JP2019054404A - 伝送装置及び信号監視方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 光信号の帯域の狭窄化の影響を容易に測定することができる伝送装置及び信号監視方法を提供する。【解決手段】 伝送装置は、光信号を受信する受信部と、前記光信号から前記光信号のスペクトルに関するスペクトル情報を取得する取得部と、前記光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、前記スペクトル情報に基づき算出することにより前記光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出する狭窄化算出部とを有する。【選択図】図１３

Description

本件は、伝送装置及び信号監視方法に関する。
ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）などの光分岐挿入装置には、波長多重光信号に対し任意の波長の光信号を多重分離（アド（挿入）／ドロップ（分岐））する波長選択スイッチ（WSS: Wavelength Selective Switch）が設けられている（特許文献１及び２）。波長選択スイッチには、選択可能な各波長に対応するフィルタ通過帯域が設けられているため、光信号は、光分岐多重装置を通過するたびに、フィルタ通過帯域の累積によって帯域が狭窄化（PBN: PassBand Narrowing）する。
例えば長距離伝送を行う基幹系ネットワークでは、アド／ドロップ対象の信号数が少ないため、狭窄化の影響は小さいが、都市部などにおける短距離伝送を行うメトロネットワークでは、アド／ドロップ対象の信号数が多いため、帯域の狭窄化の影響は大きい。
特開２０１１−１６０１６２号公報 特開２０１７−１１５０６号公報
光信号には、ＦＥＣ（Forward Error Correction）符号などの誤り訂正符号が含まれる。狭窄化の影響が小さい場合、オーバヘッド量が多い誤り訂正符号を用いれば光信号の伝送距離は延びる。
しかし、光信号のスペクトルの帯域幅は、誤り訂正符号のオーバヘッド量が多いほど増加するため、狭窄化の影響が大きい場合、スペクトルの端部が削られることにより光信号のクロックリカバリが失敗し、光信号の復調処理が不可能となることがある。したがって、狭窄化の影響が大きい場合、オーバヘッド量が多い誤り訂正符号を用いると、かえって伝送距離が短くなることがある。
これに対し、例えば狭窄化の影響を測定すれば、測定結果に応じて適切な誤り訂正符号を選択することができるが、その測定には、例えば、ネットワーク内のアド／ドロップ対象の信号数などのネットワーク運用状態に関する多くのパラメータから複雑な計算を行う必要がある。
そこで本件は、光信号の帯域の狭窄化の影響を容易に測定することができる伝送装置及び信号監視方法を提供することを目的とする。
１つの態様では、伝送装置は、光信号を受信する受信部と、前記光信号から前記光信号のスペクトルに関するスペクトル情報を取得する取得部と、前記光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、前記スペクトル情報に基づき算出することにより前記光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出する狭窄化算出部とを有する。
１つの態様では、信号監視方法は、光信号を受信し、前記光信号から前記光信号のスペクトルに関するスペクトル情報を取得し、前記光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、前記スペクトル情報に基づき算出することにより前記光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出する方法である。
１つの側面として、光信号の帯域の狭窄化の影響を容易に測定することができる。
ネットワーク及びＲＯＡＤＭの一例を示す構成図である。 ＦＥＣ符号のオーバヘッド量と帯域の狭窄化の影響に応じた光信号のスペクトルの例を示す図である。 ＦＥＣ符号のオーバヘッド量と帯域の狭窄化の影響に応じた伝送距離と信号品質の関係の例を示す図である。 送信器の一例を示す構成図である。 受信器の一例を示す構成図である。 ネットワーク監視制御装置の一例を示す構成図である。 スペクトル中のクロック周波数成分、及びサンプリング位相の変化に対するタイミング誤差の変化の一例を示す図である。 ＦＥＣ方式ごとの狭窄低下度及び信号品質値の一例を示す図である。 ＦＥＣ方式ごとの中心周波数に対する狭窄低下度及び信号品質値の変化の一例を示す図である。 ネットワーク監視制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。 予等化処理の一例を示す図である。 ノード間の通信経路の例を示す図である。 第１実施例における設定処理部を示す構成図である。 第１実施例における設定処理部の動作を示すフローチャートである。 第２実施例における設定処理部を示す構成図である。 第２実施例における設定処理部の動作を示すフローチャートである。 第３実施例における設定処理部を示す構成図である。 第３実施例における設定処理部の動作を示すフローチャートである。
図１は、ネットワーク及びＲＯＡＤＭの一例を示す構成図である。ネットワークには、ネットワーク監視制御装置９１とノード＃１〜＃４とが含まれている。ノード＃１〜＃４は、一例として、メッシュ状のネットワークを構成するように、伝送路である光ファイバを介し互いに接続されている。なお、ネットワーク内のノード数に限定はない。
ネットワーク監視制御装置９１は、例えば監視制御用のＬＡＮ（Local Area Network）を介して各ノード＃１〜＃４と通信することにより各ノード＃１〜＃４を監視制御する。ネットワーク監視制御装置９１としては、例えばＯｐＳ（Operation System）が挙げられる。
各ノード＃１〜＃４には、伝送装置の一例としてＲＯＡＤＭ９０が設けられている。図１では、一例としてノード＃２のＲＯＡＤＭ９０の構成が示されているが、他のノード＃１，＃３，＃４のＲＯＡＤＭ９０もノード＃２と同様の構成を有する。
ＲＯＡＤＭ９０は、設定処理部１と、光増幅器２０，２４と、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）２１，２３と、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ２２ａ，２２ｂと、マルチキャストスイッチ（MCS: Multicast Switch）２５，２６とを有する。さらに、ＲＯＡＤＭ９０は、複数の受信器２７と、複数の送信器２８と、光−電気変換部（Ｏ／Ｅ）２９０と、電気−光変換部（Ｅ／Ｏ）２９１とを有する。なお、図１には、例えば、ノード＃１側の方路から入力された波長多重光信号Ｓｍをノード＃３側の方路に出力するための構成が示されている。
ＲＯＡＤＭ９０に入力された波長多重光信号ＳｍはＷＤＭカプラ２２ａに入力される。ＷＤＭカプラ２２ａは、波長多重光信号Ｓｍから監視制御チャネルの波長の光信号Ｓｃを分離して光−電気変換部２９０に出力する。光−電気変換部２９０は、例えばフォトダイオードなどを含む回路により構成され、光信号Ｓｃを電気的な制御信号に変換して設定処理部１に出力する。なお、光信号Ｓｃは、ノード＃１〜＃４間の監視制御チャネル（OSC: Optical Supervisory Channel）の制御信号として機能する。光信号Ｓｃを分離された波長多重光信号Ｓｍは光増幅器２０に入力される。
光増幅器２０は、例えばレーザダイオードなどの光源とエルビウムドープファイバなどを備え、波長多重光信号Ｓｍを増幅して波長選択スイッチ２１に出力する。なお、光増幅器２０の増幅率は、例えば設定処理部１により設定される。
波長選択スイッチ２１は、波長多重光信号Ｓｍからドロップ対象の波長の光信号Ｓｄを選択してマルチキャストスイッチ２５に出力する。
マルチキャストスイッチ２５は、複数の光スプリッタ及び光スイッチを備え、入力ポートから入力された光信号Ｓｄを任意の出力ポートから出力する。マルチキャストスイッチ２５の各出力ポートには受信器２７が接続されている。
受信器２７は、マルチキャストスイッチ２５の出力ポートから出力された光信号Ｓｄを受信する。受信器２７の構成については後述する。
波長選択スイッチ２１は、他の波長の光信号を含む波長多重光信号Ｓｍを波長選択スイッチ２３に導く。なお、波長選択スイッチ２１により選択される光信号Ｓｄの波長は、例えば設定処理部１により設定される。
波長選択スイッチ２３は、波長多重光信号Ｓｍと、アド対象の波長の光信号Ｓａとを選択し波長多重することにより新たな波長多重光信号Ｓｍを生成して光増幅器２４に出力する。なお、波長選択スイッチ２３により選択される光信号Ｓａの波長は、例えば設定処理部１により設定される。
光信号Ｓａは、マルチキャストスイッチ２６から波長選択スイッチ２３に入力される。マルチキャストスイッチ２６の各入力ポートには送信器２８が接続されている。各送信器２８は、光信号をマルチキャストスイッチ２６に出力する。送信器２８の構成については後述する。
マルチキャストスイッチ２６は、光カプラ及び複数の光スイッチを備え、各入力ポートから入力された光信号を多重して光信号Ｓａを生成し、出力ポートを介して波長選択スイッチ２３に出力する。波長選択スイッチ２３は、新たな波長多重光信号Ｓｍを光増幅器２４に出力する。
光増幅器２４は、例えばレーザダイオードなどの光源とエルビウムドープファイバなどを備え、波長選択スイッチ２３に入力された波長多重光信号Ｓｍを増幅する。なお、光増幅器２０の増幅率は、例えば設定処理部１により設定される。光増幅器２４から出力された波長多重光信号ＳｍはＷＤＭカプラ２２ｂに入力される。
光信号Ｓｃは、電気−光変換部２９１からＷＤＭカプラ２２ｂに入力される。電気−光変換部２９１は、例えばレーザダイオードを備え、設定処理部１から入力された電気的な制御信号を光信号Ｓｃに変換してＷＤＭカプラ２２ｂに出力する。
ＷＤＭカプラ２２ｂは、波長多重光信号Ｓｍに光信号Ｓｃを合波する。光信号Ｓｃを合波された波長多重光信号Ｓｍは隣接ノードに出力される。
また、設定処理部１は、ネットワーク監視制御装置９１と通信し、ネットワーク監視制御装置９１の指示に従いＲＯＡＤＭ９０に各種の設定を行う。より具体的には、設定処理部１は、例えば、光増幅器２０，２４、波長選択スイッチ２１，２３、受信器２７、及び送信器２８の各設定を行う。なお、設定処理部１の構成については後述する。
波長選択スイッチ２１，２３には、選択可能な各波長に対応するフィルタ通過帯域が設けられているため、波長多重光信号Ｓｍに波長多重された各光信号は、ＲＯＡＤＭ９０を通過するたびに、フィルタ通過帯域の累積によって帯域が狭窄化する。例えば長距離伝送を行う基幹系ネットワークでは、アド／ドロップ対象の信号数が少ないため、狭窄化の影響は小さいが、都市部などにおける短距離伝送を行うメトロネットワークでは、アド／ドロップ対象の信号数が多いため、狭窄化の影響は大きい。
