WO2023105669A1 - 管理装置、光ノード装置、光ネットワークシステム、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体 - Google Patents

管理装置、光ノード装置、光ネットワークシステム、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体 Download PDF

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WO2023105669A1
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optical
wavelength conversion
wavelength
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成行 柳町
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日本電気株式会社
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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
    • H04B10/27—Arrangements for networking

Definitions

  • the present invention relates to management devices, optical node devices, optical network systems, control methods, and non-transitory computer-readable media.
  • wavelength division multiplexing technology Wavelength Division Multiplexing: WDM
  • WDM Wavelength Division Multiplexing: DP-QPSK
  • advanced modulation methods such as Differential Quadra-ture Phasa Shift Keying
  • 16-QAM 16-Quadrature Amplitude Modulation
  • Patent Documents 1 and 2 are known as techniques related to signal quality in optical networks.
  • Patent Document 1 discloses a PDL (Polarization Dependent Loss) compensation technique
  • Patent Document 2 discloses a dispersion compensation technique.
  • the present disclosure provides a management device, an optical node device, an optical network system, a control method, and a non-transitory computer-readable medium that can effectively suppress degradation of signal quality. With the goal.
  • a management device is path management means for managing wavelength resources available for paths in an all-optical network including optical node devices that perform wavelength conversion by optical-analog-optical conversion and the usage status of the wavelength resources. and wavelength conversion management means for managing path wavelength conversion information including wavelength conversion in the optical node device constituting the path; and wavelength conversion in the optical node device based on the managed wavelength resource and usage status. and control means for controlling analog compensation in the optical node device based on the wavelength conversion information of the managed path.
  • An optical node device is an optical node device that constitutes an all-optical network, and includes optical receiving means for receiving an optical signal, and wavelength conversion for wavelength-converting the received optical signal by optical-analog-optical conversion. means, an optical transmission means for transmitting the wavelength-converted optical signal, and a node for controlling the wavelength conversion means to perform wavelength conversion and analog compensation in response to a notification from a management device that manages the all-optical network. and a control means.
  • An optical network system includes an all-optical network including an optical node device that performs wavelength conversion by optical-analog-optical conversion, and a management device that manages the all-optical network, the management device comprising: Path management means for managing wavelength resources available for paths in an all-optical network and usage status of said wavelength resources; a conversion management means for controlling wavelength conversion in said optical node device based on said managed wavelength resource and usage status, and analog compensation in said optical node device based on said managed path wavelength conversion information; and a control means for controlling the
  • a control method manages wavelength resources that can be used for paths in an all-optical network that includes optical node devices that perform wavelength conversion by optical-analog-optical conversion, and the usage status of the wavelength resources. and controlling wavelength conversion in the optical node device based on the managed wavelength resource and usage status, and managing the wavelength conversion information of the path including wavelength conversion in the optical node device constituting Analog compensation in the optical node device is controlled based on path wavelength conversion information.
  • a non-transitory computer-readable medium storing a control program according to the present disclosure is a wavelength resource available for a path in an all-optical network equipped with an optical node device that performs wavelength conversion by optical-analog-optical conversion, and the wavelength manages the usage status of resources, manages path wavelength conversion information including wavelength conversion in the optical node device constituting the path, and manages the optical node device based on the managed wavelength resources and the usage status
  • a non-temporary computer storing a control program for controlling wavelength conversion and controlling analog compensation in the optical node device based on the wavelength conversion information of the managed path. It is a readable medium.
  • a management device an optical node device, an optical network system, a control method, and a non-temporary computer-readable medium capable of effectively suppressing degradation of signal quality.
  • FIG. 11 is a functional block diagram showing the configuration of a wavelength converter of a study example
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of another wavelength converter of the study example
  • FIG. 11 is a functional block diagram showing a specific configuration example of another wavelength converter of the study example
  • 1 is a configuration diagram showing the configuration of an all-photonics network of a study example
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a problem in the all-photonics network of the study example
  • It is a functional block diagram showing a schematic configuration of a management device according to an embodiment.
