JP2020155925A - 波長クロスコネクト装置、分岐比可変方法及びプログラム - Google Patents

波長クロスコネクト装置、分岐比可変方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】方路内の光パスに伝送される光信号の中継時に、多くの方路数を確保する。【解決手段】波長クロスコネクト装置２０Ａは、光ファイバによる符号４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑで示す各方路からの光信号を光カプラで分岐し、この分岐光信号をＷＳＳ２３ａ〜２３ｄを介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行う。上記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる可変カプラ２７ａ〜２７ｄを用いる。分岐比を、分岐光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路においてＯＳＮＲマージンの偏りが無くなるように、可変制御を行う制御部２６を備える。制御部２６は、可変カプラ２７ａ〜２７ｄでの分岐光信号を伝送する光パス毎のマージンを出力側の方路毎に求める。この全マージン中の方路毎の最小マージンを基に、各方路のマージンの偏りが無くなるように、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を可変制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、光ネットワークにおいて波長分割多重等の各種変調方式で伝送される光信号の方路スイッチの役割を担うＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）に用いられる波長クロスコネクト装置、分岐比可変方法及びプログラムに関する。
従来、光ネットワークを有する光伝送システムの伝送設計において、光ファイバによる光伝送路の中継間隔及び中継数は、光信号のＯＳＮＲ（Optical Signal to Noise Ratio：光信号対雑音比）マージンが確保されるように設計されていた。また、波長クロスコネクト装置を備えるＲＯＡＤＭノードの方路数（中継数）は、ノード内損失によるＯＳＮＲ劣化を考慮、つまりＯＳＮＲマージン（マージンともいう）が閾値以上確保されるように考慮して設計されていた。
ＯＳＮＲマージンは、閾値としての０ｄＢよりも大きければ（＋であれば）光信号の伝送が可能となり、０ｄＢより小さければ（−であれば）光信号の伝送が不可能となる。つまり、マージンは、０ｄＢ以上であることが必要条件である。マージンは、光信号パワーの大きさに比例して大きい程、光信号を遠くまで伝送できる。つまり、マージンが大きいと、光信号の伝送過程でノイズが乗っても、マージンが０ｄＢを下回る迄の伝送可能距離が長くなる。マージンが小さいと、光信号にノイズが乗り、短距離で０ｄＢを下回ることになる。
ノード内では、入力される光信号が光カプラで分岐され、この分岐された光信号が光伝送路内の光パスへ出力される。但し、光伝送路は方路とも称す。この方路内には、光信号を伝送する光パスが通る。例えば、光カプラで２分岐された２つの光信号は、各々異なる２つの方路の光パスへ伝送される。光カプラの分岐数は、光パス数並びに方路数に対応している。
光カプラでの分岐数が多い程、光信号パワーの減衰量（損失）が大きくなるので、分岐後の方路での伝送時にノイズが乗り易くなる。このため、長距離で光パスを伝送する要望がある場合、光カプラの分岐数を少なくして、光信号パワーの減衰を抑制している。
このような光カプラが搭載された波長クロスコネクト装置を備える光伝送システム１０のネットワーク構成を図６に示す。光伝送システム１０は、波長クロスコネクト装置２０を備える複数のＲＯＡＤＭノード（ノード）３０が、光伝送路としての光ファイバ４０によって接続されている。
但し、ＲＯＡＤＭノード３０を、符号３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｇ，３０ｈ，３０ｉで示す。また、光ファイバ４０を、符号４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇ，４０ｈ，４０ｉ，４０ｊ，４０ｋ，４０ｌ，４０ｍ，４０ｎ，４０ｏ，４０ｐ，４０ｑ，４０ｒ，４０ｓ，４０ｔ，４０ｕ，４０ｖ，４０ｗ，４０ｘで示す。
この光伝送システム１０において、例えば、光信号を伝送するための破線５１で示す光パスが、光ファイバ４０ｊからノード３０ｄを経由し、更に、光ファイバ４０ｌ、ノード３０ｅ、光ファイバ４０ｈ、ノード３０ｂ、光ファイバ４０ｄ、ノード３０ｃを経由して光ファイバ４０ｆまで設定されている。
更に、実線５２で示す光パスが、光ファイバ４０ｊからノード３０ｄ、光ファイバ４０ｌ、ノード３０ｅ、光ファイバ４０ｍ、ノード３０ｆを経由して光ファイバ４０ｎまで設定されている。
但し、光ファイバ４０ｌを第１方路４０ｌ、光ファイバ４０ｈを第２方路４０ｈ、光ファイバ４０ｍを第３方路４０ｍ、光ファイバ４０ｑを第４方路４０ｑと称す。
各ノード３０ａ〜３０ｉの波長クロスコネクト装置２０は同構成であり、図７にノード３０ｅの波長クロスコネクト装置２０の構成を代表して示す。
