JP4935894B2 - 光ノード装置 - Google Patents

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Description

本発明は光ノード装置に関し、特に光バースト/パケットスイッチング向けのマイクロ秒以下のスイッチング応答性能を有する高速WDM光スイッチングに用いて好適の、光ノード装置に関する。
メトロアクセスエリアにおけるフォトニックネットワークでは、ADM(Add Drop Multiplexing)等における回線や信号の交換・方路切り替えによって、頻繁にネットワーク構成が変更される。現在のネットワークにおける中継段などにおいては、光信号を電気信号に一旦変換した後に光信号に変換することで信号切り替えを行なっている構成も多く採用されている。
しかし、今後は、ネットワークに求められる性能向上から、切り替え処理の高速化のため、光信号のまま、所望の波長だけを分離するダイナミックOADM(Optical Add Drop Multiplexing)や、入出力方路の切り替えを光信号のまま波長単位に行なう光クロスコネクトノード等に置き換わることが予想される。
さらに、その次の世代においては、回線使用効率を向上させるために、光信号を一定長のフレームに分割し、そのフレーム単位で光信号のまま交換・方路切り替えの処理(本明細書においては、これらの処理の総称を光バースト信号処理として記述する)を行なう機能が必要となることが見込まれている。
特に、映像配信、データセンタ間のデータバックアップ、グリッドコンピューティング等の効率的運用を実現するネットワークとして、上述の光バースト信号処理を行なうネットワークは有望である。このネットワークの実現には、光バーストスイッチングの応答速度としてマイクロ秒(μs)オーダの高速な性能を有する、大規模なWDMスイッチングノードの開発が必須とされる。
上述の光バースト信号処理を行なう装置の構成例としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された技術については、入出力ポートに対応する数の入力端および出力端間において光方路を切り替える光スイッチ装置の構成に着目したものである。波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)されたフレーム信号光について、波長単位およびフレーム単位でのスイッチングを行なう場合には、例えば図10あるいは図11に示すような光ノード装置としての構成を想定することができる。
ここで、この図10に示す光ノード装置100において、入力伝送路121(ここでは複数であるp本)からの波長多重フレーム信号光は、それぞれ、AWG(Arrayed Waveguide Gratings)等からなる入力側波長合分波素子101でチャンネル毎のフレーム信号光に波長分離され、N×Nの光マトリクススイッチ102に入力される。尚、123は入力伝送路121と入力側波長合分波素子101との間に介装されるWDM光アンプである。
光マトリクススイッチ102は、p本の入力伝送路121からの波長多重フレーム信号光についてのチャンネルごとのフレーム信号光を個別に導入する入力端(入力ポート)をそなえるとともに、各入力端から入力されたフレーム信号光について複数本(ここではp本)の出力伝送路122のうちのいずれかへフレーム単位でチャンネルごとに導くための出力端(出力ポート)をそなえている。又、光マトリクススイッチ102の出力端から出力された光は、出力先となる出力伝送路122に導出される前段においてAWG等からなる波長多重部103で波長多重されるようになっている。
ここで、光マトリクススイッチ102は、上記特許文献1に記載されたスイッチモジュールと同様に、駆動電圧を供給されて入力光を偏向する光偏向素子をそなえてなる偏向光スイッチとして構成することができる。即ち、駆動電圧供給部104で供給される駆動電圧によって光偏向素子を駆動することを通じて、任意の入力端および出力端を組とした光方路を形成させることができるようになっている。尚、光マトリクススイッチ102の構成としては、下記の非特許文献1に記載されたものもある。
また、制御情報記憶部105は、設定すべき光方路に応じて、上述の駆動電圧供給部104で供給すべき駆動電圧に関する情報を記憶するものであり、駆動電圧制御部106は、設定すべき光方路に応じて、制御情報記憶部105の内容を参照することにより、スイッチモジュール102をなす光偏向素子に対して供給すべき駆動電圧を制御するための制御信号を駆動電圧供給部104に対して出力する。
なお、光マトリクススイッチ102から各出力伝送路122に出力されるチャンネルごとのフレームについては、上述の駆動電圧の調整により、光マトリクススイッチ102内において可変減衰(VOA)制御により光レベルを等化させることもできるようになっており、その可変減衰制御のための駆動電圧情報についても、制御情報記憶部105で記憶することができる。
すなわち、入力側波長合分波素子101で波長分離されたチャンネルごとのフレーム信号光のレベルを光カプラ118を介してフォトダイオードからなる入力信号光モニタ111でそれぞれモニタするとともに、駆動電圧制御部106において、そのモニタ結果から、等化目標出力レベルと光マトリクススイッチ102および波長多重部103等における固定的な損失分を差し引いた値を目標減衰付加量として導出し、その目標減衰付加量を実現する駆動電圧情報を制御情報記憶部105から取り出して、駆動電圧供給部104へ制御信号する。これにより、方路切り替え処理を経て各出力端から出力される光のレベル等化についても実現している。
なお、110は波長変換部であり、特に光マトリクススイッチ102に入力されるフレーム信号光のうちで波長変換して方路切り替えを行なう必要があるものについて所期の波長変換を行なうものであり、このために、光マトリクススイッチ102は、波長変換部102を経由するルートを設定するための出力端および波長変換処理後のフレーム信号光について出力伝送路122に導出する方路切り替えを行なうために当該光マトリクススイッチ102に再入力させるための入力端をそなえている。
したがって、上述の波長変換部110に接続されている入出力端の数をともにmとすると、入出力伝送路121,122の本数はともにp本であり、各入出力伝送路121,122で波長多重収容可能な最大のチャンネル数(即ち入力側波長合分波素子101で波長分離されて光伝播路を分離可能な本数)をnとすると、光マトリクススイッチ102の入出力端数Nは、N=n×p+mとあらわすことができる。
また、更新制御部109は、装置運用開始に先立って、方路切り替えが想定される入力端および出力端同士を光学的に結合させるための駆動電圧情報、および可変減衰制御のための駆動電圧情報を制御情報記憶部105に蓄積制御しておくことができるほか、実運用中ではあるが方路設定が待機中とされている光方路に関する駆動電圧情報および可変減衰制御のための駆動電圧情報についても、適宜更新制御することができるようになっている。
このために、図10に示す光ノード装置100においては、光マトリクススイッチ102をなす各入出力端間での非運用状態又は運用待機中の光方路における基準光の入出力光レベルをモニタする構成をそなえている。そして、更新制御部109においては、基準光の該当光方路への入出力レベルをモニタすることにより、制御情報記憶部105で記憶される駆動電圧情報を更新制御することができるようになっている。
ここで、上述の基準光の入出力レベルをモニタするための構成としては、フレーム信号光の波長帯として適用される例えばC(Conventional)バンドとは異なるL(Long)バンドの光源112,光源112から出力されたLバンド光のレベルを入力基準光レベルとしてモニタする入力基準光モニタ113,光源112からの光をN分岐する1×Nカプラ114,1×Nカプラ114で分岐された各基準光を光マトリクススイッチ102をなす各N個の入力端にそれぞれ合流させるためのC/L分離カプラ115,N個の出力端から出力される各フレーム信号光を伝搬させる光伝播路上において上述の基準光を取り出すためにそれぞれ設けられるC/L分離カプラ116,およびC/L分離カプラ116からのLバンドの出力基準光についてそれぞれモニタする出力基準光モニタ117をそなえている。
これにより、更新制御部109においては、光源112からの基準光を光マトリクススイッチ102での更新対象の光方路に導通させて、上述の入力基準光モニタ113および出力基準光モニタ117からのモニタ結果をもとに、制御情報記憶部105で記憶されている駆動電圧情報を更新制御する。
図11に示す光ノード装置130は、図10に示す光ノード装置100と異なり、フレーム信号光と実質的に同等の波長帯(Cバンド)の光を出力する光源112Aをそなえ、この光源112Aからの基準光を光マトリクススイッチ102の出力端側および入力端側にそれぞれ設けられた光サーキュレータ119a,119bを通じ、光マトリクススイッチ102の出力端から入力端に向けて(即ちフレーム信号光の伝搬方向とは逆方向で)導通させている。このようにしても、図10に示す光ノード装置100の場合と同様、更新制御部109において、入力基準光モニタ113および出力基準光モニタ117からのモニタ結果をもとにした制御情報記憶部105の内容を更新制御することができる。
その他、本願発明に関連する技術としては、以下の特許文献2に記載された技術もある。
特開2006−287453号公報 特開2000−358261号公報 Y. Kai et al.,"4×4 high-speed switching subsystem with VOA(<10μs) using PLZT beam deflector for optical burst switching", Optical Society of America, OFJ7 ,2006