  • 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a node according to the embodiment
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of an optical network system according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration example of each device in the optical network system according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the optical network system according to Embodiment 1;
  • 3 is a functional block diagram showing a configuration example of each device in the optical network system according to Embodiment 2;
  • FIG. 9 is a flow chart showing an operation example of the optical network system according to the second embodiment;
  • 10 is a flow chart showing an operation example of the optical network system according to the third embodiment;
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between NF characteristics and wavelengths according to Embodiment 3;
  • 1 is a configuration diagram showing an overview of hardware of a computer according to an embodiment;
  • wavelength conversion is performed by wavelength converters as needed.
  • a wavelength conversion method all-optical wavelength conversion using nonlinearity of light, wavelength conversion using a transponder function, and the like have been proposed or used.
  • the all-optical wavelength conversion has the advantage of less delay because the wavelength is converted as it is, but has problems such as a large optical loss in the wavelength conversion device and a limited transmission distance.
  • Fig. 1 shows the functional block of a wavelength converter that uses the transponder function.
  • the wavelength converter 900 of the study example comprises a receiver 901 , a transmitter 902 and a digital signal processor 903 .
  • a receiver 901 receives an optical signal of a first wavelength ( ⁇ 1), and after returning it in a digital signal processor 903, a transmitter 902 transmits an optical signal of a second wavelength ( ⁇ 2). This converts the wavelength of the optical signal from ⁇ 1 to ⁇ 2.
  • complete waveform shaping is performed by so-called 3R (re-amplification, waveform shaping, re-timing) reproduction via digital signal processing section 903.
  • 3R re-amplification, waveform shaping, re-timing
  • FIG. 2 shows functional blocks of this configuration.
  • another wavelength converter 910 of the study example includes a receiver 901 and a transmitter 902 like the wavelength converter 900, but does not require the digital signal processor 903.
  • FIG. That is, the other wavelength converter 910 directly returns the analog electric signal output from the receiver 901 to the transmitter 902 without going through the digital signal processing section 903 .
  • FIG. 3 there is a method of providing an analog signal processing unit 913 between a coherent reception front end 911 and a coherent transmission front end 912 to correct the band.
  • another wavelength converter 910 includes a coherent reception front end 911, a coherent transmission front end 912, and an analog signal processing section 913.
  • the coherent reception front end 911 is an optical/electrical converter, and performs coherent detection of an input optical signal ( ⁇ 1) based on a reference light source (local oscillation light: Local oscillator (LO) light). outputs an analog electrical signal SA1.
  • the coherent transmission front end 912 is an electrical/optical converter that coherently modulates the analog electrical signal SA2 obtained by folding back the analog electrical signal SA1 based on the transmission light source and outputs an output optical signal ( ⁇ 2) generated by the modulation. .
  • the wavelength of the output optical signal can be converted from ⁇ 1 to ⁇ 2 depending on the wavelength of the transmission light source.
  • the analog signal processing unit 913 is an analog circuit that performs analog signal processing on the analog electrical signal SA1 so as to compensate for signal quality and generates an analog electrical signal SA2.
  • Analog signal processing is analog compensation processing, and compensates for band degradation, for example.
  • the other wavelength converter 910 may include a front signal monitor 914, a back signal monitor 915, and an analog signal processing controller 916 to control the analog compensation process.
  • the front signal monitor unit 914 monitors the signal characteristics of the analog electrical signal SA1 before analog signal processing.
  • the post-signal monitor unit 915 monitors the signal characteristics of the analog electrical signal SA2 after analog signal processing.
  • the analog signal processing control section 916 controls the analog signal processing operation of the analog signal processing section 913 based on the monitor result of the front signal monitor section 914 or the rear signal monitor section 915 . For example, the band of the analog electric signal SA1 or the analog electric signal SA2 is monitored, and the band adjustment amount in the analog signal processing section 913 is controlled based on the monitoring result.
  • FIG. 4 shows the all-photonics network using OAO conversion and the configuration of the nodes in the study example.
  • the network configuration is shown with a single and straight transmission line configuration for simplification. That is, as shown in FIG. 4, the all-photonics network 800 of the study example includes a plurality of nodes 810, and the nodes 810 are connected via optical transmission lines.
