JP4850288B2

JP4850288B2 - ネットワーク管理システム、中継装置及び方法

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Publication number: JP4850288B2
Application number: JP2009529892A
Authority: JP
Inventors: 元義関屋
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-08-27
Also published as: US20100220998A1; WO2009028042A1; US9042739B2; US20150229399A1; JPWO2009028042A1

Description

本発明は一般に光通信の技術分に関連し、特に波長分割多重（Wave Division Multiplexing）方式の光通信システムにおける中継装置及び中継方法に関連する。

光通信の技術分野ではサービスの多様化及びデータ伝送の高速化等の要請が益々強くなっており、近年では１波あたりの伝送速度が40Gbpsを超える波長多重光伝送システムも実現されつつある。現在一般的な10Gbps程度の光信号とは異なり、40Gbpsのような高速の光信号についての統一的な伝送方式は未だ決定されていない。10Gbps以上に高速の光信号では、光増幅器での光雑音による信号品質劣化だけでなく、伝送路中の波長分散、非線形効果、偏波モード分散、光フィルタのスペクトル狭窄等によって光信号特性が制限される。そのため、分散耐力、非線形耐力等が高まるようスペクトル幅の狭い変調方式の研究開発が進んでいる。特に40Gbpsの波長多重光伝送システムではNRZだけでなく、CSRZ、DPSK、DQPSK等の変調方式を用いたシステムも提案されている。このように様々な伝送方式のシステムが将来登場することが予想される。現在一般的な10GbpsのWDM伝送システムについては例えば非特許文献１に示されている。
K.Nakamura et al., "1.28Tbit/s Transmission over 1680 km Standard SMF with 120 km Optical Repeater Spacing Employing Distributed Raman Amplification", OECC2000, PD1-7.

ところで、光信号の伝送方式が異なると、雑音耐性、分散耐力、非線形耐力等のような光信号の特性も異なる。これは必要とされる補償方式が伝送方式毎に異なることを意味する。伝送方式の異なる光信号を送信機から受信機へ伝送する直接的な方法は、伝送方式毎に伝送路（光ファイバ）を用意し、各別に光伝送システムを構築することである。例えば10Gbpsの光信号専用の伝送システムと、40Gbpsの光信号専用の伝送システムとが別々に用意され、別々に管理される、というものである。しかしながらそのようなシステム構築は非常にコスト高になってしまう反面、40Gbpsのような高速伝送のサービス需要が、10Gbpsのような一般的な光伝送と同程度に大きく期待できないかもしれない。専用システムのサービス需要が少なければ、オペレータ及びユーザ双方が大きな不利益を被ってしまうことが懸念される。

一方、10GbpsのWDM伝送システムに用意されている多数のチャネルの一部（例えば全40チャネルの内の5チャネル）を40Gbps用のチャネルに割り当てることで、設備投資やコスト高の問題に或る程度対処できるかもしれない。しかしながら物理的に同一の伝送路を異なる伝送方式のチャネルが伝搬する場合に、伝送路途中の中継装置でチャネルの各々に適切な補償を施す技術は未だ確立されていない。

また、同一の伝送路中に混在するチャネル同士の相互作用にも留意を要する。例えば強度変調方式の信号と位相変調方式の信号が同一の伝送路で伝送される場合、それらの信号間隔や伝送レートによっては、強度変調信号の強度変化が位相変調信号の位相の揺らぎとして影響し、いわゆるクロストークが生じてしまうおそれがある。このように波長配置が不適切であると、信号品質が劣化し、波長多重する意義が減滅させられてしまうおそれがある。

本発明の課題は、伝送方式（伝送レート及び変調方式）の異なる光信号がＷＤＭ方式で伝送される光伝送システムにおいて、波長配置の適正化を図ることである。

開示される発明による中継装置は、
光信号を波長分割多重方式で伝送する光伝送システムを構成する中継装置であって、
ソースから宛先に至る経路の中で先行する中継装置からの光信号を少なくとも受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した信号中のチャネル各々について、ビットレート及び変調方式を判定し、該受信した信号についてのチャネル配置を調べる手段と、
前記チャネル配置及び所定の判断基準に基づいて、当該中継装置から送信される光信号に含まれるべきでない禁止チャネルを検出する手段と
を有し、前記所定の判断基準は、
ビットレートの異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
変調方式の異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
強度変調方式のチャネルと位相変調方式のチャネルが隣接することを禁止する基準、及び
所定値を越える位相雑音を招くチャネル配置を禁止する基準
の内の１つ以上を含む、中継装置である。

本発明によれば、伝送方式（伝送レート及び変調方式）の異なる光信号がＷＤＭ方式で伝送される光伝送システムにおいて、波長配置の適正化を図ることができる。

本発明の第１実施例で使用される光伝送システムを示す図である。図１の光伝送システムで行われる動作例を示すフローチャートである。本発明の一実施例によるOADMのブロック図を示す。モニタ部及び調整量制御部の詳細ブロック図を示す。光パワーの調整量を決定するための一実施例によるフローチャートを示す。波長多重信号の一例を示す図である。実際の波形と近似波形を示す図である。本発明の第２実施例で使用される光伝送システムを示す図である。本発明の第３実施例で使用される光伝送システムを示す図である。本発明の第４実施例で使用される光伝送システムを示す図である。本発明の第６実施例で使用される光伝送システムを示す図である。スタンバイモードと通常運用モードの関係を示す図である。

