JP2018133720A - 光伝送装置および波長ずれ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の測定装置を用いることなく波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する構成および方法を提供する。
【解決手段】光伝送装置は、複数の波長スロットそれぞれについて入力光に対する減衰量を調整する波長選択スイッチと、波長選択スイッチの出力光のスペクトルを検出する光スペクトルモニタと、波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する波長ずれ検出部と、を備える。波長ずれ検出部は、光スペクトルモニタにより検出される第１のスペクトルを取得し、所定の波長スロットの減衰量を変化させた後に光スペクトルモニタにより検出される第２のスペクトルを取得し、第２のスペクトルを第１のスペクトルで除算することにより得られる除算結果スペクトルのピーク周波数を検出し、ピーク周波数および波長スロットに対応する周波数に基づいて波長ずれを検出する。
【選択図】図５

Description

本発明は、波長選択スイッチおよび光スペクトルモニタを備える光伝送装置、および波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する方法に係わる。

大容量の情報を伝送する技術の１つとして波長分割多重が実用化されている。波長分割多重伝送システムにおいては、波長の異なる複数の光信号が多重化されて伝送される。

波長分割多重光信号（以下、ＷＤＭ光信号）を伝送する光伝送装置は、波長選択スイッチおよび光スペクトルモニタを備える。波長選択スイッチは、ＷＤＭ光信号に多重化されている複数の光信号の中から１または複数の光信号を選択して出力することができる。また、波長選択スイッチは、ＷＤＭ光信号の未使用波長チャネルに光信号を挿入することもできる。光スペクトルモニタは、波長選択スイッチから出力されるＷＤＭ光信号のスペクトルをモニタする。そして、波長選択スイッチは、光スペクトルモニタによるモニタ結果を利用して、各波長チャネルの光パワーを目的レベルに調整する。

このように、ＷＤＭ光信号を伝送する光伝送装置においては、波長選択スイッチおよび光スペクトルモニタが連携してＷＤＭ光信号を処理する。このため、波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間で波長ずれが存在すると、波長選択スイッチは、各波長チャネルの光パワーを目的レベルに調整できないおそれがある。すなわち、ＷＤＭ光信号の各波長チャネルの品質が劣化することがある。

なお、波長および周波数は、互いに一意に対応する。よって、以下の記載では、光または光信号の波長を「周波数」で表すことがある。また、「波長ずれ」及び「周波数ずれ」は、等価であるものとする。

図１は、波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれの一例を示す。以下の記載では、光スペクトルモニタを「ＯＣＭ（Optical Channel Monitor）」と表記することがある。

光スペクトルモニタ（ＯＣＭ）は、所定の周波数間隔でＷＤＭ信号帯の光パワーを測定することにより、ＷＤＭ光信号のスペクトルを検出する。図１に示す例では、２つの波長チャネルが検出されている。波長選択スイッチ（ＷＳＳ）は、光スペクトルモニタによる検出結果に基づいて、各波長スロットの減衰量を調整できる。この例では、波長選択スイッチは、２つの波長チャネルの境界領域に対応する波長スロットの光パワー（即ち、減衰量）を調整するものとする。また、波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間で、周波数ずれΔｆが存在するものとする。

光スペクトルモニタにより検出されるスペクトルにおいて、２つの波長チャネルの境界周波数は、ｆ＋Δｆである。この場合、波長選択スイッチは、光スペクトルモニタによる検出結果に基づいて、ｆ＋Δｆに対応する波長スロットの減衰量を調整する。ところが、上述したように、周波数ずれΔｆが存在する。このため、波長選択スイッチは、目的波長スロットと異なる波長スロットの減衰量を調整してしまう。この結果、光信号の品質（図１に示す例では、波長チャネルＢの品質）が劣化することがある。したがって、ＷＤＭ光信号の各波長チャネルの品質を高くするためには、波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出し、その波長ずれを適切に補正することが要求される。

なお、関連技術として、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光を利用して波長選択スイッチの波長ずれを補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１４１４７８号公報

波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれは、例えば、光伝送装置がネットワークに実装される前に補正される。ただし、光伝送装置がネットワークに実装された後、温度変化または経年劣化などに起因して、波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれが発生することがある。この場合、従来技術では、この波長ずれを補正することは困難である。例えば、通信サービスが提供されているときは、波長ずれを検出して補正するための専用の装置を光伝送装置に接続することは好ましくないので、その波長ずれを補正することは困難である。

本発明の１つの側面に係わる目的は、専用の測定装置を用いることなく波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する構成および方法を提供することである。

本発明の１つの態様の光伝送装置は、複数の波長スロットそれぞれについて入力光に対する減衰量を調整する波長選択スイッチと、前記波長選択スイッチの出力光のスペクトルを検出する光スペクトルモニタと、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する波長ずれ検出部と、を備える。前記波長ずれ検出部は、前記波長選択スイッチが第１の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第１のスペクトルを取得し、前記第１の状態に対して前記複数の波長スロットの中の所定の波長スロットの減衰量を変化させることで前記波長選択スイッチを第２の状態に制御し、前記波長選択スイッチが前記第２の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第２のスペクトルを取得し、前記第２のスペクトルを前記第１のスペクトルで除算して除算結果スペクトルを生成し、前記除算結果スペクトルにおいてピーク又はディップが現れる注目周波数を検出し、前記注目周波数および前記波長選択スイッチにおいて前記所定の波長スロットに対応する周波数に基づいて、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する。

上述の態様によれば、専用の測定装置を用いることなく波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出できる。

波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれの一例を示す図である。 光伝送装置の一例を示す図である。 ＡＳＥ光を用いて波長ずれを検出する方法の一例を示す図である。 図３に示す方法の課題を説明する図である。 本発明の実施形態に係わる光伝送装置の一例を示す図である。 スペクトル情報の一例を示す図である。 周波数ずれを検出する方法の一例を示す図である。 周波数ずれを検出して補正する方法の一例を示すフローチャートである。 補正されたスペクトル情報の一例を示す図である。 他の実施形態に係わる光伝送装置の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係わるネットワークの一例を示す図である。 ノード装置の構成の一例を示す図である。 空き帯域に応じて使用する光信号を生成または選択する方法の一例を示す図である。 通信システムの運用中に周波数ずれを補正する方法の一例を示すフローチャートである。 光スペクトルモニタのサンプリング周波数および波長選択スイッチのスロットの実施例を示す図である。 複数の波長スロットを利用して周波数ずれを検出する方法の一例を示す図である。 光スペクトルモニタの分解能が低いケースにおいて周波数ずれを検出する方法の一例を示す図である。 光スペクトルモニタの分解能が低いケースにおいて周波数ずれを補正する方法の一例を示す図である。 光スペクトルモニタの分解能が低いケースにおいて周波数ずれを補正する方法を示すフローチャートである。 波長ずれが波長に依存するケースについて説明する図である。

図２は、光伝送装置の一例を示す。図２に示す光伝送装置１００は、波長分割多重光信号（以下、ＷＤＭ光信号）を伝送するために、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）１０１および光スペクトルモニタ（ＯＣＭ）１０２を備える。波長選択スイッチ１０１は、所定の波長スロット毎に入力光に対する減衰量を調整することができる。波長スロットの帯域幅は、例えば、数ＧＨｚである。そして、波長選択スイッチ１０１は、波長選択指示に応じて、入力ＷＤＭ光信号に多重化されている複数の光信号の中から１または複数の光信号を選択する。また、波長選択スイッチ１０１は、入力ＷＤＭ光信号の未使用波長チャネルに光信号を挿入することもできる。光スペクトルモニタ（ＯＣＭ）１０２は、波長選択スイッチ１０２から出力されるＷＤＭ光信号のスペクトルを検出し、そのスペクトルを表すスペクトル情報を生成する。そして、波長選択スイッチ１０１は、スペクトル情報を利用して、各波長スロットの減衰量を調整することにより、各波長チャネルの光パワーを目的レベルに制御する。光伝送装置１００は、波長選択スイッチ１０１の出力光（すなわち、ＷＤＭ光信号）を隣接ノードへ送信する。

