WO2022249347A1 - 光通信装置、信号処理装置、光通信方法、及び信号処理方法 - Google Patents

光通信装置、信号処理装置、光通信方法、及び信号処理方法 Download PDF

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WO2022249347A1
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signal
optical
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information signal
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PCT/JP2021/020039
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航太 浅香
恵太 西本
寛 王
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日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/077—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using a supervisory or additional signal

Definitions

  • the present disclosure relates to timestamp processing using optical signals in an optical communication network.
  • Active measurement which measures signal transmission delay by inserting probe packets into the communication network, is known as one of the methods for measuring signal transmission delay in communication networks.
  • Non-Patent Document 1 proposes a "pass-through delay measurement method" that adds a time stamp to probe packets for each measurement point.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the pass-through delay measurement method disclosed in Non-Patent Document 1.
  • the probe transmitter A sends out a probe packet (eg UDP packet) to the probe receiver B.
  • FIG. A communication path between the probe transmitter A and the probe receiver B includes time stamp sections C-1, C-2 and C-3, and communication devices D-1 and D-2. Synchronized high-precision clocks are connected to the time stamp units C-1, C-2, and C-3, respectively, and high-precision time information is provided.
  • Each of the time stamp units C-1, C-2, and C-3 adds the passing time of the probe packet as a time stamp to the end of the probe packet.
  • a probe packet received by the probe receiver B includes time stamps added in each of the time stamp sections C-1, C-2, and C-3. Based on the time stamp, it is possible to measure the delay time (total of processing delay, queuing delay, and serialization delay) occurring in each of communication devices D-1 and D-2.
  • the probe packet for delay measurement is transmitted separately from the main signal.
  • the overhead caused by the probe packet causes an increase in transmission delay of the main signal and a decrease in the transmission capacity of the main signal.
  • One object of the present disclosure is to provide a technology capable of suppressing an increase in transmission delay of the main signal and a decrease in the transmission capacity of the main signal when using time stamps in a communication network.
  • a first aspect relates to an optical communication device connected to an optical path in an optical communication network.
  • the optical communication device has a controller.
  • the controller is generating a side information signal having a carrier frequency different from that of the main optical signal; generating an output optical signal by superimposing the additional information signal on the main optical signal; It is configured to output an output optical signal to the optical path.
  • the additional information signal includes a time stamp that reflects the timing at which the additional information signal is generated.
  • a second aspect relates to a signal processing device connected to an optical communication device via an optical path in an optical communication network.
  • the optical communication device generates an additional information signal having a carrier frequency different from that of the main optical signal, generates an output optical signal by superimposing the additional information signal on the main optical signal, and outputs the output optical signal to an optical path.
  • configured as The additional information signal includes a time stamp that reflects the timing at which the additional information signal is generated.
  • the signal processing device has a controller. The controller is receiving an output optical signal output from an optical communication device via an optical path; extracting an additional information signal from the received output optical signal; The time stamp included in the additional information signal and the arrival time stamp reflecting the timing at which the additional information signal arrived at the signal processing device are stored in the storage device.
  • a third aspect relates to an optical communication method by an optical communication device connected to an optical path in an optical communication network.
  • the optical communication method is a process of generating a side information signal having a carrier frequency different from that of the main optical signal; a process of generating an output optical signal by superimposing the additional information signal on the main optical signal; and outputting the output optical signal to the optical path.
  • the additional information signal includes a time stamp that reflects the timing at which the additional information signal is generated.
  • a fourth aspect relates to a signal processing method by a signal processing device connected to an optical communication device via an optical path in an optical communication network.
  • the optical communication device generates an additional information signal having a carrier frequency different from that of the main optical signal, generates an output optical signal by superimposing the additional information signal on the main optical signal, and outputs the output optical signal to an optical path.
  • the additional information signal includes a time stamp that reflects the timing at which the additional information signal is generated.
  • the signal processing method is a process of receiving an output optical signal output from an optical communication device via an optical path; a process of extracting an additional information signal from the received output optical signal; A process of storing in a storage device the time stamp included in the additional information signal and the arrival time stamp reflecting the timing at which the additional information signal arrived at the signal processing device.
  • a side information signal having a carrier frequency different from that of the main optical signal is superimposed on the main optical signal.
  • the additional information signal includes a time stamp reflecting the timing at which the additional information signal is generated.
  • a side information signal containing a time stamp is superimposed on the main optical signal and sent out together with the main optical signal. No special signal dedicated to delay measurement is transmitted separately from the main optical signal. Therefore, it is possible to suppress an increase in the transmission delay of the main optical signal and a decrease in the transmission capacity of the main optical signal. By using such time stamps, for example, it is possible to measure delay times in optical communication networks.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a delay measurement method in the prior art
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration example of an optical communication system according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration example related to delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a frame configuration of an additional information signal according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of delay measurement result information according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration example related to TDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a user terminal related to TDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • 1 is a block diagram showing a first configuration example of an optical node related to TDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a block diagram showing a second configuration example of an optical node related to TDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a signal processing device related to TDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration example related to FDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 1 is a block diagram showing a first configuration example of an optical node related to FDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a block diagram showing a second configuration example of an optical node related to FDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a signal processing device related to FDM-based delay measurement according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration example of an optical communication system 1 according to this embodiment.
  • An optical communication system 1 includes a plurality of optical communication devices that perform optical communication.
  • An optical communication network 5 is formed by connecting a plurality of optical communication devices via optical paths 2 (optical fibers).
  • the optical communication network 5 is an all-photonics network (APN: All-Photonics Network) that basically performs signal transmission/transfer as it is as an optical signal.
  • APN All-Photonics Network
  • the optical communication device includes user terminals 10 and optical nodes 20 .
  • a user terminal 10 is connected to an upper network via a plurality of optical nodes 20 .
  • the optical communication system 1 further includes a network management device 50 that manages the optical communication network 5.
  • the network management device 50 is communicably connected to the user terminal 10 and each optical node 20 and manages the user terminal 10 and each optical node 20 .
  • the network management device 50 is provided, for example, in a communication carrier office.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration example related to delay measurement according to this embodiment.
  • the optical communication system 1 further includes a signal processing device 30 for delay measurement in the optical communication network 5 in addition to the configuration described above.
  • the signal processing device 30 is included in the network management device 50, for example. Alternatively, the signal processing device 30 may be provided separately from the network management device 50 .
  • the user terminal 10 transmitting device
  • the optical node 20-1 receiving device
  • the signal processing device 30 receiving device
  • the user terminal 10 is connected to the optical node 20-1.
  • the optical node 20-1 is connected to the signal processing device 30 via the optical node 20-2.
  • the optical path 2A is an optical path between the user terminal 10 and the optical node 20-1.
  • the optical path 2B is an optical path between the optical node 20-1 and the signal processing device 30 via the optical node 20-2.
  • the optical path 2C is an optical path between the user terminal 10 and the signal processing device 30 via the optical nodes 20-1 and 20-2.
  • Synchronized high-precision clocks 40-1, 40-2, and 40-3 are connected to the user terminal 10, the optical node 20-1, and the signal processing device 30, respectively.
  • each high-precision clock 40 acquires time information from an NTP (Network Time Protocol) server.
  • NTP Network Time Protocol
  • the user terminal 10, the optical node 20-1, and the signal processing device 30 acquire highly accurate time information from each of the highly accurate clocks 40-1, 40-2, and 40-3.
  • the user terminal 10 transmits the main optical signal MS to the optical communication network 5 . Also, during delay measurement, the user terminal 10 generates a first additional information signal AS1 for delay measurement.
  • the first additional information signal AS1 includes a first time stamp TS1 reflecting the timing at which the first additional information signal AS1 is generated.
  • the first time stamp TS1 may be the timing itself at which the first additional information signal AS1 is generated, or may be near the timing at which the first additional information signal AS1 is generated.
  • the first time stamp TS1 is obtained based on time information obtained from the high precision clock 40-1.
  • the carrier frequency of the first additional information signal AS1 is different from the carrier frequency of the main optical signal MS. Typically, the carrier frequency of the first additional information signal AS1 is sufficiently lower than the carrier frequency of the main optical signal MS.
  • AMCC Advanced Management and Control Channel
  • OS1 output optical signal
  • the optical node 20-1 receives the first optical signal OS1 input from the optical path 2A on the user terminal 10 side.
  • the optical node 20-1 In response to the first optical signal OS1 (input optical signal) including the first additional information signal AS1, the optical node 20-1 generates a second additional information signal AS2 for delay measurement.
  • the second additional information signal AS2 includes a second time stamp TS2 reflecting the timing at which the second additional information signal AS2 is generated.
  • the second time stamp TS2 may be the timing itself at which the second additional information signal AS2 is generated, or may be near the timing at which the second additional information signal AS2 is generated.
  • the second time stamp TS2 is obtained based on the time information obtained from the high precision clock 40-2.
  • the carrier frequency of the second additional information signal AS2 is different from the carrier frequency of the main optical signal MS.
  • the carrier frequency of the second additional information signal AS2 is sufficiently lower than the carrier frequency of the main optical signal MS.
  • AMCC is used for the second additional information signal AS2.
  • FDM frequency division multiplexing
  • the optical node 20-1 outputs a second optical signal OS2 (output optical signal) in which the first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2 are superimposed on the main optical signal MS, and outputs the second optical signal OS2 (output optical signal) to the signal processing device 30 side. Output to path 2B.
  • OS2 output optical signal
  • the optical node 20-2 receives the second optical signal OS2 from the optical node 20-1.
  • the optical node 20 - 2 splits the received second optical signal OS 2 and transfers it to the upper network and the signal processing device 30 .
  • the signal processing device 30 receives the second optical signal OS2 via the optical path 2B.
  • the second optical signal OS2 includes the first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2 superimposed on the main optical signal MS.
  • the signal processing device 30 extracts (separates) the first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2 from the second optical signal OS2 by using filters. Further, the signal processing device 30 demodulates the first additional information signal AS1 to acquire the first time stamp TS1. Similarly, the signal processing device 30 demodulates the second additional information signal AS2 to acquire the second time stamp TS2.
  • the signal processing device 30 acquires a third time stamp TS3 (arrival time stamp) that reflects the timing at which the first additional information signal AS1 arrives at the signal processing device 30.
  • the signal processing device 30 acquires a fourth time stamp TS4 (arrival time stamp) that reflects the timing at which the second additional information signal AS2 arrives at the signal processing device 30.
  • FIG. The third time stamp TS3 and the fourth time stamp TS4 are obtained based on the time information obtained from the high precision clock 40-3.
