WO2010032844A1 - 帯域可変通信装置及び帯域可変通信方法 - Google Patents

帯域可変通信装置及び帯域可変通信方法 Download PDF

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stream
transmission
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正彦 神野
秀彦 高良
幸男 築島
コシッツキ バルトロメル
一茂 米永
俊英 吉松
孝行 小林
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日本電信電話株式会社
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    • H04J14/0298—Wavelength-division multiplex systems with sub-carrier multiplexing [SCM]

Definitions

  • the present invention relates to a variable bandwidth communication device and a variable bandwidth communication method, and more particularly to a variable bandwidth communication device capable of changing a passable frequency band in an interval from an input port to an output port through which an incident stream signal passes, and the same communication.
  • the present invention relates to a variable bandwidth communication method as a path control method using a device group.
  • the photonic network that supports the current backbone network is mainly a group of optical communication devices such as a wavelength division multiplexing transmission device, an optical add / drop device, and an optical cross-connect device, and a transmission path group such as an optical fiber that connects them, and It is composed of a path group such as a wavelength for connecting optical communication apparatuses via a transmission line.
  • optical communication devices such as a wavelength division multiplexing transmission device, an optical add / drop device, and an optical cross-connect device
  • a transmission path group such as an optical fiber that connects them
  • It is composed of a path group such as a wavelength for connecting optical communication apparatuses via a transmission line.
  • An optical communication apparatus is mainly configured by an interface having a main signal transmission function and a reception function, a wavelength multiplexer / demultiplexer, a path switching unit such as an optical switch, and a control unit (for example, Non-Patent Document 1). reference).
  • the optical communication device on the entrance side of the path converts the main signal received from the client at the interface into an optical signal and outputs it, and appropriately switches the destination of the optical signal output at the path switching unit. Further, in the wavelength multiplexer / demultiplexer, the optical signal groups transmitted to the same adjacent optical communication device are multiplexed and output to the same transmission path. In addition, the optical communication device on the exit side of the path demultiplexes the optical signal group flowing in via the transmission path in the wavelength multiplexer / demultiplexer for each wavelength, and appropriately transmits each optical signal demultiplexed in the path switching unit. Switch to the appropriate destination interface. Further, the optical signal is converted into a main signal at the interface, and the main signal is transferred to the communication device on the client side.
  • the optical communication device on the relay side demultiplexes the optical signal group flowing in via the transmission path in the wavelength multiplexer / demultiplexer for each wavelength, and switches the path of the optical signal for each wavelength. Further, in the wavelength multiplexer / demultiplexer, the optical signal groups transmitted to the same adjacent optical communication device are multiplexed and output to the same transmission path.
  • the optical communication technology as described above is expected to realize the economics of the photonic network in order to reduce the electrical processing in the interface of the optical communication device group in the relay section and consequently reduce the number of interfaces in the photonic network. Has been.
  • the optical communication technology as described above makes it possible to share the limited wavelength resources (frequency resources) in the optical fiber according to the bandwidth demand based on the traffic volume between the path groups connecting the optical communication devices. It is expected to realize further economicization of photonic network of resources (frequency resources).
  • the interfaces could not be decoded by overlapping the frequency bands and demultiplexing the combined main signal group or optical signal group for each wavelength.
  • conventional wavelength multiplexers / demultiplexers cannot overlap the frequency bands and demultiplex the multiplexed main signal group or optical signal group for each wavelength. Therefore, the main signal group or optical signal group that flows in and out of one transmission path must be designed and managed so that the frequency bands do not overlap, and the conventional interface group is connected to the same transmission path.
  • the main signal group or the optical signal group to be output is frequency-controlled in advance so that the frequency bands do not overlap and output to the same transmission line.
  • the path switching unit realized by the conventional optical switch has not been able to change the passable frequency band from the input port to the output port of the incident optical signal.
  • optical switches using MEMS Micro Electro Mechanical System
  • the band is fixed because the path is selected by the path selection mirror for each wavelength channel.
  • a region (dead zone) that cannot be switched between wavelength channels is generated even on the wavelength axis. Due to such functional limitations of optical switches, research and development in the field of path switching technology for optical signal groups with overlapping frequency bands has not been carried out. In particular, no device configuration and route control method capable of realizing the route exchange technique described above have been reported. At the same time, as described above, effective use of wavelength resources (frequency resources) in optical fibers has not been realized.
  • liquid crystal optical switch / phase modulation technologies such as recent Liquid Crystal Silicon (G. ⁇ Baxter, others ⁇ Highly programmable m Wavelength Selective Switch based Liquid Crystal on Silicon switching elements '', OFC2006, OtuF2, 2006) Technological development has progressed for the market, and it has become possible to change the frequency band that can pass from the input port to the output port of the incident optical signal at the path switching unit.
  • the present invention has been made in view of the above points, and can realize an optical switch with an arbitrary frequency bandwidth. Also, an optical OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) signal is used to make a conventional WDM (Wavelength Division Multiplexing).
  • An object of the present invention is to provide a technology that is higher in density than a signal and that can increase a signal band according to demand and enables effective use of a frequency band.
  • a variable bandwidth communication device includes a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both the wavelength and time, or a part thereof, and the stream signal passes A band changing function for changing a passable frequency band in a section from an input port to an output port, and both or a part of the path switching function and the band changing function of the path switching means.
  • Control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information to and control means for controlling the route exchange means based on the control information, and all or one of the input port and the output port. Is connected to another communication device via a transmission line.
  • the present invention by providing an optical node with a variable bandwidth function that was not a prior art, it is possible to improve the use efficiency of the optical frequency band in the optical network, improve the use efficiency of the network components, and reduce the power consumption. Can be realized.
  • the optical OFDM method which is a high-density optical modulation / demodulation method
  • the use efficiency of the optical frequency band can be further improved.
  • the signal light power per transmission path there is also an effect that high optical power damage to the transmission path and the optical node can be prevented.
  • 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention. It is a block diagram of the band variable communication apparatus in the 1st Embodiment of this invention. It is an example of the structure of the path
  • the 1st Embodiment of this invention It is an example (the 1) of the guard interval production
  • the 2 of the control information exchanged between the path
  • variable bandwidth communication apparatus 100 has a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both wavelength and time, or a part thereof, and the stream signal passes.
  • a path changing unit 120 having a band changing function for changing a passable frequency band in a section from the input port to the output port, and control for both or a part of the path changing function and the band changing function of the route changing unit 120
  • a control unit 110 having a control information transmission / reception function for transmitting / receiving information and a control function for controlling the path switching unit based on the control information, and all or a part of the input port and the output port pass through the transmission path.
  • the path switching means 120 can change the passable frequency band of the stream signal group from the input port to the output port.
  • FIG. 2 shows the configuration of the variable bandwidth communication apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the configuration shown in the figure corresponds to the configuration described in the above outline. That is, the variable bandwidth communication apparatus 100 shown in FIG. 2 has a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both the wavelength and time, or a part thereof, and the stream signal passes.
  • a path switching unit 120 having a band changing function for changing a passable frequency band in a section from an input port to an output port, and both or a part of the path switching function and the band changing function of the path switching unit 120
  • a control unit 110 having a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information and a control function for controlling a path switching unit based on the control information, and all or part of the input port and the output port are transmission paths 10 to be connected to another communication device.
  • the transmission line 10 is a pair of upstream and downstream optical fibers, and the wiring is metal. However, the transmission line 10 and the wiring need not use optical fiber and metal, respectively.
  • the control unit 110 is a computer. However, the control unit 110 does not have to be a computer, and may have any arithmetic processing function.
  • the route exchange unit 120 has the configuration shown in FIG.
  • the optical signal input from the input port is amplified by the optical amplifier 1 and branched by the optical branching device 2.
  • the branched optical signal is input to the optical switch 3 and output from the output port via the optical amplifier 4.
  • An optical signal is added from the transmission system 5, branched by the optical branching device 6, and input to the optical switch 3.
  • a part of the optical signal branched by the optical branching device 2 is dropped toward the receiving system 8 by the optical switch 7.
  • an LCOS (Liquied, Crystal, On, Silicon) type optical switch for example, Document 1: G. Baxter, etc., “Highly, programmable, Wavelength, Selective, Switch, based, on, Liquid, Crystal, on, Silicon, switching, elements), OFC2006, Use OTuF2, 2006).
  • FIG. 4A to 5B illustrate the function of the route switching unit 120.
  • FIG. 4A and 4B show a wavelength variable type
  • FIGS. 5A and 5B show a speed variable type.
  • FIG. 4A shows the basic relationship between the frequency band of the input stream signal and the frequency band that can pass from the input port to the output port. That is, in the case of FIG. 4A, the route exchange unit 120 sets a predetermined passable frequency band for a certain path. And the optical signal of four wavelengths which occupies the said passable frequency band is input into the path
  • FIG. 4B shows a case where the frequency band of the input stream signal has decreased.
  • the conventional optical communication apparatus FIG. 4A
  • the passable frequency band from the input port to the output port is not changed. Therefore, for example, the optical signal of another path cannot be allocated to the remaining part of the band due to the decrease in the frequency band of the input stream signal, resulting in wasted resources.
  • variable bandwidth communication apparatus 100 adjusts the voltage applied to the LCOS of the path switching unit 120, switches the input stream signal, and controls the passable frequency band from the input port to the output port. .
  • the passable frequency band from another input port to the output port can be increased.
  • an optical signal of another path can be assigned to the portion of the band reduction width shown in FIG. 4B and output.
  • the route switching unit 120 shown in FIG. 3 or the LCOS type optical switch may not be used.
  • FIGS. 5A and 5B also show the same functions as FIGS. 4A and 4B.
  • FIG. 5A shows the basics in the case of variable speed
  • FIG. 5B shows the difference between the prior art and the present invention. Similar to the case shown in FIG. 4B (b), in FIG. 5B (b), when the speed of the input stream signal is reduced, the light of other paths, for example, is reduced to the band reduced with the speed reduction. Signals can be assigned.
  • FIG. 6 shows the configuration of the variable bandwidth communication apparatus when the interface 130 is provided.
  • a packet transmission / reception unit 131 that transmits / receives a packet to / from another communication apparatus connected via a transmission path, and a packet processing function that transmits / receives a packet to / from the packet transmission / reception unit 131
  • the interface 130 having a packet processing unit 132 having a signal conversion function for performing signal conversion between a packet and a stream signal, and a stream transmission / reception unit 133 for transmitting and receiving the stream signal is provided.
  • the control unit 110 includes control information for transmitting / receiving control information for all or part of the packet transmitting / receiving unit 131, the packet processing unit 132, and the stream transmitting / receiving unit 133 of the interface 130.
  • interface control function is further that it was decided to include a.
  • the interface group is connected to, for example, the ends of the transmission system 5 and the reception system 8 in FIG. 3, and the role of the interface group is to receive a packet sent from a client communication device such as a router or a layer 2 switch and to receive the signal format of the optical layer. To the route exchange unit 120. Similarly, the optical layer signal via the path switching unit 120 is converted into a packet and transmitted to the client communication device.
  • a client communication device such as a router or a layer 2 switch
  • FIG. 7 is an example of an interface configuration in the first embodiment of the present invention.
  • the interface 130 includes a packet transmission / reception unit 131 connected to the client communication device, a stream transmission / reception unit 133 connected to the adjacent variable bandwidth communication device, and a packet processing unit 132 that connects the packet transmission / reception unit 131 and the stream transmission / reception unit 133. Is done.
  • the packet transmission / reception unit 131 and the packet processing unit 132 may be integrally mounted.
  • the variable bandwidth communication device 100 may not include the interface 130. In that case, the variable bandwidth communication apparatus 100 transmits the signal sent from the client communication apparatus to the adjacent variable bandwidth communication apparatus as it is.
  • the stream transmission / reception unit 133 has means for transmitting / receiving an optical orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal composed of a plurality of subcarriers whose frequency bands partially overlap.
  • OFDM optical orthogonal frequency division multiplexing
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the stream transmission / reception unit according to the first embodiment of the present invention.
  • the codes between subcarriers have an orthogonal relationship, so that the subcarrier interval can be narrowed.
  • the bit rate of each subcarrier is 10 Gbit / s
  • multiplexing can be performed at intervals (10 GHz or more) where the subcarriers overlap as shown in FIG. Therefore, the optical frequency utilization efficiency can be further improved as compared with the example of FIG.
  • the interface may not have the optical OFDM function.
  • one or more packet processing units 132 are connected to one packet transmission / reception unit 131 of the interface 130, and the packet transmission / reception unit 131 is connected to the packet processing unit 132.
  • the signal processing load allocation policy and the aggregation policy, and the packet processing unit group based on the distribution policy And a function of receiving a packet from the packet processing unit group based on the aggregation policy.
  • FIG. 9 shows an example of the configuration of the interface 130 in this example.
  • one or more packet processing units 132 are connected to one packet transmission / reception unit 131, and the packet transmission / reception unit 131 transmits a packet group received from a communication device on the client side to the packet processing unit 132. 1 , 132 2 ,..., 132 n and the packet group transmitted from the packet processing unit 132 group is assembled.
  • FIG. 10 shows another example of the configuration of the interface 130 in the first exemplary embodiment of the present invention.
  • one packet processing unit 132 is connected to two or more packet transmission / reception units 131 of the interface 130, and the packet processing unit 132 performs signal processing with the packet transmission / reception unit 131.
  • the distribution policy and aggregation policy of the signal processing load between the packet transmission / reception unit group and the packet processing unit and the function of transmitting a packet to the packet transmission / reception unit group based on the distribution policy; And a function of receiving a packet from the packet transmitting / receiving unit group based on the aggregation policy.
  • two or more packets transmitting and receiving part 131 1, 131 2, ... may be connected to one packet processing unit 132 with respect to 131 n.
  • a packet exchanged between the packet transmission / reception unit 131 and the packet processing unit 132 of the interface 130 is different from the packet transmission / reception unit 131 or the packet processing unit 132.
  • a packet transfer unit 134 for transferring to the packet processing unit 132 different from the control unit 110.
  • the control unit 110 includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information to / from the packet transfer unit 134, and a packet transfer unit 134 based on the control information. And a packet transfer control function to control.
  • a packet transfer unit 134 is provided between the packet transmission / reception unit group 131 and the packet processing unit group 132 in one interface, or between the packet transmission / reception unit group and the packet processing unit group across a plurality of interfaces.
  • the packet transfer unit 134 is a router or an Ethernet switch.
  • the packet transfer unit 134 may be a communication device that performs routing or forwarding based on packet header information, and may be a communication device other than a router or an Ethernet switch.
  • the packet exchange relationship between the packet transmission / reception unit 131 and the packet processing unit 132 in FIGS. 9 and 10 is static.
  • connection relationship between the packet transmission / reception unit 131 and the packet processing unit 132 becomes inefficient based on a change in the amount of packets exchanged.
  • the configuration shown in FIG. 11 is a connection between the packet transmission / reception units 131 1 , 131 2 ,..., 131 n and the packet processing units 132 1 , 132 2 ,. Relationships change dynamically and as a result do not become inefficient.
  • any of FIGS. 9, 10, and 11 may be used.
  • one or more stream transmission / reception units 133 are connected to one packet processing 132 of the interface 130, and the packet processing unit 132 has a signal processing capability with the stream transmission / reception unit 133.
  • the packet processing unit 132 converts the packet group received from the packet transmitting / receiving unit 131 into a stream signal and delivers it, and collects the stream signal group transmitted from the stream transmitting / receiving unit 133 group.
  • the packet processing unit 132 converts the packet group received from the packet transmitting / receiving unit 131 into a stream signal and delivers it, and collects the stream signal group transmitted from the stream transmitting / receiving unit 133 group.
  • the number of bits for multi-bit is implementation dependent. For example, when the multi-bit unit is 8 bits, it is equivalent to the byte unit.
  • FIG. 13 may be used instead of the configuration of FIG.
  • one stream transmission / reception unit 133 is connected to two or more packet processing units 132 of the interface 130, and the stream transmission / reception unit 133 is connected to the packet processing unit 132.
  • the signal processing load distribution policy and the convergence policy between the packet processing unit group and the stream transmission / reception unit which are designed based on the difference in signal processing capacity between the packet processing unit and the stream signal to the packet processing unit group based on the distribution policy And a function of receiving a stream signal from the packet processing unit group based on the convergence policy.
  • the distribution policy and the convergence policy include three patterns of distribution and convergence for each byte, for each multi-bit, and for each bit.
  • FIGS. 12 and 13 may be used.
  • FIG. 14 shows the configuration of the stream transmission / reception unit 133 of this example.
  • the stream transmission / reception unit 133 of the interface 130 includes a stream transmission unit 1331 and a stream reception unit 1332.
  • FIG. 15 shows the stream transmission unit 1331 in this example.
  • a stream transmission unit 1331 shown in the figure is an example of a stream transmission unit using an optical OFDM system.
  • the stream transmission unit 1331 modulates each substream signal output from the signal distribution unit 101 having a function of distributing the stream signal output from the packet processing unit 132 into one or more substream signals.
  • One or more signal modulators 102 1 , 102 2 ,..., 102 n having a function to perform, and a plurality of substream signal groups modulated by the signal modulator unit 102 and present on the frequency domain from the frequency domain to the time domain
  • an inverse Fourier transform unit 103 having a function of collectively transforming the substream signals converted into the time domain as a single inverse Fourier transform stream signal, and an inverse output from the inverse Fourier transform unit 103
  • the optical transmission unit 104 has a function of converting a Fourier transform stream signal into one or more subcarrier lights. It is. With this configuration, the stream signal output from the packet processing unit 132 can be converted into optical OFDM subcarrier light. As a result, the optical frequency band of the stream signal in the optical network can be narrowed, and an optical network with high optical frequency utilization efficiency can be realized.
  • FIG. 16 shows another example of the stream transmission unit in the first embodiment of the present invention.
  • the configuration shown in the figure is an example of a stream transmission unit 1331 using the optical OFDM scheme.
  • the stream transmission unit 1331 modulates each stream signal output from the packet processing unit group and generates one or more substream signals, and includes one or more signal modulation units 101 1 , 101 2 ,.
  • FIG. 17 shows another example of the stream transmission unit in the first embodiment of the present invention.
  • the stream transmission unit 1331 shown in the figure is an example using an optical OFDM system.
  • the optical transmission unit 105 is characterized in that a part of the sideband generated in the subcarrier is deleted by single-sideband modulation.
  • the optical spectrum of the optical signal has sidebands on both sides centered on the carrier optical frequency, so that the optical frequency band requires at least twice the bit rate.
  • the SSB optical modulator or the SSB optical filter that extracts only a single sideband, a part of the sideband generated in the subcarrier is deleted, so that light with higher optical frequency utilization efficiency can be obtained.
  • a network can be realized.
  • FIG. 18 is another example of the stream transmission unit in the first embodiment of the present invention.
  • a stream transmission unit 1331 in the figure is a second example of a stream transmission unit using an optical OFDM system.
  • the example shown in FIG. 16 is characterized in that the optical transmission unit 105 deletes a part of the sidebands generated in the subcarriers by the suppressed carrier single sideband modulation.
  • the optical transmission unit 105 deletes a part of the sidebands generated in the subcarriers by the suppressed carrier single sideband modulation.
  • the SSB optical modulator or the SSB optical filter that extracts only the single sideband the light with higher optical frequency utilization efficiency can be obtained.
  • a network can be realized.
  • FIG. 19 is another example of the stream transmission unit in the first embodiment of the present invention.
  • the stream transmission unit 1331 in the figure is an example of a stream transmission unit using an optical OFDM method.
  • the stream transmission unit 1331, the signal modulation unit 102 1, 102 2 having the function of generating a sub-stream signal by modulating a stream signal outputted from the packet processing unit 132, ..., and 102 n, the signal modulator 102 , 105 n having one or more optical transmitters 105 1 , 105 2 ,..., 105 n having a function of converting the substream signal output from the optical transmitter unit 105 and all the subcarrier lights output from the optical transmitter unit group 105
  • a synchronization frequency interval control unit 106 having a function of controlling the optical transmission unit 105 in order to equalize the optical frequency interval between them, and one or more subcarriers output from the one or more optical transmission units 105
  • the wavelength multiplexing unit 107 is configured.
  • an optical OFDM stream signal is generated by setting the optical frequency interval of the subcarrier light to be equal to or higher than the bit rate of the substream signal.
  • one or more stream signals output from the packet processing unit 132 group are converted into subcarrier light by each individual optical transmission unit 105 and wavelength-multiplexed to generate an optical OFDM stream signal. is doing.
  • this example can narrow the optical frequency band of the stream signal in the optical network, and can realize an optical network with high optical frequency utilization efficiency.
  • FIG. 20 is another example of the stream transmission unit in the first embodiment of the present invention.
  • the stream transmission unit 1331 in the figure is an example of a stream transmission unit using an optical OFDM method.
  • the stream transmitter 1331 modulates one or more stream signals output from the packet processor 132 to generate a substream signal.
  • a multi-wavelength light generation unit 109 having a function of collectively generating one or more continuous carrier lights, a wavelength demultiplexing unit 111 for demultiplexing one or more continuous carrier lights, and a signal modulation unit 102 1 , 102 2, ..., 102 optical-electrical converting portion 108 1 with the sub-stream signal output from the n modulates the continuous optical carrier that can convert the sub-carrier light, 108 2, ..., and 108 n, photoelectrochemical It comprises a wavelength multiplexing unit 107 that wavelength-multiplexes one or more subcarrier lights output from the conversion unit 108 to generate an optical OFDM stream signal.
  • the optical OFDM stream signal is generated by setting the optical frequency interval of the subcarrier light generated from the multi-wavelength light generator 109 to be equal to or higher than the bit rate of the substream signal.
  • one or more subcarrier lights generated from the multi-wavelength light generation unit 109 are individually modulated by the photoelectric conversion unit 108 using one or more stream signals output from the packet processing unit 132 group. By doing so, it is converted into subcarrier light and wavelength-division multiplexed to generate an optical OFDM stream signal.
  • a synchronization control unit for controlling the optical frequency interval between the subcarrier lights is necessary. Since the subcarrier light is generated using the multicarrier light that has been generated, the synchronization frequency interval control unit is unnecessary.
  • the multi-wavelength light generation unit 109 a combination of a CW (Continuous Wave) light source such as a semiconductor laser and an external light modulator such as a LiNbO 3 light modulator or an electrolytic absorption type light modulator, a mode-locked laser, etc.
  • a combination of a pulsed light source and a nonlinear optical medium such as an optical fiber can also be used.
  • the optical frequency band of the stream signal in the optical network can be narrowed, and an optical network with high optical frequency utilization efficiency can be realized.
  • the number of subcarrier lights generated can be controlled by the degree of modulation of the external light modulator when an external light modulator is used, and by the power of an input optical pulse when a nonlinear optical medium is used. Therefore, the number of subcarrier lights generated according to the required capacity can be easily controlled, which is suitable for effective use of power consumption.
  • One of the advantages of the optical OFDM method is high dispersion tolerance.
  • the optical OFDM system by dividing a signal of a certain bit rate into subcarriers, it is possible to improve the tolerance of transmission characteristic degradation against chromatic dispersion and polarization mode dispersion to the equivalent of a low bit rate possessed by the subcarrier.
  • the transmission time of each subcarrier varies due to the difference in dispersion value between subcarriers due to the dispersion slope of the plurality of transmission paths. In order to absorb this time shift, there is a method of adding a guard interval to the main signal.
  • the guard interval generation unit 201 has a function of generating a guard interval in which the inverse Fourier transform stream signal output from the inverse Fourier transform unit 103 or the substream signal output from the signal modulation unit 102 is partially or entirely repeated.
  • the function of combining the generated guard interval with the inverse Fourier transform stream signal or substream signal and the inverse Fourier transform stream signal or substream signal combined with the guard interval are transmitted to the optical transmission unit 105 or the photoelectric conversion unit 108. It has a function.
  • FIG. 24 shows an example of a stream receiving unit in the first embodiment of the present invention.
  • the stream reception unit 1332 receives one or more subcarriers and converts them into an inverse Fourier transform stream signal, and an inverse Fourier transform stream signal output from the optical reception unit 301.
  • a Fourier transform unit 302 having a function of collectively transforming a substream signal from the time domain to a frequency domain and decomposing it into one or more substream signals, and a function of distributing a generated substream signal group for each substream signal;
  • One of one or more signal demodulation units 303 1 , 303 2 ,..., 303 n having a function of demodulating each substream signal output from the unit 302 and one substream signal group output from the signal demodulation unit 303 group Is composed of a signal converging unit 304 having a function of converging to a stream signal and outputting to the packet processing unit 132.
  • the optical OFDM stream signal can be converted into an electrical stream signal and output to the packet processing unit 132.
  • FIG. 25 shows another example of the stream receiving unit in the first embodiment of the present invention.
