JP6394192B2 - 光伝送システムおよび光伝送装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、光伝送システムおよび光伝送装置に関する。

光伝送では、通信トラフィックの増加に伴い、通信速度の更なる向上が求められている。通信速度を向上させるための技術として、Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）などの光帯域の周波数利用効率を向上させる技術が知られている。

Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭは、デジタル信号処理によるスペクトル整形により実現される。このスペクトル整形では、ＮＲＺ（Non Return to Zero）光信号などの広帯域な周波数スペクトルに対し、フィルタ処理を行うことで周波数スペクトルの狭帯域化・整形を行う。このフィルタ処理では、レイズドコサインフィルタなどのＳｉｎｃ関数形状の時間応答を示すフィルタがよく知られており、ＮＲＺ光信号に畳み込むことで、周波数スペクトルが狭帯域化されると共に、矩形形状へと整形される。

図１４は、従来のＷＤＭ（ケースＣ１）とＮｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭ（ケースＣ２）との比較を説明する説明図である。図１４に示すように、Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭのケースＣ２では、複数のサブキャリアの光信号を、従来のＷＤＭのケースＣ１よりも高密度に波長多重している。例えば、Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭでは、複数のサブキャリアの光信号を多重化し、一つの光信号と見なすスーパーチャネル（Superchannel）という概念が採用されている。

特開２０１３−２０１４９５号公報 特開平８−２９３８５３号公報

ところで、光伝送では、隣接するサブキャリア間の波長間隔を狭くすると、隣接するサブキャリア間でのクロストークの影響を受けやすくなり、伝送性能が低下（性能劣化）する場合がある。また、隣接するサブキャリア間の波長間隔を狭くすると、クロストークによる性能劣化が、光信号の波長ずれによって大きく生じる場合がある。

図１５は、Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭにおいて波長間隔が狭くなる場合を説明する説明図である。図１５に示すように、サブキャリアの波長間隔が５０ＧＨｚのケースＣ３と、サブキャリアの波長間隔が５０ＧＨｚ以下のケースＣ４とでは、ケースＣ４の方が光源の波長ずれの影響を受けやすい。このため、光信号における周波数スペクトルの中心波長を求めて、光信号の波長ずれを高精度に調整する必要がある。

しかしながら、Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭでは、光信号の周波数スペクトルが矩形形状へと整形されるため、周波数スペクトルの強度が局所的にピークとなる波長から中心波長を求めることが困難である。このため、周波数スペクトルの中心波長を正確に求めることが容易ではなく、光信号の波長ずれを高精度に調整することが困難であった。

一つの側面では、光信号の波長ずれを高精度に調整可能とする。

一つの態様では、光伝送システムは、光信号を送信する送信装置と、光信号を受信する受信装置とを含む。送信装置は、光信号の周波数を変化させる変調部を有する。受信装置は、フィルタ部と、測定部と、検出部と、出力部とを有する。フィルタ部は、受信した光信号の中から、所定の周波数帯域の光信号を通過させる。測定部は、フィルタ部を通過した光信号の強度を測定する。検出部は、フィルタ部が光信号を通過する帯域を光信号に対応する所定の周波数帯域に設定した状態で、光信号の周波数を変化させた際に測定された光信号の強度に基づいて、光信号の中心波長を検出する。出力部は、検出された中心波長を示す情報を送信装置へ出力する。送信装置は受信装置から出力された情報をもとに光信号の波長を制御する。

一つの側面として、光信号の波長ずれを高精度に調整できる。

図１は、光伝送システムの構成を例示するブロック図である。 図２は、トランスポンダのハードウエア構成を例示するブロック図である。 図３は、波長多重のサブキャリアを説明する説明図である。 図４は、トランスポンダの機能構成を例示するブロック図である。 図５は、光伝送システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、フィルタの設定を説明する説明図である。 図７は、波長偏移情報の検出を説明する説明図である。 図８は、光源の波長が長波長側にずれている場合を説明する説明図である。 図９は、光源の波長が短波長側にずれている場合を説明する説明図である。 図１０は、ＦＭ変調で波長偏移情報を送信する場合を説明する説明図である。 図１１は、ＯＳＣ信号で波長偏移情報を送信する場合を説明する説明図である。 図１２は、変形例にかかる光伝送システムの構成を例示するブロック図である。 図１３は、変形例にかかる光伝送システムの平均化を説明する説明図である。 図１４は、従来のＷＤＭとＮｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭとの比較を説明する説明図である。 図１５は、Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭにおいて波長間隔が狭くなる場合を説明する説明図である。

以下、図面を参照して、実施形態にかかる光伝送システムおよび光伝送装置を説明する。実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態で説明する光伝送システムおよび光伝送装置は、一例を示すに過ぎず、実施形態を限定するものではない。また、以下の各実施形態は、矛盾しない範囲内で適宜組みあわせてもよい。

図１は、光伝送システム１の構成を例示するブロック図である。図１に示すように、光伝送システム１は、大容量化のためにＷＤＭを用いて、各波長の光信号を、光スペクトルが細い光により送信するため、トランスポンダＴ１、Ｔ２を有する。

