JP2014175835A - 光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】光パス切替時の信号疎通を高速に行う。
【解決手段】光伝送システム１０は、光信号を送信するトランスポンダ１３Ｄと、トランスポンダ１３Ｄからの光信号を２つに分岐する光分岐部１７Ｄと、分岐された光信号をそれぞれ伝送する現用系光伝送路２１および予備系光伝送路２１’と、現用系光伝送路２１および予備系光伝送路２１’を通った２つの光信号からいずれか一つを選択する光スイッチ３２Ａであって、選択中の光信号が入力断となった場合に別の光信号に切り替える光スイッチ３２Ａと、光スイッチ３２Ａにより選択された光信号を受信するトランスポンダ１３Ａと、光スイッチ１８Ａに入力される複数の光信号の光レベルが略同一となるよう各光信号の光レベルを調整する現用系可変光減衰器２０Ａおよび予備系可変光減衰器２０’とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、光伝送路を介して光信号の送受信を行う光伝送システムに関する。

従来のメトロ系の光伝送システムは、光ファイバによって単一のリングを形成した伝送路網（「リング網」と呼ぶ）が主に用いられている。リング網の構成では、一般的に、１つの波長に対してトランスポンダを２枚用いるＬｉｇｈｔ Ｇｕａｒｄ方式と、１つの波長に対してトランスポンダを１枚用いるＯＵＰＳＲ（Optical Unidirectional Path Switched Ring）方式という冗長方式をとることで、光ファイバ断線等の障害時に高速でサービス復旧を行うことができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

図１は、Ｌｉｇｈｔ Ｇｕａｒｄ方式を採用したリング状光伝送システムの一例を示す。図１に示す光伝送システム１００は、第１ノード１１１Ａ、第２ノード１１１Ｂ、第３ノード１１１Ｃ、第４ノード１１１Ｄ、および第５ノード１１１Ｅを備える。これら５つのノードは、ＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer）装置であり、光ファイバによりリング状に接続されている。

ここでは、第４ノード１１１Ｄを送信側ノードとし、第１ノード１１１Ａを受信側ノードとして説明する。送信側ノードである第４ノード１１１Ｄは、光分岐部１１７Ｄと、ある１つの波長に対応する２枚のトランスポンダ（現用系トランスポンダ１１３Ｄおよび予備系トランスポンダ１１３Ｄ’）と、ＯＡＤＭ部１１２Ｄとを備える。受信側ノードである第１ノード１１１Ａは、ＯＡＤＭ部１１２Ａと、１つの波長に対応する２枚のトンラスポンダ１１３Ａ，１１３Ａ’と、光結合部１１８Ａとを備える。

第４ノード１１１Ｄの光分岐部１１７Ｄには、クライアント側の端末装置１１６Ｄから任意波長の光信号が入力される。この光信号は、光分岐部１１７Ｄにより二つに分岐され、現用系トランスポンダ１１３Ｄおよび予備系トランスポンダ１１３Ｄ’に入力される。現用系トランスポンダ１１３Ｄおよび予備系トランスポンダ１１３Ｄ’は、それぞれ、入力された光信号をナローバンドの光信号に変換し、ＯＡＤＭ部１１２Ｄに出力する。ＯＡＤＭ部１１２Ｄは、光信号の挿入、分岐および多重化を行う。

図１に示す光伝送システム１００において、トランスポンダ１１３Ｄから出力された光信号（「現用系光信号」と呼ぶ）は、ＯＡＤＭ部１１２Ｄを介して現用系光伝送路１２１に送出される。この現用系光信号は、現用系光伝送路１２１上に位置する第３ノード１１１Ｃ、第２ノード１１１Ｂを経由して、第１ノード１１１Ａに到達する（現用系光信号の経路を実線で示す）。一方、トランスポンダ１１３Ｄから出力された光信号（「予備系光信号」と呼ぶ）は、ＯＡＤＭ部１１２Ｄを介して予備系光伝送路１２１’に送出される。この予備系光信号は、予備系光伝送路１２１’上に位置する第５ノード１１１Ｅを経由して、第１ノード１１１Ａに到達する（予備系光信号の経路を破線で示す）。

現用系光信号は、第１ノード１１１ＡのＯＡＤＭ部１１２Ａにてドロップされ、現用系トランスポンダ１１３Ａにより受信される。一方、予備系光信号は、ＯＡＤＭ部１１２Ａにてドロップされ、予備系トランスポンダ１１３Ａ’により受信される。このようにＬｉｇｈｔ Ｇｕａｒｄ方式では、ＯＡＤＭ部１１２Ａでドロップされた現用系光信号と予備系光信号は、異なるトランスポンダで受信される。

通常運用状態においては、現用系トランスポンダ１１３Ａは受信した現用系光信号を電気信号に変換し、所定の信号処理を行った後、再度光信号に変換して光結合部１１８Ａに出力する。一方、予備系トランスポンダ１１３Ａ’は受信した予備系光信号を電気信号に変換し、所定の信号処理を行った後、再度光信号に変換するが、光結合部１１８Ａへの出力は停止する。これにより、光結合部１１８Ａにおいて現用系トランスポンダ１１３Ａおよび予備系トランスポンダ１１３Ａ’からの光信号が衝突することなく、クライアント側の端末装置１１６Ａは光信号を受信できる。