光信号には、ＦＥＣ符号などの誤り訂正符号が含まれる。狭窄化の影響が小さい場合、オーバヘッド量が多い誤り訂正符号を用いれば光信号の伝送距離は延びる。しかし、光信号のスペクトルの帯域幅は、誤り訂正符号のオーバヘッド量が多いほど増加するため、帯域の狭窄化の影響が大きい場合、スペクトルの端部が削られることにより光信号のクロックリカバリが失敗し、光信号の復調処理が不可能となることがある。
図２は、ＦＥＣ符号のオーバヘッド量と帯域の狭窄化の影響に応じた光信号のスペクトルの例を示す図である。符号Ｇａ，Ｇｂ，Ｇａ’，Ｇｂ’が示すグラフにおいて、横軸は周波数（GHz）を示し、縦軸は光信号のパワー（dB）を示す。
符号Ｇａは、狭窄化の影響が小さい場合において、オーバヘッド量が多いＦＥＣ符号を用いたときのスペクトルＷｓの一例を示し、符号Ｇｂは、狭窄化の影響が小さい場合において、オーバヘッド量が少ないＦＥＣ符号を用いたときのスペクトルＷｓの一例を示す。また、符号Ｗｏは、ＦＥＣ符号を用いない場合のスペクトルを示し、符号Ｗｆは、光信号の伝送路上の透過帯域を示す。
オーバヘッド量が多いときのスペクトルＷｓの帯域幅ＢＷａは、オーバヘッド量が少ないときのスペクトルＷｓの帯域幅ＢＷｂより広い。しかし、透過帯域Ｗｆの幅は帯域幅ＢＷａ，ＢＷｂより十分に広いため、スペクトルＷｓの端部が削られることはない。
また、符号Ｇａ’は、狭窄化の影響が大きい場合において、オーバヘッド量が多いＦＥＣを用いたときのスペクトルＷｓの一例を示し、符号Ｇｂ’は、狭窄化の影響が大きい場合において、オーバヘッド量が少ないＦＥＣ符号を用いたときのスペクトルＷｓの一例を示す。この場合、波長選択スイッチ２１，２３の透過帯域Ｗｆ’の幅は、上記の場合の透過帯域Ｗｆより狭く、オーバヘッド量が多いときのスペクトルＷｓの帯域幅ＢＷａに対して狭い。
このため、オーバヘッド量が多いときのスペクトルＷｓの端部は、斜線で示されているように削られる。これに対し、オーバヘッド量が少ないとき、スペクトルＷｓの幅は透過帯域Ｗｆ’より狭いため、スペクトルＷｓの端部は削られない。したがって、狭窄化の影響が大きい場合、ＦＥＣ符号のオーバヘッド量を増加させても、スペクトルの端部が削られることにより光信号のクロックリカバリが失敗することで伝送距離が延びないことがある。
図３は、ＦＥＣ符号のオーバヘッド量と帯域の狭窄化の影響に応じた伝送距離と信号品質の関係の例を示す図である。図３のグラフにおいて、横軸は伝送距離を示し、縦軸は信号品質を示す。ここで、信号品質としては、例えばビットエラーレートやＱ値が挙げられる。信号品質は、伝送距離が延びるほど低下する。
符号Ｌａは、狭窄化の影響が小さい場合においてオーバヘッド量が多いＦＥＣ符号を用いたときの関係を示し、上記の符号Ｇａの光信号に対応する。符号Ｌｂは、狭窄化の影響が小さい場合においてオーバヘッド量が少ないＦＥＣ符号を用いたときの関係を示し、上記の符号Ｇｂの光信号に対応する。狭窄化の影響が小さい場合、オーバヘッド量が多いほど、伝送距離が延びる。
また、符号Ｌａ’は、狭窄化の影響が大きい場合においてオーバヘッド量が多いＦＥＣ符号を用いたときの関係を示し、上記の符号Ｇａ’の光信号に対応する。符号Ｌｂ’は、狭窄化の影響が大きい場合においてオーバヘッド量が少ないＦＥＣ符号を用いたときの関係を示し、上記の符号Ｇｂ’の光信号に対応する。
狭窄化の影響が大きい場合、オーバヘッド量が多いＦＥＣ符号を用いると、上述した理由により光信号のクロックリカバリが失敗するため、伝送距離が延びない（符号Ｆ参照）。このため、狭窄化の影響が大きい場合、オーバヘッド量が少ないほど、伝送距離が延びる。
これに対し、例えば狭窄化の影響を測定すれば、測定結果に応じて適切な誤り訂正符号を選択することができるが、その測定には、例えば、ネットワーク内のアド／ドロップ対象の信号数などのネットワーク運用状態に関する多くのパラメータから複雑な計算を行う必要がある。
そこで、ＲＯＡＤＭ９０は、他のノード＃１〜＃４から受信した光信号のスペクトルから光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出することにより、狭窄化の影響を容易に測定する。本例では、狭窄化の指標値の一例として、光信号Ｓｔの帯域の狭窄化の小ささを表す狭窄低下度を用いるが、これに限定されず、光信号Ｓｔの帯域の狭窄化の大きさを表す値が用いられてもよい。
図４は、送信器２８の一例を示す構成図である。送信器２８は、偏波多重方式を用い、デジタルコヒーレント光伝送方式に従って光信号Ｓｔを送信する。
送信器２８は、送信処理回路８０と、デジタルアナログ変換器（DAC: Digital-to-Analog Converter）８２ａ〜８２ｄと、マッハツェンダ変調器（MZM: Mach-Zehnder Modulator）８３ａ〜８３ｄとを有する。さらに、送信器２８は、偏波ビームコンバイナ（PBC: Polarization Beam Combiner）８５と、偏波ビームスプリッタ（PBS: Polarization Beam Splitter）８６と、光源８７と、通信処理部８８とを有する。
送信処理回路８０は、他装置から入力されたデータ信号Ｄｔからデジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑを生成する。送信処理回路８０は、ＦＥＣ生成部８００と、マッピング部８０１と、予等化処理部８０２とを有する。なお、送信処理回路８０としては、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）が挙げられるが、これに限定されず、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）であってもよい。また、送信処理回路８０には、上記以外の機能が含まれてもよい。
ＦＥＣ生成部８００は、データ信号ＤｔからＦＥＣ符号を生成しデータ信号Ｄｔに付与する。なお、ＦＥＣ符号は誤り訂正符号の一例である。ＦＥＣ生成部８００は、ＦＥＣ符号が付与されたデータ信号Ｄｔをマッピング部８０１に出力する。
マッピング部８０１は、データ信号Ｄｔを変調処理（例えばＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation））のシンボルにマッピングする。マッピング部８０１は、Ｘ偏波及びＹ偏波にそれぞれ割り当てるデータ信号Ｄｔのデータ成分のマッピング処理を実行する。マッピング部８０１は、Ｘ偏波及びＹ偏波のデータ成分を予等化処理部８０２に出力する。
予等化処理部８０２は、Ｘ偏波及びＹ偏波のデータ成分に対し予等化処理を行う。より具体的には、予等化処理部８０２は、データ成分に対し、予め伝送路特性とは逆の特性を電気的に与えておくことにより伝送路特性による信号波形の歪みを抑制する。なお、予等化処理部８０２は、設定処理部１から予等化処理に用いられる透過帯域の逆特性が設定される。予等化処理部８０２は、Ｘ偏波及びＹ偏波のデータ成分を、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，ＹｑとしてＤＡＣ８２ａ〜８２ｄにそれぞれ出力する。
ここで、デジタル信号ＸｉはＸ偏波の同相成分であり、デジタル信号ＸｑはＸ偏波の直交位相成分である。また、デジタル信号ＹｉはＹ偏波の同相成分であり、デジタル信号ＹｑはＹ偏波の直交位相成分である。
ＤＡＣ８２ａ〜８２ｄは、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑをそれぞれアナログ信号に変換する。アナログ信号は、ＭＺＭ８３ａ〜８３ｄに入力される。なお、ＤＡＣ８２ａ〜８２ｄは、送信処理回路８０内に構成されてもよい。
光源８７は、例えばレーザダイオードなどから構成され、所定の中心周波数の送信光ＬＯｓをＰＢＳ８６に出力する。ＰＢＳ８６は、送信光ＬＯｓをＸ軸及びＹ軸（偏光軸）に分離する。送信光ＬＯｓのＸ軸成分はＭＺＭ８３ａ，８３ｂにそれぞれ入力され、送信光ＬＯｓのＹ軸成分はＭＺＭ８３ｃ，８３ｄにそれぞれ入力される。
ＭＺＭ８３ａ〜８３ｄは、ＤＡＣ８２ａ〜８２ｄからのアナログ信号に基づき送信光ＬＯｓを光変調する。より具体的には、ＭＺＭ８３ａ，８３ｂは、送信光ＬＯｓのＸ軸成分をＤＡＣ８２ａ，８２ｂからのアナログ信号に基づき光変調し、ＭＺＭ８３ｃ，８３ｄは、送信光ＬＯｓのＹ軸成分をＤＡＣ８２ｃ，８２ｄからのアナログ信号に基づき光変調する。
光変調された送信光ＬＯｓのＸ軸成分及びＹ軸成分はＰＢＣ８５に入力される。ＰＢＣ８５は、送信光ＬＯｓのＸ軸成分及びＹ軸成分を偏波合成することにより光信号Ｓｔを生成しマルチキャストスイッチ２５に出力する。
通信処理部８８は、例えばＦＰＧＡなどの論理回路により構成され、送信器２８と設定処理部１の間の通信を処理する。設定処理部１は、通信処理部８８を介し、ＦＥＣ生成部８００に対してＦＥＣ符号の種別（例えばリードソロモン符号）を設定し、光源８７に対して光信号Ｓｔの中心周波数を設定する。また、設定処理部１は、通信処理部８８を介し、予等化処理部８０２に対して予等化処理に用いられる透過帯域の逆特性を設定する。
図５は、受信器２７の一例を示す構成図である。受信器２７は、同相成分及び直交位相成分を含む光信号Ｓｔを受信する。
受信器２７は、受信処理回路７０と、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Convertor）７２ａ〜７２ｄと、フーリエ変換部（FFT: Fast Fourier Transform）７７と、通信処理部７８と、コヒーレント受信器７９とを有する。コヒーレント受信器７９は、光信号Ｓｔを受信する受信部の一例であり、光源７１と、フォトダイオード（PD: Photodiode）７３ａ〜７３ｄと、９０度光ハイブリッド回路７４０，７４１と、ＰＢＳ７５，７６とを有する。
ＰＢＳ２６は、光信号ＳｔをＸ軸成分及びＹ軸成分に分離して９０度光ハイブリッド回路７４０，７４１にそれぞれ出力する。また、光源７１は、例えばレーザダイオードなどから構成され、所定の中心周波数の局発光ＬＯｒをＰＢＳ７５に入力する。ＰＢＳ７５は、局発光ＬＯｒをＸ軸成分及びＹ軸成分に分離して９０度光ハイブリッド回路７４０，７４１にそれぞれ出力する。
９０度光ハイブリッド回路７４０は、光信号ＳｔのＸ軸成分及び局発光ＬＯｒのＸ軸成分を干渉させるための導波路を有し、光信号ＳｔのＸ軸成分を検波する。９０度光ハイブリッド回路７４０は、検波結果として、同相成分及び直交位相成分の振幅及び位相に応じた光成分をＰＤ７３ａ，７３ｂにそれぞれ出力する。
９０度光ハイブリッド回路７４１は、光信号ＳｔのＹ軸成分及び局発光ＬＯｒのＹ軸成分を干渉させるための導波路を有し、光信号ＳｔのＹ軸成分を検波する。９０度光ハイブリッド回路７４１は、検波結果として、同相成分及び直交位相成分の振幅及び位相に応じた光成分をＰＤ７３ｃ，７３ｄにそれぞれ出力する。
