JP2016005241A - マルチキャリア光伝送システム、光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル周波数グリッドを導入した場合に、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数の増大を抑制した、マルチキャリア光伝送システムを提供する。【解決手段】クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうちの所定の光サブキャリアによって伝送する光送信器１１０と、複数の光サブキャリアを受信し、所定の光サブキャリアから単位光伝送フレームを再構成し、単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする光受信器１２０、とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、マルチキャリア光伝送システム、光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法に関し、特に、基幹系光ネットワークに用いられるマルチキャリア光伝送システム、光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法に関する。

インターネットの爆発的な普及を背景として、基幹系光ネットワークの大容量化が求められている。そのため、大容量のトラフィックを伝送できる波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）技術や、信号の歪をデジタル信号処理で補正するデジタルコヒーレント技術を用いた光伝送ネットワークが開発されてきた。

近年では、ネットワークにより提供されるサービスの多様化や、多機能端末の普及などにより、さらに大容量のトラフィックを伝送する技術が必要とされている。例えば、ビデオストリーミングサービスに代表される動画コンテンツのサービスが急速に増加している。このような従来の画像サービスよりも大きな伝送容量を必要とするサービスデータが、インターネットのトラフィックの中で大きな割合を占めようになっている。これによるネットワーク内の伝送容量の急拡大に対応するため、伝送設備や装置の増設と並行して、既存の伝送設備の利用効率を最大化する技術が求められている。既存伝送設備の利用効率を最大化するための技術として、光ファイバ内の周波数利用効率を大幅に向上させることができるエラスティック光ネットワークの研究開発が行われている。

エラスティック光ネットワークとは、伝送距離や要求スループットに応じて最適な変調方式を選択して通信する光ネットワークである。最適な変調方式を選択可能なことから、エラスティック光ネットワークでは最小限の周波数帯域で伝送することが可能となる。これにより、周波数利用効率を大幅に向上させることが期待されている。さらに、従来から用いられていた５０ＧＨｚや１００ＧＨｚといった固定グリッドに替えて、より粒度が細かい周波数スロットを導入することにより、これまでのチャンネル間の周波数間隔を大幅に削減することが可能である。

このような大容量のデータを高効率に伝送可能なエラスティック光ネットワークで使用される光送受信器には、伝送距離やその要求スループットに応じて最適な変調方式を選択して、収容するクライアント信号を伝送させる機能が必要となる。しかしながら、これらの光送受信器に必要とされるスループットは電子回路の性能向上のペースを上回っているため、実現が困難であるという問題がある。このような問題を解決する技術として、光送受信器における伝送方式を並列化する技術がある。すなわち、単一のクライアント信号を複数の光キャリアで並列伝送するマルチキャリア光伝送システムによって、上記問題を解決することが可能である。

このようなマルチキャリア光伝送システムの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された関連する光伝送システムは、クライアント側からの光信号を受信し、ネットワーク側信号へ変換して出力する送信ブロックと、ネットワーク側からの光信号を受信し、クライアント側へ信号を変換して出力する受信ブロックからなる。

送信ブロックは、クライアント信号受信手段、フレーム収容手段、プリコード手段、および光変調手段を有する。ここで、クライアント信号受信手段は、光周波数もしくは波長領域においてパラレル形式で伝送されるクライアント光信号を受信し、光信号のパラレルレーン数を変えることなく電気信号に変換する。フレーム収容手段は、パラレル形式の電気信号をパラレル形式のままネットワーク側用の伝送フレームへ載せ換えを行う。プリコード手段は、フレーム収容手段からのパラレル信号を必要に応じて符号変換を行う。そして光変調手段は、プリコード手段にて発生したプリコード化信号を用いて、複数の光キャリアの光変調を行う。

受信ブロックは、サブキャリア分離手段、サブキャリア受信手段、フレーム処理手段、およびクライアント信号送信手段を有する。ここで、サブキャリア分離手段は、送信ブロックから受信した光変調信号を分離する。サブキャリア受信手段は、サブキャリア分離手段にて分離された各サブキャリア信号を受信し、復号化を行う。フレーム処理手段は、サブキャリア受信手段にて復号化されたサブキャリア信号のフレーム処理を行い、ネットワーク側用の伝送フレームからパラレル化クライアント信号を抽出する。そしてクライアント信号送信手段は、パラレル化クライアント信号をパラレル化光信号へ変換する。

