JP7343821B2 - 光通信システム及び光信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、光通信システム及び光信号処理方法に関する。

従来の光通信においては、ユーザ装置が電気信号の状態で主信号と制御信号を重畳し、重畳された電気信号を光信号に変換した後に送信していた（例えば、非特許文献１参照）。

図１８は、従来の光通信システムの構成例を示す図である。図１８に示す光通信システムにおいて、ユーザ装置＃１とユーザ装置＃２とが光ファイバにより接続されている。ユーザ装置＃ｉ（ｉ＝１，２）に搭載された光送受信器（ＴＲｘ）＃ｉは、対向するユーザ装置＃ｊ（ｊ＝１，２かつｊ≠ｉ）に搭載された光送受信器（ＴＲｘ）＃ｊと光信号を用いて通信を行う。その際、ユーザ装置＃ｉは、ユーザデータが設定された主信号Ｍｉに、制御信号Ｃｉを重畳して送受信を行う。制御信号Ｃｉは、例えば、死活監視信号、状態情報を含む信号、波長制御信号、波長制御以外の制御信号などである。状態情報は、例えば、ＴＲｘ＃ｉの波長、パワー、温度などを示す。波長制御信号は、波長の初期設定、波長ズレ校正、波長切替などを指示する。波長以外の制御信号には、例えば、ＴＲｘのオン／オフ制御や、ビットレートの制御を行う信号などがある。ＴＲｘ＃１及びＴＲｘ＃２間の通信で使用される波長は、予めユーザ装置＃１及びユーザ装置＃２に設定される。あるいは、ユーザ装置＃１がユーザ装置＃２へ波長を指示するなど、一方のユーザ装置が他方のユーザ装置へ使用する波長を指示する場合もある。

送信側のユーザ装置＃ｉ（ｉ＝１，２）は、主信号Ｍｉと制御信号Ｃｉを電気信号の状態で重畳し、ＴＲｘ＃ｉは重畳された電気信号Ｅｉを光信号Ｇｉに変換して光ファイバに出力する。受信側のユーザ装置＃ｊ（ｊ＝１，２かつｊ≠ｉ）のＴＲｘ＃ｊは、光ファイバを伝送した光信号Ｇｉを入力し、光信号ＧｉをＰＤ（Photo Diode）などにより電気信号Ｅｉに変換する。ユーザ装置＃ｊは、変換された電気信号Ｅｉから主信号Ｍｉと制御信号Ｃｉとを分離し、それぞれ個別の電気信号として扱う。送信側のユーザ装置＃ｉにおいて、ＡＭＣＣ（Auxiliary Management and Control Channel）のように、電気領域において主信号と制御信号とをそれぞれ異なる周波数のキャリアにのせることにより、物理的に別々の信号として扱うことができる。

K. Honda et al., "WDM Passive Optical Network Managed with Embedded Pilot Tone for Mobile Fronthaul", 2015 European Conference on Optical Communication (ECOC), We.3.4.4

上述したように、送信側のユーザ装置が、電気信号の状態で主信号と制御信号を重畳した後に、光信号に変換して送信している。そのため、ユーザ装置間の通信経路の途中で制御信号の書替を行うことはできなかった。

上記事情に鑑み、本発明は、光信号に重畳されている一部の信号を通信経路の途中で異なる信号に置き換えることができる光通信システム及び光信号処理方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、異なる周波数の第一信号と第二信号とが重畳された電気信号から変換された光信号を第一光伝送路から入力し、入力した前記光信号から前記第二信号を除去する除去部と、前記除去部により前記第二信号が除去された前記光信号に前記第一信号の周波数とは異なる周波数の第三信号を重畳し、前記第三信号が重畳された前記光信号を第二光伝送路に出力する重畳部と、を備える光信号処理装置である。

本発明の一態様は、異なる周波数の第一信号と第二信号とが重畳された電気信号から変換された光信号を第一光伝送路から入力し、入力した前記光信号から前記第二信号を除去する除去ステップと、前記除去ステップにより前記第二信号が除去された前記光信号に前記第一信号の周波数とは異なる周波数の第三信号を重畳し、前記第三信号が重畳された前記光信号を第二光伝送路に出力する重畳ステップと、を有する光信号処理方法である。

本発明により、光信号に重畳されている一部の信号を通信経路の途中で異なる信号に置き換えることが可能となる。

本発明の第１の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 同実施形態による制御信号重畳部の処理を説明するための図である。 同実施形態による制御信号重畳部の構成を示す図である。 同実施形態による制御信号重畳部の構成を示す図である。 同実施形態による光増幅器の応答特性を示す図である。 第２の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 同実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 第３の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 同実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 第４の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 第５の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 第６の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 同実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 第７の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 同実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 第８の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 第９の実施形態による光通信システムの構成を示す図である。 従来の光通信システムの構成例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、複数の図面において同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による光通信システム１０００の構成を示す図である。光通信システム１０００は、ユーザ装置１１００と、制御信号重畳部１２００と、管理制御機能部１３００とを備える。ユーザ装置１１００は、制御信号重畳部１２００と光ファイバ１５００により接続される。

ユーザ装置１１００には、光信号を送受信する従来技術の光通信装置を用いることができる。ユーザ装置１１００は、信号ミキサ１１１０と、光送受信器（ＴＲｘ）１１２０と、信号デバイダ１１３０とを有する。信号ミキサ１１１０は、電気信号の主信号と電気信号の制御信号とを重畳した送信信号をＴＲｘ１１２０に出力する。制御信号は、主信号よりも低周波である。制御信号には、例えば、ＡＭＣＣが用いられる。ＴＲｘ１１２０は、送信信号を電気信号から光信号に変換して光ファイバ１５００に出力する。また、ＴＲｘ１１２０は、光ファイバ１５００を伝送した光信号を入力し、入力した光信号を電気信号に変換して出力する。信号デバイダ１１３０は、ＴＲｘ１１２０が出力した電気信号を周波数により主信号と制御信号とに分離する。

以下では、対向する２台のユーザ装置１１００をユーザ装置１１００－１、１１００－２と記載し、ユーザ装置１１００－ｉ（ｉ＝１，２）が備える信号ミキサ１１１０、ＴＲｘ１１２０、信号デバイダ１１３０をそれぞれ、信号ミキサ１１１０－ｉ、ＴＲｘ１１２０－ｉ、信号デバイダ１１３０－ｉと記載する。また、ユーザ装置１１００－ｉと制御信号重畳部１２００との間の光ファイバ１５００を、光ファイバ１５００－ｉと記載する。また、ユーザ装置１１００－ｉが送信する主信号、制御信号をそれぞれ、主信号Ｍｉ、制御信号Ｃｉと記載する。制御信号Ｃｉは、従来技術と同様に、例えば、死活監視信号、状態情報（ＴＲｘ１１２０－ｉの波長、パワー、温度など）を含む信号、波長制御信号、波長制御以外の制御信号などである。

制御信号重畳部１２００は、送受分離装置１２１０－１、１２１０－２と、光増幅器１２２０－１、１２２０－２と、光変調器１２３０－１、１２３０－２とを有する。送受分離装置１２１０－１と送受分離装置１２１０－２とは、光ファイバ１２４０－１及び光ファイバ１２４０－２により接続される。光ファイバ１２４０－ｉ（ｉ＝１，２）上に、光増幅器１２２０－ｉ及び光変調器１２３０－ｉが設けられる。

送受分離装置１２１０－ｉ（ｉ＝１，２）は、ユーザ装置１１００－ｉが出力した光信号を光ファイバ１５００－ｉから入力し、光増幅器１２２０－ｉに出力する。また、送受分離装置１２１０－ｉは、光変調器１２３０－ｊ（ｊ＝１，２かつｊ≠ｉ）が出力した光信号を入力し、光ファイバ１５００－ｉに出力する。

光増幅器１２２０－１、１２２０－２は、ハイパスフィルタの特性を有しており、低周波の信号を除去する。光増幅器１２２０－１、１２２０－２は、例えば、ＳＯＡ（Semiconductor optical amplifier：半導体光増幅器）である。光増幅器１２２０－ｉ（ｉ＝１，２）は、送受分離装置１２１０－ｉが出力した光信号を入力する。光増幅器１２２０－ｉは、入力した光信号の低周波側に重畳された制御信号を除去し、制御信号が除去された光信号を光変調器１２３０－ｉに出力する。なお、光増幅器１２２０－ｉのハイパスフィルタとしての透過特性に合わせ、制御信号のキャリア周波数として、光増幅器１２２０－ｉにおいて十分減衰できる周波数が選択されている。光増幅器１２２０－ｉのハイパスフィルタとしての透過特性については、後述する図５において説明する。

光変調器１２３０－１、１２３０－２は、ＬＮ（LiNbO₃：ニオブ酸リチウム）変調器、ＥＡ（Electro-absorption：電界吸収型）変調器などである。光変調器１２３０－ｉ（ｉ＝１，２）は、光増幅器１２２０－ｉから主信号の光信号を入力し、入力した光信号の低周波側に制御信号を重畳する。光変調器１２３０－ｉは、制御信号が重畳された光信号を送受分離装置１２１０－ｊ（ｊ＝１，２かつｊ≠ｉ）に出力する。

管理制御機能部１３００は、光通信システム１０００の管理及び制御を行う。管理制御機能部１３００は、制御信号重畳部１２００に、主信号に重畳する制御信号を出力する。主信号Ｍｉ（ｉ＝１，２）に重畳する制御信号を、制御信号Ｃ３－ｉと記載する。

図２は、制御信号重畳部１２００の処理を説明する図である。図１に示すユーザ装置１１００－１の信号ミキサ１１１０－１は、主信号Ｍ１と制御信号Ｃ１を電気信号の状態で重畳した電気信号Ｅ１を出力する。ＴＲｘ１１２０－１は、電気信号Ｅ１を光信号Ｇ１１に変換し、光信号Ｇ１１を光ファイバ１５００－１に出力する。

送受分離装置１２１０－１は、光ファイバ１５００－１を伝送した光信号Ｇ１１を入力し、光増幅器１２２０－１に光信号Ｇ１１を出力する。光増幅器１２２０－１は、入力した光信号Ｇ１１から低周波側の制御信号Ｃ１を除去した光信号Ｇ１２を生成し、光変調器１２３０－１に光信号Ｇ１２を出力する。光変調器１２３０－１は、管理制御機能部１３００から入力した制御信号Ｃ３－１を光信号Ｇ１２の低周波側に重畳して光信号Ｇ１３を生成し、送受分離装置１２１０－２に出力する。送受分離装置１２１０－２は、光信号Ｇ１３を光ファイバ１５００－２に出力する。図１に示すユーザ装置１１００－２のＴＲｘ１１２０－２は、光ファイバ１５００－２を伝送した光信号Ｇ１３を入力し、光信号Ｇ１３を電気信号Ｅ１’に変換する。信号デバイダ１１３０－２は、変換された電気信号Ｅ１’を主信号Ｍ１と制御信号Ｃ３－１に分離する。

また、図１に示すユーザ装置１１００－２の信号ミキサ１１１０－２は、主信号Ｍ２と制御信号Ｃ２を電気信号の状態で重畳した電気信号Ｅ２を出力する。ＴＲｘ１１２０－２は重畳された電気信号Ｅ２を光信号Ｇ２１に変換し、光信号Ｇ２１を光ファイバ１５００－２に出力する。

