋１」の範囲の値をとる時間関数ｍ（ｔ）で表す。

このとき、ＦＳＫ信号が重畳された主信号光ｓ′（ｔ）は、以下の数式１によって表すことができる。

数式１の演算は、例えばＤＳＰ１１において、デジタル信号処理による周波数制御器１１１及び位相回転器１１２によって実現される。周波数制御器１１１は、「位相回転制御器１１１」と言い換えてもよい。位相回転器１１２は、乗算器であってよい。

位相回転制御器１１１は、数式１の「ｅｘｐ（２πｊΔｆｔ・ｍ（ｔ））」に相当する演算を行なうことで、パスＩＤに基づく、主信号データの位相回転量を位相回転器１１２に与える。位相回転器１１２は、与えられた位相回転量を主信号データに乗じることで、主信号データをＦＳＫする。

「主信号データ」は、単に「主信号」と称してもよい。主信号は、光送信器１０が送信する第１の信号の一例である。主信号に重畳される信号は、第２の信号の一例である。

第２の信号は、後述するように、第１の信号に周期的に重畳されてよい。別言すると、第１の信号には、第２の信号が重畳される期間と、第２の信号が重畳されない期間と、が存在してよい。

なお、ＦＳＫ信号の周波数、別言すると、ｍ（ｔ）の周波数は、主信号光のキャリア周波数に対して十分に低い周波数であってよい。例示的に、ＦＳＫ信号の周波数オーダは、キャリア周波数がギガヘルツ（ＧＨｚ）オーダであるのに対して、キロヘルツ（ｋＨｚ）オーダであってよい。

一方、光受信器３０は、図３に例示するように、光バンドパスフィルタ（ＯＢＰＦ）３１と、ＰＤ（フォトディテクタ又はフォトダイオード）３２と、パスＩＤ識別回路３３と、を備えてよい。パスＩＤ識別回路３３は、「パスＩＤレシーバ３３」又は「パスＩＤ検出部３３」と称してもよい。

ＯＢＰＦ３１に入力される主信号光は、ＦＳＫ信号が重畳されているため、点線枠３０１に例示するように、光スペクトラムの中心周波数が周波数軸において「＋Δｆｔ」と「−Δｆｔ」との間でシフトする。主信号光スペクトラムの中心周波数は、主信号光のキャリア周波数に相当すると捉えてよい。

ここで、点線枠３０２に例示するように、ＯＢＰＦ３１の透過中心周波数（又は、波長。以下、同様。）は、主信号光のキャリア周波数に対して高周波側（又は、低周波側）にオフセットした周波数に設定されてよい。

また、ＯＢＰＦ３１の透過帯域幅は、主信号光スペクトラムの一部を透過する帯域幅に設定されてよい。例えば、ＯＢＰＦ３１の透過帯域幅は、主信号光スペクトラムが占める帯域幅の半分よりも狭い帯域幅に設定されてよい。

このようなフィルタ特性の設定（便宜的に「フィルタ設定」と略してよい。）によると、図３の点線枠３０３に例示するように、ＯＢＰＦ３１を透過する光の量が、主信号光スペクトラムのＦＳＫ信号に応じた周波数シフトによって変化する。

したがって、主信号光スペクトラムの周波数シフトに応じた光パワー変化が、ＯＢＰＦ３１の出力光に現われる。別言すると、主信号光スペクトラムのＦＳＫ信号に応じた周波数シフトが、ＯＢＰＦ３１によって、強度変調（ＡＭ）光に変換される。なお、「ＡＭ光」は、「ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）光」と言い換えてもよい。

当該ＡＭ光がＰＤ３２にて受光され、受光パワーに応じたＡＭ信号成分を有する電気信号に変換される。

パスＩＤ識別回路３３は、当該電気信号のＡＭ信号成分を識別することで、主信号光にＦＳＫ信号として重畳されたパスＩＤを検出することができる。

なお、ＰＤ３２は、既述のように主信号光のキャリア周波数よりも十分に低い周波数のＦＳＫ信号成分に対して受信感度を満たすことが可能であればよい。そのため、ＰＤ３２には、主信号光の受信感度を満たせるほどの高速ＰＤを適用する必要は無く、低速ＰＤを適用してよい。

このように、光受信器３０は、ＯＢＰＦ３１と低速ＰＤ３２とを用いた、比較的に簡単な構成で、主信号光に重畳されたパスＩＤを検出することができる。

ところで、主信号光にＦＳＫ信号が重畳されていると、主信号光にＦＳＫ変調に応じた変動が生じるため、主信号光の光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）を正確にモニタできないことがある。なお、「モニタ」は、「測定」又は「検出」と言い換えてもよい。

図４及び図５に、光フィルタを用いたＯＳＮＲモニタの一例を示す。図４に例示する構成は、光送信ノード２−ｉと、光受信ノード２−ｊ（ｊは１〜Ｎのいずれかであって、ｊ≠ｉである。）と、を備える。ノード２−ｉ及び２−ｊの間は、光伝送路によって接続されている。各ノード２−ｉ及び２−ｊは、いずれも、ＣＤＣＧ−ＲＯＡＤＭであってよい。

光受信ノード２−ｊでの主信号光のＯＳＮＲは、例示的に、光送信ノード２−ｉが光伝送路へ送信する主信号光の送信光パワーと、光受信ノード２−ｊが光伝送路から受信する主信号光の受信光パワーと、を基に求めることができる。

そのため、光送信ノード２−ｉには、例示的に、光受信ノード２−ｊに向けて光伝送路へ送信する主信号光における特定周波数成分の光パワーをモニタする送信光モニタ２１０が備えられてよい。