現用系光伝送路１２１に障害が発生したとき、予備系トランスポンダ１１３Ａ’は、光結合部１１８Ａへの光信号の出力を開始する。一方、現用系トランスポンダ１１３Ａは光信号の出力を停止する。これにより、現用系光伝送路１２１から予備系光伝送路１２１’に光パスが切り替わり、通信サービスを復旧することができる。

図２は、ＯＵＰＳＲ方式を採用したリング状光伝送システムの一例を示す。図２に示す光伝送システム２００は、第１ノード２１１Ａ、第２ノード２１１Ｂ、第３ノード２１１Ｃ、第４ノード２１１Ｄ、および第５ノード２１１Ｅを備える。これら５つのノードは、ＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexer）装置であり、光ファイバによりリング状に接続されている。

ここでは、第４ノード２１１Ｄを送信側ノードとし、第１ノード２１１Ａを受信側ノードとして説明する。送信側ノードである第４ノード２１１Ｄは、１つの波長に対応する１枚のトランスポンダ２１３Ｄと、光分岐部２１７Ｄと、ＯＡＤＭ部２１２Ｄとを備える。受信側ノードである第１ノード２１１Ａは、ＯＡＤＭ部２１２Ａと、光スイッチ２１８Ａと、１つの波長に対応する１枚のトランスポンダ２１３Ａとを備える。

第４ノード２１１Ｄの光分岐部２１７Ｄには、クライアント側の端末装置２１６Ｄから任意波長の光信号が入力される。トランスポンダ２１３Ｄは、入力された光信号をナローバンドの光信号に変換し、光分岐部２１７Ｄに出力する。この光信号は、光分岐部２１７Ｄにより現用系光信号と予備系光信号とに分岐される。

現用系光信号は、ＯＡＤＭ部２１２Ｄを介して現用系光伝送路２２１に送出される。この現用系光信号は、現用系光伝送路２２１上に位置する第３ノード２１１Ｃ、第２ノード２１１Ｂを経由して、第１ノード２１１Ａに到達する（現用系光信号の経路を実線で示す）。一方、予備系光信号は、ＯＡＤＭ部２１２Ｄを介して予備系光伝送路２２１’に送出される。この予備系光信号は、予備系光伝送路２２１’上に位置する第５ノード２１１Ｅを経由して、第１ノード２１１Ａに到達する（予備系光信号の経路を破線で示す）。

現用系光信号は、第１ノード２１１ＡのＯＡＤＭ部２１２Ａにてドロップされ、光スイッチ２１８Ａに入力される。一方、予備系光信号もまた、ＯＡＤＭ部１１２Ａにてドロップされ、光スイッチ２１８Ａに入力される。

通常運用状態においては、光スイッチ２１８Ａは、光パスとして現用系光伝送路２２１を選択するよう設定されている。光スイッチ２１８Ａから出力された現用系光信号は、トランスポンダ２１３Ａに入力される。トランスポンダ２１３Ａは受信した現用系光信号を電気信号に変換し、所定の信号処理を行った後、再度光信号に変換して端末装置２１６Ａに出力する。

現用系光伝送路２２１に障害が発生したとき、光スイッチ２１８Ａは、予備系光伝送路２２１’に光パスを切り替える。これにより、光スイッチ２１８Ａからトランスポンダ２１３Ａに予備系光信号が入力されるので、通信サービスを復旧することができる。

特開２０１１−２５９１２９号公報

上述したように、Ｌｉｇｈｔ Ｇｕａｒｄ方式は、１つの波長に対して２枚のトランスポンダを準備する必要があるため、コストが高くなりがちである。一方、ＯＵＰＳＲ方式は、１つの波長に対して必要なトランスポンダは１枚であるため、低コストで冗長構成をとることができる。

しかしながら、ＯＵＰＳＲ方式には以下のような課題がある。現用系光伝送路２２１と予備系光伝送路２２１’は、距離、中継ノード数、多重化される波長数などが異なる。そのため、伝送距離や伝送路損失の差などにより、光スイッチ２１８Ａに入力される現用系光信号と予備系光信号との間に数ｄＢ程度の光レベル差（例えば７ｄＢ程度の光レベル差）が生じる。従って、ＯＵＰＳＲ方式において、現用系光伝送路から予備系光伝送路に光パスが切り替えられた場合、トランスポンダ２１３Ａに入力される光レベルが急激に切り替わることになる。

従来の例えば１０Ｇｂｐｓの光伝送システムでは、直接検波方式を採用しているため、現用系光信号と予備系光信号との間に数ｄＢ程度の光レベル差があっても、それがトランスポンダの受信器の入力ダイナミックレンジの範囲であれば、切り替え後の信号疎通までそれほど時間を要しなかった。例えば、高速デジタル通信方式の国際規格であるＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ規格では、障害発生時のサービス復旧は５０ｍｓｅｃ以内に行わなければならないが、１０Ｇｂｐｓの光伝送システムでは特別な処理を行わずともこの規定を十分に満足することができた。

