JP6089650B2 - 伝送装置、伝送システム及び通過帯域の調整方法 - Google Patents

Description

本件は、伝送装置、伝送システム及び通過帯域の調整方法に関する。

通信の需要が増加するに伴って、波長多重技術（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を利用した光ネットワークが広く普及している。波長多重技術は、波長が異なる複数の光信号を多重して伝送する技術である。波長多重技術によると、例えば、伝送速度４０（Ｇｂｐｓ）×８８波の光信号を多重し、波長多重光信号（以下、多重光信号と表記する）として伝送することが可能である。

ＷＤＭ技術を利用した伝送装置として、ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）などと呼ばれる光分岐挿入装置が知られている。光分岐挿入装置は、トランスポンダなどと呼ばれる光信号の送受信器を有している。

光分岐挿入装置は、送受信器から入力された任意の波長の光信号を多重化して他のノードに伝送し、一方、他のノードから受信した多重光信号から任意の波長の光信号を分離して、送受信器を介して出力する。すなわち、光分岐挿入装置は、任意の波長の光信号を挿入及び分岐する。

光分岐挿入装置は、方路ごとに、光増幅器、及び波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｓｗｉｔｃｈ）が設けられている。方路とは、接続対象である他ノードとの間に延びる伝送路である。

波長選択スイッチは、入力された多重光信号から特定の波長を選択して、選択した波長の光信号を任意のポートから出力する。また、波長選択スイッチは、逆に、任意のポートから入力された光信号を多重し、多重光信号として出力する。

波長選択スイッチは、選択された波長（周波数）を中心とする通過帯域のフィルタを有する。複数の光分岐多重装置を接続した場合、累積されたフィルタの誤差により通過帯域が狭くなるため、光信号のスペクトルが狭窄化される。

光信号のスペクトル幅は、光信号の変調方式に応じ、ビットレートが高いほど広い。
したがって、例えば、４０（Ｇｂｐｓ）、または１００（Ｇｂｐｓ）などの高速な光信号ほど、伝送される光信号のスペクトル幅が広くなるので、複数段のフィルタリングによって広範囲のスペクトルが削られ、エラーレートの悪化などの問題が生ずる。このため、一定の伝送品質を維持したまま、光信号を伝送できる光分岐挿入装置の台数は制限される。

このスペクトルの狭窄化に関し、例えば、特許文献１には、あるパスの波長に隣接する両側の波長に他のパスが割り当てられていない場合、波長選択スイッチに対して、当該パスのフィルタ通過帯域を最大とする点が開示されている。

特開２０１０−９８５４４号公報

近年、多重する光信号数、つまり波長数の増加に伴って、波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長と、波長選択スイッチに入力される光信号の波長（中心波長）との間に、ずれ（誤差）が生ずることがある。高速信号のスペクトル幅は広いので、ずれが生ずると、スペクトルの一方の側部が、波長選択スイッチの通過帯域の外部に、はみ出してしまい、光信号のＳＮ（Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ）比が低下するという問題がある。

ＳＮ比の低下を防ぐため、例えば特許文献１の技術により通過帯域を拡張した場合、波長選択スイッチを通過する光信号に含まれる信号成分だけでなく、ノイズ成分も増加する。これは、波長選択スイッチの前段の光増幅器から出力されたＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）光が、通過帯域の拡張のため、フィルタを透過するからである。このため、光信号は、複数の光分岐挿入装置を含むネットワークにおいて、多くの波長選択スイッチを通過するほど、ノイズ成分が増幅されてＳＮ比が悪化する。

そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、光信号の劣化を効果的に抑制する伝送装置、伝送システム及び通過帯域の調整方法を提供することを目的とする。

本明細書に記載の伝送装置は、光信号の波長を検出する波長検出部と、前記光信号が入力される波長選択スイッチと、前記波長検出部が検出した波長に対する、前記波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向のみに向かって広げる制御部とを有する。また、本明細書に記載の伝送システムは、光信号の伝送経路上にある複数の伝送装置と、前記複数の伝送装置を管理する管理装置とを含み、前記複数の伝送装置は、それぞれ、前記光信号の波長を検出する波長検出部と、前記光信号が入力される波長選択スイッチと、前記波長検出部が検出した波長に対する、前記波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向に向かって広げる制御部とを有し、前記管理装置は、前記複数の伝送装置のうち、所定数を超える分の伝送装置に対して、前記通過帯域の幅を広げるように指示する。

本明細書に記載の通過帯域の調整方法は、光信号の波長に対する、前記光信号が入力される波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向のみに向かって広げる方法である。

