JP2019114823A - 光伝送システム、光伝送装置及び光伝送システムの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送特性を向上することが可能な光伝送システムを提供する。【解決手段】光伝送装置１０と光伝送装置２０とを備えた光伝送システムであって、光伝送装置１０は、複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を光伝送装置２０へ送信する波長グループ信号送信部１１と、エッジサブキャリア信号における伝送品質情報を光伝送装置２０から取得する伝送品質取得部と、伝送品質情報に基づいてエッジサブキャリア信号の周波数を調整する周波数調整部１３と、を備え、光伝送装置２０は、光伝送装置１０から波長グループ信号を受信する波長グループ信号受信部と２１、受信した波長グループ信号におけるエッジサブキャリア信号の伝送品質を測定する伝送品質測定部２２と、測定した伝送品質を示す伝送品質情報を光伝送装置１０へ通知する伝送品質通知部２３と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、光伝送システム、光伝送装置及び光伝送システムの制御方法に関し、特に、波長分割多重通信を行う光伝送システム、光伝送装置及び光伝送システムの制御方法に関する。

インターネットや映像配信等の広帯域マルチメディア通信サービスの需要増加に伴い、幹線系やメトロ系では長距離かつ大容量の光ファイバ通信システムの導入が進んでいる。こうした光ファイバを使用した光通信システムでは、光ファイバ１本当たりの伝送効率を高めることが重要である。このため、複数の異なる波長の光信号を多重化して伝送する、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplex）通信が広く用いられている。また、ＷＤＭ通信の伝送容量を効率的に拡大するための技術として、複数のサブキャリアを狭い周波数間隔で配置しグループ化したスーパーチャネル（Super-CH：ＳＣＨ）伝送が知られている。

関連する技術として、例えば、特許文献１〜３が知られている。特許文献１には、ＷＤＭ通信を行う光ネットワークを構成する光伝送装置が、所定の帯域の光信号を通過させる光フィルタを備えることが開示されている。特許文献２には、ＳＣＨにおける中間サブキャリア帯域の周波数をシフトすることが開示されている。特許文献３には、光ＯＦＤＭ信号におけるサブキャリア周波数間隔を測定することが開示されている。

特開２０１５−１９２８９号公報 特開２０１４−２１７０５３号公報 特開２０１２−１８６６７３号公報

上記の通り光通信ネットワークでは長距離伝送が可能なシステムが求められている。しかしながら、特許文献１などの関連する技術のように、光信号をフィルタリングする光フィルタを用いた光伝送装置を光通信ネットワークに用いると、光信号の伝送過程で光信号が光フィルタを何度も通過し、光信号への帯域狭窄の影響が大きくなるため、伝送特性が劣化するという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑み、伝送特性を向上することが可能な光伝送システム、光伝送装置及び光伝送システムの制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光伝送システムは、光伝送路を介して接続された第１の光伝送装置と第２の光伝送装置とを備えた光伝送システムであって、前記第１の光伝送装置は、複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を、前記光伝送路を介して前記第２の光伝送装置へ送信する波長グループ信号送信部と、前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質情報を前記第２の光伝送装置から取得する伝送品質取得部と、前記取得した伝送品質情報に基づいて、前記エッジサブキャリア信号の周波数を調整する周波数調整部と、を備え、前記第２の光伝送装置は、前記光伝送路を介して前記第１の光伝送装置から前記波長グループ信号を受信する波長グループ信号受信部と、前記受信した波長グループ信号における前記エッジサブキャリア信号の伝送品質を測定する伝送品質測定部と、前記測定した伝送品質を示す伝送品質情報を前記第１の光伝送装置へ通知する伝送品質通知部と、を備えるものである。

本発明に係る光伝送装置の一つは、複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を、光伝送路を介して他の光伝送装置へ送信する波長グループ信号送信部と、前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質情報を前記他の光伝送装置から取得する伝送品質取得部と、前記取得した伝送品質情報に基づいて、前記エッジサブキャリア信号の周波数を調整する周波数調整部と、を備えるものである。

本発明に係る光伝送装置の一つは、光伝送路を介して他の光伝送装置から、複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を受信する波長グループ信号受信部と、前記受信した波長グループ信号に含まれる前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質を測定する伝送品質測定部と、前記測定した伝送品質を示す伝送品質情報を前記他の光伝送装置へ通知する伝送品質通知部と、を備えるものである。

本発明に係る光伝送システムの制御方法は、光伝送路を介して接続された第１の光伝送装置と第２の光伝送装置とを備えた光伝送システムの制御方法であって、前記第１の光伝送装置は、複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を、前記光伝送路を介して前記第２の光伝送装置へ送信し、前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質情報を前記第２の光伝送装置から取得し、前記取得した伝送品質情報に基づいて、前記エッジサブキャリア信号の周波数を調整し、前記第２の光伝送装置は、前記光伝送路を介して前記第１の光伝送装置から前記波長グループ信号を受信し、前記受信した波長グループ信号における前記エッジサブキャリア信号の伝送品質を測定し、前記測定した伝送品質を示す伝送品質情報を前記第１の光伝送装置へ通知するものである。

本発明によれば、伝送特性を向上することが可能な光伝送システム、光伝送装置及び光伝送システムの制御方法を提供することができる。

基本例に係る光伝送システムの構成を示す構成図である。 基本例で用いるＳＣＨ信号の波長帯域を示すグラフである。 基本例における光信号の多段中継後の帯域狭窄を説明するための図である。 基本例における光信号の帯域狭窄メカニズムを説明するための図である。 基本例におけるキャリア周波数の周波数シフト量と伝送品質の関係を示すグラフである。 実施の形態に係る光伝送システムの概要構成を示す構成図である。 実施の形態１に係る光伝送システムの構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係るノードの構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係るノードの受信機の構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係るキャリア周波数調整方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るキャリア周波数調整方法を示すフローチャートである。