各トランスポンダＴ１、Ｔ２は、クライアント側の各ルータＲ１、Ｒ２から光ファイバＦ１、Ｆ３を介して受信された光信号に対し、光波長変換を行う。波長変換後の光信号は、ネットワーク側の光ファイバＦ２、Ｆ４を介した光波長多重Ｌ１にて波長多重される。波長多重された光信号は、光ファイバＦ５を介した光アンプＡ１にて増幅され、光ファイバＦ６により長距離伝送される。長距離伝送により光パワーレベルが減衰した光信号は、光アンプＡ２にて再び増幅された後、光ファイバＦ７を介した光波長分離Ｌ２にて波長分離される。

この光波長多重Ｌ１／光波長分離Ｌ２の区間が、長距離伝送されるネットワークのＷＤＭ伝送区間である。この光波長多重Ｌ１／光波長分離Ｌ２には、ＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）等が用いられる。光波長多重Ｌ１／光波長分離Ｌ２にＷＳＳを用いることで、ＷＤＭ伝送区間において、光波長の増設・減設の自由度が上がっている。

波長分離された各波長の光信号は、光ファイバＦ８、Ｆ１０を介して各波長に対応するトランスポンダＴ３、Ｔ４により受信される。各トランスポンダＴ３、Ｔ４は、ネットワーク側の光ファイバＦ８、Ｆ１０を介して受信された光信号に対し、光波長変換を行う。波長変換後の光信号は、光ファイバＦ９、Ｆ１１を介してクライアント側のルータＲ３、Ｒ４宛に送信される。

図２は、トランスポンダＴ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、…）のハードウエア構成を例示するブロック図である。なお、図２において、クライアント側からネットワーク側へ向かう信号の方向をアップストリーム方向と記述し、ネットワーク側からクライアント側へ向かう信号の方向をダウンストリーム方向と記述する。

図２に示すように、トランスポンダＴは、広帯域型（Wide Band Type）の光送受信モジュールＴ１０と、フレーマＬＳＩ Ｔ２０（ＬＳＩ：Large Scale Integrated Circuit）と、狭帯域型（Narrow Band Type）の光送受信モジュールＴ３０とを有する。これらの各構成部分は、アップストリーム方向およびダウンストリーム方向の一方向又は双方向に、信号やデータの入出力が可能なように接続されている。

広帯域型の光送受信モジュールＴ１０は、例えば、クライアント側のルータＲ１から、通常の光スペクトル（Wide Band）により光信号を受信し、受信した光信号を電気信号に変換する。フレーマＬＳＩ Ｔ２０は、光送受信モジュールＴ１０から入力された電気信号に対し、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical NETwork)／ＧｂＥ（Gigabit Ethernet（登録商標））等のフレーム処理を実行する。フレーマＬＳＩ Ｔ２０は、ＦＥＣ部Ｔ２１（ＦＥＣ：Forward Error Correction）を有する。ＦＥＣ部Ｔ２１は、長距離伝送に伴う波形劣化や、光アンプＡ１、Ａ２でのＯＳＮＲ（Optical Signal Noise Ratio）の劣化によるエラーを抑制するため、ネットワーク側に送信する電気信号に対し、誤り訂正符号を付加する。また、ＦＥＣ部Ｔ２１は、ネットワーク側から受信した電気信号に含まれる誤り訂正符号を用いてエラー訂正を行う。狭帯域型の光送受信モジュールＴ３０は、例えば、フレーマＬＳＩ Ｔ２０から入力された電気信号を、再び光信号に変換する。

狭帯域型の光送受信モジュールＴ３０は、１００Ｇｂｐｓの高速性に対応するため、光受信側に、例えば、ＡＤＣ／ＤＳＰ（Analog to Digital Converter/Digital Signal Processor）等のデジタルコヒーレントモジュールを用いる。デジタルコヒーレントモジュールは、デジタル処理のパラメータを変更することにより、受信特性の変更が可能である。

図３は、波長多重のサブキャリアを説明する説明図である。図３に示すように、光送受信モジュールＴ３０は、ＷＳＳを使用したサブキャリア構成で光信号を送受信することで、更なる伝送速度の向上を図ることができる。

図４は、トランスポンダＴの機能構成を例示するブロック図である。図４に示すように、トランスポンダＴは、前述した光送受信モジュールＴ１０、Ｔ３０およびフレーマＬＳＩ Ｔ２０等により実現される機能構成として、送信部１０（Ｔｘとも表記する場合がある）と、受信部２０（Ｒｘとも表記する場合がある）と、制御部３０とを有する。送信部１０、受信部２０、制御部３０における情報のやり取りは、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）等で行う。

送信部１０は、ＦＭ変調部１０２（ＦＭ：Frequency Modulation）、ＤＡＣ１０３（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）、光変調器駆動部１０４、光変調器１０６および可変波長光源１０５を有する。ＦＭ変調部１０２は、制御部３０の制御のもと、主信号１０１の周波数を変化させる周波数変調（ＦＭ変調）を行い、ＤＡＣ１０３へ出力する。具体的には、ＦＭ変調部１０２は、制御部３０によりＦＭ変調をＯＮとする場合は、主信号１０１の周波数を変化させてＤＡＣ１０３へ出力する。また、ＦＭ変調部１０２は、制御部３０によりＦＭ変調をＯＦＦとする場合は、主信号１０１の周波数を変化させずにＤＡＣ１０３へ出力する。