符号の説明

１２伝送路
１６，２４光増幅器
１８分波器
２０調整部
２２合波器
３４光スペクトルアナライザ
３６伝送方式モニタ部
３７演算部
３８調整量制御部
５２，７２ピーク検出部
５４スペクトル幅測定部
５６近似波形算出部
５８波形比較部
６０伝送方式決定部
７４トータルパワー測定部
７６調整量決定部
８０禁止チャネル処理部
８２禁止チャネル検出部
８４制御信号生成部

本発明の一形態によるWDM方式の光伝送システムで使用される中継装置は、受信信号中のチャネル各々について、ビットレート及び変調方式を判定し、該受信信号についてのチャネル配置を調べる。中継装置は、チャネル配置及び所定の判断基準に基づいて、当該中継装置から送信される光信号に含まれるべきでない禁止チャネルを検出する。チャネル配置及び所定の判断基準に基づいて禁止チャネルが検出され、その禁止チャネルが伝送されないようにチャネル選択を行うことで、チャネル配置の適正化を図ることができる。

不適切なチャネル選択を抑制する観点からは、当該中継装置から送信される光信号に禁止チャネルが含まれていることが、ユーザに警告されてもよい。

所定の判断基準は、ビットレートの異なるチャネルが隣接することを禁止する基準でもよい。所定の判断基準は、変調方式の異なるチャネルが隣接することを禁止する基準でもよい。所定の判断基準は、強度変調方式のチャネルと位相変調方式のチャネルが隣接することを禁止する基準でもよい。所定の判断基準は、所定値を越える位相雑音を招くチャネル配置を禁止する基準でもよい。

既存のチャネルに与える影響をできるだけ少なくしつつ禁止チャネルを発見する観点からは、当該中継装置に投入される信号のパワーは、投入の許否が判定されるスタンバイモードの間、本来の値より小さく抑制され、投入が許可された後に本来の値に戻されてもよい。

自ノードだけでなく他ノードからの不適切な信号の投入を抑制する観点からは、禁止チャネルの投入を控えるべきことを示す光制御信号OSCが、先行する中継装置に通知されてもよい。

先行する中継装置が複数存在した場合、禁止チャネルに関係ない中継装置に無駄に光制御信号を送信しないようにする観点からは、どの中継装置が禁止チャネルを伝送しているかが各中継装置で判定され、禁止チャネルを送信している可能性のある先行する中継装置に光制御信号が通知されてもよい。

本発明の一形態によれば、WDM方式の光伝送システムでネットワーク管理システムNMSが使用され、NMSは、複数の中継装置各々について、該中継装置で受信した光信号中のチャネル各々について、ビットレート及び変調方式を判定し、該中継装置についてのチャネル配置を調べる手段と、チャネル配置及び所定の判断基準に基づいて、該中継装置から送信される光信号に含まれるべきでない禁止チャネルを検出する手段とを有する。複数の中継装置を一括して管理することで、禁止チャネルに関する中継装置を速やかに特定できる。

禁止チャネルだけでなく、中継装置から送信される光信号に含まれてもよい推奨チャネルが検出されてもよい。推奨チャネルは、所定値より低い位相雑音をもたらすチャネル配置を形成するように選択されてもよい。推奨チャネルは、ソース及び宛先間のどの中継ノードででも禁止チャネルに該当しないチャネルとして選択されてもよい。

<光伝送システム>
図１は本発明の一実施例で使用される光伝送システムを示す。光伝送システムは波長分割多重(WDM)方式で複数の波長の光信号(チャネル)を波長多重しながら伝送する。多重される信号には、ビットレート及び変調方式で指定される伝送方式の異なる信号が混在してもよい。光伝送システムは、伝送路１２を介して互いに接続された複数の光分岐挿入モジュール(OADM: Optical Add Drop Module)１，２，３と、各OADMに関するスペクトルアナライザ(スペアナ１，２)と、各OADMに関する演算部とを有する。説明の便宜上、隣接する２つのOADM−i,i+1の間の区間は、OADM区間ｉと言及される。また、あるチャネルが波長変更せずに伝搬する区間は、パス(path)と言及される。例えば、図示のパス1は、あるチャネルについて波長変更せずに伝搬可能な区間が、OADM１及び２の間であることを示す。同様に、パス２は、あるチャネルについて波長変更せずに伝搬可能な区間が、OADM２及び３の間であることを示す。パス３は、あるチャネルについて波長変更せずに伝搬可能な区間が、OADM１及び３の間であることを示す。

伝送路１２は光ファイバで構成され、例えばWDM方式で４０種類の波長（４０チャネル）が多重伝送されてもよい。伝送される各チャネルの伝送方式（少なくとも変調方式及びビットレートを含む）は互いに同一でもよいし異なっていてもよい。チャネル数の具体的数字は単なる一例であり、様々な値が使用されてもよい。伝送路１２の途中には増幅器１６，２４が設けられている。