  • Each node 810 includes optical amplifiers 811 and 812 that compensate for transmission loss, a path switch 813, and an OAO wavelength converter pool 814 in which a plurality of OAO wavelength converters are mounted.
  • a path changeover switch 813 is connected between the optical amplifiers 811 and 812, and the path changeover switch 813 switches the path of the path to the OAO wavelength converter pool 814 as necessary. After the path requiring wavelength conversion is connected to the OAO wavelength converter pool 814, the wavelength is converted from ⁇ 1 to ⁇ 2, for example, and sent to the optical transmission line.
  • wavelength conversion is performed at a node 810E close to the receiving end 830, arrival to the node 810E is guaranteed, but if analog compensation is performed on a signal with a poor S/N that has deteriorated, the S/N deteriorates. There is a possibility that it will be accelerated and fall below the minimum reception sensitivity.
  • NF Noise Figure
  • the characteristics may change depending on the wavelength before wavelength conversion and the wavelength after wavelength conversion. For example, when converting from a short wavelength to a short wavelength, the characteristics may be worse than when converting from a long wavelength to a long wavelength.
  • analog compensation techniques have been disclosed as related techniques such as analog PDL compensation technique in Patent Document 1 and analog dispersion compensation technique in Patent Document 2.
  • conventional analog compensation techniques are not designed on the premise that OAO wavelength conversion is arranged, and it is necessary to separately consider network control in consideration of the location of wavelength conversion. Therefore, the embodiments are made in view of the above problems.
  • the first problem is that it is difficult to guarantee path arrival in an all-photonics network using OAO wavelength conversion. The reason is that the signal quality changes depending on the location of wavelength conversion (which location from the transmission node to the reception node).
  • the second problem is that in an all-photonics network using OAO wavelength conversion, it is not possible to achieve uniform path arrival guarantees. This is because some devices, such as optical amplifiers, have wavelength characteristics, and the path quality depends on the wavelength before and after wavelength conversion. Therefore, in the embodiment, a control method in an optical network using analog wavelength conversion is provided, and in particular, a method for ensuring path arrival assurance is provided.
  • FIG. 6 shows a schematic configuration of a management device according to the embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic configuration of a node according to the embodiment.
  • the node 20 is an optical node device that performs wavelength conversion by OAO conversion (optical-analog-optical conversion), and constitutes an all-photonics network (all-optical network).
  • the management device 10 manages and controls the all-photonics network including the nodes 20 .
  • the management device 10 is an NMS (Network Management System) that manages the network.
  • the management device 10 includes a path management section 11, a wavelength conversion management section 12, and a control section 13.
  • the path management unit 11 manages wavelength resources that can be used for paths in the all-photonics network and the usage status of the wavelength resources.
  • the path management unit 11 is, for example, a path database that manages and holds wavelength resources (information) and usage conditions (information).
  • the wavelength conversion management unit 12 manages path wavelength conversion information including wavelength conversion at the nodes 20 constituting the path.
  • the wavelength conversion management unit 12 is, for example, a wavelength conversion management database that manages and holds path wavelength conversion information.
  • the control unit 13 controls wavelength conversion in the node 20 based on the wavelength resource and usage status managed by the path management unit 11, and based on the path wavelength conversion information managed by the wavelength conversion management unit 12, Controls analog compensation at node 20 .
  • the control unit 13 notifies the node 20 of the path wavelength conversion information, thereby controlling the node 20 to perform analog compensation for all wavelength-converted paths in the route before the node 20.
  • wavelength conversion characteristic information including transmission distance before wavelength conversion, transmission distance after wavelength conversion, estimated signal deterioration degree, and analog compensation node identification information may be further managed.
  • the control unit 13 may determine a path candidate for analog compensation based on the wavelength conversion characteristic information, and control the node 20 to perform analog compensation for the determined path. Furthermore, the control unit 13 may divide the entire wavelength band into a plurality of parts and perform wavelength conversion so as to average the NF (Noise Figure) characteristics.