ＦＭ変調をＯＮとする場合は、送信部１０が伝送路４０に出力する光信号において、ＦＭ変調を行っていない場合の波長からの波長ずれである波長偏移が生じる。このため、伝送路４０を介した受信側のトランスポンダＴでは、波長偏移の有無を検出することで、送信側のトランスポンダＴがＦＭ変調のＯＮ／ＯＦＦにより送信する情報を受信することができる。例えば、トランスポンダＴは、ＦＭ変調のＯＮ／ＯＦＦにより監視情報（ライトラベル）を、伝送路４０を介した受信側のトランスポンダＴに送信する。

ＤＡＣ１０３は、ＦＭ変調部１０２を介して出力された主信号１０１をアナログの電気信号に変換し、光変調器駆動部１０４へ出力する。光変調器駆動部１０４は、ＤＡＣ１０３からの電気信号を増幅して光変調器１０６を駆動する駆動信号を生成する。光変調器駆動部１０４により生成された駆動信号は、光変調器１０６へ出力される。

可変波長光源１０５は、制御部３０による制御のもとで発振する光の波長を可変とする光源である。可変波長光源１０５では、制御部３０の制御のもと、さまざまな波長の光を生成する。具体的には、可変波長光源１０５は、制御部３０の制御のもと、光信号を波長多重して伝送する場合にクロストークが生じないように、予め設定された波長の光を生成する。可変波長光源１０５により生成された光は光変調器１０６へ出力される。

光変調器１０６は、光変調器駆動部１０４により生成された駆動信号をもとに、可変波長光源１０５により生成された光を変調し、主信号１０１に対応した光信号を生成する。光変調器１０６により生成された光信号は、伝送路４０を介して他のトランスポンダＴへ送信される。

受信部２０は、光カプラ２０１、可変波長光源２０２、光受信器２０３、ＡＤＣ／ＤＳＰ２０４およびライトラベル受信部２０５を有する。光カプラ２０１は、伝送路４０からの光信号を可変波長光源２０２、光受信器２０３およびＡＤＣ／ＤＳＰ２０４によりコヒーレント受信するパスと、ライトラベル受信部２０５により光信号の波長偏移を検出してライトラベル受信するパスとに分岐する。このように、光カプラ２０１により光信号が分岐され、コヒーレント受信とは別のパスでライトラベル受信が行われることから、主信号を疎通するか否かに関わらず波長偏移の検出が可能である。可変波長光源２０２、光受信器２０３およびＡＤＣ／ＤＳＰ２０４のパスでは、光カプラ２０１より入力される光信号により主信号が受信される。ライトラベル受信部２０５では、ＦＭ変調部１０２による光信号の波長偏移が検出される。

ライトラベル受信部２０５は、狭帯域可変波長フィルタ２１１、ＰＤ２１２（ＰＤ：Photodetector）、ＡＤＣ２１３および検出部２１４を有する。狭帯域可変波長フィルタ２１１は、光カプラ２０１より分岐された光信号の中から、所定の周波数帯域の光信号を通過させる。具体的には、狭帯域可変波長フィルタ２１１は、制御部３０の制御のもとで設定されたフィルタ帯域に応じた光信号を通過させる。設定されるフィルタ帯域は、例えば、光信号スペクトルにおけるエッジに対応した帯域である。このようにフィルタ帯域を設定することで、ＦＭ変調部１０２による光信号の波長偏移に応じて狭帯域可変波長フィルタ２１１を通過する光信号の強度が変化することとなる。このため、後段のＰＤ２１２で測定した光信号の強度をもとに、光信号の波長偏移を検出することができる。

ＰＤ２１２は、狭帯域可変波長フィルタ２１１を通過した光信号を受信（測定）し、その光信号の強度に応じたアナログ信号をＡＤＣ２１３へ出力する。ＡＤＣ２１３は、ＰＤ２１２からのアナログ信号をデジタル信号に変換して検出部２１４へ出力する。

検出部２１４は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのデジタル信号処理により、光信号の波長偏移（ＦＭ変調）を検出する検出器である。検出部２１４は、検出結果を制御部３０へ通知する。

制御部３０は、トランスポンダＴにおける各種動作を制御する。具体的には、制御部３０は、ＦＭ変調部１０２におけるＦＭ変調のＯＮ／ＯＦＦ制御、可変波長光源１０５の波長制御、狭帯域可変波長フィルタ２１１のフィルタ制御などを行う。また、制御部３０は、検出部２１４の検出結果をもとに、光信号における波長偏移の有無、光信号の中心波長の検出（所定の波長からの長波長側または短波長側へのずれ方向の検出と、そのずれ量の検出）を行う。また、制御部３０は、ＦＭ変調部１０２におけるＦＭ変調のＯＮ／ＯＦＦ制御などにより、検出した光信号の中心波長に関する波長偏移情報を送信側へ出力する。また、制御部３０は、受信側より出力された波長偏移情報をもとに、可変波長光源１０５の波長を制御する。

