JP2018026749A - 光伝送システム、光ノード装置及び光伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信号品質の維持と伝送容量の拡大の両立を実現する光伝送システムを提供する。【解決手段】光伝送システムにおける光ノード装置が有する２つ以上の入力方路は、それぞれ光多重信号の入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の入力方路は、入力光路を２つ以上有し、光ノード装置が有する２つ以上の出力方路は、それぞれ光多重信号の出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の出力方路は、出力光路を２つ以上有する。光ノード装置のクロスコネクトスイッチは、入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを任意に選択される出力光路から出力させる。光クロスコネクトスイッチは、入力光路からの光多重信号に、該光多重信号とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与部と、出力光路より出力させる光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出部とのうち少なくとも一方を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光伝送システム、光ノード装置及び光伝送方法に関する。

近年のインターネット利用の増加に伴い、光ファイバを用いたネットワークにおける通信トラヒックの量は年々増加傾向にある。今後、モノのインターネット（Internet of things）や高精細な映像技術の爆発的な利用増加により、近い将来、現在のネットワーク基盤では賄いきれないトラヒック量の増加が考えられている。そこで、爆発的に増加するトラヒックに対応する技術の１つとして、光信号における空間多重技術が注目されている。空間多重技術とは、１つの伝送路に対して複数の光路を用いることで、１伝送路当りの伝送容量の大容量化を実現する技術である。特にネットワークにおける幹線路であるコアネットワークにおいては、地域全体のトラヒックを集約して地域間を伝送する役割を果たしているため、長距離かつ大容量な光伝送システムの実現が必要となる。

現在のコアネットワークで使用されている光伝送システムでは、光信号を通す光ファイバによる伝送路を網目状に配置したメッシュネットワークとなっており、それぞれの伝送路の接点にノードと呼ばれる信号のパス切替や中継増幅・監視などを行う分岐点を配置している。現在の伝送路は、偏波多重・波長多重した光信号を、１本のファイバあたり１つの光モードが通過可能なコアを１つ有するシングルモード光ファイバを伝送路として使用しているが、ファイバ１本あたりに複数のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ）を使用することで、伝送容量を大幅に増加することができるようになる。
また、ノードに関しても大容量化した伝送路が複数入力されるため、伝送路以上に大規模化が必要とされている。

（従来の光伝送システム）
図２９は、従来の光伝送システムの構成図である。同図は、送信装置９１０と、光ノード９２０ａ、９２０ｂと、受信装置９３０と、シングルモードファイバを用いた光伝送路８０１〜８０７とから構成される光伝送システムの例を示している。送信装置９１０は光多重信号生成部９１１を有し、受信装置９３０は光多重信号受信部９３１を有する。各光ノード９２０ａ、９２０ｂはそれぞれ、光スイッチ群により構成される光クロスコネクト（ＯＸＣ）９２１ａ、９２１ｂを有する。

図３０は、光伝送路８０１〜８０７として用いられるシングルモードファイバを示す図である。シングルモードファイバは光を伝送するコアを１つ有する。
図３１は、光クロスコネクト９２１ａ、９２１ｂの概要を示す図である。光クロスコネクト９２１ａ、９２１ｂは、入力方路から入力した光信号を任意の出力方路に出力する。同図では、入力方路及び出力方路がそれぞれ２である場合を例に示している。光路に、光チャネルモニタ（パワーモニタ）を設けることにより、光信号の光強度を測定できる。

図２９に示す光伝送システムにおいて、伝送する光多重信号が、送信装置９１０から、光伝送路８０１→光ノード９２０ａ→光伝送路８０３→光ノード９２０ｂ→光伝送路８０６と通過し、受信装置９３０に至る場合について説明する。光信号は、送信装置９１０の光多重信号生成部９１１で生成され、光伝送路８０１を伝送した後、光ノード９２０ａに入力される。光ノード９２０ａは、光伝送路８０１、８０２を入力方路とし、光伝送路８０３、８０４を出力方路とする。全方路は光ノード９２０ａ内の光クロスコネクト９２１ａに接続されており、入力方路である光伝送路８０１、８０２からの光信号を、任意の出力方路である光伝送路８０３、８０４へ出力できる。光ノード９２０ｂは、光伝送路８０３、８０５を入力方路とし、光伝送路８０６、８０７を出力方路とする。全方路は光ノード９２０ｂ内の光クロスコネクト９２１ｂに接続されており、入力方路である光伝送路８０３、８０５からの光信号を、任意の出力方路である光伝送路８０６、８０７へ出力できる。各光ノード９２０ａ、９２０ｂは、入出力方路にアド・ドロップ部からなる光信号伝送路を含むことができる。光伝送路８０６を伝送された光信号は、受信装置９３０の光多重信号受信部９３１で受信される。

（従来の光伝送システムを大容量化した光伝送システム）
図２９に示す従来の光伝送システムを大容量化したシステムとして、図３２に示す空間多重伝送システムが考えられる。同図は、送信装置９５０と、空間多重ノード９６０ａ、９６０ｂと、受信装置９７０と、光伝送路２１１〜２１７とから構成される空間多重伝送システムの例を示している。光伝送路２１１〜２１７には、シングルモードファイバ（ＳＭＦ：Single mode fiber）を複数束ねたバンドルファイバや、一つのファイバに複数のコアを有するマルチコアファイバ（ＭＣＦ：Multi-core fiber）が用いられる。送信装置９５０は光多重信号生成部９５１を有し、受信装置９７０は光多重信号受信部９７１を有する。空間多重ノード９６０ａ、９６０ｂはそれぞれ、光スイッチ群により構成される光クロスコネクト９６１ａ、９６１ｂを有する。

図３２に示す空間多重伝送システムにおいて、伝送される光多重信号が、送信装置９５０から、光伝送路２１１→空間多重ノード９６０ａ→光伝送路２１３→空間多重ノード９６０ｂ→光伝送路２１６と通過し、受信装置９７０に至る場合を説明する。光多重信号は送信装置９５０の光多重信号生成部９５１で生成され、光伝送路２１１を伝送した後、空間多重ノード９６０ａに入力される。空間多重ノード９６０ａは、光伝送路２１１、２１２を入力方路とし、光伝送路２１３、２１４を出力方路とする。全方路は空間多重ノード９６０ａ内の光クロスコネクト９６１ａに接続されており、入力方路である光伝送路２１１、２１２からの光多重信号を、任意の出力方路である光伝送路２１３、２１４へ出力できる。空間多重ノード９６０ｂは、光伝送路２１３、２１５を入力方路とし、光伝送路２１６、２１７を出力方路とする。全方路は空間多重ノード９６０ｂ内の光クロスコネクト９６１ｂに接続されており、入力方路である光伝送路２１３、２１５からの光多重信号を、任意の出力方路である光伝送路２１６、２１７へ出力できる。各空間多重ノード９６０ａ、９６０ｂは、入出力方路にアド・ドロップ部からの光信号伝送路を含むことができる。光伝送路２１６を伝送された光多重信号は、受信装置９７０の光多重信号受信部９７１で受信される。

（大容量化した光伝送システムの課題）
上述の空間多重伝送システム内では、マルチコアファイバである光伝送路２１１〜２１７の伝送中、及び光クロスコネクト９６１ａ、９６１ｂ内で、異なる空間チャネルからのクロストーク（ＴＸ）が発生し、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）が劣化する。

図３３は、シングルモードファイバを用いた光伝送システムにおけるクロストークの発生状況を示し、図３４は空間多重伝送システムにおけるクロストークの発生状況を示す。図３３では、光クロスコネクトにおいてクロストークが発生するが、伝送路ではクロストークが発生しないため、受信装置が受信した光信号に蓄積されるクロストークは小さい。一方、図３４に示すように、空間多重伝送システムにおいては、伝送路や光クロスコネクトなどの各部で生じたクロストークが累積される。さらにシステム内の任意の箇所で外的要因によりクロストークが発生した場合、さらなるＯＳＮＲ劣化が生じることで、伝送品質に影響を及ぼすことが考えられる。しかし、従来の光伝送システムや空間多重伝送システムには、チャネル間のクロストークを監視する機能が無かったため、クロストーク量を把握できないという問題があった。

T. Kawai et al.，"Multi-degree ROADM based on massive port count WSS with integrated Colorless ports"，OFC/NFOEC，2011年，OTuD2 K. Takenaga et al.，"An Investigation on Crosstalk in Multi-Core Fibers by Introducing Random Fluctuation along Longitudinal Direction"，IEICE TRANSACTIONS on Communications，2011年，Vol.E94-B，No.2，p.409-416 田中ほか,「マルチコア光ファイバにおけるコア間クロストークの挙動把握のための簡易計算式」，一般社団法人電子情報通信学会，電子情報通信学会論文誌Ｂ，2014年，Vol.J97-B，No.5，p.383-392 H. Ono et al.，"Inter-core crosstalk measurement in multi-core fibre amplifier using multiple intensity tones"，Electronics Letters，2014年，Vol. 50，No. 14，p.1009-1010

現在の伝送ネットワークでは、シングルモード・シングルコアファイバを用いた伝送路とノードから構成されているが、近年のトラヒック増加に伴い、ノードのスループット増加が必要とされている。スループットは１方路あたりの伝送容量と方路数の積で表され、ノードのスループットを増加させるためには、主に（１）方路数を増やす、（２）方路あたりの容量を増やすことが必要と考えられる。しかし、いずれの方法でもノード内を通過する光信号の伝送経路切替を行うために必要な光スイッチの数・規模が巨大化することが考えられる。

スイッチ数が増えると、光クロスコネクト内部において、ある光信号に対して混入するクロストーク信号の数が増加し、クロストークによる光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）の劣化が大きくなると考えられる。また、スイッチ規模が増加すると、スイッチ単体でのクロストーク量が増加し、ＯＳＮＲの劣化につながると考えられる。

上述の信号劣化は累積するものであり、ノード内での信号劣化が大きくなると、複数段のノード通過をするために信号劣化が積み重なり、受信端での復調ができなくなる。しかし、クロストークは現在のノードに導入されている光チャネルモニタ（パワーモニタ）では監視できない。

上記事情に鑑み、本発明は、信号品質の維持と伝送容量の拡大の両立を実現する光伝送システム、光ノード装置及び光伝送方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、２つ以上の入力方路と２つ以上の出力方路とに接続される光ノード装置を有する光伝送システムであって、前記入力方路は、それぞれ光多重信号が入力される入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記入力方路は、前記入力光路を２つ以上有し、前記出力方路は、それぞれ光多重信号が出力される出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記出力方路は、前記出力光路を２つ以上有し、前記光ノード装置は、前記入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを、任意に選択される前記出力光路から出力させる光クロスコネクトスイッチ部を備え、前記光クロスコネクトスイッチ部は、前記入力光路から入力された光多重信号に、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与部と、前記出力光路より出力させる前記光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出部とのうち少なくとも一方を備える。

本発明の一態様は、上述の光伝送システムにおいて、前記光クロスコネクトスイッチ部は、少なくとも前記モニタ光抽出部を備え、前記光ノード装置は、前記モニタ光抽出部において抽出された前記モニタ光を受信するモニタ光受信部と、前記モニタ光受信部が受信した前記モニタ光を計測した光学特性を取得する信号処理部とをさらに備える。

本発明の一態様は、上述の光伝送システムにおいて、前記信号処理部は、前記光学特性に基づいて前記光多重信号の光学特性を推定し、推定結果に基づいて前記光クロスコネクトスイッチ部における前記入力方路から前記出力方路への光路を再設定する。