  • An optical receiver 301 having a function of receiving one or more subcarriers and converting the received one or more subcarriers into an inverse Fourier transform stream signal, and an inverse Fourier transform stream signal output from the optical receiver 301 from the time domain
  • a Fourier transform unit 302 having a function of performing batch conversion into the frequency domain and decomposing the substream signals into one or more substream signals, and a function of distributing the generated substream signal group for each substream signal, and a Fourier transform unit 302 one or more of the signal demodulation unit 303 1, 303 2 having the function of generating a stream signal by demodulating the sub-stream signal further output, ..., and a 303 n.
  • the optical OFDM stream signal can be converted into an electrical stream signal and output to the packet processing unit 132, as in the above example.
  • FIG. 26 shows another example of the stream receiving unit in the first embodiment of the present invention.
  • the stream reception unit 1332 shown in the figure has a function of removing the guard interval from the inverse Fourier transform stream signal output from the optical reception unit 401 and extracting the inverse Fourier transform stream signal, and the extracted inverse Fourier transform stream signal.
  • a guard interval removing unit 402 having a function of sending to the Fourier transform unit 403 is provided. With this configuration, an optical OFDM stream signal having a guard interval can be converted into an electrical stream signal from which the guard interval has been removed and output to the packet processing unit 132.
  • FIG. 27 shows another example of the stream receiving unit in the first embodiment of the present invention.
  • a stream receiving unit 1332 shown in the figure is an example of a receiving system for an optical OFDM stream signal generated by wavelength multiplexing of subcarrier light in the optical region of FIGS.
  • the stream receiving unit receives an optical demultiplexing unit 404 having a function of demultiplexing one or more incident subcarriers for each subcarrier, and receives each subcarrier output from the optical demultiplexing unit 404 to receive a substream signal.
  • One or more optical receivers 401 1 , 401 2 ,..., 401 n having a function of converting to, and one or more signal demodulations having a function of demodulating a substream signal group output from the optical receiver unit group 401 Part 405.
  • the optical OFDM stream signal generated by wavelength multiplexing of the subcarrier light in the optical region of FIGS. 19 and 20 is converted into one or more electrical substream signals and output to the packet processing unit 132. be able to.
  • FIG. 28 shows another example of the stream receiving unit in the first embodiment of the present invention.
  • the stream reception unit 1332 shown in the figure is also an example of a reception system for an optical OFDM stream signal generated by wavelength multiplexing of subcarrier light in the optical region of FIGS.
  • the stream receiving unit 1332 receives an optical demultiplexing unit 404 having a function of demultiplexing one or more incident subcarriers for each subcarrier, and receives each subcarrier output from the optical demultiplexing unit 404 to receive a substream.
  • One or more optical receivers 401 1 , 401 2 ,..., 401 n having a function of converting into signals, and one or more signals having a function of demodulating a substream signal group output from the optical receiver unit group 401 , 405 n , demodulating units 405 1 , 405 2 ,..., 405 n , from the signal converging unit 406 having a function of converging the substream signal group output from the signal demodulating unit group 405 into one stream signal and outputting it to the packet processing unit 132. Composed.
  • the optical OFDM stream signal generated by wavelength multiplexing of the subcarrier light in the optical region of FIGS. 19 and 20 can be converted into an electrical substream signal and output to the packet processing unit 132.
  • the optical receiver 401 can be a directly modulated semiconductor laser, or a combination of a CW light source such as a semiconductor laser and an external optical modulator such as a LiNbO3 optical modulator.
  • an optical coupler, an arrayed waveguide grating, a Mach-Zehnder interferometer, an interleave filter, or the like can be used as the wavelength demultiplexing unit 404.
  • the optical OFDM signal having the subcarrier frequency interval fs can be branched into two subcarrier groups having the frequency interval 2fs. Thereafter, the branched subcarrier group can be demultiplexed into subcarriers using an arrayed waveguide grating with a frequency interval of 2 fs.
  • the modulation format of each subcarrier light includes intensity modulation such as NRZ (Non Return to Zero) and RZ (Return to Zero), and phase modulation such as PSK (Phase Shift Keying) and QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Can be used. Furthermore, polarization multiplexing that generates and multiplexes two optical OFDM signals of orthogonally polarized light may be used. By using multilevel modulation such as QPSK and polarization multiplexing in addition to the optical OFDM system, it is possible to further improve the optical frequency utilization efficiency. Also, the optical path capacity can be changed more flexibly by changing the number of data to be multiplexed in multi-level modulation and the number of polarizations in polarization multiplexing.
  • variable bandwidth communication apparatus is realized.
  • FIG. 29 shows a network configuration example including a variable bandwidth communication device and a network management device according to the second embodiment of the present invention.
  • the variable bandwidth communication apparatus 100 in the figure is the same as that shown in the first embodiment.
  • the network management device 500 is described in Reference 3 “Shigeo Urushitani, et al.“ The latest networking technology that supports SINET3 services ”, Vol.107, No.443 (20080117), pp. 29-34, NS2007-125, 2008” 4 “Shigeo Urushitani, et al.“ Network design and operation of SINET3 ”, ICM2008-1 pp.1-6, 2008”, Reference 5 “Atsuko Takebo, et al.” Core location experiment of computational resources and optical path network resources in the grid ”SACSIS (Symposium on Advanced computing systems and Infrastructures), 2006”, Reference 6 “Atsuko Takebo, et al.“ Computation with Gridware and Grid Core Location Experiments of Network Resources between Japan and the United States ”, 164th Computer Architecture, 109th High Performance Computing Joint Research Presentation, 2007 ”, Reference 7“ Kazuhisa Yamada, et al. “Proposal of Multi-layer Path Configuration Management System in Cooperation with GMPLS”, IEICE
  • FIG. 30 shows an example of a path that passes through the variable bandwidth communication device according to the second embodiment of the present invention.
  • a method of setting the path # 1 by the network management apparatus will be described with reference to FIG.
  • FIGS. 31 and 32 are methods in which the network management apparatus sets path # 1 in cooperation with the variable bandwidth communication apparatus.
  • the control unit 110 of each bandwidth variable communication device when the network management device 500 sets, deletes, or changes a path that passes through a plurality of bandwidth variable communication devices, the control unit 110 of each bandwidth variable communication device on the path route.
  • a control message exchange step for exchanging control information for controlling the path exchange unit 120, the interface 130, the packet transfer unit 134, or all of them, and the control unit 110 of the variable bandwidth communication device group,
  • a hardware control step for controlling the route exchange unit 120, the interface 130, the packet transfer unit 134, or all of them based on the control information received in the control message exchange step.
  • the network operator inputs a setting request for path # 1 to the network management device.
  • An example of the input parameter is the interface of the start point, end point, and relay point of path # 1.
  • the application may input a path # 1 setting request to the network management apparatus.
  • Documents 5 and 6 introduce means for an application to reserve a network bandwidth.
  • path definitions There are two types of path definitions. The first is a carrier that connects the interfaces of two opposed variable bandwidth communication devices. The second is each of the subcarrier groups constituting the carrier. However, in either case, the following operation does not change. In this embodiment, a path is described as a subcarrier.
  • the network management device 500 creates control information based on the input parameters and controls the bandwidth variable communication device. Two types of control sequences are described below.
  • the network management device 500 transmits control information to the variable bandwidth communication device group in the control message exchange step.
  • Each band variable communication device 100 returns a control result based on the control information to the network variable communication device.
  • the network management device 500 may exchange control information with each variable bandwidth communication device 100 in order, or exchange control information in parallel with each variable bandwidth communication device 100 as shown in FIG. May be.
  • the network management device 500 transmits control information to the band variable communication device 100 group in the control message exchange step.
  • Each band variable communication device 100 confirms whether control is possible and returns it to the network variable communication device 500.
  • the network management device 500 determines whether or not the path # 1 can be set based on the response result of the bandwidth variable communication device 100.
  • the method for determining whether or not setting is possible may be determined autonomously by the network management device 500 itself, or may be determined manually by an operator operating the network management device 500. As a result, when it is determined that the network management apparatus 500 can be set, the network management apparatus 500 transmits a control execution request to each band variable communication apparatus.
  • each variable bandwidth communication device 100 receives the execution request, executes control based on the control information, and returns the control result to the network management device 500.
  • the network management device 500 may exchange control information with each variable bandwidth communication device 100 in order, or may exchange control information in parallel with each variable bandwidth communication device as shown in FIG. Also good.
  • the means for exchanging control messages between the network management device 500 and each variable bandwidth communication device 100 described above is the same as the contents shown in Documents 3 to 7 and the setting of paths between devices. However, in the present embodiment, it is important to exchange new control information such as the passband of the optical switch and the number of signal subcarriers in the apparatus which are not shown in Documents 3 to 7. Furthermore, it is important to show the relationship between the passable frequency band controlled by the path switching unit 120 for improving the frequency utilization efficiency and the signal occupation band.
  • the control message including the new control information shown in the present embodiment may be included in the conventional control message and exchanged between the network management device 500 and each band variable communication device 100, or new control information And a conventional control message may be separated and exchanged between the network management device 500 and each band variable communication device 100.
  • control information sent from the network management device 500 to the route switching unit 120 of the bandwidth variable communication device 100.
  • the control information includes information on the input port and the output port, which is information necessary for switching the path between the input port and the output port. Further, in order to control the passable frequency band between the input port and the output port, in FIG. 33, the pass bandwidth, the center frequency of the pass bandwidth, and the lower limit frequency and the upper limit frequency of the pass bandwidth in FIG. Contains information.
  • control unit 110 can pass the frequency band from the input port to the output port in the path switching unit 120 based on the control information received through the control message exchange step or the internal control step. Make changes.
  • the path may be controlled in cooperation with the network management device 500 and the variable bandwidth communication device 100 other than the message shown in FIG. 33 or FIG.
  • the passable frequency band may be designated by an identification number that corresponds to the frequency band on a one-to-one basis.
  • each variable bandwidth communication device 100 is designated with a frequency band that the network management device 500 can pass, and a variable bandwidth communication device group from the start point to the end point of the designated path is designated.
  • the interface 130 and the path switching unit 120 are controlled to transfer, transmit and receive signals in the frequency band.
  • FIG. 35 and FIG. 36 shows an example of control information sent from the network management device 500 to the interface of the variable bandwidth communication device 100.
  • the control information in FIG. 35 includes the frequency band per subcarrier, the center frequency of the entire subcarrier group, the number of subcarriers, the guard interval time length, the guard band frequency band, the activation or deactivation of the interface, or part of them. Contains information.
  • the control information of FIG. 36 includes the frequency band per subcarrier, the lower limit frequency and upper limit frequency of the entire subcarrier group, the number of subcarriers, the guard interval time length, the guard band frequency band, the interface activation or deactivation, or Includes some of those information.
  • control unit 110 activates the interface, stops the interface, and changes the frequency band of the output stream signal from the interface based on the control information received through the control message exchange step or the internal control step.
  • the setting of the guard interval time length, the setting of the optical frequency interval (guard band) between adjacent paths, or all of them is executed.
  • the network management apparatus 500 and the variable bandwidth communication apparatus 100 may control the path in cooperation with messages other than those shown in FIG. 35 or FIG.
  • the guard interval exists in order to compensate the dispersion value between the subcarrier groups constituting the path at the receiving end of the path (Reference 8: Masahiro Morikura, et al. “Trends of IEEE 802.11-compliant wireless LAN”, electronic information communication) Journal paper ⁇ B, Vol.J84-B No.11, pp.1918-1927, 2001, Reference 9: Landau, O, et al. “OFDM Guard Interval: Analysis and Observations”, ICASSP 2007, Vol.3, pp. III -93-III-96, 2007).
  • Documents 8 and 9 introduce the role of guard intervals, and Document 9 introduces a guard interval design method.
  • the time length of the guard interval depends on the variance value, but the variance value depends on the path distance. For this reason, when the network management apparatus 500 dynamically switches the path, the value of the guard interval must be changed with the change of the path length. If the time length of the guard interval is insufficient with respect to the variance value, the variable bandwidth communication apparatus at the path end cannot correctly decode the received subcarrier group. Therefore, the network management apparatus 500 needs to set the guard interval correctly when setting the path.
  • the guard interval need not be changed dynamically. In that case, by using a sufficiently long guard interval, it is possible to keep the guard interval constant regardless of changes in the path length. However, the method of keeping the guard interval constant reduces the data occupancy with respect to the frequency as compared with the method of dynamically controlling the guard interval.
  • the guard band is a frequency band for keeping an interval so as not to overlap on the frequency axis when a subcarrier constituting a path and a subcarrier constituting another path are transmitted (reference 9 and literature). 10: Kenichiro Tanaka, et al. “Optical Fiber Transmission Characteristics of WDM / OFDM Hybrid System”, IEICE Transactions Vol. J89-B, No. 8, pp.1431-1440).
  • the content that controls the guard band is the frequency band of the guard band, which is the lower limit and the upper limit of the frequency band.
  • the following is set between the traffic capacity, the bit rate of the stream signal, the number of subcarrier lights and the optical frequency interval, the guard band, and the pass bandwidth of the path switching unit 120. Implemented to satisfy the relationship.
  • K is an increased bit rate by a code added to the frame of the substream signal for the purpose of error correction, monitoring control, and the like.
  • an optical frequency region (k ⁇ fs + 2 ⁇ ) including k subcarrier lights (subcarrier optical frequency interval fs) for the stream signal and two guard bands Bg. Bg) is used to obtain a transfer path that can be used (FIG. 37).
  • the guard band Bg is set so that the interval between adjacent subcarrier light beams in the optical path of the stream signal and another optical path is at least twice fs (Bg ⁇ 2 ⁇ fs).
  • a stream signal is generated using k subcarrier lights in a region obtained by removing the guard band Bg from the above available optical frequency region.
  • the pass band of the stream signal includes the k subcarrier lights, and the overbandwidth Bsw is set to k ⁇ fs ⁇ Bsw ⁇ k ⁇ fs + Bg (2) Set to satisfy.
  • an optical path set to the actual traffic capacity of the client is generated at the transmission end, and the pass band in all the band variable communication devices on the optical path route through which the optical path is passed And setting a guard band between adjacent optical paths, it is possible to set an optical path with very high optical frequency utilization efficiency in a network including a variable bandwidth communication device group.
  • a guard interval can be added to improve resistance to transmission degradation due to transmission path dispersion (FIGS. 21, 22, and 23).
  • the guard interval overhead time Tgi (sec) needs to be set to be longer than the propagation time difference ⁇ T (sec) between the substream signals in the optical path to be set.
  • the zero dispersion wavelength ⁇ 0, the chromatic dispersion slope ⁇ (ps / nm 2 / km), and the length L (km) of all optical fibers serving as the transmission lines of the network are measured in advance.
  • the transmission time difference ⁇ T (sec) between the substream signals in the optical path route used for transfer is calculated by the following equation from the optical path setting condition obtained above.
  • ⁇ T 0.5 ⁇ ⁇ L ⁇ ( ⁇ 1 + k ⁇ fs) ⁇ 0 ⁇ 2 ⁇ 0.5 ⁇ ⁇ L ( ⁇ 1 ⁇ 0) 2 (3)
  • ⁇ 1 is the shortest wavelength of the subcarrier.
  • the guard interval is set in accordance with the chromatic dispersion characteristics of the optical path route set in the network.
  • the guard interval is always the maximum length, but there is an advantage that it is possible to respond quickly because it is not necessary to change the guard interval even if the path characteristic is changed by switching the path to the detour path due to a network failure.
  • the network management device can control a desired band variable communication device group, and can open a path that passes through the band variable communication device group and has a desired frequency band.
  • variable bandwidth communication apparatus and variable bandwidth communication method according to the third embodiment will be described.
  • the third embodiment is based on the first embodiment and the second embodiment.
  • an outline of the present embodiment will be described.
  • the interface 130 includes a clock adjustment unit 135 that controls a clock supplied to the packet processing unit 132 and the stream transmission / reception unit 133.
  • the packet processing unit 132 has a function of changing the transmission / reception speed of the stream signal exchanged with the stream transmission / reception unit 133 based on the clock supplied from the clock adjustment unit 135, and the stream transmission / reception unit 133 receives from the clock adjustment unit 135.
  • a function of changing the transmission / reception speed of the stream signal exchanged with the packet processing unit 132 based on the supplied clock is provided.
  • variable bandwidth communication apparatus 100 uses a flow rate measurement unit 170 that measures the flow rate of a packet flowing into the packet transmission / reception unit 131 or the packet processing unit 132 of the interface 130, and a route using the packet flow rate and the increase / decrease rule.
  • Control information is exchanged with the control unit 110 based on the determination result of the change determination unit 160 and the change determination unit 160 that determines the necessity of controlling all or part of the switching unit 120, the interface 130, and the packet transfer unit 140.
  • Change induction 150 is used to determine the flow rate of a packet flowing into the packet transmission / reception unit 131 or the packet processing unit 132 of the interface 130, and a route using the packet flow rate and the increase / decrease rule.
  • Control information is exchanged with the control unit 110 based on the determination result of the change determination unit 160 and the change determination unit 160 that determines the necessity of controlling all or part of the switching unit 120, the interface 130, and the packet transfer unit 140. Change induction 150.
  • the flow rate measurement unit 170 of the variable bandwidth communication device that terminates each of the existing path groups on the network allows inflow traffic, outflow traffic on the existing path, or
  • the traffic monitoring step for monitoring both of them in cooperation with the interface, and the change determination unit 160 of the variable bandwidth communication device add or delete a path (parallel path) parallel to the existing path based on the monitoring result of the traffic monitoring step.
  • the increase / decrease determination step for determining whether or not the change inducing unit 150 of the variable bandwidth communication apparatus transmits control information including a parallel path addition request or a delete request to the network management apparatus based on the increase / decrease determination result of the increase / decrease determination step.
  • Increase / decrease notification step and network management device need to add increase / decrease notification step
  • control for controlling the path switching unit 120, the interface 130, the packet transfer unit 140, or all of them with the control unit 110 of each variable bandwidth communication apparatus on the path of the parallel path.
  • variable bandwidth communication apparatus 100 The configuration of the variable bandwidth communication apparatus 100 according to the present embodiment follows that of the first embodiment. However, as shown in FIG. 38, a flow rate measurement unit 170, a change determination unit 160, and a change induction unit 150 are provided. However, the flow rate measurement unit 170, the change determination unit 160, and the change induction unit 150 may be mounted inside the control unit 110, or the flow rate measurement unit 170, the change determination unit 160, and the change induction unit 150 for each interface 130. May be implemented.
  • Non-Patent Document 2 Patent Document 1, and Patent Document 2 describe a method of measuring the amount of traffic flowing in and out of the interface 130 in the flow rate measurement unit 170. Further, the operation of the change determination unit 160 that makes a change determination based on the result of the flow rate measurement unit 170 is also shown. Similarly, Patent Document 3 introduces the operation of the change determination unit 160. In addition to these, Patent Document 1 also describes means for the change inducing unit 150 to notify the network management apparatus 500 based on the determination result of the change determining unit 160.
  • FIG. 39 shows an example of the operations of the flow rate measurement unit 170, the change determination unit 160, and the change induction unit 150, and is described in Non-Patent Document 2, Patent Document 1, and Patent Document 2.
  • the frequency band that the network management device 500 can pass is designated to each variable bandwidth communication device 100, and the designated path starts and ends.
  • the band variable communication device groups up to and including the interface 130 and the path switching unit 120 are controlled so as to transfer and transmit / receive signals in a designated frequency band.
  • FIG. 33 and 34 each show an example of control information sent from the network management device 500 to the route switching unit 120 of the bandwidth variable communication device 100.
  • the control information includes information on the input port and the output port, which is information necessary for switching the path between the input port and the output port. Further, in order to control the frequency band that can be passed between the input port and the output port, FIG. 33 shows the information about the pass bandwidth, the center frequency of the pass bandwidth, and the lower limit frequency and the upper limit frequency of the pass bandwidth in FIG. Including.
  • the network management apparatus 500 and the variable bandwidth communication apparatus 100 may control the path in cooperation.
  • the passable frequency band may be designated by an identification number that corresponds to the frequency band on a one-to-one basis.
  • FIGS. 35 and 36 shows an example of control information sent from the network management device 500 to the interface 130 of the variable bandwidth communication device 100.
  • the control information in FIG. 35 includes the frequency band per subcarrier, the center frequency of the entire subcarrier group, the number of subcarriers, the guard interval time length, the guard band frequency band, the activation or deactivation of the interface, or part of them. Contains information.
  • the control information of FIG. 36 includes the frequency band per subcarrier, the lower limit frequency and upper limit frequency of the entire subcarrier group, the number of subcarriers, the guard interval time length, the guard band frequency band, the interface activation or deactivation, or Includes some of those information.
  • the network management apparatus 500 and the variable bandwidth communication apparatus 100 may control the path in cooperation with messages other than those shown in FIG. 35 or FIG.
  • the processing flow of the control message between the network management device 500 and the variable bandwidth communication device 100 of the present embodiment may be the same as the processing flow of the control message described in claim 6 of FIG. However, the processing flow may be different.
  • the interface configuration shown in FIG. 40 can be applied.
  • the ground is connected by a parallel path group.
  • the opposing band variable communication device group controls the increase / decrease of the band between the ground by increasing / decreasing the number of paths. That is, it is necessary to adjust the number of stream transmission / reception units 133 used to increase or decrease the number of paths between the ground and change the distribution policy and the convergence policy of the path processing unit according to the adjustment ( Non-Patent Document 2, Patent Document 1, and Patent Document 2).
  • the means for realizing the configuration shown in FIG. A clock for transmitting a stream signal from the packet processing unit 132 to the stream transmission / reception unit 133 is input to the packet processing unit 131. Similarly, a clock for transmitting a stream signal from the stream transmission / reception unit 133 to the path switching unit 120 or its clock is input to the stream transmission / reception unit 133.
  • the clock adjustment unit 135 shown in FIG. 40 may change the above two types of clocks. Thereby, the frequency resources in the optical fiber can be effectively used. However, the configuration of FIG. 40 may not be used.
  • FIG. 40 may change the above two types of clocks. Thereby, the frequency resources in the optical fiber can be effectively used. However, the configuration of FIG. 40 may not be used.
  • the packet processing unit 132 of the interface 130 changes the transmission / reception speed of the stream signal, and the technique described in Non-Patent Document 2 can be used. As shown in FIG. 41, the packet processing unit 132 increases the stream signal transmission / reception speed, thereby widening the frequency band of the stream signal, and the packet processing unit 132 decreases the stream signal transmission / reception speed, The frequency band of the stream signal is narrowed.
  • FIG. 42 is a diagram showing the optical frequency utilization efficiency of the prior art and the present invention.
  • the pass band of the path of the path switching unit 120 is uniform and fixed (FIG. 42 (a)).
  • the pass bandwidth per path for all optical nodes is 100 Gbit / s. It was unified with a fixed pass bandwidth that can pass through. As a result, there is a problem that the optical frequency utilization efficiency is lowered.
  • the substream signal bit rate is 10 Gbit / s and the substream signal interval is 25 GHz
  • the relationship between the traffic of the conventional optical path and the occupied frequency region is as shown in FIG.
  • the optical frequency utilization efficiency is about 40% (100Gbit / s / 250GHz), but it is as low as 4% (10Gbit / s / 250GHz) in the low traffic area.
  • the capacity of the optical path (the bit rate of the stream signal) is set according to the traffic volume, and the pass band of the path switching unit according to the optical frequency region of the optical path Since the width can be continuously adjusted, the occupied optical frequency region can be reduced as compared with the conventional case as shown in FIG. Further, since the occupied optical frequency region can be increased in accordance with an increase in the traffic rate to be used as shown in FIG. 43, a constant high optical frequency utilization efficiency can be realized regardless of the traffic rate. For example, when the substream signal bit rate is 10 Gbit / s and the substream signal interval is 25 GHz, the optical frequency utilization efficiency is always about 40% (10 Gbit / s / 25 GHz).
  • the substream signal interval can be narrowed because there is an orthogonal relationship between the substream signals. Therefore, the optical frequency utilization efficiency can be further improved than the above. For example, when the bit rate of the substream signal is 10 Gbit / s, multiplexing at an interval of 10 GHz is possible. Therefore, as shown in FIG. 43, the occupied frequency region can be made almost the same as the traffic amount, and the optical frequency utilization efficiency always close to 100% can be realized.
  • the use efficiency of the optical frequency band can be improved by using the band variable communication method of the present invention.
  • power consumption can be reduced.
  • the network management device 500 and the variable bandwidth communication device 100 have the frequency bands and subcarriers between the variable bandwidth communication device and other variable bandwidth communication devices.
  • the number can be controlled according to the inflow / outflow traffic volume.
  • variable bandwidth communication apparatus and variable bandwidth communication method according to the fourth embodiment will be described.