しかしながら、近年開発が進んでいる４０Ｇｂｐｓや１００Ｇｂｐｓの光伝送システムでは、通常、コヒーレント検波方式を採用しており、またＤＰＳによって光信号の劣化の補償を行っているため、光パス切替時に現用系光信号と予備系光信号との間に光レベル差があると、信号疎通まで時間がかかり、例えばＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ規格である５０ｍｓｅｃ以内のサービス復旧を達成できないおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、光パス切替時の信号疎通を高速に行うことのできる光伝送システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の光伝送システムは、光信号を送信する光送信部と、光送信部からの光信号を複数に分岐する光分岐部と、分岐された光信号をそれぞれ伝送する複数の光伝送路と、複数の光伝送路を通った複数の光信号からいずれか一つを選択する光スイッチであって、選択中の光信号が入力断となった場合に別の光信号に切り替える光スイッチと、光スイッチにより選択された光信号を受信する光受信部と、光スイッチに入力される複数の光信号の光レベルが略同一となるよう各光信号の光レベルを調整する光レベル調整部とを備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、光パス切替時の信号疎通を高速に行うことのできる光伝送システムを提供できる。

Ｌｉｇｈｔ Ｇｕａｒｄ方式を採用したリング状光伝送システムの一例を示す図である。 ＯＵＰＳＲ方式を採用したリング状光伝送システムの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る光伝送システムの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光伝送システムにおける受信ノードの構成をより詳細に説明するための図である。 図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態における受信ノードの動作を説明するための図である。 本発明の実施形態におけるトランスポンダへの入力光レベルの時間変化の一例を示す図である。 比較例における受信ノードの動作を説明するための図である。 比較例におけるトランスポンダへの入力光レベルの時間変化の一例を示す図である。 ノードの一実施形態を示す図である。 ノードの別の実施形態を示す図である。 ノードのさらに別の実施形態を示す図である。

図３は、本発明の実施形態に係る光伝送システム１０の構成を示す図である。図３に示す光伝送システム１０は、第１ノード１１Ａ、第２ノード１１Ｂ、第３ノード１１Ｃ、第４ノード１１Ｄ、および第５ノード１１Ｅを備える。これら５つのノードは、ＯＡＤＭ装置であり、光ファイバによりリング状に接続されている。光伝送システム１０は、ＯＵＰＳＲ方式を採用したリング型の光ネットワークを構成している。

ここでは、第４ノード１１Ｄを送信側ノードとし、第１ノード１１Ａを受信側ノードとして説明するが、実際には各ノードは送信および受信の両方の機能を有する。

送信側ノードである第４ノード１１Ｄは、１つの波長に対応する１枚のトランスポンダ１３Ｄと、光分岐部としての光分岐部１７Ｄと、ＯＡＤＭ部１２Ｄとを備える。

トランスポンダ１３Ｄは、クライアント側から受信した任意波長の光信号を、光／電気変換し、クライアント側の光信号をＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）フレームにマッピングしなおした後、ナローバンドの光信号に変換して光分岐部１７Ｄに出力する。

光分岐部１７Ｄは、トランスポンダ１３Ｄからの光信号を現用系光信号と予備系光信号の２つに分岐し、ＯＡＤＭ部１２Ｄに出力する。なお、ここでは、光分岐部１７Ｄは、光信号を２つに分岐しているが、３つ以上に分岐してもよい。この場合、２つ以上の予備系光信号が２つ以上の予備系光伝送路を通ることになる。

ＯＡＤＭ部１２Ｄは、光分岐部１７Ｄからの現用系光信号および予備系光信号を、光伝送路にアド／ドロップ／スルー（Add/Drop/Through）する機能を有する。ＯＡＤＭ部１２Ａは、例えば波長合波器、波長分波器および光スイッチから構成される。

現用系光信号は、ＯＡＤＭ部１２Ｄを介して現用系光伝送路２１に送出される。この現用系光信号は、現用系光伝送路２１上に位置する第３ノード１１Ｃ、第２ノード１１Ｂを経由して、第１ノード１１Ａに到達する（現用系光信号の経路を実線で示す）。一方、予備系光信号は、ＯＡＤＭ部１２Ｄを介して予備系光伝送路２１’に送出される。この予備系光信号は、予備系光伝送路２１’上に位置する第５ノード１１Ｅを経由して、第１ノード１１Ａに到達する（予備系光信号の経路を破線で示す）。

受信側ノードである第１ノード１１Ａは、ＯＡＤＭ部１２Ａと、ＯＵＰＳＲ部３２Ａと、１つの波長に対応する１枚のトランスポンダ１３Ａとを備える。ＯＵＰＳＲ部３２Ａは、現用系可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）２０Ａと、予備系可変光減衰器２０Ａ’と、光スイッチ１８とを備える。

現用系光伝送路２１を通った現用系光信号は、第１ノード１１ＡのＯＡＤＭ部１２Ａにてドロップされた後、現用系可変光減衰器２０Ａを介して光スイッチ１８に入力される。一方、予備系光伝送路２１’を通った予備系光信号は、ＯＡＤＭ部１２Ａにてドロップされた後、予備系可変光減衰器２０Ａ’を介して光スイッチ１８Ａに入力される。

光スイッチ１８Ａは、現用系光信号および予備系光信号からいずれか一方を選択し、トランスポンダ１３Ａに出力する。通常運用状態においては、光スイッチ１８Ａは、現用系光信号を選択するよう設定されている。光スイッチ１８Ａから出力された現用系光信号は、トランスポンダ１３Ａに入力される。

