JP5772107B2 - 波長選択スイッチおよび光伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、波長選択スイッチングを行う波長選択スイッチおよび光伝送を行う光伝送装置に関する。

光ネットワークを構築するノードでは、光挿入分岐機能（ＯＡＤＭ：Optical Add Drop Multiplexing）による経路切替を行い、互いに異なる複数の波長の信号光を多重化するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送が行われている。

特に、ＯＡＤＭでは、ノードの各ポートから、任意の波長チャネルをＡｄｄ（挿入）し、または任意の波長チャネルをＤｒｏｐ（分岐）するカラーレスＯＡＤＭ（Colorless OADM）が実現されている。

従来技術として、要求に応じてＯＡＤＭ機能を拡張する技術が提案されている。また、光のスペクトル裾を除去する技術が提案されている。

特開２００６−８７０６２号公報 特開２００９−２１２５８４号公報

上記のような、カラーレスＯＡＤＭにより、波長チャネルのＡｄｄ／Ｄｒｏｐを行ってＷＤＭ伝送を行うことにより、波長ルーティングの効率化が図られる。
しかし、互いに異なる波長の波長チャネルを波長多重化する場合、波長チャネル間のクロストークの発生が問題になる。特に伝送レートが大きいほど、光スペクトルの帯域幅が広がるので、隣接する波長チャネル間でのクロストークの影響が大きくなり、伝送品質が劣化してしまう。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、クロストークを抑制して伝送品質の向上を図った波長選択スイッチを提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、クロストークを抑制して伝送品質の向上を図った光伝送装置を提供することである。

上記課題を解決するために、第１のチャネルの信号光と、前記第１のチャネルと隣接する第２のチャネルの信号光とを合波する波長選択スイッチが提供される。波長選択スイッチは、前記第１のチャネルの信号光を分波する波長分光素子と、前記波長分光素子により分波された信号光の各々が入力され、透過率が可変な複数の透過制御素子と、前記複数の透過制御素子の透過率を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記第１のチャネルの第１の帯域幅と、前記第２のチャネルの第２の帯域幅とに応じて、前記複数の透過制御素子のうち、前記第２のチャネルに最も近い波長の透過制御素子の透過率を制御する。

クロストークを抑制して伝送品質の向上を図ることが可能になる。

波長選択スイッチの構成例を示す図である。 透過帯域の狭窄化を説明するための図である。 透過帯域の狭窄化を説明するための図である。 光伝送システムの構成例を示す図である。 光伝送システムの構成例を示す図である。 伝送ペナルティを示す図である。 波長多重化時の損失を示す図である。 光スペクトルの重複部分を示す図である。 光伝送システムの構成例を示す図である。 光伝送システムの構成例を示す図である。 伝送ペナルティを示す図である。 カラーレスの波長設定を示す図である。 カラーレスの波長設定を示す図である。 グリッドレスの波長設定を示す図である。 グリッドレスの波長設定を示す図である。 光伝送システムの構成例を示す図である。 光伝送システムの構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は波長選択スイッチの構成例を示す図である。波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）２は、波長分光素子２ａ、波長集光素子２ｂ、複数の透過制御素子２−１〜２−ｎおよび制御部２ｃを含む。

波長分光素子２ａは、入力信号光の波長分光を行う。透過制御素子２−１〜２−ｎは、入力信号光をチャネル帯域内で波長帯域別に分割して透過または遮断する。波長集光素子２ｂは、透過制御素子２−１〜２−ｎから出力された各波長の信号光を集光して出力する。制御部２ｃは、チャネル帯域内の低周波側または高周波側の少なくとも一方の透過制御素子の透過率を制御する。

ここで、透過制御素子２−１〜２−ｎでは、互いに異なる複数の波長の入力信号光に対して、低周波側または高周波側の少なくとも一方の透過制御素子の透過率を制御して、低周波側または高周波側の少なくとも一方の所定帯域を遮断域にして、波長多重化すべき入力信号光の透過帯域の狭窄化を行う。

例えば、波長λ１の入力信号光ｓ１（チャネルｓ１とする）に対して、チャネルｓ１の透過制御素子では、低周波側の透過制御素子の透過率を制御して、低周波側の所定帯域を遮断域にする。また、高周波側の透過制御素子の透過率を制御して、高周波側の所定帯域を遮断域にする。このような制御を施して透過帯域を狭窄化し、透過信号光ｓ１−１を生成する。

また、波長λ２（λ１≠λ２）の入力信号光ｓ２（チャネルｓ２とする）に対して、低周波側の透過制御素子の透過率を制御して、低周波側の所定帯域を遮断域にする。また、高周波側の透過制御素子の透過率を制御して、高周波側の所定帯域を遮断域にする。このような制御を施して透過帯域を狭窄化し、透過信号光ｓ２−１を生成する。

