JP6525294B1 - 光分岐挿入装置、光通信システム及び光分岐挿入装置の制御方法 - Google Patents

光分岐挿入装置、光通信システム及び光分岐挿入装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】波長多重光通信におけるセキュリティを簡素な構成にて確保できる光分岐挿入装置、光通信システム及び光分岐挿入装置の制御方法を提供する。【解決手段】カプラ１１は、伝送路ＴＬ１１を通じて入力する光信号Ｔ１と光信号Ｂ１とを含む波長多重光信号Ｓ１を分岐する。波長選択部１３は、カプラ１１で分岐された波長多重光信号Ｓ１２が入力され、かつ、光信号Ｔ１と同じ帯域のダミー光信号ＴＤと光信号Ｂ１と同じ帯域の光信号Ｂ２とを波長多重光信号Ｓ３とが伝送路ＢＬ２を介して入力され、光信号Ｔ１と光信号Ｂ２とを含む波長多重光信号Ｓ４を伝送路ＴＬ１２へ出力し、ダミー光信号ＴＤを出力する。カプラ１２は、カプラ１１で分岐された波長多重光信号Ｓ１１と、波長選択部１３から出力されたダミー光信号ＴＤと、を合波した波長多重光信号Ｓ２を伝送路ＢＬ１へ出力する。【選択図】図３

Description

本発明は、光分岐挿入装置、光通信システム及び光分岐挿入装置の制御方法に関する。
光海底ケーブルシステムなどの長距離光通信システムでは、大容量通信を実現するため、異なる波長の光信号を多重化して伝送する波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）方式が用いられている。
ＷＤＭ通信システムでは、送信側の光終端装置と受信側の光終端装置との間に設けられた光増幅中継器や光分岐挿入装置(ＯＡＤＭ：Optical Add and Drop Multiplexer)などにより、波長多重光信号が伝送される。光増幅中継器は、伝送される波長多重光信号の減衰を補償するため、送信側の光終端装置と受信側の光終端装置との間に一定間隔で配置される。光分岐挿入装置は、光信号の分岐及び挿入を行うノードに配置され、波長単位で光信号の挿入（Ａｄｄ）及び分岐（Ｄｒｏｐ）を行うものである。
光増幅中継器としては、光信号のパワーを増幅可能な光直接増幅装置(以下、光増幅器と称する)が一般的に用いられる。ＷＤＭ通信システムでは、信号波長の信号対雑音比(以下ＳＮ比)の確保が重要である。そのため、波長多重光信号に含まれる複数の帯域の光信号のパワーの総和が一定に保たれるように光増幅器が制御される。しかし、個々の帯域の光信号のパワーの制御は行われない。よって、ＷＤＭ通信システムでは、信号光波長とは異なる波長のダミー光を波長多重光信号に含めることで、複数帯域の光信号のパワーバランスを保ちつつ、波長多重光信号のパワーの総和を一定に保っている。
海底通信用のＷＤＭ通信システムでは、複数の国や企業がコンソーシアムを組み、波長多重光信号の帯域をそれぞれで分け合うネットワークが構成される。そのため、光信号を分配するために光分岐挿入装置が設けられる。光分岐挿入装置は波長多重光信号を主伝送路と分岐伝送路とに分岐するが、分岐伝送路へ分岐された波長多重光信号には、分岐伝送路上には存在しない拠点向けの波長の光信号が含まれる。そのため、分岐伝送路上には存在しない拠点向けの光信号が分岐伝送路上の第三者に受信されるリスクが存在する。光信号が第三者に受信されると、盗聴や情報漏えいといったセキュリティ上の問題が生じてしまう。
こうしたセキュリティ上の問題を解決するため、セキュリティ対策が施された光分岐挿入装置が提案されている（特許文献１及び２）。この光分岐挿入装置は、入力された波長多重光信号を主伝送路と分岐伝送路とへ分岐し、分岐伝送路へ分岐された波長多重光信号を主伝送路向けの波長の光信号と分岐伝送路向けの波長の光信号とに分離する。そして、主伝送路向けの波長の光信号に偏波回転を加え、偏波回転後の主伝送路向けの波長の光信号と分岐伝送路向けの光信号とを合波する。合波して得られた波長多重光信号は、分岐伝送路に出力される。本構成では、主伝送路向けの波長の光信号は偏波回転によって受信不可能なレベルにまで劣化するので、分岐伝送路上の第三者が主伝送路向けの波長の光信号を受信することはできない。