本明細書に記載の伝送装置、伝送システム及び通過帯域の調整方法は、光信号の劣化を効果的に抑制するという効果を奏する。

伝送システムの構成の一例を示す構成図である。 実施例に係る伝送装置の構成を示す構成図である。 周波数ごとの光信号のスペクトルを示す図である。 光信号の波長が波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長に一致する場合の光信号のスペクトル及び通過帯域を示す図である。 光信号の波長と波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長とが、ずれている場合の光信号のスペクトル及び通過帯域を示す図である。 通過帯域を長波長側の方向に１チャネル分だけ拡張した場合の光信号のスペクトル及び通過帯域を示す図である。 通過帯域を短波長側の方向に１チャネル分だけ拡張した場合の光信号のスペクトル及び通過帯域を示す図である。 隣接する２つのチャネルの光信号のスペクトル及び通過帯域を示す図である。 通過帯域の調整処理の一例を示すフローチャートである。 図１のネットワークにおける第１ノードの伝送装置から出力される光信号のスペクトル及び通過帯域の例を示す図である。 図１のネットワークにおける第２ノードの伝送装置から出力される光信号のスペクトル及び通過帯域の例を示す図である。 図１のネットワークにおける第３ノードの伝送装置から出力される光信号のスペクトル及び通過帯域の例を示す図である。 図１のネットワークにおける第４ノードの伝送装置から出力される光信号のスペクトル及び通過帯域の例を示す図である。 実施例１について、光信号のスペクトル、通過帯域、及びノイズ成分を示す図である。 従来例について、光信号のスペクトル、通過帯域、及びノイズ成分を示す図である。 通過帯域をずれの大きさに応じて、長波長側の方向に拡張した場合の光信号のスペクトル及び通過帯域を示す図である。 実施例２について、光信号のスペクトル、通過帯域、及びノイズ成分を示す図である。 実施例２における通過帯域の調整処理を示すフローチャートである。 ネットワーク管理装置の構成の一例を示す構成図である。 ネットワーク管理装置における伝送装置の通過帯域の調整指示の処理を示すフローチャートである。

図１は、伝送システムの構成の一例を示す構成図である。伝送システムは、伝送路（光ファイバ）により直列に接続された複数の伝送装置９_１〜９_ｍと、監視制御用ネットワークＮＷを介して複数の伝送装置９_１〜９_ｍと接続されたネットワーク管理装置２とを含む。なお、複数の伝送装置９_１〜９_ｍのネットワークの形態は、図１に示されたものに限られず、例えばリング状であってもよい。

ネットワーク管理装置２は、例えば、ネットワーク管理用のソフトウェアを実装したサーバであり、複数の伝送装置９_１〜９_ｍを管理する。監視制御用ネットワークＮＷは、例えばＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であるが、他の形態のネットワークでもよい。

複数の伝送装置９_１〜９_ｍは、伝送ネットワークの第１〜第ｍノードに配置され、それぞれ、波長が異なる複数の光信号を多重して、多重光信号Ｓとして伝送する。複数の伝送装置９_１〜９_ｍは、例えば光分岐挿入装置であるが、他の波長多重伝送装置であってもよい。

この伝送システムにおいて、各波長の光信号は、ネットワーク管理装置２による設定に従って、任意の伝送装置９_１〜９_ｍ間を伝送される。例えば、波長λｉの光信号を、伝送装置９_１から伝送装置９_４まで伝送し、波長λｉ+1の光信号を、伝送装置９_１から伝送装置９_２まで伝送することができる。

図２は、実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍの構成を示す構成図である。伝送装置９_１〜９_ｍは、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）１０と、制御部１１と、記憶部１２と、第１光増幅器（ＡＭＰ（１））１３０と、第２光増幅器（ＡＭＰ（２））１３１と、受信器１４と、送信器１５とを含む。伝送装置９_１〜９_ｍは、さらに、第１光スプリッタ１６０と、第２光スプリッタ１６１と、第１光チャネル監視部（ＯＣＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｏｎｉｔｏｒ）１２０と、第２光チャネル監視部１２１とを含む。

波長多重光信号Ｓは、伝送装置９_１〜９_ｍに入力されると、第１光スプリッタ１６０、第１光増幅器１３０、波長選択スイッチ１０、第２光増幅器１３１、及び第２光スプリッタ１６１を、この順に通過して装置外に出力される。第１光スプリッタ１６０は、多重光信号Ｓを分波して、第１光チャネル監視部１２０及び第１光増幅器１３０に出力する。

第１光増幅器１３０は、多重光信号Ｓを増幅して波長選択スイッチ１０に出力する。第１光増幅器１３０は、例えば、励起光によりエルビウム添加ファイバを励起状態とすることによって、多重光信号Ｓを増幅する。

波長選択スイッチ１０は、多重光信号Ｓを波長ごとの光信号に分離して、分岐対象の光信号を受信器１４に出力する。また、波長選択スイッチ１０は、送信器１５から挿入対象の光信号が入力され、通過する光信号と多重し、多重光信号Ｓとして第２光増幅器１３１に出力する。なお、通過する光信号とは、伝送装置９_１〜９_ｍにおいて挿入も分岐もされず、隣のノードの伝送装置９_１〜９_ｍに伝送される光信号を指す。

第２光増幅器１３１は、多重光信号Ｓを増幅して第２光スプリッタ１６１に出力する。第２光増幅器１３１は、例えば、励起光によりエルビウム添加ファイバを励起状態とすることによって、多重光信号Ｓを増幅する。

第２光スプリッタ１６１は、多重光信号Ｓを分波して、第２光チャネル監視部１２１及び伝送路に出力する。

制御部１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算処理回路であり、所定のプログラムに基づいて伝送装置９_１〜９_ｍを制御する。制御部１１は、監視制御用ネットワークＮＷを介して、ネットワーク管理装置２と通信する。なお、制御部１１は、ソフトウェアにより機能するものに限定されることはなく、特定用途向け集積回路などのハードウェアにより機能するものであってもよい。