上述した関連する光伝送システムにおいて、フレーム収容手段及びフレーム処理手段で取り扱うネットワーク側伝送フレーム構造は、ＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）フレームである。ここで、ＯＴＵフレームとは、国際電気通信連合（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ：ＩＴＵ）電気通信標準化部門（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒ：ＩＴＵ−Ｔ）で標準化されている光伝送網（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＯＴＮ）の多重化階梯の伝送フレーム構成である（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９）。ＯＴＵフレームの伝送形態とすることにより、多様なクライアント信号を効率よく高い信頼性で広域光ネットワーク伝送することが可能となる。

図８に、ＩＴＵ−Ｔで標準化されているＯＴＵのフレーム構造を示す。ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９では、ＯＴＵフレームとして４行４０８０桁（４×４０８０＝１６３２０バイト）のフレーム構造を規定している。フレーム構造は、オーバーヘッド部（ＯＨ部）、ペイロード部、および誤り訂正符号部（ＦＥＣ部）の３部から構成されている。

オーバーヘッド部（ＯＨ部）は、ＦＡＳ（Ｆｒａｍｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｉｇｎａｌ）、ＯＴＵ−ＯＨ、ＯＤＵ−ＯＨ、ＯＰＵ−ＯＨから構成される。ＦＡＳはフレームの同期を実現するバイトである。また、ＯＴＵ−ＯＨ部にはＳＭ（Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）などの信号品質モニタ用のバイトがあり、ＢＩＰ（Ｂｉｔ Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄ Ｐａｒｉｔｙ）と呼ばれるビットエラーの監視機能を備えている。したがって、ＯＴＵフレーム単位で光信号をモニタ管理することによって、Ｓ／Ｎ比や入力パワー、波長分散などの光レイヤーの情報だけではわからない信号品質をモニタすることが可能となる。なお、ペイロード部にはクライアントデータが収容される。

このＯＴＵフレームをマルチチャネル並列インタフェースに適応する場合、１６バイト毎に複数の物理的／論理的レーンのそれぞれへラウンドロビンで分配する方式が、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９に示されている（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９、付属資料Ｃ）。このようにＯＴＵフレームを分割し多重化することによって、単一のＯＴＵフレームを複数の光キャリアにマッピングすることができる。

特開２０１０−０５０８０３号公報

上述したエラスティック光ネットワークにおいては、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１で標準化されたフレキシブル周波数グリッドを導入しているので、光キャリアの個数が増大する。例えば、光キャリアとして最小周波数間隔が６．２５ＧＨｚであるフレキシブル周波数グリッドを用いる場合、Ｃ帯（Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｂａｎｄ）とＬ帯（Ｌｏｎｇ ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｂａｎｄ）を合計した周波数帯域に多数の光キャリアが存在することになる。そして、これらの光キャリアの信号品質をモニタ管理するためには、上述したようにＯＴＵフレーム単位で光信号をモニタする必要がある。
しかし、背景技術に示した方式を用いると、すべての光キャリアにマッピングされた１６バイトブロックからＯＴＵフレームを受信側で再構成し、ＯＴＵフレームから信号品質情報を抽出し解析する必要がある。そのため、信号品質をモニタするための処理数およびモニタ情報管理数が増大し、異常検出時のリアルタイム性が損なわれるという問題があった。

このように、マルチキャリア光伝送システムにフレキシブル周波数グリッドを導入すると、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数が増大する、という問題があった。

本発明の目的は、上述した課題である、マルチキャリア光伝送システムにフレキシブル周波数グリッドを導入すると、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数が増大する、という課題を解決するマルチキャリア光伝送システム、光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法を提供することにある。

本発明のマルチキャリア光伝送システムは、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうちの所定の光サブキャリアによって伝送する光送信器と、複数の光サブキャリアを受信し、所定の光サブキャリアから単位光伝送フレームを再構成し、単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする光受信器、とを有する。

本発明の光受信器は、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームが収容された所定の光サブキャリアを含む複数の光サブキャリアを受信し、所定の光サブキャリアから単位光伝送フレームを再構成し、単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする。

本発明のマルチキャリア光伝送方法は、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうちの所定の光サブキャリアによって伝送し、複数の光サブキャリアを受信し、所定の光サブキャリアから単位光伝送フレームを再構成し、単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする。

本発明のマルチキャリア光伝送システム、光受信器、およびマルチキャリア光伝送方法によれば、マルチキャリア光伝送システムにフレキシブル周波数グリッドを導入した場合であっても、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数の増大を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア光伝送システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る光送信器の構成を示すブロック図および光出力の模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る光送信器が備える光送信モジュールの構成を示すブロック図および光出力の模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る光送信器の動作を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る光送信器の構成を示すブロック図および光出力の模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る光送信器が備える光送信モジュールの構成を示すブロック図および光出力の模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る光送信器の動作を説明するための図である。 本発明の第４の実施形態に係る光送信器の構成を示すブロック図および光出力の模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る光送信器の動作を説明するための図である。 ＩＴＵ−Ｔで標準化されているＯＴＵのフレーム構造を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマルチキャリア光伝送システム１００の構成を示すブロック図である。マルチキャリア光伝送システム１００は、光送信器１１０と光受信器１２０を有する。