  • the signal processing device 30 acquires the first time stamp TS1, the second time stamp TS2, the third time stamp TS3, and the fourth time stamp TS4. Information of each time stamp TS is stored in the storage device of the signal processing device 30 .
  • the signal processing device 30 based on the first time stamp TS1, the second time stamp TS2, the third time stamp TS3, and the fourth time stamp TS4, the optical path 2A, the optical path 2B, and the optical path 2C.
  • the delay time (signal transmission delay) in Specifically, the delay time in the optical path 2A between the user terminal 10 and the optical node 20-1 is given by "TS2-TS1".
  • the delay time in the optical path 2B between the optical node 20-1 and the signal processing device 30 is given by "TS4-TS2".
  • the delay time in the optical path 2C between the user terminal 10 and the signal processing device 30 is given by "TS3-TS1".
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing the frame structure of the additional information signal AS.
  • a frame of the additional information signal AS includes an additional information storage section and an ID storage section.
  • the additional information storage unit stores additional information such as the time stamp TS.
  • the ID storage unit stores identification information of devices (user terminal 10, optical node 20, etc.) to which additional information is added. When adding additional information, each device stores the additional information in the additional information storage section and stores its own identification information in the ID storage section.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of delay measurement result information indicating delay measurement results.
  • the delay measurement result information indicates the correspondence relationship between the identification information of the device and the additional information added by the device. Furthermore, the delay measurement result information indicates the correspondence relationship between the optical path (section) and the delay time.
  • the signal processing device 30 generates such delay measurement result information and stores it in the storage device.
  • the delay measurement result information is sent to, for example, the network management device 50 and used by the network management device 50 for network quality management.
  • the additional information signal AS having a carrier wave frequency different from that of the main optical signal MS is superimposed on the main optical signal MS.
  • the additional information signal AS includes a time stamp TS that reflects the timing at which the additional information signal AS is generated. Using such a time stamp TS enables measurement of delay time in the optical communication network 5 .
  • the additional information signal AS including the time stamp TS is superimposed on the main optical signal MS and sent to the optical path 2 together with the main optical signal MS.
  • no special signal dedicated to delay measurement is sent separately from the main optical signal MS. Therefore, it is possible to suppress an increase in the transmission delay of the main optical signal MS and a decrease in the transmission capacity of the main optical signal MS.
  • time stamp TS can be added without photoelectrically converting the main optical signal MS. Therefore, no processing delay occurs due to photoelectric conversion. Furthermore, no increase in overhead occurs due to time stamp TS addition.
  • time stamp TS can also be called an "optical time stamp". According to this embodiment, by using the optical time stamp, it is possible to suppress an increase in the transmission delay of the main optical signal MS and a decrease in the transmission capacity of the main optical signal MS.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically showing a configuration example related to delay measurement based on TDM according to the present embodiment.
  • the user terminal 10 includes a controller 100.
  • the controller 100 generates a first additional information signal AS1.
  • the first additional information signal AS1 includes a first time stamp TS1 reflecting the timing at which the first additional information signal AS1 is generated.
  • the "first carrier frequency f1" which is the carrier frequency of the first additional information signal AS1, is sufficiently lower than the carrier frequency of the main optical signal MS.
  • the controller 100 generates the first optical signal OS1 by superimposing the first additional information signal AS1 on the main optical signal MS.
  • the controller 100 then outputs the generated first optical signal OS1 to the optical path 2A on the side of the optical node 20-1.
  • the optical node 20-1 includes a controller 200.
  • the controller 200 receives a first optical signal OS1 (input optical signal) input from the optical path 2A on the user terminal 10 side.
  • controller 200 generates second additional information signal AS2.
  • the second additional information signal AS2 includes a second time stamp TS2 reflecting the timing at which the second additional information signal AS2 is generated.
  • the carrier wave frequency of the second additional information signal AS2 is the same "first carrier wave frequency f1" as in the case of the first additional information signal AS1.
  • the controller 200 generates the second optical signal OS2 by superimposing the second additional information signal AS2 on the main optical signal MS of the first optical signal OS1. At this time, as shown in FIG.
  • the controller 200 superimposes the second additional information signal AS2 on the main optical signal MS so that the second additional information signal AS2 does not overlap the first additional information signal AS1.
  • the controller 200 then outputs the generated second optical signal OS2 (output optical signal) to the optical path 2B on the signal processing device 30 side.
  • the signal processing device 30 includes a controller 300.
  • the controller 300 receives the second optical signal OS2 (output optical signal) output from the optical node 20-1 via the optical path 2B.
  • the controller 300 extracts (separates) the first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2 from the second optical signal OS2 by using filters. Furthermore, the controller 300 acquires the first time stamp TS1 included in the first additional information signal AS1, and acquires the second time stamp TS2 included in the second additional information signal AS2.
  • the controller 300 acquires a third time stamp TS3 and a fourth time stamp TS4 (arrival time stamps) that reflect the timing at which the first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2 respectively arrive at the controller 300. . Then, the controller 300 calculates the delay in each of the optical paths 2A, 2B, and 2C based on the first timestamp TS1, the second timestamp TS2, the third timestamp TS3, and the fourth timestamp TS4. Calculate time. The controller 300 stores delay measurement result information (see FIG. 5) indicating information of each time stamp TS and information of delay time in each optical path 2 in the storage device.
  • delay measurement result information see FIG. 5
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the user terminal 10 related to delay measurement.
  • User terminal 10 includes an E/O converter and controller 100 .
  • the E/O converter converts the main signal (electrical signal) into the main optical signal MS.
  • Controller 100 receives the main optical signal MS output from the E/O converter.
  • the controller 100 includes an additional information signal superimposing section 140 .
  • the additional information signal superimposing unit 140 generates a first additional information signal AS1 and superimposes the first additional information signal AS1 on the main optical signal MS.
  • the additional information signal superimposing section 140 includes a carrier wave generator 141 , a time stamp acquiring section 143 and an optical modulator 150 .
  • the carrier wave generator 141 generates a carrier wave of the first carrier frequency f1.
  • the time stamp acquisition unit 143 acquires time information from the high precision clock 40-1 and acquires the first time stamp TS1.
  • the timestamp acquisition unit 143 is implemented by, for example, a processor.
  • the optical modulator 150 receives the main optical signal MS output from the E/O converter via the optical path 101 . Further, the optical modulator 150 performs modulation based on the carrier wave of the first carrier frequency f1 and the first time stamp TS1 to generate the first additional information signal AS1. Furthermore, the optical modulator 150 generates the first optical signal OS1 by superimposing the first additional information signal AS1 on the main optical signal MS. The optical modulator 150 then outputs the generated first optical signal OS1 to the optical path 105 .
  • the first time stamp TS1 is stored in the additional information storage section of the frame of the first additional information signal AS1 (see FIG. 4).
  • identification information of the optical modulator 150 is stored in the ID storage section of the frame of the first additional information signal AS1.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a first configuration example of the optical node 20-1 related to TDM-based delay measurement.
  • the controller 200 of the optical node 20-1 includes an optical splitter 210, a trigger generating section 220, and an additional information signal superimposing section 240.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a first configuration example of the optical node 20-1 related to TDM-based delay measurement.
  • the controller 200 of the optical node 20-1 includes an optical splitter 210, a trigger generating section 220, and an additional information signal superimposing section 240.
  • the first optical signal OS1 is input to the optical splitter 210 via the optical path 201 .
  • the optical splitter 210 is connected to the trigger generating section 220 via the optical path 202 and to the additional information signal superimposing section 240 via the optical path 203 .
  • the optical splitter 210 splits the first optical signal OS1 (input optical signal) and transfers it to the trigger generation section 220 and the additional information signal superimposition section 240 .
  • the trigger generating section 220 generates a trigger for generating the second additional information signal AS2 during delay measurement. More specifically, trigger generator 220 receives an input optical signal from optical splitter 210 . The trigger generator 220 determines whether or not the input optical signal includes the first additional information signal AS1. When the input optical signal includes the first additional information signal AS1, the trigger generator 220 determines that the delay measurement is being performed, and generates the trigger signal TR. Trigger generating section 220 then outputs trigger signal TR to additional information signal superimposing section 240 .
  • the trigger generation unit 220 includes an O/E converter 221, a low-pass filter 222, and a determination unit 223.
  • An input optical signal is input to the O/E converter 221 via the optical path 202 .
  • the O/E converter 221 converts an input optical signal into an electrical signal.
  • the electrical signal is input to determination section 223 via low-pass filter 222 .
  • the low-pass filter 222 is configured to pass signals in a frequency band near or below the first carrier frequency f1.
  • the determination section 223 receives the electrical signal output from the low-pass filter 222 .
  • the determination unit 223 determines whether or not the first additional information signal AS1 that is not noise exists based on the electrical signal. If the first additional information signal AS1 is present, the determination section 223 determines that the delay measurement is being performed, and outputs the trigger signal TR to the additional information signal superimposition section 240 .
  • the determination unit 223 is realized by, for example, a processor.
  • the trigger generating section 220 autonomously detects that the input optical signal includes the first additional information signal AS1. In other words, the trigger generator 220 autonomously detects that delay measurement is being performed. Trigger generating section 220 then autonomously issues trigger signal TR upon detection of first additional information signal AS1. With the above configuration example, it is possible to prevent an erroneous trigger from being issued due to noise caused by disturbances such as environmental fluctuations in the optical communication network 5 .
  • the additional information signal superimposing section 240 generates a second additional information signal AS2 in response to the trigger signal TR, and superimposes the second additional information signal AS2 on the main optical signal MS of the first optical signal OS1. More specifically, the additional information signal superimposition section 240 includes a carrier wave generator 241 , a time stamp acquisition section 243 , a signal delay section 245 and an optical modulator 250 .
  • the carrier wave generator 241 generates a carrier wave of the first carrier frequency f1.
  • the time stamp acquisition unit 243 acquires time information from the high precision clock 40-2 and acquires the second time stamp TS2.
  • the time stamp acquisition unit 243 is implemented by, for example, a processor.
  • the first optical signal OS1 is input to the signal delay unit 245 via the optical path 203 .
  • the signal delay unit 245 delays the first optical signal OS1 by buffering the first optical signal OS1 for a certain period of time.
  • the fixed time is slightly shorter than the time from when the first optical signal OS1 is transferred from the optical splitter 210 to the optical path 202 until when the second additional information signal AS2 is generated in response to the trigger signal TR. is set to
  • the signal delay unit 245 is implemented by, for example, an optical fiber delay line.