本発明の一態様は、上述の光伝送システムにおいて、前記光クロスコネクトスイッチ部は、少なくとも前記モニタ光付与部を備え、前記光ノード装置は、前記入力光路により伝送される光多重信号を分岐する光分岐部と、前記光分岐部により分岐された前記光多重信号に含まれる各光信号の光強度を計測する光強度計測部とを備え、前記信号処理部は、光強度計測部により計測された前記光強度に基づいて前記光学特性を補正処理する。

本発明の一態様は、上述の光伝送システムにおいて、前記光クロスコネクトスイッチ部は、少なくとも前記モニタ光付与部を備え、前記光ノード装置は、前記入力光路により伝送される光多重信号を分岐する光分岐部と、前記光分岐部により分岐された前記光多重信号に含まれる各光信号の光強度を計測する光強度計測部とを備え、前記モニタ光付与部は、前記光強度計測部により計測された前記光強度の平均値に応じて光強度が設定されたモニタ光を付与する。

本発明の一態様は、上述の光伝送システムにおいて、前記入力光路に入力する光多重信号を生成し、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与して送信する送信装置と、モニタ光が付与され、前記出力光路から出力された前記光多重信号を受信し、該光多重信号から該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を分岐する受信装置とのうち少なくとも一方を備える。

本発明の一態様は、２つ以上の入力方路と２つ以上の出力方路とに接続される光ノード装置であって、前記入力方路は、それぞれ光多重信号が入力される入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記入力方路は、前記入力光路を２つ以上有し、前記出力方路は、それぞれ光多重信号が出力される出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記出力方路は、前記出力光路を２つ以上有し、前記入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを、任意に選択される前記出力光路から出力させる光クロスコネクトスイッチ部を備え、前記光クロスコネクトスイッチ部は、前記入力光路から入力された光多重信号に、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与部と、前記出力光路より出力させる前記光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出部とのうち少なくとも一方を備える。

本発明の一態様は、２つ以上の入力方路と２つ以上の出力方路とに接続される光ノード装置を有する光伝送システムが実行する光伝送方法であって、前記入力方路は、それぞれ光多重信号が入力される入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記入力方路は、前記入力光路を２つ以上有し、前記出力方路は、それぞれ光多重信号が出力される出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記出力方路は、前記出力光路を２つ以上有し、前記光ノード装置は、前記入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを、任意に選択される前記出力光路から出力させる光クロスコネクトスイッチ部を有し、前記光クロスコネクトスイッチ部もしくは送信装置が備えるモニタ光付与部が、前記入力光路から入力される光多重信号に、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与過程と、前記光クロスコネクトスイッチ部もしくは受信装置が備えるモニタ光抽出部が、前記出力光路から出力された前記光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出過程と、を有する。

本発明により、光伝送システムにおける信号品質の維持と伝送容量の拡大の両立を実現することが可能となる。

本発明の第１の実施形態による光クロスコネクトシステムの構成図である。 同実施形態の光クロスコネクトシステムに用いられるバンドルファイバを示す図である。 同実施形態の光クロスコネクトシステムに用いられるマルチコアファイバを示す図である。 同実施形態の光ノード近傍の構成を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光抽出部及びモニタ光受信部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光抽出部及びモニタ光受信部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光抽出部及びモニタ光受信部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光抽出部及びモニタ光受信部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタタイムチャートを示す図である。 同実施形態のモニタ光抽出部及びモニタ光受信部の構成例を示す図である。 第２の実施形態による光クロスコネクトシステムの構成図である。 同実施形態の光ノード近傍及び送信装置の装置構成を示す図である。 第３の実施形態による光クロスコネクトシステムの構成図である。 同実施形態の光ノード近傍及び送信装置の装置構成を示す図である。 第４の実施形態による光ノード近傍の装置構成を示す図である。 同実施形態による光ノード近傍の装置構成を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 同実施形態のモニタ光送信部及びモニタ光付与部の構成例を示す図である。 第５の実施形態による光ノード近傍の装置構成を示す図である。 同実施形態のモニタ光出力調整方式の概要を示す図である。 同実施形態のモニタ光出力調整方式の概要を示す図である。 従来の光伝送システムの構成図である。 従来の光伝送システムに用いられるシングルモードファイバを示す図である。 従来の光クロスコネクトの概要を示す図である。 従来の空間多重伝送システムの構成図である。 従来の光伝送システムにおけるクロストークの発生状況を示す図である。 従来の空間多重伝送システムにおけるクロストークの発生状況を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
[全体構造説明]
図１は、本実施形態における大容量光伝送システム１１の構成図である。大容量光伝送システム１１は、送信装置１００と、光ノード４０１ａと、光ノード４０１ｂと、受信装置３００と、光伝送路２１１〜２１７とを備える。送信装置１００と光ノード４０１ａとの間は光伝送路２１１により接続される。光ノード４０１ａと光ノード４０１ｂとの間は光伝送路２１３により接続される。光ノード４０１ｂと受信装置３００との間は光伝送路２１６により接続される。光ノード４０１ａ又は光ノード４０１ｂに接続される上述以外の光伝送路２１２、２１４、２１５、２１７は、他の光ノードに接続される。

送信装置１００は、信号生成部１１０を内包している。信号生成部１１０は、光多重信号を生成し、生成された光多重信号は光伝送路２１１を通して伝送される。光多重信号は、１つ以上の光周波数を用いた光信号を多重化した光信号である。
受信装置３００は、信号受信部３１０を内包している。信号受信部３１０は、光伝送路２１６を通して伝送された光多重信号を受信する。

光ノード４０１ａと光ノード４０１ｂとは同一の構成であり、光ノード４０１ａと光ノード４０１ｂを区別しない場合、光ノード４０１と記載する。光ノード４０１は、モニタ光付与部４３０、光スイッチ群４４０及びモニタ光抽出部４５０を備えて構成される。本実施形態では、モニタ光付与部４３０、光スイッチ群４４０及びモニタ光抽出部４５０を合わせて光クロスコネクト（ＯＸＣ）スイッチと呼ぶ。光クロスコネクトスイッチ内では、光スイッチ群４４０に、モニタ光付与部４３０とモニタ光抽出部４５０とが接続されている。入力方路はモニタ光付与部４３０に、出力方路はモニタ光抽出部４５０に接続されている。

大容量光伝送システム１１の光伝送路２１１〜２１７として、バンドルファイバ又はマルチコアファイバを用いることができる。
図２は、バンドルファイバを示す図である。バンドルファイバは、シングルモードファイバを複数束ねた構成である。各シングルモードファイバは、コアを１つ有する。
図３は、マルチコアファイバを示す図である。マルチコアファイバは、複数のコアを有する。

[各部詳細説明]
図１に示す大容量光伝送システム１１の構成における光ノード４０１の主要部分の構成要素について図４を用いて説明する。

図４は、光ノード４０１近傍の構成を示す図であり、本実施形態と関係する構成のみを抽出して示している。光ノード４０１に入出力される光伝送路は２方路以上あり、そのうち少なくとも１つの方路には１方路あたり２つ以上の光路が含まれている。光ノード４０１ａの場合、光伝送路２１１、２１２を用いた入力方路を入力方路１、２とし、光伝送路２１３、２１４を用いた出力方路を出力方路１、２とする。入力方路１、２はそれぞれ光路１〜３を含み、出力方路１、２はそれぞれ光路１〜３を含む。以下では、光ノード４０１ａのように、入力方路の数ｎ１及び出力方路の数ｎ２が２であり、１つの入力方路に含まれる光路の数であり、また、１つの出力方路に含まれる光路の数であるｋが３である場合を例に説明する。全ての入力方路を合わせた光路の数ｐ１と、全ての出力方路を合わせた光路の数ｐ２はそれぞれ、６である。

光ノード４０１は、光クロスコネクト（ＯＸＣ）スイッチ部４１０を有する。ＯＸＣスイッチ部４１０は、モニタ光付与部４３０と、光スイッチ群４４０と、モニタ光抽出部４５０とを有する。なお、ＯＸＣスイッチ部４１０の前後での増幅機能等は省略している。

光スイッチ群４４０は、２つの光入力用方路において、全部で６個（ｐ１個）の光路に接続される光入力ポートを有し、光出力用方路において、全部で６個（ｐ２個）の光路に接続される光出力ポートを有する。さらに、光スイッチ群４４０は、各光入力ポートに接続される光スイッチ（ＳＷ）４４３と、各光出力ポートに接続される光スイッチ（ＳＷ）４４５とを有する。光スイッチとは光入力ポートに入力された光信号を任意の光出力ポートに出力する機能を有する素子である。光スイッチ４４３はそれぞれ、対応する光入力ポートから入力される光多重信号を、光信号ごとに任意の光路へ切り替えることにより、任意の光路へ出力することができる。各光スイッチ４４５は、光スイッチ４４３それぞれが光路を切り替えた光信号を入力し、対応する出力ポートへ出力する。以下では、入力方路ｉ（ｉ＝１，…，ｎ１）の光路ｊ（ｊ＝１，…，ｋ）により伝送される光多重信号が入力される光入力ポートと接続される光スイッチ４４３を光スイッチ４４３−ｉ−ｊと記載し、出力方路ｉ（ｉ＝１，…，ｎ２）における光路ｊの光路に光多重信号を出力する光出力ポートと接続される光スイッチ４４５を光スイッチ４４５−ｉ−ｊと記載する。

モニタ光付与部４３０として、本実施形態では６個（ｐ１個）の波長合波器４３１を使用する。波長合波器４３１には、入力光路と、出力光路と、モニタ光用光路とが接続される。波長合波器４３１は、入力光路となる光路から入力された光多重信号に、光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与する。入力方路ｉ（ｉ＝１，…，ｎ１）の光路ｊ（ｊ＝１，…，ｋ）を入力光路とし、入力光路から入力された光多重信号にモニタ光を付与する波長合波器４３１を、波長合波器４３１−ｉ−ｊと記載する。

モニタ光抽出部４５０として、本実施形態では６個（ｐ２個）の波長分波器４５１を使用する。波長分波器４５１には、入力光路と、出力光路と、モニタ光用光路とが接続される。波長分波器４５１は、モニタ光が付与された光多重信号から光多重信号とモニタ光を分波し、モニタ光帯域の光をモニタ用光路へ、光多重信号の波長帯域にある光多重信号を出力方路の光路へ出力する機能を有する。出力方路ｉの光路ｊを出力光路とし、分波した光多重信号を出力する波長分波器４５１を、波長分波器４５１−ｉ−ｊと記載する。本実施形態では、モニタ光は、モニタ光用光路へのみ出力され、出力光路へは出力されないように、各波長分波器４５１を構成する。

光ノード４０１は、ＯＸＣスイッチ部４１０に加え、モニタ光送信部４２０と、モニタ光受信部４６０とを有する（図１では省略）。モニタ光送信部４２０は、モニタ光付与部４３０の外部にあり、モニタ光付与部４３０にモニタ光帯域内のモニタ光を供給する。モニタ光送信部４２０は、６個（ｐ１個）のモニタ光源４２１を有する。モニタ光源４２１から供給されたモニタ光は、波長合波器４３１に入力される。波長合波器４３１−ｉ−ｊにモニタ光を供給するモニタ光源４２１を、モニタ光源４２１−ｉ−ｊと記載する。