（基本例）
まず、実施の形態の基本となる基本例について説明する。

図１は、基本例に係る光伝送システムの構成を示している。図１に示すように、基本例に係る光伝送システム９００は、送信ノード９１０、複数の中継ノード９２０、受信ノード９３０を備えており、各ノード間は光伝送路ＯＬを介して接続されている。

送信ノード９１０は、ＳＣＨ信号を送信する送信装置であり、複数の送信機９１１（９１１＿１〜９１１＿４）と合波器９１２を備えている。送信機９１１＿１〜９１１＿４は、異なるキャリア周波数のサブキャリア信号ＳＦ１〜ＳＦ４を出力し、合波器９１２は、サブキャリア信号ＳＦ１〜ＳＦ４を合波して波長グループ信号ＳＧを生成する。送信ノード９１０は、波長グループ信号ＳＧを含むＳＣＨ信号Ｓ０を光伝送路ＯＬへ送信する。なお、本明細書において、「合波」とは、同一波長グループ内におけるサブキャリアの合波を意味する。

中継ノード９２０は、ＳＣＨ信号を中継する中継装置であり、波長分岐挿入及びクロスコネクト用の光フィルタＦＬＴを備えている。光フィルタＦＬＴは、波長グループ信号ＳＧの帯域に合わせたフィルタ特性を有しており、波長グループ信号ＳＧのみを通過させる。

受信ノード９３０は、ＳＣＨ信号を受信する受信装置であり、複数の受信機９３１（９３１＿１〜９３１＿４）と分波器９３２を備えている。分波器９３２は、受信したＳＣＨ信号Ｓ０に含まれる波長グループ信号ＳＧを各キャリア周波数のサブキャリア信号ＳＦ１〜ＳＦ４に分波し、受信機９３１＿１〜９３１＿４は、分波されたサブキャリア信号ＳＦ１〜ＳＦ４を受信する。なお、本明細書において、「分波」とは、同一波長グループ内におけるサブキャリアの分波を意味する。

図２は、基本例で用いるＳＣＨ信号の波長帯域を示すグラフである。図２に示すように、ＳＣＨ伝送では、複数のサブキャリア信号ＳＦを狭い周波数間隔で配置し１つの波長グループ信号ＳＧにグループ化する。波長グループ信号ＳＧは、複数のサブキャリア信号ＳＦの集合であり（複数のサブキャリア信号ＳＦにより構成され）、同一波長グループの信号ＳＧは同一のエレメント（ノード等）でＡＤＤ／ＤＲＯＰされる。図２の例では、１つの波長グループ信号ＳＧに、４つのサブキャリア信号ＳＦ１〜ＳＦ４が含まれているが、任意の数のサブキャリア信号を含んでいてもよい。ＳＣＨ信号Ｓ０は、２つの波長グループ信号ＳＧ１〜ＳＧ２に限らず、任意の数の波長グループ信号を含んでいてもよい。

図３は、基本例における光信号の多段中継後の帯域狭窄のイメージを示している。図１の送信ノード９１０で波長合波された波長グループ信号ＳＧ（波長多重光）は、受信ノード９３０で受信されるまでの間に中継ノード９２０の光フィルタＦＬＴを通過する。その際、波長グループ信号ＳＧは、光フィルタＦＬＴの通過帯域狭窄（狭窄効果＝Filter narrowing）により、その信号成分の一部を失っていく。フィルタ狭窄による光信号への帯域狭窄（Bandwidth constriction）の喪失量は、光フィルタＦＬＴの狭窄効果の大小により異なるが、個々のフィルタの持つ帯域幅、中心周波数精度、およびフィルタの通過段数に依存する。

図３の例では、波長グループ信号ＳＧは、キャリア周波数ｆ１〜ｆ４のサブキャリア信号ＳＦ１〜ＳＦ４が波長多重されており、この波長グループ信号ＳＧに対し多段中継後の光フィルタの通過特性（フィルタ特性）ＦＣが適用される。図３に示すように、波長グループ信号ＳＧの伝送帯域の両端部におけるサブキャリア信号（エッジサブキャリア信号）ＳＦ１及びＳＦ４において、ＣＵＴ領域の部分で帯域狭窄が発生している。帯域狭窄は、伝送される光信号の信号占有帯域（波長グループ信号の伝送帯域）に対し、フィルタの通過帯域が狭いために発生し、フィルタの通過帯域のエッジ部分に配置されたキャリア周波数（キャリア周波数ｆ１及びｆ４）にて発生する。

図４は、図３のサブキャリア信号ＳＦ１に着目しその帯域狭窄のメカニズムを示している。なお、帯域狭窄のメカニズムは、サブキャリア信号ＳＦ４でも同一の為、説明を省略する。

図４（ｂ）は、図３と同様に、キャリア周波数ｆ１のサブキャリア信号ＳＦ１で帯域狭窄が発生している状態を示しており、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、キャリア周波数ｆ１をそれぞれ逆方向にシフトした場合の帯域狭窄の状態を示している。