ＰＤ７３ａ〜７３ｄは、９０度光ハイブリッド回路７４０，７４１から入力された光成分を電気信号に変換して、電気信号をＡＤＣ７２ａ〜７２ｄにそれぞれ出力する。ＡＤＣ７２ａ〜７２ｄは、ＰＤ７３ａ〜７３ｄから入力された電気信号をデジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑにそれぞれ変換する。デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑは受信処理回路７０及びフーリエ変換部７７に入力される。
受信処理回路７０は、固定等化処理部７００と、適応等化処理部７０１と、位相同期処理部７０２と、復調処理部７０３と、ＦＥＣ処理部７０４とを有する。なお、受信処理回路７０としては、例えばＤＳＰが挙げられるが、これに限定されず、例えばＦＰＧＡであってもよい。また、受信処理回路７０には、上記以外の機能が含まれてもよい。
固定等化処理部７００は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑに対し固定的な等化処理を行う。より具体的には、固定等化処理部７００は、伝送路上の波長分散や非線形光学効果などにより生じた光信号Ｓｔの波形歪みを固定的なパラメータに基づいて補償する。固定等化処理部７００は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑを適応等化処理部７０１に出力する。
適応等化処理部７０１は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑに対し適応的な等化処理を行う。より具体的には、適応等化処理部７０１は、伝送路上の波長分散や非線形光学効果などにより生じた光信号Ｓｔの波形歪みを動的なパラメータに基づいて補償する。適応等化処理部７０１は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑを位相同期処理部７０２に出力する。
位相同期処理部７０２は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑが変調方式に応じた信号コンスタレーション（信号空間ダイヤグラム）により正常に復調処理されるように、送信器２８の光源８７の周波数と局発光源２の間の周波数の差分及び位相の差分を補正する。位相同期処理部７０２は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑを復調処理部７０３に出力する。
復調処理部７０３は、変調方式に応じた信号コンスタレーションに基づいて信号点を認識することにより、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑを復調処理する。復調処理部７０３は、復調処理において、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑからクロック信号を抽出する（つまりクロックリカバリが行われる）。このため、復調処理部７０３は、上述したように、光信号Ｓｔの帯域の狭窄化の影響が大きい場合、クロックリカバリに失敗して復調処理を行えないことがある。復調処理部７０３は、復調処理で得たデータ信号ＤｔをＦＥＣ処理部７０４に出力する。
ＦＥＣ処理部７０４は、データ信号Ｄｔのデータ誤りを、そのＦＥＣ符号により訂正する。ＦＥＣ処理部７０４は、データ信号Ｄｔを他装置に出力する。
フーリエ変換部７７は、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，Ｙｑを高速フーリエ変換することにより光信号Ｓｔのスペクトルに関するスペクトル情報を生成する。なお、本例のフーリエ変換部７７には、デジタル信号Ｘｉ，Ｘｑ，Ｙｉ，ＹｑがＡＤＣ７２ａ〜７２ｄから入力されるが、これに限定されず、固定等化処理部７００、適応等化処理部７０１、または位相同期処理部７０２から入力されてもよい。
通信処理部７８は、例えばＦＰＧＡなどの論理回路により構成され、受信器２７と設定処理部１の間の通信を処理する。設定処理部１は、通信処理部７８を介し、ＦＥＣ処理部７０４に対してＦＥＣ符号の種別を設定し、光源７１に対して光信号Ｓｔの中心周波数を設定する。また、設定処理部１は、通信処理部７８を介し、フーリエ変換部７７からスペクトル情報を取得する。スペクトル情報は、後述するように光信号Ｓｔの帯域の狭窄低下度の算出に用いられる。
ネットワーク監視制御装置９１は、各ノード＃１〜＃４のＲＯＡＤＭ９０間で光信号Ｓｔ（波長多重光信号Ｓｍ）の伝送を開始する前に光信号Ｓｔの帯域の狭窄低下度を予想し、その予想結果に応じて送信器２８及び受信器２７にＦＥＣ符号の種別及び光信号Ｓｔの中心周波数を設定する。
図６は、ネットワーク監視制御装置９１の一例を示す構成図である。ネットワーク監視制御装置９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３１、ＲＡＭ（Random Access Memory）３２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３３、通信ポート３４、入力装置３５、及び出力装置３６を有する。ＣＰＵ３０は、互いに信号の入出力ができるように、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２、ＨＤＤ３３、通信ポート３４、入力装置３５、及び出力装置３６と、バス３９を介して接続されている。
ＲＯＭ３１は、ＣＰＵ３０を駆動するプログラムが格納されている。ＲＡＭ３２は、ＣＰＵ３０のワーキングメモリとして機能する。通信ポート３４は、例えばＬＡＮスイッチであり、各ノード＃１〜＃４のＲＯＡＤＭ９０との間の通信を処理する。
入力装置３５は、ネットワーク監視制御装置９１に情報を入力する装置である。入力装置３５としては、例えばキーボード、マウス、及びタッチパネルなどが挙げられる。入力装置３５は、入力された情報を、バス３９を介しＣＰＵ３０に出力する。
出力装置３６は、ネットワーク監視制御装置９１の情報を出力する装置である。出力装置３６としては、例えばディスプレイ、タッチパネル、及びプリンタなどが挙げられる。出力装置３６は、ＣＰＵ３０からバス３９を介して情報を取得して出力する。
ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１からプログラムを読み込むと、機能として、動作制御部３００、帯域狭窄モニタ部３０１、信号品質算出部３０２、ＦＥＣ選択部３０３、周波数決定部３０４、及びノード設定部３０５が形成される。また、ＨＤＤ３３には、パスデータベース（ＤＢ）３３０、送信信号スペクトルデータベース（ＤＢ）３３１、透過帯域データベース（ＤＢ）３３２、信号種別情報３３３、及び伝送路情報３３４が格納されている。
動作制御部３００はネットワーク監視制御装置９１の全体の動作を制御する。動作制御部３００は、所定のシーケンスに従い帯域狭窄モニタ部３０１、信号品質算出部３０２、ＦＥＣ選択部３０３、周波数決定部３０４、及びノード設定部３０５に対して動作を指示する。
パスＤＢ３３０には、光パスを介し光信号Ｓｔを送受信する送信器２８及び受信器２７の組み合わせが登録されている。動作制御部３００は、パスＤＢ３３０から送信器２８及び受信器２７の組み合わせを選択し、その光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質の予測処理を実行する。動作制御部３００は、帯域狭窄モニタ部３０１に狭窄低下度の予測を指示する。
帯域狭窄モニタ部３０１は、送信信号スペクトルＤＢ３３１と透過帯域ＤＢ３３２から狭窄低下度を予測する。送信信号スペクトルＤＢ３３１には、送信器２８ごとに光信号Ｓｔの送信時のスペクトルを示す送信スペクトル情報Ｓ（ｆ）が登録されている。送信スペクトル情報Ｓ（ｆ）には、光信号Ｓｔに用いられるＦＥＣ符号の種類ごとに、光信号Ｓｔの中心周波数ｆの変化に対する変化量が含まれる。
透過帯域ＤＢ３３２には、光信号Ｓｔの光パスに沿った伝送路上の透過帯域を示す透過帯域情報Ｈ（ｆ）が登録されている。なお、送信スペクトル情報Ｓ（ｆ）及び透過帯域情報Ｈ（ｆ）は、シミュレーションにより算出された情報であってもよいし、実測により得られた情報であってもよい。なお、透過帯域情報Ｈ（ｆ）の測定には、例えば、文献「G.Wellbrock et al., OFC2010, NWC1.」に記載された方法、または特開２０１７−３８２２８号公報に記載された方法を用いることができる。
Ａ（ｆ）＝Ｓ（ｆ）・Ｈ（ｆ） ・・・（１）
帯域狭窄モニタ部３０１は、スペクトル算出部３０１ａ及び影響分析部３０１ｂを有する。スペクトル算出部３０１ａは、例えば送信スペクトル情報Ｓ（ｆ）及び透過帯域情報Ｈ（ｆ）から上記の式（１）に基づき受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を算出する。受信スペクトル情報Ａ（ｆ）は、受信器２７で受信される光信号Ｓｔ、つまり伝送後の光信号Ｓｔのスペクトルを示す。スペクトル算出部３０１ａは、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を影響分析部３０１ｂに出力する。
影響分析部３０１ｂは、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）から帯域の狭窄化の影響を分析する。影響分析部３０１ｂは、光信号Ｓｔからクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）に基づき算出することにより狭窄低下度を算出する。つまり、影響分析部３０１ｂは、クロックリカバリに用いられるサンプリングタイミング誤差検出器の特徴を利用することにより、狭窄低下度を算出する。
Figure 2019054404
より具体的には、影響分析部３０１ｂは、上記の式（２）または式（３）及び式（４）を用いて狭窄低下度を算出する。式（２）は、Gardner方式に基づくサンプリングタイミングの誤差ｅの算出式であり、式（３）及び式（４）は、Yan方式に基づくサンプリングタイミングの誤差ｅの算出式である。サンプリングタイミングの誤差ｅとは、光信号Ｓｔからクロック信号を抽出する場合の適切なタイミング位相からのずれである。
式（２）及び式（４）において、変数Ｉは光信号Ｓｔの同相成分であり、変数Ｑは光信号Ｓｔの直交成分であり、式（３）及び式（４）において、Ｐは光信号Ｓｔのパワーである。また、変数ｍは正の整数である。なお、Gardner方式は、文献「F.M.Gardner, IEEE Trans. On Commun., VOL.COM-34, No.5,pp.423-429,1986」に記載され、Yan方式は、文献「M.Yan et al., OFC2013, OTu2l.7.」に記載されている。