送受分離装置１２１０－２は、光ファイバ１５００－２を伝送した光信号Ｇ２１を入力し、光増幅器１２２０－２に光信号Ｇ２１を出力する。光増幅器１２２０－２は、入力した光信号Ｇ２１から低周波側の制御信号Ｃ２を除去した光信号Ｇ２２を生成し、光変調器１２３０－２に光信号Ｇ２２を出力する。光変調器１２３０－２は、管理制御機能部１３００から入力した制御信号Ｃ３－２を光信号Ｇ２２の低周波側に重畳して光信号Ｇ２３を生成し、送受分離装置１２１０－１に出力する。送受分離装置１２１０－１は、光信号Ｇ２３を、光ファイバ１５００－１に出力する。図１に示すユーザ装置１１００－１のＴＲｘ１１２０－１は、光ファイバ１５００－１を伝送した光信号Ｇ２３を入力し、光信号Ｇ２３を電気信号Ｅ２’に変換する。信号デバイダ１１３０－１は、変換された電気信号Ｅ２’を主信号Ｍ２と制御信号Ｃ３－２に分離する。

なお、制御信号重畳部１２００において重畳される信号は、ユーザ装置１１００が送信する制御信号と同一の周波数を使用する。このとき、主信号よりも低周波領域である別周波数のパイロットトーンを搬送波として使用してもよく、または、制御信号をベースバンド信号のまま重畳してもよい。また、ユーザ装置１１００において分離可能であれば、制御信号重畳部１２００において重畳される制御信号は、主信号よりも高周波領域のパイロットトーンを搬送波として用いても構わない。

管理制御機能部１３００がユーザ装置１１００－１からユーザ装置１１００－２宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部１２００は、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１を設けなくてもよい。管理制御機能部１３００がユーザ装置１１００－２からユーザ装置１１００－１宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部１２００は、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２を設けなくてもよい。

光通信システム１０００は、図１に示す制御信号重畳部１２００に代えて、図３に示す制御信号重畳部１２００ａ又は図４に示す制御信号重畳部１２００ｂを設けてもよい。

図３は、制御信号重畳部１２００ａの構成を示す図である。制御信号重畳部１２００ａは、送受分離装置１２１０ａ－１、１２１０ａ－２と、光スイッチ（ＳＷ）１２５０－１、１２５０－２と、光増幅器１２２０－１、１２２０－２と、光変調器１２３０－１、１２３０－２とを有する。

送受分離装置１２１０ａ－１と光ＳＷ１２５０－１とは、光ファイバ１２６０－１により接続され、送受分離装置１２１０ａ－１と光ＳＷ１２５０－２とは、光ファイバ１２７０－２及び光ファイバ１２８０－２により接続される。送受分離装置１２１０ａ－２と光ＳＷ１２５０－２とは、光ファイバ１２６０－２により接続され、送受分離装置１２１０ａ－２と光ＳＷ１２５０－１とは、光ファイバ１２７０－１及び光ファイバ１２８０－１により接続される。光ファイバ１２７０－１、１２７０－２は、制御信号重畳ありのラインであり、光ファイバ１２８０－１、１２８０－２は、制御信号重畳なしのラインである。光ファイバ１２７０－ｉ（ｉ＝１，２）上に、光増幅器１２２０－ｉ及び光変調器１２３０－ｉが設けられる。

送受分離装置１２１０ａ－ｉ（ｉ＝１，２）は、光ファイバ１５００－ｉを伝送した光信号を入力し、入力した光信号を光ＳＷ１２５０－ｉに出力する。また、送受分離装置１２１０ａ－ｉは、光ファイバ１２７０－ｊ（ｊ＝１，２かつｊ≠ｉ）又は光ファイバ１２８０－ｊを伝送した光信号を入力し、入力した光信号を光ファイバ１５００－ｉに出力する。

光ＳＷ１２５０－ｉ（ｉ＝１，２）は、１つの入力用ポートと、２つの出力用ポートを有する。光ＳＷ１２５０－ｉの入力用ポートは光ファイバ１２６０－ｉに接続され、２つの出力用ポートはそれぞれ、光ファイバ１２７０－ｉ、１２８０－ｉに接続される。光ＳＷ１２５０－ｉは、入力用のポートから入力した光信号を、いずれかの出力用ポートから出力する。

制御信号重畳部１２００ａの動作を説明する。送受分離装置１２１０ａ－１は、主信号Ｍ１及び制御信号Ｃ１が重畳された光信号Ｇ１１を光ファイバ１５００－１から入力し、光ＳＷ１２５０－１に出力する。光ＳＷ１２５０－１は、制御信号の除去を行う対象の光信号Ｇ１１を光増幅器１２２０－１に出力し、制御信号の除去を行わない光信号Ｇ１１を送受分離装置１２１０ａ－２に出力する。

光増幅器１２２０－１は、光ＳＷ１２５０－１から光信号Ｇ１１を入力し、光信号Ｇ１１から低周波側の制御信号Ｃ１を除去した光信号Ｇ１２を出力する。光変調器１２３０－１は、管理制御機能部１３００から入力した制御信号Ｃ３－１を光信号Ｇ１２の低周波側に重畳した光信号Ｇ１３を出力する。送受分離装置１２１０－２は、光変調器１２３０－１から入力した光信号Ｇ１３、又は、光ＳＷ１２５０－１から入力した光信号Ｇ１１である光信号Ｇ１４を光ファイバ１５００－２に出力する。図１に示すユーザ装置１１００－２のＴＲｘ１１２０－２は、光信号Ｇ１４を電気信号に変換し、信号デバイダ１１３０－２は、変換された電気信号を主信号Ｍ１と制御信号Ｃ１又は制御信号Ｃ３－１とに分離する。

送受分離装置１２１０ａ－２は、主信号Ｍ２及び制御信号Ｃ２が重畳された光信号Ｇ２１を光ファイバ１５００－２から入力し、光ＳＷ１２５０－２に出力する。光ＳＷ１２５０－２は、制御信号の除去を行う対象の光信号Ｇ２１を光増幅器１２２０－２に出力し、制御信号の除去を行わない光信号Ｇ２１を送受分離装置１２１０ａ－１に出力する。

光増幅器１２２０－２は、光ＳＷ１２５０－２から光信号Ｇ２１を入力し、光信号Ｇ２１から低周波側の制御信号Ｃ２を除去した光信号Ｇ２２を出力する。光変調器１２３０－２は、管理制御機能部１３００から入力した制御信号Ｃ３－２を光信号Ｇ２２の低周波側に重畳した光信号Ｇ２３を出力する。送受分離装置１２１０ａ－１は、光変調器１２３０－２から入力した光信号Ｇ２３、又は、光ＳＷ１２５０－２から入力した光信号Ｇ２１である光信号Ｇ２４を光ファイバ１５００－１に出力する。図１に示すユーザ装置１１００－１のＴＲｘ１１２０－１は、光信号Ｇ２４を電気信号に変換し、信号デバイダ１１３０－２は、変換された電気信号を主信号Ｍ１と制御信号Ｃ２又は制御信号Ｃ３－２とに分離する。

図４は、制御信号重畳部１２００ｂの構成を示す図である。制御信号重畳部１２００ｂが図３に示す制御信号重畳部１２００ａと異なる点は、送受分離装置１２１０ａ－１、１２１０ａ－２に代えて、図１に示す送受分離装置１２１０－１、１２１０－２を備える点と、光ＳＷ１２９０－１及び光ＳＷ１２９０－２をさらに備える点である。

光ＳＷ１２９０－ｉ（ｉ＝１，２）は、２つの入力用ポートと、１つの出力用ポートを有する。光ＳＷ１２９０－ｉは、光変調器１２３０－ｉと光ファイバ１２７０－ｉにより接続され、光ＳＷ１２５０－ｉと光ファイバ１２８０－ｉにより接続され、送受分離装置１２１０－ｊ（ｊ＝１，２かつｊ≠ｉ）と光ファイバ１２９５－ｉにより接続される。

光ＳＷ１２９０－１は、光ファイバ１２７０－１を伝送した光信号Ｇ１３又は光ファイバ１２８０－１を伝送した光信号Ｇ１１を、光信号Ｇ１４として光ファイバ１２９５－１に出力する。送受分離装置１２１０－２は、光ファイバ１２９５－１を伝送した光信号Ｇ１４を入力し、入力した光信号Ｇ１４を光ファイバ１５００－２に出力する。また、光ＳＷ１２９０－２は、光ファイバ１２７０－２を伝送した光信号Ｇ２３又は光ファイバ１２８０－２を伝送した光信号Ｇ２１を、光信号Ｇ２４として光ファイバ１２９５－２に出力する。送受分離装置１２１０－１は、光ファイバ１２９５－２を伝送した光信号Ｇ２４を入力し、入力した光信号Ｇ２４を光ファイバ１５００－１に出力する。なお、制御信号重畳部１２００ｂは、光ＳＷ１２９０－１、１２９０－２のそれぞれに代えて、光カプラを設けてもよい。

図５は、光増幅器１２２０－１、１２２０－２の応答特性を示す図である。図５では、光増幅器１２２０－１、１２２０－２がＳＯＡである場合の応答特性を示している。光増幅器１２２０－１、１２２０－２は、１０ＧＨｚ以上の十分に高速な周波数の信号に対しては、良好な応答特性を示す。一方で、光増幅器１２２０－１、１２２０－２の応答特性は、数ＧＨｚ以下の低周波領域において、大きく劣化する。この特性を利用することにより、低周波の信号を除去することが可能となる。例えば、主信号を周波数Ｆａに設定し、制御信号を周波数Ｆｂに設定することにより、光増幅器１２２０－１、１２２０－２を透過した光信号から制御信号の除去が可能となる。

なお、応答特性の差はＳＯＡの利得に依存するため、ＳＯＡ長を長くする、又は、ＳＯＡを多段に接続することで、応答特性の差を大きくすることが可能となる。また、応答特性の差は、ＳＯＡへの入力パワーに依存する。そこで、ＳＯＡにおける入力パワーが大きくなるように、ユーザ装置１１００に搭載されたＴＲｘ１１２０の出力パワーを上げることにより、応答特性の差を大きくすることが可能である。なお、ＳＯＡの特性の詳細等は、例えば、参考文献１「K. Sato et al.，“Reduction of Mode Partition Noise by Using Semiconductor Optical Amplifiers”，IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics，vol. 7，No. 2，pp. 328-333，2001.」に記載されている。

本実施形態によれば、制御信号重畳部１２００、１２００ａ、１２００ｂを有することにより、従来と異なり、ユーザ装置１１００間の接続が完了した後でも、管理制御機能部１３００からユーザ装置１１００に対して波長管理制御信号などの制御信号を送信することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態の光通信システムは、加入者装置間の通信経路の途中で波長切替を指示する制御信号を重畳し、加入者装置の波長切替を行う。

図６は、第２の実施形態による光通信システム２０００の構成を示す図である。光通信システム２０００は、加入者装置２１００と、光ゲートウェイ（ＧＷ）２２００と、管理制御機能部２３００と、光ＳＷ制御機能部２４００と、光ＧＷ２５００とを有する。加入者装置２１００は、従来技術の光通信装置である。例えば、加入者装置２１００は、第１の実施形態のユーザ装置１１００である。