増幅器１６−ｉ，２４−ｊは伝送路を伝搬する様々な波長（チャネル）の光パワーを一括して増幅する。チャネル個々についての調整はOADMで行われる。

OADMは、光伝送システムにおけるソースノード、中継ノード又は宛先ノードとして機能する。OADMは、一般的には、特定の波長の光信号を光ファイバに加える機能(Add)、特定の波長の光信号を光ファイバから分岐する機能(Drop)、前段の装置から受信した光信号を後段の装置へそのまま通過させる機能(Through)、前段の装置から受信した光信号を後段の装置へ波長を変えて通過させる機能(Change)を有する。しかしながら、より一般的には、OADMはシステムで利用可能な波長の全部又は一部について、上記の機能の全部又は一部を備える。

光ソース(光トランスポンダ)は、図中「Tx」で表現され、光ファイバに加える光信号を用意する。

スペアナは、それが付随するOADMを介して伝搬する光信号のスペクトルを分析する。分析法については後述される。分析結果は、主に、受信信号に含まれる各チャネルの波長配置で表現される。

演算部は、スペアナから通知された波長配置及び所定の判断基準に基づいて、そのOADMから後段のOADMに伝送されるべきでないチャネルを指定する。また、光信号中の複数のチャネル各々について、各チャネルに必要な調整量を算出し、調整量を示す補償信号を出力する。

<禁止チャネルの算出及びシャットダウン信号の生成>
図２は図１の光伝送システムのOADM等で行われる動作例のフローチャートを示す。各OADMでの動作は同様であるため、フローはOADM２、スペアナ２及び演算部に関する動作として説明される。

ステップS1では、OADM２で受信された光信号のスペクトルが、スペアナ２により測定される。

ステップS3では、スペアナ２は、OADMで受信された光信号中に多重されている各チャネルの伝送方式を判定し、OADMで受信した光信号についての波長配置を確認する。伝送方式及び波長配置は、演算部に通知される。伝送方式はビットレート及び変調方式で特定され、伝送方式をどのようにして特定するかについては図３等を参照しながら後述される。

ステップS5では、スペアナで見出された波長配置及び所定の判断基準に基づいて、そのOADMから後段のOADMに伝送されるべきでないチャネルを指定する。所定の判断基準は、ビットレート、変調方式その他の適切な如何なるメトリックで表現されてもよい。例えば、
・ビットレートの異なるチャネルは、所定の波長間隔より接近してはならない、
・変調方式の異なるチャネルは、所定の波長間隔より接近してはならない、
・10GHzのレートの強度変調方式のチャネルと、40GHzのレートの位相変調方式のチャネルとが隣接してはならない、
・位相雑音が所定値を越えてはならない、
等の判断基準の１つ以上が適宜使用されてよい。なお、位相雑音σ² _XPM,0は、一例として次式により算出されてもよい。

ここで、ｆは周波数を表し、Tは周期を表し、H₁₂は伝達関数を表す。上記の数式は、オンオフキーイング(OOK)のような強度変調信号と位相シフトキーイング(PSK)のような位相変調信号との間の位相雑音を表す。N個のOADM区間に全体ついての位相雑音は、最悪の場合、OADM区間１つ分の位相雑音のN倍の値になる。また、１つのPSKチャネルについて、M個のOOKチャネルから受ける影響は、次式のように各チャネルから受ける位相雑音の総和で評価されてもよい。

他の伝送方式の信号の組み合わせについても、当該技術分野で既知の手法を用いて雑音その他の適切なメトリックを算出することができる。位相雑音に関する上記の数式については、例えば次の文献に示されている：
ECOC2005Proceedings − Vol12 Paper Tu1.2.2。

説明の便宜上、上記の所定の判断基準が、
「10GHzのレートので強度変調方式のチャネルと、40GHzのレートの位相変調方式のチャネルとが隣接してはならない」
という基準であったとする。

ステップS5における動作の一例としてOADM1に関する動作を説明する。OADM１での波長配置が図１左下のようになっていたとする。図示の例では、10GHzの強度変調信号がチャネル１，２，１０で伝送されている。上記の判断基準を当てはめると、40GHzの位相変調信号は、チャネル３でも９でも１１でも伝送してはならない。このように伝送の禁止されるチャネルは、「禁止チャネル」と言及される。図示の例では、あるユーザがチャネル３(ch3)に40GHzの位相変調信号を挿入しようとしているが、それが禁止チャネルに該当することはOADM１に関する演算部で確認される。

ステップS7では、演算部はｃｈ３をOADM１に挿入することを禁止する旨の制御信号(シャットダウン信号)を送信機Txに送り、禁止チャネルの投入を止める。

ステップS5の動作の別の例としてOADM２に関する動作を説明する。OADM２では、あるユーザがチャネル１３，１４に40GHzの位相変調信号を挿入しようとしている。10GHzのチャネル１，２，１０は引き続き伝送されるものとする。従って40GHzの位相変調信号に関し、チャネル３，９，１１は引き続き禁止チャネルになる。チャネル１４の挿入を許可したとすると、それに隣接するチャネル１３，１５は禁止チャネルになる。このようなことがOADM２に関する演算部で確認される。演算部はｃｈ１３をOADM１に挿入することを禁止する旨の制御信号(シャットダウン信号)を送信機Txに送り、禁止チャネル１３の投入を止める。