波長クロスコネクト装置２０は、方路数が４つの第１〜第４方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑに接続された入力側の４つの光アンプ２１と、各光アンプ２１に接続された４つの光カプラ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄとを備える。更に、波長クロスコネクト装置２０は、各光カプラ２２ａ〜２２ｄに接続された４つのＷＳＳ（Wavelength Selective Switch：波長選択スイッチ）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、各ＷＳＳ２３ａ〜２３ｄに接続された出力側の光アンプ２４とを備えて構成されている。ＷＳＳ２３ａ〜２３ｄは、波長毎の光信号の選択と減衰量調整機能等を有する。各光アンプ２４は、第１〜第４方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑに接続されている。
入力側の光カプラ２２ａ〜２２ｄは、１入力、４分岐の出力（１×４）タイプであるが、後述するように入力ポートと出力ポートが同じ方路間には接続されず、入力ポートに接続された方路と異なる方路に接続されるようになっている。即ち、光カプラ２２ａは、入力ポートが第１方路４０ｌに接続され、出力ポートが、第１方路４０ｌに接続されたＷＳＳ２３ａには接続されず、第２方路４０ｈ、第３方路４０ｍ及び第４方路４０ｑに接続されたＷＳＳ２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの入力ポートに接続されている。この場合、光カプラ２２ａは、１入力を３分岐して出力する。他の光カプラ２２ｂ〜２２ｄも同様である。
即ち、光カプラ２２ｂは、入力ポートが第２方路４０ｈに接続され、出力ポートが、第２方路４０ｈに接続されたＷＳＳ２３ｂには接続されず、第１方路４０ｌ、第３方路４０ｍ及び第４方路４０ｑに接続されたＷＳＳ２３ａ，２３ｃ，２３ｄの入力ポートに接続されている。
光カプラ２２ｃは、入力ポートが第３方路４０ｍに接続され、出力ポートが、第３方路４０ｍに接続されたＷＳＳ２３ｃには接続されず、第１方路４０ｌ、第２方路４０ｈ及び第４方路４０ｑに接続されたＷＳＳ２３ａ，２３ｂ，２３ｄの入力ポートに接続されている。
光カプラ２２ｄは、入力ポートが第４方路４０ｑに接続され、出力ポートが、第４方路４０ｑに接続されたＷＳＳ２３ｄには接続されず、第１方路４０ｌ、第２方路４０ｈ及び第３方路４０ｍに接続されたＷＳＳ２３ａ，２３ｂ，２３ｃの出力ポートに接続されている。
また、入力側の第１方路４０ｌと、出力側の第２方路４０ｈ間の方路には、光アンプ２１、光カプラ２２ａ、ＷＳＳ２３ｂ及び光アンプ２４を介して、破線で示す光パス５１が通っている。また、入力側の第１方路４０ｌと出力側の第３方路４０ｍ間の方路には、光アンプ２１、光カプラ２２ａ、ＷＳＳ２３ｃ及び光アンプ２４を介して、実線で示す光パス５２が通っている。光パス５１（図６参照）は距離が長く、光パス５２は距離が短いとする。
このように長距離の光パス５１がある場合、光カプラ２２ａの分岐数が多いと、光信号パワーが大きく減衰され、方路の伝送途中でノイズが乗り易くなり、長距離においてマージンを確保できなくなる。このため、光カプラ２２ａの分岐数を少なくしていた。このように分岐数を少なくして光信号パワーの減衰量を減らし、マージンを大きく確保することにより、長距離伝送を可能とする設計が行われている。この種の技術として、例えば非特許文献１に記載の技術がある。
"伝送路の状況に応じて適切な変調方式を選択する適応変復調技術",［online］，NTT R&Dフォーラム2015，［平成３１年３月７日検索］，インターネット〈URL: http://www.ntt.co.jp/RD/active/201502/jp/nw/pdf/N-6_j.pdf〉
ところで、上述した波長クロスコネクト装置２０において、光カプラ２２ａで分岐された方路内に長距離の光パス５１がある場合、その長距離を実現するマージンを確保するため、方路数を削減する必要があった。光カプラの分岐数が多いと、この分岐後の光信号パワーの減衰量（損失）が大きくなって光信号のパワーが小さくなる。このため、分岐数に対応する各方路のマージンが小さくなるので、長距離伝送が不可能となる。そこで、分岐数を少なくして長距離伝送を可能としていた。
各光パスの距離に偏りがある場合、最長距離の光パスに合わせて、方路のマージンが確保できるように、方路数の設計を行っていた。つまり、中継ノードとしての波長クロスコネクト装置２０においては、一番長い光パスに合わせて方路数を制限するといった最悪値設計が行われていた。この場合、方路数を多くできないという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、方路内の光パスに伝送される光信号の中継時に、多くの方路数を確保できる波長クロスコネクト装置、分岐比可変方法及びプログラムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、光ファイバによる入力側の複数の方路から伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）を介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置であって、前記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラを用い、前記分岐比可変カプラの分岐比を、分岐後の光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路において光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う制御部を備え、前記制御部は、前記出力側の光パス毎の前記マージンを方路毎に求め、求めた全マージンから得られる当該方路毎の最小マージンを基に、各方路におけるマージンの偏りが無くなるように、当該分岐比可変カプラの分岐比を可変する制御を行うことを特徴とする波長クロスコネクト装置である。
