JP4765559B2 - 光伝送システム、ノード、光伝送方法およびプログラム - Google Patents

Description

この発明は、ノード間で光信号を伝送する光伝送システムに関するものである。

従来、光伝送路を介してノード間で光信号を伝送する光伝送システムにおいて、ノードが測定した各光伝送路の波長分散量に基づいて光伝送路の切替の際に分散補償を行うものが知られている（例えば特許文献１）。

特開２００３−１２１３０３号公報

特許文献１に開示された従来の光伝送システムにおいては、複数のノードを中継して行く光パス全体の波長分散量を、各光伝送路の波長分散量を累積することにより算出するようにしているので、各光伝送路の波長分散量の誤差が累積されてしまうという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、光伝送システムにおいて、光パスの波長分散量を精度良く求めることができるようにすることを目的としている。

この発明に係る光伝送システムは、隣接ノード間のリンクの波長分散量を、予め定められた第１の光波長の測定用光信号を用いて測定する第１の測定部と、送信端としてのノードと受信端としてのノードとの間の光パスを設定する設定部と、前記設定部で設定された光パスにおける通信で使用される波長を含む第２の光波長の測定用光信号であって、前記第１の測定部により測定された前記隣接ノード間のリンクにおける波長分散量に基づいて補償された測定用光信号を用いて、前記光パスにおける波長分散量を測定する第２の測定部と、を備えたものである。

この発明は、光伝送システムにおいて、光パスの波長分散量を精度良く求めることができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による光伝送システムは、固定波長の測定用光信号を用いて、隣接ノード間のリンクの波長分散量を測定し、この測定したリンクの波長分散量の情報を各ノードに通知し、各ノードのテーブルで分散管理された各リンクの波長分散量の情報に基づいて、可変波長の測定用光信号を用いて、光パスの波長分散量を測定するというように、光パスの波長分散量の測定を二段階としたので、光パスの波長分散量を迅速かつ低コストに精度良く求めることができるものである。さらに、この発明の実施の形態１による光伝送システムは、光パスの波長分散量の測定結果に基づいて、光パスの波長分散量を補償するようにしたので、分散補償された光パスを動的に設定可能なものである。

図１は、この発明の実施の形態１による光伝送システムを示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
図１において、１、２は光伝送システムのエッジ部分に位置するノードとしてのエッジノードである。３、４、５は光伝送システムのコア部分に位置するノードとしてのコアノードである。６、７、８、９、１０は各ノード１、２、３、４、５を接続するリンクとしての光ファイバである。１１は光伝送システムを制御するための制御ネットワークである。１２、１３は光伝送システムに接続されるクライアント装置であり、実際にはルータやスイッチ等である。なお、制御ネットワーク１１は各ノード１、２、３、４、５やクライアント装置１２、１３に接続されている。

図２は、この発明の実施の形態１による光伝送システムおけるエッジノード１を示す構成図である。
図２において、２１はクライアント装置１２を収容し、光伝送システムを介して、所望の光信号により相手ノードと通信するためのクライアント収容部である。２２は波長分散量を測定するために光ファイバ毎に設けた第１の測定部としての波長分散量測定部、２３はクライアント収容部２１や波長分散量測定部２２から送信される互いに異なる波長の光信号を光ファイバ６へ合波したり、逆に光ファイバ６内を伝搬してきた複数波長の光信号を波長ごとにクライアント収容部２１や波長分散量測定部２２へ分波したりする光合分波器である。２４は、制御ネットワーク１１に接続され、本装置を制御するための設定部および通知部としてのノード制御部である。なお、図２では、図１で図示を省略した複数のクライアント装置１２を接続した場合を示している。また、エッジノード２の構成は、エッジノード１のものと同様である。

図３は、この発明の実施の形態１による光伝送システムおけるコアノード３を示す構成図である。
図１において、コアノード３は、クライアント装置１２、１３とは接続されず、エッジノード１やコアノード４、５と接続するための光ファイバ６、７、８と接続されている。図３において、２２は波長分散量を測定するために各光ファイバ毎に設けた第１の測定部としての波長分散量測定部、２３は各光ファイバ毎に設けた光合分波器である。３１は光合分波器２３で分波された光信号を交換するための光スイッチである。２４は、制御ネットワーク１１に接続され、本装置を制御するための設定部および通知部としてのノード制御部である。なお、コアノード４、５の構成は、コアノード３のものと同様である。

