JP5305882B2

JP5305882B2 - 光伝送システム

Info

Publication number: JP5305882B2
Application number: JP2008319577A
Authority: JP
Inventors: 義昌馬場; 尚一郎妹尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: JP2010147545A

Description

この発明は、光パス単位の波長分散を補償する光伝送システムに関するものである。なお、本明細書では、光通信のＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄ間（送信端と受信端）の波長パスを光パスと呼んでいる。

現在の光ネットワークでは、光ファイバの分散によって生じる信号の歪みを補償するため、隣接ノード間の波長分散量に応じた分散補償ファイバを、事前の詳細設計（具体的にはノード間の波長分散量の測定結果）に基づき各ノードに搭載している。つまり、すべての隣接ノード間で、波長分散量が零となるように分散補償を行っていることになる。

しかしながら、これは、複数のノードを中継していく一つの光パスに対して、リンク単位（ここでは、隣接するノード間をリンクと呼んでいる）に複数回の分散補償を行っていることとなり、分散補償コストが多大となる。

そのため、各ノード間（リンク単位）の波長分散量を測定し、その情報をノード間で交換したり、波長分散量管理サーバに通知したりして、光パス全体の波長分散量を、リンク単位の波長分散量を累積することにより求める光伝送システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。その結果、複数のノードを中継する一つの光パスに対しては、累積した波長分散量を補償するための分散補償を受信側だけで行えばよいため、リンク単位に分散補償するよりも、分散補償コストが低減できる。

また、光パス設定後に、設定した波長により波長分散量を測定し、光パス単位に受信側で波長分散量を補償する光伝送システムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。その結果、リンク単位に分散補償するよりも、分散補償コストが低減できる。

特開２００３−１２１３０３号公報特開２００６−７４６９８号公報

今後、ビットレートが高速化（例えば、１０Ｇｂ／ｓから、４０Ｇｂ／ｓや１６０Ｇｂ／ｓに高速化）すると、より高精度な分散補償が必要となってくる。

しかしながら、リンク単位に高精度な波長分散量測定ができても、リンク単位の波長分散量を累積する過程で、その誤差が累積されてしまう。また、リンク単位の測定では、中継するノード内の光デバイス等の波長分散量も無視できないため、光パス単位での精度の高い波長分散量結果が得られないという問題点があった。

また、光パス単位での波長分散量測定では、設定した光パスの波長（つまり実際に通信に使用する波長）を用いて波長分散量を測定するため、送信側、受信側ともに、可変波長に対応した波長分散量測定機能が必要となり、波長分散量測定コストが高くなる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、その目的は、光パス単位の波長分散量測定を低コストで行うことができ、分散補償された光パスを動的に設定することができる光伝送システムを得るものである。

この発明に係る光伝送システムは、システムのエッジ部分に位置する送信側及び受信側エッジノードと、前記送信側及び受信側エッジノード間のシステムのコア部分に位置するコアノードとを設け、各ノードは、光ファイバによってそれぞれ接続され、かつ制御ネットワークによって接続されている光伝送システムであって、前記送信側エッジノードは、測定用の第１及び第２の波長番号の波長光源及び通信用の第３の波長番号の可変波長光源を有するとともに、前記第１及び第２の波長番号と、前記第３の波長番号とを含む光パス設定要求を送信し、光パス設定ＯＫ応答を受信すると、波長分散量測定開始要求を送信し、波長分散量測定開始ＯＫ応答を受信すると、前記第１及び第２の波長番号の波長光源を起動して、測定用光信号を送信し、波長分散量測定完了通知を受信すると、前記第１及び第２の波長番号の波長光源を停止し、前記第１及び第２の波長番号の波長を解放するための光パス解放要求を送信するとともに、測定した波長分散量を補償するように前記第３の波長番号の可変波長光源を起動して、通信用光信号の送信を開始し、前記受信側エッジノードは、前記光パス設定要求を受信すると、指定された３つの波長リソースが使用可能なことを確認し、前記光パス設定ＯＫ応答を送信し、前記波長分散量測定開始要求を受信すると、波長分散量測定開始ＯＫ応答を送信し、前記測定用光信号を受信すると、２つの波長の光信号の時間差に基づき波長分散量の測定を行い、測定した波長分散量を含む波長分散量測定完了通知を送信し、波長分散量の測定に用いられる前記第１及び第２の波長番号による波長の速度は、前記通信用光信号の送信に用いられる前記第３の波長番号による波長の速度よりも遅く、前記受信側エッジノードにおいて波長分散量測定を行うことで、光パス単位での分散補償を実現するとともに、リンク単位での波長分散量の測定を不要とすることで、前記コアノードにおける波長分散量測定を不要とするものである。