  • NF Noise Figure
  • the node 20 includes an optical receiver 21, a wavelength converter 22, an optical transmitter 23, and a node controller 24.
  • the optical receiver 21 receives an optical signal from an optical transmission line.
  • the wavelength converter 22 converts the wavelength of the optical signal received by the optical receiver 21 by OAO wavelength conversion.
  • the optical transmitter 23 transmits the optical signal wavelength-converted by the wavelength converter 22 to the optical transmission line.
  • the node control unit 24 controls the wavelength conversion unit 22 to perform wavelength conversion and analog compensation in response to the notification from the management device 10 .
  • the node control unit 24 monitors all wavelength-converted paths in the route before the own node 20 according to the path wavelength conversion information notified from the management device 10, and based on the monitoring result, analog You may control so that compensation may be performed. Further, the node control unit 24 may perform control to perform analog compensation on the corresponding path based on the information on the path to be subjected to analog compensation notified from the management device 10 .
  • Embodiment 1 Next, Embodiment 1 will be described. In the present embodiment, an example will be described in which a node monitors all wavelength-converted paths in a path prior to the node and performs analog compensation.
  • FIG. 8 shows a configuration example of an optical network system according to this embodiment.
  • the optical network system 1 according to this embodiment includes an NMS 100 and multiple nodes 200 .
  • a plurality of nodes 200 are connected via optical transmission lines 300 so as to be capable of optical communication.
  • the plurality of nodes 200 and the NMS 100 are also connected via, for example, the optical transmission line 300, but may be communicatively connected via any other transmission line.
  • a plurality of nodes 200 are optical communication devices that perform OAO wavelength conversion.
  • a plurality of nodes 200 constitute an all-photonics network 2 using OAO wavelength conversion.
  • the plurality of nodes 200 form a mesh-shaped network, but may form a network of another form such as a ring-shaped network.
  • the plurality of nodes 200 form paths from a transmission node (transmitting end) to a receiving node (receiving end) under the control of the NMS 100, and transmit data (optical signals) on the paths.
  • the NMS 100 is a management device that manages and controls the All-Photonics Network 2 including multiple nodes 200 .
  • the NMS 100 manages and controls paths configured by the nodes 200 in the All-Photonics Network 2 .
  • the NMS 100 manages the route and wavelength of the path from the transmission node to the reception node, and sets the route and wavelength for the node 200 on the path.
  • FIG. 9 shows a configuration example of each device in the optical network system according to this embodiment.
  • the NMS 100 includes a path database (DB) 101, a wavelength conversion management database (DB) 102, and a network control section 103.
  • DB path database
  • DB wavelength conversion management database
  • 103 network control section
  • the path database 101 manages paths by a plurality of nodes 200 of the all-photonics network 2, and manages and holds wavelength resources (wavelength resource information) that can be used for the paths and the usage status (usage status information) of the wavelength resources. do.
  • the path database 101 holds wavelength resources and usage statuses in each node 200 that constitutes a path.
  • the wavelength resource (wavelength resource information) indicates all wavelengths that can be used in the path, and the usage status (usage status information) indicates the wavelengths used in the path.
  • the wavelength conversion management database 102 manages and holds wavelength conversions by the nodes 200 that make up the path.
  • the wavelength conversion management database 102 holds wavelength conversion information for each node 200 that constitutes a path.
  • the wavelength conversion information is information that can identify the wavelength conversion at each node 200 on the path route. can be shown.
  • the network control unit 103 refers to the path database 101 and the wavelength conversion management database 102, and controls the paths and the nodes 200 that make up the paths.
  • the network control unit 103 performs wavelength conversion on paths that require wavelength conversion based on the wavelength resources and the usage status of the path database 101 . That is, the network control unit 103 instructs each node 200 on the path to perform wavelength conversion on the path as necessary, and stores wavelength conversion information indicating the result of the wavelength conversion in the wavelength conversion management database 102. . Also, the network control unit 103 notifies all the nodes 200 of the wavelength conversion information of all paths in the wavelength conversion management database 102 .