図４は、この発明の実施の形態１による光伝送システムのエッジノード１におけるクライアント収容部２１を示す構成図である。
図４において、４１はクライアント装置１２とのインタフェースをとるためのクライアントインタフェース部である。４２は本光伝送システム内での光信号を送受信するための可変波長光信号送受信部である。４３は波長分散量を動的に補償するための可変分散補償部である。４４はクライアント収容部１２間の光パスにおける波長分散量を測定するための第２の測定部としての光パス波長分散量測定部である。

次に動作について説明する。
まず、光伝送システムを構成する全ノードは、ノード間（ここでは、ノード間をリンクと呼ぶ）の光ファイバの波長分散量を測定する（リンク単位の波長分散量の測定）。例えば、エッジノード１とコアノード３は、それぞれのノードの波長分散量測定部２２により光ファイバ６の波長分散量を測定する。なお、測定方法としては、固定波長の測定用光信号を二波長用いて、その二つの光信号の伝送遅延時間差を測定することにより波長依存性を測定し、これを波長で微分することによって波長分散量を求めるようにする。同様に、各ノードは、対向するノード間に敷設されている光ファイバの波長分散量を測定する。その結果、各ノードは、自ノードに接続されている光ファイバとしての各リンクの波長分散量を知ることができる。図５は、コアノード３における波長分散量管理テーブルであり、例えばコアノード３のポートＰ３１は、エッジノード１のポートＰ１３と光ファイバ６を介して接続されており、このリンクの波長分散量はＤ３１であることを示している。

次に、各ノードのノード制御部２４は、制御ネットワーク１１を介して、全ノードへ自ノードの波長分散量管理テーブルの内容、すなわち、波長分散量の情報を通知する。その結果、各ノードにおける波長分散量管理テーブルは図６のようになる。

次に、クライアント装置１２からクライアント装置１３までの光パスを設定する場合の動作について説明する。クライアント装置１２は、エッジノード１に対して、制御ネットワーク１１を介して、クライアント装置１３までの光パス設定要求を伝える。エッジノード１のノード制御部２４は、エッジノード２までの光パスを計算し、空いている光パスのうちの最適な（通常は最短ホップ数の）光パスを選択し、その光パスを設定する。なお、光パスの選択や設定は、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）で標準化が進められているＧＭＰＬＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）技術によるルーティング、シグナリングにより実現される。

次に、選択された光パスの波長分散量を求める（光パス単位の波長分散量の測定）。
最初に、エッジノード１は、図６に示した波長分散量管理テーブルを用い、設定された光パスの各リンクの波長分散量を累積する。たとえば、エッジノード１からエッジノード２までの光パスが、コアノード３、４を経由する場合の累積波長分散量Ｄ１２は、Ｄ１３＋Ｄ３４＋Ｄ４２となる。

次に、エッジノード１は、クライアント収容部１２の光パス波長分散量測定部４４と可変波長光信号送受信部４２を用いて、設定した光パスに用いる波長、速度およびパス（経路）によるクライアント収容部２１間の波長分散量の測定を実施する。本測定の際は、先に求めた累積波長分散量Ｄ１２の値を用い、可変分散補償部４３を制御して、設定した光パスの波長分散量を測定する。なお、測定方法としては、可変波長の測定用光信号を用いて、光信号の伝送遅延時間の波長依存性を測定し、これを波長で微分することによって波長分散量を求めるようにする。累積波長分散量の情報に基づいて可変分散補償部を制御することより、測定用光信号を光パスに渡って確実に伝送させることができる。

上記の動作により、エッジノード１において、実際に使用する光パスでの波長分散量が求められ、この値を用いて送受信側の可変分散補償部４３が制御される。この結果、クライアント装置１２とクライアント装置１３との間における分散補償された光パスが実現できる。

なお、上記の説明では、光パスの設定後に、光パスの累積波長分散量の情報を求めているが、光パスの設定前や、光パスの設定中に求めるようにしても良い。

以上のように、この発明の実施の形態１による光伝送システムにおいては、光パスの波長分散量の測定を、リンク単位と光パス単位の二段階としたので、下記のような効果が得られる。

リンク単位の波長分散量の測定は粗い測定で良く、測定に使用する測定用光信号は、データ用の光信号と同じ伝送速度や波長でなくても良い。例えば、４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムであっても、リンク単位の測定は、測定用の固定波長による１Ｇｂ／ｓで実施することが可能なため、安価な部品を用いるなどで、測定のためのコストを抑えることが可能である。