しかしながら、上述のごとくWDMのフレーム信号光について光バーストスイッチングを行なう場合には、図10および図11に示すように、光マトリクススイッチ102をなす各入力端および出力端にそれぞれ基準光を導通させるために、各入力端および出力端に、フォトダイオードとしての入力基準光モニタ113および出力基準光モニタ117をそなえる必要があるほか、C/L分離カプラ115,116や、光サーキュレータ119a,119bなどをそなえる必要が生じる。従って、光マトリクススイッチ102をなす光方路に基準光を導通させるために多数の光素子が必要となるため、装置構成のためのコスト増、光配線の煩雑化を招く。
上述の特許文献1および2は、WDMのフレーム信号光について光バーストスイッチングを行なう光ノード装置における光配線の簡素化を図る構成について提供するものではない。
そこで、本発明の目的の一つは、基準光を導通させるための光素子数を削減させることにある。
また、装置構成のためのコストを抑制し、光配線の簡素化を図ることを目的とする。
なお、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明の他の目的の1つとして位置づけることができる。
このため、本発明は以下の光ノード装置を特徴とするものである。
(1)すなわち、本発明の光ノード装置は、pa(paは自然数)本の入力伝送路から入力される波長多重フレーム信号光をそれぞれ波長分離して出力しうる、pa個の入力側波長合分波素子と、入力されるフレーム信号光を波長多重してpb(pbは2以上の整数)本の出力伝送路へ出力しうる、pb個の出力側波長合分波素子と、前記paを前記波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数倍した数の入力端と、前記pbを前記波長多重数倍した数の出力端とを少なくともそなえ、前記入力端から入力される、該入力側波長合分波素子で波長分離された各フレーム信号光について、前記pb本のうちのいずれかの出力伝送路へ通じる波長毎に対応付けられた前記出力端へ切り替えて出力するスイッチモジュールと、該入力側波長合分波素子および該出力側波長合分波素子での分波分解能をカバーする波長帯域幅を有し、該スイッチモジュールを監視制御するための基準光を出力しうる前記pa個又は単一の基準光光源と、をそなえ、前記pb個の出力側波長合分波素子は、該スイッチモジュールにおいて出力伝送路が対応付けられた各フレーム信号光について、当該対応付けられた出力伝送路ごとに波長多重し、該pa個の入力側波長合分波素子は、それぞれ、少なくとも2つの第1ポートと前記入力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそなえ、前記第1ポートのうちの一は該入力伝送路に接続されるとともに、前記第1ポートのうちの他は、前記pa個の基準光光源と1対1で直接接続されるか、あるいは、前記単一の基準光光源からの基準光を分岐する光カプラを介して前記単一の基準光光源に接続され、且つ、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの入力端に接続され、該pa個の入力側波長合分波素子および該pb個の出力側波長合分波素子は、それぞれ、アレイ導波路格子であることを特徴している。
(2)また、好ましくは、該pb個の出力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートと前記出力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそえ、前記第1ポートのうちの一は対応する該出力伝送路に接続されるとともに、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの出力端に接続され、かつ、該pb個の出力側波長合分波素子の前記第1ポートのうちの他に接続され、該基準光光源から該スイッチモジュールを通じて入力される基準光をモニタする第1モニタ部をそなえていてもよい
(3)さらに、本発明の光ノード装置は、pa(paは自然数)本の入力伝送路から入力される波長多重フレーム信号光をそれぞれ波長分離して出力しうる、pa個の入力側波長合分波素子と、入力されるフレーム信号光を波長多重してpb(pbは2以上の整数)本の出力伝送路へ出力しうる、pb個の出力側波長合分波素子と、前記paを前記波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数倍した数の入力端と、前記pbを前記波長多重数倍した数の出力端とを少なくともそなえ、前記入力端から入力される、該入力側波長合分波素子で波長分離された各フレーム信号光について、前記pb本のうちのいずれかの出力伝送路へ通じる波長毎に対応付けられた前記出力端へ切り替えて出力するスイッチモジュールと、該入力側波長合分波素子および該出力側波長合分波素子での分波分解能をカバーする波長帯域幅を有し、該スイッチモジュールを監視制御するための多波長光を基準光として出力しうる前記pb個又は単一の基準光光源と、をそなえ、前記pb個の出力側波長合分波素子は、該スイッチモジュールにおいて出力伝送路が対応付けられた各フレーム信号光について、当該対応付けられた出力伝送路ごとに波長多重し、該pb個の出力側波長合分波素子は、それぞれ、少なくとも2つの第1ポートと前記出力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそなえ、各出力側波長合分波素子の該第1ポートのうちの一は対応する該出力伝送路に接続されるとともに、該第1ポートのうちの他は、前記pb個の基準光光源と1対1で直接接続されるか、あるいは、前記単一の基準光光源からの基準光を分岐する光カプラを介して前記単一の基準光光源に接続され、かつ、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの出力端に接続され、該pa個の入力側波長合分波素子および該pb個の出力側波長合分波素子は、それぞれ、アレイ導波路格子であることを特徴としている。
(4)上述の(3)の光ノード装置において、該pa個の入力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートと前記入力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそなえ前記第1ポートのうちの一は該入力伝送路に接続されるとともに、該第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの入力端に接続され、かつ、該pa個の入力側波長合分波素子の前記第1ポートのうちの他に接続され、該基準光光源からの基準光をモニタする第1モニタ部をそなえることもできる。
(5)また、上述の(3)の光ノード装置において、該pa個の入力側波長合分波素子の該第2ポートと該スイッチモジュールの入力端との間には、それぞれ前記基準光光源から出力され該スイッチモジュールを導通した基準光又は前記入力伝送路からの光についての波長分離光をモニタする第2モニタ部をそなえることもできる。
(6)さらに、上述の(1)又は(3)の光ノード装置においては、該基準光光源は、前記フレーム信号光の波長帯と同じ波長帯の多波長光を出力することとしてもよい。
(7)また、上述の(1)又は(3)の光ノード装置においては、該基準光光源は、前記フレーム信号光の波長帯と異なる波長帯の多波長光を出力することとしてもよい
)また、上述の(2)又は(4)の光ノード装置においては、該スイッチモジュールにおける該入力端および該出力端との間でフレーム信号光を伝搬する光方路を設定するための制御情報を記憶する制御情報記憶部と、該制御情報記憶部に記憶された制御情報を参照して、該スイッチモジュールにおける前記入力端および出力端の切り替えのための制御を当該スイッチモジュールに対して行なう制御部と、該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、該制御情報記憶部にて記憶されている、該スイッチモジュールにおいて切り替え設定可能な光方路をなす前記入力端および出力端の組み合わせに応じた前記制御情報について、更新制御する更新制御部と、をそなえることもできる。
)さらに、上述の(1)又は(3)の光ノード装置において、入力光について波長変換を行なう波長変換部をそなえるとともに、該スイッチモジュールは、前記切り替えがなされた光を該波長変換部へ導く出力端ととともに、該波長変換部で前記波長変換が行なわれた光について前記いずれかの出力伝送路へ通じる出力端へ切り替えて出力すべく該スイッチモジュールに再入力させる入力端を更にそなえることとしてもよい。
このように、本発明によれば、搭載すべき光素子の部品点数を大幅に削減できるので、光配線の簡素化を実現し、製造工数を削減させ、装置構成のためのコストを低減させることができる利点がある。
本発明の第1実施形態にかかる光ノード装置を示す図である。 (a)〜(c)はいずれもLバンド多波長光源を示す図である。 (a)は波長合分波素子を示す図であり、(b)は波長合分波素子の分波特性を説明する図である。 (a),(b)はともに光スペクトルアナライザを示す図である。 本発明の第1実施形態の変形例にかかる光ノード装置を示す図である。 (a)は波長合分波素子を示す図であり、(b)は波長合分波素子の分波特性を説明する図である。 本発明の第2実施形態にかかる光ノード装置を示す図である。 本発明の第2実施形態の変形例にかかる光ノード装置を示す図である。 第2実施形態の変形例におけるモニタ部を示す図である。 本発明が解決すべき課題について説明するための図である。 本発明が解決すべき課題について説明するための図である。
符号の説明
1,101 入力側波長合分波素子
1a−1,1a−2,101a,3a−1,3a−2 第1ポート
1b−1〜1b−n,101b−1〜101b−n,3b−1〜3b−n 第2ポート
3,103 出力側波長合分波素子
4,41〜43 Lバンド多波長光源
4A Cバンド多波長光源
4a LD
4b SLED
4c 多峰性フィルタ
4d 光アンプ
5,5A フォトダイオード
5B 光スペクトルアナライザ
6 遅延部
7 モニタ部(第2モニタ部)
7a 反射ミラー
7b 受光素子
8 光カプラ
9,9A,9B 光スペクトルアナライザ
9a AWG
9b−1〜9b−n,9d フォトダイオード