請求項５に係る発明は、光ファイバによる入力側の複数の方路から伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳを介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置の分岐比可変方法であって、前記波長クロスコネクト装置は、前記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラを用い、前記分岐比可変カプラの分岐比を、分岐後の光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路において光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う制御部を備えており、前記制御部は、前記分岐比可変カプラでの分岐後の光信号を伝送する複数の光パス毎の前記マージンを前記出力側の方路毎に求めるステップと、前記出力側の方路毎に求めた全マージンから得られる当該方路毎の最小マージンを基に、各方路におけるマージンの偏りが無くなるように、当該分岐比可変カプラの分岐比を可変する制御を行うステップとを実行することを特徴とする分岐比可変方法である。
請求項６に係る発明は、光ファイバによる複数の方路から伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳを介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行い、前記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラを用い、前記分岐比可変カプラの分岐比を、分岐後の光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路において光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う波長クロスコネクト装置としてのコンピュータを、前記分岐比可変カプラでの分岐後の光信号を伝送する複数の光パス毎の前記マージンを前記出力側の方路毎に求める手段、前記出力側の方路毎に求めた全マージンから得られる当該方路毎の最小マージンを基に、各方路におけるマージンの偏りが無くなるように、当該分岐比可変カプラの分岐比を可変する制御を行う手段として機能させるためのプログラムである。
請求項１の構成、請求項５の方法及び請求項６のプログラムによれば、分岐比可変カプラによって、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変することにより、波長クロスコネクト装置の出力側における全方路のマージンの偏りを無くすことができる。このため、各方路を通る一番長い光パスに合わせて方路数を制限するといった最悪値設計を回避できる。従って、分岐比可変カプラの分岐数を多くできるので、多くの方路数を確保できる。
請求項２に係る発明は、前記制御部は、前記方路毎の最小マージンの平均値に、前記出力側の各方路のマージンが近似又は同じとなるように、前記分岐比可変カプラの分岐比を決める制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置である。
この構成によれば、方路毎の最小マージンの平均値を基に、出力側における全方路のマージンの偏りが無くなるように、分岐比可変カプラの分岐比を決定できる。
請求項３に係る発明は、前記入力側の方路毎に、光信号である１入力をＮ個で出力する第１ＷＳＳを接続し、この接続された方路毎の第１ＷＳＳに、１入力をＮ個より少ないＭ個で分岐する第１分岐比可変カプラをカスケード接続し、前記カスケード接続された第１分岐比可変カプラのＭ個の出力ポートに、Ｍ個の入力を１つに結合して出力する第２分岐比可変カプラを接続し、この接続された第２分岐比可変カプラ毎の出力ポートを１つに纏めて、出力側の方路毎に出力する第２ＷＳＳを、当該第２分岐比可変カプラにカスケード接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の波長クロスコネクト装置である。
この構成によれば、波長クロスコネクト装置の入力側の方路が接続される入力ポートを第１ＷＳＳでＮ個のポートに増やし、このＮ個のポート毎に第１分岐比可変カプラを接続してＮより少数のＭ分岐数で光信号を分岐するので、光信号が大きく減衰することはない。この出力側にも入力側と逆の数のＭ×１の第２分岐比可変カプラを用いて分岐光信号を結合後に、第２ＷＳＳで１つに纏めて出力側の方路へ出力するので、入力された光信号の状態で出力できる。このため、波長クロスコネクト装置の入力側の方路が接続される入力ポートと、出力側の方路が接続される出力ポートとを、光信号が大きく減衰しないように、増加させることができる。
請求項４に係る発明は、前記入力側の方路毎に、光信号である１入力をＭ個に分岐する第１分岐比可変カプラを接続し、この接続された方路毎の第１分岐比可変カプラに、１入力をＮ個で出力する第１ＷＳＳをカスケード接続し、前記カスケード接続された第１ＷＳＳの出力ポートに、Ｎ個の入力を１出力する第２ＷＳＳを接続し、この接続された第２ＷＳＳ毎の出力ポートのＭ個を１つに結合して、出力側の方路毎に出力する第２分岐比可変カプラを、当該第２ＷＳＳにカスケード接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の波長クロスコネクト装置である。
この構成によれば、波長クロスコネクト装置の入力側の方路が接続される入力ポートを第１分岐比可変カプラでＭ個のポートに分岐する。このＭ分岐は、光信号が大きく減衰することのない数の分岐である。このＭ分岐に対応するＭ個のポート毎に第１ＷＳＳを接続してＭより多数のＮ個で光信号を出力する。この後、出力側にも入力側と逆の数のＮ×１の第２ＷＳＳを用いて光信号を１出力し、この１出力がＭ個入力される第２分岐比可変カプラでＭ個を１つに結合して出力側の方路へ出力する。このため、入力された光信号の状態で出力できる。従って、波長クロスコネクト装置の入力側の方路が接続される入力ポートと、出力側の方路が接続される出力ポートとを、光信号が大きく減衰しないように、増加させることができる。