図３は、ＡＳＥ光を用いて波長選択スイッチ１０１と光スペクトルモニタ１０２との間の波長ずれを検出する方法の一例を示す。この例では、波長選択スイッチ１０１に、ＷＤＭ光信号の代わりにＡＳＥ光が入射される。ＡＳＥ光は、不図示のＡＳＥ光源により生成される。ＡＳＥ光のスペクトルは、周波数（または、波長）に対してほぼ平坦である。したがって、波長選択スイッチ１０１において各波長スロットの減衰量を適切に制御することにより、図３（ａ）に示すように、所定の帯域においてほぼ平坦な出力スペクトルを生成することができる。

波長選択スイッチ１０１と光スペクトルモニタ１０２との間の波長ずれを検出するときは、図３（ｂ）に示すように、波長選択スイッチ１０１において所定の波長スロットの減衰量を変化させる。この例では、波長選択スイッチ１０１において周波数Ｆに対応する波長スロットの減衰量が制御される。なお、斜線領域は、減衰量の変化を表している。そして、図３（ｂ）に示すように、減衰量の変化に起因して波長選択スイッチ１０１の出力光のスペクトルにおいてピークが現れる。ここで、波長選択スイッチ１０１と光スペクトルモニタ１０２との間の波長ずれがゼロであれば、光スペクトルモニタ１０２において、周波数Ｆにピークを有するスペクトルが検出される。

ところが、波長選択スイッチ１０１と光スペクトルモニタ１０２との間で波長ずれΔＦが存在する場合には、図３（ｂ）に示すように、光スペクトルモニタ１０２において、周波数Ｆ＋ΔＦにピークを有するスペクトルが検出される。したがって、光スペクトルモニタ１０２により検出されるスペクトルに基づいて、波長ずれΔＦを検出することが可能である。

ただし、図３に示す方法では、ＷＤＭ光信号の代わりにＡＳＥ光が波長選択スイッチ１０１に入射される。この場合、光伝送装置１００にＡＳＥ光源を接続する必要がある。すなわち、光伝送装置１００がネットワークに実装された後は、図３に示す方法で波長選択スイッチ１０１と光スペクトルモニタ１０２との間の波長ずれを検出することは困難である。

光伝送装置１００がネットワークに実装されると、波長選択スイッチ１０１にはＷＤＭ光信号が入力される。ところが、ＷＤＭ光信号に多重化されている各光信号のスペクトルは、通常、図４（ａ）に示すように、周波数に対して平坦ではない。このため、光伝送装置１００がネットワークに実装された後は、図３に示す方法では、波長ずれを検出することは困難である。すなわち、波長選択スイッチ１０１において所定の波長スロットの減衰量を変化させたときに、図４（ｂ）に示すように、その波長スロットの周波数に対して、スペクトルのピークが現れる周波数がシフトすることがある。この場合、波長ずれを精度よく検出することはできない。

そこで、本発明の実施形態に係わる光伝送装置は、ネットワークに実装された状態で波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する機能を備える。すなわち、本発明の実施形態に係わる光伝送装置は、専用の測定装置を用いることなく、波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する機能を備える。

＜実施形態＞
図５は、本発明の実施形態に係わる光伝送装置の一例を示す。実施形態に係わる光伝送装置１は、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）１０、光スペクトルモニタ（ＯＣＭ）２０、コントローラ３０を備える。ここで、波長および周波数は、互いに一意に対応する。よって、以下の記載では、光または光信号の波長を「周波数」で表すことがある。また、「波長ずれ」及び「周波数ずれ」は、等価であるものとする。

波長選択スイッチ１０は、所定の波長スロット毎に、光伝送装置１の入力光に対する減衰量を調整することができる。光伝送装置１の入力光は、この例では、ＷＤＭ光信号である。波長スロットの帯域幅は、例えば、数ＧＨｚである。各波長スロットの減衰量は、コントローラ３０により制御される。

波長選択スイッチ１０は、波長選択指示に応じて、入力ＷＤＭ光信号に多重化されている複数の光信号の中から１または複数の光信号を選択することができる。例えば、波長選択スイッチ１０は、出力すべき光信号に対応する１または複数の波長スロットの減衰量を小さくすることで、その光信号を通過させる。また、波長選択スイッチ１０は、出力しない光信号に対応する１または複数の波長スロットの減衰量を大きくすることで、その光信号を遮断する。さらに、波長選択スイッチ１０は、入力ＷＤＭ光信号の未使用波長チャネルに光信号を挿入することもできる。波長選択スイッチ１０の出力光（すなわち、ＷＤＭ光信号）は、光伝送装置１の出力ポートに導かれる。すなわち、光伝送装置１は、波長選択スイッチ１０から出力されるＷＤＭ光信号を隣接ノードへ送信する。また、波長選択スイッチ１０の出力光は、光スプリッタ１１により光スペクトルモニタ２０に導かれる。なお、波長選択スイッチ１０は、可変減衰器の一例である。

光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出する。すなわち、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０から出力されるＷＤＭ光信号のスペクトルを検出する。そして、光スペクトルモニタ２０は、検出したスペクトルを表すスペクトル情報を生成する。

光スペクトルモニタ２０は、波長可変フィルタ２１、フォトディテクタ２２、Ａ／Ｄ変換器２３、スペクトル情報テーブル２４を備える。波長可変フィルタ２１は、波長選択スイッチ１０の出力光をフィルタリングする。波長可変フィルタ２１は、帯域通過光フィルタであり、その通過帯の中心波長（または、中心周波数）は、コントローラ３０から与えられるサンプリング周波数指示により制御される。フォトディテクタ２２は、光電変換により、波長可変フィルタ２１の出力光を電気信号に変換する。すなわち、フォトディテクタ２２は、波長可変フィルタ２１の出力光のパワーを表す電気信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器２３は、フォトディテクタ２２の出力信号をデジタルデータに変換する。すなわち、波長可変フィルタ２１の出力光のパワーを表すデジタルデータが生成される。このデジタルデータは、スペクトル情報テーブル２４に格納される。なお、光スペクトルモニタ２０は、例えば、光チャネルモニタで実現される。

コントローラ３０は、波長選択スイッチ１０および光スペクトルモニタ２０を制御するために、ＷＳＳ制御部３１およびＯＣＭ制御部３２を備える。ＷＳＳ制御部３１は、波長選択スイッチ１０の各波長スロットの減衰量を指示する減衰指示を生成する。波長選択スイッチ１０は、この減衰指示に従って入力光を処理する。ＯＣＭ制御部３２は、波長可変フィルタ２１の通過帯の中心波長（または、中心周波数）を指示するサンプリング周波数指示を生成する。光スペクトルモニタ２０は、サンプリング周波数指示により指示される周波数の光パワーを検出する。なお、コントローラ３０は、例えば、プロセッサおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。

上記構成の光伝送装置１において、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを表すスペクトル情報を生成する。そして、コントローラ３０は、スペクトル情報に基づいて波長選択スイッチ１０の状態を制御する。このとき、コントローラ３０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルが目的スペクトルに近づくように減衰指示を生成する。そして、波長選択スイッチ１０は、この減衰指示に従って入力光を処理する。したがって、光伝送装置１の出力光のスペクトルは、目的スペクトルに制御される。

光スペクトルモニタ２０を用いて波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出するときは、ＯＣＭ制御部３２は、所定のサンプリング周波数間隔で波長可変フィルタ２１の通過帯の中心周波数を掃引する。このサンプリング周波数間隔は、光スペクトルモニタ２０の分解能に相当する。そして、光スペクトルモニタ２０は、各サンプリング周波数において波長可変フィルタ２１の出力光のパワーを検出する。したがって、所定のサンプリング周波数間隔で波長可変フィルタ２１の通過帯の中心周波数を掃引することにより、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルが検出される。この検出結果は、スペクトル情報テーブル２４に格納される。