9c 可変光フィルタ
10〜13,100,130 光ノード装置
21,23,25,26 光カプラ
22,24 フォトダイオード
102 光マトリクススイッチ(スイッチモジュール)
102a 入力端
102b 出力端
104 駆動電圧供給部
105 制御情報記憶部
106 駆動電圧制御部
109 更新制御部
110,110A 波長変換部
111 入力信号光モニタ
112 光源
113 入力基準光モニタ
114 1×Nカプラ
115,116 C/L分離カプラ
117 出力基準光モニタ(フォトダイオード)
118 光カプラ
119a,119b 光サーキュレータ
121 入力伝送路
122 出力伝送路
123,124 光アンプ
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。又、上述の本願発明の目的のほか、他の技術的課題,その技術的課題を解決する手段及び作用効果についても、以下の実施の形態による開示によって明らかとなる。
〔A〕第1実施形態の説明
図1は本発明の第1実施形態にかかる光ノード装置10を示す図である。この図1に示す光ノード装置10は、光バーストスイッチングの応答速度としてマイクロ秒(μs)オーダの性能を有するWDMスイッチングノードとして適用しうるものである。又、第1実施形態にかかる光ノード装置10は、前述の図10に示す光ノード装置100に比して、基準光を光マトリクススイッチ102へ導通するための構成が異なっている。尚、図1中、図10と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
ここで、この図1に示す光ノード装置10においては、複数であるp本の入力伝送路121を通じて例えばCバンドの波長帯を有する波長多重フレーム信号光を入力されるとともに、この波長多重フレーム信号光についてフレーム単位および波長単位に出力先方路を切り替えて、上述のp本の出力伝送路122のうちのいずれかへ出力するようになっている。尚、第1実施形態においては、入出力伝送路121,122の本数についてはいずれも複数である同一本数p本としているが、入力伝送路121については少なくとも1本以上であるpa本を導入する一方、出力伝送路122については複数本であるpb本を導入することとしてもよい。
また、第1実施形態における光ノード装置10において、入力伝送路121からの波長多重フレーム信号光は、それぞれ、AWGからなる入力側波長合分波素子1でチャンネル毎のフレーム信号光に波長分離され、N×Nの光マトリクススイッチ102に入力されるようになっているが、この入力側波長合分波素子1においては、基準光光源としてのLバンド多波長光源4から出力されるLバンド多波長光についても、この入力側波長合分波素子1で波長分離されて、上述のフレーム信号光とともに光マトリクススイッチ102に入力されるようになっている。
すなわち、Lバンド多波長光源4は、光マトリクススイッチ102を監視制御するための基準光光源であって、入力側波長合分波素子101およびでの分波分解能をカバーする波長帯域幅を有するLバンド多波長光を基準光として出力することができるようになっている。このLバンド多波長光源4としては、例えば図2(a)〜図2(c)のいずれかの構成とすることができるようになっている。
ここで、図2(a)に示すLバンド多波長光源41は、Lバンドで互いに異なる発光波長を有する複数のLバンド光源をなすLD(Laser Diode)4aがアレイ状に配置されてなるLDアレイとして構成されたものである。又、図2(b)に示すLバンド多波長光源42は、SLED(Superluminescent Light Emitting Diode)4bおよび多峰性フィルタ4cをそなえて構成されたものであり、更に図2(c)に示すLバンド多波長光源43のように、図2(b)に示す多峰性フィルタ4cの後段に光アンプ4dをそなえた構成としてもよい。
さらに、入力側波長合分波素子1のそれぞれは、例えば図3(a)に示すように、2つの第1ポート1a−1,1a−2および収容可能な最大の波長多重数nに対応する数の第2ポート1b−1〜1b−nをそれぞれそなえるとともに、各入力側波長合分波素子1をなす第1ポート1aのうちの一(1a−1)は入力伝送路121に接続されるとともに、第1ポート1aのうちの他(1a−2)はLバンド多波長光源4に接続され、且つ各第2ポート1b−1〜1b−nはそれぞれ光マトリクススイッチ102の入力端(入力ポート)102aに接続されている。尚、第1ポート1aは2つ以上そなえることとしても差し支えなく、第2ポート1bについても上述の波長多重数に応じて少なくとも2つ以上とすれば差し支えない。
ここで、入力側波長合分波素子1をなすAWGにおいては、入力ポートをなす第1ポート1a−1から入力された光を波長多重されているチャンネルごとのフレーム信号光に波長分離させて、波長多重数分そなえられた出力ポートをなす第2ポート1b−1〜1b−nを通じて、それぞれ別個の光伝搬路を通じて伝搬させることができるようになっている。又、第1ポート1a−2から入力された基準光についてもチャンネル間隔に相当する波長間隔で波長分離させて、第2ポート1b−1〜1b−nを通じてフレーム信号光とともに伝搬させることができるようになっている。
図3(b)は、第1ポート1a−1に入力される波長多重フレーム信号光が波長λ1〜λnを有し、第2ポート1a−2に入力されるLバンド多波長光が波長λL1〜λLnを有している場合において、第2ポート1b−1〜1b−nから出力される波長分離光についてのフレーム信号光成分および基準光成分の波長を説明するための図である。この図3(b)に示すように、第2ポート1b−1〜1b−nには、それぞれ、λ1〜λnのフレーム信号光およびλL1〜λLnの基準光が出力されるようになっている。
これにより、光マトリクススイッチ102の各入力端102aには、方路切り替え対象のフレーム信号光とともに制御情報記憶部105の内容の更新のための基準光についても入力させることができるようになっている。そして、各方路切り替え対象となるフレーム信号光のチャンネル(波長)λi(i=1〜n)と、併せて入力端102aへ入力されている基準光の波長λLiとは対応付けられるようになっている。
したがって、前述の図10に示す光ノード装置100と対比して、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた入力側波長合分波素子1をなすAWGの入力に、Lバンド多波長光源4をも接続させることにより、Lバンド多波長光源4をフレーム信号光の伝搬路に導入するための光素子である、(波長多重数n×入力伝送路数p)個分のC/L分離カプラ115の搭載を削減させている。
光マトリクススイッチ(スイッチモジュール)102は、前述の図10に示すものと同様に、p本の入力伝送路121からの波長多重フレーム信号光についてのチャンネルごとのフレーム信号光を個別に導入する入力端102aをそなえるとともに、各入力端102aから入力されたフレーム信号光についてp本の出力伝送路122のうちのいずれかへフレーム単位でチャンネルごとに導くための出力端102b(出力ポート)をそなえ、さらに、波長変換用にそなえられたそれぞれm個(図1中においては2個)の出力端102bおよび入力端102aをもそなえている。
そして、光マトリクススイッチ102は、駆動電圧の供給により入力光が偏向する光偏向素子をそなえ、駆動電圧供給部104からの光偏向素子に対する駆動電圧の供給により入力端102aと出力端102bとの間の光方路が設定される偏向光スイッチとして構成される。
すなわち、上述のごとく光マトリクススイッチ102の各入力端102aに導入されたフレーム信号光および基準光は、駆動電圧供給部104からの駆動電圧の供給を通じて、光マトリクススイッチ102をなす光偏向素子で適宜偏向されて、出力先となる出力伝送路122へ通じる出力端102bから出力させることができるようになっている。換言すれば、入力側波長合分波素子1で波長分離された各フレーム信号光および基準光を、個別に対応してそなえられる入力端102aから入力されるとともに、入力端102aから入力された各フレーム信号光および基準光について、pb本のうちのいずれかの出力伝送路122へ通じる波長毎に対応付けられた出力端102bへ切り替えて出力する。
なお、前述の図10に示すものと同様に、制御情報記憶部105は、設定すべき光方路に応じて、上述の駆動電圧供給部104で供給すべき駆動電圧に関する情報を記憶するものであり、駆動電圧制御部106は、設定すべき光方路に応じて、制御情報記憶部105の内容を参照することにより、光マトリクススイッチ102をなす光偏向素子に対して供給すべき駆動電圧を制御するための制御信号を駆動電圧供給部104に対して出力する。
そして、駆動電圧供給部104においては、駆動電圧制御部106からの制御信号により制御された駆動電圧を光マトリクススイッチ102に供給することができる。従って、上述の駆動電圧制御部106および駆動電圧供給部104により、制御情報記憶部105に記憶された制御情報を参照して、光マトリクススイッチ102における入力端102aおよび出力端102bの切り替えのための制御を光マトリクススイッチ102に対して行なう制御部を構成する。
また、5は、前述した各入力側波長合分波素子1の第2ポート1b−1〜1b−nと光マトリクススイッチ102の入力端102aとの間に光カプラ118を通じてそなえられ、Lバンド多波長光源4又は入力伝送路121からの光についての波長分離光、即ち入力側波長合分波素子1で波長分離された各光をモニタする第2モニタ部としてのフォトダイオード(PD)である。
すなわち、入力側波長合分波素子101で波長分離されたチャンネルごとのフレーム信号光のレベルを光カプラ118を介してフォトダイオード5でそれぞれモニタするとともに、駆動電圧制御部106において、そのモニタ結果から、等化目標出力レベルと光マトリクススイッチ102および波長多重部103等における固定的な損失分を差し引いた値を目標減衰付加量として導出し、その目標減衰付加量を実現する駆動電圧情報を制御情報記憶部105から取り出して、駆動電圧供給部104へ制御信号する。これにより、方路切り替え処理を経て各出力端から出力される光のレベル等化についても実現している。