  • the node 200 includes transmission loss compensating optical amplifiers 201 (201a and 201b), optical switches (SW) 202, node loss compensating optical amplifiers 203 (203a and 203b), wavelength switches (WSS: Wavelength Selective Switch) 204 (204a and 204 b), a tap coupler 205 , an optical path monitor 206 , an analog wavelength converter pool 210 and a node controller 207 .
  • the transmission loss compensating optical amplifier 201 is an optical amplifier that compensates for transmission loss that occurs in optical fibers by amplifying optical signals.
  • the transmission loss compensating optical amplifier 201a is a receiving amplifier that receives an optical signal.
  • the transmission loss compensating optical amplifier 201a receives an optical signal in fiber units from an adjacent node on the transmission node side via the input optical fiber 300a, and compensates the transmission loss of the input optical fiber 300a in fiber units.
  • the transmission loss compensation optical amplifier 201 a outputs the optical signal after transmission loss compensation to the optical switch 202 .
  • the transmission loss compensation optical amplifier 201b is a transmission amplifier that transmits an optical signal.
  • the transmission loss compensating optical amplifier 201b compensates for the transmission loss of the optical signal from the optical switch 202 for each fiber.
  • the transmission loss compensating optical amplifier 201b outputs the fiber unit optical signal after transmission loss compensation to the adjacent node on the receiving node side via the output optical fiber 300b.
  • the optical switch 202 is an optical switch capable of switching the optical signal path for each wavelength.
  • the optical switch 202 is connected between the transmission loss compensating optical amplifier 201a on the receiving side and the transmission loss compensating optical amplifier 201b on the transmitting side.
  • the optical switch 202 switches add/drop of a predetermined optical signal (path) according to control from the node controller 207 .
  • the optical switch 202 performs switching on a wavelength-by-wavelength basis with respect to the optical signal of the fiber unit from the transmission loss compensating optical amplifier 201a, and outputs the optical signal of the dropped wavelength to the node loss compensating optical amplifier 203a via the wavelength conversion port. .
  • the optical switch 202 receives an optical signal from the node loss compensating optical amplifier 203b via the wavelength conversion port via the analog wavelength converter pool 210, switches the received optical signal in units of fibers in units of wavelength,
  • the optical signal of the wavelength to be added is output to the transmission loss compensating optical amplifier 201b.
  • the node loss compensating optical amplifier 203 is an optical amplifier that compensates for the loss that occurs at the node by amplifying the optical signal.
  • a node loss compensating optical amplifier 203a on the receiving side (drop side) compensates for the optical signal loss per fiber from the wavelength conversion port of the optical switch 202, and outputs the optical signal after loss compensation to the wavelength switch 204a.
  • the node loss compensating optical amplifier 203b on the transmission side (add side) compensates for the loss of the optical signal for each fiber from the wavelength switch 204b via the analog wavelength converter pool 210, and transmits the optical signal after loss compensation to the optical switch 202. output to the wavelength conversion port of
  • the wavelength switch 204 is an optical switch capable of switching optical signal paths for each wavelength.
  • the wavelength switch 204a on the receiving side separates the optical signal in units of fiber from the node loss compensating optical amplifier 203a into units of wavelength, and sends the separated optical signals to the OAO wavelength converter 211 of the analog wavelength converter pool 210.
  • the wavelength switch 204b on the transmission side bundles the optical signals in units of wavelengths from the OAO wavelength converters 211 of the analog wavelength converter pool 210 into units of fibers, and sends the optical signals in units of fibers to the node loss compensating optical amplifier 203b. Output.
  • the tap coupler 205 taps part or all of the wavelength unit optical signal output from the wavelength switch 204a on the receiving side.
  • Optical path monitor 206 monitors the quality of the optical signal tapped by tap coupler 205 . Under the control of the node controller 207, the tap coupler 205 taps a predetermined optical signal, and the optical path monitor 206 monitors the tapped optical signal.
  • the analog wavelength converter pool 210 includes a plurality of OAO wavelength converters 211.
  • a plurality of OAO wavelength converters 211 are provided corresponding to the wavelength of the input optical signal and the wavelength of the output optical signal.