一方、光受信ノード２−ｊには、例示的に、光伝送路から受信される主信号光における特定周波数成分の光パワーをモニタする受信光モニタ２２０が備えられてよい。

特定周波数成分の光パワーを検出するために、送信光モニタ２１０及び受信光モニタ２２０には、それぞれ、主信号光の特定周波数成分を通過させる光フィルタ（例えば、光バンドパスフィルタ、ＯＢＰＦ）が用いられてよい。

特定周波数は、例示的に、主信号光スペクトルの中心周波数ｆ_ＣＦと、中心周波数ｆ_ＣＦから周波数領域においてオフセットした周波数ｆ_ＯＦと、であってよい。主信号光スペクトルの中心周波数は、「キャリア周波数」に相当する、と捉えてよい。周波数オフセットの方向は、中心周波数ｆ_ＣＦに対して高周波側でもよいし低周波側でもよい。

中心周波数ｆ_ＣＦの成分と、オフセット周波数ｆ_ＯＦの成分とは、個別のＯＢＰＦを用いて抽出されてもよいし、１つのチューナブルＯＢＰＦを用いて抽出されてもよい。例えば、チューナブルＯＢＰＦの透過中心周波数を、中心周波数ｆ_ＣＦとオフセット周波数ｆ_ＯＦとにそれぞれ設定することで、各周波数成分の光を抽出できる。

ＯＢＰＦを通過した光を例えばＰＤ（フォトディテクタ又はフォトダイオード）に入力することで、中心周波数ｆ_ＣＦ及びオフセット周波数ｆ_ＯＦの各成分の光パワーを検出することができる。

ここで、光受信ノード２−ｊの受信光モニタ２２０において、主信号光の受信ＯＳＮＲは、以下の数式２によって求めることができる。

数式２において、αは比例係数であり、Ｒは以下の数式３によって求めることができる。数式２において、ｄは校正係数を表す。

数式３において、Ｐ_ＣＦは、受信主信号光における中心周波数ｆ_ＣＦの成分の光パワーを表し、Ｐ_ＯＦは、受信主信号光におけるオフセット周波数ｆ_ＯＦの成分の光パワーを表す。Ｐ_ＣＦ及びＰ_ＯＦは、例示的に、受信光モニタ２２０によって測定することができ、以下の数式４によって求めることができる。

数式２及び数式４において、Ｐ_ｓｉｇは、受信光の主信号光成分の光パワーを表し、Ｐ_ＡＳＥは、受信光に含まれる自然放出光（ＡＳＥ）成分の光パワーを表す。また、数式２及び数式４における校正係数ｄは、以下の数式５によって求めることができる。

数式５において、Ｐ_{ＣＦ＿Ｔｘ}は、送信主信号光における中心周波数ｆ_ＣＦの成分の光パワーを表し、Ｐ_{ＯＦ＿Ｔｘ}は、送信主信号光におけるオフセット周波数ｆ_ＯＦの成分の光パワーを表す。Ｐ_{ＣＦ＿Ｔｘ}及びＰ_{ＯＦ＿Ｔｘ}は、例示的に、送信光モニタ２１０によって求めることができる。

例えば図４の（１）に模式的に示すように、送信光モニタ２１０において、ＯＢＰＦの透過中心周波数を、送信主信号光の中心周波数ｆ_ＣＦとオフセット周波数ｆ_ＯＦとに時分割に設定する。

これにより、ＯＢＰＦを通過したｆ_ＣＦ及びｆ_ＯＦの成分の光がＰＤに入力されて、Ｐ_{ＣＦ＿Ｔｘ}及びＰ_{ＯＦ＿Ｔｘ}がそれぞれ検出される。検出されたＰ_{ＣＦ＿Ｔｘ}及びＰ_{ＯＦ＿Ｔｘ}を数式５に代入することで、校正係数ｄを求めることができる。

得られた校正係数ｄは、例示的に、受信光モニタ２２０に通知されてよい。校正係数ｄの受信光モニタ２２０への通知は、例示的に、ＮＭＳ３を介して実施されてもよいし、校正係数ｄをＦＳＫ信号として光受信ノード２−ｊへの主信号光に重畳することで実施されてもよい。

なお、送信主信号光には、自然放出光（ＡＳＥ）雑音が含まれていないと考えてよい。したがって、送信光モニタ２１０において、ＯＢＰＦを通過した光にも、ＡＳＥ雑音は含まれていないと考えてよい。

一方、受信光モニタ２２０では、図４の（２）に模式的に例示するように、送信光モニタ２１０と同様に、ＯＢＰＦの透過中心周波数を、主信号光の中心周波数ｆ_ＣＦとオフセット周波数ｆ_ＯＦとに設定する。

これにより、ＯＢＰＦを通過したｆ_ＣＦ及びｆ_ＯＦの成分の光がＰＤに入力されて、Ｐ_ＣＦ及びＰ_ＯＦがそれぞれ検出される。検出されたＰ_ＣＦ及びＰ_ＯＦを数式３に代入することで、数式２の「Ｒ」を求めることができる。当該「Ｒ」の値と、数式５によって求められた校正係数ｄと、を数式１に代入することで、受信信号光のＯＳＮＲを求めることができる。

一方、図５に例示するＯＳＮＲモニタ２３０は、例示的に、光フィルタ２３１と、ＰＤ２３２と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２３３と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２３４と、ＯＳＮＲ測定部２３５と、を備える。

光フィルタ２３１は、例示的に、ＯＢＰＦであってよく、その透過中心周波数が、受信信号光スペクトルの中心周波数に設定されて、主信号光の特定の波長成分をＰＤ２３２に通過する。