ここで、フォトダイオード5に関し、上述のごときフレーム信号光が光マトリクススイッチ102に入力されることとなる光伝播路上にそなえられたものは、入力伝送路121からのフレーム信号光の波長分離光のパワーをモニタし、モニタ結果を駆動電圧制御部106に出力する入力信号光モニタとして機能する。一方、上述のフレーム信号光が入力されず光方路の設定待機状態にある光伝播路上にそなえられたフォトダイオード5については、Lバンド多波長基準光光源4からの基準光についての波長分離光のパワーをモニタし、モニタ結果を更新制御部109に出力する入力基準光モニタとして機能する。
すなわち、入力側波長合分波素子1で波長分離され出力されるフレーム信号光と基準光とは、そのパワーが相違(例えばフレーム信号光が+0dBm程度であるのに対し基準光は−15dBm程度)するように、Lバンド多波長光源4の出力パワーが設定されている。これにより、フレーム信号光および基準光のモニタ用に共通のフォトダイオード5を使用しながら、フレーム信号光が入力されると入力信号光モニタとして機能し、入力伝送路121からのフレーム信号光の入力待機状態では、入力基準光モニタとして機能するのである。尚、フォトダイオード5としては、少なくとも上述のごときパワーが相違する光をモニタしうるような受光感度のダイナミックレンジを有するものを適用する。
なお、上述の入力伝送路121からのフレーム信号光の入力待機状態とは、上述の駆動電圧制御部106および駆動電圧供給部104からの光マトリクススイッチ102への駆動電圧供給制御を通じてフレーム信号光の導通のために光マトリクススイッチ102内で設定されていない光方路について指すものである。又、光方路とは、駆動電圧の供給を受けて、光マトリクススイッチ102で形成される一対の入力端および出力端が結ばれる経路を示すものである。又、駆動電圧制御部106においては、光マトリクススイッチ102内における複数の光方路の設定を確立させ個別に管理することができるほか、併せて入力待機状態にかかる光方路についても個別に管理することができる。
また、光マトリクススイッチ102の出力端102bから出力された光は、出力先となる出力伝送路122に導出される前段において、AWGからなる出力側波長合分波素子3で波長多重されるようになっている。即ち、出力側波長合分波素子3は、接続される出力伝送路122ごとにそなえられ、光マトリクススイッチ102において出力伝送路122が対応付けられたフレーム信号光について、当該対応付けられた出力伝送路122ごとに波長多重して出力する。
ここで、出力側波長合分波素子3についても、図3(a)に示すように、2つの第1ポート3aおよび波長多重数分の第2ポート3b−1〜3b−nをそなえている。そして、n個の第2ポート3b−1〜3b−nは、光マトリクススイッチ102の出力端102bにそれぞれ出力されるとともに、第1ポート3a−1,3a−2のうちの一(第1ポート3a−1)は対応する出力伝送路122に接続されるとともに、他の第1ポート3a−2は光カプラ8を介して第1モニタ部としての光スペクトルアナライザ9に接続されている。
このとき、出力側波長合分波素子3における第2,第1ポート3b−1〜3b−n,3a−1,3a−2の入出力波長配置は、図3(b)に示す入力側波長合分波素子1における第1,第2ポート1a−1,1a−2,1b−1〜1b−nの入出力波長配置と逆の波長配置となる。従って、光マトリクススイッチ102の出力端102bから、第2ポート3b−1〜3b−nに、それぞれ、波長λ1〜λnのフレーム信号光とともにλL1〜λLnの基準光が入力された場合には、出力側波長合分波素子3の第1ポート3a−1にはフレーム信号光の波長多重光(波長λ1〜λnの多重光)が出力され、第2ポート3a−2には基準光の波長多重光(波長λL1〜λLnの多重光)が出力されるようになる。
これにより、第1ポート3a−1から出力されたフレーム信号光の波長多重光は、出力伝送路122に導かれ、第2ポート3a−2から出力された基準光の波長多重光は、光カプラ8を介して光スペクトルアナライザ9に出力されるようになっている。換言すれば、出力側波長合分波素子3においてフレーム信号光と基準光とを分離させることができるようになるのである。
したがって、前述の図10に示す光ノード装置100と対比して、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた波長分離部3をなすAWGで、基準光とフレーム信号光の波長多重光をそれぞれ分離させることができるので、光マトリクススイッチ102の出力に含まれる基準光を出力基準光モニタ117へ導くための光素子である、(波長多重数n×出力伝送路数p)個分のC/L分離カプラ116の搭載を削減させることができるようになる。
第1モニタ部として機能する光スペクトルアナライザ9は、光カプラ8を介して上述した各出力側波長合分波素子3をなす第1ポート3a−2からの基準光を入力されて、この入力された基準光について波長成分ごとのパワーをモニタするものであり、Lバンド多波長光源4から光マトリクススイッチ102を通じて入力されるの基準光をモニタする出力基準光モニタとして機能する。この光スペクトルアナライザ9としては、例えば図4(a)又は図4(b)に示すような簡易型の構成を採用することができる。
この図4(a)に示す光スペクトルアナライザ9Aは、入力される基準光について、光マトリクススイッチ102をなす各光方路を経由した波長λL1〜λLn単位で波長分離するAWG9aとともに、AWG9aで波長分離された各基準光成分のパワーをモニタするフォトダイオード9b−1〜9b−nをそなえたものである。又、図4(b)に示す光スペクトルアナライザ9Bは、透過波長を波長λL1〜λLnのうちのいずれかに可変設定しうる可変光フィルタ9cとともに可変光フィルタ9cを透過した基準光成分のパワーをモニタするフォトダイオード9dをそなえたものである。
更新制御部109においては、このように構成された出力基準光モニタとしての光スペクトルアナライザ9からのモニタ結果と、前述の入力基準光モニタとしてのフォトダイオード5からのモニタ結果と、を入力されて、上述の制御情報記憶部105に記憶されている駆動で何津情報を蓄積制御及び更新制御することができるようになっている。
なお、第1実施形態における更新制御部109では、入力伝送路121ごとについての光方路単位で、駆動電圧情報の更新対象とする光方路を切り替えることができる。具体的には、入力伝送路121対応にそなえられたLバンド多波長光源4のうちのいずれかを動作(オン)状態とする一方、他のLバンド多波長光源4を休止(オフ)状態とする。これにより、当該動作状態とされる基準光が入力される入力端と出力端とで形成される待機状態の光方路を導通する基準光について、基準光波長成分ごとに(又は光方路ごとに)、その入出力パワーをフォトダイオード5および光スペクトルアナライザ9でモニタすることができる。そして、更新制御部109においては、光方路単位での駆動電圧情報の更新を行なうことができる。
なお、入力伝送路121からのフレーム信号光について波長変換を行なう場合には、光マトリクススイッチ102においては、対応する入力端102aから、波長変換部110へ通じる出力端102bへと通じる光方路が設定されるようになっている。この場合において、光マトリクススイッチ102の上述の入力伝送路121に通じる入力端と、波長変換部110へ通じる出力端102bと、の間の光方路についての駆動電圧情報の更新制御を行なうこともできる。
このために、光マトリクススイッチ102の(波長変換用の)出力端102bと波長変換部110との間には、基準光であるLバンド光とフレーム信号光であるCバンド光とを分離するC/L分離カプラ116が介装され、このC/L分離カプラ116で分離された基準光をなすLバンド光については、光カプラ8を介して光スペクトルアナライザ9に入力されるようになっている。これにより、更新制御部109においては、上述の光方路の設定待機状態において、入力基準光の光パワーモニタ結果をフォトダイオード5から受け取る一方、出力基準光の光パワーモニタ結果を光スペクトルアナライザ9から受け取り、駆動電圧情報を更新することができる。
同様に、波長変換部110で波長変換がなされたフレーム信号光を、出力先となる出力伝送路122へ導く光方路切り替えを行なうために、光マトリクススイッチ102に再入力させるための入力端102aと、出力伝送路122へ通じる出力端102bと、の間に光方路が設定される。第1実施形態の光ノード装置10においては、上述の光方路についての駆動電圧情報を更新制御することができる。
すなわち、上述の入力端102aから再入力される前段において、Lバンド多波長光源4からの基準光をC/L分離カプラ115を通じてフレーム信号光に合流させるようになっている。また、Lバンド多波長光源4からの入力基準光パワーについてモニタすべく、C/L分離カプラ115と入力端102aとの間に光カプラ118およびフォトダイオード5を介装する。これにより、更新制御部109においては、入力基準光についてはフォトダイオード5で光パワーモニタ結果を受け取り、出力基準光については光スペクトルアナライザ9から光パワーモニタ結果を受け取ることにより、駆動電圧情報を更新することができるようになる。
なお、この入力端102aからのLバンド多波長光の一部が出力端102bおよび出力側波長合分波素子3を通じて出力伝送路122へ混信することを避けるため、例えば、図2(a)に示すLバンド多波長光源41においては、更新制御部109からの制御を受けて、適切な波長のLバンド光のみを発光させることもできる。又、図2(a)〜図2(c)のいずれかの構成のLバンド多波長光源41〜43において、出力伝送路122にC/L分離カプラ116を配置するようにして、出力伝送路122を伝搬するLバンド光を遮断する構成としてもよい。
上述のごとく構成された光ノード装置10においては、入力伝送路121から波長多重されたフレーム信号光が入力されると、駆動電圧制御部106では光マトリクススイッチ102に対して駆動電圧供給部104を通じた駆動電圧制御により、当該入力されたフレーム信号光についての出力先とすべき出力伝送路122へ通じる光方路が設定される。これにより、フレーム信号光単位および波長単位での光方路の切り替えを行ない、又、フォトダイオード5でモニタされたフレーム信号光パワーに基づいて可変減衰制御についても行なわれる。