本発明によれば、方路内の光パスに伝送される光信号の中継時に、多くの方路数を確保する波長クロスコネクト装置、分岐比可変方法及びプログラムを提供することができる。
本発明の実施形態に係る光伝送システムのネットワーク構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る光伝送システムの波長クロスコネクト装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態の波長クロスコネクト装置のカプラ分岐比制御部による分岐比可変制御の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態の変形例１に係る波長クロスコネクト装置のクロスコネクト部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の変形例２に係る波長クロスコネクト装置のクロスコネクト部の構成を示すブロック図である。 従来の光伝送システムのネットワーク構成を示すブロック図である。 従来の光伝送システムの波長クロスコネクト装置の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において機能が対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る光伝送システムのネットワーク構成を示すブロック図である。
図１に示す光伝送システム１０Ａが、従来の光伝送システム１０（図６）と異なる点は、図２に示すように、波長クロスコネクト装置２０Ａを、クロスコネクト部２５とカプラ分岐比制御部（制御部ともいう）２６とを備えて構成したことにある。図２は光伝送システム１０Ａの各ノード３０ａ〜３０ｉにおいて、代表するノード３０ｅの波長クロスコネクト装置２０Ａの構成を示すブロック図である。
波長クロスコネクト装置２０Ａが、従来の波長クロスコネクト装置２０（図６）と異なる点は、クロスコネクト部２５に従来の光カプラ２２ａ〜２２ｄに代え、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラ（可変カプラともいう）２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄを備えた。そして、制御部２６で、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を、各光パスのＯＳＮＲマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行うようにしたことにある。
ここで、通常の光カプラは次のような特性を有する。例えば１入力を均等な損失で２分岐する光カプラの場合、１００％の光信号を２分岐した光信号パワーを５０％ずつ均等に損失した状態で出力する。言い換えれば、光カプラは、光信号を１／２ずつ均等に損失（１：１の損失）する比率で２分岐する。この１×２の光カプラでは、一方側の損失が、１０×ｌｏｇ１０（Ｎ−１）ｄＢとなり、双方が３ｄＢと３ｄＢの損失となる。
分岐比可変カプラにおいて、分岐比は、例えば１００％の光信号パワーの光信号を２分岐する際の分岐比を例えば２：３とすることができ、この場合、光信号パワーの減衰量（損失）が４０％：６０％となる。分岐比の比率が大きい程に、光信号パワーの損失が大きくなることを意味する。
本実施形態の分岐比可変カプラ２７ａ〜２７ｄは、１×４のタイプであり、分岐比の損失を可変できるようになっている。本例では、分岐比可変カプラ２７ａ〜２７ｄは、後述のように１入力を３分岐するように用いられている。例えば、３分岐された３つの光パスの光信号を、例えば１：２：３の損失で出力可能となる。このような分岐比の損失を可変する制御（分岐比可変制御）は、制御部２６によって行われる。
制御部２６は、光パスのＯＳＮＲマージンの偏りが無くなるように、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を可変する制御を行う。
クロスコネクト部２５は、入力側の光アンプ２１の、第１方路４０ｌが接続される入力端が入力ポートｉ１、第２方路４０ｈが接続される入力端が入力ポートｉ２、第３方路４０ｍが接続される入力端が入力ポートｉ３、第４方路４０ｑが接続される入力端が入力ポートｉ４である。
また、出力側の光アンプ２４の、第１方路４０ｌが接続される出力端が出力ポートｏ１、第２方路４０ｈが接続される出力端が出力ポートｏ２、第３方路４０ｍが接続される出力端が出力ポートｏ３、第４方路４０ｑが接続される出力端が出力ポートｏ４である。
クロスコネクト部２５において、同一方路間の入力ポート（例えば入力ポートｉ１）と出力ポート（例えば第１出力ポートｏ１）とは、光パスで接続されないようになっている。従って、入力ポート（例えば第１入力ポートｉ１）と、当該第１入力ポートｉ１と異なる第２〜第４出力ポートｏ２〜ｏ４とが、光パスで接続される。
即ち、可変カプラ２７ａは、入力側において、第１方路４０ｌが接続された第１入力ポートｉ１に光アンプ２１を介して接続されている。また、可変カプラ２７ａは、出力側において、第１方路４０ｌに繋がるＷＳＳ２３ａには接続されず、第２方路４０ｈ、第３方路４０ｍ及び第４方路４０ｑに繋がるＷＳＳ２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの入力端に接続されている。この場合、可変カプラ２７ａは、１入力を３分岐して出力する。
第２方路４０ｈに繋がる可変カプラ２７ｂは、出力側の第２方路４０ｈに繋がるＷＳＳ２３ｂには接続されず、第１方路４０ｌ、第３方路４０ｍ及び第４方路４０ｑに繋がるＷＳＳ２３ａ，２３ｃ，２３ｄの入力端に接続されている。