  • the optical modulator 250 receives the first optical signal OS1 output from the signal delay section 245. Also, the optical modulator 250 performs modulation based on the carrier wave of the first carrier frequency f1 and the second time stamp TS2 to generate the second additional information signal AS2. Further, the optical modulator 250 superimposes the second additional information signal AS2 on the main optical signal MS of the first optical signal OS1 to generate the second optical signal OS2. Since a slight time difference is given by the signal delay unit 245, the second additional information signal AS2 is generated at the timing immediately after the first additional information signal AS1 superimposed on the main optical signal MS passes through the optical modulator 250. is superimposed on the main optical signal MS (see FIG. 6). That is, the second additional information signal AS2 is superimposed on the main optical signal MS so that the second additional information signal AS2 does not overlap the first additional information signal AS1. The optical modulator 250 then outputs the generated second optical signal OS2 to the optical path 205 .
  • the second time stamp TS2 is stored in the additional information storage section of the frame of the second additional information signal AS2 (see FIG. 4).
  • identification information of the optical modulator 250 is stored in the ID storage section of the frame of the second additional information signal AS2.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a second configuration example of the optical node 20-1 related to TDM-based delay measurement. A description that overlaps with the first configuration example shown in FIG. 8 will be omitted as appropriate.
  • the controller 200 of the optical node 20-1 includes a trigger receiving section 230 and an additional information signal superimposing section 240.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a second configuration example of the optical node 20-1 related to TDM-based delay measurement. A description that overlaps with the first configuration example shown in FIG. 8 will be omitted as appropriate.
  • the controller 200 of the optical node 20-1 includes a trigger receiving section 230 and an additional information signal superimposing section 240.
  • the trigger reception unit 230 communicates with the network management device 50 and receives the trigger signal TR from the network management device 50 .
  • the trigger receiving section 230 outputs the received trigger signal TR to the additional information signal superimposing section 240 .
  • the additional information signal superimposing section 240 includes a carrier wave generator 241 , a time stamp acquiring section 243 and an optical modulator 250 .
  • the carrier wave generator 241 and time stamp acquisition unit 243 are the same as in the first configuration example shown in FIG.
  • Optical modulator 250 receives first optical signal OS1 via optical path 204 .
  • the optical modulator 250 superimposes the second additional information signal AS2 on the main optical signal MS of the first optical signal OS1 to generate the second optical signal OS2.
  • the optical modulator 250 then outputs the generated second optical signal OS2 to the optical path 205 .
  • the delay time between the network management device 50 and the controller 200 is known.
  • the network management device 50 also knows the delay measurement schedule for the user terminal 10 to transmit the first additional information signal AS1.
  • Network management device 50 determines the transmission timing of trigger signal TR based on the delay measurement schedule. More specifically, the network management device 50 transmits the trigger signal TR to the controller 200 at such timing that the second additional information signal AS2 is superimposed immediately after the first additional information signal AS1 passes through the optical modulator 250. do.
  • the second additional information signal AS2 is superimposed on the main optical signal MS (see FIG. 6). . That is, the second additional information signal AS2 is superimposed on the main optical signal MS so that the second additional information signal AS2 does not overlap the first additional information signal AS1.
  • the second configuration example it is possible to simplify the configuration of the controller 200 of the optical node 20-1. This makes it possible to reduce the cost of the optical node 20-1. Moreover, since the optical splitter 210 is not required, it is possible to avoid an increase in optical insertion loss. This is advantageous in elongating the transmission distance.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the signal processing apparatus 30 related to TDM-based delay measurement.
  • a controller 300 of the signal processing device 30 includes an O/E converter 310 , a separation section 320 , an additional information processing section 340 and a storage device 350 .
  • the O/E converter 310 receives the second optical signal OS2 output from the optical node 20-1.
  • the O/E converter 310 converts the input second optical signal OS2 into an electrical signal and outputs the electrical signal to the separator 320 .
  • the separating unit 320 receives an electrical signal corresponding to the second optical signal OS2.
  • the separating unit 320 separates the electrical signal corresponding to the second optical signal OS2 into a first additional information signal AS1 (electrical signal), a second additional information signal AS2 (electrical signal), and a main signal.
  • the separation unit 320 includes a splitter 321, a low-pass filter 330, and a high-pass filter 333.
  • the splitter 321 splits the electrical signal corresponding to the second optical signal OS2 and transfers it to the low-pass filter 330 and the high-pass filter 333 .
  • the low-pass filter 330 is configured to pass signals in a frequency band near or below the first carrier frequency f1.
  • the low-pass filter 330 extracts the first additional information signal AS1 (electrical signal) and the second additional information signal AS2 (electrical signal) from the electric signal corresponding to the second optical signal OS2.
  • the extracted first additional information signal AS1 and second additional information signal AS2 are output to additional information processing section 340 .
  • the high-pass filter 333 has a cutoff frequency band from frequency 0 to near the first carrier frequency f1.
  • This high-pass filter 333 extracts the main signal (electrical signal) from the electrical signal corresponding to the second optical signal OS2.
  • the extracted main signal is transferred to a main signal receiver (not shown).
  • the additional information processing section 340 demodulates the first additional information signal AS1 to obtain the first time stamp TS1. Similarly, additional information processing section 340 demodulates second additional information signal AS2 to acquire second time stamp TS2. Further, additional information processing section 340 acquires third time stamp TS3 (arrival time stamp) reflecting the timing at which first additional information signal AS1 arrives. Similarly, additional information processing section 340 acquires fourth time stamp TS4 (arrival time stamp) reflecting the timing at which second additional information signal AS2 arrives. The third time stamp TS3 and the fourth time stamp TS4 are obtained based on the time information obtained from the high precision clock 40-3.
  • the additional information processing section 340 acquires the first time stamp TS1, the second time stamp TS2, the third time stamp TS3, and the fourth time stamp TS4. Furthermore, the additional information processing unit 340 determines the optical path 2A, the optical path 2B, and the optical path 2C based on the first time stamp TS1, the second time stamp TS2, the third time stamp TS3, and the fourth time stamp TS4. Calculate the delay time for each. Then, the additional information processing unit 340 stores the information of each time stamp TS and the delay measurement result information (see FIG. 5) indicating the information of the delay time in each optical path 2 in the storage device 350 .
  • the additional information processing unit 340 is implemented by, for example, a processor.
  • Examples of the storage device 350 include volatile memory, nonvolatile memory, HDD (Hard Disk Drive), SDD (Solid State Drive), and the like.
  • the delay measurement result information stored in the storage device 350 may be sent to the network management device 50.
  • the network management device 50 performs network quality management based on delay measurement result information.
  • the additional information signal AS having a carrier wave frequency different from that of the main optical signal MS is superimposed on the main optical signal MS.
  • the additional information signal AS includes a time stamp TS that reflects the timing at which the additional information signal AS is generated. Using such a time stamp TS enables measurement of delay time in the optical communication network 5 .
  • the additional information signal AS including the time stamp TS is superimposed on the main optical signal MS and sent out together with the main optical signal MS. Unlike the probe packet of the prior art, no special signal dedicated to delay measurement is sent separately from the main optical signal MS. Therefore, it is possible to suppress an increase in the transmission delay of the main optical signal MS and a decrease in the transmission capacity of the main optical signal MS.
  • time stamp TS can be added without photoelectrically converting the main optical signal MS. Therefore, no processing delay occurs due to photoelectric conversion. Furthermore, no increase in overhead occurs due to time stamp TS addition.
  • first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2 having the same first carrier frequency f1 can be time-division multiplexed to avoid signal interference.
  • the signal processing device 30 can reliably demodulate the first time stamp TS1 and the second time stamp TS2 from the first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2, respectively.
  • the configuration of the optical node 20 is simplified. Furthermore, the configuration of the separating section 320 of the signal processing device 30 is also simplified. These things contribute to the cost reduction of each device.
  • FIG. 11 is a block diagram schematically showing a configuration example related to delay measurement based on FDM according to this embodiment. Explanations that overlap with the case of the TDM described above will be omitted as appropriate.
  • the user terminal 10 includes a controller 100.
  • the controller 100 is similar to the TDM case described above.
  • the optical node 20-1 includes a controller 200.
  • the controller 200 receives a first optical signal OS1 (input optical signal) input from the optical path 2A on the user terminal 10 side.
  • controller 200 generates second additional information signal AS2.
  • the carrier frequency of the second additional information signal AS2 is the "second carrier frequency f2" different from the first carrier frequency f1 of the first additional information signal AS1.
  • the controller 200 generates the second optical signal OS2 by superimposing the second additional information signal AS2 on the main optical signal MS of the first optical signal OS1.
  • the controller 200 converts the second additional information signal AS2 into the main optical signal MS so that the second additional information signal AS2 and the first additional information signal AS1 at least partially overlap. may be superimposed on
  • the controller 200 then outputs the generated second optical signal OS2 (output optical signal) to the optical path 2B on the signal processing device 30 side.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a first configuration example of the optical node 20-1 related to FDM-based delay measurement.
  • the controller 200 of the optical node 20-1 includes an optical splitter 210, a trigger generating section 220, and an additional information signal superimposing section 240.
  • FIG. The optical splitter 210 and the trigger generator 220 are the same as in the case of the TDM shown in FIG.
  • the additional information signal superimposing unit 240 includes a carrier wave generator 242 , a time stamp acquiring unit 243 , a signal delaying unit 246 and an optical modulator 250 .
  • a carrier wave generator 242 generates a carrier wave having a second carrier frequency f2.
  • the signal delay unit 246 delays the first optical signal OS1 by buffering the first optical signal OS1 for a certain period of time.
  • the fixed time is set to be approximately the same as the time from when the first optical signal OS1 is transferred from the optical splitter 210 to the optical path 202 until when the second additional information signal AS2 is generated in response to the trigger signal TR. be.
  • the second additional information signal AS2 is superimposed on the main optical signal MS at substantially the same timing as the first additional information signal AS1 superimposed on the main optical signal MS passes through the optical modulator 250 (see FIG. 11). ). That is, the second additional information signal AS2 is superimposed on the main optical signal MS so that the second additional information signal AS2 and the first additional information signal AS1 at least partially overlap.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a second configuration example of the optical node 20-1 related to FDM-based delay measurement.
  • the controller 200 of the optical node 20-1 includes a trigger receiving section 230 and an additional information signal superimposing section 240.
  • FIG. The trigger receiver 230 is similar to the TDM case shown in FIG.