ここで、光伝送システム１の受信側および送信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０の制御のもとで行われる動作を説明する。図５は、光伝送システム１の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図５に示す動作（Ｓ１〜Ｓ８）は、光信号における一つのチャンネル、サブキャリアに関するものであるが、複数のチャンネル、サブキャリアごとにＳ１〜Ｓ８の動作を繰り返し行ってもよい。

図５に示すように、受信側のトランスポンダＴでは、制御部３０の制御のもと、狭帯域可変波長フィルタ２１１の位置（フィルタ帯域）を設定する（Ｓ１）。具体的には、制御部３０は、光信号のチャンネル、サブキャリアにおける各波長に対応したデータベースを備えており、このデータベースに記録されている波長を基準として狭帯域可変波長フィルタ２１１のフィルタ帯域を掃引する。次いで、制御部３０は、フィルタ帯域の掃引波長に対し、ＰＤ２１２で測定される光信号の強度をプロットすることで、光信号のスペクトルにおけるエッジを検出する。次いで、制御部３０は、検出したエッジ位置にフィルタ帯域の中心波長を設定する。このフィルタ帯域の設定は、光信号のチャンネル、サブキャリアごとに、データベースに記録されている波長を基準として設定される。

図６は、フィルタの設定を説明する説明図である。図６において、主信号スペクトルＳＰ１は、基準波長λ１を中心とした光信号のスペクトルである。また、フィルタスペクトルＳＰ２は、狭帯域可変波長フィルタ２１１のフィルタ帯域を示すスペクトルである。また、出力グラフＧ１は、フィルタスペクトルＳＰ２を掃引した場合のＰＤ２１２の出力を示している。図６に示すように、制御部３０は、フィルタ帯域を掃引した場合の出力グラフＧ１をもとに、フィルタスペクトルＳＰ２が主信号スペクトルＳＰ１のエッジ位置となるように狭帯域可変波長フィルタ２１１の設定を行う。フィルタ帯域の設定後、受信側のトランスポンダＴは、制御部３０の制御のもと、ライトラベル（ＦＭ変調部１０２のＦＭ変調）によりフィルタ帯域が設定済みであることを送信側のトランスポンダＴへ通知する。なお、フィルタ帯域の設定は、図示例のように長波長側のエッジ位置だけでなく、短波長側のエッジ位置であってもよい。

送信側のトランスポンダＴでは、制御部３０の制御のもと、フィルタ帯域が設定済みであることの通知を受けて、ＦＭ変調部１０２におけるＦＭ変調をＯＮとし、光信号送信にＦＭ変調をかける（Ｓ２）。

受信側のトランスポンダＴでは、狭帯域可変波長フィルタ２１１を通過した光信号のパワー（強度）により波長ずれ（波長偏移）を検出部２１４が検出する（Ｓ３）。制御部３０は、検出部２１４の検出結果をもとに、光信号の中心波長に関する波長偏移情報を得る。

図７は、波長偏移情報の検出を説明する説明図である。図７に示すように、送信側のトランスポンダＴにおいて主信号１０１に周波数変調を重畳させた場合、変調度に応じて主信号スペクトルＳＰ１と、狭帯域可変波長フィルタ２１１のフィルタスペクトルＳＰ２とに重なりが生じる。具体的には、長波長側にΔｆで変調された主信号スペクトルＳＰ１’とフィルタスペクトルＳＰ２との間に重複した領域が生じる。ＰＤ２１２では、この重複した領域に応じた重複情報Ｉ１が得られる。

この重複情報Ｉ１は、フィルタスペクトルＳＰ２の中心波長を主信号スペクトルＳＰ１のエッジ位置としていることから、変調度に応じて敏感に変化する。また、重複情報Ｉ１は、変調方式・狭帯域可変波長フィルタ２１１のフィルタ形状により一意に決定されることから、主信号スペクトルＳＰ１の中心波長の偏移を示す情報である。例えば、送信側の光信号が波長偏移を持つ場合、重複情報Ｉ１に差が生じる。よって、重複情報Ｉ１と、所定の閾値とを比較することで、所定の閾値に対する重複情報Ｉ１の大小から光信号の波長偏移の方向（長波長側または短波長側）を求めることができる。また、所定の閾値と重複情報Ｉ１との差分から、光信号の中心波長が所定の中心波長からどの程度偏移しているかを示す偏移量を求めることができる。また、偏移量の大小により、所定の波長に対する光信号の中心波長のずれを高精度に求めることができる。

図８は、光源の波長が長波長側にずれている場合を説明する説明図である。図８に示すように、光信号の中心波長λ（λ＝Ａ）は、基準となる基準波長λ１に対して長波長側にΔｆ’ずれているものとする。このように、光信号の中心波長λが長波長側にずれている場合、ＦＭ変調による主信号スペクトルＳＰ１’と、狭帯域可変波長フィルタ２１１のフィルタスペクトルＳＰ２との重なりが大きくなる。