なお、駆動電圧制御部106においては、フォトダイオード5からのモニタ結果に基づいてフレーム信号光の入力を検出すると、当該フレーム信号光に対応した光マトリクススイッチ102での方路設定制御を行なっている。遅延部6は、上述のフォトダイオード5でフレーム信号光入力を検出して方路設定制御が完了するまでの間は、フレーム信号光の光マトリクススイッチ102の入力端への入力を待機させるためのものである。
ところで、更新制御部109においては、光マトリクススイッチ102における設定待機状態にある光方路を設定するための駆動電圧情報(可変減衰制御のための情報を含む)を更新する。このために、該当入力端に接続される光伝播路上のフォトダイオード5において入力基準光パワーをモニタするとともに、光スペクトルアナライザ9で該当出力端から出力された基準光パワーをモニタしている。
このとき、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた入力側波長合分波素子1をなすAWGの入力に、Lバンド多波長光源4をも接続させることにより、前述の図10の光ノード装置100にそなえられていた、Lバンド多波長光源4をフレーム信号光の伝搬路に導入するための光素子である、(波長多重数n×入力伝送路数p)個分のC/L分離カプラ115の搭載を削減させている。
また、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた波長分離部3をなすAWGで、基準光とフレーム信号光の波長多重光をそれぞれ分離させることができるので、図10の光ノード装置100にそなえられていた、光マトリクススイッチ102の出力に含まれる基準光を出力基準光モニタ117へ導くための光素子である、(波長多重数n×出力伝送路数p)個分のC/L分離カプラ116の搭載を削減させることができるようになる。
このように、本発明の第1実施形態によれば、Lバンド多波長光源4,入力側波長合分波素子1および出力側波長合分波素子3をそなえたことにより、搭載すべき光素子の部品点数を大幅に削減できるので、光配線の簡素化を実現し、製造工数を削減させ、装置構成のためのコストを低減させることができる利点がある。
〔A1〕第1実施形態の変形例の説明
図5は本発明の第1実施形態の変形例にかかる光ノード装置11を示す図である。この図1に示す光ノード装置11においては、前述の図1に示すものとは異なり、例えば図5,図6(a)に示すように、フレーム信号光の波長帯と実質的に同等の波長帯λ1〜λnの多波長光を出力する基準光光源として、Cバンド多波長光源4Aが、入力側波長合分波素子1をなすAWGの第1ポート1a−2に入力されている。尚、Cバンド多波長光源4Aとしては、前述の図2(a)〜図2(c)に示すもの(符号41〜43)に準じて構成することができるほか、ASE(Amplified Spontaneous Emission)光を発生する光素子を用いることとしてもよい。
ここで、入力側波長合分波素子1には、上述したように実質的に同等の波長帯λ1〜λnを有するフレーム信号光および基準光が入力されるが、この入力側波長合分波素子1をなす互いに異なる第1ポート1a−1,1a−2に入力されるようになっているので、第2ポート1b−1〜1b−nから出力される波長分離光については、フレーム信号光および基準光の波長成分がそれぞれ重ならないようにすることができる。これにより、基準光の入力によるフレーム信号光のコヒーレントクロストークを防止することができるようになる。
具体的には、図6(b)に示すように、第1ポート1a−1に入力される波長多重フレーム信号光が波長λ1〜λnを有し、第2ポート1a−2に入力される基準光をなすCバンド多波長光が波長λL1〜λLnを有している場合において、第2ポート1b−1〜1b−nから出力される波長分離光についてのフレーム信号光成分および基準光成分の波長を説明するための図である。この図6(b)に示すように、第2ポート1b−1〜1b−nには、フレーム信号光成分としてそれぞれ波長成分λ1〜λnが出力される一方、基準光成分としては、それぞれ波長成分λ2〜λn−1,λ1が出力されるようになっている。
これにより、光マトリクススイッチ102の各入力端102aには、方路切り替え対象のフレーム信号光とともに制御情報記憶部105の内容の更新のための基準光についても入力させることができるようになっている。そして、各方路切り替え対象となるフレーム信号光のチャンネル(波長)λ1〜λnと、併せて入力端102aへ入力されている基準光の波長λ2〜λn,λ1とは対応付けられるようになっている。
したがって、この場合においても、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた入力側波長合分波素子1をなすAWGの入力に、Cバンド多波長光源4Aを接続させることにより、図10の場合に必要とされた、Lバンド光源112をフレーム信号光の伝搬路に導入するための光素子である、(波長多重数n×入力伝送路数p)個分のC/L分離カプラ115の搭載を不用とさせている。
また、出力側波長合分波素子3における第2,第1ポート3b−1〜3b−n,3a−1,3a−2の入出力波長配置は、図6(b)に示す入力側波長合分波素子1における第1,第2ポート1a−1,1a−2,1b−1〜1b−nの入出力波長配置と逆の波長配置となる。従って、光マトリクススイッチ102の出力端102bから、第2ポート3b−1〜3b−nに、それぞれ、波長λ1〜λnのフレーム信号光とともにλ2〜λn−1,λ1の基準光が入力された場合には、出力側波長合分波素子3の第1ポート3a−1にはフレーム信号光の波長多重光(波長λ1〜λnの多重光)が出力され、第2ポート3a−2には基準光の波長多重光(波長λ1〜λnの多重光)が出力されるようになる。
これにより、第1ポート3a−1から出力されたフレーム信号光の波長多重光は、出力伝送路122に導かれ、第2ポート3a−2から出力された基準光の波長多重光は、光カプラ8を介して光スペクトルアナライザ9に出力されるようになっている。換言すれば、出力側波長合分波素子3においてフレーム信号光と基準光とを分離させることができるようになるのである。
したがって、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた波長分離部3をなすAWGで、基準光とフレーム信号光の波長多重光をそれぞれ分離させることができるので、図10の場合には必要とされていた、光マトリクススイッチ102の出力に含まれる基準光を出力基準光モニタ117へ導くための光素子である、(波長多重数n×出力伝送路数p)個分のC/L分離カプラ116の搭載を不用とすることができるようになる。
なお、入力伝送路121からのフレーム信号光について波長変換を行なう場合には、光マトリクススイッチ102においては、入力端102aから波長変換部110Aへ通じる出力端102bへ通じる光方路が設定されるようになっている。このような波長変換のための光方路が設定待機状態である場合において、光マトリクススイッチ102における上述の波長変換対象となるフレーム信号光が入力される入力端と、波長変換部110Aへ通じる出力端102bと、の間の光方路についての駆動電圧情報の更新制御を行なうこともできる。
このために、光マトリクススイッチ102の(波長変換用の)出力端102bと波長変換部110Aとの間には、基準光であるCバンド光のパワーをモニタするための光カプラ21およびフォトダイオード22がそなえらえる。これにより、更新制御部109においては、更新対象の光方路を通じて出力された出力基準光の光パワーのモニタ結果をフォトダイオード22から受け取るとともに、更新対象の光方路に入力される際の入力基準光のモニタ結果は該当入力端における光伝搬路上のフォトダイオード5から受け取ることにより、駆動電圧情報を更新することができるようになる。
また、波長変換部110Aで波長変換がなされたフレーム信号光を、出力先となる出力伝送路122へ導く光方路切り替えを行なうために、光マトリクススイッチ102に再入力させるための入力端102aと、出力先となる出力伝送路122へ通じる出力端102bと、の間に光方路が設定される。図5に示す光ノード装置11においては、当該波長変換のための光方路が設定待機状態である場合において、このように設定される光方路の駆動電圧情報についても更新制御を行なうこともできる。
このために、波長変換部110Aでは、更新制御部109からの制御を受けて自身において基準光としてCバンド光を発光することができるようになっている。又、波長変換部110Aで発光する光のパワーを入力基準光パワーとしてモニタするために、光カプラ23およびフォトダイオード24をそなえる。これにより、更新制御部109では、光マトリクススイッチ102に再入力される際の入力基準光の光パワーをモニタ結果した結果をフォトダイオード24から受け取る一方、更新対象の光方路を通じて出力された出力基準光パワーのモニタ結果を光スペクトルアナライザ9から受け取ることにより、駆動電圧情報を更新することができるようになる。
したがって、図5に示す光ノード装置11においても、前述の第1実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔B〕第2実施形態の説明
図7は本発明の第2実施形態にかかる光ノード装置12を示す図である。この図7に示す光ノード装置12においては、前述の図1に示すものとは異なり、基準光光源をなすCバンド多波長光源4Aから出力される基準光を出力側から導入するとともに、出力基準光をモニタする光スペクトルアナライザ9を入力側にそなえている。尚、図7中、図5と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