ステップS7では、演算部はｃｈ１３をOADM２に挿入することを禁止する旨の制御信号(シャットダウン信号)を送信機Txに送り、禁止チャネルの投入を止める。

このように本実施例では、あるOADMが後続のOADMに伝送すべきでない禁止チャネルを確認し、禁止チャネルの投入は阻止される。なお、或るOADM-Bが、先行するOADM-Aから受信した信号中に既に禁止チャネルが混在していたことを確認した場合、その禁止チャネルを後続のOADM-Cに伝送すること(Through)が、OADM-Bで禁止されてもよい。即ち、OADM-Bが通過を阻止してもよい。かくて本実施例によれば、後続のOADMに伝送されるべきでないチャネルが光信号に含まれることを阻止し、波長配置の適正化を図ることができる。

<伝送方式の検出>
図３は図１のOADMの１つを示す。図１で説明済みの要素には同じ番号が付されている。図３には伝送路１２、光増幅器１６，２４、分波器１８、調整部２０、合波器２２、分岐ノード３２、光スペクトルアナライザ３４、伝送方式モニタ部３６及び調整量制御部３８が描かれている。概して光スペクトルアナライザ３４及び伝送方式モニタ部３６が、図１の「スペアナ」に相当する。

伝送路１２，光増幅器１６，２４については説明済みであるため、重複的な説明は省略される。

分波器１８は一端から入力された光信号から、そこに含まれている複数のチャネルを導出し、それらを他端から並列的に出力する。

調整部２０は分波器１８から導出されたチャネルの各々に、伝送特性に関する何らかの調整を施す。調整される伝送特性は典型的には光パワーレベルである。更に光パワーレベルの調整は、図示されているように可変減衰器により行われる。光パワーレベルを調整する観点からは、その調整は増幅でも減衰でもよい。しかしながら個々のチャネルに異なる量の雑音をなるべく導入せずに光パワーレベルを調整する観点からは、増幅器でなく減衰器で光パワーレベルが調整されることが望ましい。

合波器２２は一端に入力された複数のチャネルを波長多重方式で合成し、波長多重信号を他端から出力する。図示の例では出力された光信号は光増幅器２４で全チャネルについて一括して光増幅され、伝送される。

分岐ノード３２は伝送路１２を伝搬する光信号の一部を光スペクトルアナライザ３４に与える。分岐ノード３２は分岐専用のノードでもよいし、分岐挿入（Add/Drop）ノード又はカプラで構成されてもよい。

光スペクトルアナライザ３４は伝送路１２を伝搬する光信号のスペクトルを分析し、光スペクトル情報を出力する。これにより光信号の特徴が抽出される。図示の例では中継装置又はOADMの入力側の信号が光スペクトルアナライザに入力されているが、出力側の信号が入力されてもよい。そのOADMで導入される光雑音等の影響も含んだ光信号を分析する観点からは、出力側の光信号を分析することが望ましい。但し、伝送路途中に多数のOADMが用意されている場合には、OADMの入力側又は出力側を区別する実益に乏しくなるかもしれない。

伝送方式モニタ部３６は後述されるように光スペクトル情報に基づいて、光信号に含まれているチャネルの伝送方式を個々に判別する。

演算部３７は、図１で説明された演算部としての機能を実行することに加え、各チャネルに対する調整量も決定する。

光ソース３９Txは、特定の波長のチャネルを光信号に挿入するための光信号源である。光信号の挿入の許否は、演算部３７から指示される（但し、後述するようにネットワーク管理システムNMSから指示されてもよい。）。

図４は伝送方式モニタ部３６及び演算部３７の詳細ブロック図を示す。図４に示される伝送方式モニタ部３６はピーク検出部５２、スペクトル幅測定部５４、近似波形算出部５６、波形比較部５８及び伝送方式決定部６０を有する。演算部３７は、調整量制御部３８及び禁止チャネル処理部８０を有する。調整量制御部３８は、ピーク検出部７２、トータルパワー測定部７４及び調整量決定部７６を有する。禁止チャネル処理部８０は、禁止チャネル検出部８２及び制御信号生成部８４を有する。

ピーク検出部５２，７２は光スペクトル情報に基づいて各チャネルのピークを検出する。ピーク検出部５２，７２は図示のように別々に用意されてもよいし、共通する素子として実現されてもよい。

スペクトル幅測定部５４は各チャネルの波形のスペクトル幅を測定し、測定結果を伝送方式決定部６０に与える。スペクトル幅は典型的には半値全幅で測定されるが、他の量で測定されてもよい。いずれにせよ光パワーの波長の分散の度合い（波形の広がりの広狭）が評価できればよい。

近似波形算出部５６は光スペクトル情報から得られた波形を近似する曲線を設定する（フィッティングが行われる）。この場合に、ピークの除去された波形に対するフィッティングが行われる。即ち、スペクトル情報から得られた生の（未処理の）波形からピークを表すデータが除去され、除去された後の波形を近似するような近似曲線が求められる。近似曲線の使用法については後述される。