第３方路４０ｍに繋がる可変カプラ２７ｃは、出力側の第３方路４０ｍに繋がるＷＳＳ２３ｃには接続されず、第１方路４０ｌ、第２方路４０ｈ及び第４方路４０ｑに繋がるＷＳＳ２３ａ，２３ｂ，２３ｄの入力端に接続されている。
第４方路４０ｑに繋がる可変カプラ２７ｄは、出力側の第４方路４０ｑに繋がるＷＳＳ２３ｄには接続されず、第１方路４０ｌ、第２方路４０ｈ及び第３方路４０ｍに繋がるＷＳＳ２３ａ，２３ｂ，２３ｃの入力端に接続されている。
このような接続により、出力側において、第１方路４０ｌには、３つの可変カプラ２７ｂ〜２７ｄ毎に分岐された３本の光パスが、ＷＳＳ２３ａ及び光アンプ２４を介して通っている。第２方路４０ｈには、３つの可変カプラ２７ａ，２７ｃ，２７ｄ毎に分岐された３本の光パスが、ＷＳＳ２３ｂ及び光アンプ２４を介して通っている。第３方路４０ｍには、３つの可変カプラ２７ａ，２７ｂ，２７ｄ毎に分岐された３本の光パスが、ＷＳＳ２３ｃ及び光アンプ２４を介して通っている。第４方路４０ｑには、３つの可変カプラ２７ａ〜２７ｃ毎に分岐された３本の光パスが、ＷＳＳ２３ｄ及び光アンプ２４を介して通っている。
また、入力側の第１方路４０ｌと、出力側の第２方路４０ｈ間の方路には、光アンプ２１、可変カプラ２７ａ、ＷＳＳ２３ｂ及び光アンプ２４を介して、破線で示す光パス５１（図１参照）が通っている。また、入力側の第１方路４０ｌと、出力側の第３方路４０ｍ間の方路には、光アンプ２１、可変カプラ２７ａ、ＷＳＳ２３ｃ及び光アンプ２４を介して、実線で示す光パス５２（図１参照）が通っているとする。
＜分岐比可変制御の動作＞
上記のような構成の波長クロスコネクト装置２０Ａにおいて、制御部２６による可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比可変制御を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
但し、出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎には、上述したように、各可変カプラ２７ａ〜２７ｄで分岐された３本の光パスｐ１〜ｐ３が通っているとする。
図３に示すステップＳ１において、制御部２６は、未選択の入力ポートｉ１〜ｉ４を所定順序に従って１つ選択する。例えば、入力ポートｉ１が選択されたとする。
ステップＳ２において、制御部２６は、上記選択された入力ポートｉ１と同じ第１方路４０ｌに繋がる出力ポートｏ１以外の、未選択の出力ポートｏ２〜ｏ４を所定順序に従って１つ選択する。例えば、出力ポートｏ２が選択されたとする。
ステップＳ３において、制御部２６は、上記選択された入力ポートｉ１と出力ポートｏ２間のルートを通る光パスｐ１のＯＳＮＲマージンを計算し、この計算された光パスｐ１のマージンを記憶部２６ａに記憶する。
ステップＳ４において、制御部２６は、上記選択された入力ポートｉ１に繋がる出力ポートｏ２〜ｏ４が全て選択されたか否かを判断する。この結果、選択されていなければ（Ｎｏ）、上記ステップＳ２に戻って、次の出力ポートｏ２を選択し、ステップＳ３の処理を行う。
上記ステップＳ４の判定結果、選択されていれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ５において、入力ポートｉ１〜ｉ４が全て選択されたか否かを判断する。この結果、選択されていなければ（Ｎｏ）、上記ステップＳ１に戻って、次の入力ポートｉ２を選択し、ステップＳ２〜Ｓ４の処理を行う。
上記ステップＳ５の判定結果、選択されていれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６において、上記ステップＳ３で計算された入力ポートｉ１〜ｉ４と出力ポートｏ１〜ｏ４間の全ルートにおける全光パスｐ１〜ｐ３のマージンを記憶部２６ａから読み出す。この読み出した全マージンから、出力側の第１〜第４方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎に最小マージンを選択し、この選択された最小マージンを、該当方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑに対応付け、記憶部２６ａに記憶する。
例えば、出力側の第３方路４０ｍを通る全光パスｐ１〜ｐ３のマージンにおいて、光パスｐ１（光パス５２）のマージンが最小である場合、この最小マージンを選択して出力側の該当の第３方路４０ｍに対応付け、記憶部２６ａに記憶する。
次に、ステップＳ７において、制御部２６は、記憶部２６ａから全方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎の最小マージンを読み出し、全ての最小マージンの平均値に、出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑのマージンが近似又は同じとなるように、各可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を決める。
つまり、出力側において、第１方路４０ｌのマージンが平均値に近似又は同じとなるように、３つの可変カプラ２７ｂ〜２７ｄの分岐比を決める。第２方路４０ｈのマージンが平均値に近似又は同じとなるように、３つの可変カプラ２７ａ，２７ｃ，２７ｄの分岐比を決める。第３方路４０ｍのマージンが平均値に近似又は同じとなるように、３つの可変カプラ２７ａ，２７ｂ，２７ｄの分岐比を決める。第４方路４０ｑのマージンが平均値に近似又は同じとなるように、３つの可変カプラ２７ａ〜２７ｃの分岐比を決める。
言い換えれば、分岐された各光信号の損失の割合を決めるために、第１〜第４方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑのマージンが平均値に近似又は同じとなるように、各可変カプラ２７ａ〜２７ｄの内、該当する３つ毎の可変カプラにおける分岐比、即ち損失の割合を決める。但し、分岐比を決める処理は、平均値を用いた処理以外に、他の統計的な計算処理を用いてもよい。