ここで、p個の出力側波長合分波素子3それぞれの第1ポート3a−1,3a−2のうちの一のポート3a−1は、対応する出力伝送路122に接続されているが、第1ポート3a−1,3a−2のうちの他のポート3a−2は、カプラ25,26を介してCバンド多波長光源4Aに接続され、かつ、各第2ポート3b−1〜3b−nはそれぞれ光マトリクススイッチ102の出力端に接続されている。
これにより、光マトリクススイッチ102の出力端102bから出力されるフレーム信号光については、この出力側波長合分波素子3で波長多重されて、第1ポート3a−1を通じて出力伝送路122に出力されるようになっているが、Cバンド多波長光源4Aからの基準光については、この出力側波長合分波素子3で波長分離されて、第2ポート3b−1〜3b−nを通じて光マトリクススイッチ102の出力端102bに出力されるようになっている。
ここで、光カプラ25はCバンド多波長光源4Aから出力され光カプラ26に出力される基準光の一部を分岐して光スペクトルアナライザ5Bに出力する。又、光スペクトルアナライザ5Bは、Cバンド多波長光源4Aから出力されるCバンド帯多波長の基準光の各波長成分のパワーについてモニタするものであり、前述の図4(a)又は図4(b)に示す構成に準じて構成することができる。
換言すれば、光スペクトルアナライザ5Bは、Cバンド多波長光源4Aと光カプラ26との間に、Cバンド多波長光源4Aからの光についてモニタする第2モニタ部であり、基準光が光マトリクススイッチ102に入力される前段での光パワーをモニタする入力基準光モニタとしての機能を有する。
また、光カプラ26は、Cバンド多波長光源4Aからの光カプラ25を介して入力された基準光を、出力側波長合分波素子3の個数分分岐して、それぞれの第1ポート3a−2に出力するようになっている。即ち、光カプラ26は、Cバンド多波長光源4Aからの基準光をpb個(この場合はp個)に分岐する分岐部であり、光カプラ26で分岐された分岐光路が、各出力側波長合分波素子3をなす第1ポート3a−1,3a−2のうちの他のポート3a−2に接続される。
なお、出力側波長合分波素子3の第1ポート3a−2から入力された光について波長分離された光波長と各第2ポート3b−1〜3b−nとの対応は、前述の図6(b)での態様と入出力を逆とした場合と同様である。従って、各出力側波長合分波素子3の第1ポート3a−2から入力された基準光は波長分離されて、第2ポート3b−1〜3b−nから、それぞれ波長λ2〜λn−1,λ1の光がそれぞれ光マトリクススイッチ102の出力端側へ出力される。
また、p個の入力側波長合分波素子1それぞれの第1ポート1a−1,1a−2のうちの一のポート1a−1には入力伝送路121が接続されているが、他のポート1a−2には光スペクトルアナライザ9に接続されている。この光スペクトルアナライザ9は、基準光光源としてのCバンド多波長光源4Aからの基準光を、光カプラ25,26,出力側波長合分波素子3,光マトリクススイッチ102および入力側波長合分波素子1を通じて出力基準光として入力されて、このCバンド多波長光源4Aからの基準光をモニタする第1モニタ部であり、モニタ結果については更新制御部109に出力されるようになっている。換言すれば、光スペクトルアナライザ9は、基準光が光マトリクススイッチ102から出力された後段での光パワーをモニタする出力基準光モニタとして機能する。
なお、第2実施形態においては、波長変換部110を経由する光方路に関する駆動電圧情報を更新制御すべく、基準光の入出力パワーをモニタするために、光サーキュレータ119a,119bおよびフォトダイオード117をそなえている。
光サーキュレータ119aは、Cバンド多波長光源4Aからの基準光を、光マトリクススイッチ102の出力端を通じて入力端側に出力するものであり、これにより、入力伝送路121からの光を導く光伝搬路に接続される入力端102aと、波長変換部110に導く出力端102bと、の間の光方路について、入出力基準光パワーをモニタすることを通じ、駆動電圧情報を更新することができるようになる。
なお、この波長変換のための入力端102aへのCバンド多波長光の一部が、入力伝送路121においてフレーム信号光の伝搬方向とは反対方向で混信することを避けるため、ロス補償用の光アンプ123と入力側波長合分波素子1の間に光アイソレータ120を介装することができるが、光アンプ123に光アイソレータ120と同様の機能が内蔵されている場合にも、同様に混信を避けることができる。
また、フォトダイオード117は、波長変換部110から再入力される入力端102aと、出力伝送路122へ光を導く出力端102bと、の間の光方路に関し、出力端102b側から入力端102a側へ導通された基準光を光サーキュレータ119bを介して受光しモニタするものである。これにより、この光方路についても、入出力基準光パワーをモニタすることを通じ駆動電圧情報を更新することができるようになる。
なお、5Aは入力側波長合分波素子1で波長分離されたフレーム信号光の光パワーについてモニタする入力信号光モニタとしてのフォトダイオードである。
上述のごとく構成された第2実施形態にかかる光ノード装置12においても、入力伝送路121から波長多重されたフレーム信号光が入力されると、駆動電圧制御部106では光マトリクススイッチ102に対して駆動電圧供給部104を通じた駆動電圧制御により、当該入力されたフレーム信号光についての出力先とすべき出力伝送路122へ通じる光方路が設定される。これにより、フレーム信号光単位および波長単位での光方路の切り替えを行ない、又、フォトダイオード5Aでモニタされたフレーム信号光パワーに基づいて可変減衰制御についても行なわれる。
なお、駆動電圧制御部106においては、フォトダイオード5Aからのモニタ結果に基づいてフレーム信号光の入力を検出すると、当該フレーム信号光に対応した光マトリクススイッチ102での方路設定制御を行なっている。遅延部6は、上述のフォトダイオード5でフレーム信号光入力を検出して方路設定制御が完了するまでの間は、フレーム信号光の光マトリクススイッチ102の入力端への入力を待機させるためのものである。
ところで、更新制御部109においては、光マトリクススイッチ102における設定待機状態にある光方路を設定するための駆動電圧情報(可変減衰制御のための情報を含む)を更新する。このために、Cバンド多波長光源4Aからの基準光をフレーム信号光の出力側から入力側に向けて導通させ、入力基準光パワーを光スペクトルアナライザ5Bでモニタするとともに、該当入力端に接続される光伝播路上の入力側光合分波素子1の第1ポート1a−2に接続された光スペクトルアナライザ9において出力基準光パワーをモニタしている。
このとき、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた出力側波長合分波素子3をなすAWGの第1ポート3a−2に、光カプラ25,26を介してCバンド多波長光源4Aを接続させることにより、前述の図11の光ノード装置130にそなえられていた、Lバンド光源112をフレーム信号光の伝搬路に導入するための光素子である、(波長多重数n×出力伝送路数p)個分の光サーキュレータ119aの搭載を削減させている。
また、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた入力側波長合分波素子1をなすAWGの第1ポート1a−2に、光スペクトルアナライザ9を接続することができるので、図11の光ノード装置130にそなえられていた、基準光を出力基準光モニタ117へ導くための光素子である、(波長多重数n×入力伝送路数p)個分の光サーキュレータ119bの搭載を削減させることもできるようになる。
このように、本発明の第2実施形態においても、Cバンド多波長光源4A,入力側波長合分波素子1および出力側波長合分波素子3をそなえたことにより、搭載すべき光素子の部品点数を大幅に削減できるので、光配線の簡素化を実現し、製造工数を削減させ、装置構成のためのコストを低減させることができる利点がある。
〔B1〕第2実施形態の変形例の説明
図8は本発明の第2実施形態の変形例にかかる光ノード装置13を示す図である。この図8に示す光ノード装置13は、前述の図7に示す光ノード装置12に比して、光マトリクススイッチ102を導通した基準光をモニタするための構成が異なっている。尚、図8中、図7と同一符号は同様の部分を示している。
この図8に示す光ノード装置13においては、光スペクトルアナライザ9で光マトリクススイッチ102を導通した出力基準光をモニタせずに、入力信号光をモニタするモニタ部7で併せて出力基準光をモニタするようになっている。尚、入力伝送路121からの波長多重フレーム信号光をそれぞれ波長分離する入力側波長合分波素子101は、前述の各実施形態の場合のように2つの第1ポート1a−1,1a−2をそなえたもの(符号1参照)とする必要はなく、前述の図10に示す入力伝送路121に接続される単一の第1ポート101aをそなえたものとしてもよい。
また、モニタ部7は、入力側波長合分波素子101における波長多重数対応の第2ポート101b−1〜101−nと対応する光マトリクススイッチ102の入力端102aとの間にそれぞれそなえられ、入力側波長合分波素子101側からのフレーム信号光のパワーをモニタするとともに、入力端102a側からの基準光成分をモニタすることができるようになっており、例えば図9に示すように構成されている。
この図9に示すように、モニタ部7は、入射される光を反射させるが一部を透過させる反射ミラー7aをそなえるとともに、反射ミラー7aで一部透過された光について受光しその光パワーに応じた電気信号を出力しうる受光素子7bをそなえて構成される。そして、反射ミラー7aは、入力側波長合分波素子101側からの光の反射光は入力端102aに向けた光伝搬路を伝搬するとともに、入力端102aからの光の反射光については入力側波長合分波素子101に向けた光伝搬路を伝搬するように構成されている。
そして、入力側波長合分波素子1で波長分離され出力されるフレーム信号光と基準光とは、そのパワーが相違(例えばフレーム信号光が+0dBm程度であるのに対し基準光は−15dBm程度)するように、Cバンド多波長光源4Aの出力パワーが設定されているので、フレーム信号光および基準光のモニタ用に共通の受光素子7を使用しながら、フレーム信号光が入力されると入力信号光モニタとして機能し、入力伝送路121からのフレーム信号光の入力待機状態では、出力基準光モニタとして機能するのである。尚、受光素子7bとしては、少なくとも上述のごときパワーが相違する光をモニタしうるように受光感度のダイナミックレンジを有するものを適用する。