  • the additional information signal superimposing unit 240 includes a carrier wave generator 242 , a time stamp acquiring unit 243 and an optical modulator 250 .
  • a carrier wave generator 242 generates a carrier wave having a second carrier frequency f2. Others are the same as in the case of TDM shown in FIG.
  • the delay time between the network management device 50 and the controller 200 is known.
  • the network management device 50 also knows the delay measurement schedule for the user terminal 10 to transmit the first additional information signal AS1.
  • Network management device 50 determines the transmission timing of trigger signal TR based on the delay measurement schedule. More specifically, the network management device 50 transmits the trigger signal TR to the controller 200 at such timing that the second additional information signal AS2 is superimposed on the timing when the first additional information signal AS1 passes through the optical modulator 250. do.
  • the second additional information signal AS2 is superimposed on the main optical signal MS at the timing when the first additional information signal AS1 superimposed on the main optical signal MS passes through the optical modulator 250 (see FIG. 11). That is, the second additional information signal AS2 is superimposed on the main optical signal MS so that the second additional information signal AS2 and the first additional information signal AS1 at least partially overlap.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of the signal processing device 30 related to FDM-based delay measurement.
  • a controller 300 of the signal processing device 30 includes an O/E converter 310 , a separation section 320 , an additional information processing section 340 and a storage device 350 .
  • the O/E converter 310, the additional information processing section 340, and the storage device 350 are the same as in the case of the TDM shown in FIG.
  • the separating unit 320 includes a splitter 322 , a first bandpass filter 331 , a second bandpass filter 332 and a highpass filter 333 .
  • the splitter 322 splits the electrical signal corresponding to the second optical signal OS2 and transfers it to the first bandpass filter 331 , the second bandpass filter 332 and the highpass filter 333 .
  • the first bandpass filter 331 is configured to pass signals in a frequency band near the first carrier frequency f1.
  • the first bandpass filter 331 extracts the first additional information signal AS1 (electrical signal) from the electrical signal corresponding to the second optical signal OS2.
  • the second bandpass filter 332 is configured to pass signals in a frequency band near the second carrier frequency f2.
  • the second bandpass filter 332 extracts the second additional information signal AS2 (electrical signal) from the electric signal corresponding to the second optical signal OS2.
  • the extracted first additional information signal AS1 and second additional information signal AS2 are output to additional information processing section 340 .
  • the first additional information signal AS1 having the first carrier frequency f1 and the second additional information signal AS2 having the second carrier frequency f2 are frequency division multiplexed to avoid signal interference.
  • the signal processing device 30 can reliably demodulate the first time stamp TS1 and the second time stamp TS2 from the first additional information signal AS1 and the second additional information signal AS2, respectively.
  • 1... optical communication system 2... optical path, 5... optical communication network, 10... user terminal, 20... optical node, 30... signal processing device, 40... high precision clock, 50... network management device, 100... controller, 101 , 105... optical path, 140... additional information signal superimposition unit, 141... carrier wave generator, 143... time stamp acquisition unit, 150... optical modulator, 200... controller, 201, 202, 203, 204, 205... optical path, 210... optical splitter, 220... trigger generator, 221... O/E converter, 222... low-pass filter, 223... decision unit, 230... trigger receiver, 240... additional information signal superimposed unit, 241, 242... carrier wave generator device, 243... time stamp acquisition unit, 245, 246... signal delay unit, 250...
  • optical modulator 300... controller, 310... O/E converter, 320... separation unit, 321, 322... splitter, 330... low pass Filter, 331... First bandpass filter, 332... Second bandpass filter, 333... High pass filter, 340... Additional information processing section, 350... Storage device, f1... First carrier frequency, f2... Second carrier frequency, AS ...additional information signal, AS1...first additional information signal, AS2...second additional information signal, MS...main optical signal, OS1...first optical signal, OS2...second optical signal, TR...trigger signal, TS...time stamp , TS1... first time stamp, TS2... second time stamp

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Abstract

光通信ネットワークにおける光パスに接続される光通信装置は、コントローラを備える。コントローラは、主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成する。コントローラは、その付加情報信号を主光信号に重畳することによって出力光信号を生成し、その出力光信号を光パスに出力する。付加情報信号は、付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含む。

Description

光通信装置、信号処理装置、光通信方法、及び信号処理方法
　本開示は、光通信ネットワークにおける光信号を利用したタイムスタンプ処理に関する。
　通信ネットワークにおける信号伝送遅延を測定する方法の一つとして、プローブパケットを通信ネットワークに挿入することによって信号伝送遅延を測定するアクティブ計測が知られている。