図６は、スペクトル情報テーブル２４に格納されるスペクトル情報の一例を示す。測定値は、波長可変フィルタ２１の出力光のパワーを表す。また、この例では、サンプリング周波数間隔は、0.1GHzである。

光伝送装置１は、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれ（即ち、波長ずれ）を検出するために、メモリ４１、除算部４２、ピーク周波数検出部４３、補正周波数算出部４４をさらに備える。

メモリ４１は、スペクトル情報を一時的に格納することができる。この例では、波長選択スイッチ１０が第１の状態に制御されているときに得られる第１のスペクトルを表すスペクトル情報を格納する。

除算部４２には、波長選択スイッチ１０が第２の状態に制御されているときに得られる第２のスペクトルを表すスペクトル情報が与えられる。ここで、第２の状態は、第１の状態に対して、所定の波長スロットの減衰量を変化させることにより得られる。また、除算部４２は、メモリ４１に格納されているスペクトル情報を取得する。そして、除算部４２は、第２のスペクトルを第１のスペクトルで除算することにより、除算結果スペクトルを生成する。

ピーク周波数検出部４３は、除算部４２により生成される除算結果スペクトルにおいてピークが現れる周波数（以下、ピーク周波数）を検出する。そして、ピーク周波数検出部４３は、ピーク周波数を表すピーク周波数情報を生成する。

補正周波数算出部４４は、ピーク周波数検出部４３により生成されるピーク周波数情報およびスロット情報に基づいて、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれ（即ち、波長ずれ）を検出する。スロット情報については、後で説明する。そして、補正周波数算出部４４は、検出した周波数ずれを表す補正情報を生成する。この補正情報は、光スペクトルモニタ２０に与えられる。光スペクトルモニタ２０は、補正情報に基づいて、スペクトル情報テーブル２４に格納されるスペクトル情報を補正する。

なお、除算部４２、ピーク周波数検出部４３、補正周波数算出部４４は、たとえば、プロセッサおよびメモリを含むプロセッサシステムにより実現される。この場合、プロセッサは、与えられたプログラムを実行することにより、除算部４２、ピーク周波数検出部４３、補正周波数算出部４４の機能を提供することができる。また、コントローラ３０、除算部４２、ピーク周波数検出部４３、補正周波数算出部４４は、１つのプロセッサシステムで実現してもよいし、複数のプロセッサシステムで実現してもよい。更に、コントローラ３０、除算部４２、ピーク周波数検出部４３、補正周波数算出部４４の機能の一部は、ハードウェア回路で実現してもよい。

図７は、周波数ずれを検出する方法の一例を示す。なお、光伝送装置１においては、波長選択スイッチ１０において使用される周波数ｆおよび光スペクトルモニタ２０において使用される周波数Ｆは、互いに独立している。このため、光伝送装置１においては、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間で周波数ずれが発生し得る。

この例では、図７において、波長選択スイッチ１０において使用される周波数ｆ_nの値と光スペクトルモニタ２０において使用される周波数Ｆ_mの値は、互いに同じであるものとする。例えば、波長選択スイッチ１０において周波数ｆ_nが193.800GHzであるとき、光スペクトルモニタ２０において周波数Ｆ_mも193.800GHzである。なお、波長選択スイッチ１０において使用される周波数ｆ_nは、波長選択スイッチ１０により制御される複数の波長スロットの中の１つの中心周波数を表す。図７に示す例では、周波数ｆ_nは、波長スロットｎの中心周波数を表す。

周波数ずれを検出するときは、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出する。このとき、波長選択スイッチ１０は、ＷＳＳ制御部３１により図７（ａ）に示す状態に制御されているものとする。そして、光スペクトルモニタ２０は、図７（ａ）に示すスペクトルＰ１を検出する。

ＷＳＳ制御部３１は、周波数ｆ_nに対応する波長スロットの減衰量を変化させる。この実施例では、ＷＳＳ制御部３１は、図７（ｂ）に示すように、波長スロットｎの減衰量を小さくする。この場合、波長スロットｎのゲインは大きくなる。なお、斜線領域は、減衰量の変化を表している。そして、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出する。すなわち、光スペクトルモニタ２０は、図７（ｂ）に示すスペクトルＰ２を検出する。

除算部４２は、スペクトルＰ２をスペクトルＰ１で除算する。このとき、各サンプリング周波数において、スペクトルＰ２の光パワー測定値がスペクトルＰ１の光パワー測定値で除算される。この結果、図７（ｃ）に示す除算結果スペクトルＲが生成される。除算結果スペクトルＲは、波長スロットｎの減衰量の変化に起因して発生する、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルの変化を表す。よって、波長スロットｎの減衰量の変化に起因して波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルが変化しない周波数領域では、除算結果スペクトルＲの値は「１」である。換言すれば、波長スロットｎに対応する周波数の近傍において、除算結果スペクトルＲの値は「１」以外の値となる。

ピーク周波数検出部４３は、除算結果スペクトルＲにおいてピークが現れる周波数（即ち、ピーク周波数Ｆ_peak）を検出する。この実施例では、ピーク周波数Ｆ_peakとして検出される周波数は193.801THzである。ここで、除算結果スペクトルＲのピークは、波長スロットｎの減衰量を変化させることに起因して発生する。したがって、図７（ｃ）に示すように、波長スロットｎの中心周波数（ｆ_n）および除算結果スペクトルＲにおいてピークが現れる周波数（Ｆ_peak）は、互いに同じはずである。

ところが、この例では、波長選択スイッチ１０において使用される周波数ｆ_nの値と光スペクトルモニタ２０において使用される周波数Ｆ_peakの値は、互いに異なっている。具体的には、ｆ_nが193.800THzであるのに対して、Ｆ_peakは193.801THzである。

この矛盾は、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれに起因する。そこで、補正周波数算出部４４は、波長スロットｎの中心周波数ｆ_nと除算結果スペクトルＲのピーク周波数Ｆ_peakとの差分（或いは、Ｆ_mとＦ_peakとの差分）を計算することで、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれΔＦを検出する。

図８は、周波数ずれを検出して補正する方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、ネットワーク管理者または光伝送装置１のユーザからの指示により開始される。或いは、このフローチャートの処理は、定期的に実行されるようにしてもよい。なお、波長選択スイッチ１０は、このフローチャートの処理が開始されるときに、ＷＳＳ制御部３１により所定の状態（例えば、図７（ａ）に示す第１の状態）に制御されているものとする。

Ｓ１において、ＯＣＭ制御部３２は、光スペクトルモニタ２０に対して測定指示を与える。そうすると、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出する。このとき、光スペクトルモニタ２０は、各サンプリング周波数において波長可変フィルタ２１の出力光のパワーを測定する。そして、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを表すスペクトル情報を生成してスペクトル情報テーブル２４に格納する。スペクトル情報は、図６に示すように、各サンプリング周波数について光パワーの測定値を表す。なお、図７に示す例では、Ｓ１により、スペクトルＰ１が検出される。

さらに、コントローラ３０は、光スペクトルモニタ２０に対してデータ転送指示を与える。そうすると、光スペクトルモニタ２０は、スペクトル情報テーブル２４に格納されているスペクトル情報をメモリ４１に転送する。

Ｓ２において、ＷＳＳ制御部３１は、特定波長スロットの減衰量を変化させるための減衰指示を波長選択スイッチ１０に与える。特定波長スロットは、特に限定されるものではないが、波長選択スイッチ１０が光信号を通過させる周波数帯に属する波長スロットの中から選択される。図７（ａ）に示す例では、波長スロットｎが選択される。特定波長スロット（この実施例では、波長スロットｎ）の中心周波数はｆ_nである。また、この減衰指示は、特定波長スロットの減衰量を所定量だけ小さくする指示を含む。すなわち、この減衰指示は、特定波長スロットのゲインを所定量だけ大きくする指示を含む。

波長選択スイッチ１０は、ＷＳＳ制御部３１から与えられる減衰指示に応じて、特定波長スロットの減衰量を変化させる。上述の実施例では、図７（ｂ）において斜線領域で示すように、波長スロットｎの減衰量が変化する。