図４（ａ）では、図４（ｂ）の状態から、サブキャリア信号ＳＦ１のキャリア周波数ｆ１が隣接のサブキャリア信号ＳＦ２のキャリア周波数ｆ２より離れる側（伝送帯域端部側）に周波数シフトしている（Δｆ１だけ負側にシフトしている）。この場合、図４（ｂ）に比べ、ＣＵＴ領域で示すように帯域狭窄の影響は大きくなる一方、ＯＶＬ領域で示すようにサブキャリア間のオーバーラップは少なくなっている。

図４（ｃ）は、逆に、図４（ｂ）の状態から、サブキャリア信号ＳＦ１のキャリア周波数ｆ１が隣接のサブキャリア信号ＳＦ２のキャリア周波数ｆ２に近づく側（伝送帯域中心側）に周波数シフトしている（Δｆ１だけ正側にシフトしている）。この場合、図４（ｂ）に比べ、ＣＵＴ領域で示すように帯域狭窄の影響は少なくなる一方、ＯＶＬ領域で示すようにキャリア間のオーバーラップは多くなっている。

図４（ａ）〜図４（ｃ）のような帯域狭窄とオーバーラップは、共に伝送品質の劣化要因となる。すなわち、図４（ａ）では帯域狭窄の影響による伝送品質劣化が大きくなり、図４（ｃ）ではオーバーラップの影響による伝送品質劣化が大きくなる。

図５のグラフは、キャリア周波数ｆ１の周波数シフト量（Δｆ１）と伝送品質の関係を示している。図５の特性ａ１１に示すように、最も伝送品質のよい最適点（Δｆ１ｏｐｔ）から、負側（ｆ２から離れる側）へ周波数シフトするにしたがって、伝送品質が劣化する。この負側劣化特性ａ１１は、光フィルタの多段通過による帯域狭窄起因（ＣＵＴ領域の増加）の品質劣化が主要因となる。

また、図５の特性ａ１２に示すように、最適点（Δｆ１ｏｐｔ）から、正側（ｆ２へ近づく側）へ周波数シフトするにしたがって、伝送品質が劣化する。この正側劣化特性ａ１２は、隣接サブキャリア（ｆ２）とのオーバーラップ起因のクロストーク（ＯＶＬ領域の増加）による品質劣化が主要因となる。

以下の実施の形態では、例えば図４（ｂ）に示すキャリア周波数ｆ１の設計値からの周波数オフセット（Δｆ１）を、図５に示す伝送品質の最適点（Δｆ１ｏｐｔ）に設定するための手段を提供する。

（実施の形態の概要）
実施の形態は、波長多重伝送装置において、特に多数のノードを通過伝送した際に問題となる、光フィルタの狭窄効果による伝送性能の劣化を抑止するために、受信端における伝送品質情報を送信端の光源にフィードバックし、光源のキャリア周波数（搬送波、例えば光源のレーザー発振周波数）を微調整することで、高い伝送品質を実現することを特徴とする。

図６は、実施の形態に係る光伝送システムの概要を示している。図６に示すように、実施の形態に係る光伝送システム１は、光伝送路ＯＬを介して接続された送信ノードである光伝送装置１０と受信ノードである光伝送装置２０を備えている。

光伝送装置１０は、波長グループ信号送信部１１、伝送品質取得部１２、周波数調整部１３を備えている。波長グループ信号送信部１１は、複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を、光伝送路ＯＬを介して光伝送装置２０へ送信する。伝送品質取得部１２は、複数のサブキャリア信号のうち波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質情報を光伝送装置から取得する。周波数調整部１３は、伝送品質取得部１２から取得した伝送品質情報に基づいて、伝送帯域端部におけるエッジサブキャリア信号の周波数を調整する。例えば、エッジサブキャリア信号は、光伝送装置１０から光伝送装置２０へ伝送される間にフィルタにより帯域狭窄される信号であり、波長グループ信号内の最大周波数のサブキャリア信号（第１のエッジサブキャリア信号）と最小周波数のサブキャリア信号（第２のエッジサブキャリア信号）のいずれか一方もしくは両方でもよい。

光伝送装置２０は、波長グループ信号受信部２１、伝送品質測定部２２、伝送品質通知部２３を備えている。波長グループ信号受信部２１は、光伝送路ＯＬを介して光伝送装置１０から波長グループ信号を受信する。伝送品質測定部２２は、受信した波長グループ信号の伝送帯域端部におけるエッジサブキャリア信号の伝送品質を測定する。伝送品質通知部２３は、伝送品質測定部２２が測定した伝送品質を示す伝送品質情報を光伝送装置１０へ通知する。

このように、受信ノードにおける伝送品質にしたがって、波長グループ信号の伝送帯域端部におけるエッジサブキャリア信号（伝送帯域両端における第１のエッジサブキャリア信号と第２のエッジサブキャリア信号含む）の周波数を調整することにより、帯域狭窄の影響を抑えることができるため、伝送特性を向上することができる。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。

本実施の形態では、光フィルタおよびキャリアの配置から帯域狭窄の影響を受ける信号を検出し、当該信号のキャリア発振周波数を微調整して受信端での伝送品質を測定し、伝送品質の測定結果から最適なキャリア発振周波数を推定し、送信端のキャリア周波数を最適値に設定することで、帯域狭窄の影響を最小化することを特徴とする．

図７は、本実施の形態に係る光伝送システムの構成例を示している。図７に示すように、本実施の形態に係る光伝送システム１は、複数のノード（光伝送装置）１１０〜１４０、ネットワーク監視装置（ＮＭＳ：Network Management System）２００を備えている。光伝送システム１は、４つのノード１１０〜１４０に限らず、任意の数のノードを備えていてもよい。