波形比較部５８はピークの除去されていない実際の波形と近似曲線とを比較し、比較結果が伝送方式決定部６０に与えられる。

伝送方式決定部６０はスペクトル幅及び波形比較部５８の比較結果に基づいて光信号中のチャネルに使用されている伝送方式（変調方式及びビットレート）を決定する。

調整量制御部３８は伝送方式モニタ部３６で決定された各チャネルの伝送方式及び光スペクトル情報に基づいて各チャネルに必要な調整内容を決定する。調整内容は制御信号により調整部２０中の各調整要素（図３の例では可変減衰器）に通知される。各調整要素は制御信号による指示に応じて光パワーレベルを調整する。

図４の調整量制御部３８のトータルパワー測定部７４はピーク値に基づいて各チャネルのトータルパワーを測定する。トータルパワーは各チャネルの波形をピーク値を含む所定の波長範囲にわたって積分することで得られ、送信時には一定値に設定される。しかしながら測定されたトータルパワーには光増幅器の雑音等が含まれ、そのままではトータルパワーを正確に推定することは困難である。トータルパワー測定部７４は、ピーク値と伝送方式モニタ部３６で決定された伝送方式とを用いてトータルパワーを正確に測定する。

調整量決定部７６は算出されたトータルパワーに基づいて、各チャネルに適用すべき調整量（光パワーレベルの調整量）を決定する。

禁止チャネル処理部８０の禁止チャネル検出部８２は、光スペクトル情報及び伝送方式に基づいて波長配置を特定し、上記のような所定の判断基準に従って禁止チャネルを特定する。

制御信号生成部８４は、自ノード又は他ノードの各要素に通知する制御信号を用意する。一例として、禁止チャネルの投入が許可されないことを示す制御信号（シャットダウン信号）が生成される。

図５は本発明の一実施例により光パワーの調整量を決定するためのフローチャートを示す。ステップＳ１２ではスペクトルアナライザ３４で光信号のスペクトルが測定され、測定結果はスペクトル情報として伝送方式モニタ３６及び調整量制御部３８に与えられる。図６は測定結果の一例を示す。図６に示される例では、光信号に３つのチャネルが多重されている。一例として３つのチャネルの伝送方式は、
チャネル１（ＣＨ１）：10bps−NRZ（ノンリターントゥゼロ方式）
チャネル２（ＣＨ２）：40Gbps−DQPSK（差分QPSK方式）
チャネル３（ＣＨ３）：10Gbps−NRZ
である。しかし、ステップＳ１２の段階では各チャネルの波形は判明しているものの、各チャネルの伝送方式が何であるかは不明である。

図５のステップＳ１４では各チャネルのピーク値（及びピーク位置）が測定される。図６に示されているように、伝送方式が同じチャネル１，３の波形は同程度のピークを示すべきである。しかしながらチャネル２は伝送方式が異なることに起因して波形が異なる。従ってチャネル１，３の波形と同程度のピークを示す必要はない。このように伝送方式の異なるチャネルが混在する場合には、単にピークのデータを比較するだけでは適切な補償をOADMで行うことはできない。

図５のステップＳ１６では各チャネルを表す波形が、何らかの近似曲線で近似される。この場合において、スペクトル情報から得られた波形（実際の波形）からピークが除去され、除去された後の波形が近似曲線で近似される。近似曲線としては適切な如何なる曲線（折れ線を含む）が使用されてもよい。それは例えば除去前のピークを与える波長を含む所定の波長範囲で極値を１つしか有しない曲線（例えば、２次曲線）でもよい。所定の波長範囲はトータルパワーで規定される波長範囲でもよい。図７に示されるように、本実施例ではＣＨ１〜３に関する実際の波形と近似波形とが使用される。図中、実際の波形は×印でプロットされ、近似波形は●印でプロットされている。

図５のステップＳ１８では実際の波形と近似波形が比較され、各チャネルについての伝送方式の候補が絞り込まれる。

ステップＳ２０では実際の波形の半値全幅に基づいて、各チャネルについての伝送方式の候補が絞り込まれる。半値全幅は近似曲線から導出されてもよい。ステップＳ１８，Ｓ２０が実行されることで、各チャネルの伝送方式が特定される。説明の便宜上ステップＳ１８の後にステップＳ２０が行われるように説明されているが、このことは本発明に必須でない。これらのステップの順序は逆でもよいし、双方のステップの全部又は一部が同時に並列的に行われてもよい。

図６，図７に示される目下の具体例では、チャネル１，３は大幅に相違するデータを１つ有し、半値全幅が約１０ＧＨｚなので、これらのチャネルの変調方式はＮＲＺであり、ビットレートは10bpsであることが分かる。チャネル２については大幅に相違するデータが無く、半値全幅が約４０GHｚなので、変調方式はRZ-DQPSKであり、ビットレートは40Gbpsであることが分かる。

図５のステップＳ２２では特定された変調方式に基づいて、各チャネルに必要な調整量が決定される。調整量は伝送方式及びピーク値の所定の対応関係から導出されてもよい。この対応関係もメモリに格納されていてもよい。

ステップ２４では制御信号に基づいて各チャネルの光パワーレベルが調整される。以後、調整済みの各チャネルは合波器で波長多重され、出力され、波長多重信号は光ファイバに沿って伝搬する。