光送信器１１０は、クライアント信号を光伝送フレームに収容し、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうちの所定の光サブキャリアによって伝送する。光受信器１２０は、複数の光サブキャリアを受信し、所定の光サブキャリアから単位光伝送フレームを再構成し、単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする。ここで、上述した光伝送フレームは、典型的にはＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９で標準化されているＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）フレームである。

図１に示すように、光送信器１１０は、クライアント信号受付部１１１、光伝送フレーム収納部１１２、および光変調部１１３を備えた構成とすることができる。ここで、クライアント信号受付部１１１はクライアント信号を受け付ける。光伝送フレーム収納部１１２はクライアント信号を光伝送フレームに収容する。そして光変調部１１３は、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを用いて所定の光サブキャリアを変調した単位フレーム光信号を含むマルチキャリア光信号を送出する。

また、光受信器１２０は、マルチキャリア光信号受信部１２１、光伝送フレーム再生部１２２、モニタ部１２３、およびクライアント信号送出部１２４を備えた構成とすることができる。ここで、マルチキャリア光信号受信部１２１は、マルチキャリア光信号を受信し、単位フレーム光信号を復調する。光伝送フレーム再生部１２２は、復調した単位フレーム光信号から単位光伝送フレームを再構成する。モニタ部１２３は、単位光伝送フレームを用いて信号品質をモニタする。そしてクライアント信号送出部１２４は、単位光伝送フレームを含む光伝送フレームからクライアント信号を抽出して送出する。

また、本実施形態によるマルチキャリア光伝送方法は、まず、クライアント信号を光伝送フレームに収容する。そして、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうちの所定の光サブキャリアによって伝送する。その後に、このときの複数の光サブキャリアを受信し、所定の光サブキャリアから単位光伝送フレームを再構成する。そして、この単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする。

このように、本実施形態のマルチキャリア光伝送システム１００およびマルチキャリア光伝送方法においては、単位光伝送フレームを所定の光サブキャリアによって伝送し、この単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする構成としている。そのため、単位光伝送フレームのみからモニタ情報を抽出し解析することにより伝送信号の品質をモニタすることが可能になるので、モニタするための処理数を低減することができる。すなわち、本実施形態のマルチキャリア光伝送システムおよびマルチキャリア光伝送方法によれば、マルチキャリア光伝送システムにフレキシブル周波数グリッドを導入した場合であっても、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数の増大を抑制することができる。

本実施形態のマルチキャリア光伝送システム１００による効果を、さらに具体的に説明する。

周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアとして、６本の光サブキャリアが配置されている場合を例に説明する。この６本の光サブキャリアに対して、それぞれ光伝送フレームとしてのＯＴＵフレームを割り当てる。ここでは、所定の光サブキャリアは、複数の光サブキャリアのうちの単一の光サブキャリアであるとする。すなわち、サブキャリアのスループットとＯＴＵフレームのスループットが１対１でデータマッピングするものとする。

このとき、背景技術で説明した方式では、６本の光サブキャリアのすべてのＯＴＵフレーム内のモニタ情報を抽出して伝送品質を解析する必要があった。それに対して本実施形態のマルチキャリア光伝送システムにおいては、単一の光サブキャリアにマッピングされたＯＴＵフレームのモニタ情報のみを抽出して解析すればよい。そのため、この場合の例では信号品質をモニタするための処理数を６分の１にすることができる。

上述の説明では、光サブキャリアのスループットとＯＴＵフレームのスループットが１対１に対応しており、単一（１本）の光サブキャリアにマッピングされたＯＴＵフレームのみ解析することとした。しかし、これに限らず、所定の光サブキャリアは複数の光サブキャリアのうちの二以上の光サブキャリアであってもよい。この場合、光送信器は単位光伝送フレームを分割し、分割した単位光伝送フレームを二以上の光サブキャリアによって伝送する。例えば、ＯＴＵフレームのスループットと光サブキャリアのスループットが２対１で対応する場合、２本の光サブキャリアから一単位のＯＴＵフレームを再構成することになる。

また、本実施形態のマルチキャリア光伝送システム１００は、光送信器１１０および光受信器１２０の動作を制御する光ネットワーク制御装置をさらに有する構成とすることができる。