光ＧＷ２２００は、光ＳＷ２２１０と、１以上の制御信号重畳部２２２０とを有する。光ＳＷ２２１０は、Ｎ個（Ｎは１以上の整数）の第一ポート２２１１と、Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の第二ポート２２１２とを有する。Ｎ個の第一ポート２２１１をそれぞれ第一ポート２２１１－１～２２１１－Ｎと記載し、Ｍ個の第二ポート２２１２をそれぞれ第二ポート２２１２－１～２２１２－Ｍと記載する。

第一ポート２２１１は、光伝送路２６００を介して加入者装置２１００と接続される。以下では、第一ポート２２１１－ｎ（ｎは１以上Ｎ以下の整数）と接続される光伝送路２６００を光伝送路２６００－ｎと記載する。また、光伝送路２６００－ｎと接続される加入者装置２１００を加入者装置２１００ａ－ｎと記載し、加入者装置２１００ａ－１～２１００ａ－Ｎを総称して、又は、加入者装置２１００ａ－１～２１００ａ－Ｎのいずれかを特定しない場合、加入者装置２１００ａと記載する。

第二ポート２２１２は、光伝送路２７００と接続される。以下では、第二ポート２２１２－ｋ（ｋは１以上Ｍ以下の整数）と接続される光伝送路２７００を光伝送路２７００－ｋと記載する。一部の第二ポート２２１２は管理制御機能部２３００と接続され、他の第二ポート２２１２は、他の光通信装置と接続される。本実施形態では、第二ポート２２１２－１が、光伝送路２７００－１を介して管理制御機能部２３００と接続され、第二ポート２２１２－ｍ（ｍは２以上Ｍ以下の整数）は、光伝送路２７００－ｍを介して他の光ＳＷなどの光通信装置と接続される。

光ＳＷ２２１０は、いずれかの第一ポート２２１１から入力した光信号を、その光信号の宛先に応じた第二ポート２２１２から出力し、いずれかの第二ポート２２１２から入力した光信号を、その光信号の宛先の加入者装置２１００ａに応じた第一ポート２２１１から出力する。

制御信号重畳部２２２０は、光伝送路２７００－ｍ（ｍは２以上Ｍ以下の整数）上に設けられる。光伝送路２７００－２～２７００－Ｍの一部に、制御信号重畳部２２２０が設けられなくてもよい。制御信号重畳部２２２０は、加入者装置２１００ａが送信元の光信号と、加入者装置２１００ａ宛ての光信号との一方又は両方に、管理制御機能部２３００が出力した制御信号を重畳する。

制御信号重畳部２２２０として、第１の実施形態の図１及び図２に示す制御信号重畳部１２００が用いられる。制御信号重畳部２２２０において、送受分離装置１２１０－１（図１、図２）は、光ファイバ１５００－１に代えて、光ＳＷ２２１０との間の光伝送路２７００に接続され、送受分離装置１２１０－２（図１、図２）は、光ファイバ１５００－２に代えて、光ＳＷ２２１０とは異なる光ＳＷとの間の光伝送路２７００に接続される。管理制御機能部２３００が、加入者装置２１００ａから送信された光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部２２２０として、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１を有さない制御信号重畳部１２００を用い、管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ａ宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部２２２０として、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２を有さない制御信号重畳部１２００を用いてもよい。あるいは、制御信号重畳部２２２０として、図３に示す制御信号重畳部１２００ａ又は図４に示す制御信号重畳部１２００ｂを用いてもよい。

管理制御機能部２３００は、光ＳＷ２２１０を介して接続される加入者装置２１００に波長を設定する。また、管理制御機能部２３００は、光ＳＷ２２１０における加入者装置２１００ａの経路切替後、光信号に重畳する制御信号を制御信号重畳部２２２０に出力する。制御信号は、例えば、波長制御信号、ＴＲｘのオン／オフ制御信号、ビットレート制御信号などである。波長制御信号は、波長の初期設定、波長ズレ校正、波長切替などを指示する信号である。なお、制御信号は、これらに限定されない。光ＳＷ制御機能部２４００は、光ＳＷ２２１０の第一ポート２２１１と第二ポート２２１２との間の経路を設定する。

光ＧＷ２５００は、光ＳＷ２５１０を備える。光ＳＷ２５１０は、１以上の第一ポート２５１１と、１以上の第二ポート２５１２とを有する。光ＳＷ２５１０は、いずれかの第一ポート２５１１から入力した光信号を、その光信号の宛先に応じた第二ポート２５１２から出力し、いずれかの第二ポート２５１２から入力した光信号を、その光信号の宛先に応じた第一ポート２５１１から出力する。第二ポート２５１２は、加入者装置２１００又は他の光ＳＷに接続される。光ＧＷ２５００に接続される加入者装置２１００を、加入者装置２１００ｂと記載する。加入者装置２１００ｂは、光ＧＷ２５００の内部にあってもよく、光ＧＷ２５００の外部にあってもよい。また、光ＧＷ２５００は、光ＧＷ２２００と同様の構成でもよい。

加入者装置２１００ａ－１を新たにネットワークに接続する際の光通信システム２０００の動作を説明する。加入者装置２１００ａ－１は、まず、光ＳＷ２２１０を介して経路Ｐ０により管理制御機能部２３００と接続する。例えば、加入者装置２１００ａ－１は、送信に波長λ１１を、受信に波長λ１２を使用する。管理制御機能部２３００は、通信先に応じた波長の設定を指示する制御信号を加入者装置２１００ａ－１に送信する。通信先は、例えば、利用するサービス又は通信先のユーザにより表される。ここでは、加入者装置２１００ａ－１の通信先は加入者装置２１００ｂであり、加入者装置２１００ａ－１は送信に波長λ２１を、受信に波長λ２２を設定する。光ＳＷ制御機能部２４００は、加入者装置２１００ａ－１の波長切替動作のタイミングに合わせて、光ＳＷ２２１０の第一ポート２２１１－１と第二ポート２２１２－１間の経路Ｐ０を、第一ポート２２１１－１と第二ポート２２１２－２間の経路Ｐ１に切替える。これにより、加入者装置２１００ａ－１は、所望の接続先である加入者装置２１００ｂとの通信を開始する。

加入者装置２１００ａ－１が加入者装置２１００ｂとの通信中に他の接続先と接続する際には、使用する波長を加入者装置２１００ａ－１に設定する必要がある。そこで、管理制御機能部２３００は、加入者装置２１００ａ－１に新たな波長への変更を指示する制御信号を、光伝送路２７００－２上の制御信号重畳部２２２０に出力する。制御信号重畳部２２２０は、加入者装置２１００ｂから加入者装置２１００ａ－１宛ての光信号に制御信号の除去と、管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳とを行う。加入者装置２１００ａ－１は、受信した光信号に重畳されている制御信号に従って、送信に波長λ３１を、受信に波長λ３２を設定する。

また、管理制御機能部２３００は、加入者装置２１００ｂに波長の変更又は波長の停止を指示する制御信号を、光伝送路２７００－２上の制御信号重畳部２２２０に出力する。制御信号重畳部２２２０は、加入者装置２１００ａ－１から加入者装置２１００ｂ宛ての光信号に制御信号の除去と、管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳を行う。加入者装置２１００ｂは、受信した光信号に重畳されている制御信号に従って、波長の変更又は停止を行う。

光ＳＷ制御機能部２４００は、加入者装置２１００ａ－１の波長切替動作のタイミングに合わせて、光ＳＷ２２１０における経路Ｐ１を、第一ポート２２１１－１と第二ポート２２１２－３間の経路Ｐ２に切替える。これにより、加入者装置２１００ａ－１は、新たな通信先との通信を開始する。加入者装置２１００ａ－１が送受信する光信号に制御信号を重畳する制御信号重畳部２２２０は、光伝送路２７００－２上の制御信号重畳部２２２０から光伝送路２７００－３上の制御信号重畳部２２２０に切替わる。

なお、制御信号重畳部２２２０として用いられる制御信号重畳部１２００の送受分離装置１２１０－１と光増幅器１２２０－１との間及び送受分離装置１２１０－２と光増幅器１２２０－２との間、制御信号重畳部２２２０として用いられる制御信号重畳部１２００ａの送受分離装置１２１０ａ－１と光ＳＷ１２５０－１との間及び送受分離装置１２１０ａ－２と光ＳＷ１２５０－２との間、あるいは、制御信号重畳部２２２０として用いられる制御信号重畳部１２００ｂの送受分離装置１２１０－１と光ＳＷ１２５０－１との間及び送受分離装置１２１０－２と光ＳＷ１２５０－２との間にスプリッタを設け、スプリッタにより光信号の一部を分岐して管理制御機能部２３００に出力してもよい。管理制御機能部２３００は、分岐された光信号に設定されている制御信号をモニタする。

また、ＰＯＮ（Passive Optical Network；受動光ネットワーク）により加入者装置２１００を接続する場合、通信先が変更になっても同一の経路、同一の波長を継続することや、同一経路で異なる波長を用いることもある。また、上記では、制御信号により波長の切替を指示したが、制御信号はこれに限定されない。

本実施形態では、制御信号重畳部２２２０を設けることにより、加入者装置２１００が所望の接続先との接続を完了した後でも、管理制御機能部２３００からの波長管理制御信号の送信を行うことができる。

なお、光ＳＷは、１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用してもよい。図７は、光ＳＷが１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用する場合の光通信システム２０００ａの構成を示す図である。図７に示す光通信システム２０００ａが図６に示す光通信システム２０００と異なる点は、光ＧＷ２２００に代えて、光ＧＷ２２００ａを備える点と、加入者装置２１００ａが光伝送路２６００に代えて、光伝送路２６５０に接続されている点である。図７においては、加入者装置２１００ａを１台のみ示しているが、光ＧＷ２２００ａに複数台の加入者装置２１００ａが接続されうる。

光ＧＷ２２００ａは、送受分離装置２２３０と、光ＳＷ２２１０と、制御信号重畳部２２２０ａとを備える。図７においては、制御信号重畳部２２２０ａを一つのみ示しているが、光ＧＷ２２００ａは、制御信号重畳部２２２０ａを複数備え得る。送受分離装置２２３０は、光伝送路２６５０と、光伝送路２６００－ｎ１（ｎ１は１以上Ｎ以下の整数）及び光伝送路２６００－ｎ２（ｎ２≠ｎ１、ｎ２は以上Ｎ以下の整数）とに接続される。送受分離装置２２３０は、加入者装置２１００ａが送信した光信号を光伝送路２６５０から入力し、入力した光信号を光ＳＷ２２１０の第一ポート２２１１－ｎ１に出力する。送受分離装置２２３０は、光ＳＷ２２１０の第一ポート２２１１－ｎ２から出力された光信号を光伝送路２６５０に出力する。

光ＳＷ２２１０は、加入者装置２１００ａが送信元の光信号を第一ポート２２１１－ｎ１から入力し、入力した光信号を第二ポート２２１２－ｍ１（ｍ１は３以上Ｍ以下の整数）から出力する。光ＳＷ２２１０は、加入者装置２１００ａ宛ての光信号を第二ポート２２１２－ｍ２（ｍ２≠ｍ１、ｍ２は３以上Ｍ以下の整数）から入力し、入力した光信号を第一ポート２２１１－ｎ２から出力する。なお、図示を省略しているが、光ＳＷ２２１０の第二ポート２２１２－１及び２２１２－２は、管理制御機能部２３００と接続している。第二ポート２２１２－１は、加入者装置２１００ａから管理制御機能部２３００宛ての信号を出力し、第二ポート２２１２－２は、管理制御機能部２３００から加入者装置２１００ａ宛ての信号を入力する。