図８は、本発明の第２実施例で使用される光伝送システムを示す。第１実施例では、禁止チャネルが何であるかが確認された後、その投入の禁止は自ノードの挿入部に通知されていた。図１のOADM１ではチャネル３の投入が禁止され、OADM２ではチャネル１３の投入が禁止された。更に、OADMが受信した光信号中に既に禁止チャネルが含まれていることも考えられる。この場合に、禁止チャネルを検出したそのOADMが、禁止チャネルの通過を阻止することで、後段のOADMに禁止チャネルが伝送されてしまうことを直接的に防ぐことができる。しかしながら光伝送システム全体の観点からは、依然として禁止チャネルが不適切に伝搬していることに変わりはなく、そのような禁止チャネルの伝搬自体を阻止することはできない。本発明の第２実施例はこのような問題に対処する。

第１実施例と同様に禁止チャネルを確認すると、OADMはそれが自ノードで投入されようとしている場合にはそのような投入を禁止する。そうでなければ、OADMは、禁止チャネルが光信号に含まれるべきでないことを、光伝送経路の上流のノードに通知する。

例えば、図８右下に示されるように、10GHzの強度変調信号がチャネル４，１０，１４で伝送され、40GHzの位相変調信号がチャネル３で伝送されていることがOADM２のスペアナ２で判明したとする。第１実施例と同様に、
「10GHzのレートの強度変調方式のチャネルと、40GHzのレートの位相変調方式のチャネルとが隣接してはならない」
という判断基準が使用されていたとする。この場合、チャネル３はこの規則に違反しているので、そのようなチャネルの伝送は禁止されるべきである。しかしながらこの状況を確認したOADM２にはチャネル３を投入する機能が無かったとする（図示の例では、チャネル１３，１４を投入する機能は備えている。）。OADM２はチャネル３の投入が禁止されるべきことを、上流ノードであるOADM１に通知する。この通知は適切な如何なる制御信号でなされてよいが、一例として光監視チャネル(OSC: Optical Supervisory Channel)を利用してもよい。図示の例では、チャネル３が投入されるべきでないことが、OSCによりOADM２からOADM１に通知される。この通知を受けてOADM１はチャネル３の投入を止め、チャネル３が不適切に伝送しないようにすることができる。

上流ノードに通知する内容は、不適切に存在している禁止チャネル（上記の例では、Ch3）だけでもよいが、制御トラフィックに余裕があれば、別の禁止チャネルを示す情報が上流ノードに通知されてもよい。例えばOADM２がOADM１に対して、禁止チャネルが３，５，９，１１，１３，１５であることを通知してもよい。これにより、上流ノードは下流ノードの意向に沿ってチャネルを選択でき、チャネルの利用効率を向上させることができる。図示の例では、OADM１はチャネル１３，１５を避けてチャネルの投入を行うことができる。このようなチャネル選択は、OADM１のスペアナ１の情報だけからは困難であり、OADM１及び２の共同により初めて可能になる。

図９は本発明の第３実施例で使用される光伝送システムを示す。第１及び第２実施例の図１及び図８では、光伝送システムが一直線上のトポロジであるように描かれていたがこれは図示及び説明の簡明化のためであるに過ぎず、適切な如何なる形状の光伝送システムが使用されてもよい。図９では、T字型の光ハブ(Optical Hub)構造に本発明が適用されてよい様子を示す。光伝送システムには必要に応じてスペアナ及び演算部がいくつ用意されていてもよい。図示の例では、便宜上A-Jのラベルが各ノードに付されており、ノードB,E,Gにスペアナ及び演算部が用意されている。

第１及び第２実施例と同様に、スペアナ及び演算部は、各ノードでの波長配置を調べ、禁止チャネルを特定する。禁止チャネルは第１実施例と同様にシャットダウン信号で禁止されてもよい。或いは第２実施例と同様に、禁止チャネルを投入した上流ノードに遡ってその投入が禁止されてもよい。光信号の伝送経路が直線状又は環状にすぎない場合は、上流ノードは一意に特定される。しかしながら、図９に示されるように伝搬路に分岐を含む光伝送システムでは、例えばEのようにノードによっては上流ノードが複数存在する。この場合に、特定の波長の禁止チャネルを投入すべきでないことが、複数の上流ノード全てに通知されてもよいし、可能性のある上流ノードに限定して通知がなされてもよい。後者の場合に関し、動作を説明する。

例えば、ノードGのスペアナで観測された波長配置が、図９右下のようになっていたとする。即ち、10GHzの強度変調チャネルがチャネル１，２，４，１０，１４で伝送され、且つ40GHzの位相変調チャネルがチャネル９で伝送されていたとする。