また、波長多重光信号から分岐伝送路向けではない波長の光信号をフィルタによって除去する光分岐挿入装置が提案されている（特許文献３）。この光分岐挿入装置では、入力された波長多重光信号を、第１の３ポートフィルタによって主伝送路向けの波長の光信号と分岐伝送路向けの波長の光信号とに分離する。また、分岐伝送路を介して受け取った波長多重光信号を、第２の３ポートフィルタによって主伝送路向けの波長の光信号とそれ以外の波長の光信号とに分離する。第１の３ポートフィルタで分離された分岐伝送路向けの波長の光信号と、第２の３ポートフィルタで分離された主伝送路向けではない波長の光信号とはカプラで合波され、合波して得られた波長多重光信号が分岐伝送路に出力される。本構成では、主伝送路向けの波長の光信号は、予め分離されて分岐伝送路に出力されないので、分岐伝送路上の第三者が主伝送路向けの波長の光信号を受信することはできない。
特開２０１６−０６６９３５号公報 特開２０１６−２０８４０７号公報 特許第５８４０１４１号公報
ＷＤＭ通信システムでは、運用上の観点から、敷設後の光分岐挿入装置の修理や調整の負担を抑制することが求められる。例えば、海底に敷設される光分岐挿入装置は、敷設後の修理が困難であるため、高い信頼性が求められる。また、光分岐挿入装置は複数台がケーブルで連結され、ケーブルを介して給電される。そのため、光分岐挿入装置１つあたりの消費電力を低減することも求められる。以上より、光分岐挿入装置の故障率及び消費電力を低減するために、搭載される部品数を削減することが望ましい。
これに対し、特許文献１及び２の光分岐挿入装置では、光信号のセキュリティを確保するために、波長分離用の部品、偏波回転用の部品及び合波用の部品が必要となる。また、波長分離用の部品、偏波回転用の部品及び合波用の部品のそれぞれは、複数の部品で構成されることもある。そのため、特許文献１及び２の光分岐挿入装置を実現するためには、３つ以上の部品を追加しなければならない。
特許文献３の光分岐挿入装置では、光信号のセキュリティを確保するために、２つの３ポートフィルタと１つのカプラとが必要となる。一般的な光挿入分離装置では、主伝送路を介して受け取った波長多重光信号をカプラによって主伝送路向けの波長の光信号と分岐伝送路向けの波長の光信号とに分離する。つまり、特許文献３の光分岐挿入装置を実現するためには、一般的な光挿入分離装置と比べ、少なくとも２つの３ポートフィルタが追加されることとなる。
つまり、特許文献１〜３の光分岐挿入装置では、光信号のセキュリティを確保するために、複数の部品を追加する必要があり、搭載部品の削減が困難である。また、光ファイバで接続される光部品数が多くなると光信号のロスも大きくなってしまう。ロスを補償するために光信号を増幅すると、消費電力が増大してしまう。
本発明は上記の事情に鑑みて成されたものであり、本発明は、波長多重光通信におけるセキュリティを簡素な構成にて確保できる光分岐挿入装置、光通信システム及び光分岐挿入装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様である光分岐挿入装置は、第１の伝送路を介して入力される第１の光信号と前記第１の光信号と異なる帯域の第２の光信号とを含む第１の波長多重光信号を分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐された一方の前記第１の波長多重光信号が入力され、かつ、前記第１の光信号と同じ帯域の第３の光信号と前記第２の光信号と同じ帯域の第４の光信号とを含む第２の波長多重光信号が第２の伝送路を介して入力され、前記第１の光信号と前記第４の光信号とを含む第３の波長多重光信号を第３の伝送路へ出力し、前記第３の光信号を出力する波長選択部と、前記分岐部で分岐された他方の前記第１の波長多重光信号と、前記波長選択部から出力された前記第３の光信号と、を含む第４の波長多重光信号を第４の伝送路へ出力する合波部と、を有するものである。
本発明の一態様である光通信システムは、光分岐挿入装置と、第１の光信号と前記第１の光信号と異なる帯域の第２の光信号とを含む第１の波長多重光信号を、第１の伝送路を介して前記光分岐挿入装置へ出力する第１の光終端装置と、第３の伝送路を介して、前記光分岐挿入装置から第３の波長多重光信号が入力される第２の光終端装置と、前記第１の光信号と同じ帯域の第３の光信号と前記第２の光信号と同じ帯域の第４の光信号とを含む第２の波長多重光信号を、第２の伝送路を介して前記光分岐挿入装置へ出力し、かつ、第４の伝送路を介して、前記光分岐挿入装置から第４の波長多重光信号が入力される第３の光終端装置と、を有し、前記光分岐挿入装置は、前記第１の波長多重光信号を分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐された一方の前記第１の波長多重光信号と前記第２の波長多重光信号とが入力され、前記第１の光信号と前記第４の光信号とを含む第３の波長多重光信号を前記第３の伝送路へ出力し、かつ、前記第３の光信号を出力する波長選択部と、前記分岐部で分岐された他方の前記第１の波長多重光信号と、前記波長選択部から出力された前記第３の光信号と、を含む前記第４の波長多重光信号を前記第４の伝送路へ出力する合波部と、を有するものである。