制御信号重畳部２２２０ａは、光ＳＷ２２１０の第二ポート２２１２－ｍ１と光伝送路２７００－ｍ１により接続され、光ＳＷ２２１０の第二ポート２２１２－ｍ２と光伝送路２７００－ｍ２により接続される。制御信号重畳部２２２０ａは、スプリッタ２２２１－１、２２２１－２と、光増幅器１２２０－１、１２２０－２と、光変調器１２３０－１、１２３０－２と、送受分離装置２２２２とを備える。スプリッタ２２２１－１、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１は、光伝送路２７００－ｍ１上に設けられる。スプリッタ２２２１－２、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２は、光伝送路２７００－ｍ２上に設けられる。送受分離装置２２２２は、光伝送路２７００－ｍ１及び光伝送路２７００－ｍ２と、他の光ＳＷとの間の光ファイバとに接続される。

スプリッタ２２２１－１は、光ＳＷ２２１０が出力した光信号を入力し、入力した光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－１は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を光増幅器１２２０－１に出力する。スプリッタ２２２１－２は、送受分離装置２２２２から入力した光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－２は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を光増幅器１２２０－２に出力する。送受分離装置２２２２は、光伝送路２７００－ｍ１から入力した信号を、他の光ＳＷと接続される光ファイバに出力し、他の光ＳＷと接続される光ファイバから入力した信号を光伝送路２７００－ｍ２に出力する。

光通信システム２０００ａの動作を説明する。送受分離装置２２３０は、加入者装置２１００ａが送信した光信号を入力し、入力した光信号を光ＳＷ２２１０の第一ポート２２１１－ｎ１に出力する。光ＳＷ２２１０は、第一ポート２２１１－ｎ１から入力した光信号を、宛先の加入者装置２１００ｂに応じた第二ポート２２１２－ｍ１から出力する。制御信号重畳部２２２０ａのスプリッタ２２２１－１は、第二ポート２２１２－ｍ１から出力された光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－１は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を光増幅器１２２０－１に出力する。管理制御機能部２３００は、スプリッタ２２２１－１が分岐した光信号に設定されている制御信号をモニタする。

光増幅器１２２０－１は、入力した光信号から低周波側の制御信号を除去し、光変調器１２３０－１に出力する。光変調器１２３０－１は、光増幅器１２２０－１から入力した光信号に、管理制御機能部２３００から入力した制御信号を重畳して送受分離装置２２２２に出力する。送受分離装置２２２２は、光変調器１２３０－１から入力した信号を、加入者装置２１００ｂと接続される他の光ＳＷへ出力する。

送受分離装置２２２２は、加入者装置２１００ｂが送信した光信号を他の光ＳＷから入力し、光伝送路２７００－ｍ２に出力する。スプリッタ２２２１－２は、送受分離装置２２２２が出力した光信号を入力し、入力した光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－２は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を光増幅器１２２０－２に出力する。管理制御機能部２３００は、スプリッタ２２２１－２が分岐した光信号に設定されている制御信号をモニタする。

光増幅器１２２０－２は、入力した光信号から低周波側の制御信号を除去し、光変調器１２３０－２に出力する。光変調器１２３０－２は、光増幅器１２２０－２から入力した光信号に、管理制御機能部２３００から入力した制御信号を重畳して光ＳＷ２２１０の第二ポート２２１２－ｍ２に入力する。光ＳＷ２２１０は、第二ポート２２１２－ｍ２から入力した光信号を宛先の加入者装置２１００ａに応じた第一ポート２２１１－ｎ２から出力する。送受分離装置２２３０は、第一ポート２２１１－ｎ２から出力された光信号を入力し、入力した光信号を加入者装置２１００ａとの間の光伝送路２６５０に出力する。

なお、管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ａから加入者装置２１００ｂ宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部２２２０ａは、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１を設けなくてもよい。管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ｂから加入者装置２１００ａ宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部２２２０ａは、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２を設けなくてもよい。

また、加入者装置２１００ｂが、加入者装置２１００ａと接続される光ＧＷ２２００ａ（光ＧＷ２２００ａ－１と記載する）とは異なる光ＧＷ２２００ａ（光ＧＷ２２００ａ－２と記載する）と接続される場合、光ＧＷ２２００ａ－１の制御信号重畳部２２２０ａ及び光ＧＷ２２００ａ－２の制御信号重畳部２２２０ａは、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２を設けなくてもよい。この場合、加入者装置２１００ａから加入者装置２１００ｂへ送信される光信号には、光ＧＷ２２００ａ－１の制御信号重畳部２２２０ａが加入者装置２１００ｂに対する制御信号を重畳し、加入者装置２１００ｂから加入者装置２１００ａへ送信される光信号には、光ＧＷ２２００ａ－２の制御信号重畳部２２２０ａが加入者装置２１００ａに対する制御信号を重畳する。

あるいは、光ＧＷ２２００ａ－１の制御信号重畳部２２２０ａ及び光ＧＷ２２００ａ－２の制御信号重畳部２２２０ａは、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１を設けなくてもよい。この場合、加入者装置２１００ａから加入者装置２１００ｂへ送信される光信号には、光ＧＷ２２００ａ－２の制御信号重畳部２２２０ａが加入者装置２１００ｂに対する制御信号を重畳し、加入者装置２１００ｂから加入者装置２１００ａへ送信される光信号には、光ＧＷ２２００ａ－１の制御信号重畳部２２２０ａが加入者装置２１００ａに対する制御信号を重畳する。

本実施形態によれば、制御信号重畳部２２２０、２２２０ａを有することにより、加入者装置２１００間の接続が完了した後でも、管理制御機能部２３００から加入者装置２１００に対して波長管理制御信号などの状態情報に含まれる項目を制御するための制御信号を送信することができる。

（第３の実施形態）
第２の実施形態では、光ＳＷの後段において制御信号を重畳していた。本実施形態では、光ＳＷの前段において制御信号を重畳する。

図８は、本実施形態の光通信システム３０００の構成を示す図である。光通信システム３０００が、図６に示す第２の実施形態の光通信システム２０００と異なる点は、光ＧＷ２２００に代えて、光ＧＷ３２００を備える点である。

光ＧＷ３２００は、制御信号重畳部３２１０と、光ＳＷ２２１０とを有する。制御信号重畳部３２１０は、加入者装置２１００ａ－ｎと光ＳＷ２２１０との間の光伝送路２６００－ｎ上に設けられる。制御信号重畳部３２１０は、加入者装置２１００ａ－ｎが送信した光信号と、加入者装置２１００ａ－ｎへ送信される光信号の一方又は両方に、管理制御機能部２３００が出力した制御信号を重畳する。

制御信号重畳部３２１０として、第１の実施形態の図１及び図２に示す制御信号重畳部１２００が用いられる。制御信号重畳部３２１０において、送受分離装置１２１０－１（図１、図２）は、光ファイバ１５００－１に代えて、加入者装置２１００ａとの間の光伝送路２６００に接続され、送受分離装置１２１０－２（図１、図２）は、光ＳＷ２２１０との間の光伝送路２６００に接続される。管理制御機能部２３００が、加入者装置２１００ａから送信された光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部３２１０として、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１を有さない制御信号重畳部１２００を用い、管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ａ宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部３２１０として、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２を有さない制御信号重畳部１２００を用いてもよい。あるいは、制御信号重畳部３２１０として、図３に示す第１の実施形態の制御信号重畳部１２００ａ又は図４に示す制御信号重畳部１２００ｂを用いてもよい。

新たにネットワークに接続する加入者装置２１００ａ－１に初期設定及び波長の切替を行う際の光通信システム３０００の動作は、第２の実施形態と同様である。すなわち、加入者装置２１００ａ－１は、光ＳＷ２２１０を介して第一ポート２２１１－１と第二ポート２２１２－１間の経路Ｐ０により管理制御機能部２３００と接続する。管理制御機能部２３００は、通信先に応じた波長の設定等を指示する初期設定用の制御信号を光ＳＷ２２１０に出力する。光ＳＷ２２１０は、管理制御機能部２３００が出力した制御信号を、経路Ｐ０を介して加入者装置２１００ａ－１に送信する。光ＳＷ制御機能部２４００は、加入者装置２１００ａ－１の波長切替動作のタイミングに合わせて、経路Ｐ０を、第一ポート２２１１－１と第二ポート２２１２－２間の経路Ｐ１に切替える。加入者装置２１００ａ－１は、受信した制御信号に従って波長切替等の初期設定を行った後、経路Ｐ１を介して所望の接続先との通信を開始する。

加入者装置２１００ａ－１が光ＳＷ２２１０の経路Ｐ１を用いた通信中に他の接続先と接続する際、管理制御機能部２３００は、光伝送路２６００－１上の制御信号重畳部３２１０に新たな波長への変更を指示する制御信号を出力する。制御信号重畳部３２１０は、光ＳＷ２２１０が出力した加入者装置２１００ａ－１宛ての光信号から制御信号を除去し、管理制御機能部２３００が出力した制御信号を重畳する。加入者装置２１００ａ－１は、受信した光信号に重畳されている制御信号に従って、送信に使用する波長及び受信に使用する波長を設定する。

また、管理制御機能部２３００は、加入者装置２１００ａ－１の通信先の図示しない加入者装置２１００に波長の変更又は波長の停止を指示する制御信号を、光伝送路２６００－１上の制御信号重畳部３２１０に出力する。制御信号重畳部３２１０は、加入者装置２１００ａ－１から通信先の加入者装置２１００宛ての光信号に、制御信号の除去と、管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳を行う。光ＳＷ制御機能部２４００は、加入者装置２１００ａ－１の波長切替動作のタイミングに合わせて、光ＳＷ２２１０における経路Ｐ１を経路Ｐ２に切替える。これにより、加入者装置２１００ａ－１は、新たな通信先との通信を開始する。

なお、光通信システム３０００は、新たにネットワークに接続する加入者装置２１００ａ－１に対する初期設定を行うための制御信号を、制御信号重畳部３２１０により重畳して送信してもよい。加入者装置２１００ａ－１は、光ＳＷ２２１０を介して経路Ｐ０により管理制御機能部２３００と接続する。管理制御機能部２３００は、変調されていない光（又は変調されている光でもよい）を光ＳＷ２２１０に出力する。光ＳＷ２２１０は、管理制御機能部２３００が出力した光を、経路Ｐ０を介して出力する。さらに、管理制御機能部２３００は、光伝送路２６００－１上の制御信号重畳部３２１０に、加入者装置２１００ａ－１に送信する初期設定用の制御信号を出力する。光伝送路２６００－１上の制御信号重畳部３２１０は、光ＳＷ２２１０から入力した光に、管理制御機能部２３００から入力した制御信号を重畳する。制御信号重畳部３２１０は、制御信号が重畳された光信号を出力する。加入者装置２１００ａ－１は、光伝送路２６００－１を伝送した光信号を受信し、受信した光信号に設定されている制御信号に従って、初期設定を行う。