この発明に係る光伝送システムは、光パス単位の波長分散量測定を低コストで行うことができ、分散補償された光パスを動的に設定することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る光伝送システムについて図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、この発明の実施の形態１に係る光伝送システムは、システムのエッジ部分に位置するエッジノード（送信側エッジノード）１０、エッジノード（受信側エッジノード）２０と、システムのコア部分に位置するコアノード３０、４０、５０と、システムに接続されるルータやスイッチ等のクライアント装置６０、７０と、ネットワーク管理サーバ８０とが設けられている。

なお、各ノード１０〜５０は、光ファイバ１、２、３、４、５によってそれぞれ接続されている。また、ネットワーク管理サーバ８０は、光伝送システムを制御するためのもので、制御ネットワーク８１によって各ノード１０〜５０やクライアント装置６０、７０に接続されている。

図２は、この発明の実施の形態１に係る光伝送システムのエッジノードの構成を示す図である。

図２において、この実施の形態１に係るエッジノード１０は、制御ネットワーク８１に接続され、本ノードを制御するためのノード制御部１１と、クライアント装置６０を収容し、光伝送システムを介して、所望の波長により相手ノードと通信するための複数のクライアント収容部１２と、波長分散量を測定するための波長分散量測定部１４と、クライアント収容部１２や波長分散量測定部１４から送信される、異なる波長の光信号を光ファイバ１へ合波したり、逆に光ファイバ１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１２や波長分散量測定部１４へ分波したりする光合分波器１６とが設けられている。なお、エッジノード２０も同様である。

なお、各クライアント収容部１２は、所望の波長を送信するための可変波長光源１３（波長番号♯１７）を有する。また、波長分散量測定部１４は、異なる波長の伝播遅延差を測定するため、２つの固定波長光源１５Ａ（波長番号♯１）、１５Ｂ（波長番号♯１００）を有する。

図３は、この発明の実施の形態１に係る光伝送システムのコアノードの構成を示す図である。

図３において、この実施の形態１に係るコアノード３０は、制御ネットワーク８１に接続され、本ノードを制御するためのノード制御部３１と、光合分波器で分波された光信号を交換するための光スイッチ３２と、光ファイバ単位に存在する光合分波器３３、３４、３５とが設けられている。なお、コアノード４０、５０も同様である。

コアノード３０は、クライアント装置６０、７０とは接続されず、エッジノード１０やコアノード４０、５０と接続するための光ファイバ１、２、３と接続されている。

つぎに、この実施の形態１に係る光伝送システムの動作について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態１に係る光伝送システムの動作（シーケンス）を示す図である。

図１に示された光伝送システムでは、波長分散量の測定は、測定用の２つの固定波長として、波長番号♯１と♯１００を使用することとし、送信側より２つの固定波長を用いて、同時に同一の信号パターンを送信し、受信側でその信号パターンの時間差を測定することにより実施する。

また、あらかじめ各ノード１０〜５０には、制御ネットワーク８１を介して、隣接ノードと通信するための情報（例えば、ＩＰアドレス等）が設定されているものとする。例えば、コアノード３０には、隣接ノードとしてエッジノード１０、コアノード４０、コアノード５０の情報（例えば、ＩＰアドレス等）が設定されている。

また、本光伝送システムは、光伝送ネットワークを統合的に制御、管理するためのＧＭＰＬＳ（Generalized Multi Protocol Label Switching）プロトコルに基づいて動作しているものとする。そのため、本光伝送システムの全ノードは、ネットワーク全体の構成と各リンクで使用可能な波長リソースの情報を保持しているため、光パス設定時に、自ノードから宛先ノードまでの最短パスと、使用可能な波長を導出することが可能である。