記憶部１２は、例えばメモリであり、光信号の各波長に対するチャネルの割当を示すチャネル割当情報３０を記憶する。制御部１１は、チャネル割当情報３０を参照して、波長選択スイッチ１０に対して波長の設定を行う。チャネル割当情報３０は、チャネル番号ＣＨ１〜ＣＨｎに対する各波長（周波数）の光信号の割り当てを示し、例えば、ネットワーク管理装置２から制御部１１に送信され、記憶部１２に記憶される。

図３は、周波数ごとの光信号のスペクトルを示す。図３において、横軸は周波数（ＧＨｚ）を示し、縦軸は光信号のパワー（ｄＢ）を示す。周波数ｆ１〜ｆｎの光信号は、例えば５０（ＧＨｚ）の間隔をおいてチャネルＣＨ１〜ＣＨｎにそれぞれ割り当てられている。この間隔は、ＩＴＵ−Ｔグリッドと呼ばれる国際標準に準拠した間隔である。なお、ＩＴＵ−Ｔとは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｏｒの略であり、国際電気通信連合を指す。

また、記憶部１２は、チャネルＣＨ１〜ＣＨｎごとに、波長選択スイッチ１０のフィルタの通過帯域の中心波長λｂｉ（ｉ＝１〜ｎ）を示すＷＳＳ情報３１を記憶する。ＷＳＳ情報３１は、伝送装置９_１〜９_ｍごとの固有情報であり、例えば、波長選択スイッチ１０を用いて実測したデータまたは設計データに基づいて、予め生成される。

また、記憶部１２は、多重光信号Ｓに含まれる各光信号の波長λｉを示す波長情報３２を記憶する。制御部１１は、第１光チャネル監視部１２０及び第２光チャネル監視部１２１から波長情報３２を取得して、記憶部１２に保存する。

第１光チャネル監視部１２０及び第２光チャネル監視部１２１は、多重光信号Ｓに含まれる各光信号の波長λｉを検出する波長検出部として機能する。第１光チャネル監視部１２０は、波長選択スイッチ１０に入力される多重光信号Ｓの波長を検出し、他方、第２光チャネル監視部１２１は、波長選択スイッチ１０から出力された多重光信号Ｓの波長を検出する。これにより、通過する光信号だけでなく、挿入及び分岐対象となる光信号の波長も検出される。

図４は、光信号の波長（中心波長）λｉが波長選択スイッチ１０のフィルタの通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉに一致する場合の光信号のスペクトル及び通過帯域ＢＷを示す。図４において、横軸は波長を示し、縦軸は光信号のパワー（ｄＢ）を示す。また、スペクトルは実線により表され、通過帯域ＢＷは点線により表されている。なお、この表示は、以降の説明において参照される図についても同様である。

この場合のように、光信号の波長（中心波長）λｉと、通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉとの間に誤差がなければ、通過帯域ＢＷは、光信号のスペクトルとの間に、中心波長λｂｉの長波長側（紙面右方向）及び短波長側（紙面左方向）において間隔を確保できる。したがって、該当チャネルＣＨｉの光信号は、劣化することなく波長選択スイッチ１０から出力される。

一方、図５は、光信号の波長（中心波長）λｉと波長選択スイッチ１０のフィルタの通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉとが、ずれている場合の光信号のスペクトル及び通過帯域ＢＷを示す。図５において、通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉは、光信号の波長λｉに対して、誤差Δλだけ短波長側にずれている。このため、通過帯域ＢＷは、光信号のスペクトルとの間に、中心波長λｂｉの短波長側において間隔Ｙを有する。

また、スペクトルの長波長側の部分は、通過帯域ＢＷの外部にはみ出す（符号Ｘ参照）。したがって、該当チャネルＣＨｉの光信号は、波長選択スイッチ１０から出力されたとき、波長選択スイッチ１０に入力される前より劣化している。

波長の誤差により信号劣化が生ずるのは、例えば、伝送速度の高速化に伴って、スペクトル幅が広くなったのに対し、波長数の増加に従ってチャネル間の周波数間隔を狭めたことによる。例えば、１００（ＧＨｚ）のコヒーレントの光信号のデータのボーレートが、２５（ＧＨｚ）であるのに対し、ＩＴＵ−Ｔグリッドは十分に広い間隔とは言い難い。

（実施例１）
本実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍは、検出した光信号の波長λｉに対する通過帯域の中心波長λｉのずれの方向に応じて、通過帯域ＢＷの幅を拡張することにより、光信号の劣化を防止する。図６は、通過帯域ＢＷを長波長側の方向に１チャネル分だけ拡張した場合の光信号のスペクトル及び通過帯域ＢＷを示す。

制御部１１は、まず、第１光チャネル監視部１２０または第２光チャネル監視部１２１が検出した波長λｉに対する、波長選択スイッチ１０のフィルタの通過帯域の中心波長λｂｉのずれ（Δλ参照）の方向を検出する。より具体的には、制御部１１は、ＷＳＳ情報３１及び波長情報３２を参照して、波長λｉと中心波長λｂｉの大小関係を判定することにより、ずれの方向を検出する。図６の場合、通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉは、光信号の波長λｉに対して、誤差Δλ分だけ、短波長側の方向にずれていることがわかる。

制御部１１は、次に、通過帯域ＢＷの幅を、上記のずれの方向とは反対方向に向かって広げる。図６の場合、通過帯域ＢＷの幅は、長波長側の方向ｄに拡張される。拡張幅は、波長λｉに割り当てられたチャネルＣＨiに隣接するチャネルＣＨi+1の通過帯域分の幅である。このとき、隣接チャネルＣＨi+1は、該当する波長の光信号が割り当てられていないものとする。