本発明の一態様である光分岐挿入装置の制御方法は、第１の伝送路を介して入力する第１の光信号と前記第１の光信号と異なる帯域の第２の光信号とを含む第１の波長多重光信号を分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐された一方の前記第１の波長多重光信号が入力され、かつ、前記第１の光信号と同じ帯域の第３の光信号と前記第２の光信号と同じ帯域の第４の光信号とを含む第２の波長多重光信号が第２の伝送路を介して入力される波長選択部と、前記分岐部で分岐された他方の前記第１の波長多重光信号と、前記波長選択部から出力された前記第３の光信号と、を含む第４の波長多重光信号を第４の伝送路へ出力する合波部と、を備える光分岐挿入装置において、前記第１の光信号と前記第４の光信号とを含む第３の波長多重光信号を第３の伝送路へ出力し、前記第３の光信号を前記合波部へ出力するように、前記波長選択部を制御するものである。
本発明によれば、波長多重光通信におけるセキュリティを簡素な構成にて確保できる光分岐挿入装置、光通信システム及び光分岐挿入装置の制御方法を提供することができる。
実施の形態１にかかる光通信システムの構成例を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかる光通信システムでの光信号の伝送を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかる光分岐挿入装置の構成を模式的に示す図である。 実施の形態１にかかる光分岐挿入装置の変形例の構成を模式的に示す図である。 実施の形態２にかかる光分岐挿入装置の構成を模式的に示す図である。 実施の形態２にかかる波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）の構成を模式的に示す図である。
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に、実施の形態１にかかる光通信システム１０００の構成例を模式的に示す。この例では、光通信システム１０００は、光終端装置１〜３、光中継増幅器４、光ファイバ５及び光分岐挿入装置１００を有する。
光終端装置１（第１の光終端装置とも称する）と光終端装置２（第２の光終端装置とも称する）との間で光信号を伝送する伝送路を、主伝送路と称する。光終端装置１と光終端装置２との間には、光ファイバ５で接続された光中継増幅器４及び光分岐挿入装置１００が設けられる。ここでは、説明の簡略化のため、１つの光分岐挿入装置１００を表示しているが、光分岐挿入装置１００は１つに限られない。主伝送路は、伝送路ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ２１及びＴＬ２２を含む。伝送路ＴＬ１１は、光終端装置１から光分岐挿入装置１００へ光信号を伝送する伝送路である。伝送路ＴＬ１２は、光分岐挿入装置１００から光終端装置２へ光信号を伝送する伝送路である。伝送路ＴＬ２１は、光終端装置２から光分岐挿入装置１００へ光信号を伝送する伝送路である。伝送路ＴＬ２２は、光分岐挿入装置１００から光終端装置１へ光信号を伝送する伝送路である。ここでは、伝送路ＴＬ１１を第１の伝送路とも称し、伝送路ＴＬ１２を第３の伝送路とも称する。
伝送により減衰した光信号を増幅するため、光終端装置１と光分岐挿入装置１００との間には、１以上の光中継増幅器４が設けられる。同様に、光終端装置２と光分岐挿入装置１００との間にも、１つ以上の光中継増幅器４が設けられる。