　非特許文献１は、測定ポイントごとにタイムスタンプをプローブパケットに付与していく「通過型遅延測定方法」を提案している。図１は、非特許文献１に開示されている通過型遅延測定方法を説明するための概念図である。プローブ送信部Ａは、プローブ受信部Ｂに向けてプローブパケット（例：ＵＤＰパケット）を送出する。プローブ送信部Ａとプローブ受信部Ｂとの間の通信パスには、タイムスタンプ部Ｃ－１、Ｃ－２、Ｃ－３、通信装置Ｄ－１、Ｄ－２が設けられている。タイムスタンプ部Ｃ－１、Ｃ－２、Ｃ－３には、同期した高精度クロックがそれぞれ接続されており、高精度な時刻情報が提供される。タイムスタンプ部Ｃ－１、Ｃ－２、Ｃ－３の各々は、プローブパケットの通過時刻をタイムスタンプとしてプローブパケットの末尾に付与していく。プローブ受信部Ｂが受信するプローブパケットには、タイムスタンプ部Ｃ－１、Ｃ－２、Ｃ－３のそれぞれにおいて付与されたタイムスタンプが含まれている。そのタイムスタンプに基づいて、通信装置Ｄ－１、Ｄ－２の各々において発生する遅延時間（処理遅延、キューイング遅延、シリアル化遅延の合計）を測定することができる。
中川ほか，"高精度時刻サーバの開発，"　情報処理，Vol.49, No.10, pp.1184-1191, 2008.
　上述の遅延測定方法によれば、遅延測定用のプローブパケットが主信号とは別に送信される。そのプローブパケットに起因するオーバヘッドは、主信号の伝送遅延の増加や、主信号の伝送容量の減少を招く。
　本開示の１つの目的は、通信ネットワークにおいてタイムスタンプを利用する際に、主信号の伝送遅延の増加や主信号の伝送容量の減少を抑制することができる技術を提供することにある。
　第１の観点は、光通信ネットワークにおける光パスに接続される光通信装置に関連する。
　光通信装置は、コントローラを備える。
　コントローラは、
　　主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成し、
　　付加情報信号を主光信号に重畳することによって出力光信号を生成し、
　　出力光信号を光パスに出力する
　ように構成される。
　付加情報信号は、付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含む。
　第２の観点は、光通信ネットワークにおいて光パスを介して光通信装置と接続される信号処理装置に関連する。
　光通信装置は、主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成し、付加情報信号を主光信号に重畳することによって出力光信号を生成し、出力光信号を光パスに出力するように構成される。
　付加情報信号は、付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含む。
　信号処理装置は、コントローラを備える。
　コントローラは、
　　光通信装置から出力される出力光信号を光パスを介して受信し、
　　受信した出力光信号から付加情報信号を抽出し、
　　付加情報信号に含まれるタイムスタンプと、付加情報信号が信号処理装置に到着したタイミングを反映した到着タイムスタンプとを、記憶装置に格納する
　ように構成される。
　第３の観点は、光通信ネットワークにおける光パスに接続される光通信装置による光通信方法に関連する。
　光通信方法は、
　　主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成する処理と、
　　付加情報信号を主光信号に重畳することによって出力光信号を生成する処理と、
　　出力光信号を光パスに出力する処理と
　を含む。
　付加情報信号は、付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含む。
　第４の観点は、光通信ネットワークにおいて光パスを介して光通信装置と接続される信号処理装置による信号処理方法に関連する。
　光通信装置は、主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成し、付加情報信号を主光信号に重畳することによって出力光信号を生成し、出力光信号を光パスに出力するように構成される。
　付加情報信号は、付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含む。
　信号処理方法は、
　　光通信装置から出力される出力光信号を光パスを介して受信する処理と、
　　受信した出力光信号から付加情報信号を抽出する処理と、
　　付加情報信号に含まれるタイムスタンプと、付加情報信号が信号処理装置に到着したタイミングを反映した到着タイムスタンプとを、記憶装置に格納する処理と
　を含む。
　本開示によれば、主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号が主光信号に重畳される。その付加情報信号は、付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含んでいる。タイムスタンプを含む付加情報信号は、主光信号に重畳され、主光信号と共に送出される。遅延測定専用の特殊信号が主光信号と別に送信されるわけではない。従って、主光信号の伝送遅延の増加や、主光信号の伝送容量の減少を抑制することが可能となる。このようなタイムスタンプを利用することによって、例えば、光通信ネットワークにおける遅延時間の測定が可能となる。
先行技術における遅延測定方法を説明するための概念図である。 本開示の実施の形態に係る光通信システムの構成例を概略的に示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係る遅延測定に関連する構成例を概略的に示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係る付加情報信号のフレーム構成を示す概念図である。 本開示の実施の形態に係る遅延測定結果情報の一例を示す概念図である。 本開示の実施の形態に係るＴＤＭに基づく遅延測定に関連する構成例を概略的に示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＴＤＭに基づく遅延測定に関連するユーザ端末の構成例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＴＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノードの第１の構成例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＴＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノードの第２の構成例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＴＤＭに基づく遅延測定に関連する信号処理装置の構成例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＦＤＭに基づく遅延測定に関連する構成例を概略的に示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＦＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノードの第１の構成例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＦＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノードの第２の構成例を示すブロック図である。 本開示の実施の形態に係るＦＤＭに基づく遅延測定に関連する信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
　添付図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。
　１．光通信システム
　図２は、本実施の形態に係る光通信システム１の構成例を概略的に示すブロック図である。光通信システム１は、光通信を行う複数の光通信装置を含んでいる。複数の光通信装置が光パス２（光ファイバ）を介して接続されることによって光通信ネットワーク５が形成される。例えば、光通信ネットワーク５は、信号伝送／転送を原則的に光信号のまま行うオールフォトニクスネットワーク（APN: All-Photonics Network）である。
　光通信装置は、ユーザ端末１０と光ノード２０を含んでいる。図２に示される例では、ユーザ端末１０と複数の光ノード２０（２０－１、２０－２、２０－３・・・）が光パス２を介して直列に接続されている。ユーザ端末１０は、複数の光ノード２０を介して上位ネットワークと接続される。
　光通信システム１は、更に、光通信ネットワーク５を管理するネットワーク管理装置５０を含んでいる。ネットワーク管理装置５０は、ユーザ端末１０や各光ノード２０と通信可能に接続されており、ユーザ端末１０や各光ノード２０を管理する。ネットワーク管理装置５０は、例えば、通信事業者局舎内に設けられる。
　以下、本実施の形態に係る光通信ネットワーク５における遅延測定について説明する。
　２．遅延測定の概要
　図３は、本実施の形態に係る遅延測定に関連する構成例を概略的に示すブロック図である。光通信システム１は、上述の構成に加えて、光通信ネットワーク５における遅延測定用の信号処理装置３０を更に含んでいる。信号処理装置３０は、例えば、ネットワーク管理装置５０に含まれている。あるいは、信号処理装置３０は、ネットワーク管理装置５０とは別に設けられていてもよい。
　以下では、一例として、遅延測定用の構成要素としてユーザ端末１０（送信装置）、光ノード２０－１（中継装置）、及び信号処理装置３０（受信装置）を考える。光ノード２０の数が増えた場合も同様である。
　ユーザ端末１０は、光ノード２０－１に接続されている。光ノード２０－１は、光ノード２０－２を介して、信号処理装置３０に接続されている。光パス２Ａは、ユーザ端末１０と光ノード２０－１との間の光パスである。光パス２Ｂは、光ノード２０－２を経由した光ノード２０－１と信号処理装置３０との間の光パスである。光パス２Ｃは、光ノード２０－１、２０－２を経由したユーザ端末１０と信号処理装置３０との間の光パスである。
　ユーザ端末１０、光ノード２０－１、及び信号処理装置３０には、それぞれ、同期した高精度クロック４０－１、４０－２、４０－３が接続されている。例えば、各高精度クロック４０は、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバから時刻情報を取得する。ユーザ端末１０、光ノード２０－１、及び信号処理装置３０は、高精度クロック４０－１、４０－２、４０－３のそれぞれから高精度な時刻情報を取得する。
　ユーザ端末１０（送信装置）は、主光信号ＭＳを光通信ネットワーク５に送信する。また、遅延測定時、ユーザ端末１０は、遅延測定用の第１付加情報信号ＡＳ１を生成する。第１付加情報信号ＡＳ１は、第１付加情報信号ＡＳ１が生成されるタイミングを反映した第１タイムスタンプＴＳ１を含んでいる。第１タイムスタンプＴＳ１は、第１付加情報信号ＡＳ１が生成されるタイミングそのものであってもよいし、第１付加情報信号ＡＳ１が生成されるタイミングの近傍であってもよい。第１タイムスタンプＴＳ１は、高精度クロック４０－１から取得される時刻情報に基づいて得られる。また、第１付加情報信号ＡＳ１の搬送波周波数は、主光信号ＭＳの搬送波周波数と異なっている。典型的には、第１付加情報信号ＡＳ１の搬送波周波数は、主光信号ＭＳの搬送波周波数よりも十分低い。例えば、ＡＭＣＣ（Auxiliary Management and Control Channel）が第１付加情報信号ＡＳ１に利用される。
　このように、ユーザ端末１０は、第１タイムスタンプＴＳ１を含み、且つ、搬送波周波数が主光信号ＭＳとは異なる第１付加情報信号ＡＳ１を生成する。更に、ユーザ端末１０は、生成した第１付加情報信号ＡＳ１を主光信号ＭＳに重畳することによって、第１光信号ＯＳ１を生成する（ＯＳ１＝ＭＳ＋ＡＳ１）。そして、ユーザ端末１０は、主光信号ＭＳに第１付加情報信号ＡＳ１が重畳された第１光信号ＯＳ１（出力光信号）を、光ノード２０－１側の光パス２Ａに出力する。