光パス単位の波長分散量の測定は、光パスが設定されてから、実使用波長を含み、実使用速度と同じ測定用光信号で測定することにより、精密に測定することができる。実際の光パスに渡って測定するので、各リンクの測定誤差が累積するようなことはなく最小限の誤差で測定でき、さらに、ノード間だけでなく中継ノード内の波長分散量も含めて測定できる。実際に使用する波長範囲で測定するので、波長依存性（最短波長と最長波長では、波長分散量が異なること）まで考慮した高精度な波長分散量の測定が可能となる。また、測定前に、リンク単位の測定結果を累積した波長分散量がわかっているので、この値を目安に利用するなどで、測定時間を短くすることが可能である。

これにより、光パスの波長分散量を迅速かつ低コストに精度良く求めることができるのである。今後、例えば１０Ｇｂ／ｓから、４０Ｇｂ／ｓや１６０Ｇｂ／ｓにビットレートが高速化し、より高精度な分散補償が必要となってくることにも対応可能となる。

さらに、この発明の実施の形態１による光伝送システムにおいては、光パスの波長分散量の測定結果に基づいて、設定した光パスの波長分散量を補償する可変分散補償部を設けるように構成している。これにより、分散補償された光パスを動的に設定可能となる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２による光伝送システムは、固定波長の測定用光信号を用いて、隣接ノード装置間のリンクの波長分散量を測定し、この測定したリンクの波長分散量の情報をサーバ装置に通知し、このサーバのテーブルで集中管理された各リンクの波長分散量の情報に基づいて、可変波長の測定用光信号を用いて、光パスの波長分散量を測定するというように、光パスの波長分散量の測定を二段階としたので、光パスの波長分散量を迅速かつ低コストに精度良く求めることができるとともに、光伝送システムの大規模化にも低コストで柔軟に対応できるものである。さらに、この発明の実施の形態１による光伝送システムは、光パスの波長分散量の測定結果に基づいて、光パスの波長分散量を補償するようにしたので、分散補償された光パスを動的に設定可能なものである。

図７は、この発明の実施の形態２による光伝送システムを示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。
図７において、７１は波長分散量管理サーバである。なお、その他の構成は、図１〜図６に示した実施の形態１によるものと同様である。

次に動作について説明する。
ノード間の光ファイバの波長分散量を測定し、図５のような波長分散量管理テーブルを作成するまでの動作は、実施の形態１と同様である。

次に、各ノードのノード制御部２４は、制御ネットワーク１１を介して、自ノードの波長分散量管理テーブルの内容、すなわち、波長分散量の情報を、波長分散量管理サーバ７１へ通知する。その結果、波長分散量管理サーバ７１における波長分散量管理テーブルは図６のようになる。

次に、クライアント装置１２からクライアント装置１３までの光パスを設定する手順は実施の形態１と同様である。

次に、制御ネットワーク１１を介して、エッジノード１は、設定した光パスの累積波長分散量の情報を、波長分散量管理サーバ７１に対して要求する。波長分散量管理サーバ７１は、波長分散量管理テーブルに記憶された各リンクの波長分散量を光パスについて累積することにより、要求された光パスの累積波長分散量を計算し、エッジノード１へ通知する。

以降は、実施の形態１と同様に動作することにより、設定した光パスの波長分散量を測定し、クライアント装置間の分散補償された光パスを実現する。

なお、上記の説明では、光パスの設定後に、光パスの累積波長分散量の情報を波長分散量管理サーバに対して要求しているが、光パスの設定前や、光パスの設定中に求めるようにしても良い。

以上のように、この発明の実施の形態２による光伝送システムにおいては、実施の形態１と同じ効果に加え、さらに、波長分散量管理サーバが、一括して全リンクの波長分散量の管理を行うことができるようにしているので、例えば、大規模な光伝送システムになっても、波長分散量管理サーバの波長分散量管理テーブルだけを大規模化すれば良く、低コストで柔軟に対応できるといった効果を奏するのである。

なお、上述のように、この発明の実施の形態１、２では、波長分散量の測定方法としては、伝送遅延時間の波長依存性から求める方法により実現される場合を示したが、波長分散量の測定方法はこれに限られるものではない。例えば、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｒｙ）を利用する方法なども適用可能である。

また、上述のように、この発明の実施の形態１、２では、光パスの選択や設定は、ＧＭＰＬＳ技術によるルーティング、シグナリングにより実現される場合を示したが、光パスの選択や設定の方法がこれに限られるものでないことは言うまでもない。

また、上述の実施の形態１、２に示した構成は回路として実現しても良いし、また、ノードやサーバに設けたマイクロコンピュータ等に実行させるプログラムを用いてソフトウエア処理により実現するようにしても良い。