＜実施形態の効果＞
実施形態に係る波長クロスコネクト装置２０Ａは、光ファイバによる複数の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑから伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳ２３ａ〜２３ｄを介して出力側の複数の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑへ出力する中継を行う。この波長クロスコネクト装置２０Ａは次の特徴構成となっている。
（１）上記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる可変カプラ２７ａ〜２７ｄを用いる。可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を、分岐後の光信号が伝送される複数の光パスが通る出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑにおいて光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う制御部２６を備える。
制御部２６は、可変カプラ２７ａ〜２７ｄでの分岐後の光信号が伝送される複数の光パス毎のマージンを出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎に求める。この求めた全マージンから得られる当該方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎の最小マージンを基に、各方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑにおけるマージンの偏りが無くなるように、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を可変する制御を行う構成とした。
この構成によれば、可変カプラ２７ａ〜２７ｄによって、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変することにより、波長クロスコネクト装置２０Ａの出力側における全方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑのマージンの偏りを無くすことができる。このため、各方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑを通る一番長い光パスに合わせて方路数を制限するといった最悪値設計を回避できる。従って、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐数を多くできるので、多くの方路数を確保できる。
（２）制御部２６は、方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎の最小マージンの平均値に、出力側の各方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑのマージンが近似又は同じとなるように、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を決める制御を行う構成とした。
この構成によれば、方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎の最小マージンの平均値を基に、出力側における全方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑのマージンの偏りが無くなるように、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を決定できる。
＜実施形態の変形例１＞
図４は、本実施形態の変形例１に係るクロスコネクト部２５Ｂの構成を示すブロック図である。
変形例１のクロスコネクト部２５Ｂが、上述したクロスコネクト部２５（図２）と異なる点は、入力側において、１×ＮのＷＳＳ（第１ＷＳＳ）６１ａ〜６１ｎと、Ｎ個の１×Ｍの分岐比可変カプラ（第１分岐比可変カプラ）７１ａ〜７１ｎ，７２ａ〜７２ｎ，７３ａ〜７３ｎ，７４ａ〜７４ｎ（７１ａ〜７４ｎ）とをカスケード接続した。また、出力側において、Ｎ個のＭ×１の分岐比可変カプラ（第２分岐比可変カプラ）８１ａ〜８１ｎ，８２ａ〜８２ｎ，８３ａ〜８３ｎ，８４ａ〜８４ｎ（８１ａ〜８４ｎ）と、Ｎ×１のＷＳＳ（第２ＷＳＳ）６２ａ〜６２ｎとをカスケード接続したことにある。但し、Ｎ＞Ｍの関係であるとする。また、図２に示す入力ポートｉ１〜ｉ４側の光アンプ２１と、出力ポートｏ１〜ｏ４側の光アンプ２４とは省略してある。
図２に示したクロスコネクト部２５において、入力ポートｉ１〜ｉ４及び出力ポートｏ１〜ｏ４を増加させる場合、この増加数が多いと、入力側の可変カプラ２７ａ〜２７ｄの出力ポートの数が増加し、この増加に伴い光信号が大きく減衰してしまう。
そこで、図４に示すクロスコネクト部２５Ｂの構成のように、各入力ポートｉ１〜ｉＮＭに、１×ＮのＷＳＳ６１ａ〜６１ｎを接続して、入力ポートｉ１〜ｉ４毎にＮ個のポートを増やしておく。このＮ個のポート毎に可変カプラ７１ａ〜７４ｎをカスケード接続する。
この接続構成では、入力ポートｉ１をＷＳＳ６１ａでＮ個のポートに増やしても、このＮ個のポート毎に可変カプラ７１ａ〜７１ｎが接続され、各可変カプラ７１ａ〜７１ｎは、Ｎより少数のＭ分岐数で光信号を分岐するので、光信号が大きく減衰することはない。つまり、光信号の減衰が抑制される。これは、他のＷＳＳ６１ｂ〜６１ｎ及び可変カプラ７２ａ〜７４ｎにおいても同様である。