ノード１１０〜１４０は、それぞれ光ファイバ等の光伝送路ＯＬによって接続され、光伝送路ＯＬを介してＳＣＨ伝送が可能である。ノード１１０〜１４０は、ＷＤＭ（ＳＣＨ）ネットワーク２を構成し、一例として、ＷＤＭネットワーク２はリニアネットワークであるが、リングネットワークやメッシュネットワークなどその他のトポロジのネットワークであってもよい。例えば、ノード１１０は、光パスの送信端となる送信ノード（送信端ノード）であり、ノード１２０及び１３０は、光パスを中継する中継ノードであり、ノード１４０は、光パスの受信端となる受信ノード（受信端ノード）である。

各ノード１１０〜１４０は、基本的に同じ構成であり、光伝送路ＯＬを介してＳＣＨ伝送を行う光伝送部１０１（１０１＿１〜１０１＿４）、伝送品質を監視しノード間で品質情報などの情報をやり取りする光監視制御部１０２（１０２＿１〜１０２＿４）、ネットワーク監視装置２００からの制御に基づいてノードの監視制御などを行うノード制御部１０３（１０３＿１〜１０３＿４）を備えている。なお、光監視制御部１０２やノード制御部１０３の一部または全部は、光伝送部１０１の内部（もしくは光伝送部１０１と同じブロック）に設けられてもよい。

光監視制御部１０２は、送信ノード１１０と受信ノード１４０との間で品質情報を送受信するために必要な機能を有する。例えば、送信ノード１１０における光監視制御部１０２＿１は、制御回線ＣＬを介して受信ノード１４０へ受信されたサブキャリア信号の品質情報を要求する品質情報要求部１０２ａ、制御回線ＣＬを介して受信ノード１４０から品質情報を取得する品質情報取得部１０２ｂを備えている。受信ノード１４０における光監視制御部１０２＿４は、送信ノード１１０からの要求にしたがって光伝送部１０１において受信されたサブキャリア信号の品質を測定する品質測定部１０２ｃ、測定した品質情報を制御回線ＣＬを介して送信ノード１１０へ通知する品質情報通知部１０２ｄを備えている。

ノード制御部１０３は、送信ノード１１０においてサブキャリア周波数（サブキャリア信号のキャリア周波数）を最適値に制御するために必要な機能を有する。例えば、送信ノード１１０におけるノード制御部１０３＿１は、受信ノード１４０から取得した品質情報に基づいてサブキャリア周波数を決定するキャリア周波数決定部１０３ａ、決定したサブキャリア周波数を光伝送部１０１の送信機に設定するキャリア周波数設定部１０３ｂ、取得した品質情報をキャリア周波数と関連付けて格納する測定品質格納部１０３ｃを備える。

ネットワーク監視装置（ネットワーク制御部）２００は、ノード１１０〜１４０を統合監視（制御）する監視装置（制御装置）である。ネットワーク監視装置２００は、ＬＡＮなどの管理ネットワーク３を介してノード１１０〜１４０と接続されており、管理ネットワーク３を介してノード１１０〜１４０の設定や通信状態などを管理する。例えば、ノード１１０〜１４０にパスを設定するパス設定部２０１、ノード１１０〜１４０からフィルタの特性を収集するフィルタ特性収集部２０２、ノード１１０に制御対象となるサブキャリアを設定するキャリア周波数管理部２０３を備えている。

図８は、本実施の形態に係るノード（光伝送部）の構成例を示している。図８は、図７のノード１１０〜１４０の光伝送部１０１の構成例である。

図８の例では、光伝送部１０１は、送信機ＴＸ１〜ＴＸ８、受信機ＲＸ１〜ＴＸ８、合分波器ＡＧ１〜ＡＧ３、光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２、光増幅器ＣＡ１〜ＣＡ２を備えている。なお、送信ノード１１０における光伝送部１０１＿１は、ＳＣＨ信号の送信に必要な構成（例えば送信機ＴＸ１〜ＴＸ８、合分波器ＡＧ１〜ＡＧ３、光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２、光増幅器ＣＡ１〜ＣＡ２）のみを備え、中継ノード１２０及び１３０における光伝送部１０１＿２及び１０１＿３は、ＳＣＨ信号の中継に必要な構成（光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２、光増幅器ＣＡ１〜ＣＡ２）のみを備え、受信ノード１４０における光伝送部１０１＿４は、ＳＣＨ信号の受信に必要な構成（受信機ＲＸ１〜ＴＸ８、合分波器ＡＧ１〜ＡＧ３、光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２、光増幅器ＣＡ１〜ＣＡ２）のみを備えていてもよい。また、サブキャリアや波長グループ、方路等に応じて、任意の数の送信機、受信機、合分波器、光クロスコネクト、光増幅器を備えていてもよい。

送信機（トランスポンダ）ＴＸ１〜ＴＸ８は、それぞれクライアント装置（不図示）に接続されており、クライアント装置から入力される信号からＳＣＨ伝送用のサブキャリア信号ＳＦ（設定された周波数のサブキャリア信号）を生成し、生成したサブキャリア信号ＳＦを合分波器ＡＧ１〜ＡＧ３へ出力する。受信機ＲＸ１〜ＴＸ８は、送信機ＴＸと同様に、クライアント装置に接続されており、合分波器ＡＧ１〜ＡＧ３が分波した各サブキャリア信号ＳＦからクライアント装置の信号を生成し、生成した信号をクライアント装置へ出力する。