影響分析部３０１ｂは、変数Ｉ，Ｑを受信スペクトル情報Ａ（ｆ）から取得する。影響分析部３０１ｂによる狭窄低下度の算出手法としては、例えば、以下の３つが挙げられる。
（算出手法（１））
影響分析部３０１ｂは、式（１）または式（２）の下線部をフーリエ変換することによりスペクトルを得て、そのスペクトル中のクロック周波数成分のパワーを狭窄低下度として算出する。
図７の符号Ｇｃは、スペクトル中のクロック周波数成分の一例を示す。符号Ｇｃのグラフにおいて、横軸は周波数（GHz）を示し、縦軸はパワー（dB）を示す。符号Ｗｋは、式（１）または式（２）の下線部をフーリエ変換することにより得られるスペクトルを示す。
影響分析部３０１ｂは、所定のクロック周波数Ｆｃｋの成分のパワーＰｃｋを算出する。狭窄化の影響が大きい場合、パワーＰｃｋは低下する。このため、影響分析部３０１ｂは、パワーＰｃｋを狭窄低下度として算出する。
（算出手法（２））
影響分析部３０１ｂは、式（１）または式（２）からサンプリング位相の変化に対するタイミング誤差の変化の特性を算出する。
図７の符号Ｇｄは、サンプリング位相の変化に対するタイミング誤差の変化の一例を示す。符号Ｇｄのグラフにおいて、横軸はサンプリング位相（UI）を示し、縦軸はタイミング誤差（a.u.）を示す。サンプリング位相の変化に対するタイミング誤差の変化の特性は、「Ｓカーブ」と呼ばれる。また、Ｓカーブが横軸と交差する点は、「ゼロクロス部」と呼ばれ、理想的なサンプリング位相とみなされる。
ゼロクロス部におけるＳカーブの傾きＬｓは感度を表し、傾きＬｓが大きいほど感度が高く、狭窄化の影響が小さくなる。このため、影響分析部３０１ｂは、傾きＬｓを狭窄低下度として算出する。
（算出手法（３））
影響分析部３０１ｂは、式（１）または式（２）からサンプリング位相の変化に対するタイミング誤差の変化の特性を算出する。
図７の符号Ｇｅは、サンプリング位相の変化に対するタイミング誤差の変化の一例を示す。符号Ｇｅのグラフにおいて、横軸はサンプリング位相（UI）を示し、縦軸はタイミング誤差（a.u.）を示す。
影響分析部３０１ｂは、Ｓカーブのジッタを計測するために十分な期間の受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を算出する。ゼロクロス部のジッタＪは、狭窄化の影響が大きいほど、大きくなる。このため、影響分析部３０１ｂは、ゼロクロス部のジッタＪの大きさを狭窄低下度として算出する。
このように、影響分析部３０１ｂは、光信号Ｓｔからクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差ｅを、受信スペクトル情報に基づき算出することにより狭窄低下度を算出する。このため、影響分析部３０１ｂは、ネットワーク内のアド／ドロップ対象の信号数などのネットワーク運用状態に関する多くのパラメータから複雑な計算を行うことなく、簡単に狭窄低下度を算出することができる。
再び図６を参照すると、影響分析部３０１ｂは狭窄低下度を動作制御部３００に出力する。動作制御部３００は、信号品質算出部３０２に光信号Ｓｔの信号品質の算出を指示する。
信号品質算出部３０２は、動作制御部３００の指示に従い、信号種別情報３３３及び伝送路情報３３４から光信号Ｓｔの信号品質をＦＥＣ符号の種類ごとに算出する。このとき、信号品質算出部３０２は、光信号Ｓｔのチャネルに割り当てられた所定の中心周波数ｆについて信号品質を算出する。
信号種別情報３３３には、例えば、光パスごとの光信号Ｓｔの変調フォーマット及びボーレートなどが含まれる。また、伝送路情報３３４には、例えば光パスごとの光ファイバの種類、長さ、損失、分散、非線形係数、及び入力パワーや光増幅器２０，２４の段数及び雑音指数などが含まれる。
信号品質算出部３０２は、信号品質の指標値（以下、「信号品質値」）として、例えばビットエラーレート、Ｑ値、または、ＦＥＣ閾値などの所定の閾値からのマージン量を算出する。信号品質算出部３０２は、信号種別情報３３３及び伝送路情報３３４のデータベースにより信号品質値を算出してもよいが、ガウシアンノイズモデルを用いて信号品質を算出してもよい。
ＯＳＮＲｔｏｔａｌ＝Ｐｓｉｇ／（ＰＡＳＥ＋ＰＮＬＩ） ・・・（５）
この場合、信号品質算出部３０２は、伝送路の光信号対雑音比ＯＳＮＲｔｏｔａｌを算出する上記の式（５）における非線形雑音のパワーＰＮＬＩを解析的に算出することができる。式（５）において、変数Ｐｓｉｇは光信号Ｓｔのパワーを示し、変数ＰＡＳＥは光増幅器２０，２４の雑音のパワーを示す。ガウシアンノイズモデルの算出手法については、文献「P.Poggiolini,”The GN Model of Non-Linier Propagation in Uncompensated Coherent optical Systems”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL.30, NO.24, pp.3857-3879, DECEMBER 15,2012.」に記載されている。
信号品質算出部３０２は信号品質値を動作制御部３００に出力する。動作制御部３００は、影響分析部３０１ｂから入力された狭窄低下度と、信号品質算出部３０２から入力された信号品質値とをＦＥＣ選択部３０３に出力する。ＦＥＣ選択部３０３は、信号品質値と狭窄低下度から光信号ＳｔのＦＥＣ符号の種類を選択する。より具体的には、ＦＥＣ選択部３０３は、信号品質値及び狭窄低下度が所定の閾値以上となるＦＥＣ符号の種類を選択する。
図８は、ＦＥＣ方式ごとの狭窄低下度及び信号品質値の一例を示す図である。図８のグラフにおいて、横軸は狭窄低下度を示し、縦軸は信号品質値を示す。なお、本例では、信号品質値として、光信号Ｓｔの伝送後のＱ値とＦＥＣ閾値の差分から得られる伝送マージンを挙げるが、これに限定されない。
符号Ｒは、狭窄低下度が所定の閾値ＴＨａ以上であり、信号品質値が所定の閾値ＴＨｂ（＝０）以上となる領域を示す。また、符号Ｑは、光信号Ｓｔの伝送路において帯域の狭窄化の影響が支配的とならない場合の領域を示し、符号Ｑ’は、光信号Ｓｔの伝送システム（ＲＯＡＤＭ９０内の経路と伝送路）において帯域の狭窄化の影響が支配的となる場合の領域を示す。
また、本例では、ＦＥＣ符号の種類として、ＦＥＣ符号のオーバヘッド量が多いＦＥＣ方式Ｘａと、ＦＥＣ符号のオーバヘッド量が少ないＦＥＣ方式Ｘｂとについて狭窄低下度及び信号品質値を示す。ＦＥＣ方式Ｘａは図２の符号Ｇａ，Ｇａ’の場合に該当し、ＦＥＣ方式Ｘｂは図２の符号Ｇｂ，Ｇｂ’の場合に該当する。
帯域の狭窄化の影響が支配的とならない場合（符号Ｑ）において、狭窄低下度は、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂの何れを用いたときでも閾値ＴＨａ以上となるが、信号品質値は、ＦＥＣ方式Ｘａを用いたときだけ、閾値ＴＨｂ以上となる。これは、ＦＥＣ方式Ｘｂを用いると、ＦＥＣ符号のオーバヘッド量が少ないため、その利得が低く、十分な伝送マージンを得られないためである。
このため、ＦＥＣ方式Ｘａを用いたときの狭窄低下度及び信号品質は領域Ｒ内に位置するが、ＦＥＣ方式Ｘｂを用いたときの狭窄低下度及び信号品質は領域Ｒ外に位置する。したがって、ＦＥＣ選択部３０３は、ＦＥＣ符号の種類としてＦＥＣ方式Ｘａを選択する。
また、帯域の狭窄化の影響が支配的となる場合（符号Ｑ’）において、信号品質値は、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂの何れを用いたときでも閾値ＴＨｂ以上となるが、狭窄低下度は、ＦＥＣ方式Ｘｂを用いたときだけ、閾値ＴＨａ以上となる。これは、ＦＥＣ方式Ｘａを用いると、ＦＥＣ符号のオーバヘッド量が多いため、ＦＥＣ方式Ｘｂのときよりスペクトルの幅が広くなって帯域の狭窄化が顕著となるためである。
このため、ＦＥＣ方式Ｘｂを用いたときの狭窄低下度及び信号品質は領域Ｒ内に位置するが、ＦＥＣ方式Ｘａを用いたときの狭窄低下度及び信号品質は領域Ｒ外に位置する。したがって、ＦＥＣ選択部３０３は、ＦＥＣ符号の種類としてＦＥＣ方式Ｘｂを選択する。
なお、ＦＥＣ選択部３０３は、領域Ｒ内に複数のＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂの狭窄低下度及び信号品質値が位置する場合、所定のポリシーに基づいてＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを選択する。例えば、ＦＥＣ選択部３０３は、消費電力が重視される場合、オーバヘッド量が少ないＦＥＣ方式Ｘｂを選択する。また、ＦＥＣ選択部３０３は、信号品質のマージンが重視される場合、信号品質が最も高いＦＥＣ方式Ｘａを選択し、狭窄低下度のマージンが重視される場合、狭窄低下度が最も高いＦＥＣ方式Ｘｂを選択する。
再び図６を参照すると、ＦＥＣ選択部３０３は、選択したＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂ、つまり誤り訂正符号の種類を動作制御部３００に通知する。動作制御部３００は、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを周波数決定部３０４に通知し、光信号Ｓｔの最適な中心周波数の決定を指示する。
周波数決定部３０４は、動作制御部３００の指示に従って、光信号Ｓｔの最適な中心周波数を決定する。より具体的には、周波数決定部３０４は、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを用いたときの中心周波数の変化に対する狭窄低下度及び信号品質値の変化特性の算出を帯域狭窄モニタ部３０１及び信号品質算出部３０２にそれぞれ依頼する。このとき、周波数決定部３０４は、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂに応じた中心周波数の変化の範囲を帯域狭窄モニタ部３０１及び信号品質算出部３０２に通知する。
帯域狭窄モニタ部３０１は、周波数決定部３０４の依頼に応じて、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを用いたときの中心周波数の変化に対する狭窄低下度の変化特性を算出する。このとき、帯域狭窄モニタ部３０１は、周波数決定部３０４から指定された中心周波数の範囲に応じた送信スペクトル情報及び透過帯域情報を送信信号スペクトルＤＢ３３１及び透過帯域ＤＢ３３２からそれぞれ取得する。帯域狭窄モニタ部３０１は、算出した狭窄低下度の変化特性のデータを周波数決定部３０４に出力する。
また、信号品質算出部３０２は、周波数決定部３０４の依頼に応じて、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを用いたときの中心周波数の変化に対する信号品質値の変化特性を算出する。信号品質算出部３０２は、算出した信号品質値の変化特性のデータを周波数決定部３０４に出力する。