なお、制御信号重畳部３２１０として用いられる制御信号重畳部１２００の送受分離装置１２１０－１と光増幅器１２２０－１との間及び送受分離装置１２１０－２と光増幅器１２２０－２との間、あるいは、制御信号重畳部３２１０として用いられる制御信号重畳部１２００ａの送受分離装置１２１０ａ－１と光ＳＷ１２５０－１との間及び送受分離装置１２１０ａ－２と光ＳＷ１２５０－２との間、あるいは、制御信号重畳部３２１０として用いられる制御信号重畳部１２００ｂの送受分離装置１２１０－１と光ＳＷ１２５０－１との間及び送受分離装置１２１０－２と光ＳＷ１２５０－２との間にスプリッタを設け、光信号の一部を分岐して管理制御機能部２３００に出力してもよい。管理制御機能部２３００は、分岐された光信号に設定されている制御信号をモニタする。

また、光ＳＷは、１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用してもよい。図９は、光ＳＷが１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用する場合の光通信システム３０００ａの構成を示す図である。図９に示す光通信システム３０００ａが図８に示す光通信システム３０００と異なる点は、光ＧＷ３２００に代えて、光ＧＷ３２００ａを備える点と、加入者装置２１００ａが光伝送路２６００に代えて、光伝送路２６５０に接続されている点である。図９においては、加入者装置２１００ａを１台のみ示しているが、光ＧＷ３２００ａに複数台の加入者装置２１００ａが接続されうる。

光ＧＷ３２００ａは、制御信号重畳部３２１０ａと、光ＳＷ２２１０とを備える。図９においては、制御信号重畳部３２１０ａを一つのみ示しているが、光ＧＷ３２００ａは、制御信号重畳部３２１０ａを複数備え得る。制御信号重畳部３２１０ａは、送受分離装置３２１１と、スプリッタ２２２１－１、２２２１－２と、光増幅器１２２０－１、１２２０－２と、光変調器１２３０－１、１２３０－２とを備える。スプリッタ２２２１－１、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１は、光ＳＷ２２１０の第一ポート２２１１－ｎ１との間の光伝送路２６００－ｎ１上に設けられる。スプリッタ２２２１－２、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２は、光ＳＷ２２１０の第一ポート２２１１－ｎ２との間の光伝送路２６００－ｎ２上に設けられる。送受分離装置３２１１は、光伝送路２６５０と、光伝送路２６００－ｎ１及び光伝送路２６００－ｎ２とに接続される。

送受分離装置３２１１は、加入者装置２１００ａが送信した光信号を光伝送路２６５０から入力し、入力した光信号を光伝送路２６００－ｎ１に出力する。スプリッタ２２２１－１は、送受分離装置３２１１が出力した光信号を入力し、入力した光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－１は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を光増幅器１２２０－１に出力する。光増幅器１２２０－１は、入力した光信号から低周波側の制御信号を除去し、光変調器１２３０－１に出力する。光変調器１２３０－１は、光増幅器１２２０－１から入力した光信号に、管理制御機能部２３００から入力した制御信号を重畳して光伝送路２６００－ｎ１に出力する。

スプリッタ２２２１－２は、光ＳＷ２２１０から入力した加入者装置２１００ａ宛ての光信号を入力し、入力した光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－２は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を光増幅器１２２０－２に出力する。光増幅器１２２０－２は、入力した光信号から低周波側の制御信号を除去し、光変調器１２３０－２に出力する。光変調器１２３０－２は、光増幅器１２２０－２から入力した光信号に、管理制御機能部２３００から入力した制御信号を重畳して送受分離装置３２１１に出力する。送受分離装置３２１１は、光変調器１２３０－２から入力した光信号を、加入者装置２１００ａとの間の光伝送路２６５０に出力する。

管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ａから送信された光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部３２１０ａは、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１を設けなくてもよい。管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ａ宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部３２１０ａは、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２を設けなくてもよい。

また、加入者装置２１００ａの通信先の加入者装置２１００が、加入者装置２１００ａと接続される光ＧＷ３２００ａ（光ＧＷ３２００ａ－１と記載する）とは異なる光ＧＷ３２００ａ（光ＧＷ３２００ａ－２と記載する）と接続される場合、光ＧＷ３２００ａ－１の制御信号重畳部３２１０ａ及び光ＧＷ３２００ａ－２の制御信号重畳部３２１０ａは、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２を設けなくてもよい。この場合、加入者装置２１００ａから通信先の加入者装置２１００へ送信される光信号には、光ＧＷ３２００ａ－１の制御信号重畳部３２１０ａが通信先の加入者装置２１００に対する制御信号を重畳し、通信先の加入者装置２１００から加入者装置２１００ａへ送信される光信号には、光ＧＷ３２００ａ－２の制御信号重畳部３２１０ａが加入者装置２１００ａに対する制御信号を重畳する。

あるいは、光ＧＷ３２００ａ－１の制御信号重畳部３２１０ａ及び光ＧＷ３２００ａ－２の制御信号重畳部３２１０ａは、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１を設けなくてもよい。この場合、加入者装置２１００ａから通信先の加入者装置２１００へ送信される光信号には、光ＧＷ３２００ａ－２の制御信号重畳部３２１０ａが通信先の加入者装置２１００に対する制御信号を重畳し、通信先の加入者装置２１００から加入者装置２１００ａへ送信される光信号には、光ＧＷ３２００ａ－１の制御信号重畳部３２１０ａが加入者装置２１００ａに対する制御信号を重畳する。

本実施形態によれば、制御信号重畳部３２１０、３２１０ａを有することにより、加入者装置２１００が所望の接続先との接続を完了した後でも、管理制御機能部２３００から加入者装置２１００に対して波長管理制御信号などの制御信号を送信することができる。加えて、各制御信号重畳部３２１０、３２１０ａは、個々の加入者装置２１００に専用となるため、第２の実施形態と比較して管理制御が簡易である。

（第４の実施形態）
上述した実施形態においては、ユーザ装置が送信した光信号に重畳されている制御信号を通信経路の途中でフィルタにより削除し、新たな制御信号を重畳していた。本実施形態では、ユーザ装置が送信した光信号に重畳されている制御信号を、反転した制御信号により通信経路の途中で除去し、新たな制御信号を重畳する。

図１０は、第４の実施形態による光通信システム４０００の構成を示す図である。光通信システム４０００は、ユーザ装置４１００と、制御信号重畳部４２００と、管理制御機能部１３００と、ユーザ装置４３００とを備える。ユーザ装置４１００とユーザ装置４３００とは、光ファイバ４４００により接続される。制御信号重畳部４２００は、光ファイバ４４００上に設けられる。

ユーザ装置４１００には、光信号を送信する従来技術の光通信装置を用いることができる。ユーザ装置４１００は、信号ミキサ４１１０と、光送信器（Ｔｘ）４１２０とを有する。信号ミキサ４１１０は、異なる周波数の電気信号の主信号Ｍ１と制御信号Ｃ１とを重畳した電気信号Ｅ１をＴｘ４１２０に出力する。制御信号Ｃ１は、主信号Ｍ１よりも低周波である。制御信号Ｃ１には、例えば、ＡＭＣＣが用いられる。Ｔｘ４１２０は、電気信号Ｅ１を電気信号から光信号Ｇ１１に変換して光ファイバ４４００に出力する。

制御信号重畳部４２００は、スプリッタ４２１０と、フォトダイオード（ＰＤ）４２２０と、信号処理部４２３０と、光変調器４２４０と、光変調器４２５０とを備える。スプリッタ４２１０と、光変調器４２４０と、光変調器４２５０とは、光ファイバ４４００上に設けられる。

スプリッタ４２１０は、ユーザ装置４１００が出力した光信号Ｇ１１を光ファイバ４４００から入力する。スプリッタ４２１０は、入力した光信号Ｇ１１を分岐し、分岐した光信号Ｇ１１をＰＤ４２２０に出力し、分岐した残りの光信号Ｇ１１を光変調器４２４０に出力する。

ＰＤ４２２０は、スプリッタ４２１０が分岐した光信号Ｇ１１を電気信号Ｅ１１に変換し、変換後の電気信号Ｅ１１を信号処理部４２３０に出力する。

信号処理部４２３０は、ＰＤ４２２０が出力した電気信号Ｅ１１から制御信号Ｃ１を読み取り、制御信号Ｃ１を反転した信号である反転信号Ｅ１２を生成する。反転信号Ｅ１２は、元の制御信号Ｃ１の位相が逆転している信号である。制御信号Ｃ１は低周波領域であるため、高価な信号処理を行わずに反転信号Ｅ１２を生成可能である。信号処理部４２３０は、生成した反転信号Ｅ１２を光変調器４２４０に出力する。

光変調器４２４０は、ＬＮ変調器、ＥＡ変調器、ＳＯＡなどである。光変調器４２４０は、スプリッタ４２１０から入力した光信号Ｇ１１を、信号処理部４２３０から入力した反転信号Ｅ１２を基に再度変調して、光信号Ｇ１１から制御信号Ｃ１を除去する。制御信号Ｃ１が除去された光信号Ｇ１２には、主信号Ｍ１が設定されている。光変調器４２４０は、光信号Ｇ１２を光変調器４２５０に出力する。

光変調器４２５０は、光信号Ｇ１２の低周波側に、管理制御機能部１３００から入力した制御信号Ｃ３を重畳して光信号Ｇ１３を生成し、ユーザ装置４３００に出力する。光変調器４２５０には、図１及び図２に示す第１の実施形態における光変調器１２３０－１を用いることができる。

ユーザ装置４３００には、光信号の受信を行う従来技術の光通信装置を用いることができる。ユーザ装置４３００は、光受信器（Ｒｘ）４３１０と、信号デバイダ４３２０とを有する。Ｒｘ４３１０は、制御信号重畳部４２００が出力した光信号Ｇ１３を光ファイバ４４００から受信し、受信した光信号Ｇ１３を電気信号Ｅ１３に変換して出力する。信号デバイダ４３２０は、Ｒｘ４３１０が出力した電気信号Ｅ１３を周波数により分離し、主信号Ｍ１と制御信号Ｃ３とに分離する。

なお、制御信号重畳部４２００の一部又は全ての機能部が、管理制御機能部１３００に備えられてもよい。本実施形態によれば、制御信号重畳部４２００を有することにより、ユーザ装置４１００とユーザ装置４３００間の接続が完了した後でも、管理制御機能部１３００からユーザ装置４３００に対して制御信号を送信することができる。

また、図に記載はないが、ＰＤ４２２０又は信号処理部４２３０と管理制御機能部１３００とが接続されていてもよい。ＰＤ４２２０又は信号処理部４２３０は、ユーザ装置４１００において重畳された制御信号の情報を管理制御機能部１３００に送信する。これにより、管理制御機能部１３００は、ユーザ装置間で送信されている制御信号情報を監視することができる。

なお、制御信号重畳部４２００で制御信号を重畳しない場合は、光変調器４２４０及び光変調器４２５０に信号を印加せず、ユーザ装置４１００から送信された信号をそのまま通過させる。この場合、原理上ＳＯＡを使用することはできない。

（第５の実施形態）
第４の実施形態では、ユーザ装置が送信した光信号に重畳されている制御信号を通信経路の途中で反転した制御信号により除去してから、新たな制御信号を重畳していた。本実施形態では、制御信号を反転した信号と、新たに重畳する制御信号とを重畳した信号により、通信経路の途中で光信号を変調する。本実施形態を、第４の実施形態との差分を中心に説明する。