合分波器ＡＧ１〜ＡＧ３は、サブキャリア信号ＳＦを波長グループ信号ＳＧへ合波し、また、波長グループ信号ＳＧをサブキャリア信号ＳＦへ分波する。合分波器ＡＧ１は、送信機ＴＸ１〜ＴＸ４からのサブキャリア信号ＳＦを合波して波長グループ信号ＳＧを生成し、生成した波長グループ信号ＳＧを光クロスコネクトＸＦ１またはＸＦ２へ出力し、また、光クロスコネクトＸＦ１またはＸＦ２からの波長グループ信号ＳＧを分波してサブキャリア信号ＳＦを生成し、生成したサブキャリア信号ＳＦを受信機ＲＸ１〜ＲＸ４へ出力する。合分波器ＡＧ２は、送信機ＴＸ５〜ＴＸ６からのサブキャリア信号ＳＦを合波して波長グループ信号ＳＧを生成し、生成した波長グループ信号ＳＧを光クロスコネクトＸＦ１へ出力し、また、光クロスコネクトＸＦ１からの波長グループ信号ＳＧを分波してサブキャリア信号ＳＦを生成し、生成したサブキャリア信号ＳＦを受信機ＲＸ５〜ＲＸ６へ出力する。合分波器ＡＧ３は、送信機ＴＸ７〜ＴＸ８からのサブキャリア信号ＳＦを合波して波長グループ信号ＳＧを生成し、生成した波長グループ信号ＳＧを光クロスコネクトＸＦ２へ出力し、また、光クロスコネクトＸＦ２からの波長グループ信号ＳＧを分波してサブキャリア信号ＳＦを生成し、生成したサブキャリア信号ＳＦを受信機ＲＸ７〜ＲＸ８へ出力する。

光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２は、波長選択スイッチを備えており（不図示）、波長にしたがってスイッチング（アド・ドロップ含む）を行う光スイッチである。光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２は、波長スイッチングを行うため光フィルタＦＬＴ１及びＦＬＴ２を含んでいる。光クロスコネクトＸＦ１は、合分波器ＡＧ１及びＡＧ２、光増幅器ＣＡ１、光クロスコネクトＸＦ２（及び他の光クロスコネクトＸＦ）からの波長グループ信号ＳＧ（及びＳＣＨ信号Ｓ０内の波長グループ信号）を波長に応じてスイッチングしていずれかの方路へ出力する。光クロスコネクトＸＦ２は、合分波器ＡＧ１及びＡＧ３、光増幅器ＣＡ２、光クロスコネクトＸＦ１（及び他の光クロスコネクトＸＦ）からの波長グループ信号ＳＧ（及びＳＣＨ信号Ｓ０内の波長グループ信号）を波長に応じてスイッチングしていずれかの方路へ出力する。

光増幅器ＣＡ１〜ＣＡ２は、光伝送路ＯＬと光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２との間で光信号を増幅する。光増幅器ＣＡ１〜ＣＡ２は、光伝送路ＯＬを介して他のノードからのＳＣＨ信号Ｓ０（波長グループ信号含む）を受信して増幅し、増幅したＳＣＨ信号Ｓ０を光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２へ出力し、また、光クロスコネクトＸＦ１〜ＸＦ２からのＳＣＨ信号Ｓ０（波長グループ信号含む）を増幅し、増幅したＳＣＨ信号Ｓ０を光伝送路ＯＬを介して他のノードへ出力する。

図９は、本実施の形態に係る受信機ＲＸの構成を示している。図９は、図８の光伝送部１０１の受信機ＲＸ１〜ＴＸ８の構成例であり、受信機において品質測定を行う例を示している。

図９の例では、受信機ＲＸは、ＯＥ変換器４１、ＡＤ変換器４２、デコーダ４３、品質測定部４４を備えている。

ＯＥ変換器４１は、合分波器ＡＧからの光信号であるサブキャリア信号ＳＦをアナログ信号へ光電変換し、変換したアナログ信号を出力する。ＡＤ変換器４２は、ＯＥ変換器４１が生成したアナログ信号をデジタル信号へＡＤ変換し、変換したデジタル信号を出力する。デコーダ４３は、ＡＤ変換器４２が生成したデジタル信号を所定の誤り訂正復号方式にしたがって復号データへ復号化し、復号した復号データを外部のクライアント装置へ出力する。

品質測定部４４は、ＡＤ変換器４２が生成したデジタル信号に基づいて、サブキャリア信号の伝送品質を測定する。例えば、品質測定部４４は、伝送品質として、誤り訂正前のＱ値やビットエラーレート（ＢＥＲ）などを算出する。Ｑ値はＢＥＲから算出することができる。復号による誤り訂正を行う前に、ＢＥＲを算出することで、効果的に伝送品質を測定することができる

図１０Ａ及び図１０Ｂは、本実施の形態に係るキャリア周波数調整方法を示している。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、まず、ネットワーク監視装置２００は、ＳＣＨ伝送を行うための波長パスを設定する（Ｓ１０１）。例えば、ネットワーク監視装置２００のパス設定部２０１は、オペレータ（不図示）からの指示にしたがって、新規の波長パス（例えば４つのサブキャリアを含む波長グループ信号）を設定する。

続いて、ネットワーク監視装置２００は、各ノード（もしくは自身の持つ設定情報）から波長パスに用いる信号とフィルタの特性を収集する（Ｓ１０２）。例えば、ネットワーク監視装置２００のフィルタ特性収集部２０２は、ノード１１０〜１４０のノード制御部１０３から、波長パス（波長グループ信号）の経路に該当する光伝送部１０１内の光フィルタ（例えばＦＬＴ１及びＦＬＴ２）のフィルタ特性（例えば通過帯域の中心周波数と帯域幅）を取得する。または、ネットワーク監視装置２００は、あらかじめ各ノードの光フィルタの特性情報を格納しており、格納された情報から波長パスに対応する光フィルタの特性を取得してもよい。