波長選択スイッチ１０は、例えば、内蔵するマイクロミラーの角度を調整することにより、チャネルＣＨｉごとに光信号の減衰量（損失）を設定する。制御部１１は、減衰量を制御する制御信号を波長選択スイッチ１０に出力することにより、通過帯域ＢＷの幅を拡張する。図６の場合、制御部１１は、隣接チャネルＣＨi+1の光信号の減衰量を最小または十分に小さな値とすることにより、隣接チャネルＣＨi+1に対応する通過帯域（中心波長λｂi+1）を開放する。なお、光信号を割り当て済みのチャネルＣＨｉに対応する通過帯域、上記の拡張を行わなくとも、制御部１１による制御により予め開放されている。

通過帯域ＢＷの幅を拡張することにより、波長λｉの光信号のスペクトルは、図５の場合とは異なり、フィルタの通過帯域ＢＷの範囲内に収まる。したがって、該当チャネルＣＨｉの光信号は、劣化することなく波長選択スイッチ１０から出力される。

また、図７は、通過帯域ＢＷを短波長側の方向に１チャネル分だけ拡張した場合の光信号のスペクトル及び通過帯域ＢＷを示す。この場合、過帯域ＢＷの中心波長λｂｉは、光信号の波長λｉに対して、誤差Δλ分だけ長波長側の方向にずれているため、通過帯域ＢＷは、スペクトルの長波長側の一部が、通過帯域ＢＷの外部に、はみ出してしまう（符号Ｘ参照）。

したがって、通過帯域ＢＷの幅は、ずれの方向とは反対方向である短波長側の方向ｄに、１チャネル分だけ拡張される。このとき、制御部１１は、図６の場合とは反対側の隣接チャネルＣＨi-1の通過帯域（中心波長λｂi-1）を開放するように、波長選択スイッチ１０を制御する。よって、この場合も同様に、該当チャネルＣＨｉの光信号は、劣化することなく波長選択スイッチ１０から出力される。なお、隣接チャネルＣＨi-1は、該当する波長の光信号が割り当てられていないものとする。

このように、制御部１１は、波長λｉの光信号に割り当てられたチャネルＣＨｉに隣接するチャネルＣＨi+1，ＣＨi-1に波長λi+1，λi-1の光信号が割り当てられていない場合、該隣接チャネルに対応する通過帯域を開放することにより、通過帯域ＢＷの幅を広げる。

一方、制御部１１は、隣接するチャネルＣＨi+1，ＣＨi-1に光信号が割り当てられている場合、過帯域ＢＷの中心波長λｂｉのずれ（Δλ）を検出しても、上述したような通過帯域ＢＷの拡張処理を行わない。図８は、隣接する２つのチャネルＣＨi，ＣＨi+1の光信号のスペクトル及び通過帯域ＢＷを示す。この場合、各チャネルＣＨi，ＣＨi+1に対応する通過帯域が合成されて、個々の通過帯域より幅が広い通過帯域ＢＷが形成される。なお、各チャネルＣＨi，ＣＨi+1に対応する通過帯域は、波長λi+1，λi-1が割り当てられることにより開放される。

したがって、図８に示されるように、チャネルＣＨｉの通過帯域の中心波長λｂｉが、光信号の波長λiに対して短波長側の方向にずれていても、波長λiの光信号のスペクトルは、通過帯域ＢＷの範囲内に収まる。このため、該当チャネルＣＨｉの光信号は、劣化することなく波長選択スイッチ１０から出力される。なお、ずれの方向が長波長側の方向であり、短波長側の隣接チャネルＣＨi-1に光信号が割り当てられている場合も同様である。

次に、図９を参照して、波長選択スイッチ１０の通過帯域の調整方法を説明する。図９は、通過帯域の調整処理の一例を示すフローチャートである。

まず、第１光チャネル監視部１２０及び第２光チャネル監視部１２１は、多重光信号Ｓに含まれる各光信号の波長λｉを検出する（ステップＳｔ１）。検出された波長λｉは、波長情報３２として記憶部１２に保存される。

次に、制御部１１は、記憶部１２内のＷＳＳ情報３１を参照して、波長選択スイッチ１０の通過帯域の中心波長λｂiを読み出す（ステップＳｔ２）。次に、制御部１１は、中心波長λｂi及び波長λｉに基づいて、波長のずれΔλを検出する（ステップＳｔ３）。

ずれΔλ＝０である場合（ステップＳｔ４のＹｅｓ）、制御部１１は、処理を終了する。一方、ずれΔλ≠０の場合（ステップＳｔ４のＮｏ）、制御部１１は、波長λｉ及び中心波長λｂiの大小関係を判定する（ステップＳｔ５）。

λｉ＞λｂiである場合（ステップＳｔ５のＹｅｓ）、制御部１１は、チャネル割当情報３０を参照して、チャネルＣＨｉの長波長側の隣接チャネルＣＨi+1に光信号が割り当て済みであるか否かを判定する（ステップＳｔ６）。割り当て済みではない場合（ステップＳｔ６のＮｏ）、制御部１１は、チャネルＣＨｉの長波長側の隣接チャネルＣＨi+1に対応する通過帯域を開放する（ステップＳｔ７）。一方、割り当て済みである場合（ステップＳｔ６のＹｅｓ）、制御部１１は、処理を終了する。