Ｓ３において、ＯＣＭ制御部３２は、光スペクトルモニタ２０に対して測定指示を与える。そうすると、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出する。このとき、波長選択スイッチ１０は、図７（ｂ）に示す第２の状態に制御されている。したがって、Ｓ３において、光スペクトルモニタ２０によりスペクトルＰ２が検出される。そして、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを表すスペクトル情報を生成してスペクトル情報テーブル２４に格納する。

さらに、コントローラ３０は、光スペクトルモニタ２０に対してデータ転送指示を与える。そうすると、光スペクトルモニタ２０は、スペクトル情報テーブル２４に格納されているスペクトル情報をメモリ４１に転送する。

Ｓ４において、除算部４２は、メモリ４１からスペクトル情報を取得する。すなわち、除算部４２は、Ｓ１で検出されたスペクトルＰ１を表すスペクトル情報およびＳ３で検出されたスペクトルＰ２を表すスペクトル情報を取得する。そして、除算部４２は、Ｓ３で検出されたスペクトルＰ２をＳ１で検出されたスペクトルＰ１で除算して除算結果スペクトルＲを算出する。このとき、各サンプリング周波数において、スペクトルＰ２の光パワー測定値がスペクトルＰ１の光パワー測定値で除算され、図７（ｃ）に示す除算結果スペクトルＲが算出される。

Ｓ５において、ピーク周波数検出部４３は、除算結果スペクトルＲにおいてピークが現れる周波数を検出する。すなわち、ピーク周波数Ｆ_peakが検出される。

Ｓ６において、ＷＳＳ制御部３１は、補正周波数算出部４４にスロット情報を与える。スロット情報は、Ｓ２で減衰量を変化させた波長スロットに対応する周波数（この実施例では、減衰量を変化させた波長スロットの中心周波数）を表す。すなわち、波長選択スイッチ１０において特定波長スロットを指定する周波数が、ＷＳＳ制御部３１から補正周波数算出部４４に通知される。

そして、補正周波数算出部４４は、波長選択スイッチ１０において特定波長スロットを指定する周波数およびＳ５において検出されたピーク周波数に基づいて、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれΔＦを算出する。図７に示す実施例では、補正周波数算出部４４は、波長選択スイッチ１０において波長スロットｎの中心周波数を表す値と除算結果スペクトルＲのピーク周波数を表す値との差分を計算することにより、周波数ずれΔＦを検出する。

Ｓ７において、補正周波数算出部４４は、検出された周波数ずれΔＦに基づいて、光スペクトルモニタ２０の周波数を補正する。このとき、補正周波数算出部４４は、例えば、スペクトル情報テーブル２４に格納されるスペクトル情報の「サンプリング周波数」を補正する。

例えば、図７（ｃ）に示すように、波長選択スイッチ１０において、波長スロットｎの中心周波数ｆ_nが193.800THzであるものとする。この場合、周波数ずれが存在しないものとすると、波長スロットｎの減衰量を変化させたときに、除算結果スペクトルＲのピークは193.800THzに現れる。ところが、周波数ずれΔＦが存在するときは、除算結果スペクトルＲのピークは、193.800THzからΔＦだけシフトした周波数に現れる。

一例として、除算結果スペクトルＲのピーク周波数Ｆ_peakが193.801THzであるものとする。ここで、波長スロットｎの中心周波数ｆ_nおよびピーク周波数Ｆ_peakは、実際には、図７（ｃ）に示すように、互いに同じである。よって、これら２つの周波数の値が異なる状況は、波長選択スイッチ１０において193.800THzとして認識される周波数が、光スペクトルモニタ２０においては193.801THzとして認識されることを意味する。そして、これら２つの周波数の間の差分は、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれに起因すると考えられる。よって、この実施例では、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれΔＦは0.001THzである。

光スペクトルモニタ２０の周波数は、周波数ずれΔＦに基づいて補正される。ここで、スペクトル情報テーブル２４には、図６に示すスペクトル情報が格納されているものとする。この場合、スペクトル情報テーブル２４の「サンプリング周波数」は、図９に示すように、それぞれ0.001THzだけ補正される。

この結果、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれが補償される。そして、光伝送装置１は、周波数ずれが補償された波長選択スイッチ１０および光スペクトルモニタ２０を使用して入力光信号を処理する。よって、各光信号のパワーが適切に制御され、信号品質が高くなる。

なお、上述の実施例では、コントローラ３０は、図８のＳ２において、特定波長スロット（図７（ｂ）では、波長スロットｎ）の減衰量を小さくするが、本発明の実施形態はこの方法に限定されるものではない。例えば、コントローラ３０は、図８のＳ２において、特定波長スロットの減衰量を大きくしてもよい。ただし、この場合、除算結果スペクトルは、特定波長スロットに対応する周波数領域においてディップ（くぼみ）を有することになる。よって、Ｓ５においては、ピーク周波数を検出する代わりに、ディップ周波数が検出される。Ｓ６においては、波長選択スイッチ１０において特定波長スロットに対応する周波数（実施例では、特定波長スロットの中心周波数）とディップ周波数との差分を計算することにより周波数ずれが検出される。すなわち、特定波長スロットに対応する周波数と注目周波数（ピーク周波数またはディップ周波数）との差分に基づいて波長ずれが検出される。

また、図５に示す実施例では、光スペクトルモニタ２０は波長可変フィルタ２１およびフォトディテクタ２２を備えるが、本発明の実施形態はこの構成に限定されるものではない。例えば、光スペクトルモニタ２０は、コヒーレント受信で光スペクトルをモニタする構成であってもよい。この場合、光スペクトルモニタ２０は、図１０に示すように、局発光源２５、光フロントエンド回路２６、Ａ／Ｄ変換器２３、スペクトル情報テーブル２４を備える。なお、Ａ／Ｄ変換器２３およびスペクトル情報テーブル２４は、図５および図１０において実質的に同じである。

局発光源２５は、コントローラ３０から与えられるサンプリング周波数指示に応じて局発光を生成する。光フロントエンド回路２６には、波長選択スイッチ１０の出力光が導かれる。光フロントエンド回路２６は、局発光および波長選択スイッチ１０の出力光を合波することにより、波長選択スイッチ１０の出力光の中から局発光周波数成分を抽出する。そして、光フロントエンド回路２６は、抽出した局発光周波数成分を表す電気信号を出力する。したがって、局発光源２５の発振周波数を掃引すれば、図５に示す構成と同様に、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルが検出される。

＜ネットワーク構成＞
図１１は、本発明の実施形態に係わるネットワークの一例を示す。実施形態に係わるネットワークは、複数のノード装置（Node_1〜Node_7）およびネットワーク制御装置５０を備える。各ノード装置は、光ファイバリンクを介して１または複数の他のノード装置に接続される。そして、ノード間でＷＤＭ光信号が伝送される。ネットワーク制御装置５０は、各ノード装置を管理し、各ノード装置を制御する。例えば、ネットワーク制御装置５０は、ユーザからの要求に応じて、対応するノード装置を利用してネットワーク上に光パスを設定することができる。また、ネットワーク制御装置５０は、各波長チャネルの使用状況を管理する。

図１２は、ノード装置の構成の一例を示す。ノード装置は、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ）６１、複数の光受信器（Ｒｘ）６２、複数の光送信器（Ｔｘ）６３、ノード制御部６４を備える。光分岐挿入装置６１は、本発明の実施形態の光通信装置１に相当する。したがって、光分岐挿入装置６１は、図５または図１０に示すように、波長選択スイッチ１０および光スペクトルモニタ２０を備える。また、光分岐挿入装置６１は、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれを検出して補正する機能を備える。

光分岐挿入装置６１は、複数の光受信器６２および複数の光送信器６３を収容する。そして、光分岐挿入装置６１は、入力ＷＤＭ光信号から指定された波長の光信号を分岐して対応する光受信器６２に導くことができる。また、光分岐挿入装置６１は、光送信器６３から出力される光信号をＷＤＭ光信号の未使用波長チャネルに挿入することができる。なお、光分岐挿入装置６１の入力側および出力側には、それぞれ光増幅器が実装される。ノード制御装置６４は、図１１に示すネットワーク制御装置５０からの指示に応じて、光分岐挿入装置６１、光受信器６２、および光送信器６３を制御する。また、ノード制御装置６４は、ノード装置内の状態を表す情報をネットワーク制御装置５０へ通知することができる。