光ネットワーク制御装置は、上述した所定の光サブキャリアの周波数軸上の位置を、光送信器１１０および光受信器１２０に通知する。また、光ネットワーク制御装置は、マルチキャリア光伝送システム１００の光リンク毎に使用帯域の情報を管理する。すなわち、通信リクエストを受け付けると、送受信ノード間を接続するために使用する光ファイバリンクの光サブキャリア数、使用周波数、変調方式、および使用帯域等を決定する。そして、各通信ノードに収容されているノード制御部を介して光ノード内の光送信器を制御する。

本実施形態によるマルチキャリア光伝送システム１００においては上述したように、光ネットワーク制御装置は所定の光サブキャリアの周波数軸上の位置を光送信器１１０および光受信器１２０に通知する構成としている。そのため、本実施形態によれば、光ネットワーク制御装置の機能を大きく変更することなく、伝送信号の品質をモニタするための処理数を低減することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２Ａに、本実施形態に係る光送信器の構成および光出力の模式図を示す。本実施形態の光送信器２００はマルチキャリア光伝送システムにおいて用いられる。

光送信器２００は、クライアント側インターフェース部２１０、フレーマ部２２０、ライン側インターフェース部２３０の３つの機能ブロックから構成される。クライアント側インターフェース部２１０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）信号やＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）信号など多様なクライアント信号を収容する。クライアント信号はクライアント側インターフェース部２１０により複数の電気処理レーンに分割され、フレーマ部２２０に出力される。

フレーマ部２２０は、クライアント信号に対して複数入力の電気処理レーンの多重化処理を行い、ＯＴＵフレームの生成を行う。ここで、フレーマ部２２０は一定のスループット（処理速度）でＯＴＵフレームの生成を行うものとする。すなわち、フレーマ部２２０を構成するデバイスの性能によりＯＴＵフレームを生成するスループットが決まる。ＯＴＵフレームの生成により、クライアント情報を格納するペイロード部に加えて、オーバーヘッド（Ｏｖｅｒｈｅａｄ：ＯＨ）情報や前方誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＦＥＣ）符号情報が付加される。このようなＯＴＵフレーム化により、クライアントデータは高信頼かつ長距離伝送に適した伝送データとなる。生成されたＯＴＵフレームはライン側インターフェース部２３０に出力される。

ライン側インターフェース部２３０は複数の光送信モジュール２４０、２５０、２６０および光多重ブロック２７０から構成される。ライン側インターフェース部２３０は、光送信モジュール２４０、２５０、２６０によってＯＴＵフレームを複数の光サブキャリアにマッピングし、光多重ブロック２７０を介して光伝送する。

また、本実施形態の光送信器２００とともにマルチキャリア光伝送システムで用いられる光受信器は、ライン側インターフェース部、デフレーマ部、およびクライアント側インターフェース部を備えた構成とすることができる。
ライン側インターフェース部を構成する光受信モジュールは、複数の光サブキャリアを受信し、ＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｎｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）技術などを用いて複数の光サブキャリア間のデスキュー処理を行う。その後に、デフレーマ部がＯＴＵフレームを再構成してクライアントデータを取り出し、クライアント側インターフェース部に出力する。

ここで、本実施形態の光送信器２００は、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうち、端部に位置する光サブキャリアを少なくとも含む所定の光サブキャリアによって、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを伝送する構成とした。具体的には例えば、図２Ｂに示すように、複数の光サブキャリアＳ２０１〜Ｓ２０６が周波数軸上で連続して配置されているものとする。このとき光送信器２００は、連続した光サブキャリアの最両端の２本の光サブキャリアＳ２０１、Ｓ２０６に対して、光伝送信号の伝送品質を受信側でモニタするための単一のＯＴＵフレームをマッピングする構成とした。ここでは、光送信モジュール２４０が上述した最両端の２本の光サブキャリアを送信するものとしている。光送信モジュール２４０はフレーム分割機能部２４１およびＬＤ／変調器部２４２を少なくとも備える。

次に、本実施形態による光送信器２００の動作について、図３を用いてさらに詳細に説明する。図３は、光送信器２００のフレーマ部２２０と光送信モジュール２４０、２５０、２６０の構成を示すブロック図、および光サブキャリアへのマッピングを示す模式図である。

ここでは、以下の具体的な数値例に基づいて、光送信器２００の動作を説明する。クライアントデータ容量は３００Ｇｂｐｓ、光サブキャリア当たりのスループットは５０Ｇｂｐｓ、そしてＯＴＵフレーム生成のスループットは１００Ｇｂｐｓとする。また、光サブキャリア数は６本、ライン側インターフェースとしての光送信モジュール数は３台、そして１台の光送信モジュール当たりの光サブキャリア数は２本とした。