現用系光伝送路２１に障害が発生したとき、光スイッチ１８Ａは、予備系光信号を選択するよう切り替えられる。これにより、光スイッチ１８Ａからトランスポンダ１３Ａに予備系光信号が入力される。

トランスポンダ１３Ａは受信した現用系光信号または予備系光信号を光／電気変換し、ＯＴＵフレームをデマッピングした後、電気／光変換してクライアント側の端末装置１６Ａに出力する。

このように、本実施形態に係る光伝送システム１０によれば、現用系光伝送路２１に障害が発生したとしても、運用する光パスを予備系光伝送路２１’に切り替えることができ、システムの信頼性を高めることができる。

図４は、本発明の実施形態に係る光伝送システムにおける受信ノードの構成をより詳細に説明するための図である。図４は、ＯＡＤＭノードの構成要素のうち、光信号の受信機能に関係する構成要素を図示している。

図４に示すように、受信ノード１１は、ＯＡＤＭ部１２と、トランスポンダ１３と、ＯＡＤＭ部１２とトランスポンダ１３との間に設けられたＯＵＰＳＲ部３２とを備える。

ＯＵＰＳＲ部３２は、光スイッチ１８と、該光スイッチ１８の前段に設けられた現用系可変光減衰器２０および予備系可変光減衰器２０’と、現用系第１ＰＤ（Photo Diode）２６と、予備系第１ＰＤ２６’と、現用系第２ＰＤ２７と、予備系第２ＰＤ２７’と、現用系第１光分岐部２８と、予備系第１光分岐部２８’と、現用系第２光分岐部２９と、予備系第２光分岐部２９’と、監視制御部３０とを備える。

現用系光伝送路２１を通った現用系光信号は、受信ノード１１のＯＡＤＭ部１２にてドロップされた後、現用系第１光分岐部２８に入力される。一方、予備系光伝送路２１’を通った予備系光信号は、ＯＡＤＭ部１２Ａにてドロップされた後、予備系第１光分岐部２８’に入力される。

現用系可変光減衰器２０の前段に設けられた現用系第１光分岐部２８は、入力された現用系光信号を２つに分岐する。分岐された一方の現用系光信号は、現用系可変光減衰器２０に入力され、他方の現用系光信号は、現用系第１ＰＤ２６に入力される。現用系第１ＰＤ２６は、現用系光信号の入力断検出を行うためのＰＤである。現用系第１ＰＤ２６から出力される電気信号は、監視制御部３０に出力される。

予備系可変光減衰器２０’の前段に設けられた予備系第１光分岐部２８’は、入力された予備系光信号を２つに分岐する。分岐された一方の予備系光信号は、予備系可変光減衰器２０’に入力され、他方の予備系光信号は、予備系第１ＰＤ２６’に入力される。予備系第１ＰＤ２６’は、予備系光信号の入力断検出を行うためのＰＤである。予備系第１ＰＤ２６’から出力される電気信号は、監視制御部３０に出力される。

現用系可変光減衰器２０は、入力された現用系光信号の減衰量、言い換えると現用系光信号の光レベルを調整し、現用系第２光分岐部２９に出力する。現用系可変光減衰器２０の減衰量は、監視制御部３０により制御される。

予備系可変光減衰器２０’は、入力された予備系光信号の減衰量、言い換えると予備系光信号の光レベルを調整し、予備系第２光分岐部２９’に出力する。予備系可変光減衰器２０’の減衰量は、監視制御部３０により制御される。

現用系可変光減衰器２０の後段に設けられた現用系第２光分岐部２９は、入力された現用系光信号を２つに分岐する。分岐された一方の現用系光信号は、光スイッチ１８に入力され、他方の現用系光信号は、現用系第２ＰＤ２７に入力される。現用系第２ＰＤ２７は、光スイッチ１８に入力される現用系光信号の光レベルを検出するためのＰＤである。言い換えると、現用系可変光減衰器２０の減衰量を調整するために設けられている。現用系第２ＰＤ２７から出力される電気信号は監視制御部３０に出力され、この電気信号に基づいて現用系可変光減衰器２０の減衰量がフィードバック制御される。

予備系可変光減衰器２０’の後段に設けられた予備系第２光分岐部２９’は、入力された予備系光信号を２つに分岐する。分岐された一方の予備系光信号は、光スイッチ１８に入力され、他方の予備系光信号は、予備系第２ＰＤ２７’に入力される。予備系第２ＰＤ２７’は、光スイッチ１８に入力される予備系光信号の光レベルを検出するためのＰＤである。言い換えると、予備系可変光減衰器２０’の減衰量を調整するために設けられている。予備系第２ＰＤ２７’から出力される電気信号は監視制御部３０に出力され、この電気信号に基づいて予備系可変光減衰器２０’の減衰量がフィードバック制御される。

光スイッチ１８は、監視制御部３０からの指示に基づいて、入力された現用系光信号および予備系光信号からいずれか一方を選択し、トランスポンダ１３に出力する２×１光スイッチである。通常運用状態においては、光スイッチ１８は、現用系光信号を選択するよう設定されている。光スイッチ１８から出力された現用系光信号は、トランスポンダ１３に入力される。