上記構成のネットワークにおいて、各ノード装置は、他のノード装置から送信されるＷＤＭ光信号を利用して、自装置内に実装される波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との間の周波数ずれを検出して補正する。以下の記載では、周波数ずれの補正を行うノード装置を「対象ノード装置」と呼ぶことがある。また、対象ノード装置へＷＤＭ光信号を送信するノード装置を「隣接ノード装置」と呼ぶことがある。

対象ノード装置の周波数ずれを補正するときは、ネットワーク制御装置５０は、隣接ノード装置と対象ノード装置との間のリンク上に空き帯域が存在するか否かを判定する。そして、ネットワーク制御装置５０は、その判定結果を隣接ノード装置および対象ノード装置に通知する。

空き帯域が存在するときは、隣接ノード装置は、図１３（ａ）に示すように、その空き帯域を利用してダミー光信号を送信する。ダミー光信号は、所定の変調方式でダミーデータを伝送する。そして、対象ノード装置は、そのダミー光信号を利用して周波数ずれを検出する。周波数ずれは、例えば、図８に示す方法で検出される。

空き帯域が存在しないときは、対象ノード装置は、各波長チャネルの品質に基づいて１つの波長チャネルを選択し、選択した波長チャネルを介して受信する光信号を利用して周波数ずれを検出する。例えば、ビット誤り率（ＢＥＲ）または信号対雑音比（ＳＮＲ）に基づいて、周波数ずれを検出するために使用すべき波長チャネルが選択される。

図１３（ｂ）に示す例では、各波長チャネルのビット誤り率に基づいて、周波数ずれを検出するために使用すべき波長チャネルが選択される。ここで、周波数ずれを検出する際には、図７を参照しながら説明したように、対象ノード装置は、受信光信号に対する減衰量を変化させる。このとき、受信光信号のスペクトルが崩れるので、その光信号のビット誤り率が劣化する。このため、周波数ずれを検出するために使用すべき波長チャネルは、ビット誤り率のマージンが大きいことが好ましい。ビット誤り率のマージンは、通信システムにおいて訂正可能なビット誤り率の最大値と測定されたビット誤り率との差分に相当する。

したがって、対象ノード装置は、ビット誤り率のマージンが最も大きい波長チャネルを選択し、その選択した波長チャネルを介して受信する光信号を利用して周波数ずれを検出する。図１３（ｂ）に示す例では、波長チャネルｘのビット誤り率のマージンが最も大きいので、対象ノード装置は、波長チャネルｘを介して受信する光信号を利用して周波数ずれを補正する。

図１４は、通信システムの運用中に周波数ずれを補正する方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、ネットワーク制御装置５０により開始される。また、このフローチャートの処理は、定期的に実行されるようにしてもよい。

Ｓ１１〜Ｓ１２において、ネットワーク制御装置５０は、対象ノードと隣接ノードとの間のリンクの帯域情報を取得する。なお、ネットワーク制御装置５０は、ネットワーク内の各ノードの動作状態および各リンクのＷＤＭ信号帯域の使用状況を管理している。そして、ネットワーク制御装置５０は、対象ノードと隣接ノードとの間のリンク上に新たな波長チャネルを設定するための空き帯域が存在するか否かを判定する。

空き帯域が存在するときは、Ｓ１３において、ネットワーク制御装置５０は、隣接ノード装置内に未使用の送信器が存在するか否かを判定する。図１２に示す例では、未使用の光送信器６３が存在するか否かが判定される。

未使用の送信器が存在するときは、Ｓ１４において、ネットワーク制御装置５０は、ダミー光信号の送信を指示する送信要求を隣接ノード装置に与える。送信要求は、未使用の送信器を指定する情報、および対象ノードを指定する情報を含む。隣接ノード装置は、この送信要求を受信すると、未使用の送信器を使用して対象ノードへダミー光信号を送信する。このとき、隣接ノード装置は、空き帯域を利用してダミー光信号を対象ノードへ送信する。

Ｓ１５において、対象ノード装置は、ダミー光信号を利用して、自装置内の波長選択スイッチと光スペクトルモニタとの間の周波数ずれを検出する。周波数ずれは、図７〜図８を参照しながら説明した方法で検出される。このとき、対象ノード装置の波長選択スイッチにおいて、ダミー光信号を伝送する帯域に属する波長スロットの減衰量が制御される。

Ｓ１６において、対象ノード装置は、Ｓ１５またはＳ２０で検出した周波数ずれを補正する。周波数ずれは、図８〜図９を参照しながら説明した方法で補正される。

未使用の送信器が存在しないときは（Ｓ１３：Ｎｏ）、ネットワーク制御装置５０は、Ｓ１７において、次ノードを特定する。次ノードは、例えば、隣接ノードに隣接する。この場合、対象ノードと次ノードとの間の経路長は、２ホップ以上である。そして、ネットワーク制御装置５０は、対象ノードと次ノードとの間のリンクの帯域情報を取得する。この後、フローチャートの処理はＳ１２に戻る。なお、Ｓ１７が実行された後は、ネットワーク制御装置５０は、Ｓ１２において、対象ノードと次ノードとの間のリンク上に新たな波長チャネルを設定するための空き帯域が存在するか否かを判定する。

空き帯域が存在しないときは（Ｓ１２：Ｎｏ）、Ｓ１８において、ネットワーク制御装置５０は、対象ノード装置に対して周波数ずれ検出処理の開始を指示する。そうすると、対象ノード装置は、図１３（ｂ）に示すように、ＷＤＭ光信号の各波長チャネルのビット誤り率を検出する。

Ｓ１９において、対象ノード装置は、各波長チャネルのビット誤り率に基づいて、周波数ずれを検出するために使用すべき波長チャネルを選択する。具体的には、ビット誤り率のマージンが最も大きい波長チャネルが選択される。

Ｓ２０において、対象ノード装置は、選択した波長チャネルを介して受信する光信号を利用して周波数ずれを検出する。このとき、この光信号を伝送する帯域に属する波長スロットの減衰量が制御される。減衰量の変化の大きさは、ビット誤り率のマージンに基づいて決定してもよい。この場合、対応する波長スロットの減衰量を変化させたときに、受信光信号のビット誤り率が訂正可能な上限値を超えないように、減衰量の変化の大きさが決定される。なお、減衰量の変化量とビット誤り率との関係は、測定またはシミュレーションにより予め得られているものとする。

このように、実施形態のネットワークにおいては、ダミー光信号を伝送するための空き帯域が存在するときは、その空き帯域を利用してダミー光信号が伝送される。そして、対象ノード装置は、ダミー光信号を利用して周波数ずれを補正する。この場合、データ通信中の波長チャネルに影響を与えることなく、周波数ずれが補正される。一方、ダミー光信号を伝送するための空き帯域が存在しないときは、ビット誤り率のマージンが最も大きい波長チャネルを利用して周波数ずれが補正される。したがって、通信品質の劣化による影響は抑制される。

＜バリエーション１＞
波長選択スイッチ１０は、所定の周波数間隔で設定されている波長スロットの減衰量を個々に制御することができる。一方、光スペクトルモニタ２０は、所定の周波数間隔で光パワーを測定することができる。但し、波長選択スイッチ１０の波長スロットの周波数間隔と、光スペクトルモニタ２０のサンプリング周波数間隔とは、同じではない。図１５に示す実施例では、光スペクトルモニタ２０のサンプリング周波数間隔は0.1GHzであり、波長選択スイッチ１０の波長スロットの周波数間隔は6.25GHzである。