これにより、入力信号光ｓ１、ｓ２の光スペクトルの重複（overlap）した帯域部分（図中の斜線部）が削除されて、透過信号光ｓ１−１、ｓ２−１が出力されるので、光クロストークを抑制することができ、特性劣化を低減することが可能になる。

なお、図では、光スペクトルの重複領域をすべて削除している状態を示しているが、クロストークが許容される範囲内で所望の伝送品質を満たすのであれば、すべての重複領域を削るものではない。

上記のＷＳＳ２としては、例えば、シリコン基板上に液晶を形成した液晶セルで透過率を制御するＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）タイプのデバイスを適用することができる（透過制御素子はピクセルとも呼ばれる）。または、シリコンチップ上にマイクロミラーを設けてミラー角度で透過率を制御するＤＬＰ（Digital Lightwave Processing）タイプのデバイスを適用してもよい。

次に透過帯域の狭窄化について説明する。図２、図３は透過帯域の狭窄化を説明するための図である。横軸は周波数（相対周波数：ＧＨｚ）、縦軸は損失（相対損失：ｄＢ）である。

図２は、１波の信号光（波長λ０とする）に対して、狭窄化を施していないときの透過特性を示している。中心周波数が０ＧＨｚの信号光スペクトルに対して、透過特性ａ０が図２に示すような形状にあるとする（一番外側のラインの形状）。透過特性ａ０の内部が透過域（通過域）である。

ＷＳＳ２では、複数の透過制御素子２−１〜２−ｎによって透過特性ａ０の１波長チャネル帯域内を分割して制御する。例えば、７素子の透過制御素子２−１〜２−７によって、透過特性ａ０の１波長チャネル帯域内をそれぞれ分割して制御するものとする。

ここでは、低周波側から高周波側へ、透過制御素子２−１〜２−７が順に対応しているとする。この場合、波長λ０の信号光を透過する際は、７素子の透過制御素子２−１〜２−７がすべてオンして透過フィルタリングを行うことで、波長λ０の信号光が透過する。

図２の場合、透過特性ａ１〜ａ７はそれぞれ、透過制御素子２−１〜２−７に対応している。透過制御素子２−１がオンしたときは、透過特性ａ１の形状の透過フィルタリングとなり、透過制御素子２−２がオンしたときは、透過特性ａ２の形状の透過フィルタリングとなる。同様にして、透過制御素子２−７がオンしたときは、透過特性ａ７の形状の透過フィルタリングとなる。

このように、波長λ０の１つの波長チャネルを透過特性ａ０で透過させる場合には、ＷＳＳ２では、透過制御素子２−１〜２−７をすべてオンにして、透過特性ａ１〜ａ７の透過域を生成することで透過特性ａ０を実現する。

図３は、狭窄化後の透過特性を示している。透過帯域を狭窄化する場合、例えば、入力信号光の低周波側の光透過制御を行う透過制御素子２−１をオフにして、透過制御素子２−１の透過率を下げて、低周波側の透過帯域を遮断する。さらに、入力信号光の高周波側の光透過制御を行う透過制御素子２−７をオフにして、透過制御素子２−７の透過率を下げて、高周波側の透過帯域を遮断する。

このような制御を行うことで、透過制御素子２−１〜２−７の内、透過制御素子２−２〜２−６までがオンし、透過制御素子２−１、２−７がオフするので、透過特性ａ０−１のような形状となる。すなわち、図２で示した透過特性ａ０の光スペクトルの帯域幅が狭くなって、図３の透過特性ａ０−１となっており、光スペクトルの狭窄化が行われている。

このように、透過特性を波長チャネル帯域内で複数の透過制御素子２−１〜２−ｎで分割して制御するＷＳＳ２により、入力信号光に対して、低周波側および高周波側の透過制御素子の透過率を制御する。そして、低周波側および高周波側の所定帯域の透過光を遮断して、入力信号光の透過帯域の狭窄化を行うこととした。

これにより、入力される複数の波長チャネルの信号光に対して、光スペクトル幅を狭くして透過することができる。このため、隣接する波長チャネル間での光スペクトルの重なり部分が解消されて、クロストークを抑制することができるので、特性劣化を低減することが可能になる。

なお、上記では、低周波側の１つの透過制御素子と、高周波側の１つの透過制御素子とをオフにして透過率を下げる例を示したが、伝送レートに応じて、光スペクトルの重複部分が解消されるように、低周波側および高周波側に対して、複数の透過制御素子をオフにしてもよい。