図９は、光源の波長が短波長側にずれている場合を説明する説明図である。図９に示すように、光信号の中心波長λ（λ＝Ａ）は、基準となる基準波長λ１に対して短波長側にΔｆ’’ずれているものとする。このように、光信号の中心波長λが短波長側にずれている場合、ＦＭ変調による主信号スペクトルＳＰ１’と、狭帯域可変波長フィルタ２１１のフィルタスペクトルＳＰ２との重なりが小さくなる。

次いで、受信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、所定の波長に対する中心波長の偏移方向および偏移量などの波長偏移情報を、ＦＭ変調部１０２のＦＭ変調で対向側（送信側）に送信する（Ｓ４）。送信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、ライトラベル受信部２０５において検出したＦＭ変調成分をもとに、受信側から送信された波長偏移情報を受信する（Ｓ５）。

次いで、送信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、受信した波長偏移情報をもとに、可変波長光源１０５の波長を補正する（Ｓ６）。具体的には、制御部３０は、波長偏移情報に含まれる中心波長の偏移方向および偏移量をもとに、光信号の中心波長が所定の基準波長となるように、可変波長光源１０５が発振する光の波長を調整する。

次いで、受信側のトランスポンダＴでは、波長補正後の光信号を受信する（Ｓ７）。この時、受信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、波長補正後の光信号における波長偏移情報を取得して、所定の基準波長に対する光信号の中心波長のずれを確認する。中心波長のずれが十分小さく、所定の閾値以内である場合、制御部３０は、送信側のＦＭ変調を止めるように、ＦＭ変調部１０２のＦＭ変調で対向側（送信側）に通知する。これにより、送信側のトランスポンダＴは、制御部３０の制御のもと、ＦＭ変調部１０２におけるＦＭ変調を止め、通常動作とする（Ｓ８）。また、中心波長のずれが大きく、所定の閾値より大きい場合、制御部３０は、Ｓ１に戻り、処理を繰り返す。

以上のように、送信側のトランスポンダＴは、制御部３０の制御のもと、送信する光信号の周波数を変化させるＦＭ変調部１０２を有する。また、受信側のトランスポンダＴは、受信した光信号の中から、所定の周波数帯域の光信号を通過させる狭帯域可変波長フィルタ２１１と、狭帯域可変波長フィルタ２１１を通過した光信号の強度を測定するＰＤ２１２とを有する。また、受信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、狭帯域可変波長フィルタ２１１が光信号を通過する帯域を光信号に対応する所定の周波数帯域に設定した状態で、光信号の周波数を変化させた際に測定された光信号の強度に基づいて、光信号の中心波長を検出する。また、受信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、検出された中心波長を示す波長偏移情報を送信側のトランスポンダＴへ出力する。そして、送信側のトランスポンダＴは、受信側のトランスポンダＴから出力された波長偏移情報をもとに可変波長光源１０５の波長を制御する。

これにより、光伝送システム１では、光信号の波長ずれを高精度に調整可能となる。例えば、狭帯域可変波長フィルタ２１１が光信号を通過する帯域を光信号のスペクトルにおけるエッジ位置とすることで、光信号のスペクトルが矩形形状に整形された場合であっても、波長偏移における光信号の強度変化を的確に捉えることができる。このため、所定の波長に対する光信号の中心波長のずれを高精度に求めることができ、光信号の波長ずれの高精度な調整が可能となる。

また、複数のチャンネル、サブキャリアごとにＳ１〜Ｓ８の動作を繰り返し行うことで、送信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、送信する光信号のチャンネルごとに異なる周波数で変化させる。そして、受信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、狭帯域可変波長フィルタ２１１が光信号を通過する帯域を光信号のチャンネルごとに設定した状態で、測定された光信号のチャンネルごとの強度に基づいて、光信号のチャンネルごとの中心波長を検出する。また、受信側のトランスポンダＴにおいて、制御部３０は、チャンネルごとに検出された波長偏移情報を送信側のトランスポンダＴへ出力する。そして、送信側のトランスポンダＴは、受信側のトランスポンダＴから出力されたチャンネルごとの波長偏移情報をもとに可変波長光源１０５の波長をチャンネルごとに制御する。これにより、各チャンネル、サブキャリアにおける光信号の波長ずれを高精度で調整することができ、チャンネル、サブキャリア間におけるクロストークを防止できる。

ここで、受信側のトランスポンダＴがＦＭ変調で波長偏移情報を送信し、送信側のトランスポンダＴが波長偏移情報をもとに光信号の中心波長を調整する場合の具体例を説明する。図１０は、ＦＭ変調で波長偏移情報を送信する場合を説明する説明図である。図示例では、トランスポンダＴ１を送信側、トランスポンダＴ３を受信側としている。