  • the fourth embodiment is based on the first embodiment and the second embodiment. First, an outline of the present embodiment will be described.
  • Bandwidth variable communication apparatus 100 has a configuration exchange function for exchanging network configuration information with other communication apparatuses, and routing for calculating and managing transfer paths of control information and stream signals based on the network configuration information It further includes an external cooperation unit 180 having a function, a signaling function for exchanging control information with other communication devices using the routing function, and an internal control function for exchanging control information with the control unit 110.
  • variable bandwidth communication method includes a route information exchange step (control message exchange step) in which the external cooperation unit 180 of the variable bandwidth communication device group exchanges network configuration information, and external cooperation of each variable bandwidth communication device.
  • the unit 180 calculates a control information and stream signal transfer path based on the path information exchanging step and manages it in the path table, and a plurality of external linkage units 180 of the variable bandwidth communication device group
  • control information is exchanged with the external cooperation unit 180 of another variable bandwidth communication device group on the path route using the route table.
  • Signaling step, and control unit receives control information received in signaling step by external cooperation unit 180 of each band variable communication device 110 based on the control information received in the internal control step by the internal control step exchanged with 110 and the control unit 110 of the variable bandwidth communication device group, or all of them, based on the control information received in the internal control step And a hardware control step for controlling.
  • variable bandwidth communication device follows that of the first embodiment. However, as shown in FIG. 44, an external cooperation unit 180 is provided. In the present embodiment, the external cooperation unit 180 and the control unit 110 may be integrated. However, the flow rate measurement unit 170, the change determination unit 160, and the change induction unit 150 may not be provided.
  • the external cooperation unit 180 of this embodiment has a GMPLS function.
  • the external cooperation unit 180 is described in Document 11: “AdrianAdFarrellre et al.,“ Gmpls: sArchitecture And Applications ”, Morgan Kaufmann Pub, pp. 9-88, 2005. / 12/20 ", Reference 12:” IETF RFC 3945 “, Reference 13:” IETF RFC 3471 “, Reference 14:” IETF RFC 3473 “, Reference 15:” IETF RFC 4203 ", Reference 16:” IETF RFC 4204 " It is introduced as a GMPLS function.
  • a network to which GMPLS is applied includes a data plane for transferring a main signal and a control plane for transferring a control signal for controlling the variable bandwidth communication apparatus.
  • References 11, 13 and 14 introduce GMPLS signaling messages for path control and methods for exchanging signaling messages on the control plane.
  • Fig. 45 shows an example of a message sequence for path setting by GMPLS.
  • the variable bandwidth communication device group can control path setting or deletion in cooperation with other variable bandwidth communication devices using GMPLS signaling.
  • References 11 and 15 describe routing messages for transferring signaling messages on the control plane and for managing network resources such as data plane wavelengths and routing message exchange methods on the control plane.
  • References 13 and 16 describe a method of constructing a control plane between two adjacent variable bandwidth communication devices. However, there is no mention of the exchange of information on the passable frequency band and the number of signal subcarriers in the variable bandwidth communication apparatus.
  • each of FIG. 33 and FIG. 34 shows an example of control information related to the route exchange unit 120 transmitted and received between the variable bandwidth communication apparatus 100.
  • the control information includes information on the input port and the output port, which is information necessary for switching the path between the input port and the output port.
  • FIG. 33 shows the information about the pass bandwidth, the center frequency of the pass bandwidth, and the lower limit frequency and the upper limit frequency of the pass bandwidth in FIG. Including.
  • messages other than those shown in FIG. 33 or FIG. 34 may be transmitted between the variable bandwidth communication apparatuses 100.
  • the control information in FIG. 35 includes the frequency band per subcarrier, the center frequency of the entire subcarrier group, the number of subcarriers, the guard interval time length, the guard band frequency band, the activation or deactivation of the interface, or part of them. Contains information.
  • the control information of FIG. 36 includes the frequency band per subcarrier, the lower limit frequency and upper limit frequency of the entire subcarrier group, the number of subcarriers, the guard interval time length, the guard band frequency band, the interface activation or deactivation, or Includes some of those information.
  • messages other than those shown in FIG. 35 or FIG. 36 may be transmitted between the variable bandwidth communication apparatuses 100.
  • variable bandwidth communication device group can control the path in a distributed manner in the network including the variable bandwidth communication device group.
  • the description is made on the assumption that the external cooperation unit 180 includes a GMPLS function unit.
  • the external cooperation unit 180 may use a similar communication protocol other than GMPLS.
  • variable bandwidth communication apparatus and a variable bandwidth communication method according to the fifth embodiment will be described.
  • the fifth embodiment is based on the third embodiment and the fourth embodiment.
  • the variable bandwidth communication method according to the present embodiment includes a route information exchange step in which the external cooperation unit 180 of the variable bandwidth communication device group exchanges network configuration information, and the external cooperation unit 180 of each variable bandwidth communication device exchanges route information.
  • a path table management step for calculating control information and stream signal transfer paths based on the steps and managing them in the path table, and a flow rate measuring unit 170 of the variable bandwidth communication apparatus for terminating each of the existing path groups on the network are provided
  • the traffic monitoring step for monitoring inflow traffic, outflow traffic, or both on the path in cooperation with the interface, and the change determination unit 160 of the variable bandwidth communication device are connected in parallel with the existing path based on the monitoring result of the traffic monitoring step.
  • the change inducing unit 150 of the variable bandwidth communication apparatus transmits a parallel path addition request or deletion request to the control unit 110 based on the increase / decrease determination result of the increase / decrease determination step.
  • the increase / decrease notification step transmitted to 180 and the external linkage unit 180 of the variable bandwidth communication device communicate with the external linkage unit 180 of each variable bandwidth communication device on the path of the parallel path based on the increase request or the delete request of the increase / decrease notification step.
  • a signaling step for exchanging control information using a routing table an internal control step for exchanging control information received in the signaling step by the external linkage unit 180 of each variable bandwidth communication device with the control unit 110, and a variable bandwidth Based on the control information received by the control unit 110 of the communication device group in the internal control step, And a hardware control step for controlling the interface 130, the packet transfer unit 140, or all of them.
  • variable bandwidth communication apparatus # 1 in FIG. 30 measures the traffic amount of the existing path group with the opposite variable bandwidth communication apparatus # 6.
  • the bandwidth variable communication device # 1 determines increase / decrease in the number of existing path groups based on the measurement result.
  • the variable bandwidth communication apparatus # 1 adds a new path to the existing path group based on Non-Patent Document 2 and Patent Document 1, or deletes an excess path from the existing path group. Therefore, the path is controlled in cooperation with the variable bandwidth communication device # 2 and the variable bandwidth communication device # 6.
  • the basic flow of the control sequence of the present embodiment is the same as that of GMPLS described in the fourth embodiment.
  • a path switching function that switches the output port of a stream signal of one wavelength or more incident from the input port based on both wavelength and time, or part of it, and the passage from the input port to the output port through which the stream signal passes is possible
  • a path changing means having a band changing function for changing a frequency band
  • a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for both or a part of the route exchange function and the bandwidth changing function of the route exchange means, and a control function for controlling the route exchange means based on the control information, Having control means;
  • the path switching unit 120 can change the frequency band in which the stream signal group from the input port to the output port can pass.
  • the path switching unit 120 includes a function of path switching for a plurality of subcarrier stream signal groups whose frequency bands partially overlap.
  • a packet transmission / reception means for transmitting / receiving a packet to / from another communication device connected via a transmission path;
  • a packet processing means having a packet processing function for transmitting and receiving the packet with the packet transmission / reception means, and a signal conversion function for performing signal conversion between the packet and the stream signal;
  • Stream transmission / reception means for transmitting / receiving a stream signal to / from the path exchange means;
  • the control means includes A control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for all or part of the packet transmission / reception means, the packet processing means, and the stream transmission / reception means of the interface;
  • the bandwidth variable communication apparatus according to the first example, further comprising an interface control function for controlling the interface based on the control information.
  • variable bandwidth communication apparatus includes means for transmitting / receiving an optical orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal including a plurality of subcarriers partially overlapping in frequency bands.
  • OFDM optical orthogonal frequency division multiplexing
  • the interface includes clock adjusting means for controlling a clock supplied to the packet processing means and the stream transmitting / receiving means
  • the packet processing means has a function of changing the transmission / reception speed of the stream signal exchanged with the stream transmission / reception means based on the clock supplied from the clock adjustment means
  • the variable bandwidth communication apparatus according to the third example, wherein the stream transmission / reception means includes means for changing a transmission / reception speed of a stream signal exchanged with the packet processing means based on a clock supplied from the clock adjustment means.
  • One or more packet processing means is connected to one packet transmission / reception means of the interface, and
  • the packet transmission / reception means includes A distribution policy and a set policy of signal processing load between the packet transmitting / receiving unit and the packet processing unit group, which are designed based on a difference in signal processing capability with the packet processing unit, A function of transmitting a packet to a packet processing means group based on the distribution policy;
  • the bandwidth variable communication apparatus according to the third example, comprising a function of receiving a packet from a packet processing unit group based on the aggregation policy.
  • One packet processing means is connected to two or more packet transmitting / receiving means of the interface; and
  • the packet processing means includes A distribution policy and an aggregation policy of a signal processing load between the packet transmitting / receiving unit group and the packet processing unit, which are designed based on a difference in signal processing capability with the packet transmitting / receiving unit, A function of transmitting a packet to a packet transmitting / receiving unit group based on the distribution policy;
  • the bandwidth variable communication apparatus according to the third example, comprising a function of receiving a packet from a packet transmitting / receiving unit group based on the aggregation policy.
  • One or more stream transmission / reception means are connected to one packet processing means of the interface, and
  • the packet processing means includes A distribution policy and a convergence policy of a signal processing load between the packet processing unit and the stream transmitting / receiving unit group, which are designed based on a difference in signal processing capability with the stream transmitting / receiving unit; A function of transmitting a stream signal to the stream transmitting / receiving means group based on the distribution policy;
  • the bandwidth variable communication apparatus according to the third example, comprising a function of receiving a stream signal from a stream transmitting / receiving unit group based on the convergence policy.
  • One stream transmission / reception means is connected to two or more packet processing means of the interface; and
  • the stream transmission / reception means includes A distribution policy and a convergence policy of a signal processing load between the packet processing unit group and the stream transmitting / receiving unit, which are designed based on a difference in signal processing capability with the packet processing unit;
  • the bandwidth variable communication apparatus comprising a function of receiving a stream signal from a packet processing unit group based on the convergence policy.
  • a packet transfer unit configured to transfer a packet exchanged between the packet transmission / reception unit and the packet processing unit of the interface to a packet transmission / reception unit different from the packet transmission / reception unit or a packet processing unit different from the packet processing unit;
  • the control unit includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information to / from the packet transfer unit, and a packet transfer control function for controlling the packet transfer unit based on the control information, according to the third example.
  • Bandwidth variable communication device configured to transfer a packet exchanged between the packet transmission / reception unit and the packet processing unit of the interface to a packet transmission / reception unit different from the packet transmission / reception unit or a packet processing unit different from the packet processing unit;
  • the control unit includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information to / from the packet transfer unit, and a packet transfer control function for controlling the packet transfer unit based on the control information, according to the third example.
  • Bandwidth variable communication device configured to transfer a packet exchanged
  • the packet can be flexibly exchanged between the packet transmitting / receiving unit group and the packet processing unit group based on the header information of the packet.
  • a flow rate measuring means for measuring a flow rate of a packet flowing into the packet transmitting / receiving means or the packet processing means of the interface;
  • a change determination means for determining the necessity of controlling all or part of the route exchange means, the interface, and the packet transfer means using the packet flow rate and the increase / decrease rule;
  • the variable bandwidth communication apparatus comprising: a change inducing unit that exchanges the control information with the control unit based on a determination result of the change determining unit.
  • Configuration exchange function for exchanging network configuration information with other communication devices, routing function for calculating and managing transfer paths of control information and stream signals based on the network configuration information, and other communication using the routing function
  • the bandwidth variable communication apparatus according to the first example or the third example, further comprising an external cooperation unit having a signaling function for exchanging control information with a device and an internal control function for exchanging the control information with the control unit.
  • the flow rate measuring means for measuring the packet flow rate flowing into the packet transmission means or the packet processing means of the interface;
  • a change determination means for determining the necessity of controlling all or part of the route exchange means, the interface, and the packet transfer means using the packet flow rate and the increase / decrease rule;
  • the band variable communication device further comprising: a change inducing unit that exchanges the control information with the control unit based on a determination result of the change determining unit.
  • the stream transmission / reception means includes a stream transmission means, and
  • the stream transmission means includes Signal distribution means for distributing the stream signal output from the packet processing means into one or more substream signals;
  • One or more signal modulation means having a function of modulating each substream signal output by the signal distribution means;
  • An inverse Fourier transform means having a function of outputting as a stream signal;
  • the bandwidth variable communication apparatus according to the fourth example, further comprising: an optical transmission unit that converts the inverse Fourier transform stream signal output from the inverse Fourier transform unit into one or more subcarriers.
  • the stream transmission / reception means includes a stream transmission means, and
  • the stream transmission means includes One or more signal modulation means for modulating each stream signal output from the packet processing means group and generating each substream signal;
  • An inverse Fourier transform means having a function of outputting as a transformed stream signal;
  • the bandwidth variable communication apparatus according to the fourth example, further comprising: an optical transmission unit that converts the inverse Fourier transform stream signal output from the inverse Fourier transform unit into one or more subcarriers.
  • the optical transmission means includes a function of deleting a part of a sideband generated in a subcarrier using suppressed carrier single sideband modulation (Single-Sideband modulation), according to the fourteenth example or the fifteenth example.
  • Bandwidth variable communication device As a result, the frequency band of the generated substream signal group can be narrowed.
  • the stream transmission / reception means includes a stream transmission means, and
  • the stream transmission means includes Signal modulating means for modulating the stream signal output from the packet processing means to generate a substream signal;
  • One or more optical transmission means for converting the substream signal output from the signal modulation means into subcarriers;
  • Frequency interval control means for controlling the optical transmission means in order to equalize the optical frequency interval between all subcarriers output from the optical transmission means group;
  • Wavelength multiplexing means for focusing one or more subcarriers output from the one or more optical transmission means, and
  • the frequency interval control means includes The variable bandwidth communication apparatus according to the fourth example, comprising means for setting the optical frequency interval of the subcarriers to be equal to or higher than the bit rate of the substream signal.
  • the stream transmission / reception means comprises a stream transmission means, and
  • the stream transmission means includes Signal modulating means for modulating the stream signal output from the packet processing means to generate a substream signal; Multi-wavelength light generating means for collectively generating two or more continuous carrier lights whose optical frequency intervals are equal to or higher than the bit rate of the substream signal; Wavelength demultiplexing means for demultiplexing two or more continuous carrier lights; One or more photoelectric conversion means for modulating continuous carrier light by the substream signal output from the signal modulation means and converting it into subcarriers;
  • the variable bandwidth communication apparatus according to the fourth example, further comprising wavelength multiplexing means for focusing one or more subcarriers output from the one or more photoelectric conversion means.
  • the bandwidth variable communication apparatus according to any one of 17 or 18 examples.
  • the stream transmission / reception means comprises a stream reception means, and The stream receiving means Optical receiving means for receiving one or more subcarriers and converting them into an inverse Fourier transform stream signal; A function of collectively transforming the inverse Fourier transform stream signal output from the optical receiving means from the time domain to the frequency domain and decomposing it into one or more substream signals, and the generated substream signal group for each substream signal A Fourier transform means having a function of distributing; One or more signal demodulating means for demodulating each substream signal output from the Fourier transform means; Signal converging means for converging the substream signal group output from the signal demodulating means group into one stream signal and outputting it to the packet processing means;
  • the band variable communication device according to the fourth example, further comprising:
  • the stream transmission / reception means comprises a stream reception means, and The stream receiving means Optical receiving means for receiving one or more subcarriers and converting them into an inverse Fourier transform stream signal; A function of collectively transforming the inverse Fourier transform stream signal output from the optical receiving means from the time domain to the frequency domain and decomposing it into one or more substream signals, and the generated substream signal group for each substream signal A Fourier transform means having a function of distributing;
  • the variable bandwidth communication apparatus according to the fourth example, comprising: one or more signal demodulating means for demodulating each substream signal output from the Fourier transform means to generate a stream signal.
  • the stream transmission / reception means extracts the inverse Fourier transform stream signal by removing the guard interval from the inverse Fourier transform stream signal combined with the guard interval, and sends the extracted inverse Fourier transform stream signal to the Fourier transform unit.
  • the band variable communication device according to the fourth example which includes a guard interval removing unit having a function.
  • the guard interval is obtained from the inverse Fourier transform stream signal to which the guard interval is given in the band variable communication device of the eighteenth example. It can be removed.
  • the stream transmission / reception means comprises a stream reception means, and The stream receiving means An optical demultiplexing means for demultiplexing one or more incident subcarriers for each subcarrier; One or more optical receiving means for receiving each subcarrier output from the optical demultiplexing means and converting it to a substream signal;
  • the variable bandwidth communication apparatus according to the fourth example, comprising one or more signal demodulation means for demodulating the substream signal group output from the optical reception means group.
  • the stream transmission / reception means comprises a stream reception means, and The stream receiving means An optical demultiplexing means for demultiplexing one or more incident subcarriers for each subcarrier; One or more optical receiving means for receiving each subcarrier output from the optical demultiplexing means and converting it to a substream signal; One or more signal demodulating means for demodulating the substream signal group output from the optical receiving means group;
  • the variable bandwidth communication apparatus according to the fourth example, further comprising: signal converging means for converging the substream signal group output from the signal demodulating means group into one stream signal and outputting the signal to the packet processing means.
  • a path switching means, an interface, and a control means includes a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both wavelength and time, or a part thereof, and from an input port to an output port through which the stream signal passes.
  • a band changing function for changing the passable frequency band of the section of The control means includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for both or a part of the route exchange function and the bandwidth changing function of the route exchange means, and a control for controlling the route exchange means based on the control information.
  • a variable bandwidth communication device group in which all or a part of input ports and output ports are connected to another communication device via a transmission line is connected by the transmission line group, and the variable bandwidth communication device group is controlled and managed.
  • the network management device is When setting, deleting, or changing a path that passes through multiple variable bandwidth communication devices, A control message exchange step for exchanging control information for controlling the route exchange means, the interface, the packet transfer means, or all of them, with the control means of each band variable communication device on a path route; , Hardware control step in which the control means of the band variable communication device group controls the route exchange means, the interface, the packet transfer means, or all of them based on the control information received in the control message exchange step.
  • a variable bandwidth communication method comprising: (26th example) A path switching means, an interface, and a control means;
  • the path switching means includes a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both wavelength and time, or a part thereof, and from an input port to an output port through which the stream signal passes.
  • a band changing function for changing the passable frequency band of the section of The interface includes a packet transmission / reception unit having a packet transmission / reception function for transmitting / receiving a packet to / from another communication apparatus connected via a transmission path, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, and the packet and stream signal.
  • a packet processing means including a signal conversion function for performing signal conversion, and a stream transmission / reception means including a path exchange function and a stream transmission / reception function for transmitting and receiving the stream signal
  • the control means includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for both or part of the route exchange function and the bandwidth changing function of the route exchange means, and a control function for controlling the route exchange means based on the control information
  • a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for all or part of the packet transmission / reception function, the packet processing function, the signal conversion function, and the stream transmission / reception function of the interface, and the interface based on the control information
  • An interface control function for controlling A variable bandwidth communication device group in which all or a part of input ports and output ports are connected to another communication device via a transmission line is connected by the transmission line group, and the variable bandwidth communication device group is controlled and managed.
  • the network management device is When setting, deleting, or changing a path that passes through multiple variable bandwidth communication devices, A control message exchange step for exchanging control information for controlling the route exchange means, the interface, the packet transfer means, or all of them, with the control means of each band variable communication device on a path route; , Hardware control step in which the control means of the band variable communication device group controls the route exchange means, the interface, the packet transfer means, or all of them based on the control information received in the control message exchange step.
  • a variable bandwidth communication method comprising: (Example 27) A path switching means, an interface, and a control means;
  • the path switching means includes a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both wavelength and time, or a part thereof, and from an input port to an output port through which the stream signal passes.
  • a band changing function for changing the passable frequency band of the section of The interface includes a packet transmission / reception unit having a packet transmission / reception function for transmitting / receiving a packet to / from another communication apparatus connected via a transmission path, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, and the packet and the stream signal.
  • a packet processing means including a signal conversion function for performing signal conversion, and a stream transmission / reception means including a path exchange function and a stream transmission / reception function for transmitting and receiving the stream signal
  • the control means includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for both or part of the route exchange function and the bandwidth changing function of the route exchange means, and a control function for controlling the route exchange means based on the control information
  • the packet transmission / reception function of the interface includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for all or part of the packet processing function, the signal conversion function, and the stream transmission / reception function, and An interface control function for controlling the interface and a packet exchanged between the packet transmission / reception unit and the packet processing unit of the interface are transmitted to a packet transmission / reception unit different from the packet transmission / reception unit or a packet processing unit different from the packet processing unit
  • Packet transfer means for transferring and control information for the packet transfer means A control information transmission and reception unit, and a packet
  • a variable bandwidth communication method comprising: (Example 28) A path switching means, an interface, and a control means;
  • the path switching means includes a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both wavelength and time, or a part thereof, and from an input port to an output port through which the stream signal passes.
  • a band changing function for changing the passable frequency band of the section of The interface includes a packet transmission / reception unit having a packet transmission / reception function for transmitting / receiving a packet to / from another communication apparatus connected via a transmission path, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, and the packet and stream signal.
  • a packet processing means including a signal conversion function for performing signal conversion, and a stream transmission / reception means including a path exchange function and a stream transmission / reception function for transmitting and receiving the stream signal
  • the control means includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for both or part of the route exchange function and the bandwidth changing function of the route exchange means, and a control function for controlling the route exchange means based on the control information
  • a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for all or part of the packet transmission / reception function, the packet processing function, the signal conversion function, and the stream transmission / reception function of the interface, and the interface based on the control information
  • An interface control function for controlling Further, the flow rate measuring means for measuring the flow rate of the packet flowing into the packet transmission / reception means or the packet processing means of the interface, and the route exchange means, the interface, and the packet transfer means by using the packet flow rate and the increase / decrease rule are all or part of them.
  • a traffic monitoring step in which the flow rate measuring means of the variable bandwidth communication device that terminates each of the existing path groups on the network monitors inflow traffic, outflow traffic, or both on the existing path in cooperation with an interface
  • An increase / decrease determination step in which the change determination unit of the variable bandwidth communication device determines to add or delete a path parallel to an existing path (parallel path) based on a monitoring result of the traffic monitoring step;
  • the first is a carrier that connects the interfaces of two variable bandwidth communication devices facing each other, and the second is a subcarrier group that constitutes the carrier. However, the operation does not change in either case.
  • each variable bandwidth communication device can compare the existing path group and the inflow / outflow traffic amount to determine whether the bandwidth is insufficient or excessively supplied, and notify the network management device accordingly.
  • the bandwidth can be changed by controlling the variable bandwidth communication device along the existing path to set or delete the parallel path.
  • the path switching means includes a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both wavelength and time, or a part thereof, and from an input port to an output port through which the stream signal passes.
  • a band changing function for changing the passable frequency band of the section of The interface includes a packet transmission / reception unit having a packet transmission / reception function for transmitting / receiving a packet to / from another communication apparatus connected via a transmission path, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, a packet processing function for transmitting / receiving the packet, and the packet and stream signal.
  • a packet processing means including a signal conversion function for performing signal conversion, and a stream transmission / reception means including a path exchange function and a stream transmission / reception function for transmitting and receiving the stream signal
  • the control means includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for both or part of the route exchange function and the bandwidth changing function of the route exchange means, and a control function for controlling the route exchange means based on the control information
  • a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for all or part of the packet transmission / reception function, the packet processing function, the signal conversion function, and the stream transmission / reception function of the interface, and the interface based on the control information
  • the external cooperation means includes a configuration exchange function for exchanging network configuration information with other communication devices, a routing function for calculating and managing a transfer path of control information and stream signals based on the network configuration information, and the routing function
  • a signaling function for exchanging control information with other communication devices using an internal control function, and an internal
  • Signaling step to External linkage means of each variable bandwidth communication device An internal control step of exchanging control information received in the signaling step with the control means;
  • the control means of the band variable communication device group Based on the control information received in the internal control step, the path switching means, the interface, the packet transfer means, or a hardware control step for controlling all of them is executed. Communication method.
  • the first is a carrier that connects the interfaces of two variable bandwidth communication devices facing each other, and the second is a subcarrier group that constitutes the carrier. However, the operation does not change in either case.