ＰＤ２３２は、光フィルタ２３１を通過した受信主信号光の受光パワーに応じた電気信号を、ＢＰＦ２３３とＬＰＦ２３４とに入力する。図６に、ＰＤ２３２の出力スペクトルの一例を示す。

図６中に点線で例示するように、ＬＰＦ２３４は、ＰＤ２３２の出力スペクトルの直流（ＤＣ）成分を通過し、ＢＰＦ２３３は、ＰＤ２３２の出力スペクトルの交流（ＡＣ）成分を通過する。

ＯＳＮＲ測定部２３５は、ＬＰＦ２３４を通過したＤＣ成分のパワーと、ＢＰＦ２３３を通過したＡＣ成分のパワーとの関係に基づいて、ＯＳＮＲを測定する。ＯＳＮＲ測定部２３５でのＯＳＮＲ測定には、校正係数が用いられてもよい。

以上のように、ＯＳＮＲモニタには、図４及び図５に例示したような２つの測定方法のいずれかを適用できる。しかし、いずれの測定方法においても、主信号光にＦＳＫ信号が重畳されていると、光フィルタ（例えば、ＯＢＰＦ）を通過する光にＦＳＫ変調に応じたパワー変動（別言すると、ＡＳＫ信号成分）が生じ得る。そのため、ＯＳＮＲの測定精度が低下し得る。

例えば図４に例示した測定方法では、図４の（２）に例示した、受信光モニタ２２０のＯＢＰＦを通過した光に、ＦＳＫ変調に応じたＡＳＫ信号成分が生じ得る（図７参照）。この場合、数式４で表される光パワーＰ_ＣＦ及びＰ_ＯＦに変動が生じるため、最終的に数式１で求められるＯＳＮＲに誤差が生じる。

また、図５に例示した測定方法でも、信号光が光フィルタ２３１を通過することで、ＦＳＫ信号成分がＰＤ２３２の出力スペクトルにノイズとして作用するため、ＰＤ２３２の出力スペクトルのＤＣ成分パワーとＡＣ成分パワーとの関係を基に求められるＯＳＮＲに誤差が生じる。

このようなＯＳＮＲの測定精度の劣化は、光フィルタ等の光部品が、ＦＳＫ信号受信用とＯＳＮＲモニタ用とに、共用であっても個別であっても、生じ得る。

例えば、図４に例示した受信光モニタ２２０に用いられるＯＢＰＦや、図５に例示した光フィルタ２３１は、図３に示したＯＢＰＦ３１に相当して、ＦＳＫ信号受信用とＯＳＮＲモニタ用とに共用されてもよいし、ＯＳＮＲモニタに専用であってもよい。

ここで、上述したようなＯＳＮＲの測定精度の低下を抑制するためには、例えば、コントロールプレーン（ＣＰ）の信号（別言すると、制御信号）を利用して、ＦＳＫ信号の検出タイミングとＯＳＮＲの測定タイミングとを制御する方法が考えられる。

例えば、制御信号によって、主信号光の送信側におけるＦＳＫ信号の重畳を一時的に停止させる。主信号光の受信側では、制御信号に応じて、ＦＳＫ信号の重畳期間にＦＳＫ信号の受信、検出を実施し、ＦＳＫ信号の重畳停止期間にＯＳＮＲの測定を実施する。例えば、ＯＳＮＲモニタにおけるＯＢＰＦの透過中心周波数を、制御信号に応じてＯＳＮＲを測定するための周波数に調整する。

しかし、光ネットワークにおいては、例えば、数十〜数百の多数のノードが存在し、また、１００波長を超えるような波長数の信号光が伝送されることがある。この場合に、各ノード及び各波長に対して、個別的に、ＦＳＫ信号の検出タイミングと、ＯＳＮＲの測定タイミングと、を制御すると、タイミング制御（「タイミング同期」と称してもよい。）の調整に長時間を要するおそれがある。

例えば、ノード数が５０ノード、波長数が１００波長、制御信号を用いた通信にかかる時間が１ノードあたり１０ｍｓであると仮定すると、１０ｍｓ×５０ノード×１００波長×２（送信側と受信側）＝１００秒という時間がかかる。

しかし、ライトラベルの検出やＯＳＮＲの測定には、光パスの障害やエラーの常時監視という観点から、リアルタイム性が求められる場合があり、１００秒もの時間がかかってしまうと、リアルタイム性が損なわれる。

そこで、本実施形態では、例えば、送信側においてＦＳＫ信号（例示的に、ライトラベル）を主信号光に重畳するタイミングのパターン（便宜的に「ＦＳＫ重畳タイミングパターン」と称してよい。）を予め設定しておく。

受信側では、ＦＳＫ重畳タイミングパターンを検出することで、ＦＳＫ信号の検出タイミング（あるいは期間）と、ＯＳＮＲの測定タイミング（あるいは期間）と、を、自律的に識別できる。

識別したタイミング（あるいは期間）に従って、ＦＳＫ信号の検出と、ＯＳＮＲの測定と、を選択的に実施する。これにより、ＦＳＫ信号検出の確実性と、ＯＳＮＲ測定精度の向上と、を両立できる。また、制御信号による通信を用いなくてよいので、例えばＦＳＫ信号の一例であるライトラベルの検出や、ＯＳＮＲの測定にかかる時間を短縮することが可能になる。

ＦＳＫ重畳タイミングパターンは、例示的に、主信号光にＦＳＫ信号を重畳する期間と重畳しない期間とが周期的に交互に現われるパターンであってもよいし、各期間が非周期的に現われるパターンでもよい。