光終端装置３（第３の光終端装置とも称する）と光分岐挿入装置１００との間で光信号伝送する伝送路を、分岐伝送路と称する。分岐伝送路は、光分岐挿入装置１００から光終端装置３へ光信号を伝送する伝送路ＢＬ１と、光終端装置３から光分岐挿入装置１００へ光信号を伝送する伝送路ＢＬ２とを含む。ここでは、伝送路ＢＬ１を第４の伝送路とも称し、伝送路ＢＬ２を第２の伝送路とも称する。分岐伝送路では、減衰した光信号を増幅するため、光終端装置３と光分岐挿入装置１００との間に光ファイバ５で接続された１以上の光中継増幅器４が設けられる。
次いで、光通信システム１０００の動作の概要を説明する。ここでは、光終端装置１から伝送路ＴＬ１１を介して光分岐挿入装置１００へ波長多重光信号が出力される例について説明する。図２に、実施の形態１にかかる光通信システム１０００での光信号の伝送を模式的に示す。図３に、実施の形態１にかかる光分岐挿入装置１００の構成を模式的に示す。光分岐挿入装置１００は、カプラ１１及び１２と、波長選択部１３とを有する。
この例では、主伝送路の光終端装置の間では、帯域Ｔの光信号を用いた通信が行われる。主伝送路の光終端装置１及び２の一方又は双方と、分岐伝送路の光終端装置３との間では、帯域Ｂの光信号を用いた通信が行われる。
図１及び２に示すように、光終端装置１が光分岐挿入装置１００へ出力する波長多重光信号Ｓ１（第１の波長多重光信号とも称する）は、帯域Ｔの光信号Ｔ１（第１の光信号とも称する）及び帯域Ｂの光信号Ｂ１（第２の光信号とも称する）を含む。また、光終端装置３が光分岐挿入装置１００へ出力する波長多重光信号Ｓ３（第２の波長多重光信号とも称する）は、帯域Ｔのダミー光信号ＴＤ（第３の光信号とも称する）及び帯域Ｂの光信号Ｂ２（第４の光信号とも称する）を含む。光信号Ｂ１と光信号Ｂ２とは異なる光信号である。ダミー光信号ＴＤは、帯域Ｔの波長を有する無変調の連続光である。ダミー光信号ＴＤは、例えばレーザ光源から連続的に出力される自然放射増幅（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）光であってもよい。
カプラ１１には、波長多重光信号Ｓ１が入力する。カプラ１１は伝送路ＴＬ１１から伝送路ＢＬ１へ、波長多重光信号Ｓ１をドロップ（ＤＲＯＰ）する。具体的には、カプラ１１は、波長多重光信号Ｓ１を波長多重光信号Ｓ１１と波長多重光信号Ｓ１２とに分岐する。波長多重光信号Ｓ１１はカプラ１２へ出力され、波長多重光信号Ｓ１２は波長選択部１３へ出力される。ここでは、カプラ１１を分岐部とも称する。
波長選択部１３には、波長多重光信号Ｓ１２と波長多重光信号Ｓ３とが入力する。波長選択部１３は、波長多重光信号Ｓ３に含まれる光信号を、伝送路ＴＬ１２によって伝送される波長多重光信号に合波する。具体的には、波長選択部１３は、波長多重光信号Ｓ１２に含まれる光信号Ｔ１と光信号Ｂ１とを分離する。また、波長選択部１３は、波長多重光信号Ｓ３に含まれるダミー光信号ＴＤと光信号Ｂ２とを分離する。そして、波長選択部１３は、分離した光信号Ｔ１と光信号Ｂ２とを合波し、合波した光信号を波長多重光信号Ｓ４（第３の波長多重光信号とも称する）として、光終端装置２へ出力する。
光終端装置２は、波長多重光信号Ｓ４に含まれる特定の帯域の光信号、例えば帯域Ｔの光信号Ｔ１を受信し、その他の帯域の光信号を他の光終端装置や光分岐挿入装置へ転送してもよい。また、光終端装置２は、波長多重光信号Ｓ４を受信することなく、他の光終端装置や光分岐挿入装置へ転送してもよい。
また、波長選択部１３は、分離したダミー光信号ＴＤをカプラ１２へ出力する。カプラ１２は、カプラ１１が出力した波長多重光信号Ｓ１１と波長選択部１３が出力したダミー光信号ＴＤとを合波し、合波した光信号を波長多重光信号Ｓ２と（第４の波長多重光信号とも称する）して、光終端装置３へ出力する。ここでは、カプラ１２を合波部とも称する。
光終端装置３は、波長多重光信号Ｓ２に含まれる帯域Ｂの光信号Ｂ１を受信する。光終端装置３は、波長多重光信号Ｓ２に含まれる帯域の光信号のうち、一部の帯域又は全ての帯域の光信号を他の光終端装置や光分岐挿入装置へ転送してもよい。
上述したように、光終端装置３は、ダミー光信号ＴＤと帯域Ｂの光信号Ｂ２とを含む波長多重光信号Ｓ３を光分岐挿入装置１００へ出力する。光終端装置３は、例えばレーザ光源を有しており、レーザ光源から発生するＡＳＥ光をダミー光信号ＴＤとして出力してもよい。光終端装置３は、データ信号に基づいて変調した光信号を光信号Ｂ２として出力してもよい。また、光終端装置３は、ダミー光信号ＴＤ及び光信号Ｂ２の一方又は両方を、他の光終端装置や光分岐挿入装置から受け取り、光分岐挿入装置１００へ転送してもよい。