続いて、ネットワーク監視装置２００は、帯域狭窄が発生するサブキャリアを抽出し、制御対象となるサブキャリアを決定する（Ｓ１０３）。例えば、ネットワーク監視装置２００のキャリア周波数管理部２０３は、Ｓ１０２で収集したフィルタの特性と波長パス（波長グループ信号）の設定情報から、帯域狭窄が発生するサブキャリアを抽出し、抽出したサブキャリアを制御対象キャリアに決定する。例えば、波長グループ信号ＳＧにおける帯域両端部のキャリア周波数ｆ１及びｆ４（エッジサブキャリア）を制御対象キャリアとする。

続いて、ネットワーク監視装置２００は、送信ノード１１０へ制御対象キャリアに対する周波数制御の指示を送信する（Ｓ１０４）。例えば、ネットワーク監視装置２００のキャリア周波数管理部２０３は、サブキャリアの周波数制御を開始するため、送信ノード１１０のノード制御部１０３へ、制御対象キャリア（ｆ１及びｆ４）に対する制御指示（最適設定指示）を送信する。

続いて、指示を受けた送信ノード１１０は、制御対象キャリアのキャリア周波数を第１の方向（波長グループ帯域の端部から中心へ向かう方向）へシフトする（Ｓ１０５）。例えば、送信ノード１１０のノード制御部１０３（キャリア周波数設定部１０３ｂ）は、制御対象キャリアのキャリア周波数ｆ１及びｆ４のキャリア周波数オフセット量Δｆ１及びΔｆ４をそれぞれキャリア周波数ｆ２及びｆ３側に、隣接キャリアとの設計上の周波数間隔の２０％程度（たとえばｆ１、ｆ２の設計上の間隔が５０ＧＨｚであればｆ１＝＋１０ＧＨｚ程度）に設定し（Δf1=(f2-f1)*0.2, Δf4=(f4-f3)*0.2）、光伝送部１０１の送信機ＴＸ（例えばＴＸ１及びＴＸ４）から出力されるサブキャリア信号のキャリア周波数ｆ１及びｆ４を変更する。

続いて、送信ノード１１０は、変更したキャリア周波数のサブキャリア信号を送信している状態で、受信ノード１４０に制御対象キャリアの伝送品質情報を要求する（Ｓ１０６）。例えば、送信ノード１１０の光監視制御部１０２（品質情報要求部１０２ａ）は、受信ノード１４０に対しキャリア周波数ｆ１及びｆ４の伝送品質情報を要求する。

続いて、要求を受けた受信ノード１４０は、要求にしたがって制御対象キャリアの伝送品質情報を収集し、送信ノード１１０へ通知する（Ｓ１０７）。例えば、受信ノード１４０の光監視制御部１０２（品質測定部１０２ｃ）は、光伝送部１０１の受信機ＲＸ（例えばＲＸ１及びＲＸ４）で測定したキャリア周波数ｆ１及びｆ４の伝送品質情報（エラー訂正前Ｑ値，ビットエラーレートなど）を取得し、光監視制御部１０２（品質情報通知部１０２ｄ）は、取得した伝送品質情報を送信ノード１１０へ送信する。

続いて、通知を受けた送信ノード１１０は、受信した品質情報とキャリア周波数オフセット量Δｆの値をひもづけて格納する（Ｓ１０８）。例えば、送信ノード１１０の光監視制御部１０２（品質情報取得部１０２ｂ）は、受信したキャリア周波数ｆ１及びｆ４の品質情報と、現在設定しているキャリア周波数オフセット量Δｆ１及びΔｆ４とを関連付けて測定品質格納部１０３ｃに格納する。

続いて、送信ノード１１０は、制御対象キャリアのキャリア周波数を第２の方向（波長グループ帯域の中心から両端へ向かう方向）へシフトする（Ｓ１０９）。例えば、送信ノード１１０のノード制御部１０３（キャリア周波数設定部１０３ｂ）は、キャリア周波数オフセット量Δｆ１及びΔｆ４をそれぞれキャリア周波数ｆ２及びｆ３から離れる側に、現在の設定値から隣接キャリアとの設計上の周波数間隔の２％程度（たとえばｆ１、ｆ２の設計上の間隔が５０ＧＨｚであれば変更量は１ＧＨｚ程度）に設定し（Δf1（更新値）=Δf1(現在値)-(f2-f1)*0.02, Δf4(更新値)=Δf4(現在値)+(f4-f3)*0.02）、光伝送部１０１の送信機ＴＸから出力されるサブキャリア信号のキャリア周波数ｆ１及びｆ４を変更する。

続いて、Ｓ１０６〜Ｓ１０８と同様に、送信ノード１１０は、受信ノード１４０に制御対象キャリアの伝送品質情報を要求し（Ｓ１１０）、要求を受けた受信ノード１４０は、要求にしたがって制御対象キャリアの伝送品質情報を収集し、送信ノード１１０へ通知し（Ｓ１１１）、通知を受けた送信ノード１１０は、受信した品質情報とキャリア周波数オフセット量Δｆの値をひもづけて格納する（Ｓ１１２）。