　光ノード２０－１（中継装置）は、ユーザ端末１０側の光パス２Ａから入力される第１光信号ＯＳ１を受信する。第１付加情報信号ＡＳ１を含む第１光信号ＯＳ１（入力光信号）に応答して、光ノード２０－１は、遅延測定用の第２付加情報信号ＡＳ２を生成する。第２付加情報信号ＡＳ２は、第２付加情報信号ＡＳ２が生成されるタイミングを反映した第２タイムスタンプＴＳ２を含んでいる。第２タイムスタンプＴＳ２は、第２付加情報信号ＡＳ２が生成されるタイミングそのものであってもよいし、第２付加情報信号ＡＳ２が生成されるタイミングの近傍であってもよい。第２タイムスタンプＴＳ２は、高精度クロック４０－２から取得される時刻情報に基づいて得られる。また、第２付加情報信号ＡＳ２の搬送波周波数は、主光信号ＭＳの搬送波周波数と異なっている。典型的には、第２付加情報信号ＡＳ２の搬送波周波数は、主光信号ＭＳの搬送波周波数よりも十分低い。例えば、ＡＭＣＣが第２付加情報信号ＡＳ２に利用される。
　このように、光ノード２０－１は、第２タイムスタンプＴＳ２を含み、且つ、搬送波周波数が主光信号ＭＳとは異なる第２付加情報信号ＡＳ２を生成する。更に、光ノード２０－１は、第２付加情報信号ＡＳ２を第１光信号ＯＳ１の主光信号ＭＳに重畳することによって、第２光信号ＯＳ２を生成する（ＯＳ２＝ＯＳ１＋ＡＳ２＝ＭＳ＋ＡＳ１＋ＡＳ２）。ここで、第１付加情報信号ＡＳ１と第２付加情報信号ＡＳ２を多重する方式としては、時分割多重（TDM: Time Division Multiplexing）や周波数分割多重（FDM: Frequency Division Multiplexing）が考えられる。ＴＤＭあるいはＦＤＭに基づく第１付加情報信号ＡＳ１と第２付加情報信号ＡＳ２の多重方法については、後に詳しく説明する。そして、光ノード２０－１は、主光信号ＭＳに第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２が重畳された第２光信号ＯＳ２（出力光信号）を、信号処理装置３０側の光パス２Ｂに出力する。
　光ノード２０－２は、光ノード２０－１から第２光信号ＯＳ２を受信する。光ノード２０－２は、受信した第２光信号ＯＳ２を分岐し、上位ネットワークと信号処理装置３０に転送する。
　信号処理装置３０（受信装置）は、光パス２Ｂを介して第２光信号ＯＳ２を受信する。第２光信号ＯＳ２は、主光信号ＭＳに重畳された第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２を含んでいる。信号処理装置３０は、フィルタを用いることによって、第２光信号ＯＳ２から第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２を抽出（分離）する。更に、信号処理装置３０は、第１付加情報信号ＡＳ１を復調して第１タイムスタンプＴＳ１を取得する。同様に、信号処理装置３０は、第２付加情報信号ＡＳ２を復調して第２タイムスタンプＴＳ２を取得する。
　また、信号処理装置３０は、第１付加情報信号ＡＳ１が信号処理装置３０に到着したタイミングを反映した第３タイムスタンプＴＳ３（到着タイムスタンプ）を取得する。同様に、信号処理装置３０は、第２付加情報信号ＡＳ２が信号処理装置３０に到着したタイミングを反映した第４タイムスタンプＴＳ４（到着タイムスタンプ）を取得する。第３タイムスタンプＴＳ３及び第４タイムスタンプＴＳ４は、高精度クロック４０－３から取得される時刻情報に基づいて得られる。
　このように、信号処理装置３０は、第１タイムスタンプＴＳ１、第２タイムスタンプＴＳ２、第３タイムスタンプＴＳ３、及び第４タイムスタンプＴＳ４を取得する。各タイムスタンプＴＳの情報は、信号処理装置３０の記憶装置に記憶される。
　更に、信号処理装置３０は、第１タイムスタンプＴＳ１、第２タイムスタンプＴＳ２、第３タイムスタンプＴＳ３、及び第４タイムスタンプＴＳ４に基づいて、光パス２Ａ、光パス２Ｂ、及び光パス２Ｃの各々における遅延時間（信号伝送遅延）を算出する。具体的には、ユーザ端末１０と光ノード２０－１との間の光パス２Ａにおける遅延時間は、「ＴＳ２－ＴＳ１」で与えられる。光ノード２０－１と信号処理装置３０との間の光パス２Ｂにおける遅延時間は、「ＴＳ４－ＴＳ２」で与えられる。ユーザ端末１０と信号処理装置３０との間の光パス２Ｃにおける遅延時間は、「ＴＳ３－ＴＳ１」で与えられる。
　図４は、付加情報信号ＡＳのフレーム構成を示す概念図である。付加情報信号ＡＳのフレームは、付加情報格納部とＩＤ格納部を含んでいる。付加情報格納部は、タイムスタンプＴＳ等の付加情報を格納する。ＩＤ格納部は、付加情報を付加した装置（ユーザ端末１０、光ノード２０、等）の識別情報を格納する。各装置は、付加情報を付加する際に、付加情報を付加情報格納部に格納し、自身の識別情報をＩＤ格納部に格納する。
　図５は、遅延測定の結果を示す遅延測定結果情報の一例を示す概念図である。遅延測定結果情報は、装置の識別情報と当該装置により付加された付加情報との対応関係を示す。更に、遅延測定結果情報は、光パス（区間）と遅延時間との対応関係を示す。信号処理装置３０は、このような遅延測定結果情報を生成し、記憶装置に記憶する。遅延測定結果情報は、例えば、ネットワーク管理装置５０に送られ、ネットワーク管理装置５０によるネットワーク品質管理に利用される。
　＜効果＞
　以上に説明されたように、本実施の形態によれば、主光信号ＭＳとは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号ＡＳが主光信号ＭＳに重畳される。その付加情報信号ＡＳは、付加情報信号ＡＳが生成されるタイミングを反映したタイムスタンプＴＳを含んでいる。そのようなタイムスタンプＴＳを利用することによって、光通信ネットワーク５における遅延時間の測定が可能となる。
　タイムスタンプＴＳを含む付加情報信号ＡＳは、主光信号ＭＳに重畳され、主光信号ＭＳと共に光パス２に送出される。従来技術のプローブパケットの場合とは異なり、遅延測定専用の特殊信号が主光信号ＭＳと別に送信されるわけではない。従って、主光信号ＭＳの伝送遅延の増加や、主光信号ＭＳの伝送容量の減少を抑制することが可能となる。
　また、主光信号ＭＳを光電変換することなく、タイムスタンプＴＳを付加することができる。よって、光電変換に伴う処理遅延が発生しない。更に、タイムスタンプＴＳ付与に伴うオーバーヘッド増大が発生しない。
　尚、本実施の形態に係るタイムスタンプＴＳを「光タイムスタンプ」と呼ぶこともできる。本実施の形態によれば、光タイムスタンプを利用することによって、主光信号ＭＳの伝送遅延の増加や主光信号ＭＳの伝送容量の減少を抑制することが可能となる。
　以下、本実施の形態に係るＴＤＭ及びＦＤＭに基づく遅延測定のそれぞれについて詳しく説明する。
　３．ＴＤＭに基づく遅延測定
　図６は、本実施の形態に係るＴＤＭに基づく遅延測定に関連する構成例を概略的に示すブロック図である。
　ユーザ端末１０は、コントローラ１００を含んでいる。遅延測定時、コントローラ１００は、第１付加情報信号ＡＳ１を生成する。第１付加情報信号ＡＳ１は、第１付加情報信号ＡＳ１が生成されるタイミングを反映した第１タイムスタンプＴＳ１を含んでいる。第１付加情報信号ＡＳ１の搬送波周波数である「第１搬送波周波数ｆ１」は、主光信号ＭＳの搬送波周波数よりも十分低い。コントローラ１００は、第１付加情報信号ＡＳ１を主光信号ＭＳに重畳することによって第１光信号ＯＳ１を生成する。そして、コントローラ１００は、生成した第１光信号ＯＳ１を光ノード２０－１側の光パス２Ａに出力する。
　光ノード２０－１は、コントローラ２００を含んでいる。コントローラ２００は、ユーザ端末１０側の光パス２Ａから入力される第１光信号ＯＳ１（入力光信号）を受け取る。それに応答して、コントローラ２００は、第２付加情報信号ＡＳ２を生成する。第２付加情報信号ＡＳ２は、第２付加情報信号ＡＳ２が生成されるタイミングを反映した第２タイムスタンプＴＳ２を含んでいる。第２付加情報信号ＡＳ２の搬送波周波数は、第１付加情報信号ＡＳ１の場合と同じ「第１搬送波周波数ｆ１」である。コントローラ２００は、第２付加情報信号ＡＳ２を第１光信号ＯＳ１の主光信号ＭＳに重畳することによって、第２光信号ＯＳ２を生成する。このとき、図６に示されるように、コントローラ２００は、第２付加情報信号ＡＳ２が第１付加情報信号ＡＳ１とオーバーラップしないように、第２付加情報信号ＡＳ２を主光信号ＭＳに重畳する。そして、コントローラ２００は、生成した第２光信号ＯＳ２（出力光信号）を信号処理装置３０側の光パス２Ｂに出力する。
　信号処理装置３０は、コントローラ３００を含んでいる。コントローラ３００は、光ノード２０－１から出力される第２光信号ＯＳ２（出力光信号）を光パス２Ｂを介して受信する。コントローラ３００は、フィルタを用いることによって、第２光信号ＯＳ２から第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２を抽出（分離）する。更に、コントローラ３００は、第１付加情報信号ＡＳ１に含まれる第１タイムスタンプＴＳ１を取得し、第２付加情報信号ＡＳ２に含まれる第２タイムスタンプＴＳ２を取得する。
　また、コントローラ３００は、第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２のそれぞれがコントローラ３００に到着したタイミングを反映した第３タイムスタンプＴＳ３及び第４タイムスタンプＴＳ４（到着タイムスタンプ）を取得する。そして、コントローラ３００は、第１タイムスタンプＴＳ１、第２タイムスタンプＴＳ２、第３タイムスタンプＴＳ３、及び第４タイムスタンプＴＳ４に基づいて、光パス２Ａ、光パス２Ｂ、及び光パス２Ｃの各々における遅延時間を算出する。コントローラ３００は、各タイムスタンプＴＳの情報及び各光パス２における遅延時間の情報を示す遅延測定結果情報（図５参照）を記憶装置に格納する。
　３－１．ユーザ端末の構成例
　図７は、遅延測定に関連するユーザ端末１０の構成例を示すブロック図である。ユーザ端末１０は、Ｅ／Ｏ変換器とコントローラ１００を含んでいる。Ｅ／Ｏ変換器は、主信号（電気信号）を主光信号ＭＳに変換する。コントローラ１００は、Ｅ／Ｏ変換器から出力される主光信号ＭＳを受け取る。
　コントローラ１００は、付加情報信号重畳部１４０を含んでいる。遅延測定時、付加情報信号重畳部１４０は、第１付加情報信号ＡＳ１を生成し、第１付加情報信号ＡＳ１を主光信号ＭＳに重畳する。より詳細には、付加情報信号重畳部１４０は、搬送波発生器１４１、タイムスタンプ取得部１４３、及び光変調器１５０を含んでいる。
　搬送波発生器１４１は、第１搬送波周波数ｆ１の搬送波を発生させる。タイムスタンプ取得部１４３は、高精度クロック４０－１から時刻情報を取得し、第１タイムスタンプＴＳ１を取得する。タイムスタンプ取得部１４３は、例えばプロセッサにより実現される。
　光変調器１５０は、Ｅ／Ｏ変換器から出力される主光信号ＭＳを光パス１０１を介して受け取る。また、光変調器１５０は、第１搬送波周波数ｆ１の搬送波と第１タイムスタンプＴＳ１に基づいて変調を行い、第１付加情報信号ＡＳ１を生成する。更に、光変調器１５０は、第１付加情報信号ＡＳ１を主光信号ＭＳに重畳することによって、第１光信号ＯＳ１を生成する。そして、光変調器１５０は、生成した第１光信号ＯＳ１を光パス１０５に出力する。
　尚、第１付加情報信号ＡＳ１のフレーム（図４参照）の付加情報格納部には、第１タイムスタンプＴＳ１が格納される。第１付加情報信号ＡＳ１のフレームのＩＤ格納部には、例えば、光変調器１５０の識別情報が格納される。
　３－２．光ノードの構成例
　３－２－１．第１の構成例
　図８は、ＴＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノード２０－１の第１の構成例を示すブロック図である。光ノード２０－１のコントローラ２００は、光分岐器２１０、トリガ生成部２２０、及び付加情報信号重畳部２４０を含んでいる。
　光分岐器２１０には、光パス２０１を介して第１光信号ＯＳ１が入力される。光分岐器２１０は、光パス２０２を介してトリガ生成部２２０に接続されており、また、光パス２０３を介して付加情報信号重畳部２４０に接続されている。光分岐器２１０は、第１光信号ＯＳ１（入力光信号）を分岐し、トリガ生成部２２０と付加情報信号重畳部２４０に転送する。
　トリガ生成部２２０は、遅延測定時に第２付加情報信号ＡＳ２を生成するためのトリガを生成する。より詳細には、トリガ生成部２２０は、光分岐器２１０から入力光信号を受け取る。トリガ生成部２２０は、入力光信号に第１付加情報信号ＡＳ１が含まれているか否かを判定する。入力光信号に第１付加情報信号ＡＳ１が含まれている場合、トリガ生成部２２０は、遅延測定が行われていると判断し、トリガ信号ＴＲを生成する。そして、トリガ生成部２２０は、トリガ信号ＴＲを付加情報信号重畳部２４０に出力する。