モニタ光受信部４６０は、モニタ光抽出部４５０の外部にあり、モニタ光抽出部４５０により抽出されたモニタ光帯域内のモニタ光を受信する。モニタ光受信部４６０は、６個（ｐ２個）のモニタ光受光ユニット４６１を備える。モニタ光受光ユニット４６１は、モニタ光分波器４６２と複数の受光器４６３とを有する。モニタ光分波器４６２の各出力ポートは、それぞれ別の受光器４６３に接続されている。モニタ光分波器４６２にモニタ光抽出部４５０の波長分波器４５１−ｉ−ｊからモニタ用光路によりモニタ光が入力されるモニタ光受光ユニット４６１を、モニタ光受光ユニット４６１−ｉ−ｊと記載する。また、モニタ光受光ユニット４６１−ｉ−ｊが備えるモニタ光分波器４６２をモニタ光分波器４６２−ｉ−ｊと記載し、モニタ光分波器４６２−ｉ−ｊに接続される６つの受光器４６３を、受光器４６３−ｉ−ｊ−１〜４６３−ｉ−ｊ−６と記載する。

また、本実施形態における大容量光伝送システム１１は信号処理装置５０１を備える（図１では省略）。信号処理装置５０１は、光ノード４０１内に備えられてもよく、光ノード４０１の外部に備えられてもよい。信号処理装置５０１は、モニタ光受信部４６０が受信したモニタ信号に基づいて、光スイッチ群４４０に対して制御信号を送信する機能を有する。

[モニタ方式説明]
本実施形態では、大容量光伝送システム１１が、入力方路１光路１から入力され、出力方路２光路３へ出力される光多重信号Ｓ１１２３に対して、他方路・他光路からのクロストークをモニタする方式について述べる。なお、大容量光伝送システム１１は、他の方路・他の光路から入力された光多重信号においても同様の方式でモニタする。本実施形態においては、モニタ光付与部４３０以降からモニタ光抽出部４５０までの光路において、モニタ光を全光路に入力することを特徴としている。

まず、入力方路１光路１から入力された光多重信号Ｓ１１２３が、光クロスコネクトスイッチ部４１０内部のモニタ光付与部４３０に入力する。
また、各モニタ光送信部４２０の各モニタ光源４２１はそれぞれ光周波数の異なるモニタ光Ｍ１１〜Ｍ２３を出力する。つまり、モニタ光源４２１−ｉ−ｊは、モニタ光Ｍｉｊを出力する。ここでモニタ光はＣＷ（連続）光における光多重信号の波長帯域であるＣ帯以外のものを使用する。これにより、モニタ光が光多重信号光と重なることはない。

各モニタ光源４２１から出力されたモニタ光はそれぞれ波長合波器４３１により、各光多重信号に付与される。例えば、入力方路１光路１に入力された光多重信号Ｓ１１２３には、波長合波器４３１−１−１により、モニタ光源４２１−１−１から出力されたモニタ光Ｍ１１が付与される。

モニタ光Ｍ１１が付与された光多重信号Ｓ１１２３は、光スイッチ群４４０内に入力される。光スイッチ群４４０へ入力した光多重信号Ｓ１１２３は、光スイッチ４４３−１−１により、任意の出力方路・任意の光路へ切替が行われる。今回は、出力方路２光路３へ切替が行われるものとする。

この時、光スイッチ４４３において、他方路・他光路からの光多重信号とモニタ光それぞれのクロストーク成分が重畳される。つまり、光多重信号Ｓ１１２３には、入力方路１の光路２、３、及び、入力方路２の光路１〜３のそれぞれから入力した光多重信号のクロストーク成分ＸＴ＿１２、ＸＴ＿１３、ＸＴ＿２１、ＸＴ＿２２、ＸＴ＿２３と、同光路のモニタ光であるＭ１２、Ｍ１３、Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３それぞれの５つのモニタ光のクロストーク成分ＸＴ＿ｍ１２、ＸＴ＿ｍ１３、ＸＴ＿ｍ２１、ＸＴ＿ｍ２２、ＸＴ＿ｍ２３とが重畳される。

光スイッチ群４４０から出力された光信号は、モニタ光抽出部４５０に入力され、波長分波器４５１により、モニタ光Ｍ１１及びクロストーク成分ＸＴ＿ｍ１２、ＸＴ＿ｍ１３、ＸＴ＿ｍ２１、ＸＴ＿ｍ２２、ＸＴ＿ｍ２３と、光多重信号Ｓ１１２３及びクロストーク成分ＸＴ＿１２、ＸＴ＿１３、ＸＴ＿２１、ＸＴ＿２２、ＸＴ＿２３とに分波される。モニタ光Ｍ１１及びクロストーク成分ＸＴ＿ｍ１２、ＸＴ＿ｍ１３、ＸＴ＿ｍ２１、ＸＴ＿ｍ２２、ＸＴ＿ｍ２３はモニタ光用光路に、光多重信号Ｓ１１２３及びクロストーク成分ＸＴ＿１２、ＸＴ＿１３、ＸＴ＿２１、ＸＴ＿２２、ＸＴ＿２３は、出力方路に出力される。

モニタ光用光路へ出力されたモニタ光は、モニタ光分波器４６２であるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed-waveguide grating）型波長合分波器に入力され、光周波数（波長）ごとに別の出力ポートより出力される。モニタ光分波器４６２−２−３から出力されたモニタ光はそれぞれ受光器４６３−２−３−１〜４６３−２−３−６に入力され、光の強度に応じた電流値に変換される。各受光器４６３−２−３−１〜４６３−２−３−６において得られた電流値の情報は信号処理装置５０１へと送られる。信号処理装置５０１は、各モニタ光の強度差からクロストーク量を判定する。

この時、他方路・他光路においても同様の処理が行われているため、光スイッチ群４４０内における、経路毎、光路毎のクロストーク量が判明する。なお、光路毎にモニタ光の光周波数が異なるため、例えば光多重信号Ｓ１１２３とクロストーク成分ＸＴ＿２１の元になる光多重信号の使用周波数帯域が同じであった場合でも、クロストーク成分を推定することが可能である。

さらに、光スイッチ群４４０内で光多重信号Ｓ１１２３が通過する光路のクロストーク量が大きい場合、信号処理装置５０１は、光路毎のクロストーク量を比較し、よりクロストークの低い経路へ切り替えたり、出力光路を同方路の別光路へ切り替えたりすることが可能となる。これらの操作により、光スイッチ群４４０内において、クロストークの影響を受けにくい光路選択が可能となり、送受信端間における全クロストーク量を低減し、信号品質向上が可能となる。

[実施例１（具体的数値など）]
本実施例では、図４に示すように、光ノード４０１を、入力及び出力がそれぞれ２方路であり、１方路あたり１本の３コアのＭＣＦを用いた構成とした。ＭＣＦが有する３本のコアをＣ１、Ｃ２、Ｃ３とし、コアＣ１が光路１、コアＣ２が光路２、コアＣ３が光路３に対応する構成とした。

また、光スイッチ群４４０における、光スイッチ４４３、４４５として、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength selective switch）を使用した。モニタ光付与部４３０の波長合波器４３１及びモニタ光抽出部４５０の波長分波器４５１として、ＷＤＭ（波長分割多重）カプラを使用し、モニタ光源４２１として、単波長レーザ光源を使用した。モニタ光受信部４６０のモニタ光分波器４６２として、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型波長合分波器を使用し、受光器４６３として光通信用フォトダイオードを使用した。

さらに、本実施例では、使用する光多重信号の帯域はＣ帯（１９１．５５ＴＨｚ〜１９５．９５ＴＨｚ）とした。そして、主信号１として、入力方路２光路１に中心光周波数１９２．０ＴＨｚと１９２．１ＴＨｚの２波長を多重した光多重信号を入力し、出力方路１光路２へ出力するように設定した。また、主信号２として、入力方路１光路１に中心光周波数１９２．０ＴＨｚと１９２．１ＴＨｚの２波長を多重した光多重信号を入力し、出力方路２光路３へ出力するように設定した。

また、クロストーク光として入力方路２光路２に中心光周波数１９２．１ＴＨｚと１９２．２ＴＨｚの２波長を多重した光多重信号を入力し、出力方路１光路３へ出力するように設定した。また、モニタ光としてＬ帯（１９１．５５ＴＨｚ〜１８４．５０ＴＨｚ）の光を使用し、各モニタ光源４２１から出力されるモニタ光の光周波数と出力値は下記の表１の通りとした。

また、本実施例における信号光路の切替を行うクロストークの閾値は−２０ｄＢとした。

図４の構成及び上記の信号光・モニタ光の設定を用いて、各モニタ光を各モニタ光源４２１から各入力方路の各光路に入力し、モニタ光受信部４６０でモニタ光を受信することでクロストークを検出した。例えば、モニタ光受信部４６０のモニタ光受光ユニット４６１−１−２で受信した信号は、以下の通りである。

クロストークは主信号とクロストーク信号との出力差で表現するため、上記信号受信結果を信号処理装置５０１で処理した結果、入力方路２光路１から入力し、出力方路１光路２へ出力した主信号１に対する各光路からのクロストークはそれぞれ以下の表３のようになった。

ここで、入力方路２光路２からのクロストーク量が閾値である−２０ｄＢを超えているため、信号処理装置５０１から制御信号を出力し、入力方路２光路１から入力した主信号１の出力先を、出力方路１光路２から出力方路１光路１に変更するよう、光スイッチ群４４０内部のＷＳＳを制御した。この後、再度クロストーク量を観測すると、入力方路２光路２からのクロストーク量が−２０．７ｄＢとなった。従って、ノード内部で生じるクロストークに応じた光路の切替できたことになる。

[オプション構成]
上記実施例において、入出力に使用される光路の構成は、（１）シングルモードファイバ（ＳＭＦ：Single mode fiber）が１本、（２）ＳＭＦが複数本、（３）マルチコアファイバ（ＭＣＦ：Multi-core fiber）が１本、（４）ＭＣＦ複数本、（５）ＳＭＦが複数本とＭＣＦが１本のような、（１）〜（４）の上記構成の組合せ、のいずれでもよい。

また、入出力方路数と１方路あたりの光路数は、任意の数で構わない。
また、ＭＣＦを使用した場合、光路に相当するものは１つのコアとする。
また、前述の実施例において、使用する波長帯域はＣ帯以外でも構わない。モニタ光帯域もＬ帯以外でも構わない。
また、全光路のクロストーク（ＸＴ）をモニタするには、光周波数が異なる全光路数分のモニタ光が必要である。
なお、モニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０と、モニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０とについては、下記の構成としてもよい。

[モニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の構成]
図５〜図１１を用いて、本実施形態のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の構成を説明する。図５〜図１０では、全光路を監視する場合の構成を、図１１は、一部光路を監視する場合の構成を示す。また、図５〜図１１では、関係する機能部を抽出して示しており、ＯＸＣ前後での光増幅器等は省略している。図５〜図１０では、３つの光路を有する入力方路１に関する構成を抽出して示す。

図５は、本実施形態のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の構成例を示す図である。同図では、モニタ光送信部４２０のモニタ光源４２１１−１〜４２１１−３としてそれぞれ異なる光周波数λ１、…、λ３の単波長光源を使用し、モニタ光付与部４３０の波長合波器４３１としてＷＤＭカプラ４３１１−１〜４３１１−３を使用する。この構成では、モニタ光の光周波数ごとに単波長光源であるモニタ光源４２１１−１〜４２１１−３を配置し、各モニタ光源４２１１−１〜４２１１−３から出力された光周波数λ１、…、λ３のモニタ光はそれぞれ、モニタ光路を通じて、ＷＤＭカプラ４３１１−１〜４３１１−３に入力され、各光路１〜３に入力される。この構成では、光周波数λ１〜λ３を用いてモニタが行われる。
なお、モニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０については、以下の構成としてもよい。