また、λｉ＜λｂiである場合（ステップＳｔ５のＮｏ）、制御部１１は、チャネル割当情報３０を参照して、チャネルＣＨｉの短波長側の隣接チャネルＣＨi-1に光信号が割り当て済みであるか否かを判定する（ステップＳｔ８）。割り当て済みではない場合（ステップＳｔ８のＮｏ）、制御部１１は、チャネルＣＨｉの短波長側の隣接チャネルＣＨi-1に対応する通過帯域を開放する（ステップＳｔ９）。一方、割り当て済みである場合（ステップＳｔ８のＹｅｓ）、制御部１１は、処理を終了する。このようにして、通過帯域の調整処理は行われる。

次に、図１に示された波長λｉ及びλi+1の光信号を例に挙げて、通過帯域の調整方法の適用例を説明する。図１０〜図１３は、図１のネットワークにおける第１〜第４ノードの伝送装置９_１〜９_４から出力される光信号のスペクトル及び通過帯域ＢＷの例を示す。本例では、図５に示されるように、チャネルＣＨｉに対応する通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉが、光信号の波長λｉに対して短波長側にずれているものとする。

伝送装置９_１は、隣接するチャネルＣＨｉ，ＣＨi+1に割り当てられた波長λｉ及びλi+1の光信号を伝送する。このため、伝送装置９_１の波長選択スイッチ１０のフィルタは、図１０に示されるように、各チャネルＣＨｉ，ＣＨi+1の通過帯域を合成して得られる通過帯域ＢＷ１を有する。

伝送装置９_２は、隣接するチャネルＣＨｉ，ＣＨi+1に割り当てられた波長λｉ及びλi+1の光信号を伝送する。このため、伝送装置９_２の波長選択スイッチ１０のフィルタは、図１１に示されるように、各チャネルＣＨｉ，ＣＨi+1の通過帯域を合成して得られる通過帯域ＢＷ２を有する。通過帯域ＢＷ２は、伝送装置９_１，９_２間で生ずる狭窄化のため、通過帯域ＢＷ１より幅が狭くなっている。

伝送装置９_３は、波長λi+1の光信号を分岐し、波長λｉの光信号を伝送する。このため、伝送装置９_３の波長選択スイッチ１０のフィルタは、図１２に示されるように、チャネルＣＨｉの長波長側の隣接チャネルＣＨi+1の通過帯域を開放して得られる通過帯域ＢＷ３を有する。通過帯域ＢＷ３は、伝送装置９_１〜９_３間で生ずる狭窄化のため、通過帯域ＢＷ１，ＢＷ２より幅が狭くなっている。

伝送装置９_４は、波長λｉの光信号を伝送する。このため、伝送装置９_４の波長選択スイッチ１０のフィルタは、図１３に示されるように、チャネルＣＨｉの長波長側の隣接チャネルＣＨi+1の通過帯域を開放して得られる通過帯域ＢＷ３を有する。通過帯域ＢＷ４は、伝送装置９_１〜９_４間で生ずる狭窄化のため、通過帯域ＢＷ１，ＢＷ２，ＢＷ３より幅が狭くなっている。

このように、チャネルＣＨｉの通過帯域は、伝送装置９_１及び伝送装置９_２の間の伝送区間において、隣接チャネルＣＨi+1に割り当てられた光信号の通過帯域と合成されることにより拡張される。また、伝送装置９_３及び伝送装置９_４の間の伝送区間において、チャネルＣＨｉの通過帯域は、光信号が割り当てられていない隣接チャネルＣＨi+1に対応する通過帯域が開放されることより拡張される。したがって、チャネルＣＨｉの光信号は、劣化することなく、伝送装置９_１〜９_４間を伝送される。

通過帯域を拡張すると、波長選択スイッチ１０を通過する信号成分の光だけでなく、光増幅器１３０，１３１から出力されるＡＳＥ光（自然放出光）によるノイズ成分も増加する。ＡＳＥ光は、エルビウム添加ファイバなどの増幅媒体が励起光により励起状態になったときに、増幅媒体から出力される光である。

図１４は、実施例１について、光信号のスペクトル、通過帯域、及びノイズ成分を示す。光信号のスペクトル、通過帯域ＢＷ、及びノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４は、それぞれ、波長λｉの光信号が伝送装置９_３において分岐された時点の様子が示されている。なお、通過帯域は、長波長側の隣接チャネルＣＨi+1分だけ拡張されている。

ノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４は、通過帯域ＢＷの幅の分だけ、波長選択スイッチ１０を、光信号の信号成分とともに透過する。ノイズ成分ＮＺ１は、伝送装置９_３の第１光増幅器１３０により生成される。ノイズ成分ＮＺ２及びＮＺ３は、伝送装置９_２の第２光増幅器１３１及び第１光増幅器１３０によりそれぞれ生成される。ノイズ成分ＮＺ４は、伝送装置９_１の第２光増幅器１３１により生成される。

このように、ノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４は、光信号が光増幅器１３０，１３１を通過するごとに蓄積される。したがって、光信号は、多くの光増幅器１３０，１３１を通過するほど、多くのノイズ成分が重畳されて劣化する。ノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４のパワーは、図１４に示された各々の領域（ノイズのスペクトル）の面積により表される。なお、信号成分のパワーをＰｓ（Ｗ）とし、ノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４のパワーをＰｎ（Ｗ）とすると、パワーの比Ｐｓ／Ｐｎは、以下の式（１）により算出される。