上述したように、帯域Ｔの光信号Ｔ１は主伝送路の通信で用いられるものである。そのため、分岐伝送路宛てではない光信号Ｔ１が光終端装置３へ伝送されてしまうと、光終端装置３における光信号Ｔ１のセキュリティが確保できないおそれがある。換言すれば、光終端装置３は、光信号Ｔ１を受け取る対象でないにもかかわらず、光信号Ｔ１を復号し得るおそれがある。そのため、情報漏洩や盗聴のなどのセキュリティ上の問題が生じ得る。
これに対し、本構成では、波長多重光信号Ｓ１１とダミー光信号ＴＤとが合波される。よって、波長多重光信号Ｓ２の帯域Ｔでは、光信号Ｔ１とダミー光信号ＴＤとが重ね合わされる。これにより、光終端装置３が帯域Ｔの光信号を復号できないように、帯域Ｔの光信号のＳ／Ｎ比を小さくして信号品質を劣化させることが可能となる。その結果、分岐伝送路の光終端装置３が主伝送路の通信で用いられる帯域Ｔの光信号を受け取った場合でも、光終端装置３における帯域Ｔの光信号のセキュリティを確保することが可能となる。
また、ダミー光信号ＴＤは、伝送路ＢＬ２の光中継増幅器４が正常に動作するように、波長多重光信号Ｓ３の光パワーを確保するために必要なダミー光である。本構成では、ダミー光として用いられるダミー光信号ＴＤを波長選択部１３によってカプラ１２に転送している。よって、波長多重光信号Ｓ１１に合波するダミー光信号ＴＤを発生させる光源などの追加部品を要することなく、ダミー光信号ＴＤの経路を変更するだけで上述のセキュリティを確保することができる。ダミー光信号ＴＤの経路は、波長選択部１３の設定を変更することで実現可能であるので、容易に光信号Ｔ１のセキュリティを確保できることが理解できる。
これにより、光ファイバで接続する部品数を抑制できるので、光分岐挿入装置内部での光信号のロスを低減できる。その結果、波長多重光信号の増幅に要する消費電力を低減することが可能となる。
これに対し、上述の特許文献にかかる光分岐挿入装置では、光信号を分岐伝送路へドロップする部品と、分岐伝送路からの光信号をアドする部品とが設けられている。そのため、例えば帯域Ｔと帯域Ｂの帯域比率を変更する場合、少なくとも２つの波長分離挿入モジュールを制御する必要があるため、制御動作が複雑化してしまう。また、例えば制御のミスによって一方の波長分離挿入モジュールのみの設定を変更してしまった場合、光信号の伝送に異常が生じてしまう。しかし、本構成では、波長選択部１３を制御するのみでセキュリティ確保を実現できる。その結果、制御動作を簡素化することでき、かつ、上述した異常の発生を防止することができる。
なお、セキュリティを確保する必要がある光信号の帯域が帯域Ｔから他の帯域に変更されたとしても、光終端装置３が出力するダミー光信号の帯域及び他の帯域の光に変更し、かつ、波長選択部１３の設定を変更することで波長選択部１３からカプラ１２へ出力されるダミー光信号の帯域を変更すればよい。これにより、任意の帯域の光信号が分岐伝送路の光終端装置に伝送されても、光信号のセキュリティを確保することが可能となる。
図４に、実施の形態１にかかる光分岐挿入装置１００の変形例である光分岐挿入装置１０１の構成を模式的に示す。光分岐挿入装置１０１は、光分岐挿入装置１００に制御部１４を追加した構成を有する。制御部１４は、外部の装置から与えられる指令信号ＩＮＳに応じて、制御信号ＣＯＮを波長選択部１３に与えることで、波長選択部１３の設定を制御する。これにより、帯域Ｔ及び帯域Ｂの一方又は両方が他の帯域へ変更されても、制御部１４が波長選択部１３を制御することで、セキュリティを確保しつつ、主伝送路及び分岐伝送路での光信号の伝送を行うことが可能である。
指令信号ＩＮＳは、光終端装置１から出力された電気信号であってもよい。この場合、指令信号ＩＮＳは、伝送路ＴＬ１１に設けられた電気配線を介して、制御部１４に入力する。
光終端装置１は、制御部１４への指示を含む情報を示す光信号として出力してもよい。この場合、制御部１４は、内部に設けられた光受信部で制御部１４への指示を含む情報を示す光信号を電気信号である指令信号ＩＮＳに変換し、指令信号ＩＮＳに応じて制御信号ＣＯＮを生成してもよい。また、制御部１４への指示を含む情報を示す光信号を、制御部１４とは別に設けられた光受信部で電気信号に変換し、変換した電気信号を指令信号ＩＮＳとして制御部１４に与えてもよい。
実施の形態２