前者の周期的な交互重畳のパターンであれば、受信側でのＦＳＫ重畳タイミングパターンの検出が容易になる。後者の非周期的なパターンでは、例えば、そのパターンを受信側において識別可能な情報をＦＳＫ信号として主信号光に重畳すればよい。

図８に、周期的な交互重畳のＦＳＫ重畳タイミングパターンの一例を示す。なお、図８には、主信号光にＦＳＫ信号として重畳される情報がライトラベルである場合を想定し、ライトラベルが重畳される期間を「ラベル有り」、重畳されない期間を「ラベル無し」として表記してある。

例えば図３に示した光送信器１０では、駆動信号生成部の一例であるＤＳＰ１１において、位相回転制御器１１１の動作をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、「ラベル有り」の期間と、「ラベル無し」の期間と、を作り出すことができる。

別言すると、ＤＳＰ１１は、第１の信号の一例である主信号に、第２の信号の一例であるライトラベルを重畳する期間と重畳しない期間とを含む所定の重畳パターンで、ライトラベルを選択的に重畳した駆動信号を生成することができる。

受信側では、仮に、「ラベル無し」の期間にＦＳＫ重畳タイミングパターンの検出を開始したとすると、それに続く「ラベル有り」及び「ラベル無し」の各期間を検出することで、ＦＳＫ重畳タイミングパターンの１周期を検出できる。したがって、検出した周期に従って、「ラベル有り」の期間ではＦＳＫ信号の検出を実施し、「ラベル無し」の期間ではＯＳＮＲの測定を実施することができる。

「ラベル有り」の期間であるか「ラベル無し」の期間であるかは、例えばＯＢＰＦを通過してＰＤにて検出される光パワーにＡＳＫ信号成分が現われるか否かによって識別できる。

例えば、「ラベル有り」の期間では、ＰＤの出力光にＦＳＫ変調に応じたＡＳＫ信号成分が現われる。「ラベル無し」の期間では、ＰＤの出力光にＡＳＫ信号成分は実質的に現われない。したがって、ライトラベルの重畳有無は、ライトラベルを実際に受信、検出しなくても検出可能である。ただし、後述するように、ライトラベルを実際に受信、検出することで、ライトラベルの重畳有無を識別することも可能である。

なお、「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とは同じ長さでもよいし異なる長さでもよい。例えば、「ラベル無し」の期間を「ラベル有り」の期間よりも長く設定することで、ＯＳＮＲ測定のための光パワー検出に利用可能な期間を相対的に長くして、ＯＳＮＲの測定精度向上を図るようにしてもよい。

この場合、「ラベル有り」の期間は、ライトラベルの検出が可能な範囲で最低限の長さに短く設定してもよい。例えば、ライトラベルの検出が可能であれば、「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間との比率は、「１：９」に設定しても構わない。

逆に、ライトラベルの検出確度を向上するために、「ラベル有り」の期間を「ラベル無し」の期間よりも長く設定してもよい。

また、受信側でのＯＳＮＲ測定は、１つの「ラベル無し」の期間において実施、完了してもよいし、１又は複数の「ラベル有り」期間を跨いだ複数の「ラベル無し」期間において実施してもよい。

例えば、図４に例示したＯＳＮＲ測定方法であれば、ＯＢＰＦの透過中心周波数を、第１の「ラベル無し」期間において、主信号光の中心周波数ｆ_ＣＦに設定し、その後の第２の「ラベル無し」期間において、オフセット周波数ｆ_ＯＦに設定してよい。

（光受信器の構成例）
図９に、上述したようにＦＳＫ信号検出とＯＳＮＲ測定とを選択的に実施可能な光受信器３０の構成例を示す。図９に示す光受信器３０は、例示的に、波長可変光フィルタ５１と、ＰＤ（フォトディテクタ又はフォトダイオード）５２と、制御部５３と、を備えてよい。

波長可変光フィルタ５１は、図３に例示したチューナブルＯＢＰＦ３１に相当すると捉えてよく、光伝送路から受信した信号光が入力されてよい。

ＰＤ５２は、図３に例示したＰＤ３２に相当すると捉えてよく、例示的に、波長可変光フィルタ５１を通過した光を受光し、その受光パワーに応じた電気信号に変換する。ＰＤ５２が出力する電気信号は、電流信号であってもよいし、当該電流信号をトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）等によって変換した電圧信号であってもよい。

制御部５３は、例示的に、ＰＤ５２の出力電気信号に基づいて、主信号光に重畳されているＦＳＫ信号（例えば、ライトラベル）の検出と、ＯＳＮＲの測定と、を行なう。また、制御部５３は、例示的に、検出したＦＳＫ重畳タイミングパターンに応じて、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数を制御してよい。

そのため、制御部５３は、例示的に、信号処理部５３１と、記憶部５３２と、フィルタ制御部５３３と、を備えてよい。信号処理部５３１は、例示的に、光パワー検出部５３１１、ライトラベル検出部５３１２、ＯＳＮＲ算出部５３１３、及び、同期検出部５３１４を備えてよい。

信号処理部５３１において、光パワー検出部５３１１は、例示的に、ＰＤ５２の出力信号を基に、ＰＤ５２で受光された光のパワーを検出する。

ライトラベル検出部５３１２は、重畳信号検出部の一例であり、例示的に、光パワー検出部５３１１で検出されたパワーに基づいて、主信号光に重畳されたライトラベルを検出する。ライトラベル検出部５３１２は、図３に例示したパスＩＤ検出部３３に相当すると捉えてよい。