Ｓ１０９〜Ｓ１１２の周波数シフトによる品質測定を所定の範囲で測定完了するまで繰り返す（Ｓ１１３）。例えば、キャリア周波数オフセット量Δｆ１及びｆ４が、隣接キャリアとの設計上の周波数間隔のそれぞれ−１０％、＋１０％程度（たとえばｆ１、ｆ２の設計上の間隔が５０ＧＨｚであればΔｆ１＝−５ＧＨｚ程度）となるまで繰り返す（Δf1（今回値）<-(f2-f1)*0.05、Δf1(今回値)>(f4-f3)*0.05を満たすまで）。すなわち、Ｓ１０５で第１の方向へ第１のピッチ（大きいピッチ）で周波数シフトした後、逆の第２の方向へ第２のピッチ（小さいピッチ）で周波数シフトを所定の範囲まで繰り返し、伝送品質を測定する。なお、第２の方向へ大きく周波数シフトした後、逆の第１の方向へ小さい周波数シフトを所定の範囲まで繰り返し、伝送品質を測定してもよい。第２の方向へ大きく周波数シフトすると、信号断となり品質測定できない場合があるため、第１の方向へ周波数シフトした後、第２の方向へ周波数シフトを繰り返す方が好ましい。

Ｓ１０９〜Ｓ１１２の品質測定処理が完了した後、送信ノード１１０は、測定した品質情報に基づいて、キャリア周波数オフセット量Δｆの最適値を算出する（Ｓ１１４）。例えば、送信ノード１１０のノード制御部１０３（キャリア周波数決定部１０３ａ）は、測定品質格納部１０３ｃに格納されたキャリア周波数オフセット量Δｆと品質情報から、最も伝送品質の良くなるオフセット量Δｆ１ｏｐｔ及びΔｆ４ｏｐｔを算出する。最適値の算出には実測値を用いても良いし、一般的な統計処理方法（最小二乗や多項式近似など）を用いてもよい。また、所定のしきい値よりも伝送品質が良い周波数を最適値としてもよい。

続いて、送信ノードは、周波数オフセット量Δｆの最適値に基づき、制御対象キャリアのキャリア周波数を設定する（Ｓ１１５）。例えば、送信ノード１１０のノード制御部１０３（キャリア周波数設定部１０３ｂ）は、キャリア周波数オフセット量Δｆ１をΔｆ１ｏｐｔに設定し、キャリア周波数オフセット量Δｆ４をΔｆ４ｏｐｔに設定し、光伝送部１０１の送信機ＴＸから出力されるサブキャリア信号のキャリア周波数ｆ１及びｆ４を変更する。

なお、本実施の形態の制御方法では、クロストークによりキャリア周波数ｆ２及びｆ３のサブキャリア信号の伝送品質が劣化することが懸念されるが、その量は帯域狭窄と比較し十分小さいこと、また４つのサブキャリア間の伝送品質の均一化の観点からは望ましい動作である。

以上のように、本実施の形態では、帯域狭窄の影響を受けるキャリアに対し、周波数を微調整することで伝送品質が最良となる動作点を探索し、設定するため、帯域狭窄による伝送性能劣化を最小化することができる。

また、一般的にＳＣＨ伝送時には帯域狭窄の影響を受ける両端のチャネルの伝送品質が悪くなる。しかし、本実施の形態では、両端のチャネルの周波数を微調整し、フィルタの内側にキャリアを配置することで、帯域狭窄の影響を小さくし、代えて隣接キャリア間のクロストークの寄与を大きくし、結果的に隣接キャリアと伝送品質劣化を分担するような動作となるため、特にＳＣＨ伝送時に、キャリア間の伝送品質の均一化を図ることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、情報転送の手段として光監視制御部を用いているが、もちろんネットワーク監視装置経由での情報転送でもよい。また演算や設定を行う部分（周波数決定部や周波数設定部）についても、送信ノードのノード制御部ではなく、受信ノードのノード制御部、あるいはネットワーク監視制御部であってもよい。受信ノードで品質測定するものに限らず、リジェネレーションを行う中継ノードで品質測定を行ってもよい。伝送帯域の両端の２つのエッジキャリア信号の周波数を同時に制御したが、一方のエッジキャリア信号を制御した後、他方のエッジキャリア信号を制御してもよいし、また、いずれかのエッジキャリア信号のみを制御してもよい。

上述の実施形態における各構成（光伝送装置及びネットワーク監視装置）は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。無線装置の各機能（各処理）を、ＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータにより実現してもよい。例えば、記憶装置に実施形態における周波数調整方法を行うためのプログラムを格納し、各機能を、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよい。

このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ 光伝送システム
２ ＷＤＭネットワーク
３ 管理ネットワーク
１０ 光伝送装置
１１ 波長グループ信号送信部
１２ 伝送品質取得部
１３ 周波数調整部
２０ 光伝送装置
２１ 波長グループ信号受信部
２２ 伝送品質測定部
２３ 伝送品質通知部
４１ ＯＥ変換器
４２ ＡＤ変換器
４３ デコーダ
４４ 品質測定部
１０１ 光伝送部
１０２ 光監視制御部
１０２ａ 品質情報要求部
１０２ｂ 品質情報取得部
１０２ｃ 品質測定部
１０２ｄ 品質情報通知部
１０３ ノード制御部
１０３ａ キャリア周波数決定部
１０３ｂ キャリア周波数設定部
１０３ｃ 測定品質格納部
１１０ ノード（送信ノード）
１２０、１３０ ノード（中継ノード）
１４０ ノード（受信ノード）
２００ ネットワーク監視装置
２０１ パス設定部
２０２ フィルタ特性収集部
２０３ キャリア周波数管理部
９００ 光伝送システム
９１０ 送信ノード
９１１ 送信機
９１２ 合波器
９２０ 中継ノード
９３０ 受信ノード
９３１ 受信機
９３２ 分波器
ＡＧ１〜ＡＧ３ 合分波器
ＣＡ１〜ＣＡ２ 光増幅器
ＣＬ 制御回線
ＦＬＴ１〜ＦＬＴ２ 光フィルタ
ＧＳ 波長グループ信号
ＯＬ 光伝送路
ＲＸ１〜ＲＸ８ 受信機
Ｓ０ ＳＣＨ信号
ＳＦ１〜ＳＦ４ サブキャリア信号
ＳＧ１〜ＳＧ２ 波長グループ信号
ＴＸ１〜ＴＸ８ 送信機
ＸＦ１〜ＸＦ２ 光クロスコネクト