実施の形態２にかかる光分岐挿入装置２００について説明する。光分岐挿入装置２００は、波長選択部として、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）を用いている。図５に、実施の形態２にかかる光分岐挿入装置２００の構成を模式的に示す。光分岐挿入装置２００は、実施の形態１にかかる光分岐挿入装置１００の波長選択部１３をＷＳＳ２３に置き換えた構成を有する。
ＷＳＳ２３は、少なくとも３つの入力ポートと、少なくとも１つの出力ポートＯＵＴと、を有するＷＳＳとして構成される。本実施の形態では、ＷＳＳ２３は、３つの入力ポートＩＮ１〜ＩＮ３と、１つの出力ポートを有する。
入力ポートＩＮ１（第１の入力ポートとも称する）には、光信号Ｔ１と光信号Ｂ１とを含む波長多重光信号Ｓ１２が入力する。入力ポートＩＮ２（第２の入力ポートとも称する）には、ダミー光信号ＴＤと光信号Ｂ２とを含む波長多重光信号Ｓ３が入力する。
出力ポートＯＵＴからは、光信号Ｔ１と光信号Ｂ２とを含む波長多重光信号Ｓ４が出力される。波長多重光信号Ｓ３から分離されたダミー光信号ＴＤは、ＷＳＳ２３の内部で入力ポートＩＮ３（第３の入力ポートとも称する）に導かれ、入力ポートＩＮ３からカプラ１２へ出力される。
以下、ＷＳＳ２３の構成について説明する。図６に、実施の形態２にかかるＷＳＳ２３の構成を模式的に示す。ＷＳＳ２３は、回折格子２３Ａ、レンズ２３Ｂ及び偏向ミラー２３Ｃを有する。回折格子２３Ａとレンズ２３Ｂとは、入射する波長多重光信号を波長ごとに分離して偏向ミラー２３Ｃへ入射させる光学系を構成する。
回折格子で回折される光の回折角は、波長に依存して変化する。この性質を利用することで、回折格子２３Ａは、入力ポートに入力する波長多重光信号に含まれる波長の異なる光信号を空間的に分離することができる。
図６では、入力ポートＩＮ１に入力する波長多重光信号Ｓ１２に含まれる光信号Ｔ１と光信号Ｂ１とは、回折格子２３Ａで異なる方向に回折される。入力ポートＩＮ２に入力する波長多重光信号Ｓ３に含まれるダミー光信号ＴＤと光信号Ｂ２とは、回折格子２３Ａで異なる方向に回折される。当然ながら、光信号Ｔ１の回折角は、ダミー光信号ＴＤの回折角と同じである。光信号Ｂ１の回折角は、光信号Ｂ２の回折角と同じである。
回折された光信号Ｔ１、Ｂ１及びＢ２とダミー光信号ＴＤとは、レンズ２３Ｂによってコリメートされる。コリメートされた光信号Ｔ１、Ｂ１及びＢ２とダミー光信号ＴＤとは、偏向ミラー２３Ｃに入射する。
偏向ミラー２３は、入射する光を、光の波長に応じて異なる方向へ反射するミラーとして構成される。偏向ミラー２３としては、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）ミラーを用いてもよい。光信号Ｔ１及びダミー光信号ＴＤは、偏向ミラー２３Ｃによって、光信号Ｂ１及びＢ２とは異なる方向に反射される。
偏向ミラー２３Ｃで反射された光信号Ｔ１と光信号Ｂ２とは、レンズ２３Ｂで屈折して出力ポートＯＵＴに入射する。これより、光信号Ｔ１と光信号Ｂ２とは合波され、出力ポートＯＵＴから波長多重光信号Ｓ４として出力される。
光信号Ｂ１は波長多重光信号Ｓ４に含まれないので、光信号Ｂ１は、出力ポートＯＵＴに入射しないように、偏向ミラー２３Ｃで反射される。この例では、光信号Ｂ１は、偏向ミラー２３Ｃによって、レンズ２３Ｂに入射しない位置へ向けて反射される。これにより、光信号Ｂ１は無効化される。
ダミー光信号ＴＤは波長多重光信号Ｓ４に含まれないので、ダミー光信号ＴＤは、出力ポートＯＵＴに入射しないように、偏向ミラー２３Ｃで反射される。ここで、光分岐挿入装置２００では、ダミー光信号ＴＤをカプラ１２で光信号Ｔ１と合波することで、光終端装置３での光信号Ｔ１のセキュリティを確保している。そのため、ＷＳＳ２３は、ダミー光信号ＴＤをカプラ１２へ出力するように構成される。具体的には、偏向ミラー２３Ｃで反射されたダミー光信号ＴＤは、レンズ２３Ｂで屈折して入力ポートＩＮ３に到達する。入力ポートＩＮ３に到達したダミー光信号ＴＤは、入力ポートＩＮ３からカプラ１２へ出力される。
以上説明したように、ＷＳＳ２３によれば、波長選択部１３と同様に、波長多重光信号Ｓ４を光終端装置２へ出力し、偏向ミラー２３Ｃで反射されたダミー光信号ＴＤを入力ポートＩＮ３からカプラ１２へ出力できることが理解できる。