Ｐｓ／Ｐｎ＝（Ｇ×Ｐｉｎ）／｛ＮＦ×（Ｇ−１）×ｈ×ν×Ｂ｝ 式（１）

ここで、Ｇは、光増幅器１３０，１３１の増幅率であり、Ｐｉｎは、光増幅器１３０，１３１に入力された光信号のパワー（Ｗ）であり、Ｂは、光増幅器１３０，１３１の帯域幅（ｍ）である。また、ＮＦは、雑音指数であり、ｈは、プランク定数（ｍ^２・ｋｇ／ｓ）であり、νは、光の振動数（光速／光の波長）（Ｈｚ）である。

一方、図１５は、従来例について、光信号のスペクトル、通過帯域、及びノイズ成分を示す。ここでは、従来例として、上記の特許文献１に開示された技術を挙げる。

この技術によると、あるパスの波長に隣接する両側の波長に他のパスが割り当てられていない場合、波長選択スイッチに対して、当該パスのフィルタ通過帯域を最大とする。したがって、図１５の場合、長波長側及び短波長側の両方の隣接チャネルの通過帯域が開放されるので、図１４と比較すると、ノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４のパワーが大きくなる。これに対して、実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍは、通過帯域の幅を、波長のずれの方向とは反対方向のみに向かって広げるため、ノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４のパワーを低減し、光信号の劣化を効果的に抑制する。

（実施例２）
光信号の劣化をさらに効果的に抑制するため、波長のずれの大きさΔλに応じて通過帯域ＢＷの幅を広げてもよい。図１６は、通過帯域をずれの大きさΔλに応じて、長波長側の方向に拡張した場合の光信号のスペクトル及び通過帯域ＢＷを示す。

本実施例では、波長選択スイッチ１０として、例えばＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）を備えるものが用いられる。ＬＣＯＳを有する波長選択スイッチ１０は、ＬＣＯＳをピクセル単位で制御することにより、固定された波長（周波数）のグリッド（図３参照）に依らず、フィルタの通過帯域の幅を自在に制御することが可能である。なお、波長選択スイッチ１０は、このような液晶型に限定されず、例えばＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）型であってもよい。

制御部１１は、まず、ずれの大きさΔλを検出する。ずれの大きさΔλは、通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉと、光信号の波長λｉとの差分として検出される。したがって、ずれの大きさΔλは、以下の式（２）により算出される。

Δλ＝｜λｂｉ−λｉ｜ 式（２）

制御部１１は、次に、ずれの大きさΔλに応じて、拡張する幅である調整値λｄを決定する。調整値λｄは、例えば、以下の式（３）により算出される。

λｄ＝α×Δλ 式（３）

ここで、αは、所定値であり、例えば、光信号のスペクトルの幅に対する通過帯域の幅のマージンに応じて決定される。

図１６に示されるように、通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉは、光信号の波長λｉに対して、Δλ分だけ短波長側にずれている。したがって、通過帯域ＢＷの幅は、長波長側の方向ｄに、調整値λｄ分だけ拡張される。これにより、拡張する幅を、上述した実施例より小さくすることができる。

図１７は、実施例２について、光信号のスペクトル、通過帯域ＢＷ、及びノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４を示す。通過帯域ＢＷは、ずれΔλに応じて、より適切な幅λｄだけ拡張されるので、図１４及び図１５と比較すると、ノイズ成分ＮＺ１〜ＮＺ４のパワーが低減される。

次に、図１８を参照して、本実施例における波長選択スイッチ１０の通過帯域ＢＷの調整方法を説明する。図１８は、本実施例における通過帯域ＢＷの調整処理を示すフローチャートである。図１８において、既に説明した図９と共通する処理Ｓｔ１１〜Ｓｔ１４については、その説明を省略する。

ずれΔλ≠０の場合（ステップＳｔ４のＮｏ）、制御部１１は、調整値λｄを算出する（ステップＳｔ１５）。調整値λｄは、上記の式（３）により算出される。

次に、制御部１１は、波長λｉ及び中心波長λｂiの大小関係を判定する（ステップＳｔ１６）。λｉ＞λｂiである場合（ステップＳｔ１６のＹｅｓ）、制御部１１は、チャネル割当情報３０を参照して、チャネルＣＨｉの長波長側の隣接チャネルＣＨi+1に光信号が割り当て済みであるか否かを判定する（ステップＳｔ１７）。割り当て済みではない場合（ステップＳｔ１７のＮｏ）、制御部１１は、チャネルＣＨｉに対応する通過帯域ＢＷの幅を、長波長側に調整値λｄ分だけ広げる（ステップＳｔ１８）。一方、割り当て済みである場合（ステップＳｔ１７のＹｅｓ）、制御部１１は、処理を終了する。

また、λｉ＜λｂiである場合（ステップＳｔ１６のＮｏ）、制御部１１は、チャネル割当情報３０を参照して、チャネルＣＨｉの短波長側の隣接チャネルＣＨi-1に光信号が割り当て済みであるか否かを判定する（ステップＳｔ１９）。割り当て済みではない場合（ステップＳｔ１９のＮｏ）、制御部１１は、チャネルＣＨｉに対応する通過帯域ＢＷの幅を、短波長側に調整値λｄ分だけ広げる（ステップＳｔ２０）。一方、割り当て済みである場合（ステップＳｔ１９のＹｅｓ）、制御部１１は、処理を終了する。このようにして、通過帯域ＢＷの調整処理は行われる。