さらに、低周波側と高周波側とを均一に透過率を下げる制御に限らず、例えば、低周波側は２素子分透過率を下げ、高周波側は１素子透過率を下げるといったように、低周波側と高周波側とを不均一に透過率を下げるように制御してもよい。

さらにまた、上記では低周波および高周波の両側の所定帯域を遮断域にして狭窄化したが、低周波側のみ、または高周波側のみの所定帯域を遮断域にすることもできる。
次にＷＳＳ２のシステム適用例を説明する前に、カラーレスＯＡＤＭ機能を有する一般的な光伝送システムについて説明する。

図４、図５は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム５は、光伝送装置５０−１〜５０−ｎを備え、光ファイバ伝送路Ｆでシリアルに接続される。光伝送装置５０−１〜５０−ｎは、プリアンプ５１ａ、ポストアンプ５１ｂ、光分岐部５２および光合波部５３を含む。

プリアンプ５１ａは、光ファイバ伝送路Ｆを流れてきたＷＤＭ信号光を増幅する。光分岐部５２は、増幅されたＷＤＭ信号光を受信して２分岐する。２分岐された一方のＷＤＭ信号光は、主伝送ラインへ（光合波部５３へ）スルー出力され、２分岐された他方のＷＤＭ信号光は、トリビュタリ側へＤｒｏｐされる。

光合波部５３は、トリビュタリからＡｄｄされた信号光を受信する。そして、光分岐部５２から送信されたＷＤＭ信号光と、Ａｄｄされた信号光とを波長多重化して、あらたなＷＤＭ信号光を生成する。なお、光合波部５３の適用デバイスとして、光カプラやＷＳＳといったデバイスを使用して、波長多重化を行うことができる。

ポストアンプ５１ｂは、光合波部５３から出力されたＷＤＭ信号光を増幅して、光ファイバ伝送路Ｆを通じて次段装置へ出力する。
上記のような光伝送システム５において、光伝送装置５０−１から波長チャネルｃｈ１９、ｃｈ２０、ｃｈ２１をＡｄｄする。また、光伝送装置５０−２〜５０−（ｎ−１）では、波長チャネルｃｈ２０の両側の波長チャネルｃｈ１９、ｃｈ２１のＡｄｄ、Ｄｒｏｐを繰り返し、光伝送装置５０−ｎでは、波長チャネルｃｈ１９、ｃｈ２０、ｃｈ２１をＤｒｏｐする。このようなモデルを構築した際の伝送ペナルティについて以下説明する。

図６は伝送ペナルティを示す図である。横軸はスパン番号、縦軸は伝送ペナルティ（Ｑペナルティ：ｄＢ）である。スパン番号が大きくなるほど長距離伝送であり、伝送ペナルティの値が大きいほど伝送特性が劣化することになる。

伝送ペナルティＱ１は、光伝送装置５０−１〜５０−ｎの光合波部５３における波長多重化処理を、光カプラで実現したときの伝送ペナルティの値である。また、伝送ペナルティＱ２は、光合波部５３における波長多重化処理を、ＬＣＯＳタイプのＷＳＳで実現したときの伝送ペナルティである。さらに、伝送ペナルティＱ０は、波長多重化せずに装置間をスルー伝送した１波の信号光の伝送ペナルティである。

図に示す伝送ペナルティＱ０〜Ｑ２から、光カプラまたはＷＳＳで波長多重化してＷＤＭ伝送を行う場合は、波長多重化を行わない伝送のときと比べて、伝送品質が大きく劣化することがわかる。

これは、波長多重化時に、隣接する波長チャネル間のクロストークが発生することが主な原因である。また、伝送ペナルティＱ１は、伝送ペナルティＱ２よりも大きいので、ＷＳＳを使用した場合よりも、光カプラを使用して波長多重化した場合の方が伝送品質の劣化が大きいことがわかる。

次に波長多重化時の光カプラおよびＷＳＳの光損失について説明する。図７は波長多重化時の損失を示す図である。横軸は周波数（相対周波数：ＧＨｚ）、縦軸は損失（相対損失：ｄＢ）を示す。損失Ｌ０（点線）は、光カプラの損失値であり、損失Ｌ１（実線）は、ＷＳＳの損失値である。

光合波部５３に光カプラを使用して、複数波長チャネルの信号光の波長多重化を行う場合、光カプラでは、パワー多重を行うために、どの周波数（波長）のチャネルに対しても一定の損失レベルとなる。すなわち、隣接する波長チャネルの光スペクトルの裾が減衰せずに合波するので、クロストークによる劣化が顕著となる。