光分岐挿入装置には、光信号のアド／ドロップを実現するため、一般的にＷＳＳが設けられる。こうしたＷＳＳでは、ある入力ポートに入力された光が、偏向ミラーの影響で別の入力ポートへ向けて反射されることがある。本構成では、光分岐挿入装置に元々設けられているＷＳＳの反射特性を利用し、偏向ミラーで反射されたダミー光信号を入力ポートＩＮ３からカプラ１２へ出力している。すなわち、ＷＳＳ２３は、偏向ミラーを有する任意のＷＳＳを適用することが可能であり、かつ、偏向ミラーでのダミー光信号の反射角度を制御することで、所望の入力ポートからカプラ１２へダミー光信号を出力することができる。これは、ＷＳＳが本来有する機能を利用するだけで実現できるため、追加部品が必要ない点で有利である。なお、実施の形態１と同様に、制御部１４が指令信号ＩＮＳに応じて、ＷＳＳ２３へ制御信号ＣＯＮを出力することで、偏向ミラー２３Ｃを制御することができる。
また、ＷＳＳ２３の偏向ミラー２３Ｃは光信号を低損失で反射するように構成されるので、カプラ１２へ出力されるダミー光信号の損失を抑制することができる。これにより、波長多重光信号Ｓ２の帯域Ｔの光信号のＳ／Ｎ比を受信不能な程度まで劣化させることができる。
また、ダミー光信号又は他の光信号の帯域が変更されたとしても、制御部１４がＷＳＳ２３を制御することで、出力ポートＯＵＴから所望の波長多重光信号を出力し、かつ、所望の帯域のダミー光信号を入力ポートＩＮ３からカプラ１２へ出力することができる。すなわち、帯域Ｔ及び帯域Ｂの一方又は両方が他の帯域へ変更されても、制御部１４がＷＳＳ２３の偏向ミラー２３Ｃを制御することで、セキュリティを確保しつつ、主伝送路及び分岐伝送路での光信号の伝送を行うことが可能である。
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、光分岐挿入装置が海底に敷設されるものとして説明したが、光分岐挿入装置の設置場所は海底に限られるものではない。例えば、上述の実施の形態にかかる光分岐挿入装置は、陸上における通信システムに用いられてもよい。
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、例えば波長選択部１３及びＷＳＳ２３の制御を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵを含む制御部１４又はＣＰＵとして構成された制御部１４にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。）
プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
上述の実施の形態においては、波長多重光信号について説明したが、この波長多重光信号には、偏波多重や位相多重などの他の多重方式が適用されてもよい。例えば、波長分割多重されたＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）光信号を適用してもよい。
上述のＷＳＳ２３の構成は一例に過ぎず、ＷＳＳ２３と同様の波長分離及び合波を行うことがきる、偏向ミラーと光学系とを有する他の構成のＷＳＳを適用することが可能である。
１〜３ 光終端装置
４ 光中継増幅器
５ 光ファイバ
１１、１２ カプラ
１３ 波長選択部
１４ 制御部
２３ ＷＳＳ
２３Ａ 回折格子
２３Ｂ レンズ
２３Ｃ 偏向ミラー
１００、１０１、２００ 光分岐挿入装置
１０１ 光分岐挿入装置
１０００ 光通信システム
Ｂ１、Ｂ２、Ｔ１ 光信号
ＢＬ１、ＢＬ２、ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ２１、ＴＬ２２ 伝送路
Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２〜Ｓ４ 波長多重光信号
ＴＤ ダミー光信号
ＣＯＮ 制御信号
ＩＮ１〜ＩＮ３ 入力ポート
ＩＮＳ 指令信号
ＯＵＴ 出力ポート

Claims (8)

  1. 第１の伝送路を介して入力される第１の光信号と前記第１の光信号と異なる帯域の第２の光信号とを含む第１の波長多重光信号を分岐する分岐部と、
    前記分岐部で分岐された一方の前記第１の波長多重光信号が入力され、かつ、前記第１の光信号と同じ帯域の第３の光信号と前記第２の光信号と同じ帯域の第４の光信号とを含む第２の波長多重光信号が第２の伝送路を介して入力され、前記第１の光信号と前記第４の光信号とを含む第３の波長多重光信号を第３の伝送路へ出力し、前記第３の光信号を出力する波長選択部と、