この入力側の可変カプラ７１ａ〜７１ｎには、Ｍ×１の分岐比可変カプラ８１ａ〜８４ｎが接続されているので、可変カプラ７１ａ〜７１ｎで分岐した光信号を、分岐比可変カプラ８１ａ〜８４ｎで結合する。この結合した光信号を、Ｎ×１のＷＳＳ６２ａ〜６２ｎで纏めて、各出力ポートｏ１〜ｏＮＭへ出力できる。
この構成によれば、クロスコネクト部２５Ｂの入力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑが接続される入力ポートを第１ＷＳＳでＮ個のポートに増やし、このＮ個のポート毎に第１分岐比可変カプラをしてＮより少数のＭ分岐数で光信号を分岐するので、光信号が大きく減衰することはない。
この後、出力側にも入力側と逆の数のＭ×１の第２分岐比可変カプラを用いて分岐光信号を結合後に、第２ＷＳＳで１つに纏めて出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑへ出力するので、入力された光信号の状態で出力できる。このため、波長クロスコネクト装置の入力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑが接続される入力ポートと、出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑが接続される出力ポートとを、光信号が大きく減衰しないように、増加させることができる。
＜実施形態の変形例２＞
図５は、本実施形態の変形例２に係るクロスコネクト部２５Ｃの構成を示すブロック図である。
変形例２のクロスコネクト部２５Ｃが、上述したクロスコネクト部２５Ｂ（図４）と異なる点は、入力側及び出力側において、ＷＳＳと分岐比可変カプラとを逆にカスケード接続したことにある。
即ち、入力ポートｉ１〜ｉＮＭ毎に、１×Ｍの可変カプラ（第１分岐比可変カプラ）７６ａ〜７６ｎを接続し、この可変カプラ７６ａ〜７６ｎ毎に１×ＮのＷＳＳ（第１ＷＳＳ）６６ａ〜６６ｎ，６７ａ〜６７ｎ，６８ａ〜６８ｎ，６９ａ〜６９ｎ（６６ａ〜６９ｎ）を接続した。つまり、可変カプラ７６ａ〜７６ｎ毎からは大きく減衰しない分岐数Ｍ個の光信号を出力し、このＭ個の分岐光信号をＷＳＳ６６ａ〜６９ｎでＮ個の増やし、出力している。
出力側では、その出力側と逆のＮ×１のＷＳＳ（第２ＷＳＳ）８６ａ〜８６ｎ，８７ａ〜８７ｎ，８８ａ〜８８ｎ，８９ａ〜８９ｎ（８６ａ〜８９ｎ）に、Ｍ×１の可変カプラ（第２分岐比可変カプラ）９６ａ〜９６ｎをカスケード接続して、光信号を元に戻して各方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑへ出力している。
この構成によれば、クロスコネクト部２５Ｃの入力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑが接続される入力ポートを第１分岐比可変カプラでＭ個のポートに分岐する。このＭ分岐は、光信号が大きく減衰することのない数の分岐である。このＭ分岐に対応するＭ個のポート毎に第１ＷＳＳをしてＭより多数のＮ個で光信号を出力する。
この後、出力側にも入力側と逆の数のＮ×１の第２ＷＳＳを用いて光信号を１出力し、この１出力がＭ個入力される第２分岐比可変カプラでＭ個を１つに結合して出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑへ出力する。このため、入力された光信号の状態で出力できる。従って、波長クロスコネクト装置の入力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑが接続される入力ポートと、出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑが接続される出力ポートとを、光信号が大きく減衰しないように、増加させることができる。
また、本実施形態のコンピュータで実行されるプログラムについて説明する。コンピュータは、光ファイバによる複数の方路から伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳを介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行い、前記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラを用い、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を、分岐後の光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑにおいて光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う波長クロスコネクト装置２０Ａである。
上記プログラムは、上記コンピュータを、可変カプラ２７ａ〜２７ｄでの分岐後の光信号が伝送される複数の光パス毎のマージンを出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎に求める手段として機能させる。また、コンピュータを、出力側の方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎に求めた全マージンから得られる当該方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑ毎の最小マージンを基に、各方路４０ｌ，４０ｈ，４０ｍ，４０ｑにおけるマージンの偏りが無くなるように、可変カプラ２７ａ〜２７ｄの分岐比を可変する制御を行う手段として機能させる。
このプログラムによれば、上述した実施形態の波長クロスコネクト装置２０Ａと同様の効果を得ることができる。
その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