クライアント装置６０とクライアント装置７０を接続する光パスの設定、つまりエッジノード１０からエッジノード２０までの光パスの設定について、図４のシーケンスを用いて説明する。

光パスの設定要求は、クライアント装置６０が、制御ネットワーク８１を介してエッジノード１０に対して光パス設定要求を伝える場合と、ネットワーク管理サーバ８０からエッジノード１０に対して光パス設定要求を伝える場合があるが、以降で説明する光パスの設定シーケンスは同一である。

まず、光パス設定要求が伝えられたエッジノード１０のノード制御部１１は、エッジノード２０までの最短パス、および通信用に使用する波長を決定して、測定用に使用する２つの固定波長とともに、エッジノード１０からエッジノード２０までの光パス設定要求１０１を送信する。

この光パス設定要求１０１には、通信用に使用する波長番号の例として♯１７、測定用の２つの固定波長番号として♯１と♯１００が含まれている。エッジノード１０が送信した光パス設定要求１０１は、制御ネットワーク８１を介して、コアノード３０、コアノード４０と中継され、指定した３つの波長リソースを予約しながら、エッジノード２０に到達する。

次に、エッジノード２０のノード制御部２１（図示せず）は、光パス設定要求１０１を受信すると、指定された３つの波長リソースが使用可能なことを確認し、光パス設定ＯＫ応答１０２をエッジノード１０に送信する。エッジノード２０が送信した光パス設定ＯＫ応答１０２は、制御ネットワーク８１を介して、コアノード４０、コアノード３０と中継され、各コアノードの光スイッチ３２を設定しながら、エッジノード１０に到達する。

次に、エッジノード１０のノード制御部１１は、光パス設定ＯＫ応答１０２を受信すると、エッジノード１０とエッジノード２０間の光パスが正常に設定されたものと判断し、波長分散量測定開始要求１０３を、制御ネットワーク８１を介して、エッジノード２０に送信する。

次に、エッジノード２０のノード制御部２１は、波長分散量測定開始要求１０３を受信すると、波長分散量の測定準備を行い、波長分散量測定開始ＯＫ応答１０４を、制御ネットワーク８１を介して、返信する。

次に、波長分散量測定開始ＯＫ応答１０４を受信したエッジノード１０のノード制御部１１は、測定用の固定波長光源１５Ａと１５Ｂを起動して、測定用光信号１０５を送信する。

次に、測定用光信号１０５を受信したエッジノード２０の波長分散量測定部２４（図示せず）、波長分散量の測定を行い、ノード制御部２１は、測定した波長分散量を波長分散量測定完了通知１０６により、エッジノード１０に通知する。

次に、エッジノード１０のノード制御部１１は、波長分散量測定完了通知１０６を受信すると、波長分散量の測定が完了したものと判断し、測定用の固定波長光源１５Ａ、１５Ｂを停止し、測定用の２つの固定波長（♯１と♯１００）を解放するための光パス解放要求１０７を送信するとともに、通知された波長分散量を送信側で事前補償するように通信用の可変波長光源１３（♯１７）を起動して、通信用光信号１０８の送信を開始する。

なお、波長分散量測定開始要求１０３、波長分散量測定開始ＯＫ応答１０４、波長分散量測定完了通知１０６は、制御ネットワーク８１を介して、光パスの両端点であるエッジノード１０とエッジノード２０との間で直接送受信される。

また、エッジノード１０が送信した光パス解放要求１０７は、制御ネットワーク８１を介して、コアノード３０、コアノード４０と中継され、指定した２つの固定波長リソースを解放、つまり各コアノードの光スイッチ３２の設定を解除しながら、エッジノード２０に到達する。

上記により、エッジノード１０とエッジノード２０の間に、通信用波長♯１７を用いた分散補償された光パスが実現できる。

なお、複数波長の光パスの設定や、特定波長の光パスの解放は、ＧＭＰＬＳプロトコルのシグナリングメッセージを拡張することにより実現される。

なお、上記実施の形態では、測定用の固定波長が使用できる場合について説明したが、測定用の固定波長が使用中である場合は、未使用となるまで一定時間待つことにより実現される。