  • the OAO wavelength converter 211 is a wavelength converter capable of performing OAO wavelength conversion and analog compensation.
  • the OAO wavelength converter 211 includes, for example, a coherent reception front end, a coherent transmission front end, and an analog signal processing section (analog compensator) as shown in FIG. Other configurations may be used as long as conversion is possible.
  • the OAO wavelength converter 211 under the control of the node controller 207, performs analog compensation or wavelength conversion and analog compensation on the optical signal in wavelength units from the wavelength switch 204a.
  • the compensated optical signal is output to the wavelength switch 204b.
  • a compensator that performs band compensation, PDL compensation, dispersion compensation, etc. is installed as an analog compensator in the OAO wavelength converter 211.
  • the optical path monitor 206 differs depending on the configuration of the analog compensator. For example, a spectrum analyzer is used for band compensation, a PDL monitor is used for PDL compensation, and a dispersion monitor is used for dispersion compensation.
  • the node controller 207 controls each device within the node 200 .
  • the node controller 207 controls the operation of each device according to control from the NMS 100.
  • FIG. Upon receiving a wavelength conversion instruction from the NMS 100, the node controller 207 controls the optical switch 202 to switch the corresponding wavelength, and controls the OAO wavelength converter 211 to convert the wavelength. Further, when the node controller 207 receives the wavelength conversion information of all paths from the NMS 100, the node controller 207 determines the path (wavelength) to be monitored, and based on the results monitored by the tap coupler 205 and the optical path monitor 206, the corresponding OA. -O controls the analog compensation of the wavelength converter 211;
  • FIG. 10 is a flowchart showing an operation example of the optical network system according to this embodiment.
  • the NMS 100 first converts the wavelength of the path (S101).
  • the NMS 100 refers to the path database 101, determines the path that requires wavelength conversion based on the wavelength resources and the usage status, and provides the determined path information to the node 200 that performs wavelength conversion. Notice. For example, information for identifying a path, wavelength before conversion, wavelength after conversion, and the like are notified.
  • the node controller 207 of each node 200 controls the optical switch 202 and OAO wavelength converter 211 to convert the wavelength of the corresponding path based on information received from the NMS 100 . Further, when each node 200 performs wavelength conversion, the NMS 100 stores in the wavelength conversion management database 102 path wavelength conversion information indicating that each node 200 has performed wavelength conversion on the path.
  • the NMS 100 notifies the wavelength conversion information of all paths (S102). After completing the wavelength conversion and updating of the wavelength conversion management database 102, the NMS 100 refers to the wavelength conversion management database 102 and notifies the node controllers 207 of all the nodes 200 of the wavelength conversion information of all wavelength-converted paths. .
  • each node 200 performs path drop settings (S103).
  • the node controller 207 determines the paths (wavelengths) to be dropped based on the wavelength conversion information of all paths.
  • a path to be dropped is a path to be monitored (analog compensation candidate). Specifically, from the wavelength conversion information of the path, in the route before the own node (before the own node), the paths that have undergone wavelength conversion by other nodes 200 are extracted, and all the extracted paths (wavelengths) are dropped.
  • the optical switch 202 is set so as to
  • each node 200 connects the wavelength switch 204a to the OAO wavelength converter 211 (S104).
  • the node controller 207 connects the drop-set paths (wavelengths), that is, all paths wavelength-converted in the path before the own node to the post-branching OAO wavelength converter 211.
  • the wavelength switch 204a is set as follows.
  • each node 200 monitors the path (S105).
  • an optical path monitor 206 connected to a tap coupler 205 monitors the quality of paths (wavelengths) set to drop, that is, all wavelength-converted paths in the path before the own node.
  • each node 200 performs analog compensation based on the path monitoring results (S106).
  • the node controller 207 determines whether the quality of the monitored path exceeds a predetermined degradation threshold. If there is a path exceeding the degradation threshold, analog compensation (or wavelength conversion and analog compensation) is performed in the OAO wavelength converter 211 to which the corresponding path is connected. That is, analog compensation is performed in the OAO wavelength converter 211 for paths whose quality has deteriorated below a predetermined threshold, and for paths whose quality has not deteriorated below a predetermined threshold. , and no analog compensation is performed in the OAO wavelength converter 211 . Note that the amount of analog compensation may be adjusted according to the amount of path quality deterioration.