この場合、３００Ｇｂｐｓのクライアントデータはクライアント側インターフェース部２１０に収容され、その後パラレルレーンに分割されてフレーマ部２２０に接続される。

フレーマ部２２０は、３００Ｇｂｐｓのクライアント信号から１００Ｇｂｐｓ単位で３個のＯＴＵフレームＦ２１０、Ｆ２２０、Ｆ２３０を生成する。この３個のＯＴＵフレームＦ２１０、Ｆ２２０、Ｆ２３０は、ライン側インターフェース部２３０が備える各光送信モジュール２４０、２５０、２６０に接続される。ここで、各光送信モジュール２４０、２５０、２６０はＯＴＵフレームを２分割する。光送信モジュール２４０を例にとると、１００ＧｂｐｓのＯＴＵフレームＦ２１０を２分割してＯＴＵフレームＦ２１１、Ｆ２１２とし、５０Ｇｂｐｓのスループットを有する２本の光サブキャリアＳ２０１、Ｓ２０６にそれぞれマッピングする。

ここで、３台の光送信モジュール２４０、２５０、２６０のうち、光送信モジュール２４０から送信される２本の光サブキャリアＳ２０１、Ｓ２０６を、６本の光サブキャリアの最両端のサブキャリアに割り当てる。残りの４本の光サブキャリアに関してはその周波数軸上の位置は限定されない。なお、上述した数値例により本実施形態の光送信器２００の構成が限定されるものではない。

一方、受信側では６本の光サブキャリアを２本の光サブキャリアずつ３台の光受信モジュールで受信し、デスキュー処理を行う。このとき、最両端に位置する光サブキャリアを１台の光受信モジュールで受信し、伝送品質をモニタするためのＯＴＵフレームを再構成することにより伝送品質の劣化を解析することができる。

上述したように本実施形態においては、光送信モジュール２４０に割り当てられたＯＴＵフレームＦ２１０を、光伝送信号の伝送品質を受信側でモニタするための単一のＯＴＵフレームとした。そして、このＯＴＵフレームＦ２１０を、連続した複数の光サブキャリアのうち最両端に位置する２本の光サブキャリアＳ２０１、Ｓ２０６にマッピングする構成とした。このような構成とすることにより、光サブキャリアのモニタ数を低減し、しかも信頼性の高いマルチキャリア光伝送システムを得ることができる。すなわち、マルチキャリア光伝送システムにフレキシブル周波数グリッドを導入した場合であっても、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数の増大を抑制することができる。

ここで、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうち最両端に位置する光サブキャリアは、波長フィルタによる帯域狭窄や隣接チャネルからの影響を最も受ける。そのため、伝送による信号品質劣化の影響を受けやすい。すなわち、連続して配置している複数の光サブキャリアの最両端の光サブキャリアのみをモニタすることによって、光キャリアの信号品質を包括的にモニタすることが可能となる。

なお、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを伝送する所定の光サブキャリアは、最両端に位置する２本の光サブキャリアだけに限定されるものではない。このときの所定の光サブキャリアの個数は、光伝送フレームを生成する処理速度（スループット）を、光サブキャリアにおける伝送速度（スループット）で除算した値以上とすることができる。

具体的に説明すると、光伝送フレームとしてのＯＴＵフレームのスループット量はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７０９で標準化されており一定の値である。それに対して、光サブキャリアのスループットは必ずしも一定ではなく、光送信器と光受信器間の距離および使用波長帯域幅に依存する。したがって、ＯＴＵフレームのスループットが光サブキャリアのスループットよりも大きい場合には、ＯＴＵフレームを分割し、その分割数に応じた個数の光サブキャリアによって伝送する必要があるからである。

また、複数の光サブキャリアのうち端部以外に位置する光サブキャリアによって、単位光伝送フレームを伝送することとしてもよい。この場合には、光サブキャリア間の非線形効果による信号品質の劣化を効果的にモニタすることが可能になる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図４Ａに、本実施形態に係る光送信器の構成を示す。本実施形態の光送信器２００はマルチキャリア光伝送システムにおいて用いられる。

本実施形態の光送信器２００は、周波数軸上で互いに離間して配置した複数のマルチ光キャリア領域にそれぞれ配置している複数の光サブキャリアを用いて、光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを伝送する構成とした。すなわち、複数の光サブキャリアが周波数軸上で連続して配置されていない点において、第２の実施形態における場合と異なる。