  • each variable bandwidth communication device can control paths in cooperation with other variable bandwidth communication devices in an autonomous and distributed manner.
  • the path switching means includes a path switching function for switching an output port of a stream signal of one wavelength or more incident from an input port based on both wavelength and time, or a part thereof, and from an input port to an output port through which the stream signal passes.
  • a band changing function for changing the passable frequency band of the section of The interface performs packet transmission / reception functions for transmitting / receiving packets to / from other communication devices connected via a transmission line, packet transmission / reception functions, packet processing functions for transmitting / receiving packets, and signal conversion between the packets and stream signals.
  • the control means includes a control information transmission / reception function for transmitting / receiving control information for both or part of the route exchange function and the bandwidth changing function of the route exchange means, and a control for controlling the route exchange means based on the control information.
  • a control information transmission / reception means for transmitting / receiving control information for all or part of the function, the packet transmission / reception function, the packet processing function, the signal conversion function, and the stream transmission / reception function of the interface, and the interface based on the control information
  • interface control means for controlling
  • the external linkage means includes a flow rate measuring means for measuring a flow rate of a packet flowing into the packet transmission / reception function or the packet processing function of the interface, the path switching means, the interface, and the A change determining means for determining the necessity of controlling all or part of the packet transfer means, a change inducing means for exchanging control information with the control means based on a determination result of the change determining means, and another communication device
  • a configuration exchange function for exchanging network configuration information, a routing function for calculating and managing transfer paths of control information and stream signals based on the network configuration information, and control information with other communication devices using the routing function A signaling function to exchange, and an internal control function to exchange control information with the control means,
  • the external cooperation means of each band variable communication device is An internal control step for exchanging the control information received in the signaling step with the control means;
  • the control means of the band variable communication device group Based on the control information received in the internal control step, the path switching means, the interface, the packet transfer means, or a hardware control step for controlling all of them is executed. Communication method.
  • the first is a carrier that connects the interfaces of two variable bandwidth communication devices facing each other, and the second is a subcarrier group that constitutes the carrier. However, the operation does not change in either case.
  • each variable bandwidth communication device can determine whether the bandwidth supply is insufficient or excessive by comparing the existing path group and the inflow / outflow traffic volume, and based on the determination result, another bandwidth variable communication device along the existing path. It is possible to change the supply band by setting or deleting parallel paths in an autonomous and distributed manner. (31st example)
  • the control means is 25th to 30th examples, in which a passable frequency band from an input port to an output port in the path switching unit is changed based on control information received through the control message exchange step or the internal control step.
  • the bandwidth variable communication method according to any one of the above.
  • the control means is Based on the control information received through the control message exchange step or the internal control step, the interface is started, the interface is stopped, the frequency band of the output stream signal from the interface is changed, the guard interval time length is set, and adjacent 31.
  • the variable bandwidth communication method according to any one of 25th to 30th examples, wherein an optical frequency interval (guard band) between paths is set or all of them are executed. Thereby, the frequency band output in the interface can be changed.
  • the packet signal inflow traffic capacity at the interface is Bt (bit / s)
  • the basic bit rate per substream signal is Bs (bit / s)
  • the code other than the traffic signal in one substream signal When the bit rate increase due to is ⁇ B (bit / s), (K-1) ⁇ Bs ⁇ Bt + k ⁇ ⁇ B ⁇ k ⁇ Bs (k is a natural number)
  • Set the bit rate of the stream signal to k ⁇ Bs using k
  • an optical frequency region (k ⁇ fs + 2 ⁇ Bg) including k subcarrier lights (subcarrier optical frequency interval fs) and two guard bands Bg serving as a stream signal band.
  • the guard band Bg is set so that the interval between adjacent subcarrier light beams in the optical path and another optical path is at least twice fs (Bg ⁇ 2 ⁇ fs),
  • a stream signal is generated using k subcarrier lights in an available optical frequency region,
  • the pass band of the stream signal includes the k subcarrier lights, and the overbandwidth Bsw is set to k ⁇ fs ⁇ Bsw ⁇ k ⁇ fs + Bg
  • the bandwidth variable communication method according to any one of the 25th to 30th examples, which is set to satisfy the above.
  • Example 34 Any of the 25th to 30th examples, wherein the guard interval time is set to be longer than the propagation time difference ⁇ T between the shortest wavelength substream signal and the longest wavelength substream signal in the optical path to be set.
  • the band variable communication method according to claim 1. 25th to 30th examples in which the guard interval time is set to be longer than the propagation time difference ⁇ T between the shortest wavelength substream signal and the longest wavelength substream signal in the longest optical path path in the network.
  • the bandwidth variable communication method according to any one of the above.
  • the present invention can be applied to an optical communication system using a liquid crystal optical switch or the like.
  • Transmission path 100 Variable bandwidth communication device 101 Signal distribution unit 102 Signal modulation unit 103 Inverse Fourier transform unit 104 Optical transmission unit 105 Light with SSB filter Transmission unit 106 Synchronization frequency interval control unit 107 Wavelength multiplexing unit 108 Photoelectric conversion unit 109 Common light source (multi-wavelength light generation unit) 110 Control unit, control unit 111 Wavelength demultiplexing unit 120 Path switching unit, path switching unit 130 Interface 131 Packet transmission / reception unit 132 Packet processing unit 133 Stream transmission / reception unit 140 Packet transfer unit 150 Change induction unit 160 Change judgment unit 170 Flow rate measurement unit 180 External cooperation unit 201 Guard interval generation unit 301 Optical reception unit 302 Fourier transform unit 303 Signal demodulation unit 304 Signal convergence unit 401 Optical reception unit 402 Guard interval removal unit 403 Fourier transform unit 404 Wavelength demultiplexing unit 405 Signal demodulation unit 406 Signal

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Abstract

　帯域可変通信装置に、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有する経路交換手段と、前記経路交換手段の前記経路交換機能と前記帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、該制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、を有する制御手段と、を具備する。また、前記入力ポートと前記出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される。

Description

帯域可変通信装置及び帯域可変通信方法
　本発明は、帯域可変通信装置及び帯域可変通信方法に係り、特に、入射ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更可能な帯域可変通信装置と、同通信装置群を用いたパスの制御方法としての帯域可変通信方法に関する。
　現在のバックボーンネットワークを支えるフォトニックネットワークは主に、波長多重伝送装置、光アド・ドロップ装置、及び光クロスコネクト装置などの光通信装置群と、それらを接続する光ファイバなどの伝送路群、及び伝送路を経由して光通信装置間を接続する波長などのパス群、によって構成される。特に、フォトニックネットワークの端から端までの光通信装置間を中継区間における光信号の再生中継処理なくパスで接続するためのトランスペアレント型フォトニックネットワーク技術の研究開発が注目を浴びている。
　従前のトランスペアレント型フォトニックネットワークの光通信装置について説明する。
光通信装置は主に、主信号の送信機能と受信機能とを備えたインタフェース、波長合分波器、光スイッチなどの経路交換部、及び制御部、によって構成される（例えば、非特許文献１参照）。
　また、パスの入口側の光通信装置は、インタフェースにおいてクライアントから受信した主信号を光信号に変換して出力し、経路交換部において出力した光信号の宛先を適当に切り替える。さらに、波長合分波器において同じ隣接光通信装置に送信する光信号群を合波して同一の伝送路に出力する。また、パスの出口側の光通信装置は、波長合分波器において伝送路経由で流入する光信号群を1波長毎に分波し、経路交換部おいて分波された各光信号を適当な宛先のインタフェースに切り替える。さらに、インタフェースにおいて光信号を主信号に変換し、クライアント側の通信装置に主信号を転送する。中継側の光通信装置は、波長合分波器において伝送路経由で流入する光信号群を1波長毎に分波し、1波長毎に光信号の経路を切り替える。さらに、波長合分波器において同じ隣接光通信装置に送信する光信号群を合波して同一の伝送路に出力する。
　上記のような光通信技術は、中継区間の光通信装置群のインタフェース内の電気処理を減らし、結果的にフォトニックネットワーク内のインタフェース数を削減するため、フォトニックネットワークの経済化を実現すると期待されている。
　また、パスの自在な制御によって光通信装置間の接続を動的に変更するためのパス制御技術の研究開発が盛んである。例えば、２台の光通信装置間を接続するパス群の本数を、そのパス群の中を流れるトラフィック量に応じて増減する技術が実現されている（例えば、非特許文献２、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
　上記のような光通信技術により、光通信装置間を接続するパス群の間で、光ファイバ内の限られた波長資源(周波数資源)をトラフィック量に基づく帯域需要に応じて共用可能となり、波長資源(周波数資源)のさらなるフォトニックネットワークの経済化を実現すると期待されている。
　但し、これまでのインタフェースは、周波数帯域の重なり、かつ、合波された主信号群もしくは光信号群を1波長毎に分波して復号することができなかった。また、これまでの波長合分波器は、周波数帯域の重なり、かつ、合波された主信号群もしくは光信号群を1波長毎に分波することができなかった。それゆえ、ひとつの伝送路内を流入出する主信号群もしくは光信号群は、周波数帯域が重ならないように設計、並びに管理される必要があり、これまでのインタフェース群は、同一の伝送路に出力する予定の主信号群もしくは光信号群を予め周波数帯域が重ならないように周波数制御して同一の伝送路に出力していた。
　一方、2005年以降の光伝送技術の進歩により、周波数帯域の重なった主信号群もしくは光信号群を1波長毎に分波して復号することが可能となり（例えば、非特許文献３参照）、光ファイバ内の限られた波長資源（周波数資源）のさらなる有効利用が期待され始めている。
特開２００３－３２４４７３号公報 特開２００５－２０５７２号公報 特開２００７－４３６４６号公報
K. Sato 他、" Network performance and integrity enhancement with optical path layer technologies"、IEEE J-SAC,Vol.12,No.1,pp.159-170, 1994年 築島 幸男、他「フォトニックネットワークにおける容量可変光パス技術の動作実証」フォトニックネットワーク研究会、Vol.103, No.507(20031211) pp. 17-22 PN2003-28、2003年 T. Kobayashi、他「Electro-optically multiplexed 110 Gbit/s optical OFDM signal transmission over 80 km SMF without dispersion compensation」、 Electronics Letters、vol.44、no.3、pp.225 - 226、2008
　しかしながら、これまでの光スイッチによって実現される経路交換部は入射する光信号の入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域を変更できなかった。これまで主にMEMS(Micro Electro Mechanical System)を用いた光スイッチが使用されていたが、波長チャネル毎に方路選択用ミラーで方路を選択するため帯域が固定であった。また、空間的にミラー間でスイッチングできない部分が存在するため、波長軸上でも波長チャネル間でスイッチングできない領域（デッドゾーン）が生じていた。このような光スイッチの機能制限のため、周波数帯域の重なる光信号群の経路交換技術の分野の研究開発が未実施であった。特に、上記の経路交換技術を実現可能な装置構成ならびに経路制御方式は報告されていない。それと同時に、上記で述べたとおり、光ファイバ内の波長資源(周波数資源)の有効利用も実現できていなかった。
　一方、近年のLiquid Crystal On Silicon(G. Baxter、他「Highly programmable Wavelength Selective Switch based on Liquid Crystal on Silicon switching elements」、OFC2006、OtuF2、2006)をはじめとする液晶光学スイッチ/位相変調技術は液晶テレビ市場向けに技術開発が進展し、経路交換部において入射する光信号の入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域を変更可能となった。
　それゆえ、上記の液晶光学スイッチなどを用いた光通信装置の構成ならびに同光通信装置の経路制御方式の提案が求められている。
　本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、任意の周波数帯域幅での光スイッチが実現でき、また、光ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)信号を用いて、従来のＷＤＭ(Wavelength Division Multiplexing)信号よりも高密度でかつ需要に応じて信号帯域を増やすことができ、周波数帯域の有効利用を可能とする技術を提供することを目的とする。
　本発明の一実施形態による帯域可変通信装置は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有する経路交換手段と、前記経路交換手段の前記経路交換機能と前記帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、該制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、を有する制御手段と、を具備し、前記入力ポートと前記出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される。
　本発明によれば、従来技術ではなかった帯域可変機能を光ノードに持たせることにより、光ネットワークにおける光周波数帯域の使用効率の向上、ネットワーク構成要素の使用効率の向上、及び消費電力の低減を実現することができる。
　また、高密度の光変復調方式である光ＯＦＤＭ方式を用いることとすれば、さらに光周波数帯域の使用効率の向上が実現できる。伝送路当たりの信号光パワーの低減により、伝送路や光ノードの高光パワー損傷が防ぐことができる効果もある。
本発明の実施の形態の概要構成図である。 本発明の第１の実施の形態における帯域可変通信装置の構成図である。 本発明の第１の実施の形態における経路交換部の構成の一例である。 経路交換部の動作原理を説明するための図（波長数可変型）である。 経路交換部の動作原理を説明するための図（波長数可変型）である。 経路交換部の動作原理を説明するための図（速度可変型）である。 経路交換部の動作原理を説明するための図（速度可変型）である。 本発明の第１の実施の形態における帯域可変通信装置の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるインタフェースの構成の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送受部を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態におけるインタフェースの構成の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるインタフェースの構成の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるインタフェースもしくはインタフェース群の構成の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるインタフェースの構成の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるインタフェースの構成の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送受部の構成の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の一例（その１）である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の一例（その２）である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるガードインターバル生成部の一例（その１）である。 本発明の第１の実施の形態におけるガードインターバル生成部の一例（その２）である。 本発明の第１の実施の形態におけるガードインターバル生成部の一例（その３）である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の一例である。 本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の一例である。 本発明の第２の実施の形態における帯域可変通信装置とネットワーク管理装置を含むネットワークの構成例である。 本発明の第２の実施の形態における帯域可変通信装置を経由するパスの一例である。 本発明の第２の実施の形態における帯域可変通信方法の例１についての動作シーケンス例（その１）である。 本発明の第２の実施の形態における帯域可変通信方法の例１についての動作シーケンス例（その２）である。 本発明の第２の実施の形態における経路交換部と制御部との間で交換される制御情報の一例（その１）である。 本発明の第２の実施の形態における経路交換部と制御部との間で交換される制御情報の一例（その２）である。 本発明の第２の実施の形態における経路交換部と制御部との間で交換される制御情報の一例（その１）である。 本発明の第２の実施の形態における経路交換部と制御部との間で交換される制御情報の一例（その２）である。 本発明の第２の実施の形態におけるストリーム信号の光周波数帯域とガードバンドと経路交換部の通過帯域の関係を示す図である。 本発明の第３の実施の形態における帯域可変通信装置の構成の一例である。 本発明の第３の実施の形態における帯域通信方法の一例である。 本発明の第３の実施の形態におけるインタフェースの構成の一例である。 本発明の第３の実施の形態における図４０のインタフェースの動作を説明するための図である。 従来技術と本発明の光周波数利用効率を示す図である。 トラフィックと占有周波数領域の関係を示す図である。 本発明の第４の実施の形態における帯域可変通信装置の構成の一例である。 本発明の第４の実施の形態における帯域可変通信方法の例１についての動作シーケンス例である。
　以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
　［概要］
　まず、本発明の実施の形態の概要について図１を参照して説明する。本実施の形態の帯域可変通信装置１００は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有する経路交換手段１２０と、経路交換手段１２０の経路交換機能と帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、を有する制御手段１１０と、を具備し、入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される。
　これにより、経路交換手段１２０において入力ポートから出力ポートまでのストリーム信号群の通過可能な周波数帯域を変更可能となる。
　次に、本発明の実施の形態をより詳細に説明する。
　［第１の実施の形態］
　＜帯域可変通信装置＞
　図２は、本発明の第１の実施の形態における帯域可変通信装置の構成を示す。同図に示す構成は、前述の概要で説明した構成に対応する。すなわち、図２に示す帯域可変通信装置１００は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有する経路交換部１２０と、経路交換部１２０の経路交換機能と帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、を有する制御部１１０と、を具備し、入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路１０経由で他の通信装置と接続される。
　伝送路１０は、上りと下りの1対の光ファイバであり、配線はメタルである。但し、伝送路１０と配線はそれぞれ光ファイバならびにメタルを利用しなくてもよい。
　制御部１１０はコンピュータである。但し、制御部１１０はコンピュータでなくてもよく、演算処理機能を有するものであればよい。
　経路交換部１２０は、図３に示される構成を有する。同図に示す構成において、入力ポートから入力された光信号が光増幅器１により増幅され、光分岐器２により分岐される。そして、分岐された光信号は、光スイッチ３に入力され、光増幅器４を経由して出力ポートから出力される。また、送信系５から、光信号がアドされ、光分岐器６により分岐され、光スイッチ３に入力される。また、光分岐器２により分岐された光信号の一部は、光スイッチ７により、受信系８に向けてドロップされる。