    前記分岐部で分岐された他方の前記第１の波長多重光信号と、前記波長選択部から出力された前記第３の光信号と、を含む第４の波長多重光信号を第４の伝送路へ出力する合波部と、を備える、
    光分岐挿入装置。
  2. 前記波長選択部は、波長選択スイッチであり、
    前記波長選択スイッチは、
    第１の入力ポートに入力する前記第１の波長多重光信号から前記第１の光信号を分離し、第２の入力ポートに入力する前記第２の波長多重光信号から前記第３の光信号と前記第４の光信号とを分離する光学系と、
    入射した光を、波長に応じた方向に反射する偏向ミラーと、を備え、
    前記偏向ミラーは、
    前記第１及び第４の光信号が出力ポートに入射するように、前記第１及び第４の光信号を反射し、
    前記第３の光信号が第３の入力ポートに入射するように、前記第３の光信号を反射し、
    前記第３の入力ポートから前記合波部へ前記第３の光信号が出力される、
    請求項１に記載の光分岐挿入装置。
  3. 前記偏向ミラーでの光信号の反射を制御する制御部を更に備え、
    前記第１の光信号及び前記第３の光信号の帯域と、前記第４の光信号の帯域と、の一方又は両方が変更された場合、帯域の変更後に前記第１及び第４の光信号が前記出力ポートに入射するように、かつ、前記第３の光信号が前記第３の入力ポートに入射するように、前記偏向ミラーを制御する、
    請求項２に記載の光分岐挿入装置。
  4. 前記偏向ミラーは、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）ミラーである、
    請求項２又は３に記載の光分岐挿入装置。
  5. 前記第３の光信号は、連続的に放射される光である、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光分岐挿入装置。
  6. 前記第３の光信号は、光源から出力された自然放射増幅光である、
    請求項５に記載の光分岐挿入装置。
  7. 光分岐挿入装置と、
    第１の光信号と前記第１の光信号と異なる帯域の第２の光信号とを含む第１の波長多重光信号を、第１の伝送路を介して前記光分岐挿入装置へ出力する第１の光終端装置と、
    第３の伝送路を介して、前記光分岐挿入装置から第３の波長多重光信号が入力される第２の光終端装置と、
    前記第１の光信号と同じ帯域の第３の光信号と前記第２の光信号と同じ帯域の第４の光信号とを含む第２の波長多重光信号を、第２の伝送路を介して前記光分岐挿入装置へ出力し、かつ、第４の伝送路を介して、前記光分岐挿入装置から第４の波長多重光信号が入力される第３の光終端装置と、を備え、
    前記光分岐挿入装置は、
    前記第１の波長多重光信号を分岐する分岐部と、
    前記分岐部で分岐された一方の前記第１の波長多重光信号と前記第２の波長多重光信号とが入力され、前記第１の光信号と前記第４の光信号とを含む第３の波長多重光信号を前記第３の伝送路へ出力し、かつ、前記第３の光信号を出力する波長選択部と、
    前記分岐部で分岐された他方の前記第１の波長多重光信号と、前記波長選択部から出力された前記第３の光信号と、を含む前記第４の波長多重光信号を前記第４の伝送路へ出力する合波部と、を備える、
    光通信システム。
  8. 第１の伝送路を介して入力する第１の光信号と前記第１の光信号と異なる帯域の第２の光信号とを含む第１の波長多重光信号を分岐する分岐部と、
    前記分岐部で分岐された一方の前記第１の波長多重光信号が入力され、かつ、前記第１の光信号と同じ帯域の第３の光信号と前記第２の光信号と同じ帯域の第４の光信号とを含む第２の波長多重光信号が第２の伝送路を介して入力される波長選択部と、
    前記分岐部で分岐された他方の前記第１の波長多重光信号と、前記波長選択部から出力された前記第３の光信号と、を含む第４の波長多重光信号を第４の伝送路へ出力する合波部と、を備える光分岐挿入装置において、
    前記第１の光信号と前記第４の光信号とを含む第３の波長多重光信号を第３の伝送路へ出力し、前記第３の光信号を前記合波部へ出力するように、前記波長選択部を制御する、
    光分岐挿入装置の制御方法。
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