これまで述べたように、実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍは、光信号の波長λｉを検出する光チャネル監視部１２０，１２１と、光信号が入力される波長選択スイッチ１０と、制御部１１とを有する。制御部１１は、光チャネル監視部１２０，１２１が検出した波長λｉに対する、波長選択スイッチ１０のフィルタの通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉのずれの方向を検出し、通過帯域ＢＷの幅を、ずれの方向とは反対方向ｄに向かって広げる。

したがって、実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍによると、通過帯域ＢＷの幅の拡張により、光信号のスペクトルを通過帯域ＢＷの範囲内に収めることができる。また、実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍ、通過帯域ＢＷの幅を、通過帯域ＢＷの中心波長λｂｉのずれの方向とは反対方向ｄのみに広げるので、拡張により光信号に重畳されるノイズ成分の増加が抑制される。よって、実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍは、光信号の劣化を効果的に抑制し、ネットワークにおいて、一定の伝送品質を維持したまま、光信号を伝送できる台数の制限を緩和することができる。

また、実施例に係る通過帯域の調整方法は、光信号の波長λｉに対する、光信号が入力される波長選択スイッチ１０のフィルタの通過帯域の中心波長λｂｉのずれの方向を検出し、通過帯域ＢＷの幅を、ずれの方向とは反対方向ｄに向かって広げる方法である。したがって、実施例に係る通過帯域の調整方法によると、実施例に係る伝送装置９_１〜９_ｍと同様の作用効果が得られる。

（実施例３）
これまで述べた通過帯域ＢＷの調整処理は、図１に示された複数の伝送装置９_１〜９_ｍが、それぞれ、個別に実行してもよいが、ネットワーク全体の伝送品質を考慮して、ネットワーク管理装置２により選択した伝送装置９_１〜９_ｍのみが実行してもよい。

図１９は、ネットワーク管理装置２の構成の一例を示す構成図である。ネットワーク管理装置２は、監視制御部２０と、記憶部２１とを有する。

監視制御部２０は、例えばＣＰＵなどの演算処理回路であり、所定のプログラムに基づいてネットワーク管理装置２を制御する。監視制御部２０は、監視制御用ネットワークＮＷを介して、各伝送装置９_１〜９_ｍと通信を行う（図１参照）。なお、監視制御部２０は、ソフトウェアにより機能するものに限定されることはなく、特定用途向け集積回路などのハードウェアにより機能するものであってもよい。

記憶部２１は、例えばメモリであり、チャネルＣＨｉごとの光信号の経路を示す経路情報３３と、光信号が一定の伝送品質を保ったまま通過できる伝送装置９_１〜９_ｍの上限数Ｌを示す上限数情報３４とを記憶する。

経路情報３３は、図１に示された波長λｉの光信号を例に挙げると、光信号が経由する伝送装置９_１〜９_４の順序を、一連の識別番号（ノード番号）により示す。また、上限数情報３４の上限数Ｌは、上述した波長のずれによる光信号の劣化を考慮して決定される。つまり、上限数Ｌは、上述した通過帯域ＢＷの調整処理を行わなくても、一定の伝送品質で光信号を伝送できる伝送装置９_１〜９_ｍの数を示す。

図２０は、ネットワーク管理装置２における伝送装置９_１〜９_ｍの通過帯域ＢＷの調整指示の処理を示すフローチャートである。なお、本処理は、チャネルＣＨｉ単位で実行される。

まず、監視制御部２０は、記憶部２１から経路情報３３を取得し、経路情報３３から、光信号の伝送経路上の伝送装置数Ｋを取得する（ステップＳｔ３１）。例えば、図１に示された波長λｉの光信号の場合、伝送装置数Ｋは４であり、波長λi+1の光信号の場合、伝送装置数Ｋは２である。

次に、監視制御部２０は、記憶部２１から上限数情報３４を取得し、光信号が通過できる伝送装置９_１〜９_ｍの上限数Ｌを取得する（ステップＳｔ３２）。なお、上限数Ｌは、各チャネルＣＨｉに共通の値として設定されても、チャネルＣＨｉごとに個別の値として設定されてもよい。

次に、監視制御部２０は、伝送装置数Ｋ及び上限数Ｌの大小関係を判定する（ステップＳｔ３３）。Ｋ≦Ｌである場合（ステップＳｔ３３のＮｏ）、監視制御部２０は、処理を終了する。図１の例の場合、上限数Ｌ＝２とすると、波長λi+1の光信号について伝送装置数Ｋ＝２であるため、該光信号が通過する伝送装置９_１，９_２は、通過帯域ＢＷの調整処理を実行しない。

一方、Ｋ＞Ｌである場合（ステップＳｔ３３のＹｅｓ）、監視制御部２０は、通過帯域ＢＷの調整指示の対象となる伝送装置数Ｍを算出する（ステップＳｔ３４）。ここで、伝送装置数Ｍは、以下の式（４）により算出される。