以上のように、光パス設定時に、測定用の固定波長を用いて波長分散量の測定を行えるようにしたので、以下のような効果が得られる。
（１）波長分散量の測定を光パス単位に行うため、中継するコアノード内の光デバイス等の波長分散量も含めて正確に測定することが可能である。
（２）測定用の固定波長により波長分散量を測定するため、波長分散量測定機能が低コストに実現可能である。
（３）測定用の固定波長の速度は、波長分散量の測定精度を満足する速度でよいため、測定用の速度は通信用の速度よりも遅くでき、波長分散量測定機能が低コストに実現可能である。
（４）波長分散量を測定する波長分散量測定部１４は、エッジノードに１つだけでよいので、測定用のコストを抑えることが可能である。

上記実施の形態では、測定用の波長として固定波長を用いたが、可変波長を用いることもできる。具体的には、波長分散量測定部１４の固定波長光源１５Ａ、１５Ｂの変わりに、可変波長光源を使用する。これにより、空いている波長を用いて波長分散量を測定することができるため、測定用の固定波長が未使用になるまで待つ必要がない。

また、上記実施の形態では、受信側ノードから送信側ノードに対して波長分散量の通知を行って送信側で分散補償を行っているが、波長分散量の通知を行わずに、受信側で分散補償を行うことも可能である。

また、上記実施の形態では、コアノード３０、４０、５０にはクライアント収容部１２がなかったが、コアノードとエッジノードが融合したノードにおいても、同様の効果が得られる。

この発明の実施の形態１に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る光伝送システムのエッジノードの構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る光伝送システムのコアノードの構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る光伝送システムの動作（シーケンス）を示す図である。

符号の説明

１−５光ファイバ、１０、２０エッジノード、１１ノード制御部、１２クライアント収容部、１３可変波長光源、１４波長分散量測定部、１５Ａ、１５Ｂ固定波長光源、１６光合分波器、２０エッジノード、３０、４０、５０コアノード、３１ノード制御部、３２光スイッチ、３３、３４、３５光合分波器、６０、７０クライアント装置、８０ネットワーク管理サーバ、８１制御ネットワーク。

Claims

システムのエッジ部分に位置する送信側及び受信側エッジノードと、
前記送信側及び受信側エッジノード間のシステムのコア部分に位置するコアノードとを備え、
各ノードは、光ファイバによってそれぞれ接続され、かつ制御ネットワークによって接続されている光伝送システムであって、
前記送信側エッジノードは、測定用の第１及び第２の波長番号の波長光源及び通信用の第３の波長番号の可変波長光源を有するとともに、
前記第１及び第２の波長番号と、前記第３の波長番号とを含む光パス設定要求を送信し、
光パス設定ＯＫ応答を受信すると、波長分散量測定開始要求を送信し、
波長分散量測定開始ＯＫ応答を受信すると、前記第１及び第２の波長番号の波長光源を起動して、測定用光信号を送信し、
波長分散量測定完了通知を受信すると、前記第１及び第２の波長番号の波長光源を停止し、前記第１及び第２の波長番号の波長を解放するための光パス解放要求を送信するとともに、測定した波長分散量を補償するように前記第３の波長番号の可変波長光源を起動して、通信用光信号の送信を開始し、
前記受信側エッジノードは、
前記光パス設定要求を受信すると、指定された３つの波長リソースが使用可能なことを確認し、前記光パス設定ＯＫ応答を送信し、
前記波長分散量測定開始要求を受信すると、波長分散量測定開始ＯＫ応答を送信し、
前記測定用光信号を受信すると、２つの波長の光信号の時間差に基づき波長分散量の測定を行い、測定した波長分散量を含む波長分散量測定完了通知を送信し、
波長分散量の測定に用いられる前記第１及び第２の波長番号による波長の速度は、前記通信用光信号の送信に用いられる前記第３の波長番号による波長の速度よりも遅く、
前記受信側エッジノードにおいて波長分散量測定を行うことで、光パス単位での分散補償を実現するとともに、リンク単位での波長分散量の測定を不要とすることで、前記コアノードにおける波長分散量測定を不要とする
ことを特徴とする光伝送システム。
前記測定用の第１及び第２の波長番号の波長光源は、固定波長光源である
ことを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。
前記測定用の第１及び第２の波長番号の波長光源は、可変波長光源である
ことを特徴とする請求項１記載の光伝送システム。