Claims (12)

1. 光伝送路を介して接続された第１の光伝送装置と第２の光伝送装置とを備えた光伝送システムであって、
   前記第１の光伝送装置は、
   複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を、前記光伝送路を介して前記第２の光伝送装置へ送信する波長グループ信号送信部と、
   前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質情報を前記第２の光伝送装置から取得する伝送品質取得部と、
   前記取得した伝送品質情報に基づいて、前記エッジサブキャリア信号の周波数を調整する周波数調整部と、
   を備え、
   前記第２の光伝送装置は、
   前記光伝送路を介して前記第１の光伝送装置から前記波長グループ信号を受信する波長グループ信号受信部と、
   前記受信した波長グループ信号における前記エッジサブキャリア信号の伝送品質を測定する伝送品質測定部と、
   前記測定した伝送品質を示す伝送品質情報を前記第１の光伝送装置へ通知する伝送品質通知部と、
   を備える、光伝送システム。
2. 前記エッジサブキャリア信号は、前記第１の光伝送装置から前記第２の光伝送装置へ伝送される間に帯域狭窄されるサブキャリア信号である、
   請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記エッジサブキャリア信号は、前記波長グループ信号内の複数のサブキャリア信号のうち周波数が最大の第１のエッジサブキャリア信号と周波数が最小の第２のエッジサブキャリア信号の少なくとも一方を含む、
   請求項１または２に記載の光伝送システム。
4. 前記周波数調整部は、前記エッジサブキャリア信号の周波数をシフトして測定された複数の周波数における伝送品質情報に基づいて、前記エッジサブキャリア信号の周波数を最適値に調整する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光伝送システム。
5. 前記周波数調整部は、前記波長グループ信号の伝送帯域の端部から中心側へ前記エッジサブキャリア信号の周波数をシフトした場合に測定された前記伝送品質情報と、前記波長グループ信号の伝送帯域の中心から端部側へ前記エッジサブキャリア信号の周波数をシフトした場合に測定された前記伝送品質情報と、に基づいて前記エッジサブキャリア信号の周波数を最適値に調整する、
   請求項４に記載の光伝送システム。
6. 前記周波数調整部は、前記伝送帯域の端部から中心側へ前記エッジサブキャリア信号の周波数をシフトした後、前記伝送帯域の中心から端部側へ前記エッジサブキャリア信号の周波数シフトを繰り返して前記伝送品質情報を測定する、
   請求項５に記載の光伝送システム。
7. 前記周波数調整部は、前記伝送帯域の中心から端部側へ前記エッジサブキャリア信号の周波数をシフトした後、前記伝送帯域の端部から中心側へ前記エッジサブキャリア信号の周波数シフトを繰り返して前記伝送品質情報を測定する、
   請求項５に記載の光伝送システム。
8. 前記最適値は、最も伝送品質が良い伝送品質情報に対応した周波数である、
   請求項４乃至７のいずれか一項に記載の光伝送システム。
9. 前記最適値は、所定の閾値よりも伝送品質が良い伝送品質情報に対応した周波数である、
   請求項４乃至７のいずれか一項に記載の光伝送システム。
10. 複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を、光伝送路を介して他の光伝送装置へ送信する波長グループ信号送信部と、
    前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質情報を前記他の光伝送装置から取得する伝送品質取得部と、
    前記取得した伝送品質情報に基づいて、前記エッジサブキャリア信号の周波数を調整する周波数調整部と、
    を備える、光伝送装置。
11. 光伝送路を介して他の光伝送装置から、複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を受信する波長グループ信号受信部と、
    前記受信した波長グループ信号に含まれる前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質を測定する伝送品質測定部と、
    前記測定した伝送品質を示す伝送品質情報を前記他の光伝送装置へ通知する伝送品質通知部と、
    を備える、光伝送装置。
12. 光伝送路を介して接続された第１の光伝送装置と第２の光伝送装置とを備えた光伝送システムの制御方法であって、
    前記第１の光伝送装置は、
    複数のサブキャリア信号が合波された波長グループ信号を、前記光伝送路を介して前記第２の光伝送装置へ送信し、
    前記複数のサブキャリア信号のうち前記波長グループ信号の伝送帯域端部のエッジサブキャリア信号における伝送品質情報を前記第２の光伝送装置から取得し、
    前記取得した伝送品質情報に基づいて、前記エッジサブキャリア信号の周波数を調整し、
    前記第２の光伝送装置は、
    前記光伝送路を介して前記第１の光伝送装置から前記波長グループ信号を受信し、
    前記受信した波長グループ信号における前記エッジサブキャリア信号の伝送品質を測定し、
    前記測定した伝送品質を示す伝送品質情報を前記第１の光伝送装置へ通知する、
    光伝送システムの制御方法。

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