初期状態（Ｓ１１）では、トランスポンダＴ１の送信部１０において、可変波長光源１０５の波長を、ＷＤＭ回線に必要な所定の波長（中心波長）に設定しておく。この中心波長は、理想的には期待波長どおりとなるが、可変波長光源１０５の特性ばらつき等によってずれが生じる場合がある。この例では、中心波長は、ＷＤＭ回線の伝送において期待される期待波長からは短波長側に偏移しているものとする。なお、送信部１０において光信号にＦＭ変調をかけない場合を’０’制御、ＦＭ変調をかける場合を’１’制御と呼ぶものとする。

次いで、トランスポンダＴ１の送信部１０は、光信号にＦＭ変調をかけ、’１’制御とする（Ｓ１２）。’１’制御とすることで、光信号の中心波長が長波長側にずれる。このＦＭ変調はデジタル制御であるため、制御量と中心波長の移動量はロジカルに定義される。

次いで、トランスポンダＴ３の検出部２１４は、’１’制御時の光信号の強度を検出する（Ｓ１３）。光信号の中心波長が長波長側にずれている場合は、狭帯域可変波長フィルタ２１１を通過する光信号の強度が高くなる。また、光信号の中心波長が長波長側にずれている場合は、狭帯域可変波長フィルタ２１１を通過する光信号の強度が高くなる。高精度な狭帯域可変波長フィルタ２１１を用いることによる、狭帯域可変波長フィルタ２１１通過後の光信号の強度を測定することにより、波長偏移情報を検出することが可能となる。

次いで、トランスポンダＴ３の送信部１０は、ライトラベルによる情報送信で、検出した波長偏移情報をトランスポンダＴ１へ送信する（Ｓ１４）。具体的には、’０’、’１’制御のデジタル情報にて、波長偏移情報をトランスポンダＴ１へ送信する。

次いで、トランスポンダＴ１の制御部３０は、検出部２１４の検出結果をもとにライトラベルの情報を読み取る（Ｓ１５）。具体的には、検出部２１４は、フィルタ帯域を所定の帯域に設定し、トランスポンダＴ３の’０’、’１’制御に対応した光信号の強度を測定する。制御部３０は、トランスポンダＴ３の’０’、’１’制御に対応した光信号の強度を’０’、’１’のデジタル情報として読み取る。これにより、トランスポンダＴ１の制御部３０は、トランスポンダＴ１から送信された波長偏移情報を取得する。

次いで、トランスポンダＴ１の制御部３０は、トランスポンダＴ１から送信された波長偏移情報をもとに、可変波長光源１０５の波長を期待波長に近づけるように、可変波長光源１０５の波長制御量を反映する（Ｓ１６）。

なお、トランスポンダＴ間における波長偏移情報の送信は、上述したＦＭ変調だけでなく、ＯＳＣ（Optical Service Channel）信号に含めて送信するものであってもよい。図１１は、ＯＳＣ信号で波長偏移情報を送信する場合を説明する説明図である。図示例では、トランスポンダＴ１を送信側、トランスポンダＴ３を受信側としている。また、トランスポンダＴ１、Ｔ３は、ＯＳＣ信号の送受信を行うＯＳＣユニット５０を有する。

図１１に示すように、Ｓ２１〜Ｓ２３までの処理は、図１０を参照して説明したＳ１１〜Ｓ１３までの処理と同様である。

Ｓ２３に次いで、トランスポンダＴ３のＯＳＣユニット５０は、ＯＳＣ信号による情報送信で、検出した波長偏移情報をトランスポンダＴ１へ送信する（Ｓ２４）。具体的には、ＯＳＣユニット５０は、波長偏移情報をＯＳＣ信号に含めるエンコード処理を行ってトランスポンダＴ１へ送信する。次いで、トランスポンダＴ１のＯＳＣユニット５０は、ＯＳＣ信号を抽出し、抽出したＯＳＣ信号のデコード処理を行って波長偏移情報を取得する（Ｓ２５）。

次いで、トランスポンダＴ１の制御部３０は、トランスポンダＴ１から送信された波長偏移情報をもとに、可変波長光源１０５の波長を期待波長に近づけるように、可変波長光源１０５の波長制御量を反映する（Ｓ２６）。

（変形例）
狭帯域可変波長フィルタ２１１が設定するフィルタ帯域には、狭帯域可変波長フィルタ２１１の個体差に起因して、通過幅、波長設定確度に誤差を有する場合がある。よって、変形例では、一つの送信部１０（例えば、Ｔｘ１）が送信する光信号を複数の受信部２０（Ｒｘ１、Ｒｘ２…）で受信し、複数の受信部２０からの波長偏移情報の平均をもとに、送信部１０の設定を行う光伝送システムを例示する。

図１２は、変形例にかかる光伝送システム１ａの構成を例示するブロック図である。図１２に示すように、光伝送システム１ａでは、複数の送信部１０（Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、Ｔｘ４）からの光信号（λ１、λ２、λ３、λ４）が光合波器Ｌ３により合波されて伝送される。そして、合波された光信号（λ１、λ２、λ３、λ４）は、光カプラＬ４の分岐により複数の受信部２０（Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３、Ｒｘ４）で受信される。このため、複数の受信部２０（Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３、Ｒｘ４）では、一つの送信部１０（Ｔｘ１）の光信号（λ１）を受信することができる。