ＯＳＮＲ算出部５３１３は、光パワー検出部５３１１で検出されたパワーに基づいて、例えば前掲の数式２〜５を用いて、主信号光のＯＳＮＲを算出する。

同期検出部５３１４は、光パワー検出部５３１１で検出されたパワーに基づいて、ＦＳＫ重畳タイミングパターンを検出して、「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とを識別し、各期間に対する同期タイミングを検出する。

記憶部５３２は、例示的に、信号処理部５３１での信号処理によって得られたデータ又は情報を記憶してよい。記憶部５３２に記憶されるデータや情報には、各検出部５３１２〜５３１４の検出結果が含まれてよい。なお、記憶部５３２には、フラッシュメモリや、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等が適用されてよい。

フィルタ制御部５３３は、例示的に、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数を制御する。透過中心周波数の制御は、波長可変光フィルタ５１の透過特性あるいはフィルタ特性の制御と称してもよい。

波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数は、例示的に、同期検出部５３１４で検出された、ＦＳＫ重畳タイミングパターンに同期した同期タイミングに応じて制御されてよい。

例えば、同期タイミングによって識別される「ラベル有り」の期間では、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数は、ライトラベルの受信、検出のために、キャリア周波数ｆ_ＣＦに対してオフセットした周波数に設定、制御されてよい。

一方、「ラベル無し」の期間において、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数は、ＯＳＮＲ測定のために、主信号光のキャリア周波数ｆ_ＣＦと、オフセット周波数ｆ_ＯＦと、に時分割に制御されてよい。

（動作例）
以下、図９に例示した光受信器３０の動作例について、図１０に例示したフローチャートを参照して説明する。

図１０に例示するように、制御部５３は、例示的に、フィルタ制御部５３３によって、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数を、主信号光のキャリア周波数ｆ_ＣＦに対して高周波側（又は、低周波側）にオフセットした周波数に設定されてよい（処理Ｐ１０）。

当該周波数は、図４の（２）に例示した、ＯＳＮＲ測定のためのオフセット周波数ｆ_ＯＦと同一でもよいし異なっていてもよい。別言すると、波長可変光フィルタ５１の出力光に、主信号光に重畳されているライトラベルに応じたパワー変動が現われるように、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数が設定されればよい。

処理Ｐ１０のフィルタ制御に応じて、波長可変光フィルタ５１を通過した光が、ＰＤ５２にて受光される。その受光パワーに応じた振幅成分を有する電気信号が、信号処理部５３１の例えば光パワー検出部５３１１に入力される。

光パワー検出部５３１１は、ＰＤ５２から入力された電気信号の振幅成分に相当するパワーを検出する。光パワー検出部５３１１で検出されたパワーは、ＰＤ５２への入力光パワーを示すと捉えてよい。

ここで、光パワー検出部５３１１で検出されたパワーは、「ラベル有り」の期間ではライトラベルに応じて変動する。一方、「ラベル無し」の期間では、光パワー検出部５３１１で検出されるパワーに、ライトラベルに応じた変動は実質的に生じない。

したがって、例えば、光パワー検出部５３１１で検出されたパワー変動の有無を基に、同期検出部５３１４において、「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とを識別でき、各期間に対する同期タイミングを検出することができる（処理Ｐ２０）。

同期タイミングの検出に応じて（処理Ｐ３０でＹＥＳ）、同期検出部５３１４は、ライトラベルの受信（検出）期間と、ＯＳＮＲの測定期間と、を識別する。例示的に、ライトラベルの受信期間は、「ラベル有り」の期間であってよく、ＯＳＮＲの測定期間は、「ラベル無し」の期間であってよい。識別した期間を示すデータ（便宜的に「タイミングデータ」と称してよい。）は、例えば記憶部５３２に記憶されてよい（処理Ｐ４０）。なお、同期タイミングの検出処理（Ｐ２０）は、同期タイミングの検出が成功するまでリトライされてよい（処理Ｐ３０でＮＯ）。

制御部５３は、タイミングデータを基に識別される、ライトラベルの受信期間において、フィルタ制御部５３３によって、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数を、ライトラベル受信の周波数に制御してよい（処理Ｐ５０）。

ライトラベル受信のための周波数は、キャリア周波数ｆ_ＣＦに対してオフセットした周波数であってよく、処理Ｐ１０と同様に、図４の（２）に例示した、ＯＳＮＲ測定のためのオフセット周波数ｆ_ＯＦと同一でもよいし異なっていてもよい。

処理Ｐ５０のフィルタ制御に応じて、波長可変光フィルタ５１を通過した光が、ＰＤ５２にて受光される。その受光パワーに応じた振幅成分を有する電気信号が、信号処理部５３１の例えば光パワー検出部５３１１に入力される。

ここで、「ラベル有り」の期間ではライトラベルに応じてＰＤ５２の出力光パワーが変動してＡＳＫ信号成分が現われるから、例えばライトラベル検出部５３１２において、当該ＡＳＫ信号成分を基に、ライトラベルを検出することができる（処理Ｐ６０）。検出したライトラベルは、例えば記憶部５３２に記憶されてよい。

別言すると、ライトラベル検出部５３１２は、ライトラベルの重畳期間における波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られるＰＤ５２の出力電気信号を基に、ライトラベルを検出する。

その後、制御部５３は、記憶部５３２のタイミングデータを基に識別される、「ラベル無し」の期間において、フィルタ制御部５３３によって、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数を、ＯＳＮＲ測定のための周波数に制御してよい（処理Ｐ７０）。