現用系光伝送路２１に障害が発生すると、現用系第１ＰＤ２６により現用系光信号の入力断が検出されるので、監視制御部３０は、選択光信号を予備系光信号に切り替えるよう光スイッチ１８を制御する。光スイッチ１８から出力された予備系光信号は、トランスポンダ１３に入力される。

トランスポンダ１３は、可変光減衰器２２、受信した現用系光信号または予備系光信号を光／電気変換するナローバンドモジュール（ＮＢ Ｍｏｄ）２３と、ＯＴＵフレームをデマッピングするＬＳＩ２４と、ＬＳＩ２４からの信号を電気／光変換してクライアント側の端末装置１６Ａに出力するＣＦＰ２５とから構成される。可変光減衰器２２は、光スイッチ１８からナローバンドモジュール２３に入力される光信号の光レベルを調整するものである。本実施形態において、可変光減衰器２２は必須の構成要素ではなく、省略されてもよい。可変光減衰器２２が設けられる場合、可変光減衰器２２の減衰量は固定値（例えば０ｄＢ）に設定されてよい。

ＯＵＰＳＲ部３２の監視制御部３０は、現用系第１ＰＤ２６、予備系第１ＰＤ２６’からの信号に基づいて、現用系光信号、予備系光信号の入力断を検出する。また、監視制御部３０は、現用系第１ＰＤ２７、予備系第２ＰＤ２７’からの信号に基づいて、現用系可変光減衰器２０、予備系可変光減衰器２０’の減衰量を制御する。ここで、本実施形態においては、監視制御部３０は、光スイッチ１８に入力される現用系光信号と予備系光信号の光レベルが略同一となるよう現用系可変光減衰器２０と予備系可変光減衰器２０’の減衰量を制御する。

図５（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態における受信ノードの動作を説明するための図である。図５（ａ）は、通常運用時の動作を示し、図５（ｂ）は、障害発生時の動作を示す。また、図６は、本発明の実施形態におけるトランスポンダへの入力光レベルの時間変化の一例を示す。図６において、実線はトランスポンダ１３の可変光減衰器２２への入力光レベルの時間変化を示し、点線はナローバンドモジュール２３への入力光レベルの時間変化を示す。

図５（ａ）に示すように、通常運用時には、光スイッチ１８は現用系光信号を選択してトランスポンダ１３に出力する。図５（ａ）に示すように、ＯＵＰＳＲ部３２に入力される現用系光信号と予備系光信号との間には光レベル差がある（図５の例では、現用系光レベルよりも予備系光レベルが高い）が、監視制御部３０が現用系可変光減衰器２０および予備系可変光減衰器２０’の減衰量を制御することにより、光スイッチ１８に入力される現用系光信号と予備系光信号の光レベルが略同一に調整される。トランスポンダ１３には、この光レベルが調整された現用系光信号が入力される。このとき、トランスポンダ１３は光信号を正常に受信できている、すなわち信号疎通状態である（図６参照）。

現用系光伝送路に障害が発生して現用系光信号が入力断となると、監視制御部３０は、予備系光信号を選択するよう光スイッチ１８を切り替える（図５（ｂ）参照）。このとき、トランスポンダ１３への光入力が瞬間的に断となるので、信号疎通断が発生する（図６参照）。ここで、本実施形態では、光スイッチ１８に入力される現用系光信号と予備系光信号の光レベルが略同一に調整されているので、光スイッチ切替後にトランスポンダ１３に入力される予備系光信号の光レベルは、光スイッチ切替前にトランスポンダ１３に入力されていた現用系光信号の光レベルと略同一である（図６参照）。従って、光スイッチ切替後、すぐに信号を疎通させることができ、例えばＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ規格である５０ｍｓｅｃ以内の高速のサービス復旧を達成できる。

ここで、光スイッチ１８に入力される現用系光信号と予備系光信号の光レベル差の調整を行わない比較例について説明する。図７は、比較例における受信ノードの動作を説明するための図である。図７（ａ）は、通常運用時の動作を示し、図７（ｂ）は、障害発生時の動作を示す。また、図８は、比較例におけるトランスポンダへの入力光レベルの時間変化の一例を示す。図８において、実線はトランスポンダ１３の可変光減衰器２２への入力光レベルの時間変化を示し、点線はナローバンドモジュール２３への入力光レベルの時間変化を示す。

図７（ａ）および（ｂ）に示すように、本比較例においては、ＯＵＰＳＲ部３２は、光スイッチ１８の前段に現用系可変光減衰器および予備系可変光減衰器を備えていない。また、本比較例においては、ナローバンドモジュール２３への入力光レベルが光スイッチ切替前後で略一定となるように、トランスポンダ１３内の可変光減衰器２２の減衰量が制御される。

図７（ａ）に示すように、通常運用時には、光スイッチ１８は現用系光信号を選択してトランスポンダ１３に出力する。図７（ａ）に示す受信ノードに到着した現用系光信号と予備系光信号との間には光レベル差がある（図７の例では、現用系光レベルよりも予備系光レベルが高い）が、この光レベル差は調整されずに、光スイッチ１８からトランスポンダ１３に現用系光信号が入力される。このとき、トランスポンダ１３は光信号を正常に受信できている、すなわち信号疎通状態である（図８参照）。