図１３は、変形例にかかる光伝送システムの平均化を説明する説明図である。図１３に示すように、複数の受信部２０（Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３、Ｒｘ４）のそれぞれは、図５に例示した受信側のトランスポンダＴにおける動作（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ７）により、光信号（λ１）の偏移（Δλ１、Δλ２、Δλ３、Δλ４）を得る。そして、各々が得た光信号の偏移（Δλ１〜Δλ４）を示す波長偏移情報Ｉ２をＴｘ１へ送信する。Ｔｘ１では、Ｒｘ１〜Ｒｘ４からの波長偏移情報Ｉ２をもとに、平均化処理（平均値＝（Δλ１＋Δλ２＋Δλ３＋Δλ４）／４）を行う。そして、得られた平均値をもとに、制御部３０は、可変波長光源１０５の波長を制御する。これにより、光伝送システム１ａでは、受信側の狭帯域可変波長フィルタ２１１の個体差に起因する誤差を軽減することができる。

以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）光信号を送信する送信装置と、前記光信号を受信する受信装置とを含む光伝送システムであって、
前記送信装置は、
前記光信号の周波数を変化させる変調部を有し、
前記受信装置は、
前記受信した光信号の中から、所定の周波数帯域の光信号を通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した光信号の強度を測定する測定部と、
前記フィルタ部が前記光信号を通過する帯域を前記光信号に対応する所定の周波数帯域に設定した状態で、前記光信号の周波数を変化させた際に測定された光信号の強度に基づいて、前記光信号の中心波長を検出する検出部と、
前記検出された中心波長を示す情報を前記送信装置へ出力する出力部と、を有し、
前記送信装置は前記受信装置から出力された情報をもとに前記光信号の波長を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。

（付記２）前記変調部は、前記光信号のチャンネルごとに異なる周波数で変化させ、
前記検出部は、前記フィルタ部が前記光信号を通過する帯域を前記光信号のチャンネルごとに設定した状態で、前記測定された光信号のチャンネルごとの強度に基づいて、前記光信号のチャンネルごとの前記中心波長を検出する
ことを特徴とする付記１に記載の光伝送システム。

（付記３）前記フィルタ部は、前記検出部が前記光の中心波長を検出する際に、前記光信号の周波数スペクトルのエッジ位置に対応した周波数帯域に前記光信号を通過する帯域を設定する
ことを特徴とする付記１又は付記２に記載の光伝送システム。

（付記４）前記検出部は、予め設定された設定値に対する前記測定された光信号の強度の大小に基づいて、前記光信号の中心波長における、所定の波長からのずれ方向を検出する
ことを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか一つに記載の光伝送システム。

（付記５）前記検出部は、予め設定された設定値と、前記測定された光信号の強度との差分に基づいて、前記光信号の中心波長における、所定の波長からのずれ量を検出する
ことを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか一つに記載の光伝送システム。

（付記６）前記出力部は、前記検出された中心波長を示す情報を、前記送信装置へ出力する光信号の周波数を変化させて当該送信装置へ出力する
ことを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか一つに記載の光伝送システム。

（付記７）前記出力部は、前記検出された中止波長を示す情報を、前記送信装置へ出力するＯＳＣ（Optical Service Channel）信号に含めて当該送信装置へ出力する
ことを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか一つに記載の光伝送システム。

（付記８）前記送信装置は、当該送信装置が送信する光信号を受信する複数の前記受信装置から出力された情報の平均をもとに、前記光信号の波長を制御する
ことを特徴とする付記１乃至付記７のいずれか一つに記載の光伝送システム。

（付記９）光信号を送受信する光伝送装置であって、
前記受信した光信号の中から、所定の周波数帯域の光信号を通過させるフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した光信号の強度を測定する測定部と、
前記フィルタ部が前記光信号を通過する帯域を前記受信した光信号に対応する所定の周波数帯域に設定した状態で、前記受信した光信号の周波数が変化した際に測定された光信号の強度に基づいて、前記受信した光信号の中心波長を検出する検出部と、
前記検出された中心波長を示す情報を前記受信した光信号の送信装置へ出力する出力部と、
前記送信する光信号の周波数を変化させた際に当該光信号の受信装置より出力された前記中心波長を示す情報をもとに、前記送信する光信号の波長を制御する制御部と
を有することを特徴とする光伝送装置。

（付記１０）前記検出部は、前記フィルタ部が前記光信号を通過する帯域を前記光信号のチャンネルごとに設定した状態で、前記測定された光信号のチャンネルごとの強度に基づいて、前記光信号のチャンネルごとの前記中心波長を検出する
ことを特徴とする付記９に記載の光伝送装置。

（付記１１）前記フィルタ部は、前記検出部が前記光の中心波長を検出する際に、前記光信号の周波数スペクトルのエッジ位置に対応した周波数帯域に前記光信号を通過する帯域を設定する
ことを特徴とする付記９又は付記１０に記載の光伝送装置。