　同図に示す光スイッチ３として、LCOS(Liquied Crystal On Silicon)型の光スイッチ（例えば、文献１：G. Baxter, 他、「Highly programmable Wavelength Selective Switch based on Liquid Crystal on Silicon switching elements」、OFC2006, OTuF2, 2006）を利用する。
　図４Ａ～図５Ｂに経路交換部１２０の機能を図示する。図４Ａ、４Ｂは、波長可変型を示し、図５Ａ、５Ｂは、速度可変型を示す。図４Ａは、入力ストリーム信号の周波数帯域、及び入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域との関係の基本を示している。つまり、図４Ａの場合では、経路交換部１２０において、あるパスに対して所定の通過可能周波数帯域が設定してある。そして、経路交換部１２０に、当該通過可能周波数帯域を占める４つの波長の光信号が入力され、当該４つの波長の光信号が出力される。
　図４Ｂは、入力ストリーム信号の周波数帯域が減少した場合を示している。従来の光通信装置（図４（ａ））では、入力ストリーム信号の周波数帯域が減少しても、入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域が変更されない。従って、例えば、入力ストリーム信号の周波数帯域減少により余った部分の帯域に、他のパスの光信号を割り当てることができず、リソースの無駄が生じる。
　一方、本実施の形態の帯域可変通信装置１００は、経路交換部１２０のLCOSに付加する電圧を調整し、入力ストリーム信号の切替え、及び入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域を制御する。例えば、ある入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域を削減することにより、別の入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域を増加することができる。これにより、図４（ｂ）に示す帯域削減幅の部分に、例えば、別のパスの光信号を割り当て、出力することが可能となる。但し、図３で示される経路交換部１２０、もしくはLCOS型の光スイッチを利用しなくてもよい。
　図５Ａ，Ｂも、図４Ａ，Ｂと同様の機能を示している。図５Ａは、速度可変の場合の基本を示し、図５Ｂは、従来技術と、本発明との相違を示している。図４Ｂ（ｂ）で示した場合と同様に、図５Ｂの（ｂ）においては、入力ストリーム信号の速度が減少した場合、速度減少に伴って削減された帯域に、例えば、他のパスの光信号を割り当てることが可能になる。
　＜インタフェース＞
　次に、インタフェース１３０を具備する場合の帯域可変通信装置の構成を図６に示す。この構成は、図２に示す帯域可変通信装置１００において、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受部１３１と、パケット送受部１３１とパケットを送受するパケット処理機能と、パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能と、を有するパケット処理部１３２と、経路交換部１２０とストリーム信号を送受するストリーム送受部１３３と、を有するインタフェース１３０を、全部もしくは一部の入力ポートと出力ポートに具備し、かつ、制御部１１０は、インタフェース１３０のパケット送受部１３１、パケット処理部１３２、及び、ストリーム送受部１３３の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいてインタフェース１３０を制御するインタフェース制御機能と、を更に具備することとしたものである。
　インタフェース群は、例えば、図３の送信系５及び受信系８の先に接続され、その役割は、ルータ、レイヤ２スイッチなどのクライアント通信装置から送付されるパケットを受信して光レイヤの信号フォーマットに変換して経路交換部１２０に送信することである。同様、経路交換部１２０経由の光レイヤの信号をパケットに変換してクライアント通信装置に送信することである。
　図７は、本発明の第１の実施の形態におけるインタフェースの構成の一例である。インタフェース１３０は、クライアント通信装置と接続するパケット送受部１３１と、隣接の帯域可変通信装置と接続するストリーム送受部１３３と、パケット送受部１３１とストリーム送受部１３３とを接続するパケット処理部１３２で構成される。但し、パケット送受部１３１とパケット処理部１３２とを一体的に実装してもよい。また、帯域可変通信装置１００は、インタフェース１３０を具備しなくてもよい。その場合の帯域可変通信装置１００は、クライアント通信装置から送付される信号をそのまま隣接の帯域可変通信装置に送信する。
　＜インタフェース／ストリーム送受部＞
　次に、インタフェース１３０のストリーム送受部１３３に光OFDM機能(文献２：T. Kobayashi, 他、「Electro-optically multiplexed 110 Gbit/s optical OFDM signal transmission over 80 km SMF without dispersion compensation」、Electronics Letters, vol. 44, no.3, pp.225-226, 2008)を具備する例を説明する。すなわち、ストリーム送受部１３３が、部分的に周波数帯域の重なる複数のサブキャリアからなる光直交周波数多重（OFDM）信号を送受する手段を有する。
　図８は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送受部を説明するための図である。変調方式として光OFDMを用いるとサブキャリア間の符号は直交関係があるためサブキャリア間隔を狭窄化することができる。例えば、各サブキャリアのビットレートが10Gbit/sの場合、図８のようにサブキャリアが重なる間隔（10GHｚ以上）での多重が可能となる。従って、図３の例の場合よりさらに光周波数利用効率を向上することができる。但し、インタフェースは光OFDM機能を具備しなくてもよい。
　＜インタフェース／パケット送受部・パケット処理部＞
　次に、パケット送受部とパケット処理部との関係について述べる。ここで説明する例における帯域可変通信装置１００は、インタフェース１３０の1つのパケット送受部１３１に対して1つ以上のパケット処理部１３２が接続され、かつ、パケット送受部１３１は、パケット処理部１３２との信号処理能力の差に基づいて設計された、当該パケット送受部１３１と該パケット処理部群との間の信号処理負荷の配分ポリシーと集合ポリシーと、配分ポリシーに基づいてパケット処理部群にパケットを送信する機能と、集合ポリシーに基づいてパケット処理部群からパケットを受信する機能と、を具備するものである。
　図９は、本例におけるインタフェース１３０の構成の一例である。同図では、１つのパケット送受部１３１に対して１つ以上のパケット処理部１３２が接続される構成であり、パケット送受部１３１はクライアント側の通信装置から受信されたパケット群をパケット処理部１３２１，１３２２，…，１３２ｎに配送し、パケット処理部１３２群から送信されたパケット群を集合する。この際のパケットの配分ポリシーと集合ポリシーは、トラフィックフロー毎、及びパケット毎、の配分と集合の２パターンが存在する。
　一方、図１０は、本発明の第１の実施の形態におけるインタフェース１３０の構成の他の例である。この例における帯域可変通信装置１００では、インタフェース１３０の２つ以上のパケット送受部１３１に対して1つのパケット処理部１３２が接続され、かつ、パケット処理部１３２は、パケット送受部１３１との信号処理能力の差に基づいて設計された、パケット送受部群と当該パケット処理部との間の信号処理負荷の配分ポリシーと集合ポリシーと、配分ポリシーに基づいてパケット送受部群にパケットを送信する機能と、集合ポリシーに基づいてパケット送受部群からパケットを受信する機能と、を具備する。
　図１０に示す構成では、図９の構成に代えて、２つ以上のパケット送受部１３１１，１３１２、…，１３１ｎに対して１つのパケット処理部１３２を接続するようにしてもよい。この際の配分ポリシーと集合ポリシーは、トラフィックフロー毎、及びパケット毎、の配分と集合の２パターンが存在する。
　但し、図１１のような構成としてもよい。この例における帯域可変通信装置１００においては、インタフェース１３０のパケット送受部１３１とパケット処理部１３２との間で交換されるパケットを当該パケット送受部１３１と異なるパケット送受部１３１、もしくは当該パケット処理部１３２と異なるパケット処理部１３２に転送するパケット転送部１３４を更に有し、制御部１１０は、パケット転送部１３４に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、前記制御情報に基づいてパケット転送部１３４を制御するパケット転送制御機能と、を具備するものである。
　図１１は、ひとつのインタフェース内のパケット送受部群１３１とパケット処理部群１３２との間、もしくは複数のインタフェースをまたがるパケット送受部群とパケット処理部群との間にパケット転送部１３４を配備する例を示す。パケット転送部１３４はルータもしくはイーサネットスイッチである。但し、パケット転送部１３４はパケットのヘッダ情報に基づいてルーティングもしくはフォワーディングを実行する通信装置であればよく、ルータ以外もしくはイーサネットスイッチ以外の通信装置であってもよい。図９と図１０のパケット送受部１３１とパケット処理部１３２とのパケットの交換関係は静的である。それゆえ、交換されるパケットの量の変化に基づいてパケット送受部１３１とパケット処理部１３２との接続関係が非効率化する。図１１に示す構成は、パケットをヘッダ情報に応じて転送制御するためにパケット送受部１３１１，１３１２，…，１３１ｎとパケット処理部１３２１，１３２２、…，１３２ｎとの間の接続関係が動的に変化し、その結果として非効率化しない。
　インタフェース１３０の構成としては、図９、図１０、図１１のいずれを使用してもよい。
　次に、インタフェース１３０の他の例について図１２を参照して説明する。本例における帯域可変通信装置１００において、インタフェース１３０の1つのパケット処理１３２に対して1つ以上のストリーム送受部１３３が接続され、かつ、パケット処理部１３２は、ストリーム送受部１３３との信号処理能力の差に基づいて設計された、パケット処理部１３２とストリーム送受部群との間の信号処理負荷の分配ポリシーと集束ポリシーと、分配ポリシーに基づいてストリーム送受部群にストリーム信号を送信する機能と、前記集束ポリシーに基づいてストリーム送受部群からストリーム信号を受信する機能と、を具備するものである。
　図１２に示されるとおり、パケット処理部１３２はパケット送受部１３１から受信されたパケット群をストリーム信号に変換して配送し、ストリーム送受部１３３群から送信されたストリーム信号群を集合する。この際のストリーム信号群の分配ポリシーと集束ポリシーは、バイト毎、マルチビット毎、及びビット毎、の分配と集束の３パターンが存在する。マルチビットのためのビット数は実装依存である。例えば、マルチビットの単位を8ビットとする場合はバイト単位と同等である。
　一方、図１２の構成に代えて図１３の構成を使用してもよい。図１３の例での帯域可変通信装置１００においては、インタフェース１３０の２つ以上のパケット処理部１３２に対して1つのストリーム送受部１３３が接続され、かつ、ストリーム送受部１３３は、パケット処理部１３２との信号処理能力の差に基づいて設計された、パケット処理部群と当該ストリーム送受部との間の信号処理負荷の分配ポリシーと集束ポリシーと、分配ポリシーに基づいてパケット処理部群にストリーム信号を送信する機能と、集束ポリシーに基づいてパケット処理部群からストリーム信号を受信する機能と、を具備するものである。
　すなわち、図１３の構成は、２つ以上のパケット処理部１３２１，１３２２、…，１３２ｎに対して１つのストリーム送受部１３３が接続されている。この際の分配ポリシーと集束ポリシーは、バイト毎、マルチビット毎、及びビット毎の分配と集束の３パターンが存在する。
　但し、図１２と図１３のいずれの構成を使用してもよい。
　＜インタフェース／ストリーム送受部＞
　次に、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送受部の構成の例について説明する。
　図１４は、本例のストリーム送受部１３３の構成を示す。
　同図において、インタフェース１３０のストリーム送受部１３３はストリーム送信部１３３１とストリーム受信部１３３２とを具備する。
　図１５は、本例におけるストリーム送信部１３３１を示す。同図に示すストリーム送信部１３３１は、光OFDM方式を用いたストリーム送信部の一例である。ストリーム送信部１３３１は、パケット処理部１３２から出力されるストリーム信号を1つ以上のサブストリーム信号に分配する機能を有する信号分配部１０１と、信号分配部１０１で出力された各サブストリーム信号を変調する機能を有する1つ以上の信号変調部１０２１，１０２２、…，１０２ｎと、信号変調部群１０２で変調され、かつ周波数領域上で複数存在するサブストリーム信号群を周波数領域から時間領域に一括変換する機能と、時間領域に変換されたサブストリーム信号群をひとつの逆フーリエ変換ストリーム信号として出力する機能と、を有する逆フーリエ変換部１０３と、逆フーリエ変換部１０３より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を1つ以上のサブキャリア光に変換する機能を有する光送信部１０４から構成される。当該構成により、パケット処理部１３２から出力されるストリーム信号を光OFDM方式のサブキャリア光に変換することができる。その結果、光ネットワークにおけるストリーム信号の光周波数帯域を狭窄化することができ、高い光周波数利用効率の光ネットワークを実現することができる。
　＜インタフェース／ストリーム送受部／ストリーム送信部＞
　図１６は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の他の例を示す。
　同図の構成は、光OFDM方式を用いたストリーム送信部１３３１の一例である。当該ストリーム送信部１３３１は、パケット処理部群から出力された各ストリーム信号を変調して各々サブストリーム信号を生成する機能を有する1つ以上の信号変調部１０１１，１０１２、…、１０１ｎと、信号変調部群１０１で変調され、かつ周波数領域上で複数存在するサブストリーム信号群を周波数領域から時間領域に一括変換する機能と、時間領域に変換されたサブストリーム信号群をひとつの逆フーリエ変換ストリーム信号として出力する機能を有する逆フーリエ変換部１０３と、逆フーリエ変換部１０３より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を1つ以上のサブキャリアに変換する機能を有する光送信部１０４から構成される。当該構成により、パケット処理部群１３２から出力される複数のストリーム信号を光OFDM方式のサブキャリア光に変換することができる。図１５の例と同様に、光ネットワークにおけるストリーム信号の光周波数帯域を狭窄化することができ、高い光周波数利用効率の光ネットワークを実現することができる。
　図１７は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の他の例を示す。同図に示すストリーム送信部１３３１は、光OFDM方式を用いた例である。図１５の例において、光送信部１０５が、単側波帯変調(Single-Sideband modulation)によりサブキャリアに発生する側帯波の一部を削除していることが特徴である。通常、図１５に示す光OFDM方式を用いると、光信号の光スペクトルはキャリア光周波数を中心として両側に側波帯が生じるため、光周波数帯域はビットレートの２倍以上を必要とする。図１７の例では、SSB光変調器、または単側波帯のみを抽出するSSB光フィルタを用いてサブキャリアに発生する側帯波の一部を削除することで、さらに高い光周波数利用効率の光ネットワークを実現することができる。
　図１８は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の他の例である。同図のストリーム送信部１３３１は、光OFDM方式を用いたストリーム送信部の第二の例である。図１６に示す例において、光送信部１０５が、抑圧搬送波単側波帯変調(Single-Sideband modulation)によりサブキャリアに発生する側帯波の一部を削除していることが特徴である。図１７と同様に、SSB光変調器、または単側波帯のみを抽出するSSB光フィルタを用いてサブキャリアに発生する側帯波の一部を削除することで、さらに高い光周波数利用効率の光ネットワークを実現することができる。
　図１９は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の他の例である。同図のストリーム送信部１３３１は、光OFDM方式を用いたストリーム送信部の一例である。当該ストリーム送信部１３３１は、パケット処理部１３２から出力されたストリーム信号を変調してサブストリーム信号を生成する機能を有する信号変調部１０２１，１０２２，…，１０２ｎと、各信号変調部１０２から出力されたサブストリーム信号をサブキャリア光に変換する機能を有する１つ以上の光送信部１０５１，１０５２，…，１０５ｎと、光送信部群１０５から出力される全てのサブキャリア光間の光周波数間隔を均一化させるために光送信部１０５を制御する機能を有する同期周波数間隔制御部１０６と、1つ以上の光送信部１０５から出力された1つ以上のサブキャリアを集束する波長多重部１０７から構成されている。また、サブキャリア光の光周波数間隔をサブストリーム信号のビットレート以上に設定することで、光OFDM方式のストリーム信号を生成する。図１９の例では、パケット処理部１３２群から出力される一つ以上のストリーム信号をそれぞれ個別の光送信部１０５でサブキャリア光に変換し、波長多重することで光OFDM方式のストリーム信号を生成している。本例も図１６の例と同様に、光ネットワークにおけるストリーム信号の光周波数帯域を狭窄化することができ、高い光周波数利用効率の光ネットワークを実現することができる。
　図２０は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム送信部の他の例である。同図のストリーム送信部１３３１は、光OFDM方式を用いたストリーム送信部の一例である。当該ストリーム送信部１３３１が、パケット処理部１３２から出力された1つ以上のストリーム信号を変調してサブストリーム信号を生成する機能を有する1つ以上の信号変調部１０２１，１０２２，…，１０２ｎと、1つ以上の連続搬送光を一括して生成する機能を有する多波長光発生部１０９と、1つ以上の連続搬送光を分波する波長分波部１１１と、信号変調部１０２１，１０２２，…，１０２ｎから出力されたサブストリーム信号によって連続搬送光を変調してサブキャリア光に変換する機能を有する光電気変換部１０８１，１０８２，…，１０８ｎと、光電気変換部１０８から出力された１つ以上のサブキャリア光を波長多重して光ＯＦＤＭ方式のストリーム信号を生成する波長多重部１０７から構成される。また、多波長光発生部１０９から発生されるサブキャリア光の光周波数間隔をサブストリーム信号のビットレート以上に設定することで、光OFDM方式のストリーム信号を生成する。本例では、多波長光発生部１０９から発生される一つ以上のサブキャリア光を、パケット処理部１３２群から出力される一つ以上のストリーム信号を用いてそれぞれ光電変換部１０８で個別に変調することでサブキャリア光に変換し、波長多重することで光OFDM方式のストリーム信号を生成している。
　図１８の例の場合は異なる光送信部を用いるためサブキャリア光間の光周波数間隔を制御するための同期制御部が必要であるが、本例は単体の光源から、光周波数間隔が均一化されたマルチキャリア光を用いてサブキャリア光を生成するため、同期周波数間隔制御部が不要である。多波長光発生部１０９として具体的には、半導体レーザ等のCW(Continuous Wave)光源とLiNbO3光変調器や電解吸収型光変調器等の外部光変調器の組み合わせや、モード同期レーザ等のパルス光源と光ファイバ等の非線形光学媒質の組み合わせを用いることもできる。また、本例も前述の例と同様に、光ネットワークにおけるストリーム信号の光周波数帯域を狭窄化することができ、高い光周波数利用効率の光ネットワークを実現することができる。
　また、外部光変調器を用いる場合は外部光変調器の変調度により、非線形光学媒質を用いる場合は入力する光パルスのパワーにより、それぞれ発生するサブキャリア光の数を制御することができる。従って必要な容量に合わせて発生するサブキャリア光の数を容易に制御でき、消費電力の有効利用に適している。
　光OFDM方式の利点の一つに高い分散耐力がある。光OFDM方式では、あるビットレートの信号をサブキャリアに分割することで、波長分散や偏波モード分散に対する伝送特性劣化の耐力をサブキャリアの有する低いビットレート相当まで向上することができる。但し、複数の伝送路の有する分散スロープによるサブキャリア間での分散値の違いにより、各サブキャリアの伝送時間にずれが生じる。この時間ずれを吸収するため、主信号にガードインターバルを追加する方法がある。
　図２１、図２２、図２３は、ガードインターバル生成部の例である。図２１は、図１５に対応し、図２２は、図１９に対応し、図２３は、図２０に対応する。ガードインターバル生成部２０１は、逆フーリエ変換部１０３より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号、もしくは信号変調部１０２より出力されたサブストリーム信号を部分的もしくは全体的に繰り返したガードインターバルを生成する機能と、生成されたガードインターバルを逆フーリエ変換ストリーム信号もしくはサブストリーム信号に結合する機能と、ガードインターバルを結合した逆フーリエ変換ストリーム信号もしくはサブストリーム信号を光送信部１０５もしくは光電気変換部１０８に送出する機能を有している。本例でガードインターバルを追加することで、各サブキャリア間の伝送時間ずれを吸収して、波長分散や偏波モード分散に対する伝送特性劣化の耐力を向上することができる。
　＜インタフェース／ストリーム送受部／ストリーム受信部＞
　図２４は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の一例を示す。
　この例では、ストリーム受信部１３３２が、1つ以上のサブキャリアを受光して逆フーリエ変換ストリーム信号に変換する機能を有する光受信部３０１と、光受信部３０１から出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を時間領域から周波数領域に一括変換して1つ以上のサブストリーム信号に分解する機能と、生成されたサブストリーム信号群をサブストリーム信号毎に分配する機能を有するフーリエ変換部３０２と、フーリエ変換部３０２より出力された各サブストリーム信号を復調する機能を有する1つ以上の信号復調部３０３１，３０３２，…，３０３ｎと、信号復調部３０３群から出力されたサブストリーム信号群をひとつのストリーム信号に集束してパケット処理部１３２に出力する機能を有する信号集束部３０４から構成されている。当該構成により、光OFDM方式のストリーム信号から電気のストリーム信号へ変換してパケット処理部１３２へ出力することができる。
　図２５は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の他の例を示す。
　ストリーム受信部１３３２が、1つ以上のサブキャリアを受光して逆フーリエ変換ストリーム信号に変換する機能を有する光受信部３０１と、光受信部３０１から出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を時間領域から周波数領域に一括変換して1つ以上のサブストリーム信号に分解する機能と、生成されたサブストリーム信号群をサブストリーム信号毎に分配する機能と、を有するフーリエ変換部３０２と、フーリエ変換部３０２より出力された各サブストリーム信号を復調してストリーム信号を生成する機能を有する1つ以上の信号復調部３０３１，３０３２，…，３０３ｎから構成されている。本例も前述の例と同様に、光OFDM方式のストリーム信号から電気のストリーム信号へ変換してパケット処理部１３２へ出力することができる。
　図２６は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の他の例を示す。
　同図に示すストリーム受信部１３３２は、光受信部４０１から出力された逆フーリエ変換ストリーム信号からガードインターバルを除去して逆フーリエ変換ストリーム信号を抽出する機能と、抽出された逆フーリエ変換ストリーム信号をフーリエ変換部４０３に送出する機能を有するガードインターバル除去部４０２を備えている。当該構成により、ガードインターバルを有する光OFDM方式のストリーム信号からガードインターバルを除去した電気のストリーム信号へ変換してパケット処理部１３２へ出力することができる。
　図２７は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の他の例を示す。
　同図に示すストリーム受信部１３３２は、図１９、図２０の光領域でのサブキャリア光の波長多重で生成した光OFDM方式のストリーム信号の受信系の例である。ストリーム受信部は、入射する1つ以上のサブキャリアをサブキャリア毎に分波する機能を有する光分波部４０４と、光分波部４０４から出力された各サブキャリアを受光してサブストリーム信号に変換する機能を有する1つ以上の光受信部４０１１，４０１２、…，４０１ｎと、光受信部群４０１より出力されたサブストリーム信号群を復調する機能を有する1つ以上の信号復調部４０５で構成される。当該構成により、図１９、図２０の光領域でのサブキャリア光の波長多重で生成した光OFDM方式のストリーム信号を一つ以上の電気のサブストリーム信号へ変換してパケット処理部１３２へ出力することができる。
　図２８は、本発明の第１の実施の形態におけるストリーム受信部の他の例を示す。
　同図に示すストリーム受信部１３３２も、図１９、図２０の光領域でのサブキャリア光の波長多重で生成した光OFDM方式のストリーム信号の受信系の例である。ストリーム受信部１３３２は、入射する1つ以上のサブキャリアをサブキャリア毎に分波する機能を有する光分波部４０４と、光分波部４０４から出力された各サブキャリアを受光してサブストリーム信号に変換する機能を有する1つ以上の光受信部４０１１，４０１２，…，４０１ｎと、光受信部群４０１より出力されたサブストリーム信号群を復調する機能を有する1つ以上の信号復調部４０５１，４０５２，…，４０５ｎ、信号復調部群４０５から出力されたサブストリーム信号群をひとつのストリーム信号に集束してパケット処理部１３２に出力する機能を有する信号集束部４０６から構成される。
　当該構成により、図１９、図２０の光領域でのサブキャリア光の波長多重で生成した光OFDM方式のストリーム信号を電気のサブストリーム信号へ変換してパケット処理部１３２へ出力することができる。上記の光受信部４０１として具体的には、直接変調可能な半導体レーザや、半導体レーザ等のCW光源とLiNbO3光変調器等の外部光変調器の組み合わせを用いることができる。波長分波部４０４としては具体的に、光カップラやアレイ導波路格子やマッハツェンダ干渉計やインターリーブフィルタ等を用いることができる。
　例えば、サブキャリア周波数間隔がビットレートと等しい場合は、マッハツェンダ干渉計とアレイ導波路格子の組み合わせを用いることができる。マッハツェンダ干渉計の２つの光路差をタイムスロット（ビットレートの逆数）の半分とすることで、サブキャリア周波数間隔fsの光OFDM信号を周波数間隔2fsの２つのサブキャリア群に分岐することができる。その後、周波数間隔2fsのアレイ導波路格子を用いて、分岐したサブキャリア群を各サブキャリアに分波することができる。また、各サブキャリア光の変調フォーマットとしてはNRZ(Non Return to Zero)、RZ(Return to Zero)等の強度変調や、PSK(Phase Shift Keying)、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)等の位相変調を用いることができる。さらに、直交関係の偏光の２つの光OFDM信号を生成して多重する偏光多重を用いても良い。光OFDM方式に加えて、QPSK等の多値変調や偏光多重を利用することにより、さらに光周波数利用効率を向上することが可能となる。また、多値変調の多重するデータ数や偏光多重の偏光数を変化することで、より柔軟に光パス容量を変更することができる。
　以上により、帯域可変通信装置の構成は実現される。
　［第２の実施の形態］
　本実施の形態では、前述の第１の実施の形態における帯域可変通信装置を用いた帯域可変通信方法の例を示す。
　図２９は、本発明の第２の実施の形態における帯域可変通信装置とネットワーク管理装置を含むネットワーク構成例を示す。同図における帯域可変通信装置１００は、前述の第１の実施の形態で示したものである。
　ネットワーク管理装置５００は、文献３「漆谷 重雄、他『SINET3のサービスを支える最新ネットワーキング技術』、Vol.107、 No.443(20080117)、pp. 29-34、NS2007-125、2008年」や文献４「漆谷 重雄、他『SINET3のネットワーク設計と運用』、ICM2008-1 pp.1-6、2008年」、文献５「竹房あつ子、他『グリッドにおける計算資源と光パスネットワーク資源のコアロケーション実験』SACSIS(Symposium on Advanced Computing systems and Infrastructures)、2006年」、文献６「竹房あつ子、他『ミドルウェア連携による計算・ネットワーク資源の日米間グリッドコアロケーション実験』第164回計算機アーキテクチャ・第109回ハイパフォーマンスコンピューティング合同研究発表会、2007年」、文献７「山田一久、他『GMPLSと連携したマルチレイヤパス構成管理システムの提案』、IEICE-ICM2008-3、2008年」に示されている。
　図３０は、本発明の第２の実施の形態における帯域可変通信装置を経由するパスの一例を示す。以下図３０に基づいて、ネットワーク管理装置がパス＃１を設定する方法について述べる。図３１、図３２はそれぞれネットワーク管理装置が帯域可変通信装置と連携してパス＃１を設定する方法である。
　本実施の形態における帯域可変通信方法は、ネットワーク管理装置５００が、複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、パス経路上の各帯域可変通信装置の制御部１１０との間で、経路交換部１２０、インタフェース１３０、又はパケット転送部１３４、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、帯域可変通信装置群の制御部１１０が、制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、経路交換部１２０、インタフェース１３０、又はパケット転送部１３４、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、を有している。以下、この方法を、より具体的に説明する。
　ネットワークのオペレータは、ネットワーク管理装置にパス#1の設定要求を入力する。入力パラメータの一例は、パス＃１の始点、終点、中継点のインタフェースである。但し、オペレータ以外にアプリケーションがネットワーク管理装置にパス#1の設定要求を入力してもよい。文献５と文献６は、アプリケーションがネットワーク帯域を予約する手段を紹介している。
　上記のパスの定義は２種類ある。1つ目は対向する２台の帯域可変通信装置のインタフェース間を接続するキャリアである。２つ目はキャリアを構成するサブキャリア群のそれぞれである。但し、どちらの場合においても以下の動作は変わらない。本実施の形態では、パスをサブキャリアとして説明している。
　ネットワーク管理装置５００は上記の入力されたパラメータに基づいて制御情報を作成し、帯域可変通信装置を制御する。以下に２種類の制御シーケンスを述べる。
　1種類目の制御シーケンスを述べる。図３１に示されるとおり、ネットワーク管理装置５００は制御メッセージ交換ステップの中で帯域可変通信装置群に制御情報を送信する。各帯域可変通信装置１００は制御情報に基づく制御結果をネットワーク可変通信装置に返信する。但し、本実施の形態において、ネットワーク管理装置５００は各帯域可変通信装置１００と順番に制御情報を交換してもよいし、図３１のとおりに各帯域可変通信装置１００と並列に制御情報を交換してもよい。
　一方、２種類目の制御シーケンスを述べる。図３２に示されるとおり、ネットワーク管理装置５００は制御メッセージ交換ステップの中で帯域可変通信装置１００群に制御情報を送信する。各帯域可変通信装置１００は制御可否を確認してネットワーク可変通信装置５００に返信する。次に、ネットワーク管理装置５００は、帯域可変通信装置１００の応答結果に基づいてパス＃１の設定可否を判断する。設定可否を判断する方法は、ネットワーク管理装置５００自体が自律的に判断してもよいし、ネットワーク管理装置５００を操作するオペレータが手動で判断してもよい。結果的に、ネットワーク管理装置５００が設定可能であると判断した場合、ネットワーク管理装置５００は各帯域可変通信装置に制御の実施要求を送信する。実施要求を受信した各帯域可変通信装置１００は、実施要求を受けて制御情報に基づく制御を実行し、その制御結果をネットワーク管理装置５００に応答する。本実施の形態において、ネットワーク管理装置５００は、各帯域可変通信装置１００と順番に制御情報を交換してもよいし、図３１のとおりに各帯域可変通信装置と並列に制御情報を交換してもよい。