図６は、モニタ光源に多波長光源を使用した場合のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の構成例を示す図である。同図では、モニタ光送信部４２０のモニタ光源４２２１として多波長光源を使用する。さらに、モニタ光送信部４２０は、波長分波器としてアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型波長合分波器４２２２を使用する。モニタ光源４２２１から出力された光周波数λ１〜λ３のモニタ光はＡＷＧ４２２２に入力され、出力ポート毎に異なる波長のモニタ光が出力される。ＡＷＧ４２２２が出力した光周波数λ１、…、λ３のモニタ光はそれぞれ、モニタ光路を通じてＷＤＭカプラ４３１１−１〜４３１１−３に入力され、各光路に入力される。この構成では、光周波数λ１〜λ３を用いてモニタが行われる。

図７は、モニタ光源に多波長光源を使用した場合のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の他の構成例を示す図である。同図では、モニタ光送信部４２０のモニタ光源４２３１として多波長光源を使用する。さらに、モニタ光送信部４２０は、波長分波器として光カプラ４２３２及び波長フィルタ４２３３−１〜４２３３−３を使用する。多波長光源であるモニタ光源４２３１から出力された光周波数λ１〜λ３のモニタ光は、光カプラ４２３２により分岐し、各光路に配置された波長フィルタ４２３３−１〜４２３３−３に出力される。波長フィルタ４２３３−１〜４２３３−３はそれぞれ、光周波数λ１、λ２、λ３を通過させる。これにより、モニタ光路毎に異なる光周波数λ１、…、λ３のモニタ光が入力される。光周波数λ１、…、λ３のモニタ光はそれぞれ、各モニタ光路を通じてＷＤＭカプラ４３１１−１〜４３１１−３に入力され、各光路に入力される。この構成では、λ１〜λ３を用いてモニタが行われる。

図８は、ＴＤＭ（時分割多重）方式でモニタする場合のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の構成例を示す図である。同図では、モニタ光送信部４２０のモニタ光源４２４１として単波長光源を使用する。さらに、モニタ光送信部４２０は、各モニタ光路へモニタ光を分岐する素子として、ＴＤＭスイッチ（ＳＷ）４２４２を使用する。

単波長光源であるモニタ光源４２４１から出力された光周波数λ１のモニタ光はＴＤＭスイッチ４２４２に入力される。ＴＤＭスイッチ４２４２では、単位時間ごとに出力先ポートが切り替わる。各出力ポートは各モニタ光路に接続されており、単位時間ごとにモニタ光が通過するモニタ光路が異なる。各モニタ光路に入力されたモニタ光はそれぞれ、モニタ光路を通じてＷＤＭカプラ４３１１−１〜４３１１−３に入力され、各光路に入力される。

例えば、３つのモニタ光路に接続されるＴＤＭスイッチ４２４２は、周期３Ｔのカウンタを用いる。ＴＤＭスイッチ４２４２は、カウンタ値を３Ｔで除算したときの余りが０以上Ｔ未満、Ｔ以上２Ｔ未満、２Ｔ以上３Ｔ未満のいずれであるかに応じて、モニタ光路１〜３を決定する。この構成では、１つの光周波数λ１を用いてモニタが行われる。

図９は、ＴＤＭ方式でモニタを行う場合のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の他の構成例を示す図である。同図では、モニタ光送信部４２０のモニタ光源４２５１として単波長光源を使用する。さらに、モニタ光送信部４２０は、各モニタ光路へ分岐する素子として、光カプラ４２５２を使用する。単波長光源であるモニタ光源４２５１から出力された光周波数λ１のモニタ光は光カプラ４２５２で分岐し、各モニタ光路に入力される。各モニタ光路にはそれぞれ、単位時間ごとに開閉されるシャッター４２５３−１〜４２５３−３がある。時間制御素子４２５４がシャッター４２５３−１〜４２５３−３の開閉タイミングを制御することにより、単位時間ごとにモニタ光が通過するモニタ光路が異なる。モニタ光路に入力されたモニタ光は、各モニタ光路を通じてＷＤＭカプラ４３１１−１〜４３１１−３に入力され、各光路に入力される。この構成では、１つの光周波数λ１を用いてモニタが行われる。

図１０は、トーンを重畳したモニタ光でモニタを行う場合のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の構成例を示す図である。同図では、モニタ光送信部４２０のモニタ光源４２６１として単波長光源を使用する。さらに、モニタ光送信部４２０は、各モニタ光路へ分岐する素子として、光カプラ４２６２を使用する。単波長光源であるモニタ光源４２６１から出力された光周波数λ１のモニタ光は光カプラ４２６２で分岐し、各モニタ光路に入力される。各モニタ光路にはそれぞれ、変調器４２６３−１〜４２６３−３がある。各光路の変調器４２６３−１〜４２６３−３はそれぞれ、信号生成器４２６４により生成された光路ごとに異なるトーン信号を重畳する。変調器４２６３−１〜４２６３−３によりトーン信号が重畳されたモニタ光はそれぞれ、各モニタ光路を通じてＷＤＭカプラ４３１１−１〜４３１１−３に入力され、各光路に入力される。この場合、１つの光周波数λ１のみを用いてモニタを行う。

図１１は、モニタ光を一部光路にのみ入力する場合のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０の構成例を示す図である。この構成では、図５〜図１０の構成において、モニタ光を合波する入力光路をすべての光路ではなく、一部の光路とする。また、各方路にある光路の数に関しても任意の本数で構わない。例えば、１方路あたりの光路数が３本であり、モニタ光を合波する光路が１本のみの構成や、１方路あたりの光路数が５本であり、モニタ光を合波する光路が２本のみの構成、１方路あたりの光路数が２本であり、モニタ光を合波する光路が２本の構成などが挙げられる。モニタ光付与部４３０は、モニタ光を合波する光路にＷＤＭカプラ４３１１を設ける。モニタ光源４２７１は、図５〜図１０のいずれかに示す構成によりモニタ光を出力し、ＷＤＭカプラ４３１１は、モニタ光源４２７１が出力したモニタ光を光路に入力する。

[モニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０の構成]
図１２〜図１５を用いて、本実施形態のモニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０の構成を説明する。図１２〜図１５では、全光路を監視する場合の構成を示す。また、図１２〜図１５では、関係する機能部を抽出して示しており、ＯＸＣ前後での光増幅器等は省略している。図１２〜図１５では、３つの光路を有する出力方路１に関する構成を抽出して示す。

図１２は、本実施形態のモニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０の構成例を示す図である。同図では、モニタ対象のモニタ光が３つである場合の例を示しており、出力方路１の各光路上の波長分波器４５１としてＷＤＭカプラ４５１１−１〜４５１１−３を使用する。モニタ光受信部４６０のモニタ光受光ユニット４６１１−１〜４６１１−３は、モニタ光分波器４６１２としてＡＷＧを使用し、受光部４６１３−１〜４６１３−３としてＰＤ（フォトダイオード）を使用する。各光路からＷＤＭカプラ４５１１−１〜４５１１−３を用いて抽出された光周波数λ１〜λ３のモニタ光はそれぞれ、モニタ光受光ユニット４６１１−１〜４６１１−３に入力される。各モニタ光受光ユニット４６１１−１〜４６１１−３においては、モニタ光分波器４６１２を用いることで、光周波数λ１、…、λ３それぞれの波長別にモニタ光が受光部４６１３−１〜４６１３−３に入力される。この構成では、λ１〜λ３を用いてモニタが行われる。
なお、モニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０については、以下の構成としてもよい。

図１３は、モニタ光を光カプラ及び波長フィルタによる分波する場合のモニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０の構成例を示す図である。同図では、モニタ対象のモニタ光が３つである場合の例を示している。モニタ光受信部４６０のモニタ光受光ユニット４６２１−１〜４６２１−３は、モニタ光分波器４６２として、光カプラ４６２２と波長フィルタ４６２３−１〜４６２３−３を用いて、図１２に示すモニタ光分波器４６１２としてのＡＷＧの機能を実現する構成である。各光路からＷＤＭカプラ４５１１−１〜４５１１−３を用いて抽出された光周波数λ１〜λ３のモニタ光それぞれは、モニタ光受光ユニット４６２１−１〜４６２１−３に入力される。各モニタ光受光ユニット４６２１−１〜４６２１−３において、モニタ光は、光カプラ４６２２により３つに分岐された後、波長フィルタ４６２３−１〜４６２３−３に入力される。波長フィルタ４６２３−１〜４６２３−３はそれぞれ、光周波数λ１、…、λ３のモニタ光を通過させる。これにより、モニタ光は、光周波数λ１、…、λ３の波長別に受光部４６２４−１〜４６２４−３に入力される。この構成では、λ１〜λ３を用いてモニタが行われる。

図１４は、モニタ光を波長可変フィルタにより分波する場合のモニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０の構成例を示す図である。同図に示すモニタ光受信部４６０は、モニタ対象のモニタ光が３つの場合の例であり、モニタ光分波器４６２として波長可変フィルタ４６３１−１〜４６３１−３を使用する構成である。各光路からＷＤＭカプラ４５１１−１〜４５１１−３を用いて抽出された光周波数λ１〜λ３の任意のモニタ光はそれぞれ、波長可変フィルタ４６３１−１〜４６３１−３に入力される。この時、波長可変フィルタ４６３１−１〜４６３１−３を時間制御素子４６３２により制御することで、単位時間ごとに異なる光周波数λ１、…、λ３のモニタ光がそれぞれ受光部４６３３−１〜４６３３−３に入力される。任意の受光部４６３３−１〜４６３３−３には常に１モニタ光のみが入力されるため、ある期間０〜Ｔでは光周波数λ１のモニタ光Ｍ１１を全ての受光部４６３３−１〜４６３３−３で計測し、次の一定期間Ｔ〜２Ｔでは光周波数λ２のモニタ光Ｍ１２を全ての受光部４６３３−１〜４６３３−３で計測し、さらに次の一定期間２Ｔ〜３Ｔでは光周波数λ３のモニタ光Ｍ１３を全ての受光部４６３３−１〜４６３３−３で計測することが可能である。この構成では、λ１〜λ３を用いてモニタが行われる。

図１５は、モニタ光をＴＤＭスイッチにより分波する場合のモニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０の構成例を示す図である。同図は、モニタ光受信部４６０のモニタ光分波器４６２としてＴＤＭスイッチ（ＳＷ）４６４１を使用する構成である。各光路からＷＤＭカプラ４５１１−１〜４５１１−３を用いて抽出された光周波数λ１の全モニタ光は、ＴＤＭスイッチ４６４１に入力される。ＴＤＭスイッチ４６４１により、単位時間ごとに異なるモニタ光路からの光周波数λ１のモニタ光が受光部４６４２に入力される。このため、図１６のような運用方式を用いてクロストーク量を判定する。

図１６は、モニタタイムチャートを示す図である。切替の周期をＴとし、監視対象をモニタ光路１〜３とする。モニタ光路１〜３はそれぞれ、ＷＤＭカプラ４５１１−１〜４５１１−３がモニタ光を出力するモニタ光路である。モニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０は、ある時刻ｔ１から３Ｔが経過するまでは光路１にモニタ光を入力し、その後、時刻ｔ１＋３Ｔから３Ｔが経過するまでは光路２にモニタ光を入力する。一方、モニタ光受信部４６０は、モニタ光を抽出する光路を、時刻ｔ１からＴが経過するごとに、光路１、２、３と切替える。