一方、ＷＳＳを使用して、複数波長チャネルの信号光の波長多重化を行う場合は、波長チャネル間の中心波長（図では−２５ＧＨｚ、＋２５ＧＨｚ）での光減衰が３〜６ｄＢと小さくなって波長多重化される。

このため、光スペクトルの裾がやや減衰して波長多重化されるので、光カプラの場合と比べれば、クロストークの特性は良くなる。ただし、光スペクトルの裾が完全に遮断されて多重化されるわけではなく、また、伝送レートが大きくなるにつれて、隣接波長チャネルの光スペクトルの重複部分は大きくなるので、単純にＷＳＳを使用しただけでは所望の伝送品質は見込めない。

次に伝送レートが大きくなるにつれてクロストークの影響が顕著に現れることについて説明する。図８は光スペクトルの重複部分を示す図である。横軸は周波数（ＧＨｚ）、縦軸は光パワー（ｄＢｍ）である。ここで１０Ｇｂ／ｓの伝送から４０Ｇｂ／ｓの伝送へと情報量を増やした場合について考える。

１０Ｇｂ／ｓの場合、例えば、中心周波数の間隔を５０ＧＨｚの間隔で波長多重化しても、１波の光スペクトル半値幅は１０ＧＨｚであるから、隣接する波長チャネルの光スペクトルの裾が重複することがない。

これに対し、４０Ｇｂ／ｓの場合では、中心周波数の間隔を５０ＧＨｚの間隔で波長多重化すると、１波の光スペクトル半値幅は４０ＧＨｚであるから、隣接する波長チャネルの光スペクトルの裾が重複してしまう（図中、斜線部）。

このように、信号光の光スペクトル幅は、伝送レートが高くなるほど広がるので、伝送レートの高いＷＤＭ伝送を行った場合、光スペクトルの裾が重なってしまい、クロストークによる信号劣化が顕著に現れる。

次に透過帯域の狭窄化を行うＷＳＳ２を適用した光伝送装置および光伝送システムについて説明する。図９、図１０は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム１は、光伝送装置１０−１〜１０−ｎを備え、光ファイバ伝送路Ｆでシリアルに接続される。

また、ネットワーク管理装置（ＮＭＳ：Network Management System）１００が光伝送装置１０−１に接続されている。ネットワーク管理装置１００は、ユーザインタフェース機能を有し、光伝送装置１０−１〜１０−ｎを含むシステム全体の運用管理を行う。

光伝送装置１０−１〜１０−ｎは、プリアンプ１１ａ、ポストアンプ１１ｂ、ＷＤＭ光分岐部１２、ＷＤＭ光合波部１３、制御部１４、光分波部２０および光挿入部３０を含む。ＷＤＭ光分岐部１２と光分波部２０は、波長チャネルのＤｒｏｐ関連の処理を主に行い、ＷＤＭ光合波部１３と光挿入部３０は、波長チャネルのＡｄｄ関連の処理を主に行う。

光分波部２０は、波長分離部２１−１〜２１−ｎ、受信部２１−１−１〜２１−１−ｎ、・・・、２１−ｎ−１〜２１−ｎ−ｎを含む。波長分離部２１−１には、受信部２１−１−１〜２１−１−ｎが接続し、波長分離部２１−ｎには、受信部２１−ｎ−１〜２１−ｎ−ｎが接続する。

光挿入部３０は、波長多重化部３１−１〜３１−ｎ、送信部３１−１−１〜３１−１−ｎ、・・・、３１−ｎ−１〜３１−ｎ−ｎを含む。波長多重化部３１−１には、送信部３１−１−１〜３１−１−ｎが接続し、波長多重化３１−ｎには、送信部３１−ｎ−１〜３１−ｎ−ｎが接続する。

なお、適用デバイスとして、ＷＤＭ光分岐部１２には光カプラを使用し、ＷＤＭ光合波部１３、波長分離部２１−１〜２１−ｎおよび波長多重化部３１−１〜３１−ｎにはＷＳＳを使用している。

プリアンプ１１ａは、光ファイバ伝送路Ｆを流れてきたＷＤＭ信号光を増幅する。ＷＤＭ光分岐部１２は、増幅されたＷＤＭ信号光を受信して２分岐する。２分岐された一方のＷＤＭ信号光は、主伝送ラインへ（ＷＤＭ光合波部１３へ）スルー出力され、２分岐された他方のＷＤＭ信号光は、光分波部２０へ出力される。

光分波部２０内の波長分離部２１−１〜２１−ｎは、ＷＤＭ光分岐部１２から分岐出力されたＷＤＭ信号光を波長毎の信号光に分離する。受信部２１−１−１〜２１−１−ｎ、・・・、２１−ｎ−１〜２１−ｎ−ｎは、波長分離部２１−１〜２１−ｎから出力された信号光を波長毎に受信し、各波長の信号光の受信処理を行って、クライアント側へ出力する。