　上記のネットワーク管理装置５００と各帯域可変通信装置１００の間の制御メッセージの交換手段は文献３～文献７に示される内容と、装置間のパスの設定については同じである。但し、本実施の形態では、文献３～文献７に示されていない装置内の光スイッチの通過帯域や信号のサブキャリア数などの新たな制御情報を交換することが重要である。さらに、周波数利用効率をよくするための経路交換部１２０で制御される通過可能な周波数帯域と信号の占有帯域の関係を示すことが重要である。本実施の形態で示す新たな制御情報を含んだ制御メッセージを従来の制御メッセージの中に含めてネットワーク管理装置５００と各帯域可変通信装置１００の間で交換してもよいし、新たな制御情報を含んだ制御メッセージと従来の制御メッセージとを分離してネットワーク管理装置５００と各帯域可変通信装置１００の間で交換してもよい。
　以下において本実施の形態が示す、帯域可変通信装置を制御するための新たな制御情報とその制御内容を述べる。
　図３３と図３４のそれぞれはネットワーク管理装置５００から帯域可変通信装置１００の経路交換部１２０に送付される制御情報の一例を示す。制御情報は、入力ポートと出力ポートとの経路切替えに必要な情報である入力ポートと出力ポートの情報を含む。さらに、入力ポートと出力ポートとの間の通過可能な周波数帯域を制御するため、図３３では通過帯域幅と、通過帯域幅の中心周波数、並びに図３４では通過帯域幅の下限周波数と上限周波数の情報を含む。
　そして、ハードウェア制御ステップにおいて、制御部１１０が、制御メッセージ交換ステップもしくは内部制御ステップを介して受信された制御情報に基づいて、経路交換部１２０における入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域の変更を実行する。
　なお、図３３、もしくは図３４に示されるメッセージ以外でネットワーク管理装置５００と帯域可変通信装置１００が連携してパスを制御してもよい。例えば、通過可能な周波数帯域を、周波数帯域と1対1に対応する識別番号で指定してもよい。本実施の形態の重要点は、ネットワーク管理装置５００が通過可能な周波数帯域を各帯域可変通信装置１００に指定し、指定されたパスの始点から終点までの帯域可変通信装置群が、指定された周波数帯域の信号を転送ならびに送受信するようにインタフェース１３０及び経路交換部１２０を制御するところにある。
　図３５と図３６のそれぞれは、ネットワーク管理装置５００から帯域可変通信装置１００のインタフェースに送付される制御情報の一例を示す。図３５の制御情報は、サブキャリア当たりの周波数帯域、サブキャリア群全体の中心周波数、サブキャリア数、ガードインターバルの時間長、ガードバンドの周波数帯域、インタフェースの起動もしくは停止、もしくはそれらの一部の情報を含む。一方、図３６の制御情報は、サブキャリア当たりの周波数帯域、サブキャリア群全体の下限周波数と上限周波数、サブキャリア数、ガードインターバルの時間長、ガードバンドの周波数帯域、インタフェースの起動もしくは停止、もしくはそれらの一部の情報を含む。
　ハードウェア制御ステップにおいて、制御部１１０が、制御メッセージ交換ステップもしくは内部制御ステップを介して受信された制御情報に基づいて、インタフェースの起動、インタフェースの停止、インタフェースからの出力ストリーム信号の周波数帯域の変更、ガードインターバルの時間長の設定、又は、隣接パス間の光周波数間隔（ガードバンド）の設定、もしくはそれらの全てを実行することになる。
　但し、図３５、もしくは図３６に示されるメッセージ以外でネットワーク管理装置５００と帯域可変通信装置１００が連携してパスを制御してもよい。
　ネットワーク管理装置５００が帯域可変通信装置１００群の間に動的にパスを設定する場合、ガードインターバルの値を適切に設定する必要がある。ガードインターバルは、パスを構成するサブキャリア群の間の分散値をパスの受信端で補償するために存在する（文献８：守倉 正博、他「IEEE 802.11準拠無線LANの動向」、電子情報通信学会論文誌 B、Vol.J84-B No.11、pp.1918-1927、2001、文献９：Landau, O、他「OFDM Guard Interval: Analysis and Observations」、ICASSP 2007、Vol.3、pp.  III-93-III-96、2007）。
　文献８と文献９は、ガードインターバルの役割を紹介し、文献９ではガードインターバルの設計方法を紹介している。ガードインターバルの時間長は分散値に依存するが、分散値はパスの距離に依存する。このため、ネットワーク管理装置５００が動的にパスを切り替える場合、パス長の変化にともなってガードインターバルの値を変更しなければならない。もしガードインターバルの時間長が分散値に対して不足している場合、パス端の帯域可変通信装置は受信されたサブキャリア群を正しく復号できない。それゆえ、ネットワーク管理装置５００はパス設定時にガードインターバルを正しく設定する必要がある。
　但し、ガードインターバルを動的に変更しなくてもよい。その場合、十分に長いガードインターバルを用いることによってパス長の変化に関らず、ガードインターバルを一定に保つことが可能である。但し、ガードインターバルを一定に保つ方法は、ガードインターバルを動的に制御する方法に較べて周波数に対するデータ占有率が低下する。
　次に、ネットワーク管理装置５００が帯域可変通信装置１００群の間に動的にパスを設定する場合、ガードバンドの値を適切に設定する必要がある。ガードバンドは、パスを構成するサブキャリアと、他のパスを構成するサブキャリアとが伝送されたときに周波数軸上で重ならないように間隔を空けるための周波数帯域である(文献９と、文献１０：田中 謙一郎、他「WDM/OFDMハイブリッド方式の光ファイバ伝送特性」、電子情報通信学会論文誌 B、Vol.J89-B、No.8、pp.1431-1440)。
　それゆえ、ネットワーク管理装置５００はパス設定時にガードバンドを正しく設定する必要がある。ガードバンドを制御する内容はガードバンドの周波数帯域であり、それは周波数帯域の下限と上限である。
　例えば、経路交換部１２０とインタフェース１３０の制御においては、トラフィック容量、ストリーム信号のビットレート、サブキャリア光の数と光周波数間隔、ガードバンド、及び経路交換部１２０の通過帯域幅の間に以下の関係を満たすように実施される。
　流量計測部によりクライアントが実際に使用しているトラフィック容量Bt（bit/s）を測定した後に、予め設定していたサブストリーム信号当たりの基本ビットレートBs（bit/s）を用いて、
　　　（ｋ－１）・Bs ≦　Bt　＋　ｋ・ΔB　≦　ｋ・Bs　　　（kは自然数）　　（１）
となるkを求めて、送信するストリーム信号のビットレートをk・Bsに設定する。ここで、ΔBは誤り訂正や監視制御等の目的でサブストリーム信号のフレームに追加される符号による増加ビットレートである。（１）式の条件を満たすことで、クライアントが実際に使用しているトラフィック容量を転送するために必要かつ最少のサブキャリア数及び最小の容量のストリーム信号のビットレートを設定することができる。
　次に、上記ストリーム信号の送信端と受信端の間で、ストリーム信号用のｋ個のサブキャリア光（サブキャリア光周波数間隔ｆs）と２つのガードバンドBgを含む光周波数領域（ｋ・ｆs＋2・Bg）が利用できる転送経路を求める（図３７）。ここで、ガードバンドBgは、上記ストリーム信号の光パスと別の光パスとの隣接するサブキャリア光の間隔をｆsの2倍以上（Bg ≧　2・ｆs）となるように設定する。ストリーム信号送信部において、上記の利用可能な光数波数領域内よりガードバンドBgを除いた領域でのｋ個のサブキャリア光を用いてストリーム信号を生成する。経路交換部１２０において、上記ストリーム信号の通過帯域を上記のｋ個のサブキャリア光を含み、かつ過帯域幅Bswを
　　　ｋ・ｆs ≦　Bsw　≦　ｋ・ｆs　＋　Bg　　　　（２）
を満たすように設定する。
　上記のとおり本実施の形態では、送信端でクライアントの実際のトラフィック容量に設定した光パスを生成し、かつ通過する光パス経路上の全ての帯域可変通信装置での通過帯域を光パスの帯域に合わせて設定し、かつ隣接光パスとの間にガードバンドを設定することで、帯域可変通信装置群を含むネットワークにおいて、非常に光周波数利用効率の高い光パス設定が可能となる。
　また、第１の実施の形態で述べたように、伝送路の分散による伝送劣化に対する耐力向上のためにガードインターバルを追加することができる（図２１，図２２，図２３）。ガードインターバル用オーバーヘッド時間Tgi（sec）は、設定する光パス経路におけるサブストリーム信号間の伝搬時間の差△T（sec）より長い時間となるように設定する必要がある。まず、ネットワークの伝送路となる全ての光ファイバのゼロ分散波長λ0、波長分散スロープα（ps/nm2/km）、及び長さL（km）を予め測定しておく。次に、上記で求めた光パスの設定条件より、転送に使用する光パス経路におけるサブストリーム信号間の伝送時間差△T（sec）を次式で計算する。
　　　△T　＝0.5α・L｛（λ1＋k・fs）－λ0｝2　－　0.5α・L（λ1－λ0）２　　（３）
ここで、λ1はサブキャリアの最短波長である。ガードインターバル用オーバーヘッド時間Tgiをこの△Tより長く設定することにより波長分散の影響を吸収することができる。
　上記の例では、ガードインターバルは、ネットワークにおいて設定する光パス経路の波長分散特性に合わせてガードインターバルを設定しているが、上記で述べたとおりにネットワークの最長の光パス経路におけるサブストリーム信号間の伝搬時間の差△Tより長い時間となるように設定してもよい。この場合、ガードインターバルは常に最大長となるが、ネットワークの故障により迂回経路へパスを切り替えて伝送路特性が変化してもガードインターバルを変更する必要ないため迅速に対応できる利点がある。
　以上の本発明により、ネットワーク管理装置は所望の帯域可変通信装置群を制御し、同帯域可変通信装置群を通過し、かつ所望の周波数帯域を有するパスを開通可能となる。
　［第３の実施の形態］
　次に、第３の実施の形態に係る帯域可変通信装置と帯域可変通信方法について説明する。なお、第３の実施の形態は、第１の実施の形態、及び第２の実施の形態に基づいている。まず、本実施の形態の概要を説明する。
　本実施の形態における帯域可変通信装置１００の一例（図４０に示す例）において、インタフェース１３０は、パケット処理部１３２とストリーム送受部１３３に供給されるクロックを制御するクロック調整部１３５を具備し、パケット処理部１３２は、クロック調整部１３５から供給されるクロックに基づいて、ストリーム送受部１３３と交換するストリーム信号の送受信速度を変更する機能を具備し、ストリーム送受部１３３は、クロック調整部１３５から供給されるクロックに基づいて、パケット処理部１３２と交換するストリーム信号の送受信速度を変更する機能を具備する。
　また、本実施の形態における帯域可変通信装置１００は、インタフェース１３０のパケット送受部１３１もしくはパケット処理部１３２に流入するパケットの流量を計測する流量計測部１７０と、パケット流量と増減規則を用いて経路交換部１２０、インタフェース１３０、及びパケット転送部１４０の全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断部１６０と、変更判断部１６０の判断結果に基づいて制御部１１０と制御情報を交換する変更誘起１５０と、を具備している。
　また、本実施の形態における帯域可変通信方法（図３９）は、ネットワーク上の既設パス群のそれぞれを終端する帯域可変通信装置の流量計測部１７０が、既設パス上の流入トラフィック、流出トラフィック、もしくはその両方をインタフェースと連携して監視するトラフィック監視ステップと、帯域可変通信装置の変更判断部１６０が、トラフィック監視ステップの監視結果に基づいて既設パスと並列のパス（並列パス）を増設、もしくは削除することを判断する増減判断ステップと、帯域可変通信装置の変更誘起部１５０が、増減判断ステップの増減判断結果に基づいて並列パスの増設要求もしくは削除要求を含む制御情報をネットワーク管理装置に送信する増減通知ステップと、ネットワーク管理装置が、増減通知ステップの増設要求もしくは削除要求に基づき、並列パスの経路上の各帯域可変通信装置の制御部１１０との間で、経路交換部１２０、インタフェース１３０、又はパケット転送部１４０、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、帯域可変通信装置群の制御部１１０が、制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、経路交換部１２０、インタフェース１３０、又はパケット転送部１４０、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、を有している。
　次に、本実施の形態をより詳細に説明する。
　本実施の形態に係る帯域可変通信装置１００の構成は第１の実施の形態に従う。但し、図３８に示すとおり、流量計測部１７０、変更判断部１６０、及び変更誘起部１５０を具備する。但し、流量計測部１７０、変更判断部１６０、及び変更誘起部１５０は制御部１１０の内部に実装されてもよいし、インタフェース１３０毎に流量計測部１７０、変更判断部１６０、及び変更誘起部１５０を実装してもよい。
　前述の非特許文献２、特許文献１、特許文献２は、流量計測部１７０においてインタフェース１３０を流入出するトラフィックの量などを計測する方法を述べている。さらに流量計測部１７０の結果に基づいて変更判断する変更判断部１６０の動作についても示している。特許文献３も同様に変更判断部１６０の動作を紹介している。これらに加え、特許文献１は、変更判断部１６０の判断結果に基づいて変更誘起部１５０がネットワーク管理装置５００に通知する手段についても述べている。図３９は、流量計測部１７０、変更判断部１６０、及び変更誘起部１５０の動作の一例を示したものであり、非特許文献２、特許文献１、及び特許文献２で述べられている。
　但し、本実施の形態の特徴は、上記の先行文献で示される動作に加え、ネットワーク管理装置５００が通過可能な周波数帯域を各帯域可変通信装置１００に指定し、指定されたパスの始点から終点までの帯域可変通信装置群が、指定された周波数帯域の信号を転送並びに送受信するようにインタフェース１３０及び経路交換部１２０を制御するところにある。
　以降において、本実施の形態の提案部分を示す。但し、これらは、第２の実施の形態の提案と同じである。
　図３３と図３４のそれぞれはネットワーク管理装置５００から帯域可変通信装置１００の経路交換部１２０に送付される制御情報の一例を示す。制御情報は、入力ポートと出力ポートとの経路切替えに必要な情報である入力ポートと出力ポートの情報を含む。さらに、入力ポートと出力ポートとの通過可能な周波数帯域を制御するため、図３３では通過帯域幅と、通過帯域幅の中心周波数、ならびに図３４では通過帯域幅の下限周波数と上限周波数の情報を含む。
　但し、図３３、もしくは図３４に示されるメッセージ以外でネットワーク管理装置５００と帯域可変通信装置１００が連携してパスを制御してもよい。例えば、通過可能な周波数帯域を、周波数帯域と1対1に対応する識別番号で指定してもよい。
　図３５と図３６のそれぞれはネットワーク管理装置５００から帯域可変通信装置１００のインタフェース１３０に送付される制御情報の一例を示す。図３５の制御情報は、サブキャリア当たりの周波数帯域、サブキャリア群全体の中心周波数、サブキャリア数、ガードインターバルの時間長、ガードバンドの周波数帯域、インタフェースの起動もしくは停止、もしくはそれらの一部の情報を含む。一方、図３６の制御情報は、サブキャリア当たりの周波数帯域、サブキャリア群全体の下限周波数と上限周波数、サブキャリア数、ガードインターバルの時間長、ガードバンドの周波数帯域、インタフェースの起動もしくは停止、もしくはそれらの一部の情報を含む。
　但し、図３５、もしくは図３６に示されるメッセージ以外でネットワーク管理装置５００と帯域可変通信装置１００が連携してパスを制御してもよい。
　本実施の形態のネットワーク管理装置５００と帯域可変通信装置１００の間の制御メッセージの処理フローは、特許文献１の請求項６ならびに図６に記載の制御メッセージの処理フローと同じでよい。但し、同処理フローが異なってもよい。
　また、本実施の形態では、図４０に示すインタフェースの構成を適用可能である。これまでの実施の形態では帯域可変通信装置１００の間の帯域を可変するため、対地間を並列のパス群で接続していた。そして、対向する帯域可変通信装置群はそのパスの本数を増減することにより、対地間の帯域を増減制御していた。すなわち、対地間のパスの本数を増減するために使用されるストリーム送受部１３３の数を調整し、その調整に応じてパス処理部の分配ポリシーと集束ポリシーとを変更しなければならなかった（非特許文献２、特許文献１、特許文献２)。
　さらにそのために複数のパケット処理部が必要であった。この原因は従来のパケット処理部は出力するストリーム信号のビットレートを固定し、パケット送受部からパケット処理部に送信されるパケットの実効量に追随しなかったためである。しかし、図４０の構成を適用することにより、分配ポリシーと集束ポリシーとを変更することなく、さらに1つのパケット処理部１３２だけでも対地間のパス数ならびに周波数帯域を増減可能となる。
　図４０に示す構成の実現手段を以下に示す。パケット処理部１３２からストリーム送受部１３３にストリーム信号を送信するためのクロックはパケット処理部１３１に入力されている。同様に、ストリーム送受部１３３から経路交換部１２０にストリーム信号を送信するためのクロックもしくはそのクロックはストリーム送受部１３３に入力されている。対地間の帯域を増減制御する場合、図４０に示されるクロック調整部１３５が上記の２種類のクロックを変更すればよい。これにより、光ファイバ内の周波数資源を有効利用可能となる。但し、図４０の構成を利用しなくてもよい。図４１は、インタフェース１３０のパケット処理部１３２がストリーム信号の送受信速度を変更する動作を示したものであり、非特許文献２に述べられている技術が利用できる。図４１に示すように、パケット処理部１３２がストリーム信号の送受信速度を増加することにより、ストリーム信号の周波数帯域が広くなり、また、パケット処理部１３２がストリーム信号の送受信速度を減少させることにより、ストリーム信号の周波数帯域が狭くなる。
　なお、通過帯域幅については、前述の第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
　図４２は、従来技術と本発明の光周波数利用効率を示す図である。
　従来の光ネットワークでは、経路交換部１２０のパスの通過帯域が均一かつ固定であった（図４２（ａ））。また、光ネットワーク内で転送される光パスの中で最高のビットレートに合わせてバンド幅を設定する必要があった。例えば、ビットレート10Gbit/s、40Gbit/s、50Gbit/s、100Gbit/sの光パスを扱う光ネットワークの場合、全ての光ノードでの一パス当りの通過バンド幅は、100Gbit/sの光パスを通過することができる固定の通過帯域幅に統一していた。その結果、光周波数利用効率が低くなるという問題があった。例えば、サブストリーム信号のビットレートを10Gbit/sとしてサブストリーム信号の間隔を25GHzとした場合、従来の光パスのトラフィックと占有周波数領域の関係は図４３に示したように、トラフィックの高い領域では光周波数利用効率は40％（100Gbit/s／250GHz）程度となるが、トラフィック量の低い領域では4％（10Gbit/s／250GHz）程度と低くなる。
　これに対して本実施の形態で説明した技術では、トラフィック量に合わせて光パスの容量（ストリーム信号のビットレート）を設定し、かつ光パスの光周波数領域に合わせて経路交換部の通過帯域幅を連続的に調整することができるため、図４２（ｂ）に示したように占有する光周波数領域を従来より低減することができる。また占有する光周波数領域は、図４３に示したように使用するトラフィックレートの増加に合わせて増加することができるため、トラフィックレートによらず一定の高い光周波数利用効率を実現することができる。例えば、サブストリーム信号のビットレートを10Gbit/sとしてサブストリーム信号の間隔を25GHzとした場合は、光周波数利用効率は常に40％（10Gbit/s／25GHz）程度となる。
　また、ストリーム信号の変調方式として光OFDMを用いるとサブストリーム信号間は直交関係があるためサブストリーム信号間隔を狭窄化することができる。従って、上記よりさらに光周波数利用効率を向上することができる。例えば、サブストリーム信号のビットレートが10Gbit/sの場合、間隔10GHｚでの多重が可能となる。そのため図４３に示したように、占有周波数領域はトラフィック量とほぼ同程度にすることができ、常に100％に近い光周波数利用効率を実現することができる。
　上記のとおり、本発明の帯域可変通信方法を用いることにより、光周波数帯域の使用効率の向上を実現することができる。また、所望とする帯域に必要なネットワーク構成要素のみを使用するため、消費電力の低減も可能となる。
　本実施の形態において、第２の実施の形態の効用に加え、ネットワーク管理装置５００と帯域可変通信装置１００は、同帯域可変通信装置と他の帯域可変通信装置の間の周波数帯域とサブキャリアの数を流入出トラフィック量に応じて制御可能となる。
　［第４の実施の形態］
　次に、第４の実施の形態に係る帯域可変通信装置と帯域可変通信方法について説明する。なお、第４の実施の形態は、第１の実施の形態、及び第２の実施の形態に基づいている。まず、本実施の形態の概要を説明する。
　本実施の形態における帯域可変通信装置１００は、他の通信装置とネットワーク構成情報を交換する構成交換機能と、該ネットワーク構成情報に基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して管理するルーティング機能と、該ルーティング機能を用いて他の通信装置と制御情報を交換するシグナリング機能と、制御部１１０と制御情報を交換する内部制御機能と、を有する外部連携部１８０を更に具備している。
　また、本実施の形態における帯域可変通信方法は、帯域可変通信装置群の外部連携部１８０がネットワーク構成情報を交換する経路情報交換ステップ（制御メッセージ交換ステップ）と、各帯域可変通信装置の外部連携部１８０が、経路情報交換ステップに基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して経路テーブルに管理する経路テーブル管理ステップと、帯域可変通信装置群の1台の外部連携部１８０が、複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、パス経路上の他の帯域可変通信装置群の外部連携部１８０との間で、経路テーブルを用いて制御情報を交換するシグナリングステップと、各帯域可変通信装置の外部連携部１８０が、シグナリングステップにおいて受信した制御情報を制御部１１０と交換する内部制御ステップと、帯域可変通信装置群の制御部１１０が、内部制御ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、経路交換部１２０、インタフェース１３０、又はパケット転送部１４０、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、を有している。
　次に、本実施の形態をより具体的に説明する。
　帯域可変通信装置の構成は第１の実施の形態に従う。但し、図４４に示されるとおり外部連携部１８０を具備する。本実施の形態において、外部連携部１８０と制御部１１０とを一体化してもよい。但し、流量計測部１７０、変更判断部１６０、及び変更誘起部１５０を具備しなくてもよい。
　本実施の形態の外部連携部１８０はGMPLS機能を有し、当該外部連携部１８０は、文献１１：「Adrian Farrell 他、"Gmpls: Architecture And Applications"、 Morgan Kaufmann Pub、pp. 9-88、2005/12/20」、文献１２：「IETF RFC 3945」、文献１３：「IETF RFC 3471」、文献１４：「IETF RFC 3473」、文献１５：「IETF RFC 4203」、文献１６：「IETF RFC4204」の中でGMPLS機能として紹介されている。
　上記の文献１１と文献１２は、GMPLSを適用されたネットワークの構成を紹介している。図２９に示されるとおりにGMPLSを適用されたネットワークは、主信号を転送するためのデータプレーンと、帯域可変通信装置を制御するための制御信号を転送するためのコントロールプレーンとを具備する。文献１１、文献１３及び文献１４は、パス制御のためのGMPLSのシグナリングメッセージと、シグナリングメッセージをコントロールプレーン上で交換する方法を紹介している。
　図４５にGMPLSによるパス設定のメッセージシーケンスの一例を示す。帯域可変通信装置群はGMPLSのシグナリングを利用して他の帯域可変通信装置と連携してパスの設定、もしくは削除などの制御が可能となる。文献１１と文献１５は、コントロールプレーン上においてシグナリングメッセージを転送するため、並びにデータプレーンの波長などのネットワーク資源を管理するためのルーティングメッセージと、コントロールプレーン上でのルーティングメッセージの交換方法を述べている。文献１３と文献１６は、隣接する２台の帯域可変通信装置の間でコントロールプレーンを構築する方法を述べている。しかしながら、帯域可変通信装置における通過可能な周波数帯域や信号のサブキャリア数の情報のやり取りについては触れられていない。
　本実施の形態と文献１１～文献１６までの既提案技術と比較した場合の、本実施の形態の提案機能を以下に示す。但し、第２の実施の形態の提案機能としても述べられている。
　本実施の形態において、図３３と図３４のそれぞれは、帯域可変通信装置１００間で送受信される、経路交換部１２０に関する制御情報の一例を示す。制御情報は、入力ポートと出力ポートとの経路切替えに必要な情報である入力ポートと出力ポートの情報を含む。さらに、入力ポートと出力ポートとの通過可能な周波数帯域を制御するため、図３３では通過帯域幅と、通過帯域幅の中心周波数、ならびに図３４では通過帯域幅の下限周波数と上限周波数の情報を含む。
　但し、図３３、もしくは図３４に示される以外のメッセージが帯域可変通信装置１００間で送信されてもよい。
　また、図３５と図３６のそれぞれは帯域可変通信装置１００間で送受信される、インタフェース１３０に関する制御情報の一例を示す。図３５の制御情報は、サブキャリア当たりの周波数帯域、サブキャリア群全体の中心周波数、サブキャリア数、ガードインターバルの時間長、ガードバンドの周波数帯域、インタフェースの起動もしくは停止、もしくはそれらの一部の情報を含む。一方、図３６の制御情報は、サブキャリア当たりの周波数帯域、サブキャリア群全体の下限周波数と上限周波数、サブキャリア数、ガードインターバルの時間長、ガードバンドの周波数帯域、インタフェースの起動もしくは停止、もしくはそれらの一部の情報を含む。
　但し、図３５、もしくは図３６に示される以外のメッセージが帯域可変通信装置１００間で送信されてもよい。
　通過帯域幅については、第２の実施の形態と同様であるためのその記載を省略する。
　以上により、帯域可変通信装置群を含むネットワークにおいて帯域可変通信装置群が分散的にパスを制御可能となる。
　本実施の形態では、外部連携部１８０がGMPLS機能部を具備していることを前提に述べている。但し、外部連携部１８０はGMPLS以外の類似の通信プロトコルを使用してもよい。
　［第５の実施の形態］
　次に、第５の実施の形態に係る帯域可変通信装置と帯域可変通信方法について説明する。なお、第５の実施の形態は、第３の実施の形態、及び第４の実施の形態に基づいている。　　
　本実施の形態に係る帯域可変通信方法は、帯域可変通信装置群の外部連携部１８０がネットワーク構成情報を交換する経路情報交換ステップと、各帯域可変通信装置の外部連携部１８０が、経路情報交換ステップに基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して経路テーブルに管理する経路テーブル管理ステップと、ネットワーク上の既設パス群のそれぞれを終端する帯域可変通信装置の流量計測部１７０が、既設パス上の流入トラフィック、流出トラフィック、もしくはその両方をインタフェースと連携して監視するトラフィック監視ステップと、帯域可変通信装置の変更判断部１６０が、トラフィック監視ステップの監視結果に基づいて既設パスと並列のパス(並列パス)を増設、もしくは削除することを判断する増減判断ステップと、帯域可変通信装置の変更誘起部１５０が、増減判断ステップの増減判断結果に基づいて制御部１１０に並列パスの増設要求もしくは削除要求を送信し、さらに該制御部１１０が外部連携部１８０に送信する増減通知ステップと、帯域可変通信装置の外部連携部１８０が、増減通知ステップの増設要求もしくは削除要求に基づき、並列パスの経路上の各帯域可変通信装置の外部連携部１８０との間で、経路テーブルを用いて制御情報を交換するシグナリングステップと、各帯域可変通信装置の外部連携部１８０が、シグナリングステップにおいて受信した制御情報を制御部１１０と交換する内部制御ステップと、帯域可変通信装置群の制御部１１０が、内部制御ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、経路交換部１２０、インタフェース１３０、又はパケット転送部１４０、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップとを有するものである。
　本実施の形態において、第３の実施の形態と同様、図３０の帯域可変通信装置＃１は対向の帯域可変通信装置#6との間の既設パス群のトラフィック量を計測する。帯域可変通信装置#１は計測結果に基づいての既設パス群の本数の増減を判断する。次に、第３の実施の形態と異なり、帯域可変通信装置#１は非特許文献２及び特許文献１に基づいて既設パス群に新たなパスを追加、もしくは既設パス群から過剰なパスを削除するために帯域可変通信装置＃２及び帯域可変通信装置＃６と連携してパスを制御する。本実施の形態の制御シーケンスに基本的流れは第４の実施の形態で記載のGMPLSと同じである。
　なお、通過帯域幅については、第２の実施の形態と同様であるため、その説明を省略する。
　以下、これまでに説明した本実施の形態に係る構成例を種々の側面に着目して列挙する。
（第１例）
　入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有する経路交換手段と、
　前記経路交換手段の前記経路交換機能と前記帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、該制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、を有する制御手段と、
を具備し、
　前記入力ポートと前記出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続されることを特徴とする帯域可変通信装置。
　これにより、経路交換手段１２０において入力ポートから出力ポートまでのストリーム信号群の通過可能な周波数帯域を変更可能となる。
（第２例）
　前記経路交換手段は、部分的に周波数帯域の重なる複数のサブキャリアのストリーム信号群を経路交換する機能を含む第１例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、周波数帯域の重なる光信号群の経路交換、並びに、入力ポートから出力ポートまでのストリーム信号群の通過可能な周波数帯域を変更可能となる。
（第３例）
　伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受手段と、
　前記パケット送受手段とパケットを送受するパケット処理機能と、パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能と、を有するパケット処理手段と、
　前記経路交換手段とストリーム信号を送受するストリーム送受手段と、
を有するインタフェースを、全部もしくは一部の入力ポートと出力ポートに具備し、
かつ、
　前記制御手段は、
　前記インタフェースの前記パケット送受手段、前記パケット処理手段、及び、前記ストリーム送受手段の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、
　前記制御情報に基づいて前記インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を更に具備する第１例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、インタフェースにおいて多種多様なクライアント信号をストリーム信号に変換可能となる。
　（第４例）
　前記ストリーム送受手段は、部分的に周波数帯域の重なる複数のサブキャリアからなる光直交周波数多重（OFDM）信号を送受する手段を有する第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、インタフェースにおいて多種多様なクライアント信号を光ＯＦＤＭ信号に変換可能となる。
（第５例）
　前記インタフェースは、前記パケット処理手段と前記ストリーム送受手段に供給されるクロックを制御するクロック調整手段を具備し、