図９は、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂごとの中心周波数に対する狭窄低下度及び信号品質値の変化の一例を示す図である。符号Ｇｆは、中心周波数に対する狭窄低下度の変化の一例を示し、符号Ｇｈは、中心周波数に対する信号品質値の変化の一例を示す。
中心周波数が初期値ｆであるとき、狭窄低下度及び信号品質値は、各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂ以上となるが、各々の最大値に対する差分が大きい。そこで、周波数決定部３０４は、狭窄低下度及び信号品質値の最大値に対する差分が所定値以下となるように、つまり、狭窄低下度及び信号品質値が最大値に近づくように中心周波数をｆ＋Δｆに決定する。なお、中心周波数の調整値Δｆは、光信号Ｓｔの帯域がその隣接チャネルの帯域と重ならない範囲内で決定される。
再び図６を参照すると、周波数決定部３０４は、決定した中心周波数（ｆ＋Δｆ）を動作制御部３００に通知する。動作制御部３００は、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂと、決定した中心周波数（ｆ＋Δｆ）とをノード設定部３０５に通知し、該当ノード＃１〜＃４に対するＦＥＣ及び中心周波数の設定処理を指示する。
ノード設定部３０５は、動作制御部３００の指示に従い、該当ノード＃１〜＃４に対するＦＥＣ符号の種類及び中心周波数の設定処理を行う。より具体的には、ノード設定部３０５は、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂと、決定した中心周波数（ｆ＋Δｆ）とを、通信ポート３４を介し該当ノード＃１〜＃４に通知する。
光信号Ｓｔの送信側のノード＃１〜＃４において、設定処理部１は、通信処理部８８を介してＦＥＣ生成部８００に対し、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂに応じたＦＥＣ符号の種類の設定を行う。また、設定処理部１は、通信処理部８８を介して光源８７に対し、中心周波数（ｆ＋Δｆ）を設定し、さらに波長選択スイッチ２３に対し、該当チャネルについて中心周波数（ｆ＋Δｆ）を設定する。
また、光信号Ｓｔの受信側のノード＃１〜＃４において、設定処理部１は、通信処理部７８を介してＦＥＣ処理部７０４に対し、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂに応じたＦＥＣ符号の種類の設定を行う。また、設定処理部１は、通信処理部７８を介して光源７１に対し、中心周波数（ｆ＋Δｆ）を設定し、さらに波長選択スイッチ２１に対し、該当チャネルについて中心周波数（ｆ＋Δｆ）を設定する。
これにより、ネットワーク監視制御装置９１は、光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質を予測し、その予測結果に応じたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂ及び中心周波数（ｆ＋Δｆ）を各ノード＃１〜＃４に設定する。したがって、ネットワーク監視制御装置９１は、光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質の予測結果に基づいて光信号Ｓｔの伝送特性を向上することができ、伝送距離を延ばすことができる。
図１０は、ネットワーク監視制御装置９１の動作の一例を示すフローチャートである。ネットワーク監視制御装置９１は、伝送開始前に各光パスの光信号Ｓｔごとに以下の処理を実行する。
スペクトル算出部３０１ａは、送信信号スペクトルＤＢ３３１及び透過帯域ＤＢ３３２から受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を算出する（ステップＳｔ１）。これにより、スペクトル算出部３０１ａは、受信器２７で受信される光信号Ｓｔのスペクトルを予測する。
次に、影響分析部３０１ｂは、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂごとに光信号Ｓｔの狭窄低下度を算出する（ステップＳｔ２）。このとき、影響分析部３０１ｂは、上記の式（２）〜（４）から光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差ｅを算出することで狭窄低下度を算出するため、狭窄低下度を容易に予測することができる。
次に、信号品質算出部３０２は、信号種別情報３３３及び伝送路情報３３４からＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂごとに光信号Ｓｔの信号品質値を算出する（ステップＳｔ３）。なお、ステップＳｔ２，Ｓｔ３の算出処理では、光信号Ｓｔの中心周波数は、該当チャネルに割り当てられた所定の値ｆ（初期値）が用いられる。
次に、ＦＥＣ選択部３０３は、狭窄低下度及び信号品質値からＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを選択する（ステップＳｔ４）。これにより、中心周波数ｆに関し、狭窄低下度及び信号品質値に応じた適切なＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂが選択される。
次に、影響分析部３０１ｂは、中心周波数に対する狭窄低下度の変化を算出する（ステップＳｔ５）。次に、信号品質算出部３０２は、中心周波数に対する信号品質値の変化を算出する（ステップＳｔ６）。これにより、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂについて、中心周波数に対する狭窄低下度及び信号品質値の変化特性がわかる。
次に、周波数決定部３０４は、中心周波数に対する狭窄低下度及び信号品質値の変化特性から最適な中心周波数（ｆ＋Δｆ）を決定する（ステップＳｔ７）。次に、ノード設定部３０５は、選択されたＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂに応じたＦＥＣ符号の種類と、決定された中心周波数（ｆ＋Δｆ）を該当ノード＃１〜＃４に設定する（ステップＳｔ８）。これにより、光信号Ｓｔの伝送特性が向上し、伝送距離が延びる。
なお、本例において、ネットワーク監視制御装置９１は、狭窄低下度及び信号品質値に基づいてＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを選択し、最適な中心周波数（ｆ＋Δｆ）を決定したが、狭窄低下度だけに基づいてＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを選択し、最適な中心周波数（ｆ＋Δｆ）を決定してもよい。また、ネットワーク監視制御装置９１は、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂだけでなく、光信号Ｓｔの変調方式及びボーレートなどを、上記の手法と同様に、狭窄低下度に応じて選択してもよい。この場合、ネットワーク監視制御装置９１は、例えば、狭窄低下度が高いとき、変調方式をＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift-Keying）から１６ＱＡＭに変更することにより、光信号Ｓｔのスペクトル幅を半分にすることができる。
また、ネットワーク監視制御装置９１は、狭窄低下度が閾値ＴＨａ以上となるＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂ及び中心周波数（ｆ＋Δｆ）が存在しない場合、該当ノード＃１〜＃４に対し光信号Ｓｔの予等化処理を指示してもよい。より具体的には、動作制御部３００は、適切なＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂ及び中心周波数（ｆ＋Δｆ）が存在しない場合、ノード設定部３０５に該当ノード＃１〜＃４に対する予等化処理の設定を指示する。
ノード設定部３０５は、動作制御部３００の指示に従い、通信ポート３４を介し、該当ノード＃１〜＃４に対し予等化処理の実行を指示する。このとき、ノード設定部３０５は、予等化処理に用いる透過帯域（上記のＨ（ｆ））の逆特性（Ｈ−１（ｆ））の情報を該当ノード＃１〜＃４に通知する。該当ノード＃１〜＃４において、設定処理部１は、通信処理部８８を介して、予等化処理部８０２に対し、透過帯域の逆特性の情報に応じた予等化処理の設定を行う。なお、設定処理部１は、透過帯域の逆特性を透過帯域ＤＢ３３２から取得してもよいし、上述したように実測した透過帯域から取得してもよい。
送信器２８において、予等化処理部８０２は、過剰な補償量で予等化処理を行った場合、後段のＤＡＣ８２ａ〜８２ｄの分解能の制約によりＭＺＭ８３ａ〜８３ｄの出力パワーが低下するため、光信号対雑音比（OSNR: Optical Signal-to-Noise Ratio）が低下するおそれがある。このため、ノード設定部３０５は、予等化処理による劣化補償量が、閾値ＴＨａ以上の狭窄低下度が得られる必要最低限となるように透過帯域の逆特性の情報を補正して該当ノード＃１〜＃４に通知する。
図１１は予等化処理の一例を示す図である。符号Ｇｉのグラフは、予等化処理による光信号Ｓｔのスペクトルの変化の一例を示す。符号Ｇｉのグラフにおいて、横軸は周波数（GHz）を示し、縦軸はパワー（dB）を示す。
また、符号Ｗｏは、予等化処理を行わない場合のスペクトルを示す。符号Ｗｈは、補正前の透過帯域の逆特性の情報に基づく予等化処理後のスペクトルを示し、符号Ｗｈ’は、補正後の透過帯域の逆特性の情報に基づく予等化処理後のスペクトルを示す。
ノード設定部３０５は、予等化処理による補償量が、符号Ｗｈに示されるように大きい場合、光信号対雑音比が低下するおそれがあるため、予等化処理による補償量が、符号Ｗｈ’に示されるように透過帯域の逆特性の情報を補正する。
符号Ｇｊのグラフは、理論上の光信号Ｓｔの通過ノード数と狭窄低下度の関係の一例を示す。符号Ｇｊのグラフにおいて、横軸は通過ノード数を示し、縦軸は狭窄低下度を示す。狭窄低下度は、通過ノード数に対して一次関数的に増加する。補正前の透過帯域の逆特性（Ｈ−１（ｆ））の情報は、通過ノード数がＮ（正の整数）である場合の補償量に対応し、補正後の透過帯域の逆特性（Ｈ−１’（ｆ））の情報は、通過ノード数がＮ’（正の整数）である場合の補償量に対応する。ここで、Ｎ’は、Ｎより小さく、閾値ＴＨａ以上の狭窄低下度が得られる最小の通過ノード数である。
このように、ネットワーク監視制御装置９１は、光信号対雑音比の低下が抑制されるように、送信器２８の予等化処理で用いられる透過帯域の逆特性の情報を補正する。これにより、光信号Ｓｔの伝送特性が向上し、伝送距離が延びる。