ＯＳＮＲ測定のための周波数は、例示的に、図４の（２）に例示したキャリア周波数ｆ_ＣＦ及びオフセット周波数ｆ_ＯＦであってよい。例えば、フィルタ制御部５３３は、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数を、時分割に、キャリア周波数ｆ_ＣＦ及びオフセット周波数ｆ_ＯＦのそれぞれに制御してよい。

透過中心周波数がキャリア周波数ｆ_ＣＦ及びオフセット周波数ｆ_ＯＦにそれぞれ制御された時に波長可変光フィルタ５１を通過した光が、ＰＤ５２にて受光される。その受光パワーに応じた振幅成分を有する電気信号が、信号処理部５３１の例えば光パワー検出部５３１１に入力される。

これにより、光パワー検出部５３１１では、例えば数式３及び４に示した、キャリア周波数ｆ_ＣＦの成分のパワーＰ_ＣＦと、オフセット周波数ｆ_ＯＦの成分のパワーＰ_ＯＦと、が検出される。

検出されたパワーＰ_ＣＦ及びＰ_ＯＦを基に、例えばＯＳＮＲ算出部５３１３において、数式２の演算によって、ＯＳＮＲが算出される。算出されたＯＳＮＲは、例えば記憶部５３２に記憶されてよい（処理Ｐ８０）。

別言すると、ＯＳＮＲ算出部５３１３は、ライトラベルの非重畳期間における波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数の制御に応じて得られるＰＤ５２の出力電気信号を基に、主信号光のＯＳＮＲを算出する。

その後、制御部５３は、ライトラベルの受信処理と、ＯＳＮＲの測定処理と、を継続するか否かを判定し（処理Ｐ９０）、継続すると判定すれば（処理Ｐ９０でＹＥＳ）、処理Ｐ５０〜Ｐ８０を繰り返し実施する。継続しないと判定すれば（処理Ｐ９０でＮＯ）、制御部５３は、処理を終了してよい。

ライトラベルの受信処理と、ＯＳＮＲの測定処理と、を継続するか否かの判定は、例示的に、ＮＭＳ３からの制御信号に依存してよい。例えば、ＮＭＳ３から、処理継続を示す制御信号を受信した場合、あるいは、処理停止を示す制御信号が受信されない場合には、制御部５３は、処理継続と判定してよい。処理停止を示す制御信号が受信されれば、制御部５３は、処理停止と判定してよい。

なお、図１０の例では、ライトラベルの受信処理（Ｐ５０及びＰ６０）の後に、ＯＳＮＲの測定処理（Ｐ７０及びＰ８０）を実施しているが、ＯＳＮＲの測定処理をライトラベルの受信処理よりも先に実施しても構わない。

以上のように、上述した実施形態によれば、主信号光に対するライトラベルの重畳有無に応じて、ライトラベルの受信とＯＳＮＲの測定とを選択的に実施することができる。したがって、ライトラベル受信（検出）の確実性と、ＯＳＮＲ測定精度の向上と、の両立を図ることができる。

また、光送信器１０において、主信号光に対するライトラベルの重畳有無を所定のパターンに設定しておくため、光受信器３０において、ライトラベルの重畳有無のパターン検出が容易になる。そのため、パターン検出結果に基づくライトラベル受信とＯＳＮＲ測定との選択制御も容易になる。

例えば図８に示したような、周期的な交互重畳のパターンに設定しておくことで、光受信器３０では、少なくとも「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とを最低でも１回ずつ検出できれば、以降の交互重畳の周期を識別できる。

よって、識別した周期に従って、ライトラベル受信とＯＳＮＲ測定とを交互選択的に切り替えれば、確実にライトラベルの受信とＯＳＮＲの測定とを実施できる。

また、ライトラベル受信とＯＳＮＲ測定との切り替えは、例示的に、識別した周期に基づいて１つの波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数を制御することで実施できる。

別言すると、波長可変光フィルタ５１は、ライトラベル受信とＯＳＮＲ測定とに共用できる。したがって、簡易な構成及び制御で、ライトラベル受信とＯＳＮＲ測定との選択制御を実現できる。

更に、ライトラベルの周期的な交互重畳では、例えばＮＭＳ３の制御信号によってライトラベル受信とＯＳＮＲ測定とを制御する場合よりも、ライトラベルの受信処理やＯＳＮＲの測定処理にかかる時間を短縮できる。

例えば、図８に例示した交互重畳のパターンにおいて、ライトラベルの重畳帯域が２０ｋＨｚ（１０ｋｂ／ｓ）であり、ライトラベルの１フレームが２５６ビット（＝２５．６ｍｓ）であると仮定する。

また、ライトラベルの受信（検出）に要するフレーム数が１０フレーム（＝２５６ｍｓ）であり、ＯＳＮＲ測定に要する「ラベル無し」期間が１４０ｍｓ〜２１０ｍｓ（ただし、ライトラベル検出に要する時間２５６ｍｓと同じでもよい。）と仮定する。

そして、「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とが同じ長さで交互に現われる設定であると仮定すると、「ラベル有り」と「ラベル無し」の１周期は、２５６×１０×２＝５１２０ビットとなる。

ここで、光受信器３０において、交互重畳のパターンのタイミング同期を確立するために少なくとも１．５周期（＝５１２０×１．５＝７６８０ビット）を要すると仮定すると、タイミング同期の確立に０．７６８秒の時間がかかることになる。

これは、既述の制御信号を用いて５０ノード毎及び１００波長毎に受信や測定を制御する場合に要する時間１００ｍｓに比して、約１／１００の時間であり、大幅な時間短縮が可能であることが分かる。