周波数ずれを検出する手順では、図７を参照しながら説明したように、波長選択スイッチ１０において指定された波長スロットの減衰量が変化させられる。このとき、減衰量を変化させる波長スロットの中心周波数は、光スペクトルモニタ２０のサンプリング周波数と一致していることが好ましい。図１５（ａ）に示す例では、光スペクトルモニタ２０のサンプリング点ｍの周波数と、波長スロットｎの中心周波数とが互いに一致している。この場合、周波数ずれを検出する手順において、コントローラ３０は、波長スロットｎの減衰量を変化させる。

ただし、光スペクトルモニタ２０のサンプリング周波数が、いずれの波長スロットの中心周波数にも一致とないことがある。この場合、例えば、複数の波長スロットの中心周波数の平均と一致するサンプリング周波数がサーチされる。図１５（ｂ）に示す例では、波長スロットｎの中心周波数と波長スロットｎ＋１の中心周波数との平均と、光スペクトルモニタ２０のサンプリング点ｍの周波数とが一致する。この場合、周波数ずれを検出する手順において、コントローラ３０は、２個の波長スロット（ｎ、ｎ＋１）の減衰量を変化させる。

図１６は、複数の波長スロットを利用して周波数ずれを検出する方法の一例を示す。図１６に示すスペクトルＰ１は、図１５（ｂ）に示す減衰量が設定されたときに、光スペクトルモニタ２０により検出されるスペクトルを表す。この後、波長選択スイッチ１０は、波長スロットｎ、ｎ＋１の減衰量を変化させる。減衰量の変化は、図１６において、斜線領域で表されている。なお、図１６において、波長スロットｎ、ｎ＋１の中心周波数は、それぞれｆ_n、ｆ_n+1で表記されている。そして、波長スロットｎ、ｎ＋１の減衰量を変化させると、光スペクトルモニタ２０によりスペクトルＰ２が検出される。

この場合、スペクトルＰ２をスペクトルＰ１で除算することにより得られる除算結果スペクトルＲのピークは、周波数Ｆ_peakに現れる。ここで、周波数Ｆ_mは、図１５（ｂ）に示す実施例において、サンプリング点ｍの周波数を表す。すなわち、光スペクトルモニタ２０においては、周波数Ｆ_mが193.8THzである。これに対して、波長選択スイッチ１０においては、ピーク周波数Ｆ_peakに対応する周波数(ｆ_n＋ｆ_n+1)/２が193.8THzである。したがって、周波数Ｆ_mとピーク周波数Ｆ_peakとの差分が、波長選択スイッチ１０と光スペクトルモニタ２０との周波数ずれを表す。すなわち、193.8THzとピーク周波数Ｆ_peakとの差分を計算することで、周波数ずれが検出される。

＜バリエーション２＞
上述した実施例では、光スペクトルモニタ２０の分解能が非常に高い。例えば、図６、図９、図１５に示す例では、光スペクトルモニタ２０の分解能は0.1GHzである。このため、除算結果スペクトルのピーク周波数が精度よく検出され、周波数ずれも精度よく補正される。

ところが、光伝送装置１は、分解能の高い光スペクトルモニタ２０を備えているとは限らない。よって、以下では、光伝送装置１に実装される光スペクトルモニタ２０の分解能が低いケースについて記載する。

図１７は、光スペクトルモニタ２０の分解能が低いケースにおいて周波数ずれを検出する方法の一例を示す。ここでは、波長選択スイッチ１０の分解能よりも、光スペクトルモニタ２０の分解能の方が低いものとする。波長選択スイッチ１０の分解能は、波長スロット間隔の２分の１に相当する。光スペクトルモニタ２０の分解能は、サンプリング周波数間隔に相当する。

図１７に示す例では、４個のサンプリング点（ｍ−１、ｍ、ｍ＋１、ｍ＋２）において光パワーが検出される。各サンプリング点の波長は、Ｆ_m-1、Ｆ_m、Ｆ_m+1、Ｆ_m+2である。白丸印は、波長選択スイッチ１０において指定された波長スロットの減衰量を変化させる前に検出された光パワーの測定値を表す。黒丸印は、波長選択スイッチ１０において指定された波長スロットの減衰量を変化させた後に検出された光パワーの測定値を表す。なお、この実施例では、３個の波長スロット（ｎ−１、ｎ、ｎ＋１）の減衰量が制御される。波長スロットｎ−１、ｎ、ｎ＋１の中心周波数は、それぞれｆ_n-1、ｆ_n、ｆ_n+1である。

光伝送装置１は、除算結果スペクトルＲの対称性を利用して周波数ずれをモニタする。たとえば、図１７（ａ）に示す例では、除算結果スペクトルＲにおいて、周波数Ｆ_mにおける除算値Ｒ_mと周波数Ｆ_m+1における除算値Ｒ_m+1とが互いにほぼ一致している。即ち、除算結果スペクトルＲの形状は、Ｆ_m、Ｆ_m+1の平均周波数に対して対称である。なお、周波数Ｆ_m、Ｆ_m+1は、例えば、最も大きい２個の除算値が得られるサンプリング周波数を選択することにより決定される。

除算値Ｒ_m、Ｒ_m+1が互いにほぼ一致しているときは、ピーク周波数検出部４３は、周波数Ｆ_mと周波数Ｆ_m+1との平均周波数に除算結果スペクトルＲのピークが存在すると推定する。この場合、補正周波数算出部４４は、減衰量が制御される波長スロットの周波数およびピーク周波数検出部４３により推定されるピーク周波数に基づいて、周波数ずれを算出する。図１７（ａ）に示す例では、減衰量が制御される波長スロットの周波数ｆ_SLOTは、３個の波長スロットｎ−１、ｎ、ｎ＋１の中心周波数の平均周波数である。すなわち、波長スロットの周波数ｆ_SLOTは、下式で計算される。
ｆ_SLOT ＝（ｆ_n-1＋ｆ_n＋ｆ_n+1）／３
また、ピーク周波数検出部４３によって推定されるピーク周波数Ｆ_peakは、下式で表される。
Ｆ_peak ＝（Ｆ_m＋Ｆ_m+1）／２
そして、補正周波数算出部４４は、ｆ_SLOTとＦ_peakとの差分を計算することにより周波数ずれを検出する。

一方、図１７（ｂ）に示す例では、周波数Ｆ_mにおける除算値Ｒ_mと周波数Ｆ_m+1における除算値Ｒ_m+1とが異なっている。すなわち、除算結果スペクトルＲの形状は、Ｆ_m、Ｆ_m+1の平均周波数に対して対称ではない。この場合、Ｆ_m、Ｆ_m+1の平均周波数は、除算結果スペクトルＲのピーク周波数とはいえない。

図１８は、光スペクトルモニタ２０の分解能が低いケースにおいて周波数ずれを補正する方法の一例を示す。図１８（ａ）に示す例では、図１７に示す例と同様に、３個の波長スロット（ｎ−１、ｎ、ｎ＋１）の減衰量を変化させることで除算結果スペクトルＲが算出される。以下では、図１８（ａ）において算出される各除算値を「Ｒ₁」を用いて表記する。例えば、Ｒ₁(Ｆ_m)、Ｒ₁(Ｆ_m+1)は、波長スロットｎ−１〜ｎ＋１の減衰量を変化させたときに、サンプリング周波数Ｆ_m、Ｆ_m+1に対して算出される除算値を表す。

図１８（ａ）に示す例では、Ｒ₁(Ｆ_m)がＲ₁(Ｆ_m+1)よりも大きい。すなわち、除算結果スペクトルＲの形状は、Ｆ_m、Ｆ_m+1の平均周波数に対して対称ではない。そこで、コントローラ３０は、減衰量を変化させる波長スロットを追加する。このとき、２つの除算値の比較に基づいて、高周波数側で波長スロットを追加するか、低周波数側で波長スロットを追加するのかが決定される。具体的には、２個の除算値のうちで、高周波数側の除算値の方が小さいときは、先に選択されている波長スロットの高周波数側に隣接する波長スロットが新たに選択される。一方、２個の除算値のうちで、低周波数側の除算値の方が小さいときは、先に選択されている波長スロットの低周波数側に隣接する波長スロットが新たに選択される。図１８（ａ）に示す例では、Ｒ₁(Ｆ_m)よりもＲ₁(Ｆ_m+1)の方が小さい。すなわち、高周波数側の除算値の方が小さい。したがって、コントローラ３０は、図１８（ｂ）に示すように、波長スロットｎ−１〜ｎ＋１の高周波数側に隣接する波長スロット（即ち、波長スロットｎ＋２）の減衰量を変化させる。