　例えば、トリガ生成部２２０は、Ｏ／Ｅ変換器２２１、ローパスフィルタ２２２、及び判定部２２３を含んでいる。Ｏ／Ｅ変換器２２１には、光パス２０２を介して入力光信号が入力される。Ｏ／Ｅ変換器２２１は、入力光信号を電気信号に変換する。電気信号は、ローパスフィルタ２２２を経由して判定部２２３に入力される。ローパスフィルタ２２２は、第１搬送波周波数ｆ１近傍以下の周波数帯域の信号を透過するように構成されている。判定部２２３は、ローパスフィルタ２２２から出力される電気信号を受け取る。判定部２２３は、その電気信号に基づいて、雑音ではない第１付加情報信号ＡＳ１が存在するか否かを判定する。第１付加情報信号ＡＳ１が存在する場合、判定部２２３は、遅延測定が行われていると判断し、トリガ信号ＴＲを付加情報信号重畳部２４０に出力する。判定部２２３は、例えばプロセッサにより実現される。
　このように、トリガ生成部２２０は、入力光信号に第１付加情報信号ＡＳ１が含まれていることを自律的に検知する。言い換えれば、トリガ生成部２２０は、遅延測定が行われていることを自律的に検知する。そして、トリガ生成部２２０は、第１付加情報信号ＡＳ１を検知するとトリガ信号ＴＲを自律的に発出する。上記の構成例により、光通信ネットワーク５内の環境変動等の擾乱による雑音によって誤ったトリガが発出されることを防止することが可能となる。
　付加情報信号重畳部２４０は、トリガ信号ＴＲに応答して、第２付加情報信号ＡＳ２を生成し、第２付加情報信号ＡＳ２を第１光信号ＯＳ１の主光信号ＭＳに重畳する。より詳細には、付加情報信号重畳部２４０は、搬送波発生器２４１、タイムスタンプ取得部２４３、信号遅延部２４５、及び光変調器２５０を含んでいる。
　搬送波発生器２４１は、第１搬送波周波数ｆ１の搬送波を発生させる。タイムスタンプ取得部２４３は、高精度クロック４０－２から時刻情報を取得し、第２タイムスタンプＴＳ２を取得する。タイムスタンプ取得部２４３は、例えば、プロセッサにより実現される。
　信号遅延部２４５には、光パス２０３を介して第１光信号ＯＳ１が入力される。信号遅延部２４５は、第１光信号ＯＳ１を一定時間バッファリングすることにより、第１光信号ＯＳ１を遅延させる。その一定時間は、第１光信号ＯＳ１が光分岐器２１０から光パス２０２に転送されてからトリガ信号ＴＲに応答して第２付加情報信号ＡＳ２が生成されるまでの時間よりも僅かに短くなるように設定される。信号遅延部２４５は、例えば、光ファイバ遅延線により実現される。
　光変調器２５０は、信号遅延部２４５から出力される第１光信号ＯＳ１を受け取る。また、光変調器２５０は、第１搬送波周波数ｆ１の搬送波と第２タイムスタンプＴＳ２に基づいて変調を行い、第２付加情報信号ＡＳ２を生成する。更に、光変調器２５０は、第２付加情報信号ＡＳ２を第１光信号ＯＳ１の主光信号ＭＳに重畳し、第２光信号ＯＳ２を生成する。上述の信号遅延部２４５によって僅かな時間差が与えられているため、主光信号ＭＳに重畳された第１付加情報信号ＡＳ１が光変調器２５０を通過した直後のタイミングに、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される（図６参照）。すなわち、第２付加情報信号ＡＳ２が第１付加情報信号ＡＳ１とオーバーラップしないように、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される。そして、光変調器２５０は、生成した第２光信号ＯＳ２を光パス２０５に出力する。
　尚、第２付加情報信号ＡＳ２のフレーム（図４参照）の付加情報格納部には、第２タイムスタンプＴＳ２が格納される。第２付加情報信号ＡＳ２のフレームのＩＤ格納部には、例えば、光変調器２５０の識別情報が格納される。
　３－２－２．第２の構成例
　図９は、ＴＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノード２０－１の第２の構成例を示すブロック図である。図８で示された第１の構成例と重複する説明は適宜省略する。第２の構成例では、光ノード２０－１のコントローラ２００は、トリガ受信部２３０及び付加情報信号重畳部２４０を含んでいる。
　トリガ受信部２３０は、ネットワーク管理装置５０と通信を行い、ネットワーク管理装置５０からトリガ信号ＴＲを受信する。トリガ受信部２３０は、受信したトリガ信号ＴＲを付加情報信号重畳部２４０に出力する。
　付加情報信号重畳部２４０は、搬送波発生器２４１、タイムスタンプ取得部２４３、及び光変調器２５０を含んでいる。搬送波発生器２４１及びタイムスタンプ取得部２４３は、図８で示された第１の構成例の場合と同様である。光変調器２５０は、光パス２０４を介して第１光信号ＯＳ１を受け取る。光変調器２５０は、第２付加情報信号ＡＳ２を第１光信号ＯＳ１の主光信号ＭＳに重畳し、第２光信号ＯＳ２を生成する。そして、光変調器２５０は、生成した第２光信号ＯＳ２を光パス２０５に出力する。
　ネットワーク管理装置５０とコントローラ２００との間の遅延時間は既知である。また、ネットワーク管理装置５０は、ユーザ端末１０が第１付加情報信号ＡＳ１を送信する遅延測定スケジュールを把握している。ネットワーク管理装置５０は、その遅延測定スケジュールに基づいて、トリガ信号ＴＲの送出タイミングを決定する。より詳細には、ネットワーク管理装置５０は、第１付加情報信号ＡＳ１が光変調器２５０を通過した直後に第２付加情報信号ＡＳ２が重畳されるようなタイミングで、トリガ信号ＴＲをコントローラ２００に送信する。その結果、主光信号ＭＳに重畳された第１付加情報信号ＡＳ１が光変調器２５０を通過した直後のタイミングに、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される（図６参照）。すなわち、第２付加情報信号ＡＳ２が第１付加情報信号ＡＳ１とオーバーラップしないように、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される。
　第２の構成例によれば、光ノード２０－１のコントローラ２００の構成を簡素化することが可能となる。これにより、光ノード２０－１の低コスト化が可能となる。また、光分岐器２１０が不要であるため、光挿入損失の増加も回避することが可能となる。このことは、伝送距離の長延化などに有利である。
　３－３．信号処理装置の構成例
　図１０は、ＴＤＭに基づく遅延測定に関連する信号処理装置３０の構成例を示すブロック図である。信号処理装置３０のコントローラ３００は、Ｏ／Ｅ変換器３１０、分離部３２０、付加情報処理部３４０、及び記憶装置３５０を含んでいる。
　Ｏ／Ｅ変換器３１０には、光ノード２０－１から出力された第２光信号ＯＳ２が入力される。Ｏ／Ｅ変換器３１０は、入力された第２光信号ＯＳ２を電気信号に変換し、その電気信号を分離部３２０に出力する。
　分離部３２０は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号を受け取る。分離部３２０は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号を、第１付加情報信号ＡＳ１（電気信号）、第２付加情報信号ＡＳ２（電気信号）、及び主信号に分離する。
　より詳細には、分離部３２０は、分岐器３２１、ローパスフィルタ３３０、及びハイパスフィルタ３３３を含んでいる。分岐器３２１は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号を分岐し、ローパスフィルタ３３０とハイパスフィルタ３３３に転送する。ローパスフィルタ３３０は、第１搬送波周波数ｆ１近傍以下の周波数帯域の信号を透過するように構成されている。このローパスフィルタ３３０は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号から第１付加情報信号ＡＳ１（電気信号）及び第２付加情報信号ＡＳ２（電気信号）を抽出する。抽出された第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２は、付加情報処理部３４０に出力される。一方、ハイパスフィルタ３３３は、周波数０から第１搬送波周波数ｆ１近傍までの遮断周波数帯域を有する。このハイパスフィルタ３３３は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号から主信号（電気信号）を抽出する。抽出された主信号は、図示されない主信号受信部に転送される。
　付加情報処理部３４０は、第１付加情報信号ＡＳ１を復調して第１タイムスタンプＴＳ１を取得する。同様に、付加情報処理部３４０は、第２付加情報信号ＡＳ２を復調して第２タイムスタンプＴＳ２を取得する。また、付加情報処理部３４０は、第１付加情報信号ＡＳ１が到着したタイミングを反映した第３タイムスタンプＴＳ３（到着タイムスタンプ）を取得する。同様に、付加情報処理部３４０は、第２付加情報信号ＡＳ２が到着したタイミングを反映した第４タイムスタンプＴＳ４（到着タイムスタンプ）を取得する。第３タイムスタンプＴＳ３及び第４タイムスタンプＴＳ４は、高精度クロック４０－３から取得される時刻情報に基づいて得られる。
　このように、付加情報処理部３４０は、第１タイムスタンプＴＳ１、第２タイムスタンプＴＳ２、第３タイムスタンプＴＳ３、及び第４タイムスタンプＴＳ４を取得する。更に、付加情報処理部３４０は、第１タイムスタンプＴＳ１、第２タイムスタンプＴＳ２、第３タイムスタンプＴＳ３、及び第４タイムスタンプＴＳ４に基づいて、光パス２Ａ、光パス２Ｂ、及び光パス２Ｃの各々における遅延時間を算出する。そして、付加情報処理部３４０は、各タイムスタンプＴＳの情報及び各光パス２における遅延時間の情報を示す遅延測定結果情報（図５参照）を記憶装置３５０に格納する。
　付加情報処理部３４０は、例えば、プロセッサにより実現される。記憶装置３５０としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤＤ（Solid State Drive）、等が例示される。
　記憶装置３５０に格納された遅延測定結果情報は、ネットワーク管理装置５０に送られてもよい。例えば、ネットワーク管理装置５０は、遅延測定結果情報に基づいて、ネットワーク品質管理を行う。
　３－４．効果
　以上に説明されたように、本実施の形態によれば、主光信号ＭＳとは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号ＡＳが主光信号ＭＳに重畳される。その付加情報信号ＡＳは、付加情報信号ＡＳが生成されるタイミングを反映したタイムスタンプＴＳを含んでいる。そのようなタイムスタンプＴＳを利用することによって、光通信ネットワーク５における遅延時間の測定が可能となる。
　タイムスタンプＴＳを含む付加情報信号ＡＳは、主光信号ＭＳに重畳され、主光信号ＭＳと共に送出される。従来技術のプローブパケットの場合とは異なり、遅延測定専用の特殊信号が主光信号ＭＳと別に送信されるわけではない。従って、主光信号ＭＳの伝送遅延の増加や、主光信号ＭＳの伝送容量の減少を抑制することが可能となる。
　また、主光信号ＭＳを光電変換することなく、タイムスタンプＴＳを付加することができる。よって、光電変換に伴う処理遅延が発生しない。更に、タイムスタンプＴＳ付与に伴うオーバーヘッド増大が発生しない。
　更に、同じ第１搬送波周波数ｆ１を有する第１付加情報信号ＡＳ１と第２付加情報信号ＡＳ２を時分割多重し、信号干渉を回避することができる。信号処理装置３０は、第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２から、それぞれ、第１タイムスタンプＴＳ１及び第２タイムスタンプＴＳ２を確実に復調することが可能となる。
　また、異なる搬送波周波数を生成する必要がないため、複数種類の搬送波発生器を用意する必要がない。よって、光ノード２０の構成が簡素化される。更に、信号処理装置３０の分離部３２０の構成も簡素化される。これらのことは、各装置の低コスト化に寄与する。
　４．ＦＤＭに基づく遅延測定
　図１１は、本実施の形態に係るＦＤＭに基づく遅延測定に関連する構成例を概略的に示すブロック図である。上述のＴＤＭの場合と重複する説明は適宜省略する。
　ユーザ端末１０は、コントローラ１００を含んでいる。コントローラ１００は、上述のＴＤＭの場合と同様である。
　光ノード２０－１は、コントローラ２００を含んでいる。コントローラ２００は、ユーザ端末１０側の光パス２Ａから入力される第１光信号ＯＳ１（入力光信号）を受け取る。それに応答して、コントローラ２００は、第２付加情報信号ＡＳ２を生成する。第２付加情報信号ＡＳ２の搬送波周波数は、第１付加情報信号ＡＳ１の第１搬送波周波数ｆ１とは異なる「第２搬送波周波数ｆ２」である。コントローラ２００は、第２付加情報信号ＡＳ２を第１光信号ＯＳ１の主光信号ＭＳに重畳することによって、第２光信号ＯＳ２を生成する。このとき、図１１に示されるように、コントローラ２００は、第２付加情報信号ＡＳ２と第１付加情報信号ＡＳ１が少なくとも部分的にオーバーラップするように、第２付加情報信号ＡＳ２を主光信号ＭＳに重畳してもよい。そして、コントローラ２００は、生成した第２光信号ＯＳ２（出力光信号）を信号処理装置３０側の光パス２Ｂに出力する。