図１７は、光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）を用いてモニタ光を受光する場合のモニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０の構成例を示す図である。同図は、モニタ対象のモニタ光が３つの場合の例であり、モニタ光受信部４６０としてＯＳＡ４６５３−１、４６５３−２、４６５３−３を使用する構成である。各光路からＷＤＭカプラ４５１１−１〜４５１１−３を用いて抽出された光周波数λ１〜λ３の任意のモニタ光はそれぞれ、ＯＳＡ４６５３−１〜４６５３−３に入力される。ＯＳＡ４６５３−１〜４６５３−３がそれぞれ、各光周波数の出力ピーク値を計測することで、クロストーク量を判定する。

（第２の実施形態）
[全体構造説明]
図１８は、本実施形態における大容量光伝送システム１２の構成図であり、本実施形態と関係する構成のみを抽出して示している。同図において、図１に示す第１の実施形態による大容量光伝送システム１１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。大容量光伝送システム１２は、送信装置１０２と、光ノード４０２ａと、光ノード４０２ｂと、受信装置３００と、光伝送路２１１〜２１７とを備える。送信装置１０２と光ノード４０２ａとの間は光伝送路２１１により接続される。光ノード４０２ａと光ノード４０２ｂとの間は光伝送路２１３により接続される。光ノード４０２ｂと受信装置３００との間は光伝送路２１６により接続される。光ノード４０２ａ、４０２ｂに接続されている上述以外の光伝送路２１２、２１４、２１５、２１７は、他の光ノードに接続される。

送信装置１０２は信号生成部１１０及びモニタ光付与部１３０を内包している。信号生成部１１０が生成した光多重信号は、モニタ光付与部１３０においてモニタ光が付与され、光伝送路２１１に出力される。
受信装置３００は、信号受信部３１０を内包している。光伝送路２１６により伝送された光多重信号は信号受信部３１０で受信される。

光ノード４０２ａと光ノード４０２ｂとは同一の構成であり、光ノード４０２ａと光ノード４０２ｂを区別しない場合、光ノード４０２と記載する。光ノード４０２は、光スイッチ群４４０及びモニタ光抽出部４５０を含んでいる。本実施形態では、光スイッチ群４４０及びモニタ光抽出部４５０を合わせて光クロスコネクト（ＯＸＣ）スイッチと呼ぶ。ＯＸＣスイッチ内では、光スイッチ群４４０とモニタ光抽出部４５０とが接続されている。ＯＸＣスイッチ内では、入力方路は光スイッチ群４４０に、出力方路はモニタ光抽出部４５０に接続されている。

[各部詳細説明]
図１８に示す大容量光伝送システム１２の構成における主要部分の構成要素について説明する。

図１９は、光ノード４０２近傍及び送信装置１０２の装置構成を示す図である。同図では、本実施形態と関係する構成のみを抽出して示しており、光クロスコネクト（ＯＸＣ）スイッチ前後での増幅機能等は省略している。また、同図において、図４に示す第１の実施形態による光ノード４０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

光ノード４０２に入出力される光伝送路は２方路以上あり、１方路あたりに１つ以上の光路が含まれる。また、光ノード４０２内部は第１の実施形態における光ノード４０１のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０を備えない構成とし、光ノード４０２のその他の各部の構成・機能に関しては第１の実施形態の光ノード４０１と同様である。本実施形態では、モニタ光が、モニタ光用光路と出力光路の双方に出力されるように、各波長分波器４５１を構成する。具体的には、各光ノード４０２で異なるモニタ光を抽出する構成としてもよいし、各光ノード４０２で共通のモニタ光を一部のみ抽出する構成としてもよい。

送信装置１０２は、信号生成部１１０と、モニタ光送信部１２０と、モニタ光付与部１３０とを備える。信号生成部１１０は、複数の送信器１１１を有する。送信器１１１は、光多重信号を生成し出力する。モニタ光送信部１２０は、複数のモニタ光源１２１を有し、モニタ光付与部１３０は、複数の波長合波器１３１を有する。モニタ光送信部１２０及びモニタ光付与部１３０の構成及び機能は、第１の実施形態の光ノード４０１が備えるモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０と同様である。つまり、モニタ光源１２１の機能は、第１の実施形態のモニタ光源４２１と同様であり、波長合波器１３１の機能は、第１の実施形態の波長合波器４３１と同様である。

以下では、２台の送信装置１０２をそれぞれ、送信装置１０２−１、１０２−２と記載する。そして、送信装置１０２−ｉが備えるｊ個目の送信器１１１を送信器１１１−ｉ−ｊと記載し、送信装置１０２−ｉが備えるｊ個目のモニタ光源１２１をモニタ光源１２１−ｉ−ｊと記載し、送信装置１０２−ｉが備えるｊ個目の波長合波器１３１を波長合波器１３１−ｉ−ｊと記載する。

[モニタ方式説明]
本実施形態におけるモニタ方式では、モニタ光送信部１２０及びモニタ光付与部１３０が、光ノード４０２の内部ではなく送信装置１０２にあるため、送信装置１０２がモニタ光の付与を行う。

送信装置１０２−ｉの波長合波器１３１−ｉ−ｊは、送信器１１１−ｉ−ｊから出力した光多重信号それぞれに、モニタ光源１２１−ｉ−ｊから出力したモニタ光を付与する。つまり、送信装置１０２−１において、波長合波器１３１−１−１〜１３１−１−３は、送信器１１１−１−１〜１１１−１−３から出力された光多重信号それぞれに、モニタ光源１２１−１−１〜１２１−１−３それぞれから出力されたモニタ光を付与する。同様に、送信装置１０２−２において、波長合波器１３１−２−１〜１３１−２−３は、送信器１１１−２−１〜１１１−２−３から出力された光多重信号それぞれに、モニタ光源１２１−２−１〜１２１−２−３それぞれから出力されたモニタ光を付与する。これにより、モニタ光が付与された光多重信号が光ノード４０２に入力する。具体的には、送信装置１０２−ｉの波長合波器１３１−ｉ−ｊによりモニタ光源１２１−ｉ−ｊからのモニタ光が付与された送信器１１１−ｉ−ｊからの光多重信号は、入力方路ｉの光路ｊにより伝送され、光ノード４０２の光スイッチ群４４０に入力される。モニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０によるモニタ光受信方式は、第１の実施形態と同様である。

[実施例２]
本実施例では、図１９に示すように、光ノード４０２が２方路を有し、１方路あたり３本のＳＭＦを用いた構成とした。３本のＳＭＦそれぞれのコアをＣ１、Ｃ２、Ｃ３とし、コアＣ１が光路１、コアＣ２が光路２、コアＣ３が光路３に対応する構成とした。また、モニタ光送信部１２０、モニタ光付与部１３０、光スイッチ群４４０、モニタ光抽出部４５０、モニタ光受信部４６０に関しては、第１の実施形態の実施例１におけるモニタ光送信部４２０、モニタ光付与部４３０、光スイッチ群４４０、モニタ光抽出部４５０、モニタ光受信部４６０と同様の構成とした。さらに、使用する光多重信号・モニタ光の光周波数及び出力値、また、信号光路の切替を行うクロストークの閾値も、第１の実施形態の実施例１と同様とした。

[オプション構成]
上記の実施例２において、入出力に使用される光路の構成は、（１）ＳＭＦが１本、（２）ＳＭＦが複数本、（３）ＭＣＦが１本、（４）ＭＣＦが複数本、（５）ＳＭＦが複数本とＭＣＦが１本のような、（１）〜（４）の構成の組合せ、のいずれでもよい。
また、入出力方路数と１方路あたりの光路数は、任意の数で構わない。
また、ＭＣＦを使用した場合、光路に相当するものは１つのコアとする。
上記の実施例２において、使用する波長帯域はＣ帯以外でも構わない。また、モニタ光帯域もＬ帯以外でも構わない。

なお、モニタ光送信部１２０及びモニタ光付与部１３０と、モニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０については、下記のような構成としてもよい。
つまり、モニタ光送信部１２０及びモニタ光付与部１３０を、第１の実施形態における以下の（１）〜（６）と同様の構成としてもよい。

（１）モニタ光源に多波長光源を使用して波長分波器により分波する構成（図６）、
（２）モニタ光源に多波長光源を使用して光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図７）、
（３）ＴＤＭスイッチを使用してＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図８）、
（４）時間制御素子を用いてＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図９）、
（５）トーンを重畳したモニタ光でモニタを行う構成（図１０）、
（６）モニタ光を一部光路にのみ入力する構成（図１１）。

また、モニタ光抽出部４５０及びモニタ光受信部４６０を、第１の実施形態における以下の（１）〜（３）と同様の構成にしてもよい。

（１）モニタ光をモニタ光分波器により分波する構成（図１２）、
（２）モニタ光を光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図１３）、
（３）モニタ光を波長可変フィルタにより分波する構成（図１４）。

（第３の実施形態）
[全体構造説明]
図２０は、本実施形態における大容量光伝送システム１３の構成図であり、本実施形態と関係する構成のみを抽出して示している。同図において、図１に示す第１の実施形態による大容量光伝送システム１１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。大容量光伝送システム１３は、送信装置１００と、光ノード４０３ａと、光ノード４０３ｂと、受信装置３０３と、光伝送路２１１〜２１７とを備える。送信装置１００と光ノード４０３ａとの間は光伝送路２１１により接続される。光ノード４０３ａと光ノード４０３ｂとの間は光伝送路２１３により接続される。光ノード４０３ｂと受信装置３０３との間は光伝送路２１６により接続される。光ノード４０３ａと光ノード４０３ｂとは同一の構成であり、光ノード４０３ａと光ノード４０３ｂを区別しない場合、光ノード４０３と記載する。大容量光伝送システム１３は、第１の実施形態の光ノード４０１内部にあるモニタ光抽出部４５０をなくし、受信装置３０３にモニタ光抽出部３２０を追加した構成である。前述以外の各部構成は第１の実施形態と同様である。

[各部詳細説明]
図２０に示す大容量光伝送システム１３の構成における主要部分の構成要素について説明する。

図２１は、光ノード４０３近傍及び受信装置３０３の装置構成を示す図である。同図では、本実施形態と関係する構成のみを抽出して示しており、光クロスコネクト（ＯＸＣ）スイッチ前後での増幅機能等は省略している。また、同図において、図４に示す第１の実施形態による光ノード４０１と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

光ノード４０３に入出力される光伝送路は２方路以上あり、１方路あたりに１つ以上の光路が含まれる。また、光ノード４０３内部は第１の実施形態における光ノード４０１のモニタ光抽出部４５０とモニタ光受信部４６０を備えない構成とし、その他各部の構成・機能に関しては第１の実施形態の光ノード４０１と同様である。つまり光ノード４０３が備えるモニタ光送信部４２０、モニタ光付与部４３０及び光スイッチ群４４０はそれぞれ、図４に示す光ノード４０１のモニタ光送信部４２０、モニタ光付与部４３０及び光スイッチ群４４０と同様の構成である。