　前記パケット処理手段は、前記クロック調整手段から供給されるクロックに基づいて、ストリーム送受手段と交換するストリーム信号の送受信速度を変更する機能を具備し、
　ストリーム送受手段は、前記クロック調整手段から供給されるクロックに基づいて、前記パケット処理手段と交換するストリーム信号の送受信速度を変更する手段を具備する第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、インタフェースにおいて送受されるストリーム信号群の周波数帯域を増減制御可能となる。
（第６例）
　前記インタフェースの1つのパケット送受手段に対して1つ以上のパケット処理手段が接続され、かつ、
　前記パケット送受手段は、
　前記パケット処理手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、当該パケット送受手段と該パケット処理手段群との間の信号処理負荷の配分ポリシーと集合ポリシーと、
　前記配分ポリシーに基づいてパケット処理手段群にパケットを送信する機能と、
　前記集合ポリシーに基づいてパケット処理部群からパケットを受信する機能と、を具備する第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、パケット送受手段からパケット処理手段に送信されるパケットの量を負荷分散によって削減可能となり、パケット処理手段の処理性能の要求条件を緩和可能となる。
（第７例）
　前記インタフェースの２つ以上のパケット送受手段に対して1つのパケット処理手段が接続され、かつ、
　前記パケット処理手段は、
　前記パケット送受手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、パケット送受手段群と当該パケット処理手段との間の信号処理負荷の配分ポリシーと集合ポリシーと、
　前記配分ポリシーに基づいてパケット送受手段群にパケットを送信する機能と、
　前記集合ポリシーに基づいてパケット送受手段群からパケットを受信する機能と、を具備する、第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、パケット処理手段からストリーム送受手段に送信されるパケットの量を負荷分散によって削減可能となり、パケット送受手段の処理性能の要求条件の緩和が可能となる。
（第８例）
　前記インタフェースの1つのパケット処理手段に対して1つ以上のストリーム送受手段が接続され、かつ、
　前記パケット処理手段は、
　前記ストリーム送受手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、前記パケット処理手段と前記ストリーム送受手段群との間の信号処理負荷の分配ポリシーと集束ポリシーと、
　前記分配ポリシーに基づいてストリーム送受手段群にストリーム信号を送信する機能と、
　前記集束ポリシーに基づいてストリーム送受手段群からストリーム信号を受信する機能と、を具備する、第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、パケット処理手段からストリーム送受手段に送信されるストリーム信号の信号レートを負荷分散によって低速化が可能となり、ストリーム送受手段の処理性能の要求条件を緩和可能となる。
（第９例）
　前記インタフェースの２つ以上のパケット処理手段に対して1つのストリーム送受手段が接続され、かつ、
　前記ストリーム送受手段は、
　前記パケット処理手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、パケット処理手段群と当該ストリーム送受手段との間の信号処理負荷の分配ポリシーと集束ポリシーと、
　前記分配ポリシーに基づいてパケット処理手段群にストリーム信号を送信する機能と、
　前記集束ポリシーに基づいてパケット処理手段群からストリーム信号を受信する機能と、を具備する、第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、ストリーム送受手段からパケット処理手段に送信されるストリーム信号の信号レートを負荷分散によって低速化可能となり、パケット処理手段の処理性能の要求条件を緩和可能となる。
（第１０例）
　前記インタフェースの前記パケット送受手段と前記パケット処理手段との間で交換されるパケットを当該パケット送受手段と異なるパケット送受手段、もしくは当該パケット処理手段と異なるパケット処理手段に転送するパケット転送手段を更に有し、
　前記制御手段は、前記パケット転送手段に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、前記制御情報に基づいて前記パケット転送手段を制御するパケット転送制御機能と、を具備する、第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、パケット送受手段群とパケット処理手段群との間でパケットをそのパケットのヘッダ情報に基づいて柔軟に交換可能となる。
（第１１例）
　前記インタフェースの前記パケット送受手段もしくは前記パケット処理手段に流入するパケットの流量を計測する流量計測手段と、
　前記パケット流量と増減規則を用いて前記経路交換手段、前記インタフェース、及び前記パケット転送手段の全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、
　前記変更判断手段の判断結果に基づいて前記制御手段と前記制御情報を交換する変更誘起手段と、を具備する、第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、インタフェースにおける流入出パケットの量を計測可能となり、さらに計測結果に応じて自律的に経路交換手段、インタフェース，及び、パケット転送手段などを制御してパスの増設、削減が可能となる。
（第１２例）
　他の通信装置とネットワーク構成情報を交換する構成交換機能と、該ネットワーク構成情報に基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して管理するルーティング機能と、該ルーティング機能を用いて他の通信装置と制御情報を交換するシグナリング機能と、前記制御手段と前記制御情報を交換する内部制御機能と、を有する外部連携手段を更に具備する、第１例または第３例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、帯域可変通信装置群の間の分散制御が可能となり、結果的に帯域可変通信装置群を含むネットワークの規模に関する拡張性が向上する。
（第１３例）
　前記インタフェースの前記パケット送受手段もしくは、前記パケット処理手段に流入するパケット流量を計測する流量計測手段と、
　前記パケット流量と増減規則を用いて前記経路交換手段、前記インタフェース、及び前記パケット転送手段の全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、
　前記変更判断手段の判断結果に基づいて前記制御手段と前記制御情報を交換する変更誘起手段と、を更に有する、第１２例に記載の帯域可変通信装置。
（第１４例）
　前記ストリーム送受手段は、ストリーム送信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム送信手段は、
　前記パケット処理手段から出力されるストリーム信号を1つ以上のサブストリーム信号に分配する信号分配手段と、
　前記信号分配手段で出力された各サブストリーム信号を変調する機能を有する1つ以上の信号変調手段と、
　前記信号変調手段群で変調され、かつ周波数領域上で複数存在するサブストリーム信号群を周波数領域から時間領域に一括変換する機能と、時間領域に変換されたサブストリーム信号群をひとつの逆フーリエ変換ストリーム信号として出力する機能と、を有する逆フーリエ変換手段と、
　前記逆フーリエ変換手段より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を1つ以上のサブキャリアに変換する光送信手段と、を具備する、第４例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なり、かつ復号可能なサブストリーム信号群を生成可能となる。
（第１５例）
　前記ストリーム送受手段は、ストリーム送信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム送信手段は、
　前記パケット処理手段群から出力された各ストリーム信号を変調して各々サブストリーム信号を生成する1つ以上の信号変調手段と、
　前記信号変調手段群で変調され、かつ周波数領域上で複数存在するサブストリーム信号群を周波数領域から時間領域に一括変換する機能と、該時間領域に変換されたサブストリーム信号群をひとつの逆フーリエ変換ストリーム信号として出力する機能を有する逆フーリエ変換手段と、
　前記逆フーリエ変換手段より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を1つ以上のサブキャリアに変換する光送信手段と、を具備する、第４例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なり、かつ復号可能なサブストリーム信号群を生成可能となる。
（第１６例）
　前記光送信手段は、抑圧搬送波単側波帯変調(Single-Sideband modulation)を用いてサブキャリアに発生する側帯波の一部を削除する機能を具備する、第１４例または第１５例に記載の帯域可変通信装置。これにより、生成されるサブストリーム信号群の周波数帯域を狭窄化可能となる。
（第１７例）
　前記ストリーム送受手段は、ストリーム送信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム送信手段は、
　パケット処理手段から出力されたストリーム信号を変調してサブストリーム信号を生成する信号変調手段と、
　前記信号変調手段から出力されたサブストリーム信号をサブキャリアに変換する1つ以上の光送信手段と、
　前記光送信手段群から出力される全てのサブキャリア間の光周波数間隔を均一化させるために当該光送信手段を制御する周波数間隔制御手段と、
　前記1つ以上の光送信手段から出力された1つ以上のサブキャリアを集束する波長多重手段と、を具備し、
　前記周波数間隔制御手段は、
　サブキャリアの光周波数間隔をサブストリーム信号のビットレート以上に設定する手段を具備する、第４例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なり、かつ復号可能なサブストリーム信号群を生成可能となる。
（第１８例）
　前記ストリーム送受信手段は、ストリーム送信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム送信手段は、
　パケット処理手段から出力されたストリーム信号を変調してサブストリーム信号を生成する信号変調手段と、
　光周波数間隔がサブストリーム信号のビットレート以上である２つ以上の連続搬送光を一括して生成する多波長光発生手段と、
　２つ以上の連続搬送光を分波する波長分波手段と、
　前記信号変調手段から出力されたサブストリーム信号によって連続搬送光を変調してサブキャリアに変換する１つ以上の光電気変換手段と、
　前記1つ以上の光電気変換手段から出力された1つ以上のサブキャリアを集束する波長多重手段と、を具備する、第４例に記載の帯域可変通信装置。
　　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なり、かつ、復号可能なサブストリーム信号群を生成可能となる。
（第１９例）
　前記逆フーリエ変換手段より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号、もしくは前記信号変調手段より出力されたサブストリーム信号を部分的もしくは全体的に繰り返したガードインターバルを生成する機能と、
　生成されたガードインターバルを前記逆フーリエ変換ストリーム信号もしくは前記サブストリーム信号に結合する機能と、
　前記ガードインターバルを結合した逆フーリエ変換ストリーム信号もしくはサブストリーム信号を前記光送信手段もしくは前記光電気変換手段に送出する機能と、を有するガードインターバル生成手段と、を更に具備する、第１４，１５，１７、または、１８例のいずれか１例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、パス端の出口側のインタフェースにおいて、パス端の入口から出口までのサブストリーム信号群の間の伝搬遅延差を補償可能となる。
（第２０例）
　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム受信手段は、
　1つ以上のサブキャリアを受光して逆フーリエ変換ストリーム信号に変換する光受信手段と、
　前記光受信手段から出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を時間領域から周波数領域に一括変換して1つ以上のサブストリーム信号に分解する機能と、生成されたサブストリーム信号群をサブストリーム信号毎に分配する機能と、を有するフーリエ変換手段と、
　前記フーリエ変換手段より出力された各サブストリーム信号を復調する1つ以上の信号復調手段と、
　前記信号復調手段群から出力されたサブストリーム信号群をひとつのストリーム信号に集束してパケット処理手段に出力する信号集束手段と、
を更に具備する、第４例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なったサブストリーム信号群を復号可能となる。
（第２１例）
　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム受信手段は、
　1つ以上のサブキャリアを受光して逆フーリエ変換ストリーム信号に変換する光受信手段と、
　前記光受信手段から出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を時間領域から周波数領域に一括変換して1つ以上のサブストリーム信号に分解する機能と、生成されたサブストリーム信号群をサブストリーム信号毎に分配する機能と、を有するフーリエ変換手段と、
　前記フーリエ変換手段より出力された各サブストリーム信号を復調してストリーム信号を生成する1つ以上の信号復調手段と、を具備する、第４例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なったサブとリーム信号群を復号可能となる。
（第２２例）
　前記ストリーム送受手段は、ガードインターバルを結合された逆フーリエ変換ストリーム信号からガードインターバルを除去して逆フーリエ変換ストリーム信号を抽出する機能と、抽出された逆フーリエ変換ストリーム信号をフーリエ変換部に送出する機能と、を有するガードインターバル除去手段を具備する、第４例に記載の帯域可変通信装置
　これにより、第１８例の帯域可変通信装置においてガードインターバルを付与された逆フーリエ変換ストリーム信号からガードインターバルを除去可能となる。
（第２３例）
　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム受信手段は、
　入射する1つ以上のサブキャリアをサブキャリア毎に分波する光分波手段と、
　前記光分波手段から出力された各サブキャリアを受光してサブストリーム信号に変換する1つ以上の光受信手段と、
　光受信手段群より出力されたサブストリーム信号群を復調する1つ以上の信号復調手段と、を具備する第４例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なったサブストリーム信号群を復号可能となる。
（第２４例）
　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、かつ、
　前記ストリーム受信手段は、
　入射する1つ以上のサブキャリアをサブキャリア毎に分波する光分波手段と、
　前記光分波手段から出力された各サブキャリアを受光してサブストリーム信号に変換する1つ以上の光受信手段と、
　前記光受信手段群より出力されたサブストリーム信号群を復調する1つ以上の信号復調手段と、
　前記信号復調手段群から出力されたサブストリーム信号群をひとつのストリーム信号に集束してパケット処理手段に出力する信号集束手段と、を具備する第４例に記載の帯域可変通信装置。
　これにより、それぞれの周波数帯域が他の周波数帯域と重なったサブストリーム信号群を復号可能となる。
（第２５例）
　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能とを有し、
　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、を有し、
　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を、伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
　前記ネットワーク管理装置が、
　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、
　パス経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
（第２６例）
　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能とを有し、
　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を有し、
　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を、伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
　前記ネットワーク管理装置が、
　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、
　パス経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
（第２７例）
　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能とを有し、
　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能が、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、該インタフェースの該パケット送受手段とパケット処理手段との間で交換されるパケットを当該パケット送受手段と異なるパケット送受手段、もしくは当該パケット処理手段と異なるパケット処理手段に転送するパケット転送手段と、該パケット転送手段に対する制御情報を送受する制御情報送受手段と、該制御情報に基づいてパケット転送手段を制御するパケット転送制御手段と、を有し、
　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
　前記ネットワーク管理装置が、
　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、
　パス経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
（第２８例）
　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有し、
　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を有し、
　さらに、該インタフェースのパケット送受手段もしくはパケット処理手段に流入するパケットの流量を計測する流量計測手段と、パケット流量と増減規則を用いて経路交換手段、インタフェース、及びパケット転送手段の全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、該変更判断手段の判断結果に基づいて該制御手段と制御情報を交換する変更誘起手段と、を具備し、
　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
　前記ネットワーク上の既設パス群のそれぞれを終端する帯域可変通信装置の流量計測手段が、既設パス上の流入トラフィック、流出トラフィック、もしくはその両方をインタフェースと連携して監視するトラフィック監視ステップと、
　前記帯域可変通信装置の前記変更判断手段が、前記トラフィック監視ステップの監視結果に基づいて既設パスと並列のパス（並列パス）を増設、もしくは削除することを判断する増減判断ステップと、
　前記帯域可変通信装置の前記変更誘起手段が、前記増減判断ステップの増減判断結果に基づいて並列パスの増設要求もしくは削除要求を含む制御情報をネットワーク管理装置に送信する増減通知ステップと、
　前記ネットワーク管理装置が、
　前記増減通知ステップの増設要求もしくは削除要求に基づき、並列パスの経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、
　前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
　パスの定義は２種類あり、一つ目は対向する２台の帯域可変通信装置のインタフェース間を接続するキャリアであり、二つ目はキャリアを構成するサブキャリア群のそれぞれである。但し、どちらの場合においても動作は変わらない。
　これにより、各帯域可変通信装置は既設パス群と流入出トラフィック量とを比較して帯域供給不足もしくは供給過剰を判断してネットワーク管理装置にその旨を通知可能となり、さらに、ネットワーク管理装置は通知内容に応じて既設パスに沿う帯域可変通信装置を制御して並列パスを設定もしくは削除して供給帯域を変更可能となる。
（第２９例）
　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段と、外部連携手段と、を有し、
　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有し、
　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を有し、
　該外部連携手段は、他の通信装置とネットワーク構成情報を交換する構成交換機能と、該ネットワーク構成情報に基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して管理するルーティング機能と、該ルーティング機能を用いて他の通信装置と制御情報を交換するシグナリング機能と、該制御手段と制御情報を交換する内部制御機能と、を有し、
　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
　前記帯域可変通信装置群の前記外部連携手段がネットワーク構成情報を交換する経路情報交換ステップと、
　前記各帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、前記経路情報交換ステップに基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して経路テーブルに管理する経路テーブル管理ステップと、
　前記帯域可変通信装置群の1台の外部連携手段が、
　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、パス経路上の他の帯域可変通信装置群の外部連携手段との間で、前記経路テーブルを用いて制御情報を交換するシグナリングステップと、
　各帯域可変通信装置の外部連携手段が、
　前記シグナリングステップにおいて受信した制御情報を前記制御手段と交換する内部制御ステップと、
　前記帯域可変通信装置群の制御手段が、
　前記内部制御ステップにおいて受信した前記制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
　パスの定義は２種類あり、一つ目は対向する２台の帯域可変通信装置のインタフェース間を接続するキャリアであり、二つ目はキャリアを構成するサブキャリア群のそれぞれである。但し、どちらの場合においても動作は変わらない。
　これにより、各帯域可変通信装置が他の帯域可変通信装置と自律分散的に連携してパスを制御可能となる。
（第３０例）
　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段と、外部連携手段と、を有し、
　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有し、
　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と、該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能と、からなるパケット処理手段と、該経路交換手段と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能と、を有し、
　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受手段と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御手段と、を有し、
　該外部連携手段は、該インタフェースのパケット送受機能もしくは該パケット処理機能に流入するパケットの流量を計測する流量計測手段と、該パケット流量と増減規則を用いて該経路交換手段、該インタフェース、及び該パケット転送手段の全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、該変更判断手段の判断結果に基づいて該制御手段と制御情報を交換する変更誘起手段と、他の通信装置とネットワーク構成情報を交換する構成交換機能と、該ネットワーク構成情報に基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して管理するルーティング機能と、該ルーティング機能を用いて他の通信装置と制御情報を交換するシグナリング機能と、該制御手段と制御情報を交換する内部制御機能を有し、
　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
　前記帯域可変通信装置群の前記外部連携手段がネットワーク構成情報を交換する経路情報交換ステップと、
　前記各帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、前記経路情報交換ステップに基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して経路テーブルに管理する経路テーブル管理ステップと、
　前記ネットワーク上の既設パス群のそれぞれを終端する帯域可変通信装置の流量計測手段が、既設パス上の流入トラフィック、流出トラフィック、もしくはその両方をインタフェースと連携して監視するトラフィック監視ステップと、
　前記帯域可変通信装置の前記変更判断手段が、前記トラフィック監視ステップの監視結果に基づいて既設パスと並列のパス(並列パス)を増設、もしくは削除することを判断する増減判断ステップと、
　前記帯域可変通信装置の前記変更誘起手段が、前記増減判断ステップの増減判断結果に基づいて前記制御手段に並列パスの増設要求もしくは削除要求を送信し、さらに該制御手段が前記外部連携手段に送信する増減通知ステップと、
　前記帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、前記増減通知ステップの増設要求もしくは削除要求に基づき、前記並列パスの経路上の各帯域可変通信装置の外部連携手段との間で、経路テーブルを用いて制御情報を交換するシグナリングステップと、
　前記各帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、
　前記シグナリングステップにおいて受信した前記制御情報を前記制御手段と交換する内部制御ステップと、
　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、
　前記内部制御ステップにおいて受信した前記制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
　パスの定義は２種類あり、一つ目は対向する２台の帯域可変通信装置のインタフェース間を接続するキャリアであり、二つ目はキャリアを構成するサブキャリア群のそれぞれである。但し、どちらの場合においても動作は変わらない。
　これにより、各帯域可変通信装置は既設パス群と流入出トラフィック量とを比較して帯域供給不足もしくは供給過剰を判断可能となり、さらにその判断結果に基づいて既設パスに沿う他の帯域可変通信装置と自律分散的に連携して並列パスを設定もしくは削除し、供給帯域を変更可能となる。
（第３１例）
　前記ハードウェア制御ステップにおいて、
　前記制御手段が、
　前記制御メッセージ交換ステップもしくは前記内部制御ステップを介して受信された制御情報に基づいて、前記経路交換手段における入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域の変更を実行する、第２５乃至３０例のいずれか１に記載の帯域可変通信方法。
　これにより、経路交換手段において入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域を変更可能となる。
（第３２例）
　前記ハードウェア制御ステップにおいて、
　前記制御手段が、
　前記制御メッセージ交換ステップもしくは内部制御ステップを介して受信された制御情報に基づいて、インタフェースの起動、インタフェースの停止、インタフェースからの出力ストリーム信号の周波数帯域の変更、ガードインターバルの時間長の設定、隣接パス間の光周波数間隔（ガードバンド）の設定、もしくはそれらの全てを実行する、第２５乃至３０例のいずれか１に記載の帯域可変通信方法。これにより、インタフェースにおいて出力される周波数帯域を変更可能となる。
（第３３例）
　前記インタフェースでのパケット信号の流入トラフィック容量をBt（bit/s）、一つのサブストリーム信号当たりの基本ビットレートをBs（bit/s）、及び一つのサブストリーム信号の中のトラフィック信号以外の符号によるビットレート増加分をΔB（bit/s）としたときに、
　　　（ｋ－１）・Bs ≦　Bt　＋　ｋ・ΔB　≦　ｋ・Bs　　　（kは自然数）
となるkを用いてストリーム信号のビットレートをk・Bsに設定し、
　前記ストリーム信号の送信端と受信端の間で、ストリーム信号用帯域となるｋ個のサブキャリア光（サブキャリア光周波数間隔ｆs）と２つのガードバンドBgを含む光周波数領域（ｋ・ｆs＋2・Bg）が利用できる光パス経路を設定し、
　ガードバンドBgは、光パスと別の光パスとの隣接するサブキャリア光の間隔をｆsの２倍以上（Bg ≧　2・ｆs）となるように設定し、
　ストリーム信号送信手段において、利用可能な光数波数領域でｋ個のサブキャリア光を用いてストリーム信号を生成し、
　前記経路交換手段において、前記ストリーム信号の通過帯域を上記のｋ個のサブキャリア光を含み、かつ過帯域幅Bswを
　　　　ｋ・ｆs ≦　Bsw　≦　ｋ・ｆs　＋　Bg
を満たすように設定する、第２５乃至３０例のいずれか１に記載の帯域可変通信方法。
（第３４例）
　前記ガードインターバルの時間を、設定する光パス経路における最短波長のサブストリーム信号と最長波長のサブストリーム信号の間の伝搬時間差△Tより長い時間となるように設定する、第２５乃至３０例のいずれか１に記載の帯域可変通信方法。
（第３５例）
　前記ガードインターバルの時間を、ネットワークにおいて最長の光パス経路における最短波長のサブストリーム信号と最長波長のサブストリーム信号の間の伝搬時間差△Tより長い時間となるように設定する、第２５乃至３０例のいずれか１に記載の帯域可変通信方法。
　なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
　本発明は、液晶光学スイッチなどを用いた光通信システムに適用可能である。
　本国際出願は、２００８年９月１９日に出願した日本国特許出願２００８－２４１７７３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２００８－２４１７７３号の全内容を本国際出願に援用する。
１、４　光増幅器
２、６　光分岐器
３　光スイッチ
５　送信系
８　受信系
１０　伝送路
１００　帯域可変通信装置
１０１　信号分配部
１０２　信号変調部
１０３　逆フーリエ変換部
１０４　光送信部
１０５　ＳＳＢフィルタ付き光送信部
１０６　同期周波数間隔制御部
１０７　波長多重部
１０８　光電気変換部
１０９　共通光源（多波長光発生部）
１１０　制御手段、制御部
１１１　波長分波部
１２０　経路交換手段、経路交換部
１３０　インタフェース
１３１　パケット送受部
１３２　パケット処理部
１３３　ストリーム送受部
１４０　パケット転送部
１５０　変更誘起部
１６０　変更判断部
１７０　流量計測部
１８０　外部連携部
２０１　ガードインターバル生成部
３０１　光受信部
３０２　フーリエ変換部
３０３　信号復調部
３０４　信号集束部
４０１　光受信部
４０２　ガードインターバル除去部
４０３　フーリエ変換部
４０４　波長分波部
４０５　信号復調部
４０６　信号収束部
５００　ネットワーク管理装置
１３３１　ストリーム送信部
１３３２　ストリーム受信部

Claims (35)

  1. 　入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有する経路交換手段と、