したがって、上述のモニタ部7は、p個の入力側波長合分波素子101の第2ポート101b−1〜101b−nと光マトリクススイッチ102の入力端102aとの間には、それぞれCバンド多波長光源4Aから出力され光マトリクススイッチ102を導通した基準光又は入力伝送路121からの光についての波長分離光をモニタする第2モニタ部である。
なお、124は入力側波長合分波素子101で波長分離されたフレーム信号光について増幅する光アンプである。又、波長変換部110が接続される入力端102aへのCバンド多波長光の一部が、入力伝送路121においてフレーム信号光の伝搬方向とは反対方向で混信することを避けるため、入力導波路121に光アイソレータ120を配置することができるが、光アンプ124に光アイソレータ120と同様の機能が内蔵されている場合にも、同様に混信を避けることができる。
この光ノード装置13においても、前述の第2実施形態の場合と同様に、波長多重光の波長ごとの方路切り替えのために本来必要とされていた出力側波長合分波素子3をなすAWGの第1ポート3a−2に、光カプラ25,26を介してCバンド多波長光源4Aを接続させている。これにより、前述の図11の光ノード装置130にそなえられていた、Lバンド光源112をフレーム信号光の伝搬路に導入するための光素子である、(波長多重数n×出力伝送路数p)個分の光サーキュレータ119aの搭載を削減させており、第2実施形態の場合と同様の利点を得ることができる。
〔C〕その他
上述した実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
たとえば、上述の図1に示す光ノード装置10においては、各出力側波長合分波素子3から出力される基準光のパワーについて、光カプラ8を介して単一の光スペクトルアナライザ9でモニタしているが、本発明によれば、各出力側波長合分波素子3から出力される基準光のパワーをモニタするために個別に光スペクトルアナライザを設けることとしてもよい。この場合には、各入力側波長合分波素子1に個別に接続されるLバンド多波長光源4を、単一のLバンド多波長光源をそなえるとともに、このLバンド多波長光源から出力される基準光について光カプラで分岐させたものを個別の入力側波長合分波素子1の第1ポート1a−2に供給することとしてもよい。即ち、このようにしても、基準光パワーをモニタすることにより光マトリクススイッチ102で形成される光方路ごとの駆動電圧情報について更新することができる。
さらに、図5に示す光ノード装置11においても、上述の図1の場合に倣って、Cバンド多波長光源4Aおよび光スペクトルアナライザ9のいずれか単一のものとし光カプラで取りまとめる構成とすることは可能であり、図7に示す光ノード装置12においても、各出力側波長合分波素子3を通じて供給するCバンド多波長光源4Aを個別にそなえることとしてもよく、この場合には、各入力側波長合分波素子1に個別に接続される光スペクトルアナライザ9を光カプラ等を用いて一つの光スペクトルアナライザでモニタすべく取りまとめる構成としてもよい。
また、上述の各実施形態における光マトリクススイッチ102は、偏向光スイッチとして構成されているが、他の光スイッチ構成を採用することとしてもよい。
さらに、上述の各実施形態においては、更新制御部109での更新制御のために、基準光光源4,4Aから出力され光マトリクススイッチ102を導通させた後の基準光のパワーとともに、導通させる前段でのパワーについてもモニタする構成をそなえているが、この前段でのパワーについては既知の値として制御情報記憶部105等に記憶させておくこととすれば、光マトリクススイッチ102を導通させる前段での基準光パワーをモニタする構成については省略してもよく、このようにしても同様に駆動電圧情報の更新制御を行なうことができる。
また、上述した実施形態の開示により、当業者であれば本願発明の装置を製造することは可能である。
なお、上述の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
少なくとも1本以上であるpa本の入力伝送路から入力される波長多重フレーム信号光をそれぞれ入力され波長分離して出力しうる、pa個の入力側波長合分波素子と、
前記paを前記波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数倍した数の入力端と、前記pbを前記波長多重数倍した数の出力端をそれぞれ少なくともそなえ、該入力側波長合分波素子で波長分離された各フレーム信号光を、個別に対応してそなえられる前記入力端から入力されるとともに、前記入力端から入力された各フレーム信号光について、少なくとも2本以上であるpb本のうちのいずれかの出力伝送路へ通じる波長毎に対応付けられた前記出力端へ切り替えて出力するスイッチモジュールと、
該スイッチモジュールにおいて出力伝送路が対応付けられたフレーム信号光について、当該対応付けられた出力伝送路ごとに波長多重しうる、pb個の出力側波長合分波素子と、
該スイッチモジュールを監視制御するための基準光光源であって、該入力側波長合分波素子および該出力側波長合分波素子での分波分解能をカバーする波長帯域幅を有する基準光を出力しうる基準光光源と、をそなえ、
該pa個の入力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートおよび第2ポートをそれぞれそなえるとともに、各入力側波長合分波素子をなす前記第1ポートのうちの一は該入力伝送路に接続されるとともに、前記第1ポートのうちの他は該基準光光源に接続され、且つ各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの入力端に接続されたことを特徴とする、光ノード装置。
(付記2)
該pb個の出力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートおよび第2ポートをそれぞれそなえるとともに、前記第1ポートのうちの一は対応する該出力伝送路に接続されるとともに、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの出力端に接続され、
かつ、該pb個の出力側波長合分波素子の前記第1ポートのうちの他に接続され、該基準光光源から該スイッチモジュールを通じて入力される基準光をモニタする第1モニタ部をそなえたことを特徴とする、付記1記載の光ノード装置。
(付記3)
該pa個の入力側波長合分波素子の該第2ポートと該スイッチモジュールの入力端との間には、前記入力伝送路からの光についての波長分離光をモニタする第2モニタ部をそなえる一方、該第2モニタ部は、前記入力伝送路からの光の入力待機状態の場合には、該基準光光源から出力され該入力側波長合分波素子で波長分離された基準光をモニタすることを特徴とする、付記2記載の光ノード装置。
(付記4)
少なくとも1本以上であるpa本の入力伝送路から入力される波長多重フレーム信号光をそれぞれ入力され波長分離して出力しうる、pa個の入力側波長合分波素子と、
前記paを前記波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数倍した数の入力端と、前記pbを前記波長多重数倍した数の出力端をそれぞれ少なくともそなえ、該入力側波長合分波素子で波長分離された各フレーム信号光を、個別に対応してそなえられる前記入力端から入力されるとともに、前記入力端から入力された各フレーム信号光について、少なくとも2本以上であるpb本のうちのいずれかの出力伝送路へ通じる波長毎に対応付けられた前記出力端へ切り替えて出力するスイッチモジュールと、
該スイッチモジュールにおいて出力伝送路が対応付けられたフレーム信号光について、当該対応付けられた出力伝送路ごとに波長多重しうる、pb個の出力側波長合分波素子と、
該スイッチモジュールを監視制御するための基準光光源であって、該入力側波長合分波素子および該出力側波長合分波素子での分波分解能をカバーする波長帯域幅を有する多波長光を基準光として出力しうる基準光光源と、をそなえ、
該pb個の出力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートおよび第2ポートをそれぞれそなえるとともに、各出力側波長合分波素子の該第1ポートのうちの一は対応する該出力伝送路に接続されるとともに、該第1ポートのうちの他は該基準光光源に接続され、かつ、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの出力端に接続されたことを特徴とする、光ノード装置。
(付記5)
該pa個の入力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートおよび第2ポートをそれぞれそなえるとともに、各入力側波長合分波素子をなす前記第1ポートのうちの一は該入力伝送路に接続されるとともに、該第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの入力端に接続され、
かつ、該pa個の入力側波長合分波素子の前記第1ポートのうちの他に接続され、該基準光光源からの基準光をモニタする第1モニタ部をそなえたことを特徴とする、付記4記載の光ノード装置。
(付記6)
該pa個の入力側波長合分波素子の該第2ポートと該スイッチモジュールの入力端との間には、それぞれ前記基準光光源から出力され該スイッチモジュールを導通した基準光又は前記入力伝送路からの光についての波長分離光をモニタする第2モニタ部をそなえたことを特徴とする、付記4記載の光ノード装置。
(付記7)
該基準光光源は、前記フレーム信号光の波長帯と実質的に同等の波長帯の多波長光を出力することを特徴とする、付記1又は4記載の光ノード装置。
(付記8)
該基準光光源は、前記フレーム信号光の波長帯と実質的に異なる波長帯の多波長光を出力することを特徴とする、付記1又は4記載の光ノード装置。