受信装置３０３は、信号受信部３１０と、モニタ光抽出部３２０と、モニタ光受信部３３０とを備える。信号受信部３１０は、複数の受信器３１１を有する。受信器３１１は、伝送された光多重信号を受信する。モニタ光抽出部３２０は、複数の波長分波器３２１を有する。モニタ光抽出部３２０の構成及び機能は、第１の実施形態のモニタ光抽出部４５０と同様である。つまり、波長分波器３２１の機能は、第１の実施形態における波長分波器４５１と同様である。モニタ光受信部３３０は、複数のモニタ光受光ユニット３３１を有する。モニタ光受光ユニット３３１は、波長分波器であるモニタ光分波器３３２と、モニタ光分波器３３２が分波したモニタ光を受信する複数の受光器３３３を有する。モニタ光受光ユニット３３１の構成は、第１の実施形態におけるモニタ光受光ユニット４６１と同様である。モニタ光受信部３３０の構成及び機能は、第１の実施形態のモニタ光受信部４６０と同様である。つまり、モニタ光分波器３３２及び受光器３３３の機能は、第１の実施形態のモニタ光分波器４６２及び受光器４６３と同様である。

以下では、２台の受信装置３０３をそれぞれ、受信装置３０３−１、３０３−２と記載する。そして、受信装置３０３−ｉが備えるｊ個目の受信器３１１を受信器３１１−ｉ−ｊと記載し、受信装置３０３−ｉが備えるｊ個目の波長分波器３２１を波長分波器３２１−ｉ−ｊと記載し、受信装置３０３−ｉが備えるｊ個目のモニタ光受光ユニット３３１をモニタ光受光ユニット３３１−ｉ−ｊと記載する。モニタ光受光ユニット３３１−ｉ−ｊが備えるモニタ光分波器３３２をモニタ光分波器３３２−ｉ−ｊ、モニタ光受光ユニット３３１−ｉ−ｊが備える６つの受光器３３３を受光器３３３−ｉ−ｊ−１〜３３３−ｉ−ｊ−６と記載する。

[モニタ方式説明]
本実施形態におけるモニタ方式では、モニタ光抽出部３２０及びモニタ光受信部３３０が、光ノード４０２の内部ではなく受信装置３０３にあるため、受信装置３０３がモニタ光の抽出及び受信を行う。

光ノード４０３のモニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０は、第１の実施形態と同様の方式で行う。受信装置３０３に入力したモニタ光と光多重信号は、波長分波器３２１においてモニタ光と光多重信号に分波される。その後の受信装置３０３のモニタ光抽出部３２０及びモニタ光受信部３３０におけるモニタ光の受信方式は第１の実施形態における方式と同様である。すなわち、光ノード４０３の光スイッチ群４４０が出力方路ｉ光路ｊに出力した光多重信号は、受信装置３０３−ｉの波長分波器３２１−ｉ−ｊによりモニタ光と光多重信号に分岐される。波長分波器３２１−ｉ−ｊが分岐したモニタ光は、モニタ光受光ユニット３３１−ｉ−ｊに入力され、光多重信号は受信器３１１−ｉ−ｊに入力される。受信器３１１−ｉ−ｊのモニタ光分波器３３２−ｉ−ｊは、入力されたモニタ光を光周波数ごとに分派して受光器３３３−ｉ−ｊ−１〜３３３−ｉ−ｊ−６に入力する。受光器３３３−ｉ−ｊ−１〜３３３−ｉ−ｊ−６は、モニタ光の光強度を電流値に変換し、電流値の情報を信号処理装置５０１に送信する。信号処理装置５０１は、各モニタ光の強度差からクロストーク量を判定する。

[実施例３]
本実施例では、図２１に示すように、光ノード４０３が２方路を有し、１方路あたり３本のＳＭＦを用いた構成とした。３本のＳＭＦそれぞれのコアをＣ１、Ｃ２、Ｃ３とし、コアＣ１が光路１、コアＣ２が光路２、コアＣ３が光路３に対応する構成とした。また、モニタ光送信部４２０、モニタ光付与部４３０、光スイッチ群４４０、モニタ光抽出部３２０、モニタ光受信部３３０、に関しては、第１の実施形態の実施例１におけるモニタ光送信部４２０、モニタ光付与部４３０、光スイッチ群４４０、モニタ光抽出部４５０、モニタ光受信部４６０と同様の構成とした。さらに、使用する光多重信号・モニタ光の光周波数及び出力値、また、信号光路の切替を行うクロストークの閾値も、第１の実施形態の実施例１と同様のものとした。

[オプション構成]
上記の実施例３において、入出力に使用される光路の構成は、（１）ＳＭＦが１本、（２）ＳＭＦが複数本、（３）ＭＣＦが１本、（４）ＭＣＦが複数本、（５）ＳＭＦが複数本とＭＣＦ１本のような、（１）〜（４）の構成の組合せ、のいずれでもよい。
また、入出力方路数と１方路あたりの光路数は、任意の数で構わない。
また、ＭＣＦを使用した場合、光路に相当するものは１つのコアとする。
上記の実施例３において、使用する波長帯域はＣ帯以外でも構わない。また、モニタ光帯域もＬ帯以外でも構わない。

なお、モニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０と、モニタ光抽出部３２０及びモニタ光受信部３３０については、下記のような構成としてもよい。
つまり、モニタ光送信部４２０及びモニタ光付与部４３０を、第１の実施形態における以下の（１）〜（６）と同様の構成としてもよい。

（１）モニタ光源に多波長光源を使用して波長分波器により分波する構成（図６）、
（２）モニタ光源に多波長光源を使用して光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図７）、
（３）ＴＤＭスイッチを使用してＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図８）、
（４）時間制御素子を用いてＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図９）、
（５）トーンを重畳したモニタ光でモニタを行う構成（図１０）、
（６）モニタ光を一部光路にのみ入力する構成（図１１）。

また、モニタ光抽出部３２０及びモニタ光受信部３３０を、第１の実施形態における以下の（１）〜（３）と同様の構成にしてもよい。

（１）モニタ光をモニタ光分波器により分波する構成（図１２）、
（２）モニタ光を光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図１３）、
（３）モニタ光を波長可変フィルタにより分波する構成（図１４）。

（第４の実施形態）
[全体構造説明]
本実施形態では、１つの光路に２波長のモニタ光を使用する。
本実施形態の光クロスコネクトシステムのネットワーク構成は、第１の実施形態の大容量光伝送システム１１と同様である。ただし、光ノード４０１ａ及び光ノード４０１ｂに代えて、図２２及び図２３に示す光ノード４０４を用いる。光ノード４０４は、光スイッチ群４４０の入出力端にそれぞれ第１の実施形態のモニタ光付与部４３０及びモニタ光抽出部４５０に代えて、モニタ光付与部４３５及びモニタ光抽出部４５５を配置した構成である。

[各部詳細説明]
本実施形態の光コネクトシステムにおける主要部分の構成要素について説明する。
図２２及び図２３は、光ノード４０４近傍の装置構成を示す図である。同図では、本実施形態と関係する構成のみを抽出して示しており、光クロスコネクト（ＯＸＣ）スイッチ前後での増幅機能等は省略している。同図において、図４に示す第１の実施形態による光ノード４０１近傍と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。光ノード４０４は、モニタ光送信部４２５、モニタ光付与部４３５、光スイッチ群４４０、モニタ光抽出部４５５及びモニタ光受信部４６５を備える。図２２では、光ノード４０４のモニタ光送信部４２５及びモニタ光付与部４３５の詳細な構成を示しており、図２３では、光ノード４０４のモニタ光抽出部４５５及びモニタ光受信部４６５の詳細な構成を示している。

光ノード４０４に入出力される光伝送路は２方路以上あり、１方路あたりに１つ以上の光路が含まれる。また、モニタ光付与部４３５及びモニタ光抽出部４５５はそれぞれ、１光路に対して短波長側モニタ光用及び長波長側モニタ光用として、波長合波器４３１及び波長分波器４５１を２個ずつ設置する。同図では、全ての入力方路を合わせた光路の数ｐ１＝６であるため、モニタ光付与部４３５は、２×ｐ１＝１２個の波長合波器４３１を備える。入力方路１の光路ｊに長波長のモニタ光を合波する波長合波器４３１を波長合波器４３１−１−ｊ、入力方路１の光路ｊに短波長のモニタ光を合波する波長合波器４３１を波長合波器４３１−１−（ｊ＋３）、入力方路２の光路ｊに短波長のモニタ光を合波する波長合波器４３１を波長合波器４３１−２−ｊ、入力方路２の光路ｊに長波長のモニタ光を合波する波長合波器４３１を波長合波器４３１−２−（ｊ＋３）とする。また、同図では、全ての出力方路を合わせた光路の数ｐ２＝６であるため、モニタ光抽出部４５５は、２×ｐ２＝１２個の波長分波器４５１を備える。出力方路ｉの光路ｊのモニタ光を分波する波長分波器４５１を、波長分波器４５１−ｉ−ｊ、４５１−ｉ−（ｊ＋３）とする。

モニタ光送信部４２５は、１光路に対して、短波長側モニタ光源、長波長側モニタ光源となる２つのモニタ光源４２１を設置する。つまり、モニタ光送信部４２５は、２×光路の数ｐ１＝１２個のモニタ光源を設置する。波長合波器４３１−１−１〜４３１−１−６、４３１−２−１〜４３１−２−６のそれぞれにモニタ光を供給するモニタ光源４２１を、モニタ光源４２１−１−１〜４２１−１−６、４２１−２−１〜４２１−２−６と記載する。モニタ光源４２１−１−１〜４２１−１−３及び４２１−２−１〜４２１−２−３は長波長のモニタ光を供給する長波長側モニタ光源群であり、モニタ光源４２１−１−４〜４２１−１−６及び４２１−２−４〜４２１−２−６は短波長のモニタ光を供給する短波長側モニタ光源群である。

また、モニタ光受信部４６５は、１光路に対して、２つのモニタ光受光ユニット４６１を備える。つまり、モニタ光受信部４６５は、２×光路の数ｐ２＝１２個のモニタ光受光ユニット４６１を設置する。波長分波器４５１−１−１〜４５１−１−６、４５１−２−１〜４５１−２−６がそれぞれ分波したモニタ光を入力するモニタ光受光ユニット４６１をそれぞれ、モニタ光受光ユニット４６１−１−１〜４６１−１−６、４６１−２−１〜４６１−２−６とする。波長分波器４５１−１−１〜４５１−１−３及び４５１−２−１〜４５１−２−３は長波長のモニタ光をモニタ光受光ユニット４６１−１−１〜４６１−１−３、４６１−２−１〜４６１−２−３に入力し、波長分波器４５１−１−４〜４５１−１−６及び４５１−２−４〜４５１−２−６は短波長のモニタ光をモニタ光受光ユニット４６１−１−４〜４６１−１−６、４６１−２−４〜４６１−２−６に入力する。
光ノード４０３のその他の箇所の構成は、第１の実施形態の光ノード４０１と同様である。

[モニタ方式説明]
本実施形態におけるモニタ方式では、モニタ光送信部４２５において、波長帯域が短波長側と長波長側のモニタ光出力があるため、モニタ光付与部４３５において、短波長側モニタ光と長波長側モニタ光を、それぞれ別の波長合波器４３１によって各光路に付与する。同様に、モニタ光抽出部４５５に、短波長側のモニタ光と長波長側のモニタ光それぞれに対応した波長分波器４５１で分波を行う。
上記以外のモニタ方式に関しては、第１の実施形態と同様である。つまり、短波長側と長波長のそれぞれについて、第１の実施形態と同様の動作を行う。