現用系光伝送路に障害が発生して現用系光信号が入力断となると、監視制御部は、予備系光信号を選択するよう光スイッチ１８を切り替える（図７（ｂ）参照）。このとき、トランスポンダ１３への光入力が瞬間的に断となるので、信号疎通断が発生する（図８参照）。ここで、本比較例では、現用系光信号と予備系光信号との間の光レベル差が調整されていないので、光スイッチ切替前とは異なる光レベルを有する予備系光信号がトランスポンダ１３に入力される（図８の実線参照）。この段階では、光スイッチ切替前後で入力光レベルが急激に変化したことにより、信号を疎通させることができず、信号疎通断状態が継続している。その後、トランスポンダ１３内の可変光減衰器２２の減衰量が制御され、ナローバンドモジュール２３への入力光レベルが光スイッチ切替前と略同一になると、信号が疎通している（図８の点線参照）。可変光減衰器２２の減衰量制御には時間がかかるため、信号疎通断の期間が長くなり、例えばＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ規格である５０ｍｓｅｃ以内の高速のサービス復旧を達成するのが難しくなる可能性がある。

なお、本実施形態では、上述したように光スイッチ１８に入力される現用系光信号と予備系光信号の光レベルが略同一に調整されるが、「現用系光信号と予備系光信号の光レベルが略同一」とは、現用系光信号と予備系光信号の光レベルが正確に一致している必要はなく、本発明の効果である高速な信号疎通を達成可能な程度に現用系光信号と予備系光信号の光レベル差が調整されていればよい。本発明者の実験および検討によれば、現用系光信号と予備系光信号の光レベル差を２ｄＢ以内とすれば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ規格である５０ｍｓｅｃ以内のサービス復旧を達成可能である。

図９は、ノードの一実施形態を示す。図９に示すノード１１は、図３に示すようなリング型の光ネットワークを構成するのに適したＯＡＤＭノードである。ノード１１は、第１方路と第２方路の２つの方路に光信号を伝送可能である。

図９に示すように、ノード１１は、第１光アンプ部１１ａと、第２光アンプ部１１ｂと、第１スイッチ部４２ａと、第２スイッチ部４２ｂと、第１多重分離部３４ａと、第２多重分離部３４ｂと、第１トランスポンダ１３ａと、第２トランスポンダ１３ｂと、ＯＵＰＳＲ部３２とを備える。本実施形態では、第１トランスポンダ１３ａの前段にのみＯＵＰＳＲ部３２が設けられている。第１スイッチ部４２ａ、第２スイッチ部４２ｂと、第１多重分離部３４ａ、第２多重分離部３４ｂとは、上述したＯＡＤＭ部を構成する。第１多重分離部３４ａは、ＭＵＸ３６ａと、ＤＭＵＸ３８ａとを備える。第２多重分離部３４ｂは、ＭＵＸ３６ｂと、ＤＭＵＸ３８ｂとを備える。第１トランスポンダ１３ａと第２トランスポンダ１３ｂは、異なる波長に対応するトランスポンダである。

第１光アンプ部４０ａは、第１方路から受信した波長多重光信号を増幅するとともに、第１スイッチ部４２ａからの波長多重光信号を増幅して第１方路に送出する機能を有する。第２光アンプ部４０ｂは、第２方路から受信した波長多重光信号を増幅するとともに、第２スイッチ部４２ｂからの波長多重光信号を増幅して第２方路に送出する機能を有する。

第１スイッチ部４２ａは、第１多重分離部３４ａのＭＵＸ３６ａからの光信号を波長多重光信号にアド（Ａｄｄ）する機能と、第１光アンプ部４０ａからの波長多重光信号から所定の波長の光信号をドロップ（Ｄｒｏｐ）して第１多重分離部３４ａのＤＭＵＸ３８ａに出力する機能と、波長多重光信号をスルー（Ｔｈｒｏｕｇｈ）する機能とを有する。第２スイッチ部４２ｂは、第２多重分離部３４ｂのＭＵＸ３６ｂからの光信号を波長多重光信号にアドする機能と、第２光アンプ部４０ｂからの波長多重光信号から所定の波長の光信号をドロップして第２多重分離部３４ｂのＤＭＵＸ３８ｂに出力する機能と、波長多重光信号をスルー（Ｔｈｒｏｕｇｈ）する機能とを有する。

ＭＵＸ３６ａ、３６ｂは、入力された光信号を多重して第１スイッチ部４２ａ、第２スイッチ部４２ｂに出力する。ＤＭＵＸ３８ａ、ｂは、入力された波長多重光信号を分波して、各波長に対応するトランスポンダに向けて出力する。

第１トランスポンダ１３ａの前段に設けられたＯＵＰＳＲ部３２は、光分岐部１７と、光スイッチ１８と、現用系可変光減衰器２０と、予備系可変光減衰器２０’とを備える。

光分岐部１７は、第１トランスポンダ１３ａのナローバンドモジュール２３ａから入力された光信号を２つに分岐する。分岐された一方の光信号は、第１多重分離部３４ａのＭＵＸ３６ａに入力され、他方の光信号は、第２多重分離部３４ｂのＭＵＸ３６ｂに入力される。