一方、光挿入部３０内の送信部３１−１−１〜３１−１−ｎ、・・・、３１−ｎ−１〜３１−ｎ−ｎは、クライアントから送信された信号光の送信処理を行う。波長多重化部３１−１〜３１−ｎは、送信部３１−１−１〜３１−１−ｎ、・・・、３１−ｎ−１〜３１−ｎ−ｎから送信された各波長の信号光の波長多重化を行い、波長多重化した信号光をＷＤＭ光合波部１３へ送信する。

ＷＤＭ光合波部１３は、光挿入部３０からＡｄｄされた信号光（波長多重化信号光）を受信する。そして、ＷＤＭ光分岐部１２から送信されたＷＤＭ信号光と、Ａｄｄされた信号光とを波長多重化して、あらたなＷＤＭ信号光を生成する。

ポストアンプ１１ｂは、ＷＤＭ光合波部１３から出力されたＷＤＭ信号光を増幅して、光ファイバ伝送路Ｆを通じて次段装置へ出力する。
制御部１４は、ネットワーク管理装置１００からの設定を受けて、自装置内の運用設定・監視制御を行う。また、運用状態をネットワーク管理装置１００へ通知する。さらに、他装置内の制御部１４とも通信を行う。

なお、ネットワーク管理装置１００と制御部１４との通信、または、装置間の制御部１４における通信は、例えば、ＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）信号などを用いて行われる。

ここで、光伝送システム１の波長多重化が行われる構成部に対して、図１で上述した透過帯域の狭窄化を行うＷＳＳ２を適用する。具体的には、光挿入部３０内の波長多重化部３１−１〜３１−ｎに対して、ＷＳＳ２（第１の波長選択スイッチ）を適用して、Ａｄｄすべき波長チャネルの透過帯域を狭窄化する。

または、波長多重化部３１−１〜３１−ｎに加えて、さらにＷＤＭ光合波部１３に対しても、ＷＳＳ２（第２の波長選択スイッチ）を適用して透過帯域の狭窄化を行うことができる。

なお、ＷＳＳ２による透過帯域の狭窄化制御の設定は、例えば、ネットワーク管理装置１００から該当光伝送装置内の制御部１４に通知され、通知を受けた制御部１４が該当のＷＳＳ２に対して狭窄化の設定を実施する。

次に光伝送システム１における伝送ペナルティについて説明する。図１１は伝送ペナルティを示す図である。横軸はスパン番号、縦軸は伝送ペナルティ（Ｑペナルティ：ｄＢ）である。

伝送ペナルティＱ１、Ｑ２は、図６で示した値と同じであり、伝送ペナルティＱ１は、従来システムにおいて、波長多重化処理を光カプラで実現した場合であり、伝送ペナルティＱ２は、波長多重化処理をＬＣＯＳタイプのＷＳＳで実現した場合である。

一方、伝送ペナルティＱ３は、光伝送システム１の波長多重化部３１−１〜３１−ｎにおいて、図１で示したＷＳＳ２を適用して、透過帯域の狭窄化を行って波長多重化処理を行ったときの値を示している。

さらに、伝送ペナルティＱ４は、光伝送システム１の波長多重化部３１−１〜３１−ｎとＷＤＭ光合波部１３の両方に対して、図１で示したＷＳＳ２を適用して、透過帯域の狭窄化を行って波長多重化処理を行ったときの値を示している。

図に示されるように、伝送ペナルティＱ３、Ｑ４は、伝送ペナルティＱ１、Ｑ２よりも値が大幅に低くなっている。すなわち、ＷＳＳ２で透過帯域の狭窄化を施して波長多重化を行うことにより、従来の光伝送システム５に比べて、クロストークが大幅に低減されていることがわかる。

なお、伝送ペナルティＱ３では、Ａｄｄされる最初の波長多重化処理ブロックのみで狭窄化を行い、スルーされたＷＤＭ信号光と合波する部分では、狭窄化処理を行わない場合である。また、伝送ペナルティＱ４は、Ａｄｄされる最初の波長多重化処理ブロックと、スルーされたＷＤＭ信号光と合波する部分との両方で、狭窄化処理を行っている場合である。

伝送ペナルティＱ３、Ｑ４の測定値の差異は、上記の構成上の差異にもとづくものであるが、伝送ペナルティＱ３、Ｑ４を比較すると、伝送ペナルティＱ３の方が、伝送ペナルティＱ４よりも特性は良い。