[実施例４（具体的数値など）]
本実施例では、第１の実施形態の実施例１と同様に、２方路で１方路あたり３ＳＭＦファイバを用いた光ノード構成とした。また、モニタ光の帯域はＳ帯（１９５．９５ＧＨｚ〜２０５．３０ＧＨｚ）及びＬ帯（１８４．５０ＧＨｚ〜１９１．５５ＧＨｚ）とし、モニタ光送信部４２５から出力されるモニタ光の光周波数は以下の表４の通りとする。

その他のモニタ方式に関しては、第１の実施形態と同様とした。

[オプション構成]
モニタ光付与部４３５及びモニタ光抽出部４５５においては、下記構成としてもよい。以下では、３つの光路を有する入力方路１に関する構成を抽出して示す。

[モニタ光付与部４３５の構成]
図２４は、本実施形態のモニタ光送信部４２５及びモニタ光付与部４３５の構成例を示す図である。同図では、モニタ光送信部４２５のモニタ光源４２６−１〜４２６−６としてそれぞれ異なる光周波数λ１、…、λ６の単波長光源を使用する。また、モニタ光付与部４３５の波長合波器４３１としてＷＤＭ（波長分割多重）カプラ４３６−１〜４３６−６を使用する。光路ｉには、ＷＤＭカプラ４３６−ｉ及び４３６−（ｉ＋３）が設置される。モニタ光源４２６−１〜４２６−３は短波長のモニタ光を出力する長波長側光源群であり、モニタ光源４２６−４〜４２６−６は長波長のモニタ光を出力する短波長側光源群である。

モニタ光の光周波数が波長帯域に対して、短波長側と長波長側に分かれているため、同図に示す構成では、１光路あたりに複数の波長合波器を配置する。また、モニタ光の光周波数ごとに単波長光源であるモニタ光源４２６−１〜４２６−６を配置する。各モニタ光源４２６−１〜４２６−６から出力されたモニタ光はそれぞれ、モニタ光路を通じてＷＤＭカプラ４３６−１〜４３６−６に入力され、各光路に入力される。
また、図２５のような構成としてもよい。

図２５は、本実施形態のモニタ光送信部４２５及びモニタ光付与部４３５の構成例を示す図である。同図では、１つの波長合波器により別帯域のモニタ光を光路に入力する。モニタ光送信部４２５は、図２４と同様にモニタ光源４２６−１〜４２６−６としてそれぞれ異なる光周波数λ１、…、λ６の単波長光源を使用する。モニタ光付与部４３５は、波長合波器４３１としてＷＤＭカプラ４３７−１〜４３７−３を使用する。モニタ光源４２６−ｉ及びモニタ光源４２６−（ｉ＋３）のそれぞれから出力したモニタ光は、ＷＤＭカプラ４３７−ｉに入力される。ＷＤＭカプラ４３７−ｉは、モニタ光源４２６−ｉ及びモニタ光源４２６−（ｉ＋３）のそれぞれから出力されたモニタ光を光路ｉに入力する。

その他構成は第１の実施形態における以下の別構成と同様の機能を有する構成とする。

モニタ光付与部４３５及びモニタ光付与部４３５を、第１の実施形態における以下の（１）〜（６）と同様の構成とする。

（１）モニタ光源に多波長光源を使用して波長分波器により分波する構成（図６）、
（２）モニタ光源に多波長光源を使用して光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図７）、
（３）ＴＤＭスイッチを使用してＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図８）、
（４）時間制御素子を用いてＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図９）、
（５）トーンを重畳したモニタ光でモニタを行う構成（図１０）、
（６）モニタ光を一部光路にのみ入力する構成（図１１）。

また、モニタ光抽出部４５５及びモニタ光受信部４６５を、第１の実施形態における以下の（１）〜（３）と同様の構成にする。

（１）モニタ光をモニタ光分波器により分波する構成（図１２）、
（２）モニタ光を光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図１３）、
（３）モニタ光を波長可変フィルタにより分波する構成（図１４）。
と同様の構成にする。

（第５の実施形態）
[全体構造説明]
本実施形態では、各光路の光多重信号の光強度に基づいて、モニタ光源から出力されるモニタ光の出力を調整する。
本実施形態の光クロスコネクトシステムのネットワーク構成は、第１の実施形態の大容量光伝送システム１１と同様である。ただし、光ノード４０１ａ及び光ノード４０１ｂに代えて、図２６に示す光ノード４０５を用いる。光ノード４０５は、図２２及び図２３に示す光ノード４０４と同様に光スイッチ群４４０の入出力端にそれぞれモニタ光付与部４３５及びモニタ光抽出部４５５を配置し、さらに、各光路に光強度計測器を設置した構成である。なお、光ノード４０５のモニタ光抽出部４５５及びモニタ光受信部４６５の構成は、図２３に示す光ノード４０４のモニタ光抽出部４５５及びモニタ光受信部４６５と同様であるため、図２６においては詳細な構成の記載を省略している。

[各部詳細説明]
本実施形態の光コネクトシステムにおける主要部分の構成要素について説明する。
図２６は、光ノード４０５近傍の装置構成を示す図である。同図では、本実施形態と関係する構成のみを抽出して示しており、光クロスコネクト（ＯＸＣ）スイッチ前後での増幅機能等は省略している。同図において、図２２に示す第４の実施形態による光ノード４０４と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。光ノード４０５は、モニタ光送信部４２５、モニタ光付与部４３５、光スイッチ群４４０、モニタ光抽出部４５５、モニタ光受信部４６５、光分岐部４７０及び光強度計測器４８０を備える。

光ノード４０５に入出力される光伝送路は２方路以上あり、１方路あたりに１つ以上の光路が含まれる。
光分岐部４７０は、各光路の光多重信号を分岐させる光分岐器４７１を有する。入力方路ｉの光路ｊの光多重信号を分岐させる光分岐器４７１を、光分岐器４７１−ｉ−ｊと記載する。また、光強度計測器４８０は、光路毎に設置される。光分岐器４７１−ｉ−ｊが光ノード入力端から分岐させた光多重信号の光強度を計測する光強度計測器４８０を、光強度計測器４８０−ｉ−ｊとする。

[モニタ方式説明]
本実施形態におけるモニタ方式では、第４の実施形態におけるモニタ方式に追加して、光強度計測器４８０による光強度の計測結果に基づいて、信号処理装置５０５が各光路別にモニタ光の出力を調整できる機能を有する。信号処理装置５０５が、光強度計測器４８０により計測された各光路の光多重信号の光強度の平均値に応じて、モニタ光源４２１から出力されるモニタ光の出力を調整することにより、光強度に差がある光多重信号間でも正確なクロストーク量の測定が可能となる。

図２７は、本実施形態のモニタ光出力調整方式の概要を示す図である。同図において、モニタ光源４２１ａは、長波長側モニタ光源群のモニタ光源４２１であり、モニタ光源４２１ｂは、短波長側モニタ光源群のモニタ光源４２１である。また、波長合波器４３１ａは、モニタ光源４２１ａからのモニタ光を合波する波長合波器４３１であり、波長合波器４３１ｂは、モニタ光源４２１ｂからのモニタ光を合波する波長合波器４３１である。また、波長分波器４５１ａは、長波長のモニタ光を分波する波長分波器４５１であり、波長分波器４５１ｂは、短波長のモニタ光を分波する波長分波器４５１である。また、モニタ光分波器４６２ａは、波長分波器４５１ａが分波したモニタ光を入力するモニタ光分波器４６２であり、モニタ光分波器４６２ｂは、波長分波器４５１ｂが分波したモニタ光を入力するモニタ光分波器４６２である。光強度計測器４８０により計測された光多重信号の光学特性情報は、信号処理装置５０５に伝達される。信号処理装置５０５は、各モニタ光源４２１に、モニタ光出力の制御信号を送信し、モニタ光の出力調整を行う。

[実施例（具体的数値など）]
本実施例では、図２６に示す構成を用いた。
光ノード４０５の入力方路は２方路であり、１方路あたり１本の３コアのＭＣＦを用いた構成とした。ＭＣＦの３本のコアをＣ１、Ｃ２、Ｃ３とし、コアＣ１が光路１、コアＣ２が光路２、コアＣ３が光路３に対応する構成とした。その他の構成については第４の実施形態における実施例４と同様とした。また、光ノード４０５の入力端で１光路毎に光強度計測器４８０を１台設置し、光多重信号の光強度に応じたモニタ光の出力調整を行った。ここで入力方路２光路１から入力した光多重信号の光強度を＋０ｄＢｍとし、入力方路２光路２から入力した光多重信号の光強度を−５ｄＢｍとした。

この時、モニタ光Ｍ２１及びモニタ光Ｍ２２の出力が−１０ｄＢｍとすると、本実施形態では、モニタ光によってクロストーク量を検出する方式のため、出力値の差があると正確なクロストーク量を検出できない。そこで、信号処理装置５０５は、光多重信号の光強度差に応じて、モニタ光Ｍ２１の光強度を−１０ｄＢｍ、モニタ光Ｍ２２の光強度を−１５ｄＢｍと再設定する。これにより、光多重信号の光強度差によるクロストーク量への影響を補正した。

[オプション構成]
その他の構成は第４の実施形態の別構成と同様の以下の機能を有する構成とする。

モニタ光付与部４３５及びモニタ光付与部４３５を、第１の実施形態における以下の（１）〜（６）と同様の構成、又は、第４の実施形態における（７）と同様の構成とする。

（１）モニタ光源に多波長光源を使用して波長分波器により分波する構成（図６）、
（２）モニタ光源に多波長光源を使用して光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図７）、
（３）ＴＤＭスイッチを使用してＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図８）、
（４）時間制御素子を用いてＴＤＭ方式でモニタを行う構成（図９）、
（５）トーンを重畳したモニタ光でモニタを行う構成（図１０）、
（６）モニタ光を一部光路にのみ入力する構成（図１１）、
（７）１つの波長合波器で別帯域のモニタ光を入力する場合の構成（図２５）。

また、モニタ光抽出部４５５及びモニタ光受信部４６５を、第１の実施形態における以下の（１）〜（３）と同様の構成にする。

（１）モニタ光をモニタ光分波器により分波する構成（図１２）、
（２）モニタ光を光カプラ及び波長フィルタにより分波する構成（図１３）、
（３）モニタ光を波長可変フィルタにより分波する構成（図１４）。

また、上記のクロストーク検出においては、光多重信号の光強度差によるクロストーク量の補正に関しては、光強度計測器４８０で計測した光多重信号の光強度の平均値に基づき、モニタ光源４２１から出力される各モニタ光の光強度を調整する方式であるが、その他に図２８に概要を示す以下の方式としてもよい。

図２８は、他のモニタ光出力調整方式の概要を示す図である。同図では、信号処理装置５０５が、光強度計測器４８０から送信された光学特性情報に基づき、各モニタ光受信部４６０で受信したモニタ光の光強度の値に補正を加える。信号処理装置５０５は、光強度計測器４８０で計測した光多重信号の光強度の平均値と、各モニタ光受信部４６０で受信したモニタ光の光強度に基づき、信号処理として補正をかけてクロストーク量を決定する。このため、モニタ光源４２１から出力されるモニタ光の光強度の調整を行わずに済む。