ネットワーク監視制御装置９１は、光信号Ｓｔの伝送開始前に、狭窄低下度及び信号品質値に基づいてノード＃１〜＃４の設定を行うが、ＲＯＡＤＭ９０は、例えば光信号Ｓｔの伝送開始後の狭窄低下度及び信号品質値を監視し、その監視結果に応じ送信器２８及び受信器２７の設定を行う。より具体的には、設定処理部１は、受信器２７で受信された光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質値を算出し、狭窄低下度及び信号品質値に応じて受信器２７、及び光信号Ｓｔの送信元の送信器２８の設定を行う。
このため、設定処理部１は、他のノード＃１〜＃４の設定処理部１との間で制御情報の通信を行う。各ノード＃１〜＃４の設定処理部１の間の通信は、ネットワーク監視制御装置９１を介して行われてもよいが、制御信号の遅延時間が大きくなるため、以下に述べるように、ネットワーク監視制御装置９１を介さずに行われるほうが望ましい。
図１２は、ノード＃１〜＃３の間の通信経路の例を示す図である。符号Ｇｍは、本実施例における通信経路（点線参照）を示す。各ノード＃１〜＃３の間には、監視制御チャネルが設けられているため、設定処理部１は、監視制御チャネルの光信号Ｓｃを制御信号として隣接ノード＃１〜＃３に送信する。
例えば、監視対象の光信号Ｓｔが、一点鎖線で示されるように、ノード＃１の送信器２８からノード＃３の受信器２７まで伝送される場合、ノード＃１の設定処理部１は、光信号ＳｃをＷＤＭカプラ２２ｂ経由でノード＃２に伝送する。ノード＃２において、光信号Ｓｃは、ＷＤＭカプラ２２ａを通って設定処理部１に入力される。
ノード＃２の設定処理部１は、自ノード宛の光信号Ｓｃではないため、光信号ＳｃをＷＤＭカプラ２２ｂ経由でノード＃３に伝送する。ノード＃３において、光信号Ｓｃは、ＷＤＭカプラ２２ａを通って設定処理部１に入力される。
このようにして、送信側のノード＃１の設定処理部１は、制御情報を受信側のノード＃３の設定処理部１に伝送する。
また、符号Ｇｎは、他の実施例における通信経路（点線参照）を示す。本実施例では、各ノード＃１〜＃３の間には、監視制御チャネルが設けられていないため、光信号Ｓｔの送信元の送信器２８ａが、制御情報を含む光信号Ｓｃを補助チャネルに割り当てることで監視対象の光信号Ｓｔに周波数的に重畳し、光信号Ｓｔの送信先の受信器２７ａに伝送する。
より具体的には、ノード＃１の設定処理部１は制御情報を送信器２８ａに出力し、送信器２８ａは、制御情報を含む光信号Ｓｃを生成して監視対象の光信号Ｓｔに重畳する。これにより、光信号Ｓｃ，Ｓｔはノード＃３まで伝送される。
ノード＃３において、光信号Ｓｃ，Ｓｔは波長選択スイッチ２１経由で受信器２７ａに入力される。受信器２７ａは、光信号Ｓｃと光信号Ｓｔを分離して、光信号Ｓｃから制御情報を取り出し設定処理部１に出力する。
このようにして、送信側のノード＃１の設定処理部１は、制御情報を受信側のノード＃３の設定処理部１に伝送する。なお、本実施例の手法は、特開２０１３−１６５４０７号公報に記載されている。
次に、実施例のＲＯＡＤＭ９０の設定処理部１について述べる。
（第１実施例）
図１３は、第１実施例の設定処理部１を示す構成図である。設定処理部１は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ストレージメモリ１３、通信処理部１４、及び通信ポート１５を有する。ＣＰＵ１０は、互いに信号の入出力ができるように、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ストレージメモリ１３、通信処理部１４、及び通信ポート１５と、バス１９を介して接続されている。
ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０を駆動するプログラムが格納されている。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして機能する。通信処理部１４は、例えばＦＰＧＡなどの論理回路により構成され、光増幅器２０，２４、波長選択スイッチ２１，２３、送信器２８、及び受信器２７との通信を処理する。通信ポート１５は、例えばＬＡＮスイッチであり、ネットワーク監視制御装置９１との間の通信を処理する。
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１からプログラムを読み込むと、機能として、動作制御部１００、スペクトル取得部１０１、狭窄化算出部１０２、信号品質算出部１０３、ＦＥＣ選択部１０４、ＦＥＣ設定部１０５、及び制御信号処理部１０６が形成される。また、ストレージメモリ１３には、パスデータベース（ＤＢ）１３０、受信信号スペクトルデータベース（ＤＢ）１３１、信号種別情報１３２、及び伝送路情報１３３が格納されている。
動作制御部１００は、ＲＯＡＤＭ９０の全体の動作を制御する。動作制御部１００は、ネットワーク監視制御装置９１から通信ポート１５を介して各種の指示を受信し、その指示に従い光増幅器２０，２４、波長選択スイッチ２１，２３、光−電気変換部２９０、電気−光変換部２９１、送信器２８、及び受信器２７を制御する。また、動作制御部１００は、所定のシーケンスに従い、スペクトル取得部１０１、狭窄化算出部１０２、信号品質算出部１０３、ＦＥＣ選択部１０４、ＦＥＣ設定部１０５、及び制御信号処理部１０６に対して動作を指示する。
パスＤＢ１３０には、光パスを介し光信号Ｓｔを送受信する当該ＲＯＡＤＭ９０の送信器２８及び受信器２７の組み合わせが登録されている。動作制御部１００は、パスＤＢ１３０から送信器２８及び受信器２７の組み合わせを選択し、その光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質の監視処理を実行する。動作制御部１００は、スペクトル取得部１０１に光信号Ｓｔの受信スペクトル情報Ａ（ｆ）の取得を指示する。
スペクトル取得部１０１は、取得部の一例であり、受信器２７が受信した光信号Ｓｔから光信号Ｓｔのスペクトルに関する受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を取得する。スペクトル取得部１０１は、取得した受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を受信信号スペクトルＤＢ１３１に格納する。なお、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）はスペクトル情報の一例である。
動作制御部１００は、狭窄化算出部１０２に、受信器２７が受信した光信号Ｓｔの狭窄低下度の算出を指示する。狭窄化算出部１０２は、ネットワーク監視制御装置９１の影響分析部３０１ｂと同じ算出手法により狭窄低下度を算出する。
すなわち、狭窄化算出部１０２は、光信号Ｓｔからクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）に基づき算出することにより光信号Ｓｔの狭窄化低下度を算出する。狭窄化算出部１０２は、上記の算出手法（１）〜（３）の何れかを用いて狭窄低下度を算出する。
このため、狭窄化算出部１０２は、光ネットワーク内のアド／ドロップ対象の信号数などのネットワーク運用状態に関する多くのパラメータから複雑な計算を行うことなく、簡単に狭窄低下度を算出することができる。狭窄化算出部１０２は、狭窄低下度を動作制御部１００に出力する。
また、動作制御部１００は、信号品質算出部１０３に、受信器２７が受信した光信号Ｓｔの信号品質の算出を指示する。信号品質算出部１０３は、ネットワーク監視制御装置９１の信号品質算出部３０２と同じ算出手法により光信号Ｓｔの信号品質を算出する。
より具体的には、信号品質算出部１０３は、信号種別情報１３２及び伝送路情報１３３から信号品質値を算出する。信号種別情報１３２及び伝送路情報１３３は、ネットワーク監視制御装置９１の信号種別情報３３３及び伝送路情報３３４と同じである。信号品質算出部１０３は、信号品質値を動作制御部１００に出力する。
動作制御部１００は、狭窄低下度及び信号品質値を各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂと比較する。動作制御部１００は、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂより小さい場合、狭窄化算出部１０２及び信号品質算出部１０３にＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂごとの狭窄低下度及び信号品質値の算出をそれぞれ指示する。
このため、動作制御部１００は、ＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂごとの受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を取得するため、ＦＥＣ選択部１０４に受信器２７のＦＥＣ符号の種類の設定を指示し、制御信号処理部１０６に送信器２８のＦＥＣ符号の種類を設定する制御信号の生成を指示する。ＦＥＣ設定部１０５は、動作制御部１００の指示に従い、通信処理部１４を介して、受信器２７のＦＥＣ処理部７０４に対しＦＥＣ符号の種類を設定する。
また、制御信号処理部１０６は、監視制御チャネルの光信号Ｓｃに含まれる制御信号（制御情報）の処理を行う。制御信号処理部１０６には、通信処理部１４を介して、光−電気変換部２９０から制御信号が入力される。また、制御信号処理部１０６は、通信処理部１４を介して、電気−光変換部２９１に制御信号を出力する。
制御信号処理部１０６は、動作制御部１００の指示に従い、送信器２８のＦＥＣ生成部８００のＦＥＣ符号の種類を設定する制御信号を生成して、光信号Ｓｔの送信元のノード＃１〜＃４に送信する。該当ノード＃１〜＃４の制御信号処理部１０６は、制御信号からＦＥＣ符号の種類を取得して動作制御部１００に通知する。
動作制御部１００は、ＦＥＣ設定部１０５にＦＥＣ生成部８００のＦＥＣ符号の種類の設定を指示する。ＦＥＣ設定部１０５は、動作制御部１００の指示に従って、ＦＥＣ生成部８００のＦＥＣ符号の種類を設定する。これにより、送信器２８及び受信器２７において、ＦＥＣ符号の種類が設定される。
また、動作制御部１００は、ＦＥＣ符号の種類の設定が変更されると、スペクトル取得部１０１に受信スペクトル情報Ａ（ｆ）の取得を指示する。狭窄化算出部１０２は、ＦＥＣ符号の種類ごとに狭窄低下度を算出して動作制御部１００に出力し、信号品質算出部１０３は、ＦＥＣ符号の種類ごとに信号品質値を算出して動作制御部１００に出力する。
動作制御部１００は、ＦＥＣ符号の種類ごとの狭窄低下度及び信号品質値をＦＥＣ選択部１０４に出力し、ＦＥＣ符号の種類の選択を指示する。ＦＥＣ選択部１０４は、選択部の一例であり、ネットワーク監視制御装置９１のＦＥＣ選択部３０３と同じ方法を用いて、信号品質値及び狭窄低下度に基づきＦＥＣ符号の種類を選択する。より具体的には、ＦＥＣ選択部１０４は、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂ以上となるＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂを選択する。