このような構成は、連続した光周波数帯域の一部がすでに使用されており、新たに光パスを形成する際に非連続な光周波数帯域を使用せざるを得ない場合に有効である。光ネットワーク制御装置は、このような光周波数帯域の使用状況に関する情報を保有している。本実施形態の光送信器２００は光ネットワーク制御装置からの制御により、クライアントデータから生成したＯＴＵフレームを、周波数軸上で非連続に配置している複数のマルチ光キャリア領域の光サブキャリアに分割して伝送する。なお本実施形態では図４Ｂに示すように、マルチ光キャリア領域Ｒ３１０、Ｒ３２０毎に、その最両端の２本の光サブキャリアＳ３１１、Ｓ３１３に伝送品質をモニタするためのＯＴＵフレームを割り当てる構成とした。

次に、本実施形態による光送信器２００の動作について、図５を用いてさらに詳細に説明する。図５は、光送信器２００のフレーマ部２２０と光送信モジュール２４０、２５０、２６０の構成を示すブロック図、および光サブキャリアへのマッピングを示す模式図である。

ここでは、以下の具体的な数値例に基づいて、光送信器２００の動作を説明する。クライアントデータ容量は３００Ｇｂｐｓ、光サブキャリア当たりのスループットは５０Ｇｂｐｓ、そしてＯＴＵフレーム生成のスループットは１００Ｇｂｐｓとする。光サブキャリア数は全部で６本であり、マルチ光キャリア領域Ｒ３１０、Ｒ３２０に３本の光サブキャリアが連続してそれぞれ配置されているものとした。また、ライン側インターフェース部が備える光送信モジュールの個数は３台、そして１台の光送信モジュール当たりの光サブキャリア数は２本とした。

この場合、３００Ｇｂｐｓのクライアントデータはクライアント側インターフェース部２１０に収容され、その後パラレルレーンに分割されてフレーマ部２２０に接続される。

フレーマ部２２０は、３００Ｇｂｐｓのクライアント信号から１００Ｇｂｐｓ単位で３個のＯＴＵフレームＦ２１０、Ｆ２２０、Ｆ２３０を生成する。この３個のＯＴＵフレームＦ２１０、Ｆ２２０、Ｆ２３０は、ライン側インターフェース部２３０が備える各光送信モジュール２４０、２５０、２６０に接続される。ここで、各光送信モジュール２４０、２５０、２６０はＯＴＵフレームを２分割する。光送信モジュール２４０を例にとると、１００ＧｂｐｓのＯＴＵフレームＦ２１０を２分割してＯＴＵフレームＦ２１１、Ｆ２１２とし、５０Ｇｂｐｓのスループットを有する２本の光サブキャリアＳ３１１、Ｓ３１３にそれぞれマッピングする。なお、上述した数値例により本実施形態の光送信器２００の構成が限定されるものではない。

本実施形態においては図５に示すように、複数の光サブキャリアは周波数軸上で互いに離間して配置した複数のマルチ光キャリア領域Ｒ３１０、Ｒ３２０にそれぞれ配置している。すなわち、複数の光サブキャリアの全てが周波数軸上で連続して配置されているわけではない。そこで、クライアントデータから生成したＯＴＵフレームを、非連続な複数のマルチ光キャリア領域に分割してマッピングする必要がある場合には、マルチ光キャリア領域毎に最両端の光サブキャリアに対してマッピングを行う構成とした。

図５を用いてさらに具体的に説明する。光送信モジュール２４０と光送信モジュール２５０に割り当てられたＯＴＵフレームＦ２１０、Ｆ２２０を、光伝送信号の伝送品質を受信側でモニタするための単一のＯＴＵフレームとする。これらのＯＴＵフレームＦ２１０、Ｆ２２０を、マルチ光キャリア領域Ｒ３１０、Ｒ３２０にそれぞれ含まれる３本の連続した光サブキャリアのうち最両端の２本の光サブキャリア（Ｓ３１１とＳ３１３、およびＳ３２１とＳ３２３）にマッピングする構成とした。なお、残りのＯＴＵフレームＦ２３０をマッピングする２本の光サブキャリアの周波数上の位置は限定されない。

一方、受信側では６本の光サブキャリアを２本の光サブキャリアずつ３台の光受信モジュールで受信する。ただし本実施形態では、６本の光サブキャリアが、３本ずつ連続した光サブキャリアを含むマルチ光キャリア領域ごとに伝送される。そのため、マルチ光キャリア領域の両端にそれぞれ配置された４本の光サブキャリアは２台の光受信モジュールで受信される。そして、この４本の光サブキャリアにマッピングされているＯＴＵフレームから光伝送信号の伝送品質を解析することができる。