現用系可変光減衰器２０には、第１多重分離部３４ａのＤＭＵＸ３８ａで分波された光信号が入力される。予備系可変光減衰器２０’には、第２多重分離部３４ｂのＤＭＵＸ３８ｂで分波された光信号が入力される。なお、ここでは、第１方路からの光信号を現用系光信号とし、第２方路からの光信号を予備系光信号としている。

上述したように、現用系可変光減衰器２０および予備系可変光減衰器２０’は、監視制御部（図４参照）により、光スイッチ１８に入力される現用系光信号と予備系光信号の光レベルが略同一となるよう減衰量が制御される。

光スイッチ１８は、通常運用時には、現用系可変光減衰器２０からの現用系光信号を選択して第１トランスポンダ１３ａに出力する。現用系光伝送路に障害が発生して現用系光信号が入力断となると、光スイッチ１８は、選択する光信号を予備系光信号に切り替える。第１トランスポンダ１３ａに入力された現用系光信号または予備系光信号は、可変光減衰器２２ａを介してナローバンドモジュール２３ａに受信される。上述したように、光スイッチ１８に入力される現用系光信号と予備系光信号の光レベルは略同一に調整されているので、光スイッチ切替後に第１トランスポンダ１３ａに入力される予備系光信号の光レベルは、光スイッチ切替前に第１トランスポンダ１３ａに入力されていた現用系光信号の光レベルと略同一である。従って、光スイッチ切替後、すぐに信号を疎通させることができ、高速に通信サービスを復旧できる。

図９に示すノード１１において、第２トランスポンダ１３ｂの前段にはＯＵＰＳＲ部が設けられていない。従って、第２トランスポンダ１３ｂのナローバンドモジュール２３ｂからの光信号は、直接第２多重分離部３４ｂのＭＵＸ３６ｂに入力される。また、第２多重分離部３４ｂのＤＭＵＸ３８ｂ分波された光信号は、直接第２トランスポンダ１３ｂの可変光減衰器２２ｂに入力される。

本実施形態においては、トランスポンダの前段にＯＵＰＳＲ部３２を設けるだけで冗長構成を実現できるので、光伝送システム１０の拡張性を高めることができる。また、本実施形態においては、冗長構成をとるトランスポンダ（ここでは第１トランスポンダ１３ａ）と、冗長構成をとらないトランスポンダ（ここでは第２トランスポンダ１３ｂ）の構成を同じにできる。トランスポンダを別々の構成とする必要がないので、コスト的に有利である。

図１０は、ノードの別の実施形態を示す。図１０に示すノード５０は、メッシュ型の光ネットワークを構成するのに適したＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Add/Drop Multiplexer）ノードである。ＲＯＡＤＭノードは、波長多重光信号から任意の波長の光信号をドロップできるとともに、逆に任意の波長の光信号を波長多重光信号にアドすることができる。図１０に示すノード５０において、図９に示すノード１１と同一または対応する構成要素には同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜省略する。

図１０に示すノード５０において、第１スイッチ部４２ａは、１×８スプリッタ５２ａと、１×８ＷＳＳ（波長選択スイッチ）モジュール５４ａとを備える。また、第２スイッチ部４２ｂは、１×８スプリッタ５２ｂと、１×８ＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）モジュール５４ｂとを備える。本ノード５０は、ＲＯＡＤＭ部に１×８ＷＳＳモジュール５４ａ，５４ｂを用いることにより、８方路の経路選択が可能である。

本実施形態に係るノード５０においても、任意の２経路を現用系光伝送路、予備系光伝送路として使用することにより、ＯＵＰＳＲの構成が可能となる。本実施形態に係るノード５０を用いてメッシュ型の光ネットワークを構成した場合も、光信号が通過するノード数や光伝送路の距離などにより、トランスポンダに入力される光レベルは異なるため、図９に示す実施形態と同様のＯＵＰＳＲ部３２を具備することにより、ＯＵＰＳＲ切替復旧時に信号疎通までに要する時間を短縮できる。

図１１は、ノードのさらに別の実施形態を示す。図１１に示すノード６０において、図９に示すノード１１、図１０に示すノード５０と同一または対応する構成要素には同一の符号を付すとともに、重複する説明は適宜省略する。

近年、激甚災害対策としてＣＤＣ（Color-less, Direction-less, Contention-less）機能を具備する光伝送装置が開発されている。ＣＤＣ機能を具備すると遠隔から任意の方路に対し、任意の波長を選択してアド／ドロップすることが可能になる。また、４０Ｇｂｐｓ／１００ＧｂｐｓのＷＤＭ伝送では、ネットワーク側でコヒーレント検波を用いた検波方式が採用されている。コヒーレント検波では信号光とローカル光を干渉させて検波を行うため、ローカル光と異なる波長の信号が同時に入力しても所望の波長のみを検波することが可能になる。このため、トランスポンダに入力される光は所望の波長のみでなくても信号を疎通させることができ、コストを抑えるためトランスポンダに入力される信号はＷＳＳモジュールを用いたり、チューナブルフィルタを用いて１波づつ分離することなく、複数波長を同時にトランスポンダに入力させることが可能になる。