１０Ａ 光伝送システム
２０Ａ 波長クロスコネクト装置
２１，２４ 光アンプ
２３ａ〜２３ｄ，６１ａ〜６１ｎ，６２ａ〜６２ｎ，６６ａ〜６９ｎ，８６ａ〜８９ｎ ＷＳＳ
２５，２５Ｂ，２５Ｃ クロスコネクト部
２６ カプラ分岐比可変制御部
２６ａ 記憶部
２７ａ〜２７ｄ，７１ａ〜７４ｎ，８１ａ〜８４ｎ，７６ａ〜７６ｎ，９６ａ〜９６ｎ 分岐比可変カプラ
３０，３０ａ〜３０ｉ ＲＯＡＤＭノード
４０，４０ａ〜４０ｘ 光ファイバ
４０ｌ 第１方路
４０ｈ 第２方路
４０ｍ 第３方路
４０ｑ 第４方路
５１，５２ 光パス
ｉ１〜ｉ４ 入力ポート
ｏ１〜ｏ４ 出力ポート

Claims (6)

  1. 光ファイバによる入力側の複数の方路から伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）を介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置であって、
    前記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラを用い、
    前記分岐比可変カプラの分岐比を、分岐後の光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路において光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う制御部を備え、
    前記制御部は、前記出力側の光パス毎の前記マージンを方路毎に求め、求めた全マージンから得られる当該方路毎の最小マージンを基に、各方路におけるマージンの偏りが無くなるように、当該分岐比可変カプラの分岐比を可変する制御を行う
    ことを特徴とする波長クロスコネクト装置。
  2. 前記制御部は、前記方路毎の最小マージンの平均値に、前記出力側の各方路のマージンが近似又は同じとなるように、前記分岐比可変カプラの分岐比を決める制御を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の波長クロスコネクト装置。
  3. 前記入力側の方路毎に、光信号である１入力をＮ個で出力する第１ＷＳＳを接続し、この接続された方路毎の第１ＷＳＳに、１入力をＮ個より少ないＭ個で分岐する第１分岐比可変カプラをカスケード接続し、
    前記カスケード接続された第１分岐比可変カプラのＭ個の出力ポートに、Ｍ個の入力を１つに結合して出力する第２分岐比可変カプラを接続し、この接続された第２分岐比可変カプラ毎の出力ポートを１つに纏めて、出力側の方路毎に出力する第２ＷＳＳを、当該第２分岐比可変カプラにカスケード接続した
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波長クロスコネクト装置。
  4. 前記入力側の方路毎に、光信号である１入力をＭ個に分岐する第１分岐比可変カプラを接続し、この接続された方路毎の第１分岐比可変カプラに、１入力をＮ個で出力する第１ＷＳＳをカスケード接続し、
    前記カスケード接続された第１ＷＳＳの出力ポートに、Ｎ個の入力を１出力する第２ＷＳＳを接続し、この接続された第２ＷＳＳ毎の出力ポートのＭ個を１つに結合して、出力側の方路毎に出力する第２分岐比可変カプラを、当該第２ＷＳＳにカスケード接続した
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波長クロスコネクト装置。
  5. 光ファイバによる入力側の複数の方路から伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳを介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行う波長クロスコネクト装置の分岐比可変方法であって、
    前記波長クロスコネクト装置は、
    前記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラを用い、
    前記分岐比可変カプラの分岐比を、分岐後の光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路において光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う制御部を備えており、
    前記制御部は、
    前記分岐比可変カプラでの分岐後の光信号を伝送する複数の光パス毎の前記マージンを前記出力側の方路毎に求めるステップと、
    前記出力側の方路毎に求めた全マージンから得られる当該方路毎の最小マージンを基に、各方路におけるマージンの偏りが無くなるように、当該分岐比可変カプラの分岐比を可変する制御を行うステップと
    を実行することを特徴とする分岐比可変方法。
  6. 光ファイバによる複数の方路から伝送されてきた光信号を光カプラで分岐し、この分岐された各光信号をＷＳＳを介して出力側の複数の方路へ出力する中継を行い、前記光カプラに、光信号を分岐する際の光信号パワーの損失の割合である分岐比を可変できる分岐比可変カプラを用い、前記分岐比可変カプラの分岐比を、分岐後の光信号を伝送する複数の光パスが通る出力側の方路において光信号対雑音比のマージンの偏りが無くなるように、可変する制御を行う波長クロスコネクト装置としてのコンピュータを、
    前記分岐比可変カプラでの分岐後の光信号を伝送する複数の光パス毎の前記マージンを前記出力側の方路毎に求める手段、
    前記出力側の方路毎に求めた全マージンから得られる当該方路毎の最小マージンを基に、各方路におけるマージンの偏りが無くなるように、当該分岐比可変カプラの分岐比を可変する制御を行う手段
    として機能させるためのプログラム。
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