上述したように、本実施形態による光送信器を用いたマルチキャリア光伝送システムによれば、光パスを形成する際に非連続な光周波数帯域を使用せざるを得ない場合であっても、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数の増大を抑制することができる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態に係る光送信器３００の構成を示すブロック図および光出力の模式図である。図７は、本実施形態に係る光送信器３００における光伝送フレームの分割処理と光サブキャリアへのマッピングを説明するための模式図である。なお、本実施形態の光送信器３００はマルチキャリア光伝送システムにおいて用いられる。

本実施形態による光送信器３００においては、マルチキャリアを構成する光サブキャリアＳ３３１〜Ｓ３３６とＯＴＵフレームＦ３３１〜Ｆ３３６が１対１でマッピングされている点が、第２および第３の実施形態と異なる。この場合、光送信器３００とともにマルチキャリア光伝送システムを構成する光受信器において、最両端の光サブキャリアＳ３３１、Ｓ３３６にマッピングされたＯＴＵフレームＦ３３１、Ｆ３３６から伝送品質情報を抽出することができる。

次に、以下の具体的な数値例に基づいて、光送信器３００の動作を説明する。クライアントデータ容量は６００Ｇｂｐｓ、光サブキャリア当たりのスループットは１００Ｇｂｐｓ、そしてＯＴＵフレーム生成のスループットは１００Ｇｂｐｓとする。また、光サブキャリア数は６本、ライン側インターフェース部が備える光送信モジュール数は６台、そして１台の光送信モジュール当たりの光サブキャリア数は１本とした。ここで、ＯＴＵフレームを生成するスループットと光サブキャリア当たりのスループットが１対１に対応している。なお、上述した数値例により本実施形態の光送信器３００の構成が限定されるものではない。

この場合、６００Ｇｂｐｓのクライアントデータはクライアント側インターフェース部２１０に収容され、その後パラレルレーンに分割されてフレーマ部３２０に接続される。

フレーマ部３２０は図７に示すように、６００Ｇｂｐｓのクライアント信号から１００Ｇｂｐｓ単位で６個のＯＴＵフレームＦ３３１〜Ｆ３３６を生成する。この６個のＯＴＵフレームＦ３３１〜Ｆ３３６は、ライン側インターフェース部３３０が備える各光送信モジュール３４１〜３４６に接続される。ここで、各光送信モジュール３４１〜３４６は、１００ＧｂｐｓのＯＴＵフレームを１００Ｇｂｐｓのスループットを有する１本の光サブキャリアに１対１にマッピングして送信する。そして受信側において、複数の光サブキャリアのうち最両端の光サブキャリアＳ３３１、Ｓ３３６にマッピングされているＯＴＵフレームＦ３３１、Ｆ３３６だけから伝送品質のモニタ情報を取得することが可能になる。

このように、本実施形態の光送信器３００によれば、光サブキャリアのモニタ数を低減し、しかも信頼性の高いマルチキャリア光伝送システムを得ることができる。すなわち、マルチキャリア光伝送システムにフレキシブル周波数グリッドを導入した場合であっても、光キャリアの信号品質をモニタするための処理数の増大を抑制することができる。

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

１００ マルチキャリア光伝送システム
１１０、２００、３００ 光送信器
１１１ クライアント信号受付部
１１２ 光伝送フレーム収納部
１１３ 光変調部
１２０ 光受信器
１２１ マルチキャリア光信号受信部
１２２ 光伝送フレーム再生部
１２３ モニタ部
１２４ クライアント信号送出部
２１０ クライアント側インターフェース部
２２０、３２０ フレーマ部
２３０、３３０ ライン側インターフェース部
２４０、２５０、２６０、３４１〜３４６ 光送信モジュール
２４１ フレーム分割機能部
２４２ ＬＤ／変調器部
２７０ 光多重ブロック
Ｓ２０１、Ｓ２０６、Ｓ３１１、Ｓ３１３、Ｓ３２１、Ｓ３２３、Ｓ３３１〜Ｓ３３６ 光サブキャリア
Ｆ２１０、Ｆ２２０、Ｆ２３０、Ｆ２１１、Ｆ２１２、Ｆ３３１〜Ｆ３３６ ＯＴＵフレーム
Ｒ３１０、Ｒ３２０ マルチ光キャリア領域

Claims (16)