図１１は、本実施形態の光通信システム４０００ａの構成を示す図である。図１１に示す光通信システム４０００ａが、図１０に示す第４の実施形態の光通信システム４０００と異なる点は、制御信号重畳部４２００に代えて、制御信号重畳部４２００ａを備える点である。

制御信号重畳部４２００ａは、スプリッタ４２１０と、ＰＤ４２２０と、信号処理部４２３０と、重畳部４２６０と、光変調器４２７０とを備える。重畳部４２６０は、信号処理部４２３０から入力した反転信号Ｅ１２と、管理制御機能部１３００から入力した制御信号Ｃ３を重畳した電気信号の重畳信号Ｅ１４を光変調器４２７０に出力する。光変調器４２７０は、スプリッタ４２１０から入力した光信号Ｇ１１を、重畳部４２６０から入力した重畳信号Ｅ１４を基に再度変調して、制御信号Ｃ１が除去され、かつ、主信号Ｍ１に制御信号Ｃ３が重畳された光信号Ｇ１３を生成する。光変調器４２７０は、生成した光信号Ｇ１３を、ユーザ装置４３００に出力する。

なお、制御信号重畳部４２００ａの一部又は全ての機能部が、管理制御機能部１３００に備えられてもよい。本実施形態によれば、第４の実施形態よりも制御信号重畳部に用いられる光変調器の数を減らすことができる。

また、第４の実施形態と同様に、ＰＤ４２２０又は信号処理部４２３０と管理制御機能部１３００とが接続されていてもよい。ＰＤ４２２０又は信号処理部４２３０は、ユーザ装置４１００において重畳された制御信号の情報を管理制御機能部１３００に送信する。これにより、管理制御機能部１３００は、ユーザ装置間で送信されている制御信号情報を監視することができる。なお、制御信号重畳部４２００ａで制御信号を重畳しない場合は、光変調器４２７０に信号を印加せず、ユーザ装置４１００から送信されてきた信号をそのまま通過させる。

（第６の実施形態）
本実施形態では、ユーザ装置が通信中に波長切替を行う光通信システムにおいて、第５又は第６の実施形態の制御信号重畳部を用いて、通信経路の途中で制御信号の重畳を行う。本実施形態を、上述した実施形態との差分を中心に説明する。

図１２は、第６の実施形態による光通信システム５０００の構成を示す図である。光通信システム５０００が、図６に示す第２の実施形態の光通信システム２０００と異なる点は、光ＧＷ２２００に代えて、光ＧＷ５２００を備える点である。光ＧＷ５２００と、図６に示す光ＧＷ２２００とが異なる点は、制御信号重畳部２２２０に代えて、制御信号重畳部５２２０を備える点である。光ＧＷ５２００は、制御信号重畳部５２２０は光伝送路２７００－ｍ（ｍは２以上Ｍ以下の整数）上に設けられるが、図１２では制御信号重畳部５２２０を一つのみ示している。光伝送路２７００－２～２７００－Ｍの一部に、制御信号重畳部５２２０が設けらなくてもよい。

制御信号重畳部５２２０は、送受分離装置５２２１－１、５２２１－２と、重畳部５２２２－１、５２２２－２とを有する。送受分離装置５２２１－１は、光ＳＷ２２１０が出力した光信号を重畳部５２２２－１に出力し、重畳部５２２２－２が出力した光信号を光ＳＷ２２１０に出力する。送受分離装置５２２１－２は、重畳部５２２２－１が出力した光信号を光ＳＷ２５１０等の他の光ＳＷに出力し、光ＳＷ２５１０等の他の光ＳＷから入力した光信号を重畳部５２２２－２に出力する。

重畳部５２２２－１及び重畳部５２２２－２は、図１０に示す第４の実施形態の制御信号重畳部４２００又は図１１に示す第５の実施形態の制御信号重畳部４２００ａである。重畳部５２２２－１は、加入者装置２１００ａが送信した光信号に、加入者装置２１００ａが設定した制御信号の除去と管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳とを行う。重畳部５２２２－１において、スプリッタ４２１０（図１０、図１１）は、送受分離装置５２２１－１から入力した光信号を分岐し、光変調器４２５０（図１０）又は光変調器４２７０（図１１）は、送受分離装置５２２１－２に光信号を出力する。重畳部５２２２－２は、加入者装置２１００ａ宛ての光信号に、光信号の送信元が設定した制御信号の除去と管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳とを行う。重畳部５２２２－２において、スプリッタ４２１０（図１０、図１１）は、送受分離装置５２２１－２から入力した光信号を分岐し、光変調器４２５０（図１０）又は光変調器４２７０（図１１）は、送受分離装置５２２１－１に光信号を出力する。

なお、光ＳＷは、１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用してもよい。図１３は、光ＳＷが１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用する場合の光通信システム５０００ａの構成を示す図である。図１３に示す光通信システム５０００ａが図７に示す光通信システム２０００ａと異なる点は、光ＧＷ２２００ａに代えて、光ＧＷ５２００ａを備える点である。図１３においては、加入者装置２１００ａを１台のみ示しているが、光ＧＷ５２００ａに複数台の加入者装置２１００ａが接続されうる。

光ＧＷ５２００ａは、送受分離装置２２３０と、光ＳＷ２２１０と、制御信号重畳部５２２０ａとを備える。図１３においては、制御信号重畳部５２２０ａを一つのみ示しているが、光ＧＷ５２００ａは、制御信号重畳部５２２０ａを複数備え得る。制御信号重畳部５２２０ａが、図７に示す制御信号重畳部２２２０ａと異なる点は、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１に代えて重畳部５２２２－１を備え、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２に代えて重畳部５２２２－２を備える点である。

光通信システム５０００ａの動作を説明する。加入者装置２１００ａが送信した光信号は、図７に示す光通信システム２０００ａと同様に、光ＳＷ２２１０の第二ポート２２１２－ｍ１から出力される。制御信号重畳部５２２０ａのスプリッタ２２２１－１は、光ＳＷ２２１０が第二ポート２２１２－ｍ１から出力した光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－１は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を重畳部５２２２－１に出力する。管理制御機能部２３００は、スプリッタ２２２１－２が分岐した光信号に設定されている制御信号をモニタする。

重畳部５２２２－１は、加入者装置２１００ａが送信した光信号に、加入者装置２１００ａが設定した制御信号の除去と管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳とを行う。重畳部５２２２－１は、制御信号の除去及び重畳が行われた光信号を送受分離装置２２２２に出力する。送受分離装置２２２２は、重畳部５２２２－１から入力した信号を、加入者装置２１００ｂと接続される他の光ＳＷへ出力する。

送受分離装置２２２２は、加入者装置２１００ｂが加入者装置２１００ａ宛てに送信した光信号を他の光ＳＷから入力し、光伝送路２７００－ｍ２に出力する。スプリッタ２２２１－２は、送受分離装置２２２２から入力した光信号を分岐する。スプリッタ２２２１－２は、分岐した光信号を管理制御機能部２３００に出力し、分岐した残りの光信号を重畳部５２２２－２に出力する。管理制御機能部２３００は、スプリッタ２２２１－２が分岐した光信号に設定されている制御信号をモニタする。

重畳部５２２２－２は、加入者装置２１００ａ宛ての光信号に、対向する加入者装置２１００ｂが設定した制御信号の除去と管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳とを行う。重畳部５２２２－２は、制御信号の除去及び重畳が行われた光信号を、光ＳＷ２２１０の第二ポート２２１２－ｍ２に入力する。光ＳＷ２２１０は、第二ポート２２１２－ｍ２から入力した光信号を、宛先の加入者装置２１００ａに応じた第一ポート２２１１－ｎ２から出力する。送受分離装置２２３０は、第一ポート２２１１－ｎ２から出力された光信号を、光伝送路２６５０に出力する。

なお、管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ａから送信された光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部５２２０、５２２０ａは、重畳部５２２２－１を設けなくてもよい。管理制御機能部２３００が加入者装置２１００ａ宛ての光信号に制御信号の重畳を行わない場合、制御信号重畳部５２２０、５２２０ａは、重畳部５２２２－２を設けなくてもよい。

また、加入者装置２１００ａの通信先の加入者装置２１００が、加入者装置２１００ａと接続される光ＧＷ５２００、５２００ａとは異なる光ＧＷ５２００、５２００ａと接続される場合、加入者装置２１００ａが接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａ及び通信先の加入者装置２１００が接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａは、重畳部５２２２－２を設けなくてもよい。この場合、加入者装置２１００ａから通信先の加入者装置２１００へ送信される光信号には、加入者装置２１００ａが接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａが通信先の加入者装置２１００に対する制御信号を重畳し、通信先の加入者装置２１００から加入者装置２１００ａへ送信される光信号には、通信先の加入者装置２１００が接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａが、加入者装置２１００ａに対する制御信号を重畳する。

また、加入者装置２１００ａの通信先の加入者装置２１００が、加入者装置２１００ａと接続される光ＧＷ５２００、５２００ａとは異なる光ＧＷ５２００、５２００ａと接続される場合、加入者装置２１００ａが接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａ及び通信先の加入者装置２１００が接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａは、重畳部５２２２－１を設けなくてもよい。この場合、加入者装置２１００ａから加入者装置２１００ｂへ送信される光信号には、通信先の加入者装置２１００が接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａが通信先の加入者装置２１００に対する制御信号を重畳し、通信先の加入者装置２１００から加入者装置２１００ａへ送信される光信号には、加入者装置２１００ａが接続している光ＧＷ５２００、５２００ａの制御信号重畳部５２２０、５２２０ａが加入者装置２１００ａに対する制御信号を重畳する。

本実施形態によれば、制御信号重畳部５２２０、５２２０ａを有することにより、加入者装置２１００間の接続が完了した後でも、管理制御機能部２３００から加入者装置２１００に対して波長管理制御信号などの制御信号を送信することができる。

（第７の実施形態）
第６の実施形態では、光ＳＷの後段において制御信号を重畳していた。本実施形態では、光ＳＷの前段において制御信号を重畳する。本実施形態を、上述した実施形態との差分を中心に説明する。

図１４は、第７の実施形態による光通信システム６０００の構成を示す図である。光通信システム６０００が、図８に示す第３の実施形態の光通信システム３０００と異なる点は、光ＧＷ３２００に代えて、光ＧＷ６２００を備える点である。光ＧＷ６２００と、図８に示す光ＧＷ３２００とが異なる点は、制御信号重畳部３２１０に代えて、図１２に示す第６の実施形態における制御信号重畳部５２２０を備える点である。

なお、管理制御機能部２３００は、第３の実施形態と同様に、加入者装置２１００ａへ初期設定を行うための制御信号を、光ＳＷ２２１０を介して送信してもよく、制御信号重畳部５２２０により重畳して送信してもよい。制御信号重畳部５２２０により制御信号を重畳して送信する場合、管理制御機能部２３００は、変調されていない光（又は変調されている光でもよい）を光ＳＷ２２１０に出力し、さらに、制御信号重畳部５２２０に制御信号を出力する。光ＳＷ２２１０は管理制御機能部２３００から入力した光を光伝送路２６００に出力する。制御信号重畳部５２２０は、光ＳＷ２２１０から入力した光に、管理制御機能部２３００から入力した制御信号を重畳し、制御信号が重畳された光信号を加入者装置２１００ａに出力する。