図１１は、ＣＤＣ機能を具備したノード６０の構成を示す。図１１に示すノード６０は、８波のＣＤＣ機能部６２を具備している。第１トランスポンダ１３ａの出力した光信号は、ＯＵＰＳＲ部３２を介してＣＤＣ機能部６２に入力される。ＣＤＣ機能部６２では、アド側は８×８スプリッタ６４ａ，６４ｂにて最大８方路の光伝送路にアドすることが可能になっている。

光伝送路からドロップされた光信号は、８×１ＷＳＳモジュール６６ａ，６６ｂにて配下のトランスポンダにドロップされる波長のみ選択され、光増幅器６８ａ，６８ｂにより増幅された後、１×８スプリッタ７０ａ，７０ｂにて分岐されて、トランスポンダに出力される。トランスポンダに出力される光信号は、１×８スプリッタ７０ａ，７０ｂにて分岐しているため、最大８波のＷＤＭ信号が出力される。

複数波長がトランスポンダに入力される場合、その前段にあるＯＵＰＳＲ部３２の現用系可変光減衰器２０および予備系可変光減衰器２０’はＡＬＣ（Automatic Level Control）制御が難しくなる。ＯＵＰＳＲ部３２には、ＷＤＭ信号が入力されるため所望の波長１波のみの光信号レベルを測定することができない。ＯＣＭ（Optical Channel Monitor）７２ａ，７２ｂなどのデバイスを使用することにより可能になるが、コストが大幅に増大する。しかし、ＣＤＣ機能部６２は、任意の方路からの信号を選択してドロップするために、現用系可変光減衰器２０、予備系可変光減衰器２０’の前段に１×８ＷＳＳモジュール６６ａ，６６ｂが搭載されている。１×８ＷＳＳモジュール６６ａ，６６ｂは、内部に減衰量可変機能を持ち、波長単位で光レベル調整が可能であり、異なる２つの光伝送路から入力される光レベルの異なる２つの光信号は、ＣＤＣ機能部６２でレベル調整をすることが可能になる。従って、伝送距離などにより発生した２つの異なる光伝送路間の光レベル差は、ＣＤＣ機能部６２を介することにより、ＯＵＰＳＲ部３２への入力前に解消することが可能である。

このとき、ＯＵＰＳＲ部３２では、光レベル調整を行う必要が無いため、光スイッチ１８の前段に位置する現用系可変光減衰器２０および予備系可変光減衰器２０’は、全開放固定（すなわち減衰量０ｄＢで固定）に制御される。現用系可変光減衰器２０および予備系可変光減衰器２０’に対してＡＬＣ制御を行うか全開放制御を行うかは、監視制御部により設定される。図９、１０にて説明した多重分離部とＣＤＣ機能部６２を併用する場合、監視制御部は、ＯＵＰＳＲ部３２が多重分離部に接続するかＣＤＣ機能部６２に接続するか外部からの設定が必要となるため、その設定情報によりＯＵＰＳＲ部３２に対してどちらの制御を行うかを設定する。これにより、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）などで分波されて１波ずつトランスポンダに入力される場合においても、ＣＤＣ機能部６２のように複数波長が入力される場合においても同じ構成でＯＵＰＳＲ冗長構成が可能になる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 光伝送システム、 １１，５０，６０ ノード、 １２ ＯＡＤＭ部、 １３ トランスポンダ、 １７ 光分岐部、 １８ 光スイッチ、 ２０ 現用系可変光減衰器、 ２０’ 予備系可変光減衰器、 ２１ 現用系光伝送路、 ２１’ 予備系光伝送路、 ２３ ナローバンドモジュール、 ３０ 監視制御部、 ３２ ＯＵＰＳＲ部。

Claims (7)

1. 光信号を送信する光送信部と、
   前記光送信部からの光信号を複数に分岐する光分岐部と、
   分岐された光信号をそれぞれ伝送する複数の光伝送路と、
   複数の前記光伝送路を通った複数の光信号からいずれか一つを選択する光スイッチであって、選択中の光信号が入力断となった場合に別の光信号に切り替える光スイッチと、
   前記光スイッチにより選択された光信号を受信する光受信部と、
   前記光スイッチに入力される複数の光信号の光レベルが略同一となるよう各光信号の光レベルを調整する光レベル調整部と、
   を備えることを特徴とする光伝送システム。
2. 前記光レベル調整部は、前記光スイッチの前段に設けられた可変光減衰器を含むことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記光スイッチに入力される各光信号に対して、前記可変光減衰器が設けられることを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
4. 前記可変光減衰器の前段に設けられた、光信号の入力断を検出するための第１光検出部をさらに備えることを特徴とする請求項２または３に記載の光伝送システム。
5. 前記可変光減衰器の後段に設けられた、前記光スイッチへの入力光レベルを検出するための第２光検出部をさらに備えることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の光伝送システム。
6. 前記光レベル調整部は、前記光スイッチの前段に設けられた、光信号の光レベルを調整可能な波長選択スイッチを含むことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
7. 前記波長選択スイッチと前記光スイッチとの間に位置する可変光減衰器を備え、
   前記波長選択スイッチは、前記光スイッチに入力される複数の光信号の光レベルが略同一となるよう各光信号の光レベルを調整し、
   前記可変光減衰器は、全開放状態に設定される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の光伝送システム。

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