Ｍ＝Ｋ−Ｌ 式（４）

次に、監視制御部２０は、複数の伝送装置９_１〜９_ｍのうち、上限数Ｌを超えるＭ台の伝送装置９_１〜９_ｍに対して、通過帯域ＢＷの幅を広げるように指示する（ステップＳｔ３５）。このとき、監視制御部２０は、経路情報３３に基づいて、通過帯域の調整指示の対象となるＭ台の伝送装置９_１〜９_ｍを選択する。

図１の例の場合、上限数Ｌ＝２とすると、波長λｉの光信号について伝送装置数Ｋ＝４であるため、ステップＳｔ３３の判定処理においてＭ＞Ｌが成立する。そして、該光信号の伝送経路上にある伝送装置９_１〜９_４のうち、上限数Ｋを超える分の伝送装置９_３，９_４に対して、通過帯域ＢＷの調整指示がなされる。なお、監視制御部２０は、通過帯域ＢＷの調整指示を、監視制御用ネットワークＮＷを介して当該伝送装置９_３，９_４に送信する。

このように、ネットワーク管理装置２は、光信号の伝送経路上にある複数の伝送装置９_１〜９_ｍうち、上限数Ｌを超える分の伝送装置９_３，９_４に対して、通過帯域ＢＷの幅を広げるように指示する。したがって、通過帯域Ｂｗを拡張する対象となる伝送装置の数が低減され、ネットワーク全体として、通過帯域ＢＷの拡張に伴って光信号に重畳されるノイズ成分が低減される。さらに、上限数Ｌを超える分の伝送装置９_３，９_４は、通過帯域ＢＷが拡張されるので、光信号の劣化を抑制でき、ネットワークにおいて、一定の伝送品質で光信号を伝送できる伝送装置９_１〜９_ｍの数を増加させることができる。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 光信号の波長を検出する波長検出部と、
前記光信号が入力される波長選択スイッチと、
前記波長検出部が検出した波長に対する、前記波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向に向かって広げる制御部とを有することを特徴とする伝送装置。
（付記２） 前記制御部は、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向のみに向かって広げることを特徴とする付記１に記載の伝送装置。
（付記３） 前記制御部は、前記ずれの大きさを検出し、前記ずれの大きさに応じて前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする付記１または２に記載の伝送装置。
（付記４） 前記制御部は、前記光信号に割り当てられたチャネルに隣接するチャネルに他の光信号が割り当てられていない場合、該隣接チャネルに対応する通過帯域を開放することによって、前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする付記１または２に記載の伝送装置。
（付記５） 光信号の伝送経路上にある複数の伝送装置と、
前記複数の伝送装置を管理する管理装置とを含み、
前記複数の伝送装置は、それぞれ、付記１乃至４の何れかに記載の伝送装置であり、
前記管理装置は、前記複数の伝送装置のうち、所定数を超える分の伝送装置に対して、前記通過帯域の幅を広げるように指示することを特徴とする伝送システム。
（付記６） 光信号の波長に対する、前記光信号が入力される波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向に向かって広げることを特徴とする通過帯域の調整方法。
（付記７） 前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向のみに向かって広げることを特徴とする付記６に記載の通過帯域の調整方法。
（付記８） 前記ずれの大きさを検出し、前記ずれの大きさに応じて前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする付記６または７に記載の通過帯域の調整方法。
（付記９） 前記光信号の波長に割り当てられたチャネルに隣接するチャネルに波長が割り当てられていない場合、該隣接チャネルに対応する通過帯域を開放することによって、前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする付記６または７に記載の通過帯域の調整方法。

９_１〜９_ｍ 伝送装置
２ ネットワーク管理装置（管理装置）
１０ 波長選択スイッチ
１１ 制御部
３１ 演算増幅器
ＢＷ 通過帯域

Claims (7)

1. 光信号の波長を検出する波長検出部と、
   前記光信号が入力される波長選択スイッチと、
   前記波長検出部が検出した波長に対する、前記波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向のみに向かって広げる制御部とを有することを特徴とする伝送装置。
2. 前記制御部は、前記ずれの大きさを検出し、前記ずれの大きさに応じて前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
3. 前記制御部は、前記光信号に割り当てられたチャネルに隣接するチャネルに他の光信号が割り当てられていない場合、該隣接チャネルに対応する通過帯域を開放することによって、前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
4. 光信号の伝送経路上にある複数の伝送装置と、
   前記複数の伝送装置を管理する管理装置とを含み、
   前記複数の伝送装置は、それぞれ、
   前記光信号の波長を検出する波長検出部と、
   前記光信号が入力される波長選択スイッチと、
   前記波長検出部が検出した波長に対する、前記波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向に向かって広げる制御部とを有し、
   前記管理装置は、前記複数の伝送装置のうち、所定数を超える分の伝送装置に対して、前記通過帯域の幅を広げるように指示することを特徴とする伝送システム。
5. 前記制御部は、前記ずれの大きさを検出し、前記ずれの大きさに応じて前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする請求項４に記載の伝送システム。
6. 前記制御部は、前記光信号に割り当てられたチャネルに隣接するチャネルに他の光信号が割り当てられていない場合、該隣接チャネルに対応する通過帯域を開放することによって、前記通過帯域の幅を広げることを特徴とする請求項４に記載の伝送システム。
7. 光信号の波長に対する、前記光信号が入力される波長選択スイッチのフィルタの通過帯域の中心波長のずれの方向を検出し、前記通過帯域の幅を、前記ずれの方向とは反対方向のみに向かって広げることを特徴とする通過帯域の調整方法。
   

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