したがって、光パスの障害やエラーの常時監視という観点でのリアルタイム性を容易に満たすことが可能となる。

（変形例）
上述した実施形態では、図８に例示したように、周期的な交互重畳のＦＳＫ重畳タイミングパターンで、ＦＳＫ信号（例えば、ライトラベル）を主信号光に重畳する例について説明した。

しかし、主信号光へのＦＳＫ信号の重畳は、周期的でなくてもよく、また、重畳期間と非重畳期間とが交互に現われなくてもよい。例えば、主信号光に重畳する第１のＦＳＫ信号に、第１のＦＳＫ信号の重畳後に主信号光に重畳する第２のＦＳＫ信号の重畳開始タイミングと重畳終了タイミングとを示す情報（便宜的に「タイミング情報」と称してよい。）を含めてもよい。

光受信器３０では、例えばフィルタ制御部５３３によって、波長可変フィルタ５１の透過中心周波数を、ライトラベル受信のための周波数に設定しておくことで、第１のＦＳＫ信号をライトラベル検出部５３１２にて検出することができる。

検出した第１のＦＳＫ信号に含まれるタイミング情報を基に、その後の「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とを識別することができる。識別した期間に応じて、波長可変フィルタ５１の透過中心周波数をライトラベル受信又はＯＳＮＲ測定のための周波数に時分割に選択制御することで、既述の実施形態と同様に、ライトラベルの受信と、ＯＳＮＲ測定と、を時分割に選択実施できる。

図１１（Ａ）に、ＦＳＫ信号の１フレームあたりのフォーマット例を示す。図１１（Ａ）に示すように、ＦＳＫ信号の１フレームには、プリアンブル、ペイロード、及び、チェックサムの各フィールドを用意してよい。

ペイロードフィールドに、上述したタイミング情報が設定されてよい。タイミング情報は、ライトラベルデータと共にペイロードフィールドに設定されてもよい。

プリアンブルフィールドには、所定のパターン信号が設定されてよい。例示的に、ライトラベル検出部５３１２にてプリアンブルを検出することで、ＦＳＫ信号のフレーム同期を確立することができる。

また、チェックサムフィールドには、誤り検出符号の一例であるチェックサムが設定されてよい。例示的に、ライトラベル検出部５３１２は、チェックサムを基にペイロードフィールドに設定されている情報やデータの誤り検出を行なうことができる。誤りが検出されたフレームは、ライトラベル検出部５３１２にて破棄されてよい。

これにより、信頼性の低いＦＳＫ信号を基にしてライトラベルの重畳有無が識別されることを抑止できる。したがって、「ラベル有り」の期間に、誤ってＯＳＮＲの測定が行なわれたり、「ラベル無し」の期間に、誤ってライトラベルの受信、検出が行なわれたりすることを抑止できる。

なお、ＦＳＫ信号のペイロードフィールドには、例えば図１１（Ｂ）に示すように、ＦＳＫ信号の重畳開始タイミングと重畳周期とを示す情報（便宜的に「同期情報」と称してもよい。）が設定されてもよい。

光受信器３０では、例えばライトラベル検出部５３１２にて受信、検出したＦＳＫ信号のペイロードフィールドに設定された同期情報を基に、その後の「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とを識別することができる。

識別した期間に応じて、波長可変フィルタ５１の透過中心周波数をライトラベル受信又はＯＳＮＲ測定のための周波数に時分割に選択制御することで、既述の実施形態と同様に、ライトラベルの受信と、ＯＳＮＲ測定と、を時分割に選択実施できる。

あるいは、ペイロードフィールドには、例えば図１１（Ｃ）に示すように、主信号光に重畳するライトラベルの長さ、及び、ライトラベルの非重畳期間（便宜的に「空白期間」と称してもよい）の長さを示す長さ情報が設定されてもよい。

光受信器３０では、例えばライトラベル検出部５３１２にて受信、検出したＦＳＫ信号のペイロードフィールドに設定された長さ情報を基に、その後の「ラベル有り」の期間と「ラベル無し」の期間とを識別することができる。

識別した期間に応じて、波長可変フィルタ５１の透過中心周波数をライトラベル受信又はＯＳＮＲ測定のための周波数に時分割に選択制御することで、既述の実施形態と同様に、ライトラベルの受信と、ＯＳＮＲ測定と、を時分割に選択実施できる。

なお、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に例示したフォーマットのいずれかを有するＦＳＫ信号が、例えば図３に示した光送信器１０のＤＳＰ１１（例えば、位相回転制御器１１１）に入力される。これにより、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に例示したフォーマットのいずれかを有するＦＳＫ信号が主信号に重畳された、光変調器１２の駆動信号を生成できる。

また、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）のいずれの例においても、ペイロードフィールドには、ライトラベルの重畳期間と空白期間とを識別可能な情報が設定されればよい。図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に例示したフォーマットのいずれかを用いる場合、ライトラベル検出部５３１２において、検出したＦＳＫ信号のペイロードフィールドに設定された情報を基に、ライトラベルの重畳期間と非重畳期間とを識別できる。

したがって、この場合、ライトラベル検出部５３１２が、同期検出部５３１４としても機能すると捉えることができる。よって、光受信器３０において、既述の同期検出部５３１４は不要でき、制御部５３の構成を簡易化でき、ひいては、光受信器３０の小型化や低消費電力化を図ることができる。

（その他）
上述した実施形態及び変形例では、主信号光に重畳する信号がＦＳＫ信号である例について説明したが、主信号光に重畳する信号は、ＡＳＫ信号であってもよい。

ＡＳＫ信号の場合は、波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数をキャリア周波数に設定してもオフセットしても、ＰＤ５２の出力にＡＳＫ信号に応じたパワー変動が生じるから、ＡＳＫ信号の重畳期間と非重畳期間とを検出、識別できる。