ＦＥＣ選択部１０４は、選択したＦＥＣ方式Ｘａ，Ｘｂ、つまりＦＥＣ符号の種類を動作制御部１００に通知する。動作制御部１００は、送信器２８及び受信器２７に対するＦＥＣ符号の種類の設定を、上記と同様に制御信号処理部１０６及びＦＥＣ設定部１０５に指示する。
図１４は、第１実施例における設定処理部１の動作を示すフローチャートである。本動作は、信号監視方法の一例である。まず、スペクトル取得部１０１は、受信器２７が受信した光信号Ｓｔの受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を取得する（ステップＳｔ１１）。
次に、狭窄化算出部１０２及び信号品質算出部１０３は、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）から狭窄低下度及び信号品質値をそれぞれ算出する（ステップＳｔ１２）。これにより、設定処理部１は、受信中の光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質値を監視する。
次に、動作制御部１００は狭窄低下度と閾値ＴＨａを比較する（ステップＳｔ１３）。狭窄低下度が閾値ＴＨａより小さい場合（ステップＳｔ１３のＹｅｓ）、ステップＳｔ１５以降の処理が実行される。また、動作制御部１００は、狭窄低下度が閾値ＴＨａ以上である場合（ステップＳｔ１３のＮｏ）、信号品質値と閾値ＴＨｂを比較する（ステップＳｔ１４）。
信号品質値が閾値ＴＨｂ以上である場合（ステップＳｔ１４のＮｏ）、処理は終了する。信号品質値が閾値ＴＨｂより小さい場合（ステップＳｔ１４のＹｅｓ）、ステップＳｔ１５以降の処理が実行される。これにより、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂより小さい場合にＦＥＣ符号の種類が変更される。
狭窄化算出部１０２は、ＦＥＣ符号の種類ごとに狭窄低下度を算出する（ステップＳｔ１５）。次に、信号品質算出部１０３は、ＦＥＣ符号の種類ごとに信号品質値を算出する（ステップＳｔ１６）。なお、ステップＳｔ１６の処理は、ステップＳｔ１５の処理の前に実行されてもよい。
次に、ＦＥＣ選択部１０４は、狭窄低下度及び信号品質値に基づきＦＥＣ符号の種類を選択する（ステップＳｔ１７）。次に、制御信号処理部１０６及びＦＥＣ設定部１０５は、選択されたＦＥＣ符号の種類を送信器２８及び受信器２７にそれぞれ設定する（ステップＳｔ１８）。このようにして、設定処理部１は動作する。
上述したように、ＦＥＣ設定部１０５は、狭窄低下度及び信号品質値に基づき、ＦＥＣ符号の種類を選択する。このため、狭窄低下度及び信号品質値に応じた適切なＦＥＣ符号を用いることが可能となり、光信号Ｓｔの伝送特性が向上して伝送距離が延びる。なお、ＦＥＣ設定部１０５は、狭窄低下度だけに基づきＦＥＣ符号を選択してもよく、この場合、狭窄低下度に応じた適切なＦＥＣ符号を用いることが可能となる。
（第２実施例）
図１５は、第２実施例の設定処理部１を示す構成図である。図１５において、図１３と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１からプログラムを読み込むと、機能として、動作制御部１００ａ、スペクトル取得部１０１、狭窄化算出部１０２、信号品質算出部１０３、周波数決定部１０４ａ、周波数設定部１０５ａ、及び制御信号処理部１０６が形成される。また、ストレージメモリ１３には、パスＤＢ１３０、受信信号スペクトルＤＢ１３１、信号種別情報１３２、及び伝送路情報１３３が格納されている。
動作制御部１００ａは、ＲＯＡＤＭ９０の全体の動作を制御する。動作制御部１００ａは、ネットワーク監視制御装置９１から通信ポート１５を介して各種の指示を受信し、その指示に従い光増幅器２０，２４、波長選択スイッチ２１，２３、送信器２８、及び受信器２７を制御する。また、動作制御部１００ａは、所定のシーケンスに従い、スペクトル取得部１０１、狭窄化算出部１０２、信号品質算出部１０３、周波数決定部１０４ａ、周波数設定部１０５ａ、及び制御信号処理部１０６に対して動作を指示する。
動作制御部１００ａは、第１実施例と同様に光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質値を監視する。動作制御部１００ａは、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂより小さい場合、光信号Ｓｔの中心周波数を所定範囲内で変化させ、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂ以上となる中心周波数に設定変更する。
より具体的には、動作制御部１００ａは、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂより小さい場合、周波数設定部１０５ａに光信号Ｓｔの中心周波数を変化させるように指示する。周波数設定部１０５ａは、動作制御部１００ａの指示に従って、局発光ＬＯｒの中心周波数及び波長選択スイッチ２１の該当チャネルの中心周波数を変化させる。
さらに、動作制御部１００ａは、制御信号処理部１０６に、光信号Ｓｔの中心周波数を変化させる制御信号（制御情報）の生成を指示する。制御信号処理部１０６は、動作制御部１００ａの指示に従い、光信号Ｓｔの中心周波数を変化させる制御信号を生成して、光信号Ｓｔの送信元のノード＃１〜＃４に送信する。該当ノード＃１〜＃４の制御信号処理部１０６は、制御信号から周波数の変化量を取得して動作制御部１００ａに通知する。
動作制御部１００ａは、通知に基づき、周波数設定部１０５ａに中心周波数を変化させるように指示する。周波数設定部１０５ａは、動作制御部１００ａの指示に従って、送信光ＬＯｓの中心周波数及び波長選択スイッチ２３の該当チャネルの中心周波数を変化させる。
また、制御信号処理部１０６は、送信側及び受信側のノード＃１〜＃４の間の中継ノード＃１〜＃４に対しても制御信号を送信する。中継ノード＃１〜＃４では、周波数設定部１０５ａが、制御信号に従って波長選択スイッチ２１，２３の該当チャネルの中心周波数を変化させる。これにより、光信号Ｓｔの中心周波数が変化する。
狭窄化算出部１０２は、光信号Ｓｔの中心周波数に対する狭窄低下度の変化を算出し、信号品質算出部１０３は、光信号Ｓｔの中心周波数に対する光信号Ｓｔの信号品質の変化を算出する。動作制御部１００ａは、周波数決定部１０４ａに光信号Ｓｔの中心周波数の決定を指示する。
周波数決定部１０４ａは、動作制御部１００ａの指示に従って狭窄化算出部１０２及び信号品質算出部１０３から狭窄低下度及び信号品質の変化特性のデータを取得し、ネットワーク監視制御装置９１の周波数決定部３０４と同様の手法により、変化特性のデータから中心周波数を決定する。周波数決定部３０４は、図９に示された特性において、狭窄低下度及び信号品質値の最大値に対する差分が所定値以下となるように、つまり、狭窄低下度及び信号品質値が最大値に近づくように中心周波数を決定する。これにより、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂ以上となる。
このようにして、周波数決定部１０４ａは、光信号Ｓｔの中心周波数に対する狭窄低下度及び信号品質の変化に基づき、光信号Ｓｔの中心周波数を決定する。周波数決定部１０４ａは、決定した中心周波数を動作制御部１００ａに通知する。なお、周波数決定部１０４ａは決定部の一例である。
動作制御部１００ａは、通知された中心周波数を設定するように周波数設定部１０５ａ及び制御信号処理部１０６に指示する。周波数設定部１０５ａは、受信器２７及び波長選択スイッチ２１に中心周波数を設定する。また、制御信号処理部１０６は、送信器２８及び波長選択スイッチ２３に中心周波数が設定されるように、光信号Ｓｔの送信側のノード＃１〜＃４に制御信号を送信する。さらに、制御信号処理部１０６は、波長選択スイッチ２１，２３に中心周波数が設定されるように、光信号Ｓｔの中継ノード＃１〜＃４に制御信号を送信する。これにより、光信号Ｓｔの中心周波数が、周波数決定部１０４ａの決定に従って設定される。
図１６は、第２実施例における設定処理部１の動作を示すフローチャートである。図１６において、図１４と共通する処理には同一の符号を付し、その説明は省略する。
狭窄低下度が閾値ＴＨａより小さい場合（ステップＳｔ１３のＹｅｓ）、または信号品質値が閾値ＴＨｂより小さい場合（ステップＳｔ１４のＹｅｓ）、ステップＳｔ１５ａ以降の処理が実行される。
狭窄化算出部１０２は、光信号Ｓｔの中心周波数に対する狭窄低下度の変化を算出する（ステップＳｔ１５ａ）。次に、信号品質算出部１０３は、光信号Ｓｔの中心周波数に対する信号品質値の変化を算出する（ステップＳｔ１６ａ）。なお、ステップＳｔ１６ａの処理は、ステップＳｔ１５ａの処理の前に実行されてもよい。
次に、周波数決定部１０４ａは、光信号Ｓｔの中心周波数に対する狭窄低下度及び信号品質の変化に基づき、光信号Ｓｔの中心周波数を決定する（ステップＳｔ１７ａ）。次に、周波数設定部１０５ａ及び制御信号処理部１０６は中心周波数を設定する（ステップＳｔ１８ａ）。このようにして、設定処理部１は動作する。
上述したように、周波数決定部１０４ａは、光信号Ｓｔの中心周波数に対する狭窄低下度及び信号品質の変化に基づき、光信号Ｓｔの中心周波数を決定する。このため、狭窄低下度及び信号品質値の変化に応じて適切な中心周波数を設定することが可能となり、光信号Ｓｔの伝送特性が向上して伝送距離が延びる。なお、周波数決定部１０４ａは、中心周波数に対する狭窄低下度の変化だけに基づき中心周波数を決定してもよく、この場合、狭窄低下度に応じた適切な中心周波数を設定することが可能となる。
（第３実施例）
図１７は、第３実施例における設定処理部１を示す構成図である。図１７において、図１３と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１からプログラムを読み込むと、機能として、動作制御部１００ｂ、スペクトル取得部１０１、狭窄化算出部１０２、信号品質算出部１０３、予等化制御部１０７、逆特性補正部１０８、及び制御信号処理部１０６が形成される。また、ストレージメモリ１３には、パスＤＢ１３０、受信信号スペクトルＤＢ１３１、信号種別情報１３２、伝送路情報１３３、及び予測スペクトルデータベース（ＤＢ）１３４が格納されている。
動作制御部１００ｂは、ＲＯＡＤＭ９０の全体の動作を制御する。動作制御部１００ｂは、ネットワーク監視制御装置９１から通信ポート１５を介して各種の指示を受信し、その指示に従い光増幅器２０，２４、波長選択スイッチ２１，２３、送信器２８、及び受信器２７を制御する。また、動作制御部１００ｂは、所定のシーケンスに従い、スペクトル取得部１０１、狭窄化算出部１０２、信号品質算出部１０３、予等化制御部１０７、逆特性補正部１０８、及び制御信号処理部１０６に対して動作を指示する。