　図１２は、ＦＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノード２０－１の第１の構成例を示すブロック図である。光ノード２０－１のコントローラ２００は、光分岐器２１０、トリガ生成部２２０、及び付加情報信号重畳部２４０を含んでいる。光分岐器２１０及びトリガ生成部２２０は、図８で示されたＴＤＭの場合と同様である。
　付加情報信号重畳部２４０は、搬送波発生器２４２、タイムスタンプ取得部２４３、信号遅延部２４６、及び光変調器２５０を含んでいる。搬送波発生器２４２は、第２搬送波周波数ｆ２の搬送波を発生させる。信号遅延部２４６は、第１光信号ＯＳ１を一定時間バッファリングすることにより、第１光信号ＯＳ１を遅延させる。その一定時間は、第１光信号ＯＳ１が光分岐器２１０から光パス２０２に転送されてからトリガ信号ＴＲに応答して第２付加情報信号ＡＳ２が生成されるまでの時間と同程度に設定される。よって、主光信号ＭＳに重畳された第１付加情報信号ＡＳ１が光変調器２５０を通過するタイミングとほぼ同じタイミングに、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される（図１１参照）。すなわち、第２付加情報信号ＡＳ２と第１付加情報信号ＡＳ１が少なくとも部分的にオーバーラップするように、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される。
　図１３は、ＦＤＭに基づく遅延測定に関連する光ノード２０－１の第２の構成例を示すブロック図である。光ノード２０－１のコントローラ２００は、トリガ受信部２３０及び付加情報信号重畳部２４０を含んでいる。トリガ受信部２３０は、図９で示されたＴＤＭの場合と同様である。
　付加情報信号重畳部２４０は、搬送波発生器２４２、タイムスタンプ取得部２４３、及び光変調器２５０を含んでいる。搬送波発生器２４２は、第２搬送波周波数ｆ２の搬送波を発生させる。その他は、図９で示されたＴＤＭの場合と同様である。
　ネットワーク管理装置５０とコントローラ２００との間の遅延時間は既知である。また、ネットワーク管理装置５０は、ユーザ端末１０が第１付加情報信号ＡＳ１を送信する遅延測定スケジュールを把握している。ネットワーク管理装置５０は、その遅延測定スケジュールに基づいて、トリガ信号ＴＲの送出タイミングを決定する。より詳細には、ネットワーク管理装置５０は、第１付加情報信号ＡＳ１が光変調器２５０を通過するタイミングに第２付加情報信号ＡＳ２が重畳されるようなタイミングで、トリガ信号ＴＲをコントローラ２００に送信する。その結果、主光信号ＭＳに重畳された第１付加情報信号ＡＳ１が光変調器２５０を通過するタイミングに、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される（図１１参照）。すなわち、第２付加情報信号ＡＳ２と第１付加情報信号ＡＳ１が少なくとも部分的にオーバーラップするように、第２付加情報信号ＡＳ２が主光信号ＭＳに重畳される。
　図１４は、ＦＤＭに基づく遅延測定に関連する信号処理装置３０の構成例を示すブロック図である。信号処理装置３０のコントローラ３００は、Ｏ／Ｅ変換器３１０、分離部３２０、付加情報処理部３４０、及び記憶装置３５０を含んでいる。Ｏ／Ｅ変換器３１０、付加情報処理部３４０、及び記憶装置３５０は、図１０で示されたＴＤＭの場合と同様である。
　分離部３２０は、分岐器３２２、第１バンドパスフィルタ３３１、第２バンドパスフィルタ３３２、及びハイパスフィルタ３３３を含んでいる。分岐器３２２は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号を分岐し、第１バンドパスフィルタ３３１、第２バンドパスフィルタ３３２、及びハイパスフィルタ３３３に転送する。第１バンドパスフィルタ３３１は、第１搬送波周波数ｆ１近傍の周波数帯域の信号を透過するように構成されている。この第１バンドパスフィルタ３３１は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号から第１付加情報信号ＡＳ１（電気信号）を抽出する。一方、第２バンドパスフィルタ３３２は、第２搬送波周波数ｆ２近傍の周波数帯域の信号を透過するように構成されている。この第２バンドパスフィルタ３３２は、第２光信号ＯＳ２に対応する電気信号から第２付加情報信号ＡＳ２（電気信号）を抽出する。抽出された第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２は、付加情報処理部３４０に出力される。
　このように、第１搬送波周波数ｆ１を有する第１付加情報信号ＡＳ１と第２搬送波周波数ｆ２を有する第２付加情報信号ＡＳ２を周波数分割多重し、信号干渉を回避することができる。信号処理装置３０は、第１付加情報信号ＡＳ１及び第２付加情報信号ＡＳ２から、それぞれ、第１タイムスタンプＴＳ１及び第２タイムスタンプＴＳ２を確実に復調することが可能となる。
　１…光通信システム，　２…光パス，　５…光通信ネットワーク，　１０…ユーザ端末，　２０…光ノード，　３０…信号処理装置，　４０…高精度クロック，　５０…ネットワーク管理装置，　１００…コントローラ，　１０１，１０５…光パス，　１４０…付加情報信号重畳部，　１４１…搬送波発生器，　１４３…タイムスタンプ取得部，　１５０…光変調器，　２００…コントローラ，　２０１，２０２，２０３，２０４，２０５…光パス，　２１０…光分岐器，　２２０…トリガ生成部，　２２１…Ｏ／Ｅ変換器，　２２２…ローパスフィルタ，　２２３…判定部，　２３０…トリガ受信部，　２４０…付加情報信号重畳部，　２４１，２４２…搬送波発生器，　２４３…タイムスタンプ取得部，　２４５，２４６…信号遅延部，　２５０…光変調器，　３００…コントローラ，　３１０…Ｏ／Ｅ変換器，　３２０…分離部，　３２１，３２２…分岐器，　３３０…ローパスフィルタ，　３３１…第１バンドパスフィルタ，　３３２…第２バンドパスフィルタ，　３３３…ハイパスフィルタ，　３４０…付加情報処理部，　３５０…記憶装置，　ｆ１…第１搬送波周波数，　ｆ２…第２搬送波周波数，　ＡＳ…付加情報信号，　ＡＳ１…第１付加情報信号，　ＡＳ２…第２付加情報信号，　ＭＳ…主光信号，　ＯＳ１…第１光信号，　ＯＳ２…第２光信号，　ＴＲ…トリガ信号，　ＴＳ…タイムスタンプ，　ＴＳ１…第１タイムスタンプ，　ＴＳ２…第２タイムスタンプ

Claims (9)

  1. 　光通信ネットワークにおける光パスに接続される光通信装置であって、
    　コントローラを備え、
    　前記コントローラは、
    　　主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成し、
    　　前記付加情報信号を前記主光信号に重畳することによって出力光信号を生成し、
    　　前記出力光信号を前記光パスに出力する
    　ように構成され、
    　前記付加情報信号は、前記付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含む
    　光通信装置。
  2. 　請求項１に記載の光通信装置であって、
    　前記光通信装置は、前記光通信ネットワークにおいて送信装置と受信装置との間の前記光パス上に設けられる光ノードであり、
    　前記送信装置において、第１タイムスタンプを含む第１付加情報信号が前記主光信号に重畳され、
    　前記コントローラは、
    　　前記送信装置側の前記光パスから入力される入力光信号を受け取り、
    　　前記タイムスタンプとして第２タイムスタンプを含む第２付加情報信号を前記付加情報信号として生成し、
    　　前記第２付加情報信号を前記入力光信号の前記主光信号に重畳することによって前記出力光信号を生成し、
    　　前記出力光信号を前記受信装置側の前記光パスに出力する
    　ように構成された
    　光通信装置。
  3. 　請求項２に記載の光通信装置であって、
    　前記第１付加情報信号の前記搬送波周波数と前記第２付加情報信号の前記搬送波周波数は同じであり、
    　前記コントローラは、前記第２付加情報信号が前記第１付加情報信号とオーバーラップしないように、前記第２付加情報信号を前記主光信号に重畳するように構成された
    　光通信装置。
  4. 　請求項２に記載の光通信装置であって、
    　前記第１付加情報信号の前記搬送波周波数は、第１搬送波周波数であり、
    　前記第２付加情報信号の前記搬送波周波数は、前記第１搬送波周波数と異なる第２搬送波周波数である
    　光通信装置。
  5. 　請求項２乃至４のいずれか一項に記載の光通信装置であって、
    　前記コントローラは、更に、
    　　前記入力光信号に前記第１付加情報信号が含まれているか否かを判定し、
    　　前記入力光信号に前記第１付加情報信号が含まれている場合にトリガ信号を生成し、
    　　前記トリガ信号に応答して前記第２付加情報信号を生成する
    　ように構成された
    　光通信装置。
  6. 　請求項２乃至４のいずれか一項に記載の光通信装置であって、
    　前記コントローラは、更に、
    　　前記光通信装置を制御するネットワーク管理装置からトリガ信号を受信し、
    　　前記トリガ信号に応答して前記第２付加情報信号を生成する
    　ように構成された
    　光通信装置。
  7. 　光通信ネットワークにおいて光パスを介して光通信装置と接続される信号処理装置であって、
    　前記光通信装置は、主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成し、前記付加情報信号を前記主光信号に重畳することによって出力光信号を生成し、前記出力光信号を前記光パスに出力するように構成され、
    　前記付加情報信号は、前記付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含み、
    　前記信号処理装置は、コントローラを備え、
    　前記コントローラは、
    　　前記光通信装置から出力される前記出力光信号を前記光パスを介して受信し、
    　　受信した前記出力光信号から前記付加情報信号を抽出し、
    　　前記付加情報信号に含まれる前記タイムスタンプと、前記付加情報信号が前記信号処理装置に到着したタイミングを反映した到着タイムスタンプとを、記憶装置に格納する
    　ように構成された
    　信号処理装置。
  8. 　光通信ネットワークにおける光パスに接続される光通信装置による光通信方法であって、
    　主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成する処理と、
    　前記付加情報信号を前記主光信号に重畳することによって出力光信号を生成する処理と、
    　前記出力光信号を前記光パスに出力する処理と
    　を含み、
    　前記付加情報信号は、前記付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含む
    　光通信方法。
  9. 　光通信ネットワークにおいて光パスを介して光通信装置と接続される信号処理装置による信号処理方法であって、
    　前記光通信装置は、主光信号とは異なる搬送波周波数を有する付加情報信号を生成し、前記付加情報信号を前記主光信号に重畳することによって出力光信号を生成し、前記出力光信号を前記光パスに出力するように構成され、
    　前記付加情報信号は、前記付加情報信号が生成されるタイミングを反映したタイムスタンプを含み、
    　前記信号処理方法は、
    　　前記光通信装置から出力される前記出力光信号を前記光パスを介して受信する処理と、
    　　受信した前記出力光信号から前記付加情報信号を抽出する処理と、
    　　前記付加情報信号に含まれる前記タイムスタンプと、前記付加情報信号が前記信号処理装置に到着したタイミングを反映した到着タイムスタンプとを、記憶装置に格納する処理と
    　を含む
    　信号処理方法。
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