1. クライアント信号を光伝送フレームに収容し、前記光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうちの所定の光サブキャリアによって伝送する光送信器と、
   前記複数の光サブキャリアを受信し、前記所定の光サブキャリアから前記単位光伝送フレームを再構成し、前記単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする光受信器、とを有する
   マルチキャリア光伝送システム。
2. 前記所定の光サブキャリアは、前記複数の光サブキャリアのうち端部に位置する光サブキャリアを少なくとも含む
   請求項１に記載したマルチキャリア光伝送システム。
3. 前記所定の光サブキャリアは、前記複数の光サブキャリアのうちの単一の光サブキャリアである
   請求項１または２に記載したマルチキャリア光伝送システム。
4. 前記所定の光サブキャリアは、前記複数の光サブキャリアのうちの二以上の光サブキャリアであり、
   前記光送信器は、前記単位光伝送フレームを分割し、分割した前記単位光伝送フレームを前記二以上の光サブキャリアによって伝送する
   請求項１または２に記載したマルチキャリア光伝送システム。
5. 前記所定の光サブキャリアの個数は、前記光伝送フレームを生成する処理速度を、前記光サブキャリアにおける伝送速度で除算した値以上である
   請求項１から４のいずれか一項に記載したマルチキャリア光伝送システム。
6. 前記複数の光サブキャリアは、周波数軸上で互いに離間して配置した複数のマルチ光キャリア領域にそれぞれ配置している
   請求項１から５のいずれか一項に記載したマルチキャリア光伝送システム。
7. 前記光送信器は、
   前記クライアント信号を受け付けるクライアント信号受付部と、
   前記クライアント信号を前記光伝送フレームに収容する光伝送フレーム収納部と、
   前記単位光伝送フレームを用いて前記所定の光サブキャリアを変調した単位フレーム光信号を含むマルチキャリア光信号を送出する光変調部、とを備え、
   前記光受信器は、
   前記マルチキャリア光信号を受信し、前記単位フレーム光信号を復調するマルチキャリア光信号受信部と、
   復調した前記単位フレーム光信号から前記単位光伝送フレームを再構成する光伝送フレーム再生部と、
   前記単位光伝送フレームを用いて信号品質をモニタするモニタ部と、
   前記単位光伝送フレームを含む前記光伝送フレームから前記クライアント信号を抽出して送出するクライアント信号送出部、とを備える
   請求項１から６のいずれか一項に記載したマルチキャリア光伝送システム。
8. 前記光送信器および前記光受信器の動作を制御する光ネットワーク制御装置を有し、
   前記光ネットワーク制御装置は、前記所定の光サブキャリアの周波数軸上の位置を、前記光送信器および前記光受信器に通知する
   請求項１から７のいずれか一項に記載したマルチキャリア光伝送システム。
9. 光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームが収容された所定の光サブキャリアを含む複数の光サブキャリアを受信し、前記所定の光サブキャリアから前記単位光伝送フレームを再構成し、前記単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする
   光受信器。
10. 前記複数の光サブキャリアは、周波数軸上で連続して配置しており、
    前記所定の光サブキャリアは、前記複数の光サブキャリアのうち端部に位置する光サブキャリアを少なくとも含む
    請求項９に記載した光受信器。
11. クライアント信号を光伝送フレームに収容し、
    前記光伝送フレームの一単位である単位光伝送フレームを、周波数軸上で連続して配置している複数の光サブキャリアのうちの所定の光サブキャリアによって伝送し、
    前記複数の光サブキャリアを受信し、
    前記所定の光サブキャリアから前記単位光伝送フレームを再構成し、
    前記単位光伝送フレームによって信号品質をモニタする
    マルチキャリア光伝送方法。
12. 前記所定の光サブキャリアは、前記複数の光サブキャリアのうち端部に位置する光サブキャリアを少なくとも含む
    請求項１１に記載したマルチキャリア光伝送方法。
13. 前記所定の光サブキャリアは、前記複数の光サブキャリアのうちの単一の光サブキャリアである
    請求項１１または１２に記載したマルチキャリア光伝送方法。
14. 前記所定の光サブキャリアは、前記複数の光サブキャリアのうちの二以上の光サブキャリアであり、
    前記単位光伝送フレームを伝送する際に、前記単位光伝送フレームを分割し、分割した前記単位光伝送フレームを前記二以上の光サブキャリアによって伝送する
    請求項１１または１２に記載したマルチキャリア光伝送方法。
15. 前記所定の光サブキャリアの個数は、前記光伝送フレームを生成する処理速度を、前記光サブキャリアにおける伝送速度で除算した値以上である
    請求項１１から１４のいずれか一項に記載したマルチキャリア光伝送方法。
16. 前記複数の光サブキャリアは、周波数軸上で互いに離間して配置した複数のマルチ光キャリア領域にそれぞれ配置している
    請求項１１から１５のいずれか一項に記載したマルチキャリア光伝送方法。

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