なお、光ＳＷは、１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用してもよい。図１５は、光ＳＷが１台の加入者装置２１００ａの送信と受信で異なるポートを使用する場合の光通信システム６０００ａの構成を示す図である。図１５に示す光通信システム６０００ａが図９に示す光通信システム３０００ａと異なる点は、光ＧＷ３２００ａに代えて、光ＧＷ６２００ａを備える点である。図１５においては、加入者装置２１００ａを１台のみ示しているが、光ＧＷ６２００ａに複数台の加入者装置２１００ａが接続されうる。

光ＧＷ６２００ａは、制御信号重畳部６２１０と、光ＳＷ２２１０とを備える。図１５においては、制御信号重畳部６２１０を一つのみ示しているが、光ＧＷ６２００ａは、制御信号重畳部６２１０を複数備え得る。制御信号重畳部６２１０が、図９に示す制御信号重畳部３２１０ａと異なる点は、光増幅器１２２０－１及び光変調器１２３０－１に代えて重畳部５２２２－１を備え、光増幅器１２２０－２及び光変調器１２３０－２に代えて重畳部５２２２－２を備える点である。

重畳部５２２２－１は、加入者装置２１００ａが送信した光信号に、加入者装置２１００ａが設定した制御信号の除去と管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳とを行う。重畳部５２２２－１において、スプリッタ４２１０（図１０、図１１）は、光伝送路２６５０から入力した光信号を分岐し、光変調器４２５０（図１０）又は光変調器４２７０（図１１）は、光ＳＷ２２１０に光信号を出力する。重畳部５２２２－２は、加入者装置２１００ａ宛ての光信号に、制御信号の除去と管理制御機能部２３００が出力した制御信号の重畳とを行う。重畳部５２２２－２において、スプリッタ４２１０（図１０、図１１）は、光ＳＷ２２１０から入力した光信号を分岐し、光変調器４２５０（図１０）又は光変調器４２７０（図１１）は、光伝送路２６５０に光信号を出力する。

本実施形態によれば、加入者装置２１００が所望の接続先との接続を完了した後でも、管理制御機能部２３００から加入者装置２１００に対して波長管理制御信号などの制御信号を送信することができる。加えて、各制御信号重畳部５２２０、６２１０は、個々の加入者装置２１００に専用となるため、第６の実施形態と比較して管理制御が簡易である。

（第８の実施形態）
本実施形態では、ユーザが複数のサービスを利用する。図１６は、第８の実施形態による光通信システム７０００の構成を示す図である。光通信システム７０００は、ユーザ装置７１００と、制御信号重畳部７２００と、管理制御機能部１３００と、波長合分波器７３００と、ユーザ装置７４００と、ユーザ装置７５００とを備える。ユーザ装置７１００と制御信号重畳部７２００とは、光ファイバ７６１０により接続される。波長合分波器７３００は、制御信号重畳部７２００と光ファイバ７６２０により接続され、ユーザ装置７４００と光ファイバ７６３０により接続され、ユーザ装置７５００と光ファイバ７６４０により接続される。

ユーザ装置７１００は、２以上のサービスを利用する。ここでは、ユーザ装置７１００は、ユーザ装置７４００が提供するサービス＃１と、ユーザ装置７５００が提供するサービス＃２を利用する場合を例に説明する。例えば、ユーザ装置７４００はデータ通信サービスを提供し、ユーザ装置７５００はアナログ信号などの映像系サービスを提供する。なお、ユーザ装置７１００が利用する複数のサービスはこれらに限定されず、任意とすることができる。これらサービスは異なる波長の光信号を用いる。また、複数のサービスのうちいずれかが、低周波の制御信号を用いる。

ユーザ装置７１００は、信号ミキサ１１１０と、ＴＲｘ１１２０と、信号デバイダ１１３０と、ＴＲｘ７１１０と、波長合分波器７１２０とを有する。信号ミキサ１１１０は、電気信号の主信号Ｍ１と電気信号の制御信号Ｃ１とを重畳したサービス＃１の送信信号をＴＲｘ１１２０に出力する。ＴＲｘ１１２０は、送信信号を電気信号から光信号に変換して波長合分波器７１２０に出力する。また、ＴＲｘ１１２０は、波長合分波器７１２０から入力したサービス＃１の光信号を電気信号に変換して出力する。信号デバイダ１１３０は、ＴＲｘ１１２０が変換した電気信号を、波長により主信号と制御信号に分離する。ＴＲｘ７１１０は、サービス＃２の送信信号を電気信号から光信号に変換して波長合分波器７１２０に出力する。また、ＴＲｘ７１１０は、波長合分波器７１２０から入力したサービス＃２の光信号を電気信号に変換して出力する。

波長合分波器７１２０は、ＴＲｘ１１２０が出力した光信号と、ＴＲｘ７１１０が出力した光信号とを合波して光ファイバ７６１０に出力する。波長合分波器７１２０は、光ファイバ７６１０を伝送した光信号を入力し、入力した光信号を波長によりサービス＃１の光信号とサービス＃２の光信号に分波する。波長合分波器７１２０は、サービス＃１の光信号をＴＲｘ１１２０に出力し、サービス＃２の光信号をＴＲｘ７１１０に出力する。

制御信号重畳部７２００は、図１及び図２に示す第１の実施形態の制御信号重畳部１２００、図３に示す第１の実施形態の制御信号重畳部１２００ａ、図４に示す第１の実施形態の制御信号重畳部１２００ｂ、図１０に示す第４の実施形態の制御信号重畳部４２００、図１１に示す第５の実施形態の制御信号重畳部４２００ａ、又は、図１２に示す第６の実施形態の制御信号重畳部５２２０である。

波長合分波器７３００は、光ファイバ７６２０を伝送した光信号を入力し、入力した光信号を波長によりサービス＃１の光信号とサービス＃２の光信号に分波する。波長合分波器７３００は、サービス＃１の光信号を光ファイバ７６３０に出力し、サービス＃２の光信号を光ファイバ７６４０に出力する。また、波長合分波器７１２０は、光ファイバ７６３０を伝送したサービス＃１の光信号と、光ファイバ７６４０を伝送したサービス＃２の光信号とを合波して光ファイバ７６２０に出力する。

ユーザ装置７４００は、ＴＲｘ７４１０を備える。ＴＲｘ７４１０は、光ファイバ７６３０を伝送したサービス＃１の光信号を電気信号に変換し、サービス＃１の電気信号を光信号に変換して光ファイバ７６３０に出力する。ユーザ装置７４００として、例えば、ユーザ装置１１００を用いてもよい。

ユーザ装置７５００は、ＴＲｘ７５１０を備える。ＴＲｘ７５１０は、光ファイバ７６４０を伝送したサービス＃２の光信号を電気信号に変換し、サービス＃２の電気信号を光信号に変換して光ファイバ７６４０に出力する。

光通信システム７０００の動作を説明する。ユーザ装置７１００は、電気信号の主信号Ｍ１と電気信号の制御信号Ｃ１とが重畳されたサービス＃１の光信号と、サービス＃２の光信号とが合波された光信号を出力する。制御信号重畳部７２００は、ユーザ装置７１００が送信した光信号に、サービス＃１の制御信号Ｃ１の除去と、管理制御機能部１３００が出力した制御信号Ｃ３－１の重畳とを行い、光ファイバ７６２０に出力する。

波長合分波器７３００は、制御信号重畳部７２００が出力した光信号を、波長によりサービス＃１の光信号とサービス＃２の光信号に分波する。波長合分波器７３００は、サービス＃１の光信号を光ファイバ７６３０に出力し、サービス＃２の光信号を光ファイバ７６４０に出力する。ユーザ装置７４００のＴＲｘ７４１０は、サービス＃１の光信号を受信して電気信号に変換し、主信号Ｍ１と制御信号Ｃ３－１に分離する。ユーザ装置７５００のＴＲｘ７５１０は、サービス＃２の電気信号を光信号に変換する。

また、ユーザ装置７４００のＴＲｘ７４１０は、サービス＃１の電気信号を光信号に変換して出力する。ＴＲｘ７４１０は、主信号Ｍ２と制御信号Ｃ２とが重畳された電気信号を光信号に変換してもよい。ユーザ装置７５００のＴＲｘ７５１０は、サービス＃２の電気信号を光信号に変換して出力する。波長合分波器７３００は、ユーザ装置７４００が出力したサービス＃１の光信号と、ユーザ装置７５００が出力したサービス＃２の光信号とを合波して光ファイバ７６２０に出力する。

制御信号重畳部７２００は、波長合分波器７３００が出力した光信号に、サービス＃１の制御信号Ｃ２の除去と、管理制御機能部１３００が出力した制御信号Ｃ３－２の重畳とを行い、光ファイバ７６１０に出力する。ユーザ装置７１００の波長合分波器７１２０は、制御信号重畳部７２００が出力した光信号を入力し、入力した光信号を波長によりサービス＃１の光信号とサービス＃２の光信号に分波する。ＴＲｘ１１２０は、サービス＃１の光信号を受信して電気信号に変換し、信号デバイダ１１３０は、ＴＲｘ１１２０が変換した電気信号を主信号Ｍ２と制御信号Ｃ３－２に分離する。また、ＴＲｘ７１１０は、サービス＃２の電気信号を光信号に変換する。

（第９の実施形態）
第８の実施形態では、制御信号重畳部に入力される光信号に、複数のサービスの光信号が合波されていた。本実施形態では、ユーザが利用する複数のサービスのうち、制御信号の書替を行うサービスの光信号を制御信号重畳部に入力する。本実施形態では、第８の実施形態との差分を中心に説明する。

図１７は、第９の実施形態による光通信システム７０００ａの構成を示す図である。光通信システム７０００ａは、ユーザ装置７１００と、波長合分波器７６００と、制御信号重畳部７２００と、ユーザ装置７４００と、サービス提供装置７７００とを備える。波長合分波器７６００は、ユーザ装置７１００と光ファイバ７８１０により接続され、制御信号重畳部７２００と光ファイバ７８２０により接続され、サービス提供装置７７００と光ファイバ７８３０により接続される。ユーザ装置７４００は、制御信号重畳部７２００と光ファイバ７８４０により接続される。

波長合分波器７６００は、光ファイバ７８１０を伝送した光信号を入力し、入力した光信号を波長によりサービス＃１の光信号とサービス＃２の光信号に分波する。波長合分波器７６００は、サービス＃１の光信号を光ファイバ７８２０に出力し、サービス＃２の光信号を光ファイバ７８３０に出力する。また、波長合分波器７６００は、光ファイバ７８２０を伝送したサービス＃１の光信号と、光ファイバ７８３０を伝送したサービス＃２の光信号とを合波して光ファイバ７８１０に出力する。

サービス提供装置７７００は、サービス＃２を提供する。サービス提供装置７７００は、制御信号重畳部７２００と同様に、局舎内など、ネットワーク上に設置されてもよい。サービス提供装置７７００は、ＴＲｘ７７１０を備える。ＴＲｘ７７１０は、光ファイバ７８３０を伝送したサービス＃２の光信号を電気信号に変換し、サービス＃２の電気信号を光信号に変換して光ファイバ７８３０に出力する。