    　前記経路交換手段の前記経路交換機能と前記帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、該制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、を有する制御手段と、
    を具備し、
    　前記入力ポートと前記出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続されることを特徴とする帯域可変通信装置。
  2. 　前記経路交換手段は、
    　部分的に周波数帯域の重なる複数のサブキャリアのストリーム信号群を経路交換する機能を含む
    請求項１記載の帯域可変通信装置。
  3. 　伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受手段と、
    　前記パケット送受手段とパケットを送受するパケット処理機能と、パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能と、を有するパケット処理手段と、
    　前記経路交換手段とストリーム信号を送受するストリーム送受手段と、
    を有するインタフェースを、全部もしくは一部の入力ポートと出力ポートに具備し、
    かつ、
    　前記制御手段は、
    　前記インタフェースの前記パケット送受手段、前記パケット処理手段、及び、前記ストリーム送受手段の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、
    　前記制御情報に基づいて前記インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を更に具備する
    請求項１記載の帯域可変通信装置。
  4. 　前記ストリーム送受手段は、
    　部分的に周波数帯域の重なる複数のサブキャリアからなる光直交周波数多重（OFDM）信号を送受する手段を有する
    請求項３記載の帯域可変通信装置。
  5. 　前記インタフェースは、
    　前記パケット処理手段と前記ストリーム送受手段に供給されるクロックを制御するクロック調整手段を具備し、
    　前記パケット処理手段は、
    　前記クロック調整手段から供給されるクロックに基づいて、ストリーム送受手段と交換するストリーム信号の送受信速度を変更する機能を具備し、
    　ストリーム送受手段は、
    　前記クロック調整手段から供給されるクロックに基づいて、前記パケット処理手段と交換するストリーム信号の送受信速度を変更する手段を具備する
    請求項３記載の帯域可変通信装置。
  6. 　前記インタフェースの1つのパケット送受手段に対して1つ以上のパケット処理手段が接続され、
    かつ、
    　前記パケット送受手段は、
    　前記パケット処理手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、当該パケット送受手段と該パケット処理手段群との間の信号処理負荷の配分ポリシーと集合ポリシーと、
    　前記配分ポリシーに基づいてパケット処理手段群にパケットを送信する機能と、
    　前記集合ポリシーに基づいてパケット処理部群からパケットを受信する機能と、を具備する
    　請求項３記載の帯域可変通信装置。
  7. 　前記インタフェースの２つ以上のパケット送受手段に対して1つのパケット処理手段が接続され、
    かつ、
    　前記パケット処理手段は、
    　前記パケット送受手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、パケット送受手段群と当該パケット処理手段との間の信号処理負荷の配分ポリシーと集合ポリシーと、
    　前記配分ポリシーに基づいてパケット送受手段群にパケットを送信する機能と、
    　前記集合ポリシーに基づいてパケット送受手段群からパケットを受信する機能と、を具備する
    　請求項３に記載の帯域可変通信装置。
  8. 　前記インタフェースの1つのパケット処理手段に対して1つ以上のストリーム送受手段が接続され、
    　かつ、
    　前記パケット処理手段は、
    　前記ストリーム送受手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、前記パケット処理手段と前記ストリーム送受手段群との間の信号処理負荷の分配ポリシーと集束ポリシーと、
    　前記分配ポリシーに基づいてストリーム送受手段群にストリーム信号を送信する機能と、
    　前記集束ポリシーに基づいてストリーム送受手段群からストリーム信号を受信する機能と、を具備する
    　請求項３記載の帯域可変通信装置。
  9. 　前記インタフェースの２つ以上のパケット処理手段に対して1つのストリーム送受手段が接続され、
    　かつ、
    　前記ストリーム送受手段は、
    　前記パケット処理手段との信号処理能力の差に基づいて設計された、パケット処理手段群と当該ストリーム送受手段との間の信号処理負荷の分配ポリシーと集束ポリシーと、
    　前記分配ポリシーに基づいてパケット処理手段群にストリーム信号を送信する機能と、
    　前記集束ポリシーに基づいてパケット処理手段群からストリーム信号を受信する機能と、を具備する
    　請求項３記載の帯域可変通信装置。
  10. 　前記インタフェースの前記パケット送受手段と前記パケット処理手段との間で交換されるパケットを当該パケット送受手段と異なるパケット送受手段、もしくは当該パケット処理手段と異なるパケット処理手段に転送するパケット転送手段を更に有し、
    　前記制御手段は、
    　前記パケット転送手段に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、
    　前記制御情報に基づいて前記パケット転送手段を制御するパケット転送制御機能と、を具備する
    　請求項３記載の帯域可変通信装置。
  11. 　前記インタフェースの前記パケット送受手段もしくは前記パケット処理手段に流入するパケットの流量を計測する流量計測手段と、
    　前記パケット流量と増減規則を用いて前記経路交換手段、及び前記インタフェースの全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、
    　前記変更判断手段の判断結果に基づいて前記制御手段と前記制御情報を交換する変更誘起手段と、を具備する
    　請求項３記載の帯域可変通信装置。
  12. 　他の通信装置とネットワーク構成情報を交換する構成交換機能と、該ネットワーク構成情報に基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して管理するルーティング機能と、該ルーティング機能を用いて他の通信装置と制御情報を交換するシグナリング機能と、前記制御手段と前記制御情報を交換する内部制御機能と、を有する外部連携手段を更に具備する
    　請求項１または３記載の帯域可変通信装置。
  13. 　前記インタフェースの前記パケット送受手段もしくは、前記パケット処理手段に流入するパケット流量を計測する流量計測手段と、
    　前記パケット流量と増減規則を用いて前記経路交換手段、及び前記インタフェースの全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、
    　前記変更判断手段の判断結果に基づいて前記制御手段と前記制御情報を交換する変更誘起手段と、を更に有する
    　請求項１２記載の帯域可変通信装置。
  14. 　前記ストリーム送受手段は、ストリーム送信手段を具備し、
    かつ、
    　前記ストリーム送信手段は、
    　前記パケット処理手段から出力されるストリーム信号を1つ以上のサブストリーム信号に分配する信号分配手段と、
    　前記信号分配手段で出力された各サブストリーム信号を変調する機能を有する1つ以上の信号変調手段と、
    　前記信号変調手段群で変調され、かつ周波数領域上で複数存在するサブストリーム信号群を周波数領域から時間領域に一括変換する機能と、時間領域に変換されたサブストリーム信号群をひとつの逆フーリエ変換ストリーム信号として出力する機能と、を有する逆フーリエ変換手段と、
    　前記逆フーリエ変換手段より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を1つ以上のサブキャリアに変換する光送信手段と、を具備する
    　請求項４記載の帯域可変通信装置。
  15. 　前記ストリーム送受手段は、ストリーム送信手段を具備し、
    かつ、
    　前記ストリーム送信手段は、
    　前記パケット処理手段群から出力された各ストリーム信号を変調して各々サブストリーム信号を生成する1つ以上の信号変調手段と、
    　前記信号変調手段群で変調され、かつ周波数領域上で複数存在するサブストリーム信号群を周波数領域から時間領域に一括変換する機能と、該時間領域に変換されたサブストリーム信号群をひとつの逆フーリエ変換ストリーム信号として出力する機能を有する逆フーリエ変換手段と、
    　前記逆フーリエ変換手段より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を1つ以上のサブキャリアに変換する光送信手段と、を具備する
    　請求項４記載の帯域可変通信装置。
  16. 　前記光送信手段は、抑圧搬送波単側波帯変調(Single-Sideband modulation)を用いてサブキャリアに発生する側帯波の一部を削除する機能を具備する
    　請求項１４または１５記載の帯域可変通信装置。
  17. 　前記ストリーム送受手段は、ストリーム送信手段を具備し、
    　かつ、
    　前記ストリーム送信手段は、
    　パケット処理手段から出力されたストリーム信号を変調してサブストリーム信号を生成する信号変調手段と、
    　前記信号変調手段から出力されたサブストリーム信号をサブキャリアに変換する1つ以上の光送信手段と、
    　前記光送信手段群から出力される全てのサブキャリア間の光周波数間隔を均一化させるために当該光送信手段を制御する周波数間隔制御手段と、
    　前記1つ以上の光送信手段から出力された1つ以上のサブキャリアを集束する波長多重手段と、を具備し、
    　前記周波数間隔制御手段は、
    　サブキャリアの光周波数間隔をサブストリーム信号のビットレート以上に設定する手段を具備する、
    　請求項４記載の帯域可変通信装置。
  18. 　前記ストリーム送受信手段は、ストリーム送信手段を具備し、
    かつ、
    　前記ストリーム送信手段は、
    　パケット処理手段から出力されたストリーム信号を変調してサブストリーム信号を生成する信号変調手段と、
    　光周波数間隔がサブストリーム信号のビットレート以上である２つ以上の連続搬送光を一括して生成する多波長光発生手段と、
    　２つ以上の連続搬送光を分波する波長分波手段と、
    　前記信号変調手段から出力されたサブストリーム信号によって連続搬送光を変調してサブキャリアに変換する１つ以上の光電気変換手段と、
    　前記1つ以上の光電気変換手段から出力された1つ以上のサブキャリアを集束する波長多重手段と、
    を具備する
    　請求項４記載の帯域可変通信装置。
  19. 　前記逆フーリエ変換手段より出力された逆フーリエ変換ストリーム信号、もしくは前記信号変調手段より出力されたサブストリーム信号を部分的もしくは全体的に繰り返したガードインターバルを生成する機能と、
    　生成されたガードインターバルを前記逆フーリエ変換ストリーム信号もしくは前記サブストリーム信号に結合する機能と、
    　前記ガードインターバルを結合した逆フーリエ変換ストリーム信号もしくはサブストリーム信号を前記光送信手段もしくは前記光電気変換手段に送出する機能と、を有するガードインターバル生成手段と、を更に具備する
    　請求項１４，１５，１７、または、１８のいずれか１項に記載の帯域可変通信装置。
  20. 　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、
    かつ、
    　前記ストリーム受信手段は、
    　1つ以上のサブキャリアを受光して逆フーリエ変換ストリーム信号に変換する光受信手段と、
    　前記光受信手段から出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を時間領域から周波数領域に一括変換して1つ以上のサブストリーム信号に分解する機能と、生成されたサブストリーム信号群をサブストリーム信号毎に分配する機能と、を有するフーリエ変換手段と、
    　前記フーリエ変換手段より出力された各サブストリーム信号を復調する1つ以上の信号復調手段と、
    　前記信号復調手段群から出力されたサブストリーム信号群をひとつのストリーム信号に集束してパケット処理手段に出力する信号集束手段と、
    を更に具備する
    　請求項４記載の帯域可変通信装置。
  21. 　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、
    　かつ、
    　前記ストリーム受信手段は、
    　1つ以上のサブキャリアを受光して逆フーリエ変換ストリーム信号に変換する光受信手段と、
    　前記光受信手段から出力された逆フーリエ変換ストリーム信号を時間領域から周波数領域に一括変換して1つ以上のサブストリーム信号に分解する機能と、生成されたサブストリーム信号群をサブストリーム信号毎に分配する機能と、を有するフーリエ変換手段と、
    　前記フーリエ変換手段より出力された各サブストリーム信号を復調してストリーム信号を生成する1つ以上の信号復調手段と、を具備する
    　請求項４記載の帯域可変通信装置。
  22. 　前記ストリーム送受手段は、
    　ガードインターバルを結合された逆フーリエ変換ストリーム信号からガードインターバルを除去して逆フーリエ変換ストリーム信号を抽出する機能と、抽出された逆フーリエ変換ストリーム信号をフーリエ変換部に送出する機能と、を有するガードインターバル除去手段を具備する
    　請求項４記載の帯域可変通信装置
  23. 　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、
    　かつ、
    　前記ストリーム受信手段は、
    　入射する1つ以上のサブキャリアをサブキャリア毎に分波する光分波手段と、
    　前記光分波手段から出力された各サブキャリアを受光してサブストリーム信号に変換する1つ以上の光受信手段と、
    　光受信手段群より出力されたサブストリーム信号群を復調する1つ以上の信号復調手段と、
    を具備する請求項４記載の帯域可変通信装置。
  24. 　前記ストリーム送受手段は、ストリーム受信手段を具備し、
    　かつ、
    　前記ストリーム受信手段は、
    　入射する1つ以上のサブキャリアをサブキャリア毎に分波する光分波手段と、
    　前記光分波手段から出力された各サブキャリアを受光してサブストリーム信号に変換する1つ以上の光受信手段と、
    　前記光受信手段群より出力されたサブストリーム信号群を復調する1つ以上の信号復調手段と、
    　前記信号復調手段群から出力されたサブストリーム信号群をひとつのストリーム信号に集束してパケット処理手段に出力する信号集束手段と、
    を具備する請求項４記載の帯域可変通信装置。
  25. 　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
    　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能とを有し、
    　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、を有し、
    　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を、伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
    　前記ネットワーク管理装置が、
    　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、
    　パス経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、又は前記インタフェース、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
    　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、又は前記インタフェース、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
    を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
  26. 　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
    　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能とを有し、
    　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
    　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を有し、
    　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を、伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
    　前記ネットワーク管理装置が、
    　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、
    　パス経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、又は前記インタフェース、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
    　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、又は前記インタフェース、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
    を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
  27. 　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
    　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能とを有し、
    　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
    　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能が、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、該インタフェースの該パケット送受手段とパケット処理手段との間で交換されるパケットを当該パケット送受手段と異なるパケット送受手段、もしくは当該パケット処理手段と異なるパケット処理手段に転送するパケット転送手段と、該パケット転送手段に対する制御情報を送受する制御情報送受手段と、該制御情報に基づいてパケット転送手段を制御するパケット転送制御手段と、を有し、
    　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
    　前記ネットワーク管理装置が、
    　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、
    　パス経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
    　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
    を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
  28. 　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段を有し、
    　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有し、
    　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
    　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を有し、
    　さらに、該インタフェースのパケット送受手段もしくはパケット処理手段に流入するパケットの流量を計測する流量計測手段と、パケット流量と増減規則を用いて経路交換手段、インタフェース、及びパケット転送手段の全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、該変更判断手段の判断結果に基づいて該制御手段と制御情報を交換する変更誘起手段と、を具備し、
    　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
    　前記ネットワーク上の既設パス群のそれぞれを終端する帯域可変通信装置の流量計測手段が、既設パス上の流入トラフィック、流出トラフィック、もしくはその両方をインタフェースと連携して監視するトラフィック監視ステップと、
    　前記帯域可変通信装置の前記変更判断手段が、前記トラフィック監視ステップの監視結果に基づいて既設パスと並列のパス（並列パス）を増設、もしくは削除することを判断する増減判断ステップと、
    　前記帯域可変通信装置の前記変更誘起手段が、前記増減判断ステップの増減判断結果に基づいて並列パスの増設要求もしくは削除要求を含む制御情報をネットワーク管理装置に送信する増減通知ステップと、
    　前記ネットワーク管理装置が、
    　前記増減通知ステップの増設要求もしくは削除要求に基づき、並列パスの経路上の各帯域可変通信装置の前記制御手段との間で、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するための制御情報を交換する制御メッセージ交換ステップと、
    　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、
    　前記制御メッセージ交換ステップにおいて受信した制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
    を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
  29. 　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段と、外部連携手段と、を有し、
    　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有し、
    　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能を有するパケット送受手段と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能とからなるパケット処理手段と、該経路交換機能と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能とからなるストリーム送受手段と、を有し、
    　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び、該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御機能と、を有し、
    　該外部連携手段は、他の通信装置とネットワーク構成情報を交換する構成交換機能と、該ネットワーク構成情報に基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して管理するルーティング機能と、該ルーティング機能を用いて他の通信装置と制御情報を交換するシグナリング機能と、該制御手段と制御情報を交換する内部制御機能と、を有し、
    　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
    　前記帯域可変通信装置群の前記外部連携手段がネットワーク構成情報を交換する経路情報交換ステップと、
    　前記各帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、前記経路情報交換ステップに基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して経路テーブルに管理する経路テーブル管理ステップと、
    　前記帯域可変通信装置群の1台の外部連携手段が、
    　複数の帯域可変通信装置を経由するパスを設定、削除、もしくは変更する際、パス経路上の他の帯域可変通信装置群の外部連携手段との間で、前記経路テーブルを用いて制御情報を交換するシグナリングステップと、
    　各帯域可変通信装置の外部連携手段が、
    　前記シグナリングステップにおいて受信した制御情報を前記制御手段と交換する内部制御ステップと、
    　前記帯域可変通信装置群の制御手段が、
    　前記内部制御ステップにおいて受信した前記制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
    を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
  30. 　経路交換手段と、インタフェースと、制御手段と、外部連携手段と、を有し、
    　該経路交換手段は、入力ポートより入射する1波長以上のストリーム信号の出力ポートを波長と時間の両方、もしくは一部に基づいて切り替える経路交換機能と、ストリーム信号が通過する入力ポートから出力ポートまでの区間の通過可能な周波数帯域を変更する帯域変更機能と、を有し、
    　該インタフェースは、伝送路経由で接続された他の通信装置とパケットを送受するパケット送受機能と、該パケット送受機能とパケットを送受するパケット処理機能と、該パケットとストリーム信号との信号変換を実行する信号変換機能と、からなるパケット処理手段と、該経路交換手段と該ストリーム信号を送受するストリーム送受機能と、を有し、
    　該制御手段は、該経路交換手段の該経路交換機能と該帯域変更機能の両方、もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受機能と、制御情報に基づいて該経路交換手段を制御する制御機能と、該インタフェースの該パケット送受機能、該パケット処理機能、該信号変換機能、及び該ストリーム送受機能の全部もしくは一部に対する制御情報を送受する制御情報送受手段と、制御情報に基づいて該インタフェースを制御するインタフェース制御手段と、を有し、
    　該外部連携手段は、該インタフェースのパケット送受機能もしくは該パケット処理機能に流入するパケットの流量を計測する流量計測手段と、該パケット流量と増減規則を用いて該経路交換手段、該インタフェース、及び該パケット転送手段の全部もしくは一部を制御する必要性を判断する変更判断手段と、該変更判断手段の判断結果に基づいて該制御手段と制御情報を交換する変更誘起手段と、他の通信装置とネットワーク構成情報を交換する構成交換機能と、該ネットワーク構成情報に基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して管理するルーティング機能と、該ルーティング機能を用いて他の通信装置と制御情報を交換するシグナリング機能と、該制御手段と制御情報を交換する内部制御機能を有し、
    　入力ポートと出力ポートの全部もしくは一部が伝送路経由で他の通信装置と接続される帯域可変通信装置群を伝送路群によって接続し、かつ、該帯域可変通信装置群を制御及び管理する機能を具備するネットワーク管理装置を有するネットワークにおいて、
    　前記帯域可変通信装置群の前記外部連携手段がネットワーク構成情報を交換する経路情報交換ステップと、
    　前記各帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、前記経路情報交換ステップに基づいて制御情報及びストリーム信号の転送経路を算出して経路テーブルに管理する経路テーブル管理ステップと、
    　前記ネットワーク上の既設パス群のそれぞれを終端する帯域可変通信装置の流量計測手段が、既設パス上の流入トラフィック、流出トラフィック、もしくはその両方をインタフェースと連携して監視するトラフィック監視ステップと、
    　前記帯域可変通信装置の前記変更判断手段が、前記トラフィック監視ステップの監視結果に基づいて既設パスと並列のパス(並列パス)を増設、もしくは削除することを判断する増減判断ステップと、
    　前記帯域可変通信装置の前記変更誘起手段が、前記増減判断ステップの増減判断結果に基づいて前記制御手段に並列パスの増設要求もしくは削除要求を送信し、さらに該制御手段が前記外部連携手段に送信する増減通知ステップと、
    　前記帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、前記増減通知ステップの増設要求もしくは削除要求に基づき、前記並列パスの経路上の各帯域可変通信装置の外部連携手段との間で、経路テーブルを用いて制御情報を交換するシグナリングステップと、
    　前記各帯域可変通信装置の前記外部連携手段が、
    　前記シグナリングステップにおいて受信した前記制御情報を前記制御手段と交換する内部制御ステップと、
    　前記帯域可変通信装置群の前記制御手段が、
    　前記内部制御ステップにおいて受信した前記制御情報に基づいて、前記経路交換手段、前記インタフェース、前記パケット転送手段、もしくはそれらの全てを制御するハードウェア制御ステップと、
    を実行することを特徴とする帯域可変通信方法。
  31. 　前記ハードウェア制御ステップにおいて、
    　前記制御手段が、
    　前記制御メッセージ交換ステップもしくは前記内部制御ステップを介して受信された制御情報に基づいて、前記経路交換手段における入力ポートから出力ポートまでの通過可能な周波数帯域の変更を実行する
    請求項２５乃至３０のいずれか１記載の帯域可変通信方法。
  32. 　前記ハードウェア制御ステップにおいて、
    　前記制御手段が、
    　前記制御メッセージ交換ステップもしくは内部制御ステップを介して受信された制御情報に基づいて、インタフェースの起動、インタフェースの停止、インタフェースからの出力ストリーム信号の周波数帯域の変更、ガードインターバルの時間長の設定、隣接パス間の光周波数間隔（ガードバンド）の設定、もしくはそれらの全てを実行する
    請求項２５乃至３０のいずれか１記載の帯域可変通信方法。
  33. 　前記インタフェースでのパケット信号の流入トラフィック容量をBt（bit/s）、一つのサブストリーム信号当たりの基本ビットレートをBs（bit/s）、及び一つのサブストリーム信号の中のトラフィック信号以外の符号によるビットレート増加分をΔB（bit/s）としたときに、
    　　　（ｋ－１）・Bs ≦　Bt　＋　ｋ・ΔB　≦　ｋ・Bs　　　（kは自然数）
    となるkを用いてストリーム信号のビットレートをk・Bsに設定し、
    　前記ストリーム信号の送信端と受信端の間で、ストリーム信号用帯域となるｋ個のサブキャリア光（サブキャリア光周波数間隔ｆs）と２つのガードバンドBgを含む光周波数領域（ｋ・ｆs＋2・Bg）が利用できる光パス経路を設定し、
    　ガードバンドBgは、光パスと別の光パスとの隣接するサブキャリア光の間隔をｆsの２倍以上（Bg ≧　2・ｆs）となるように設定し、
    　ストリーム信号送信手段において、利用可能な光数波数領域でｋ個のサブキャリア光を用いてストリーム信号を生成し、
    　前記経路交換手段において、前記ストリーム信号の通過帯域を上記のｋ個のサブキャリア光を含み、かつ過帯域幅Bswを
    　　　　ｋ・ｆs ≦　Bsw　≦　ｋ・ｆs　＋　Bg
    を満たすように設定する
    請求項２５乃至３０のいずれか１記載の帯域可変通信方法。
  34. 　前記ガードインターバルの時間を、設定する光パス経路における最短波長のサブストリーム信号と最長波長のサブストリーム信号の間の伝搬時間差△Tより長い時間となるように設定する
    請求項２５乃至３０のいずれか１記載の帯域可変通信方法。
  35. 　前記ガードインターバルの時間を、ネットワークにおいて最長の光パス経路における最短波長のサブストリーム信号と最長波長のサブストリーム信号の間の伝搬時間差△Tより長い時間となるように設定する
    請求項２５乃至３０のいずれか１記載の帯域可変通信方法。
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