これは、Ａｄｄされる最初のブロックと、スルーされたＷＤＭ信号光と合波するブロックとの両方で、狭窄化処理を行うと、光スペクトルの重複部分の削除だけでなく、光スペクトル自身の狭窄化により、情報量も削減されてしまうことによるものである。ただし、このような場合でも、従来の光伝送システム５に比べれば、クロストークは大幅に低減されて伝送品質を向上させることができる。

次にカラーレスの波長設定とグリッドレス（Gridless）の波長設定について説明する。図１で示したＷＳＳ２の透過制御素子２−１〜２−ｎに対して所定の透過制御を行うことにより、波長の狭窄化設定だけでなく、カラーレスやグリッドレスの波長設定を行うこともできる。

図１２、図１３はカラーレスの波長設定を示す図である。横軸は周波数（相対周波数：ＧＨｚ）、縦軸は損失（相対損失：ｄＢ）を示す。
図１２は、波長λ０の１波の信号光の透過特性を示している。中心周波数が０ＧＨｚの信号光スペクトルに対して、透過特性ｂ０が図１２に示すような形状にあるとする（一番外側のラインの形状）。

図１２の例では、波長λ０の波長チャネルを透過特性ｂ０で透過させる場合、７つの透過制御素子をすべてオンにして、透過特性ｂ１〜ｂ７の透過域を生成することで、透過特性ｂ０を実現している。

図１３は、波長λ１の信号光の透過特性ｂ１０を示している。波長λ０の中心周波数が０ＧＨｚの信号光スペクトルの透過帯域を、波長λ１の中心周波数が５０ＧＨｚの信号光スペクトルの透過帯域に波長シフトした状態を示している。

すなわち、透過特性ｂ０を生成していた７つの透過制御素子をすべてオフにし、透過特性ｂ１０を生成する際の７つの透過制御素子をすべてオンにして、透過特性ｂ１１〜ｂ１７の透過域を生成することで、透過特性ｂ１０を実現している。

このように、所定の波長帯域を設定する場合には、ＷＳＳ２の１波長チャネル分の透過制御素子をオンにして、該波長帯域の透過特性を生成することにより、透過すべき波長を変更することができ、カラーレスの波長設定を行うことができる。

図１４、図１５はグリッドレスの波長設定を示す図である。横軸は周波数（相対周波数：ＧＨｚ）、縦軸は損失（相対損失：ｄＢ）を示す。
図１４は、波長λ０の１波の信号光の透過特性を示している。中心周波数が０ＧＨｚの信号光スペクトルに対して、透過特性ｃ０が図１４に示すような形状にあるとする（一番外側のラインの形状）。

図１４の例では、波長λ０の波長チャネルを透過特性ｃ０で透過させる場合、７つの透過制御素子をすべてオンにして、透過特性ｃ１〜ｃ７の透過域を生成することで、透過特性ｃ０を実現している。

図１５は波長λ０の波長チャネルの中心周波数を１グリッド分、高周波側へシフトした状態を示している。ここで、図１４で示した透過特性ｃ０を実現している透過特性ｃ１〜ｃ７のそれぞれが透過制御素子２−１〜２−７の制御に対応しているものとする。

透過特性ｃ０を１グリッド分（１つの透過制御素子で制御できる周波数分）、高周波側にシフトさせる場合、透過制御素子２−１をオフにして、透過特性ｃ１を遮断域にする。さらに、あらたな透過制御素子２−８をオンにして、透過特性ｃ８の透過域を生成する。このような制御を行うことにより、１グリッド分高周波側へシフトして微調整することができる。

このように、低周波数側の透過制御素子の透過率を下げ、高周波数側の透過制御素子の透過率を上げることで、所定のグリッドの数分、透過信号の中心波長を高周波側へシフトすることができる。

逆に、高周波数側の透過制御素子の透過率を下げ、低周波数側の透過制御素子の透過率を上げることで、所定のグリッドの数分、透過信号の中心波長を低周波側へシフトすることができる。これにより、グリッドレスの波長設定を行うことができる。

以上説明したように、ＷＳＳ２の透過制御素子２−１〜２−ｎに対して所定の透過制御を行うことにより、波長の狭窄化設定だけでなく、カラーレスやグリッドレスの波長設定を行うこともできる。

このため、ＷＳＳ２を波長多重化を行う構成に適用することにより、波長の狭窄化によるクロストークの抑制に加えて、さらにカラーレスやグリッドレスの波長設定を行うこともできるので、柔軟なシステムを構築することができ、運用性の向上を図ることが可能になる。

次に光伝送システム１の変形例について説明する。図１６、図１７は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム１ａは、光伝送装置１０ａ−１〜１０ａ−ｎを備え、光ファイバ伝送路Ｆでシリアルに接続される。