図１８（ｂ）に示す例では、波長スロットｎ−１〜ｎ＋２の減衰量を変化させることにより除算結果スペクトルＲが生成される。以下では、図１８（ｂ）において算出される各除算値を「Ｒ₂」を用いて表記する。例えば、Ｒ₂(Ｆ_m)、Ｒ₂(Ｆ_m+1)は、波長スロットｎ−１〜ｎ＋２の減衰量を変化させたときにサンプリング周波数Ｆ_m、Ｆ_m+1に対して算出される除算値を表す。

光伝送装置１は、減衰量を変化させる波長スロットを追加したときに、除算結果スペクトルＲの形状の対称性の変化に基づいて、周波数ずれの補正を制御する。ここでは、波長スロットｎ＋２が追加される前に、図１８（ａ）に示すように、除算結果スペクトルＲの形状の対称性が以下の状態であったものとする。
Ｒ₁(Ｆ_m)＞Ｒ₁(Ｆ_m+1)
波長スロットｎ＋２が追加されたときには、除算結果スペクトルＲの形状の対称性は、以下の３つのパターンにいずれかである。
パターン１：Ｒ₂(Ｆ_m)＞Ｒ₂(Ｆ_m+1)
パターン２：Ｒ₂(Ｆ_m)＝Ｒ₂(Ｆ_m+1)
パターン３：Ｒ₂(Ｆ_m)＜Ｒ₂(Ｆ_m+1)
パターン１が検出されたときは、補正周波数算出部４４は、除算結果スペクトルＲの形状がＦ_m、Ｆ_m+1の平均周波数に対して対称ではなく、且つ、波長スロットｎ＋２の追加により除算スペクトルＲの形状の対称性が変化していないと判定する。この場合、残存周波数ずれがｆ_WSS／２よりも大きいと判定される。ｆ_WSSは、波長スロットの周波数帯の幅を表す。そして、補正周波数算出部４４は、光スペクトルモニタ２０の周波数をｆ_WSS／２だけ補正する。加えて、光伝送装置１は、新たな波長スロットを選択し、その波長スロットの減衰量を変化させる。その後、光伝送装置１は、再度、パターン１〜３のいずが検出されるのかを判定する。すなわち、パターン２またはパターン３が検出されるまで、新たな波長スロットの減衰量を変化させる処理が繰り返し実行される。この処理を繰り返すことにより、残存周波数ずれが段階的に小さくなってゆく。

パターン２が検出されたときは、補正周波数算出部４４は、除算結果スペクトルＲの形状がＦ_m、Ｆ_m+1の平均周波数に対して対称であると判定する。この場合、残存周波数ずれが実質的にｆ_WSS／２であると判定される。したがって、補正周波数算出部４４は、光スペクトルモニタ２０の周波数をｆ_WSS／２だけ補正する。

パターン３が検出されたときは、補正周波数算出部４４は、除算結果スペクトルＲの形状がＦ_m、Ｆ_m+1の平均周波数に対して対称ではなく、且つ、波長スロットｎ＋２の追加により除算スペクトルＲの形状の対称性が変化したと判定する。この場合、残存周波数ずれがｆ_WSS／２よりも小さいと判定される。したがって、補正周波数算出部４４は、光スペクトルモニタ２０の周波数を補正しない。

図１９は、図１７〜図１８に示す実施例において周波数ずれを補正する方法を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、ネットワーク制御装置５０により開始される。また、このフローチャートの処理は、定期的に実行されるようにしてもよい。

Ｓ３１において、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出する。Ｓ３２において、ＷＳＳ制御部３１は、指定された波長スロットの減衰量を変化させる。Ｓ３３において、光スペクトルモニタ２０は、波長選択スイッチ１０の出力光のスペクトルを検出する。すなわち、指定された波長スロットの減衰量が制御された後、スペクトルが検出される。

Ｓ３４において、除算部４２は、Ｓ３３で検出されたスペクトルをＳ３１で検出されたスペクトルで除算する。この結果、複数のサンプリング周波数に対してそれぞれ除算値が生成される。

Ｓ３５において、補正周波数算出部４４は、複数のサンプリング周波数の中から２個のサンプリング周波数を選択する。たとえば、最も大きい除算値および２番目に大きい除算値が得られるサンプリング周波数が選択される。図１７〜図１８に示す実施例では、周波数Ｆ_mおよび周波数Ｆ_m+1が選択される。そして、補正周波数算出部４４は、選択した２個のサンプリング周波数の平均周波数を算出する。すなわち、Ｆ_m、Ｆ_m+1の平均周波数（以下、Ｆ_ave）が算出される。この平均周波数Ｆ_aveは、除算結果スペクトルＲの形状の対称性を判定するために使用される。さらに、補正周波数算出部４４は、平均周波数Ｆ_aveと、最初に指定した波長スロットの中心周波数（即ち、Ｓ３２で指定した波長スロットの中心周波数）との差分を計算することで周波数ずれを検出する。そして、補正周波数算出部４４は、この検出結果に応じて光スペクトルモニタ２０の周波数を補正する。

Ｓ３６において、補正周波数算出部４４は、選択した２個のサンプリング周波数における除算値に基づいて、除算スペクトルＲの形状の対称性を検出する。図１７に示す実施例では、周波数Ｆ_mにおける除算値Ｒ_mと周波数Ｆ_m+1における除算値Ｒ_m+1との比較に基づいて、除算スペクトルＲの形状の対称性が検出される。具体的には、除算スペクトルＲの形状が平均周波数Ｆ_aveに対して対称か否かが判定される。

Ｒ_m、Ｒ_m+1が互いに同じ（又は、ほぼ同じ）であるときは、補正周波数算出部４４は、除算スペクトルＲの形状が平均周波数Ｆ_aveに対して対称であると判定する。この場合、補正周波数算出部４４は、平均周波数Ｆ_aveに除算スペクトルＲのピークが現れると推定する。即ち、Ｓ３２で指定した波長スロットの中心周波数および平均周波数Ｆ_aveが互いに一致すると推定される。よって、Ｓ３６においてＲ_m、Ｒ_m+1が互いにほぼ同じであるときは、周波数ずれ補正処理は終了する。

Ｓ３５による補正は、図８に示すＳ５〜Ｓ７による補正に対応する。ただし、光スペクトルモニタ２０の分解能が低いときは、Ｓ３５による補正の精度は低い。そこで、補正の精度を改善するためにＳ３７〜Ｓ４３の処理が実行される。

除算値Ｒ_mと除算値Ｒ_m+1との差分が所定の閾値より大きいときは（Ｓ３６：Ｎｏ）、Ｓ３７において、ＷＳＳ制御部３１は、次の波長スロットを選択し、その波長スロットの減衰量を変化させる。このとき、上述したように、２個の除算値どうしの比較に基づいて、減衰量を制御すべき波長スロットが選択される。たとえば、Ｒ_m＞Ｒ_m+1であれば、先に指定または選択されている波長スロットに対して高周波数側に隣接する波長スロットが選択される。一方、Ｒ_m＜Ｒ_m+1であれば、先に指定または選択されている波長スロットに対して低周波数側に隣接する波長スロットが選択される。そして、ＷＳＳ制御部３１は、選択した波長スロットの減衰量を変化させる。

Ｓ３８〜Ｓ３９は、Ｓ３３〜Ｓ３４と実質的に同じである。ただし、Ｓ３９では、Ｓ３８で検出されたスペクトルがＳ３１で検出されたスペクトルで除算される。そして、Ｓ４０において、Ｓ３９で得られた除算スペクトルＲの形状の対称性が判定される。