（付記１２）前記検出部は、予め設定された設定値に対する前記測定された光信号の強度の大小に基づいて、前記光信号の中心波長における、所定の波長からのずれ方向を検出する
ことを特徴とする付記９乃至付記１１のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記１３）前記検出部は、予め設定された設定値と、前記測定された光信号の強度との差分に基づいて、前記光信号の中心波長における、所定の波長からのずれ量を検出する
ことを特徴とする付記９乃至付記１２のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記１４）前記出力部は、前記検出された中心波長を示す情報を、前記送信装置へ出力する光信号の周波数を変化させて当該送信装置へ出力する
ことを特徴とする付記９乃至付記１３のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記１５）前記出力部は、前記検出された中止波長を示す情報を、前記送信装置へ出力するＯＳＣ（Optical Service Channel）信号に含めて当該送信装置へ出力する
ことを特徴とする付記９乃至付記１３のいずれか一つに記載の光伝送装置。

（付記１６）前記制御部は、自装置が送信する光信号を受信する複数の前記受信装置から出力された情報の平均をもとに、前記光信号の波長を制御する
ことを特徴とする付記９乃至付記１５のいずれか一つに記載の光伝送装置。

１、１ａ…光伝送システム
１０…送信部
２０…受信部
３０…制御部
４０…伝送路
５０…ＯＳＣユニット
１０２…ＦＭ変調部
１０５、２０２…可変波長光源
２０１…光カプラ
２０３…光受信器
２０４…ＡＤＣ／ＤＳＰ
２０５…ライトラベル受信部
２１１…狭帯域可変波長フィルタ
２１２…ＰＤ
２１３…ＡＤＣ
２１４…検出部
Ｇ１…出力グラフ
Ｉ１…重複情報
Ｉ２…波長偏移情報
Ｌ１…光波長多重
Ｌ２…光波長分離
Ｌ３…光合波器
Ｌ４…光カプラ
ＳＰ１、ＳＰ１’…主信号スペクトル
ＳＰ２…フィルタスペクトル
Ｔ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４…トランスポンダ
λ…中心波長
λ１…基準波長

Claims (9)

1. 光信号を送信する送信装置と、前記光信号を受信する受信装置とを含む光伝送システムであって、
   前記送信装置は、
   前記光信号の周波数を変化させる変調部を有し、
   前記受信装置は、
   前記受信した光信号の中から、所定の周波数帯域の光信号を通過させるフィルタ部と、
   前記フィルタ部を通過した光信号の強度を測定する測定部と、
   前記フィルタ部が前記光信号を通過する帯域を前記光信号に対応する所定の周波数帯域に設定した状態で、前記光信号の周波数を変化させた際に測定された光信号の強度に基づいて、前記光信号の中心波長を検出する検出部と、
   前記検出された中心波長を示す情報を前記送信装置へ出力する出力部と、を有し、
   前記送信装置は前記受信装置から出力された情報をもとに前記光信号の波長を制御する
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 前記変調部は、前記光信号のチャンネルごとに異なる周波数で変化させ、
   前記検出部は、前記フィルタ部が前記光信号を通過する帯域を前記光信号のチャンネルごとに設定した状態で、前記測定された光信号のチャンネルごとの強度に基づいて、前記光信号のチャンネルごとの前記中心波長を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。
3. 前記フィルタ部は、前記検出部が前記光信号の中心波長を検出する際に、前記光信号の周波数スペクトルのエッジ位置に対応した周波数帯域に前記光信号を通過する帯域を設定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光伝送システム。
4. 前記検出部は、予め設定された設定値に対する前記測定された光信号の強度の大小に基づいて、前記光信号の中心波長における、所定の波長からのずれ方向を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光伝送システム。
5. 前記検出部は、予め設定された設定値と、前記測定された光信号の強度との差分に基づいて、前記光信号の中心波長における、所定の波長からのずれ量を検出する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光伝送システム。
6. 前記出力部は、前記検出された中心波長を示す情報を、前記送信装置へ出力する光信号の周波数を変化させて当該送信装置へ出力する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光伝送システム。
7. 前記出力部は、前記検出された中心波長を示す情報を、前記送信装置へ出力するＯＳＣ（Optical Service Channel）信号に含めて当該送信装置へ出力する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光伝送システム。
8. 前記送信装置は、当該送信装置が送信する光信号を受信する複数の前記受信装置から出力された情報の平均をもとに、前記光信号の波長を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光伝送システム。
9. 光信号を送受信する光伝送装置であって、
   前記受信した光信号の中から、所定の周波数帯域の光信号を通過させるフィルタ部と、
   前記フィルタ部を通過した光信号の強度を測定する測定部と、
   前記フィルタ部が前記光信号を通過する帯域を前記受信した光信号に対応する所定の周波数帯域に設定した状態で、前記受信した光信号の周波数が変化した際に測定された光信号の強度に基づいて、前記受信した光信号の中心波長を検出する検出部と、
   前記検出された中心波長を示す情報を前記受信した光信号の送信装置へ出力する出力部と、
   前記送信する光信号の周波数を変化させた際に当該光信号の受信装置より出力された前記中心波長を示す情報をもとに、前記送信する光信号の波長を制御する制御部と
   を有することを特徴とする光伝送装置。

Images