「10GHzのレートの強度変調方式のチャネルと、40GHzのレートの位相変調方式のチャネルとが隣接してはならない」
という規則が適用されていたとすると、40GHzの位相変調信号に関する禁止チャネルは３，９，１１，１４，１５であり、禁止チャネル９が不適切に含まれていることが判明したとする。このチャネル９の投入を阻止するため、ノードGのOADMは上流ノードにOSC信号を送信する。このOSC信号はノードB,EのOADMで受信される。ノードEでの波長配置は、図９左下に示されるようになっていたとする。図示されているように禁止チャネル９を含む信号が、ノードEを通じて伝送されていることが分かる。図示のトポロジでは、ノードEは、ノードB,Fから受信した信号を伝送する。従って禁止チャネル９は、ノードB,Fの何れかから到来していることが分かる。従ってノードEは、禁止チャネル９を投入すべきでないことを示す制御信号OSCを、ノードB,Fに向けて送信する。ノードBはノードAから受信した信号を伝送する。ノードBでの波長配置は、図９上側に示されるようになっていたとする。図示の例では、禁止チャネル９はノードBを通じては伝送されていないことが分かる。従って、禁止チャネルが９であることを示す制御信号OSCはノードAには転送されない。制御信号OSCは、ノードEからノードFにも伝送される。図示の例ではノードFが、40GHzの位相変調信号をチャネル９で投入している。ノードFは、ノードEからの制御信号OSCに応じて、チャネル９の投入を止めることができる。このように禁止チャネルが伝送されているか否かを各ノードで判断しながら上流ノードに制御信号OSCを送信することで、そのような禁止チャネルに関係ないノードに制御信号が無駄に送信されずに済む。

図１０は、本発明の第４実施例で使用される光伝送システムを示す。第１〜３実施例では、演算部はノード毎に用意されていたが、このことは本発明に必須ではない。２以上のノードに関する演算部の機能が統合されてよく、場合によっては、全てのノードの演算部の機能がセントラル化されてもよい。言い換えれば、図１〜３では演算部の機能が各ノードに分散されている。図１０は一例として全ての演算部に関する機能が一括してネットワーク管理システム(NMS: Network Management System)で行われる様子を示す。各ノードで伝送される信号について波長配置を調査し、禁止チャネルを特定することはどの実施例でも同様である。但し、演算部の機能がNMSで一括して処理される場合は、第２及び第３実施例とは異なり、禁止チャネルを投入しているノードにシャットダウン信号を直接的に通知できる（制御信号OSCを上流ノードに向けて順に遡らせる必要はない。）。

NMSは個々のノードにシャットダウン信号を送信することに加えて、適切なユーザインターフェースUIFを通じてユーザに禁止チャネルに関する情報を提供する。この情報提供は、ノード毎に算出された禁止チャネルをそのまま提示することでなされてもよいし、ソースノードから宛先ノードに至る経路全体の中で禁止されるチャネル全てを提示することでなされてもよい。更には、禁止チャネルを投入しようとするユーザに対して、アラーム（警告）を通知することで、禁止チャネルの投入を未然に防止してもよい。誤って禁止チャネルが投入されてしまった場合でも、NMSは速やかにそれを発見し、光送信器にシャットダウン信号を通知して禁止チャネルの伝搬が阻止されてもよい。

第１〜４実施例では、禁止チャネルが算出され、その投入が抑制されたり、ユーザに提示されていた。しかしながら本発明はそれに限定されず、別の有用な情報がユーザに提示されてもよい。例えば、本発明の第５実施例では、禁止チャネルをユーザに通知するだけでなく、推奨されるチャネル（推奨チャネル）がユーザに提示されてもよい。推奨チャネルは、図４の禁止チャネル検出部８２で算出されても推奨チャネルは適切な如何なる手法で用意されてもよい。例えば、禁止チャネルに該当しないチャネルが推奨チャネルとして指定されてもよい。ソースノード及び宛先ノード間でどのノードでも使用されていないチャネルが推奨チャネルに指定されてもよい。或いは上記の数式（１）等で算出される位相雑音が低くなる組み合わせのチャネルが推奨チャネルに指定されてもよい。更に、区間毎の位相雑音が推定され、全区間での位相雑音が最も小さくなるチャネルが推奨されてもよい。このよう本実施例によれば、禁止チャネルを示すという否定的な見解を示すだけでなく、伝送に使用すべき推奨チャネルを示すという積極的な提案をすることができる。

図１１は本発明の第６実施例で使用される光伝送システムを示す。上述したように何らかの判断基準に従って禁止チャネルがノード毎に（OADM区間毎に）指定される。判断基準は、雑音、干渉、品質等の観点から決められるので、禁止チャネルが混在した状況では信号品質は劣化するおそれがある。従って禁止チャネルの混在していることを確認する際に、実際に大きなパワーで禁止チャネルが伝送路に入ることは好ましくない。本発明の第６実施例はこのような問題に対処する。

本発明の第６実施例では、あるノードからチャネルが投入される場合、先ずそのノード及び隣接ノード間で（１つのOADM区間１で）何らの判断基準にも違反しないことが確認される。この確認は、先ず所定の期間の間、本来のパワーより弱いパワーでチャネルがその１つのOADM区間だけに投入される。「本来のパワー」は「通常運用レベル」であり、「本来のパワーより弱いパワー」は「スタンバイレベル」である。何らの判断基準にも違反しないことが確認されると、次のOADM区間で何らの判断基準にも違反しないことが確認される。この場合も、先ず所定の期間の間、本来のパワーより弱いパワーでチャネルがその１つのOADM区間２だけに投入される。そして、何らの判断基準にも違反しないことが確認される。以後宛先ノードを含むOADM区間に至るまで、投入しようとするチャネルをスタンバイレベルで各OADM区間に投入し、何らの判断基準にも違反しないことが確認される。判断基準に違反していればそのチャネルの投入は禁止される。ソースノードから宛先ノードに至る全てのOADM区間でどの判断基準に違反しなければ、そのチャネルの投入は許可される。その後、本来のパワーでそのチャネルが投入される。チャネルの投入を許可する信号は、OSCを用いて宛先ノードからソースノードへ又はNMSへ通知される。