また、この発明の実施の形態１、２で用いるリンクとしては、上述のような光ファイバを伝送媒体とする光リンクを初めとして、どのようなリンクにも適用可能であり、要するに光伝送特性に影響を与えるような波長分散量をもつリンクであれば効果を奏するのである。

この発明の実施の形態１による光伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態１による光伝送システムおけるノードを示す構成図 この発明の実施の形態１による光伝送システムおけるノードを示す構成図 この発明の実施の形態１による光伝送システムおけるノードを示す構成図 この発明の実施の形態１による光伝送システムを説明するための説明図 この発明の実施の形態１による光伝送システムを説明するための説明図 この発明の実施の形態２による光伝送システムを示す構成図

符号の説明

１、２ エッジノード
３、４、５ コアノード
６、７、８、９、１０ 光ファイバ
２２ 波長分散量測定部
２４ ノード制御部
４３ 可変分散補償部
４４ 光パス波長分散量測定部
７１ 波長分散量管理サーバ

Claims (10)

1. 隣接ノード間のリンクの波長分散量を、予め定められた第１の光波長の測定用光信号を用いて測定する第１の測定部と、
   送信端としてのノードと受信端としてのノードとの間の光パスを設定する設定部と、
   前記設定部で設定された光パスにおける通信で使用される波長を含む第２の光波長の測定用光信号であって、前記第１の測定部により測定された前記隣接ノード間のリンクにおける波長分散量に基づいて補償された測定用光信号を用いて、前記光パスにおける波長分散量を測定する第２の測定部と、
   を備えたことを特徴とする光伝送システム。
2. 前記第２の測定部で測定された波長分散量の情報に基づいて、前記光パスの波長分散量を補償する補償部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記第１の測定部で測定された波長分散量の情報を各ノードに通知する通知部と、を備え、
   前記第２の測定部は、前記通知部で通知された波長分散量の情報に基づいて、前記設定部で設定された光パスの波長分散量を測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光伝送システム。
4. 前記第１の測定部で測定された波長分散量の情報を記憶するサーバと、を備え、
   前記第２の測定部は、前記サーバで記憶された波長分散量の情報に基づいて、前記設定部で設定された光パスの波長分散量を測定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光伝送システム。
5. 前記第１の光波長は固定波長であり、
   前記第２の光波長は可変波長であること、
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光伝送システム。
6. 自ノードと隣接ノードとの間のリンクの波長分散量を、予め定められた第１の光波長の測定用光信号を用いて測定する第１の測定部と、
   送信端としての自ノードと受信端としての他のノードとの間の光パスを設定する設定部と、
   前記設定部で設定された光パスにおける通信で使用される波長を含む第２の光波長の測定用光信号であって、前記第１の測定部で測定された前記自ノードと前記隣接ノードとの間のリンクにおける波長分散量に基づいて補償された測定用光信号を用いて、前記光パスにおける波長分散量を測定する第２の測定部と、
   を備えたことを特徴とするノード。
7. 前記第２の測定部で測定された波長分散量の情報に基づいて、前記光パスの波長分散量を補償する補償部と、
   を備えたことを特徴とする請求項６に記載のノード。
8. 前記第１の測定部で測定された波長分散量の情報を他の各ノードに通知する通知部と、
   を備え、
   前記第２の測定部は、他の各ノードの前記通知部から通知された波長分散量の情報に基づいて、前記設定部で設定された光パスの波長分散量を測定することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のノード。
9. 隣接ノード間のリンクの波長分散量を、予め定められた第１の光波長の測定用光信号を用いて測定する第１の測定ステップと、
   送信端としてのノードと受信端としてのノードとの間の光パスを設定する設定ステップと、
   前記設定ステップで設定された光パスにおける通信で使用される波長を含む第２の光波長の測定用光信号であって、前記第１の測定ステップにより測定された前記隣接ノード間のリンクにおける波長分散量に基づいて補償された測定用光信号を用いて、前記光パスにおける波長分散量を測定する第２の測定ステップと、
   を備えたことを特徴とする光伝送方法。
10. 電子計算機に、
    隣接ノード間のリンクの波長分散量を、予め定められた第１の光波長の測定用光信号を用いて測定する第１の測定処理と、
    送信端としてのノードと受信端としてのノードとの間の光パスを設定する設定処理と、
    前記設定処理で設定された光パスにおける通信で使用される波長を含む第２の光波長の測定用光信号であって、前記第１の測定処理により測定された前記隣接ノード間のリンクにおける波長分散量に基づいて補償された測定用光信号を用いて、前記光パスにおける波長分散量を測定する第２の測定処理と、
    を実行させるためのプログラム。

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