また、ネットワーク管理装置１００（ＮＭＳ）が光伝送装置１０ａ−１に接続されている。ネットワーク管理装置１００は、ユーザインタフェース機能を有し、光伝送装置１０ａ−１〜１０ａ−ｎを含むシステム全体の運用管理を行う。

なお、図９、図１０で上述した光伝送システム１は、多波長のＡｄｄ／Ｄｒｏｐを行う場合に適した構成であり、変形例の光伝送システム１ａは、少数波長のＡｄｄ／Ｄｒｏｐを行う場合に適した構成である。

光伝送装置１０ａ−１〜１０ａ−ｎは、プリアンプ１１ａ、ポストアンプ１１ｂ、ＷＤＭ光分岐部１２−１、ＷＤＭ光合波部１３−１、制御部１４ａ、光分波部２０ａおよび光挿入部３０ａを含む。

ＷＤＭ光分岐部１２−１と光分波部２０ａは、波長チャネルのＤｒｏｐ関連の処理を主に行い、ＷＤＭ光合波部１３−１と光挿入部３０ａは、波長チャネルのＡｄｄ関連の処理を主に行う。

光分波部２０ａは、波長分離部２１ａ、受信部２２−１〜２２−ｎを含む。光挿入部３０ａは、送信部３２−１〜３２−ｎを含む。なお、適用デバイスとして、ＷＤＭ光分岐部１２−１には光カプラを使用し、ＷＤＭ光合波部１３−１および波長分離部２１ａには、ＷＳＳを使用している。

プリアンプ１１ａは、光ファイバ伝送路Ｆを流れてきたＷＤＭ信号光を増幅する。ＷＤＭ光分岐部１２−１は、増幅されたＷＤＭ信号光を受信して２分岐する。２分岐された一方のＷＤＭ信号光は、主伝送ラインへ（ＷＤＭ光合波部１３−１へ）スルー出力され、２分岐された他方のＷＤＭ信号光は、光分波部２０ａへ出力される。

光分波部２０ａ内の波長分離部２１ａは、ＷＤＭ光分岐部１２−１から分岐出力されたＷＤＭ信号光を波長毎の信号光に分離する。受信部２２−１〜２２−ｎは、波長分離部２１ａから出力された信号光を波長毎に受信し、各波長の信号光の受信処理を行ってクライアント側へ出力する。

一方、光挿入部３０ａ内の送信部３２−１〜３２−ｎは、クライアントから送信された信号光の送信処理を行う。ＷＤＭ光合波部１３−１は、光挿入部３０ａからＡｄｄされた信号光を受信する。そして、ＷＤＭ光分岐部１２−１から送信されたＷＤＭ信号光と、Ａｄｄされた信号光とを波長多重化して、あらたなＷＤＭ信号光を生成する。

ポストアンプ１１ｂは、ＷＤＭ光合波部１３−１から出力されたＷＤＭ信号光を増幅して、光ファイバ伝送路Ｆを通じて次段装置へ出力する。
制御部１４ａは、ネットワーク管理装置１００からの設定を受けて、自装置内の運用設定・監視制御を行う。また、運用状態をネットワーク管理装置１００へ通知する。さらに、他装置内の制御部１４ａとも通信を行う。なお、ネットワーク管理装置１００と制御部１４ａとの通信や、装置間の制御部１４ａの通信は、例えば、ＯＳＣ信号などを用いて行われる。

ここで、光伝送システム１ａの波長多重化が行われる構成部に対して、図１で上述した透過帯域の狭窄化を行うＷＳＳ２の機能を適用する。具体的には、光伝送装置１０ａ−１〜１０ａ−ｎの全装置内すべてのＷＤＭ光合波部１３−１に対して、ＷＳＳ２の機能を適用して、Ａｄｄすべき波長チャネルの透過帯域を狭窄化する。

または、初段の光伝送装置１０ａ−１内のＷＤＭ光合波部１３−１に対してのみ、ＷＳＳ２の機能を適用して、Ａｄｄすべき波長チャネルの透過帯域を狭窄化し、光伝送装置１０ａ−２〜１０ａ−ｎ内のＷＤＭ光合波部１３−１には、透過帯域の狭窄化を行わないようにしてもよい。

なお、ＷＳＳ２による透過帯域の狭窄化制御の設定は、例えば、ネットワーク管理装置１００から該当光伝送装置内の制御部１４ａに通知され、通知を受けた制御部１４ａが該当のＷＳＳ２に対して狭窄化の設定を実施する。このような光伝送システム１ａの構成にすることにより、波長多重化時のクロストークを抑制して伝送品質の向上を図ることが可能になる。