以上説明した実施形態によれば、例えば、光伝送システム（例えば、大容量光伝送システム１１、１２、１３など）は、２つ以上の入力方路と２つ以上の出力方路とに接続される光ノード装置（例えば、光ノード４０１、４０２、４０３、４０４、４０５）を有する。光ノード装置に接続される入力方路は、それぞれ光多重信号が入力される入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の入力方路は、入力光路を２つ以上有する。また、光ノード装置に接続される出力方路は、それぞれ光多重信号が出力される出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の出力方路は、出力光路を２つ以上有する。光ノード装置の光クロスコネクトスイッチは、入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを、任意に選択される出力光路から出力させる。光クロスコネクトスイッチは、入力光路から入力された光多重信号に、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与部と、出力光路より出力させる光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出部とのうち少なくとも一方を備える。

光クロスコネクトスイッチが、少なくとも前記モニタ光抽出部を備える場合、光ノード装置は、モニタ光抽出部において抽出されたモニタ光を受信するモニタ光受信部と、モニタ光受信部が受信したモニタ光を計測した光学特性を取得する信号処理部（例えば、信号処理装置５０１、５０５）とをさらに備えてもよい。信号処理部は、計測された光学特性に基づいて光多重信号の光学特性を推定し、推定結果に基づいて光クロスコネクトスイッチにおける入力方路から出力方路への光路を再設定する。

また、光クロスコネクトスイッチは、少なくともモニタ光付与部を備える場合、光ノード装置は、入力光路により伝送される光多重信号を分岐する光分岐部と、光分岐部により分岐された光多重信号に含まれる各光信号の光強度を計測する光強度計測部とを備えてもよい。信号処理部は、光強度計測部により計測された光強度に基づいて光学特性を補正処理する。

また、光クロスコネクトスイッチが、少なくともモニタ光付与部を備える場合、光ノード装置は、入力光路において光多重信号を分岐する光分岐部と、光分岐部により分岐された光多重信号に含まれる各光信号の光強度を計測する光強度計測部とをさらに備えてもよい。信号処理部は、モニタ光付与部は、光強度計測部により計測された光強度の平均値に応じて光強度が設定されたモニタ光を付与する。

また、光伝送システムは、入力光路に入力する光多重信号を生成し、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与して送信する送信装置と、モニタ光が付与され、出力光路から出力された光多重信号を受信し、該光多重信号から該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を分岐する受信装置とのうち少なくとも一方を備えてもよい。

上述した実施形態によれば、信号劣化要因を解決するために、大容量光伝送システムを構成する空間多重ノード内でクロストークを監視することができる。この監視によって、大容量光伝送システムにおいて、信号品質の維持と伝送容量の拡大の両立を実現することが可能となる。

上述した実施形態における信号処理装置の少なくとも一部の機能をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

光伝送システムにおける光クロスコネクト内のクロストークを監視するために利用可能である。

１１、１２、１３…大容量光伝送システム
１００、１０２、１０２−１、１０２−２…送信装置
１１０…信号生成部
１１１−１−１〜１１１−１−３、１１１−２−１〜１１１−２−３…送信器
１２０…モニタ光送信部
１２１−１−１〜１２１−１−３、１２１−２−１〜１２１−２−３…モニタ光源
１３０…モニタ光付与部
１３１−１−１〜１３１−１−３、１３１−２−１〜１３１−２−３…波長合波器
２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６、２１７…光伝送路
３００、３０３、３０３−１、３０３−２…受信装置
３１０…信号受信部
３１１−１−１〜３１１−１−３、３１１−２−１〜３１１−２−３…受信器
３２０…モニタ光抽出部
３２１−１−１〜３２１−１−３、３２１−２−１〜３２１−２−３…波長分波器
３３０…モニタ光受信部
３３１−１−１〜３３１−１−３、３３１−２−１〜３３１−２−３…モニタ光受光ユニット
３３２−１−１、３３２−２−３…モニタ光分波器
３３３−１−１−１〜３３３−１−１−６、３３３−２−３−１〜３３３−２−３−６…受光器
４０１、４０１ａ、４０１ｂ、４０２、４０２ａ、４０２ｂ、４０３、４０３ａ、４０３ｂ、４０４、４０５…光ノード
４１０…光クロスコネクトスイッチ部
４２０、４２５…モニタ光送信部
４２１−１−１〜４２１−１−６、４２１−２−１〜４２１−２−６…モニタ光源
４２６−１〜４２６−６…モニタ光源
４３０、４３５…モニタ光付与部
４３１−１−１〜４３１−１−６、４３１−２−１〜４３１−２−６…波長合波器
４３６−１〜４３６−６、４３７−１〜４３７−３…ＷＤＭカプラ
４４０…光スイッチ群
４４３−１−１〜４４３−１−３、４４３−２−１〜４４３−２−３…光スイッチ
４４５−１−１〜４４５−１−３、４４５−２−１〜４４５−２−３…光スイッチ
４５０、４５５…モニタ光抽出部
４５１−１−１〜４５１−１−６、４５１−２−１〜４５１−２−６…波長分波器
４６０、４６５…モニタ光受信部
４６１−１−１〜４６１−１−６、４６１−２−１〜４６１−２−６…モニタ光受光ユニット
４６２−１−１、４６２−２−３…モニタ光分波器
４６３−１−１−１〜４６３−１−１−６、４６３−２−３−１〜４６３−２−３−６、４６３−１−４−１〜４６３−１−４−６、４６３−２−６−１〜４６３−２−６−６…受光器
４７０…光分岐部
４７１−１−１〜４７１−１−３、４７１−２−１〜４７１−２−３…光分岐器
４８０−１−１〜４８０−１−３、４８０−２−１〜４８０−２−３…光強度計測器
５０１、５０５…信号処理装置
８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７…光伝送路
９１０、９５０…送信装置
９１１、９５１…光多重信号生成部
９２０ａ、９２０ｂ…光ノード
９２１ａ、９２１ｂ、９６１ａ、９６１ｂ…光クロスコネクト
９３０、９７０…受信装置
９３１…光多重信号受信部
９６０ａ、９６０ｂ…空間多重ノード
９７１…光多重信号受信部
４２１１−１〜４２１１−３…モニタ光源
４２２１…モニタ光源
４２２２…アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）型波長合分波器
４２３１…モニタ光源
４２３２…光カプラ
４２３３−１〜４２３３−３…波長フィルタ
４２４１…モニタ光源
４２４２…ＴＤＭスイッチ
４２５１…モニタ光源
４２５２…光カプラ
４２５３−１〜４２５３−３…シャッター
４２５４…時間制御素子
４２６１…モニタ光源
４２６２…光カプラ
４２６３−１〜４２６３−３…変調器
４２６４…信号生成器
４２７１…モニタ光源
４３１１、４３１１−１〜４３１１−３…ＷＤＭカプラ
４５１１−１〜４５１１−３…ＷＤＭカプラ
４６１１−１〜４６１１−３…モニタ光受光ユニット
４６１２…モニタ光分波器
４６１３−１〜４６１３−３…受光部
４６２１−１〜４６２１−３…モニタ光受光ユニット
４６２２…光カプラ
４６２３−１〜４６２３−３…波長フィルタ
４６２４−１〜４６２４−３…受光部
４６３１−１〜４６３１−３…波長可変フィルタ
４６３２…時間制御素子
４６３３−１〜４６３３−３…受光部
４６４１…ＴＤＭスイッチ
４６４２…受光部
４６５３−１〜４６５３−３…光スペクトラムアナライザ

Claims (8)

1. ２つ以上の入力方路と２つ以上の出力方路とに接続される光ノード装置を有する光伝送システムであって、
   前記入力方路は、それぞれ光多重信号が入力される入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記入力方路は、前記入力光路を２つ以上有し、
   前記出力方路は、それぞれ光多重信号が出力される出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記出力方路は、前記出力光路を２つ以上有し、
   前記光ノード装置は、
   前記入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを、任意に選択される前記出力光路から出力させる光クロスコネクトスイッチ部を備え、
   前記光クロスコネクトスイッチ部は、
   前記入力光路から入力された光多重信号に、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与部と、前記出力光路より出力させる前記光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出部とのうち少なくとも一方を備える、
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 前記光クロスコネクトスイッチ部は、少なくとも前記モニタ光抽出部を備え、
   前記光ノード装置は、
   前記モニタ光抽出部において抽出された前記モニタ光を受信するモニタ光受信部と、
   前記モニタ光受信部が受信した前記モニタ光を計測した光学特性を取得する信号処理部とをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記信号処理部は、前記光学特性に基づいて前記光多重信号の光学特性を推定し、推定結果に基づいて前記光クロスコネクトスイッチ部における前記入力方路から前記出力方路への光路を再設定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
4. 前記光クロスコネクトスイッチ部は、少なくとも前記モニタ光付与部を備え、
   前記光ノード装置は、
   前記入力光路により伝送される光多重信号を分岐する光分岐部と、
   前記光分岐部により分岐された前記光多重信号に含まれる各光信号の光強度を計測する光強度計測部とを備え、
   前記信号処理部は、光強度計測部により計測された前記光強度に基づいて前記光学特性を補正処理する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。
5. 前記光クロスコネクトスイッチ部は、少なくとも前記モニタ光付与部を備え、
   前記光ノード装置は、
   前記入力光路により伝送される光多重信号を分岐する光分岐部と、
   前記光分岐部により分岐された前記光多重信号に含まれる各光信号の光強度を計測する光強度計測部とを備え、
   前記モニタ光付与部は、前記光強度計測部により計測された前記光強度の平均値に応じて光強度が設定されたモニタ光を付与する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
6. 前記入力光路に入力する光多重信号を生成し、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与して送信する送信装置と、
   モニタ光が付与され、前記出力光路から出力された前記光多重信号を受信し、該光多重信号から該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を分岐する受信装置とのうち少なくとも一方を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
7. ２つ以上の入力方路と２つ以上の出力方路とに接続される光ノード装置であって、
   前記入力方路は、それぞれ光多重信号が入力される入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記入力方路は、前記入力光路を２つ以上有し、
   前記出力方路は、それぞれ光多重信号が出力される出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記出力方路は、前記出力光路を２つ以上有し、
   前記入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを、任意に選択される前記出力光路から出力させる光クロスコネクトスイッチ部を備え、
   前記光クロスコネクトスイッチ部は、
   前記入力光路から入力された光多重信号に、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与部と、前記出力光路より出力させる前記光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出部とのうち少なくとも一方を備える、
   ことを特徴とする光ノード装置。
8. ２つ以上の入力方路と２つ以上の出力方路とに接続される光ノード装置を有する光伝送システムが実行する光伝送方法であって、
   前記入力方路は、それぞれ光多重信号が入力される入力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記入力方路は、前記入力光路を２つ以上有し、
   前記出力方路は、それぞれ光多重信号が出力される出力光路を１つ以上有し、かつ１つ以上の前記出力方路は、前記出力光路を２つ以上有し、
   前記光ノード装置は、
   前記入力光路により入力された光多重信号に多重される光信号それぞれを、任意に選択される前記出力光路から出力させる光クロスコネクトスイッチ部を有し、
   前記光クロスコネクトスイッチ部もしくは送信装置が備えるモニタ光付与部が、前記入力光路から入力される光多重信号に、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を付与するモニタ光付与過程と、
   前記光クロスコネクトスイッチ部もしくは受信装置が備えるモニタ光抽出部が、前記出力光路から出力された前記光信号が多重された光多重信号から、該光多重信号の波長帯域とは異なる帯域のモニタ光を抽出するモニタ光抽出過程と、
   を有することを特徴とする光伝送方法。

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