したがって、ＡＳＫ信号の重畳期間においてＡＳＫ信号の受信、検出を行ない、ＡＳＫ信号の非重畳期間においてＯＳＮＲ測定を行なえばよい。ＯＳＮＲ測定における波長可変光フィルタ５１の透過中心周波数制御は、既述の実施形態と同様でよい。また、重畳信号にＡＳＫ信号を用いる場合も、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に例示したフォーマットのいずれかを適用可能である。

１ 光通信システム
２−１〜２−Ｎ 光伝送装置
３ ＮＭＳ（ＯＰＳ）
１０ 光送信器
１１ デジタル信号処理部（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）
１１１ 周波数制御器
１１２ 位相回転器
１１３ ＩＱ分離器
１２ 光送信モジュール
１２１ 光源
１２２Ｉ，１２２Ｑ デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
１２３Ｉ，１２３Ｑ ドライバアンプ
１２４ 光変調器
３０ 光受信器
３１ 光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
３２ ＰＤ（フォトディテクタ又はフォトダイオード）
３３ パスＩＤ識別回路
５１ 波長可変光フィルタ
５２ ＰＤ
５３ 制御部
５３１ 信号処理部
５３１１ 光パワー検出部
５３１２ ライトラベル検出部
５３１３ ＯＳＮＲ測定部
５３１４ 同期検出部
５３２ 記憶部
５３３ フィルタ制御部
２１０ 送信光モニタ
２２０ 受信光モニタ
２３０ ＯＳＮＲモニタ
２３１ 光フィルタ
２３２ ＰＤ
２３３ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２３４ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２３５ ＯＳＮＲ測定部

Claims (9)

1. 光送信器と、
   前記光送信器が送信した信号光を受信する光受信器と、を備え
   前記光送信器は、
   送信する第１の信号に、第２の信号を重畳する期間と重畳しない期間とを含む所定の重畳パターンで、前記第２の信号を選択的に重畳した駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   前記駆動信号生成部で生成された駆動信号に応じて送信光を変調して前記信号光を生成する光変調器と、を備え、
   前記光受信器は、
   前記受信した信号光のスペクトルを部分的に透過する波長可変光フィルタと、
   前記波長可変光フィルタを透過した光を電気信号に変換するフォトディテクタと、
   前記電気信号を基に識別される前記第２の信号の重畳期間及び非重畳期間に応じて、前記波長可変光フィルタの透過中心周波数を制御するフィルタ制御部と、
   前記重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記第２の信号を検出する重畳信号検出部と、
   前記非重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記信号光の光信号対雑音比を算出する光信号対雑音比算出部と、を備えた、光通信システム。
2. 第１の信号に、第２の信号を重畳する期間と重畳しない期間とを含む所定の重畳パターンで、前記第２の信号が選択的に重畳された信号光を受信し、前記信号光のスペクトルを部分的に透過する波長可変光フィルタと、
   前記波長可変光フィルタを透過した光を電気信号に変換するフォトディテクタと、
   前記電気信号を基に識別される前記第２の信号の重畳期間及び非重畳期間に応じて、前記波長可変光フィルタの透過中心周波数を制御するフィルタ制御部と、
   前記重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記第２の信号を検出する重畳信号検出部と、
   前記非重畳期間における前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御に応じて得られる前記電気信号を基に、前記信号光の光信号対雑音比を算出する光信号対雑音比算出部と、
   を備えた、光受信器。
3. 前記電気信号のパワー変動を基に、前記重畳パターンに対するタイミングの同期検出を行なう同期検出部を備え、
   前記フィルタ制御部は、前記同期検出によって識別される前記重畳パターンを基に、前記重畳期間及び前記非重畳期間に応じた、前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御を行なう、請求項２に記載の光受信器。
4. 前記第２の信号に、前記重畳パターンを識別可能な情報が設定されており、
   前記重畳信号検出部は、前記第２の信号の検出によって前記重畳パターンを識別可能な情報を検出し、
   前記フィルタ制御部は、前記検出された重畳パターンを識別可能な情報を基に、前記重畳期間及び前記非重畳期間に応じた、前記波長可変光フィルタの透過中心周波数の制御を行なう、請求項２に記載の光受信器。
5. 前記重畳パターンは、前記第１の信号に対して周期的に前記第２の信号を重畳するパターンである、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光受信器。
6. 前記第２の信号は、周波数偏移変調又は振幅偏移変調によって前記第１の信号に重畳された、請求項２〜５のいずれか１項に記載の光受信器。
7. 送信する第１の信号に、第１の重畳信号又は第２の重畳信号を重畳する期間と重畳しない期間とを含む所定の重畳パターンで、前記第１の重畳信号又は前記第２の重畳信号を選択的に重畳した駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   前記駆動信号生成部で生成された駆動信号に応じて送信光を変調して信号光を生成する光変調器と、
   を備え、
   前記第１の重畳信号は、前記第１の重畳信号が前記第１の信号に重畳された後に、前記第１の信号に重畳される前記第２の重畳信号の重畳開始タイミングと重畳終了タイミングとを示すタイミング情報を含む、ことを特徴とする、光送信器。
8. 前記駆動信号生成部は、前記第１の重畳信号に、前記重畳パターンを識別可能な情報を設定する、請求項７に記載の光送信器。
9. 前記駆動信号生成部は、前記第１の重畳信号又は前記第２の重畳信号を、周波数偏移変調又は振幅偏移変調によって前記第１の信号に重畳する、請求項７又は８に記載の光送信器。