光通信システム７０００ａの動作を説明する。ユーザ装置７１００は、第８の実施形態と同様に、電気信号の主信号Ｍ１と電気信号の制御信号Ｃ１とが重畳されたサービス＃１の光信号と、サービス＃２の光信号とが合波された光信号を出力する。波長合分波器７６００は、ユーザ装置７１００が出力した光信号を、波長によりサービス＃１の光信号とサービス＃２の光信号に分波する。波長合分波器７６００は、サービス＃１の光信号を光ファイバ７８２０に出力し、サービス＃２の光信号を光ファイバ７８３０に出力する。サービス提供装置７７００のＴＲｘ７７１０は、サービス＃２の電気信号を光信号に変換する。制御信号重畳部７２００は、波長合分波器７６００が分波したサービス＃１の光信号に、制御信号Ｃ１の除去と、管理制御機能部１３００が出力した制御信号Ｃ３－１の重畳とを行い、光ファイバ７８４０に出力する。ユーザ装置７４００のＴＲｘ７４１０は、サービス＃１の光信号を受信して電気信号に変換し、主信号Ｍ１と制御信号Ｃ３－１に分離する。

また、ユーザ装置７４００のＴＲｘ７４１０は、サービス＃１の電気信号を光信号に変換して出力する。ＴＲｘ７４１０は、主信号Ｍ２と制御信号Ｃ２とが重畳された電気信号を光信号に変換してもよい。制御信号重畳部７２００はユーザ装置７４００が出力した光信号に、サービス＃１の制御信号Ｃ２の除去と、管理制御機能部１３００が出力した制御信号Ｃ３－２の重畳とを行い、光ファイバ７８２０に出力する。

一方、サービス提供装置７７００のＴＲｘ７７１０は、サービス＃２の電気信号を光信号に変換して出力する。波長合分波器７６００は、制御信号重畳部７２００が出力したサービス＃１の光信号と、サービス提供装置７７００が出力したサービス＃２の光信号とを合波して光ファイバ７８１０に出力する。ユーザ装置７１００は、波長合分波器７６００が出力した光信号を入力し、第８の実施形態と同様の処理を行う。

なお、制御信号重畳部１２００、１２００ａ、１２００ｂ、２２２０、２２２０ａ、３２１０、３２１０ａ、４２００、４２００ａ、５２２０、５２２０ａ、６２１０、７２００はそれぞれ、物理的に１台の信号制御装置に備えられてもよく、物理的に分散した機能部からなる仮想的な１台の信号制御装置であってもよい。

光通信を行う従来技術のユーザ装置は、電気信号の状態で主信号と制御信号を重畳し、重畳された電気信号を光信号に変換して送信している。そのため、通信経路の途中で制御信号のみを抜き出したり、新たな制御信号の追加や制御信号の書き換えを行ったりすることはできなかった。また、ユーザ装置が使用する光波長を変更するには、ユーザ装置に対して直接設定変更を行う必要があるため、通信サービスを提供している通信事業者などが、ネットワークを介して柔軟に波長変更を行うことは困難であった。以上説明した実施形態によれば、ユーザ装置において付与された制御信号を光信号の通信経路の途中で除去し、別の制御信号を重畳させる。このように、光信号に重畳されている一部の信号を通信経路の途中で異なる信号に置き換えることが可能になるため、通信事業者などが柔軟にユーザ装置に設定変更を指示する制御信号を送信し、波長変更等を行わせることが可能となる。

以上説明した実施形態によれば、光信号処理装置は、除去部と、重畳部とを有する。除去部は、異なる周波数の第一信号と第二信号とが重畳された電気信号から変換された光信号を第一光伝送路から入力し、入力した光信号から第二信号を除去する。重畳部は、除去部により第二信号が除去された光信号に第一信号の周波数とは電気領域において異なる周波数の第三信号を重畳し、第三信号が重畳された光信号を第二光伝送路に出力する。例えば、重畳部は、実施形態の光変調器１２３０－１、１２３０－２、４２５０、４２７０である。

除去部には、第一信号の周波数の応答特性よりも第二信号の周波数の応答特性が低い増幅器を用いることができる。例えば、除去部は、実施形態の光増幅器１２２０－１、１２２０－２である。

また、除去部は、第一光伝送路から入力した光信号から第二信号を読み取り、読み取った第二信号を反転した反転信号により光信号を変調して光信号から第二信号を除去してもよい。例えば、除去部は、実施形態のＰＤ４２２０、信号処理部４２３０及び光変調器４２４０である。

また、除去部は、第一光伝送路から入力した光信号から第二信号を読み取り、読み取った第二信号を反転した反転信号を生成してもよい。重畳部は、反転信号と第三信号とを重畳した信号により、第一光伝送路から入力した光信号を変調して、光信号に対する第二信号の除去及び第三信号の重畳を行う。例えば、除去部は、実施形態のＰＤ４２２０及び信号処理部４２３０であり、重畳部は、重畳部４２６０及び光変調器４２７０である。

第二信号の周波数及び第三信号の周波数は、第一信号の周波数よりも低周波又は高周波でもよい。また、第一信号が主信号、第二信号及び第三信号が制御信号でもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１０００、２０００、２０００ａ、３０００、３０００ａ、４０００、４０００ａ、５０００、５０００ａ、６０００、６０００ａ、７０００、７０００ａ…光通信システム、
１１００－１、１１００－２、４１００、４３００、７１００、７４００、７５００…ユーザ装置、
１１１０、１１１０－１、１１１０－２、４１１０…信号ミキサ、
１１２０、１１２０－１、１１２０－２、７１１０、７４１０、７５１０、７７１０…光送受信器、
１１３０、１１３０－１、１１３０－２、４３２０…信号デバイダ、
１２００、１２００ａ、１２００ｂ、２２２０、２２２０ａ、３２１０、３２１０ａ、４２００、４２００ａ、５２２０、５２２０ａ、６２１０、７２００…制御信号重畳部、
１２１０－１、１２１０－２、１２１０ａ－１、１２１０ａ－２、２２２２、２２３０、３２１１、５２２１－１、５２２１－２、６２２２－２…送受分離装置、
１２２０－１、１２２０－２…光増幅器、
１２３０－１、１２３０－２、４２４０、４２５０、４２７０…光変調器、
１２４０－１、１２４０－２、１２６０－１、１２６０－２、１２７０－１、１２７０－２、１２８０－１、１２８０－２、１２９５－１、１２９５－２、１５００－１、１５００－２、４４００、７６１０、７６２０、７６３０、７６４０、７８１０、７８２０、７８３０、７８４０…光ファイバ、
１２５０－１、１２５０－２、１２９０－１、１２９０－２、２２１０、２５１０…光スイッチ、
１３００、２３００…管理制御機能部、
２１００ａ、２１００ａ－１～２１００ａ－３、２１００ｂ…加入者装置、
２２００、２２００ａ、２５００、３２００、３２００ａ、５２００、５２００ａ、６２００、６２００ａ…光ゲートウェイ、
２２１１－１～２２１１－Ｎ、２２１１－ｎ１、２２１１－ｎ２、２５１１…第一ポート、
２２１２－１～２２１２－Ｍ、２２１２－ｍ１、２２１２－ｍ２、２５１２…第二ポート、
２２２１－１、２２２１－２…スプリッタ、
２４００…光ＳＷ制御機能部、
２６００－ｎ１、２６００－ｎ２、２６５０、２７００－１～２７００－３、２７００－ｍ１、２７００－ｍ２…光伝送路、
４１２０…光送信器、
４２１０…スプリッタ、
４２３０…信号処理部、
４２６０、５２２２－１、５２２２－２…重畳部、
４３１０…光受信器、
７１２０、７３００、７６００…波長合分波器、
７７００…サービス提供装置

Claims (7)

1. 加入者装置を制御する制御部と、
   前記加入者装置、前記制御部、及び、前記加入者装置の通信先のそれぞれと、異なる光伝送路を介して接続される光スイッチと、
   前記通信先と前記光スイッチとの間に設けられる光信号処理装置とを備え、
   前記制御部は、前記加入者装置へ第一制御信号を前記光スイッチを介して送信する処理と、前記加入者装置と接続される前記光伝送路から受信した光信号の出力先を前記制御部と接続される前記光伝送路から前記通信先と接続される前記光伝送路に切り替えるよう前記第一制御信号の送信後に前記光スイッチに指示する処理と、前記光信号処理装置に前記加入者装置宛ての第二制御信号を出力する処理とを行い、
   前記光信号処理装置は、
   異なる周波数の第一信号と第二信号とが重畳された電気信号から変換された、前記通信先から前記加入者装置宛ての光信号を第一光伝送路から入力し、入力した前記光信号から前記第二信号を除去する除去部と、
   前記除去部により前記第二信号が除去された前記光信号に前記第一信号の周波数とは異なる周波数の前記第二制御信号である第三信号を重畳し、前記第三信号が重畳された前記光信号を前記光スイッチとの間の前記光伝送路である第二光伝送路に出力する重畳部と、
   を備え、
   前記光スイッチは、前記第三信号が重畳された前記光信号を前記加入者装置との間の前記光伝送路に出力する、
   光通信システム。
2. 前記除去部は、前記第一信号の周波数の応答特性よりも前記第二信号の周波数の応答特性が低い増幅器である、
   請求項１に記載の光通信システム。
3. 前記除去部は、前記第一光伝送路から入力した前記光信号から前記第二信号を読み取り、読み取った前記第二信号を反転した反転信号により前記光信号を変調して前記光信号から前記第二信号を除去する、
   請求項１に記載の光通信システム。
4. 前記除去部は、前記第一光伝送路から入力した前記光信号から前記第二信号を読み取り、読み取った前記第二信号を反転した反転信号を生成し、
   前記重畳部は、前記反転信号と前記第三信号とを重畳した信号により、前記第一光伝送路から入力した前記光信号を変調して、前記光信号に対する前記第二信号の除去及び前記第三信号の重畳を行う、
   請求項１に記載の光通信システム。
5. 前記第二信号及び前記第三信号の各周波数は、前記第一信号の周波数よりも低周波又は高周波である、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光通信システム。
6. 前記第一信号は、主信号であり、
   前記第二信号及び前記第三信号は、制御信号である、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光通信システム。
7. 加入者装置を制御する制御部と、
   前記加入者装置、前記制御部、及び、前記加入者装置の通信先のそれぞれと、異なる光伝送路を介して接続される光スイッチと、
   前記通信先と前記光スイッチとの間に設けられる光信号処理装置とを備える光通信システムにおける光信号処理方法であって、
   前記制御部が、前記加入者装置へ第一制御信号を前記光スイッチを介して送信する処理と、前記加入者装置と接続される前記光伝送路から受信した光信号の出力先を前記制御部と接続される前記光伝送路から前記通信先と接続される前記光伝送路に切り替えるよう前記第一制御信号の送信後に前記光スイッチに指示する処理と、前記光信号処理装置に前記加入者装置宛ての第二制御信号を出力する処理とを行う制御ステップと、
   前記光信号処理装置が、異なる周波数の第一信号と第二信号とが重畳された電気信号から変換された、前記通信先から前記加入者装置宛ての光信号を第一光伝送路から入力し、入力した前記光信号から前記第二信号を除去する除去ステップと、
   前記光信号処理装置が、前記除去ステップにより前記第二信号が除去された前記光信号に前記第一信号の周波数とは異なる周波数の前記第二制御信号である第三信号を重畳し、前記第三信号が重畳された前記光信号を前記光スイッチとの間の前記光伝送路である第二光伝送路に出力する重畳ステップと、
   前記光スイッチが、前記第三信号が重畳された前記光信号を前記加入者装置との間の前記光伝送路に出力する出力ステップと、
   を有する光信号処理方法。

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