(付記9)
該pa個の入力側波長合分波素子および該pb個の出力側波長合分波素子のそれぞれは、アレイ導波路格子であることを特徴とする、付記1又は4記載の光ノード装置。
(付記10)
該スイッチモジュールにおける該入力端および該出力端との間でフレーム信号光を伝搬する光方路を設定するための制御情報を記憶する制御情報記憶部と、
該制御情報記憶部に記憶された制御情報を参照して、該スイッチモジュールにおける前記入力端および出力端の切り替えのための制御を当該スイッチモジュールに対して行なう制御部と、
該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、該制御情報記憶部にて記憶されている、該スイッチモジュールにおいて切り替え設定可能な光方路をなす前記入力端および出力端の組み合わせに応じた前記制御情報について、更新制御する更新制御部と、をそなえたことを特徴とする、付記2又は5記載の光ノード装置。
(付記11)
該スイッチモジュールは、駆動電圧の供給により入力光が偏向する偏向素子をそなえ、該偏向素子に対する前記駆動電圧の供給により該入力端と該出力端との間の光方路が設定される偏向光スイッチとして構成され、
該制御部が、
前記光方路として設定すべき該入力端および出力端の組み合わせに関する情報を入力されるとともに、該制御情報記憶部の内容を参照することにより、該スイッチモジュールに対して供給すべき駆動電圧を制御する制御信号を出力する駆動電圧制御部と、
該駆動電圧制御部からの前記制御信号により制御された駆動電圧を該スイッチモジュールに供給する駆動電圧供給部と、をそなえ、
該更新制御部は、該モニタ部からのモニタ結果をもとに、該制御情報記憶部において該制御情報として記憶されている、更新制御の対象となる光方路にかかる駆動電圧制御用の情報を更新制御することを特徴とする、付記10記載の光ノード装置。
(付記12)
該更新制御部における前記更新制御の対象となる光方路は、該スイッチモジュールで前記入力伝送路および前記出力伝送路間でのスイッチングの待機状態にある光方路であることを特徴とする、付記11記載の光ノード装置。
(付記13)
入力光について波長変換を行なう波長変換部をそなえるとともに、
該スイッチモジュールは、前記切り替えがなされた光を該波長変換部へ導く出力端ととともに、該波長変換部で前記波長変換が行なわれた光について前記いずれかの出力伝送路へ通じる出力端へ切り替えて出力すべく該スイッチモジュールに再入力させる入力端を更にそなえたことを特徴とする、付記1又は4記載の光ノード装置。

Claims (9)

  1. pa(paは自然数)本の入力伝送路から入力される波長多重フレーム信号光をそれぞれ波長分離して出力しうる、pa個の入力側波長合分波素子と、
    入力されるフレーム信号光を波長多重してpb(pbは2以上の整数)本の出力伝送路へ出力しうる、pb個の出力側波長合分波素子と、
    前記paを前記波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数倍した数の入力端と、前記pbを前記波長多重数倍した数の出力端とを少なくともそなえ、前記入力端から入力される、該入力側波長合分波素子で波長分離された各フレーム信号光について、前記pb本のうちのいずれかの出力伝送路へ通じる波長毎に対応付けられた前記出力端へ切り替えて出力するスイッチモジュールと、
    該入力側波長合分波素子および該出力側波長合分波素子での分波分解能をカバーする波長帯域幅を有し、該スイッチモジュールを監視制御するための基準光を出力しうる前記pa個又は単一の基準光光源と、をそなえ、
    前記pb個の出力側波長合分波素子は、該スイッチモジュールにおいて出力伝送路が対応付けられた各フレーム信号光について、当該対応付けられた出力伝送路ごとに波長多重し、
    該pa個の入力側波長合分波素子は、それぞれ、少なくとも2つの第1ポートと前記入力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそなえ、前記第1ポートのうちの一は該入力伝送路に接続されるとともに、前記第1ポートのうちの他は、前記pa個の基準光光源と1対1で直接接続されるか、あるいは、前記単一の基準光光源からの基準光を分岐する光カプラを介して前記単一の基準光光源に接続され、且つ、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの入力端に接続され
    該pa個の入力側波長合分波素子および該pb個の出力側波長合分波素子は、それぞれ、アレイ導波路格子である
    ことを特徴とする、光ノード装置。
  2. 該pb個の出力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートと前記出力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそなえ、前記第1ポートのうちの一は対応する該出力伝送路に接続されるとともに、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの出力端に接続され、
    かつ、該pb個の出力側波長合分波素子の前記第1ポートのうちの他に接続され、該基準光光源から該スイッチモジュールを通じて入力される基準光をモニタする第1モニタ部をそなえた、
    ことを特徴とする、請求項1記載の光ノード装置。
  3. pa(paは自然数)本の入力伝送路から入力される波長多重フレーム信号光をそれぞれ波長分離して出力しうる、pa個の入力側波長合分波素子と、
    入力されるフレーム信号光を波長多重してpb(pbは2以上の整数)本の出力伝送路へ出力しうる、pb個の出力側波長合分波素子と、
    前記paを前記波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数倍した数の入力端と、前記pbを前記波長多重数倍した数の出力端とを少なくともそなえ、前記入力端から入力される、該入力側波長合分波素子で波長分離された各フレーム信号光について、前記pb本のうちのいずれかの出力伝送路へ通じる波長毎に対応付けられた前記出力端へ切り替えて出力するスイッチモジュールと、
    該入力側波長合分波素子および該出力側波長合分波素子での分波分解能をカバーする波長帯域幅を有し、該スイッチモジュールを監視制御するための多波長光を基準光として出力しうる前記pb個又は単一の基準光光源と、をそなえ、
    前記pb個の出力側波長合分波素子は、該スイッチモジュールにおいて出力伝送路が対応付けられた各フレーム信号光について、当該対応付けられた出力伝送路ごとに波長多重し、
    該pb個の出力側波長合分波素子は、それぞれ、少なくとも2つの第1ポートと前記出力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそなえ、各出力側波長合分波素子の該第1ポートのうちの一は対応する該出力伝送路に接続されるとともに、該第1ポートのうちの他は、前記pb個の基準光光源と1対1で直接接続されるか、あるいは、前記単一の基準光光源からの基準光を分岐する光カプラを介して前記単一の基準光光源に接続され、かつ、各第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの出力端に接続され
    該pa個の入力側波長合分波素子および該pb個の出力側波長合分波素子は、それぞれ、アレイ導波路格子である
    ことを特徴とする、光ノード装置。
  4. 該pa個の入力側波長合分波素子のそれぞれは、少なくとも2つの第1ポートと前記入力伝送路における波長多重フレーム信号光として収容可能な最大の波長多重数個の第2ポートとをそなえ、前記第1ポートのうちの一は該入力伝送路に接続されるとともに、該第2ポートはそれぞれ該スイッチモジュールの入力端に接続され、
    かつ、該pa個の入力側波長合分波素子の前記第1ポートのうちの他に接続され、該基準光光源からの基準光をモニタする第1モニタ部をそなえた、
    ことを特徴とする、請求項3記載の光ノード装置。
  5. 該pa個の入力側波長合分波素子の該第2ポートと該スイッチモジュールの入力端との間には、それぞれ前記基準光光源から出力され該スイッチモジュールを導通した基準光又は前記入力伝送路からの光についての波長分離光をモニタする第2モニタ部をそなえたことを特徴とする、請求項4記載の光ノード装置。
  6. 該基準光光源は、前記フレーム信号光の波長帯と同じ波長帯の多波長光を出力することを特徴とする、請求項1又は3記載の光ノード装置。
  7. 該基準光光源は、前記フレーム信号光の波長帯と異なる波長帯の多波長光を出力することを特徴とする、請求項1又は3記載の光ノード装置
  8. 該スイッチモジュールにおける該入力端および該出力端との間でフレーム信号光を伝搬する光方路を設定するための制御情報を記憶する制御情報記憶部と、
    該制御情報記憶部に記憶された制御情報を参照して、該スイッチモジュールにおける前記入力端および出力端の切り替えのための制御を当該スイッチモジュールに対して行なう制御部と、
    該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、該制御情報記憶部にて記憶されている、該スイッチモジュールにおいて切り替え設定可能な光方路をなす前記入力端および出力端の組み合わせに応じた前記制御情報について、更新制御する更新制御部と、をそなえた、
    ことを特徴とする、請求項2又は4記載の光ノード装置。
  9. 入力光について波長変換を行なう波長変換部をそなえるとともに、
    該スイッチモジュールは、前記切り替えがなされた光を該波長変換部へ導く出力端ととともに、該波長変換部で前記波長変換が行なわれた光について前記いずれかの出力伝送路へ通じる出力端へ切り替えて出力すべく該スイッチモジュールに再入力させる入力端を更にそなえた、
    ことを特徴とする、請求項1又は3記載の光ノード装置。
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