動作制御部１００ｂは、第１実施例と同様に光信号Ｓｔの狭窄低下度及び信号品質値を監視する。動作制御部１００ｂは、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂより小さい場合、ネットワーク監視制御装置９１に警報を出力し、送信側のノード＃１〜＃４における予等化を制御する。受信器２７は、予等化された光信号Ｓｔを受信するため、動作制御部１００ｂは、送信側のノード＃１〜＃４における予等化を制御することにより、光信号Ｓｔの伝送特性を向上することができる。
より具体的には、動作制御部１００ｂは、狭窄低下度及び信号品質値が各々の閾値ＴＨａ，ＴＨｂより小さい場合、通信ポート１５を介しネットワーク監視制御装置９１に警報を出力する。さらに、動作制御部１００ｂは、予等化の制御を予等化制御部１０７に指示する。
予等化制御部１０７は、制御部の一例であり、信号品質及び狭窄低下度に応じて、送信側のノード＃１〜＃４の送信器２８における光信号Ｓｔの予等化を制御する。なお、送信器２８は、光信号Ｓｔの送信元の装置の一例である。
予等化制御部１０７は、受信信号スペクトルＤＢ１３１から受信スペクトル情報Ａ（ｆ）を取得し、予測スペクトルＤＢ１３４から予測スペクトル情報Ａ’（ｆ）を取得する。予測スペクトル情報Ａ’（ｆ）は、設計に基づいて予測された光信号Ｓｔのスペクトルに関する情報である。予等化制御部１０７は、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）と予測スペクトル情報Ａ’（ｆ）の差分を算出する。
ΔＡ＝Ａ’（ｆ）／Ａ（ｆ） ・・・（６）
予等化制御部１０７は、一例として、上記の式（６）から受信スペクトル情報Ａ（ｆ）と予測スペクトル情報Ａ’（ｆ）の差分ΔＡを算出する。予等化制御部１０７は、差分ΔＡを動作制御部１００ｂに出力する。
動作制御部１００ｂは、制御信号処理部１０６に、送信側のノード＃１〜＃４に差分ΔＡを通知するように指示する。制御信号処理部１０６は、動作制御部１００ｂの指示に従って、差分ΔＡを含む制御信号を生成して送信側のノード＃１〜＃４に送信する。
送信側のノード＃１〜＃４では、制御信号処理部１０６が、差分ΔＡを含む制御信号を受信する。制御信号処理部１０６は差分ΔＡを動作制御部１００ｂに出力する。制御信号処理部１０６は、逆特性補正部１０８に差分ΔＡに基づく補正処理を指示する。
逆特性補正部１０８は、動作制御部１００ｂの指示に従って、予等化処理部８０２に用いられる透過帯域の逆特性（Ｈ−１’（ｆ））を差分ΔＡに基づき補正する。これにより、光信号Ｓｔの予等化が最適化される。
図１８は、第３実施例における設定処理部１の動作を示すフローチャートである。図１８において、図１４と共通する処理には同一の符号を付し、その説明は省略する。
狭窄低下度が閾値ＴＨａより小さい場合（ステップＳｔ１３のＹｅｓ）、または信号品質値が閾値ＴＨｂより小さい場合（ステップＳｔ１４のＹｅｓ）、ステップＳｔ１５ｂ以降の処理が実行される。
動作制御部１００ｂは、ネットワーク監視制御装置９１に警報を出力する（ステップＳｔ１５ｂ）。ネットワーク監視制御装置９１は、警報を受けると、例えば出力装置３６に警報を表示する。
次に、予等化制御部１０７は、受信スペクトル情報Ａ（ｆ）と予測スペクトル情報Ａ’（ｆ）の差分ΔＡを算出する（ステップＳｔ１５ｃ）。次に、制御信号処理部１０６は、差分ΔＡを送信側のノード＃１〜＃４に通知する（ステップＳｔ１６ｃ）。これにより、予等化制御部１０７は、送信側のノード＃１〜＃４における光信号Ｓｔの予等化を制御する。このようにして、設定処理部１は動作する。
上述したように、予等化制御部１０７は、信号品質及び狭窄低下度に応じて、光信号Ｓｔの予等化を制御する。このため、信号品質及び狭窄低下度が低い場合でも光信号Ｓｔの伝送特性が向上して伝送距離が延びる。なお、予等化制御部１０７は、狭窄低下度だけに応じて、光信号Ｓｔの予等化を制御してもよい。
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 光信号を受信する受信部と、
前記光信号から前記光信号のスペクトルに関するスペクトル情報を取得する取得部と、
前記光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、前記スペクトル情報に基づき算出することにより前記光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出する狭窄化算出部とを有することを特徴とする伝送装置。
（付記２） 前記狭窄化算出部は、前記光信号に含まれる誤り訂正符号の種類ごとに前記狭窄化の指標値を算出し、
前記狭窄化の指標値に基づき、前記誤り訂正符号の種類を選択する選択部を有することを特徴とする付記１に記載の伝送装置。
（付記３） 前記光信号の信号品質を前記誤り訂正符号の種類ごとに算出する信号品質算出部を有し、
前記選択部は、前記信号品質及び前記狭窄化の指標値に基づき、前記誤り訂正符号の種類を選択することを特徴とする付記２に記載の伝送装置。
（付記４） 前記狭窄化算出部は、前記光信号の中心周波数に対する前記狭窄化の指標値の変化を算出し、
前記狭窄化の指標値の変化に基づき、前記光信号の中心周波数を決定する決定部を有することを特徴とする付記１に記載の伝送装置。
（付記５） 前記光信号の中心周波数に対する前記光信号の信号品質の変化を算出する信号品質算出部を有し、
前記決定部は、前記信号品質の変化及び前記狭窄化の指標値の変化に基づき、前記光信号の中心周波数を決定することを特徴とする付記４に記載の伝送装置。
（付記６） 前記受信部は、予等化された前記光信号を受信し、
前記狭窄化の指標値に応じ、前記光信号の送信元の装置における前記光信号の予等化を制御する制御部を有することを特徴とする付記１に記載の伝送装置。
（付記７） 前記光信号の信号品質を算出する信号品質算出部を有し、
前記制御部は、前記信号品質及び前記狭窄化の指標値に応じて、前記光信号の予等化を制御することを特徴とする付記６に記載の伝送装置。
（付記８） 光信号を受信し、
前記光信号から前記光信号のスペクトルに関するスペクトル情報を取得し、
前記光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、前記スペクトル情報に基づき算出することにより前記光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出することを特徴とする信号監視方法。
（付記９） 前記光信号に含まれる誤り訂正符号の種類ごとに前記狭窄化の指標値を算出し、
前記狭窄化の指標値に基づき、前記誤り訂正符号の種類を選択することを特徴とする付記８に記載の信号監視方法。
（付記１０） 前記光信号の信号品質を前記誤り訂正符号の種類ごとに算出し、
前記信号品質及び前記狭窄化の指標値に基づき、前記誤り訂正符号の種類を選択することを特徴とする付記９に記載の信号監視方法。
（付記１１） 前記光信号の中心周波数に対する前記狭窄化の指標値の変化を算出し、
前記狭窄化の指標値の変化に基づき、前記光信号の中心周波数を決定することを特徴とする付記８に記載の信号監視方法。
（付記１２） 前記光信号の中心周波数に対する前記光信号の信号品質の変化を算出し、
前記信号品質の変化及び前記狭窄化の指標値の変化に基づき、前記光信号の中心周波数を決定することを特徴とする付記１１に記載の信号監視方法。
（付記１３） 予等化された前記光信号を受信し、
前記狭窄化の指標値に応じ、前記光信号の送信元の装置における前記光信号の予等化を制御することを特徴とする付記８に記載の信号監視方法。
（付記１４） 前記光信号の信号品質を算出し、
前記信号品質及び前記狭窄化の指標値に応じて、前記光信号の予等化を制御することを特徴とする付記１３に記載の信号監視方法。
１ 設定処理部
１０１ スペクトル取得部
１０２ 狭窄化算出部
１０３ 信号品質算出部
１０４ ＦＥＣ選択部
１０４ａ 周波数決定部
１０７ 予等化制御部
１３１ 受信信号スペクトルデータベース

Claims (8)

  1. 光信号を受信する受信部と、
    前記光信号から前記光信号のスペクトルに関するスペクトル情報を取得する取得部と、
    前記光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、前記スペクトル情報に基づき算出することにより前記光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出する狭窄化算出部とを有することを特徴とする伝送装置。
  2. 前記狭窄化算出部は、前記光信号に含まれる誤り訂正符号の種類ごとに前記狭窄化の指標値を算出し、
    前記狭窄化の指標値に基づき、前記誤り訂正符号の種類を選択する選択部を有することを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
  3. 前記光信号の信号品質を前記誤り訂正符号の種類ごとに算出する信号品質算出部を有し、
    前記選択部は、前記信号品質及び前記狭窄化の指標値に基づき、前記誤り訂正符号の種類を選択することを特徴とする請求項２に記載の伝送装置。
  4. 前記狭窄化算出部は、前記光信号の中心周波数に対する前記狭窄化の指標値の変化を算出し、
    前記狭窄化の指標値の変化に基づき、前記光信号の中心周波数を決定する決定部を有することを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
  5. 前記光信号の中心周波数に対する前記光信号の信号品質の変化を算出する信号品質算出部を有し、
    前記決定部は、前記信号品質の変化及び前記狭窄化の指標値の変化に基づき、前記光信号の中心周波数を決定することを特徴とする請求項４に記載の伝送装置。
  6. 前記受信部は、予等化された前記光信号を受信し、
    前記狭窄化の指標値に応じ、前記光信号の送信元の装置における前記光信号の予等化を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
  7. 前記光信号の信号品質を算出する信号品質算出部を有し、
    前記制御部は、前記信号品質及び前記狭窄化の指標値に応じて、前記光信号の予等化を制御することを特徴とする請求項６に記載の伝送装置。
  8. 光信号を受信し、
    前記光信号から前記光信号のスペクトルに関するスペクトル情報を取得し、
    前記光信号からクロック信号を抽出する場合のサンプリングタイミングの誤差を、前記スペクトル情報に基づき算出することにより前記光信号の帯域の狭窄化の指標値を算出することを特徴とする信号監視方法。
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