除算値Ｒ_mおよび除算値Ｒ_m+1が互いにほぼ同じであるときは、補正周波数算出部４４は、残存周波数ずれが波長スロットの周波数帯の幅の２分の１（即ち、ｆ_WSS／２）であると判定する。そうすると、補正周波数算出部４４は、Ｓ４１において、光スペクトルモニタ２０の周波数をｆ_WSS／２だけ補正する。

除算値Ｒ_mと除算値Ｒ_m+1との差分が所定の閾値よりも大きいときは、補正周波数算出部４４は、Ｓ４２において、残存周波数ずれがｆ_WSS／２よりも大きいか否かを判定する。例えば、Ｓ３７において波長スロットの減衰量が制御される前と後で、Ｒ_mとＲ_m+1との大小関係が変化した場合には、残存周波数ずれがｆ_WSS／２よりも小さいと判定される。そして、残存周波数ずれがｆ_WSS／２よりも小さければ、周波数ずれ補正処理は終了する。

残存周波数ずれがｆ_WSS／２よりも大きいときは、補正周波数算出部４４は、Ｓ４３において、光スペクトルモニタ２０の周波数をｆ_WSS／２だけ補正する。この結果、残存周波数ずれが縮小する。この後、周波数ずれ補正処理は、Ｓ３７に戻る。すなわち、Ｓ３７〜Ｓ４０、Ｓ４２、Ｓ４３の処理を繰り返し実行することにより、残存周波数ずれが段階的に縮小してゆく。この繰り返し処理は、残存周波数ずれがｆ_WSS／２以下になるまで実行される。

なお、上述の実施例では、図１７〜図１８に示すように、最も大きい除算値および２番目に大きい除算値が使用されるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。たとえば、図１７〜図１８において、周波数Ｆ_m-1およびＦ_m+2における除算値を利用して周波数ずれを補正してもよい。

また、上述の実施例では、図２０（ａ）に示すように、波長ずれが波長に対して変化しないものとしているが、本発明は、図２０（ｂ）に示すように、波長ずれが波長に対して変化するケースにも適用可能である。ただし、波長ずれが波長に対して変化するケースでは、複数の測定点において波長ずれを検出する。図２０（ｂ）に示す例では、波長λｘ、λｙ（或いは、周波数ｆｘ、ｆｙ）において波長ずれが検出される。そして、この検出により得られる検出値Ｐ１、Ｐ２を通過する直線を生成することで、波長と波長ずれとの対応関係が得られる。この場合、この対応関係を表す情報は、光伝送装置１内のメモリに格納される。そして、光伝送装置１は、この対応関係に基づいて入力光信号の波長に対応する波長ずれを検出し、検出した波長ずれに応じて可変減衰器（ＷＳＳ）１０を制御する。この構成によれば、各波長チャネルの光パワーの調整の精度が向上する。

１ 光伝送装置
１０ 波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
２０ 光スペクトルモニタ（ＯＣＭ）
２１ 波長可変フィルタ
２４ スペクトル情報テーブル
３０ コントローラ
３１ ＷＳＳ制御部
３２ ＯＣＭ制御部
４２ 除算部
４３ ピーク周波数検出部
４４ 補正周波数算出部

Claims (6)

1. 複数の波長スロットそれぞれについて入力光に対する減衰量を調整する波長選択スイッチと、
   前記波長選択スイッチの出力光のスペクトルを検出する光スペクトルモニタと、
   前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する波長ずれ検出部と、を備え、
   前記波長ずれ検出部は、
   前記波長選択スイッチが第１の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第１のスペクトルを取得し、
   前記第１の状態に対して前記複数の波長スロットの中の所定の波長スロットの減衰量を変化させることで前記波長選択スイッチを第２の状態に制御し、
   前記波長選択スイッチが前記第２の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第２のスペクトルを取得し、
   前記第２のスペクトルを前記第１のスペクトルで除算して除算結果スペクトルを生成し、
   前記除算結果スペクトルにおいてピーク又はディップが現れる注目周波数を検出し、
   前記注目周波数および前記波長選択スイッチにおいて前記所定の波長スロットに対応する周波数に基づいて、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する
   ことを特徴とする光伝送装置。
2. 前記第２の状態における前記所定の波長スロットの減衰量は、前記第１の状態における前記所定の波長スロットの減衰量よりも小さく、
   前記波長ずれ検出部は、前記注目周波数として、前記除算結果スペクトルにおいてピークが現れるピーク周波数を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
3. 前記波長ずれ検出部は、前記ピーク周波数と前記波長選択スイッチにおいて前記所定の波長スロットに対応する周波数との差分を算出することにより前記波長ずれを検出する
   ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送装置。
4. 複数の光信号が多重化された波長分割多重光信号が前記波長選択スイッチに入力されるときに、前記波長ずれ検出部は、前記複数の光信号の中から許容ビット誤り率に対して最もマージンの大きい光信号を選択し、選択した光信号のスペクトルを用いて前記除算結果スペクトルを生成する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光伝送装置。
5. 複数の波長スロットそれぞれについて入力光に対する減衰量を調整する波長選択スイッチ、および前記波長選択スイッチの出力光のスペクトルを検出する光スペクトルモニタを備える光伝送装置において、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する波長ずれ検出方法であって、
   前記波長選択スイッチが第１の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第１のスペクトルを取得し、
   前記第１の状態に対して前記複数の波長スロットの中の所定の波長スロットの減衰量を変化させることで前記波長選択スイッチを第２の状態に制御し、
   前記波長選択スイッチが前記第２の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第２のスペクトルを取得し、
   前記第２のスペクトルを前記第１のスペクトルで除算して除算結果スペクトルを生成し、
   前記除算結果スペクトルにおいてピーク又はディップが現れる注目周波数を検出し、
   前記注目周波数および前記波長選択スイッチにおいて前記所定の波長スロットに対応する周波数に基づいて、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出する
   ことを特徴とする波長ずれ検出方法。
6. 複数の波長スロットそれぞれについて入力光に対する減衰量を調整する波長選択スイッチ、および前記波長選択スイッチの出力光のスペクトルを検出する光スペクトルモニタを備える光伝送装置において、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを補正する波長ずれ補正方法であって、
   前記波長選択スイッチが第１の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第１のスペクトルを取得する第１の工程、
   前記第１の状態に対して前記複数の波長スロットの中の所定の波長スロットの減衰量を変化させることで前記波長選択スイッチを第２の状態に制御する第２の工程、
   前記波長選択スイッチが前記第２の状態で前記入力光を処理するときに前記光スペクトルモニタにより検出される第２のスペクトルを取得する第３の工程、
   前記第２のスペクトルを前記第１のスペクトルで除算して除算結果スペクトルを生成する第４の工程、
   前記除算結果スペクトルの対称性を判定するための所定の周波数および前記波長選択スイッチにおいて前記所定の波長スロットに対応する周波数に基づいて、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれを検出して補正する第５の工程、
   前記所定の周波数に対して前記除算結果スペクトルの対称性を判定する第６の工程、を有し、
   前記第６の工程において、前記除算結果スペクトルが前記所定の周波数に対して対称でないと判定されたときに、
   前記所定の波長スロットまたは先に選択されている波長スロットに隣接する追加波長スロットの減衰量を変化させる第７の工程、
   前記追加波長スロットの減衰量を変化させた後に前記光スペクトルモニタにより検出される新たなスペクトルを取得する第８の工程、
   前記新たなスペクトルを前記第１のスペクトルで除算して新たな除算結果スペクトルを生成する第９の工程、
   前記新たな除算結果スペクトルの対称性を判定する第１０の工程、
   前記新たな除算結果スペクトルが前記所定の周波数に対して対称でないと判定されたときに、前記波長スロットの帯域幅に基づいて、前記波長選択スイッチと前記光スペクトルモニタとの間の波長ずれをさらに補正する第１１の工程、を
   前記第６の工程において判定された対称性に対して、前記新たな除算結果スペクトルの対称性が変化するまで繰り返し実行する
   ことを特徴とする波長ずれ補正方法。

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