以上説明したように、ＷＳＳ２の透過制御素子２−１〜２−ｎの透過率を制御して、低周波側または高周波側の少なくとも一方の所定帯域を遮断域にして、波長多重化すべき入力信号光毎に透過帯域の狭窄化を行う構成とした。これにより、隣接波長チャネル間の光スペクトルの裾を効率よく削ることができ、クロストークを抑圧して伝送品質の向上を図ることが可能になる。

また、クロストークによる信号劣化の大幅な抑制だけでなく、カラーレスＯＡＤＭやグリッドレスＯＡＤＭによる機能も実現することができるので、システムの柔軟性および運用性の向上を図ることが可能になる。

以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。

２ 波長選択スイッチ
２−１〜２−ｎ 透過制御素子
ｓ１、ｓ２ 入力信号光
ｓ１−１、ｓ２−１ 透過信号光
２ａ 波長分光素子
２ｂ 波長集光素子
２ｃ 制御部

Claims (7)

1. 第１のチャネルの信号光と、前記第１のチャネルと隣接する第２のチャネルの信号光とを合波する波長選択スイッチにおいて、
   前記第１のチャネルの信号光を分波する波長分光素子と、
   前記波長分光素子により分波された信号光の各々が入力され、透過率が可変な複数の透過制御素子と、
   前記複数の透過制御素子の透過率を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記第１のチャネルの第１の帯域幅と、前記第２のチャネルの第２の帯域幅とに応じて、前記複数の透過制御素子のうち、前記第２のチャネルに最も近い波長の透過制御素子の透過率を制御することを特徴とした波長選択スイッチ。
2. 前記第１の帯域幅と前記第２の帯域幅は、それぞれ前記第１のチャネルと前記第２のチャネルとの伝送レートに応じて変化することを特徴とする請求項１記載の波長選択スイッチ。
3. 前記制御部は、前記第１のチャネルの中心波長と前記第２のチャネルの中心波長との隣接間隔より、前記第１の帯域幅と前記第２の帯域幅との平均値が大きい時に、前記複数の透過制御素子のうち、前記第２のチャネルに最も近い波長の透過制御素子の透過率を下げることを特徴とした請求項１または２に記載の波長選択スイッチ。
4. 互いに異なる複数の波長の入力信号光の波長多重化を行う第１の波長選択スイッチと、
   前記第１の波長選択スイッチから出力された第１の信号光を、第２の信号光に波長多重して挿入する第２の波長選択スイッチと、
   を備え、
   前記第１の波長選択スイッチは、入力信号光の第１のチャネルを分波する第１の波長分光素子と、前記第１の波長分光素子により分波された信号光の各々が入力され、透過率が可変な複数の第１の透過制御素子と、前記複数の第１の透過制御素子を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記第１のチャネルの第１の帯域幅と前記第１のチャネルと隣接する第２のチャネルの第２の帯域幅とに応じて、前記複数の第１の透過制御素子のうち、前記第２のチャネルに最も近い波長の第１の透過制御素子の透過率を制御することを特徴とする光伝送装置。
5. 前記第１の帯域幅と前記第２の帯域幅とは、それぞれ前記第１のチャネルと前記第２のチャネルとの伝送レートに応じて変化することを特徴とする請求項４記載の光伝送装置。
6. 前記第２の波長選択スイッチは、
   前記第１の信号光を分波する第２の波長分光素子と、前記第２の波長分光素子により分波された信号光の各々が入力され、透過率が可変な複数の第２の透過制御素子とを有し、
   前記制御部は、前記第１の信号光の第３の帯域幅と前記第２の信号光の第４の帯域幅とに応じて、前記複数の第２の透過制御素子の透過率を制御することを特徴とする請求項４記載の光伝送装置。
7. 互いに波長が異なる複数の信号光をそれぞれ出力する複数の送信部と、
   前記送信部から送信された複数の信号光を、第２の信号光に波長多重して挿入する波長選択スイッチと、
   を備え、
   前記波長選択スイッチは、前記複数の信号光の第１のチャネルの信号光を分波する波長分光素子と、前記波長分光素子により分波された信号光の各々が入力され、透過率が可変な複数の透過制御素子と、前記複数の透過制御素子の透過率を制御する制御部とを有し、
   前記制御部は、前記第１のチャネルの第１の帯域幅と前記第１のチャネルに隣接する前記複数の信号光の第２のチャネルの第２の帯域幅とに応じて、前記複数の透過制御素子のうち前記第２のチャネルに最も近い波長の透過制御素子の透過率を制御することを特徴とする光伝送装置。
   

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