図１１，図１２に示される例では、10GHzの強度変調チャネル１，２，１０，１４がOADM１よりも上流のノードから投入され、OADM１及びOADM２を介して後続のOADMに伝送されている。この場合において、40GHzの位相変調チャネル３，４がOADM２以降のノードに届くように、ユーザは、それらのチャネルをOADM２から投入するものとする。チャネル３，４は、通常運用モードでは図１２に示されるような通常運用レベルのパワーを有する。通常運用レベルは一般的にはチャネル毎に異なってよいが、説明の便宜上チャネル３，４は同じ通常運用レベルを有するものとする。

先ず、チャネル３，４がスタンバイレベルのパワーでOADM区間２だけに投入される。スタンバイレベルのパワーは通常運用レベルよりもかなり低く設定される。スペアナ２では、図１２左下に示されるような波長配置を観測する。スタンバイモードでスペアナ２で観測される波長配置は、10GHzの強度変調チャネル１，２，１０，１４と、現在弱く投入された40GHzの位相変調チャネル３，４とを含む。チャネル１，２，１０，１４は各自の通常運用レベルで伝搬しているので、スタンバイレベルより大きなパワーが観測される。これに対して、チャネル３，４はスタンバイレベルのパワーでしか投入されていないので、小さなパワーでしか観測されない。禁止チャネルは、３，９，１１，１３，１５であり、現在の例ではチャネル３が禁止チャネルに該当している。従ってチャネル３の投入は拒否され、チャネル４の投入は許可される。この場合、チャネル２とチャネル３の間ではクロストークが生じているかもしれないが、投入しようとする40GHzの位相変調信号のパワーは本来の値よりかなり小さいので、クロストークの影響は非常に小さくて済む。従って、スタンバイモード以降の期間では、チャネル３は投入されず、チャネル４のパワーは通常運用レベルに引き上げられる。仮に、宛先ノードがOADM３よりも後続のノードであったならば、チャネル４のパワーが通常運用レベルに引き上げられる前に、OADM区間２以降の区間についても同様なスタンバイモードを利用した判定が行われ、全てのOADM区間で如何なる判断基準にも違反しないことが確認されると、チャネル４のパワーが通常運用レベルに引き上げられる。

以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。各実施例の区分けは本発明に本質的ではなく、２以上の実施例が必要に応じて使用されてよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。

Claims

光信号を波長分割多重方式で伝送する光伝送システムを構成する中継装置であって、
ソースから宛先に至る経路の中で先行する中継装置からの光信号を少なくとも受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した信号中のチャネル各々について、ビットレート及び変調方式を判定し、該受信した信号についてのチャネル配置を調べる手段と、
前記チャネル配置及び所定の判断基準に基づいて、当該中継装置から送信される光信号に含まれるべきでない禁止チャネルを検出する手段と
を有し、前記所定の判断基準は、
ビットレートの異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
変調方式の異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
強度変調方式のチャネルと位相変調方式のチャネルが隣接することを禁止する基準、及び
所定値を越える位相雑音を招くチャネル配置を禁止する基準
の内の１つ以上を含む、中継装置。
当該中継装置に前記禁止チャネルを投入することは禁止される請求項１記載の中継装置。
先行する中継装置が複数存在した場合、どの中継装置が前記禁止チャネルを伝送しているかが判定され、前記禁止チャネルを送信している先行する中継装置に前記光制御信号が通知される請求項１記載の中継装置。
複数の中継装置を有し且つ波長分割多重方式で光信号を伝送する光伝送システムで使用される、前記複数の中継装置の動作を制御するネットワーク管理システムであって、
複数の中継装置各々について、該中継装置で受信した光信号中のチャネル各々について、ビットレート及び変調方式を判定し、該中継装置についてのチャネル配置を調べる手段と、
前記チャネル配置及び所定の判断基準に基づいて、該中継装置から送信される光信号に含まれるべきでない禁止チャネルを検出する手段と
を有し、前記所定の判断基準は、
ビットレートの異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
変調方式の異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
強度変調方式のチャネルと位相変調方式のチャネルが隣接することを禁止する基準、及び
所定値を越える位相雑音を招くチャネル配置を禁止する基準
の内の１つ以上を含む、ネットワーク管理システム。
光信号を波長分割多重方式で伝送する光伝送システムで使用される方法であって、
ソースから宛先に至るまでの経路に含まれる或る中継装置で、先行する中継装置からの光信号を少なくとも受信するステップと、
受信した信号中のチャネル各々について、ビットレート及び変調方式を判定し、該受信した信号についてのチャネル配置を調べるステップと、
前記チャネル配置及び所定の判断基準に基づいて、当該中継装置から送信される光信号に含まれるべきでない禁止チャネルを検出するステップと
を有し、前記所定の判断基準は、
ビットレートの異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
変調方式の異なるチャネルが隣接することを禁止する基準、
強度変調方式のチャネルと位相変調方式のチャネルが隣接することを禁止する基準、及び
所定値を越える位相雑音を招くチャネル配置を禁止する基準
の内の１つ以上を含む、方法。