  • each node 200 performs path add setting (S107) and completes the operation (setting) (S108).
  • the node controller 207 changes the dropped path (wavelength), that is, the path subjected to the analog compensation according to the monitor result, to the original Set optical switch 202 and wavelength switch 204b to add to the fiber. Note that the node 200 in the next stage also performs the same operation.
  • the NMS refers to the path database that manages the wavelength resources and usage status in the NMS, and determines whether wavelength conversion is necessary. path information is notified to the node to perform wavelength conversion, and the data is held in the wavelength conversion management database.
  • the NMS refers to the wavelength conversion management database and notifies the node controllers of all nodes of the wavefront conversion information of all wavelength-converted paths. Each node drops all wavelength-converted paths in the path before the own node and monitors the signal quality. Based on the monitored information, each node performs analog compensation (or wavelength conversion and analog compensation) in the OAO wavelength converter for paths exceeding a predetermined degradation threshold. In this way, by monitoring the signal quality of the wavelength-converted path and performing analog compensation according to the deterioration state, it is possible to guarantee the arrival of the path.
  • Embodiment 2 Next, Embodiment 2 will be described. In this embodiment, an example in which the NMS determines a path for analog compensation will be described.
  • FIG. 11 shows a configuration example of each device in the optical network system according to this embodiment.
  • Embodiment 1 Only differences from the configuration in Embodiment 1 will be described, and descriptions of the same configurations will be omitted.
  • each node 200 does not monitor the signal quality of the path. Therefore, in node 200, tap coupler 205 and optical path monitor 206 in the first embodiment are omitted.
  • the NMS 100 has a wavelength conversion characteristic database 104 (DB) in addition to the configuration of the first embodiment.
  • the wavelength conversion characteristic database 104 holds wavelength conversion characteristic information indicating the wavelength conversion characteristic of a path.
  • the wavelength conversion characteristic information includes transmission distance (A) before wavelength conversion, transmission distance (B) after wavelength conversion, estimated signal deterioration degree (C), and analog compensation (band recompensation) node number (D).
  • the wavelength conversion characteristic information preferably includes all of the transmission distance (A) before wavelength conversion, the transmission distance (B) after wavelength conversion, the estimated signal deterioration degree (C), and the analog compensation node number (D). At least any information may be included. For example, it may include an estimated signal impairment degree (C) and an analog compensation node number (D).
  • the transmission distance (A) before wavelength conversion is the transmission distance (for example, the number of hops) from the transmission end to the node where wavelength conversion is performed on the path.
  • the transmission distance (B) after wavelength conversion is the transmission distance from the node subjected to wavelength conversion to the receiving end on the path.
  • the estimated signal degradation (C) is the degradation of the optical signal estimated in the path.
  • the degree of deterioration is the degree of deterioration of the optical signal received at the receiving end with respect to the optical signal transmitted from the transmitting end. For example, the degree of deterioration can be estimated from the transmission distance (A) before wavelength conversion and the transmission distance (B) after wavelength conversion.
  • the analog compensation node number (D) is the number (identification information) of the node that performs analog compensation on the path.
  • the wavelength conversion characteristic information stored in the wavelength conversion characteristic database 104 may be set based on the path wavelength conversion information stored in the wavelength conversion management database 102 . Also, the wavelength conversion characteristic information is map information in which each piece of information is mapped. Specifically, the routes of the paths are shown on a network map showing the connection relationship of each node in the network. The degree of deterioration (C) and analog compensation node number (D) are shown.
  • FIG. 12 is a flow chart showing an operation example of the optical network system according to this embodiment.
  • the NMS 100 first converts the wavelength of the path (S201). As in the first embodiment, when a path request is issued, the NMS 100 refers to the path database 101 that manages wavelength resources and usage conditions, and notifies the relevant node 200 of information on paths that require wavelength conversion. Along with performing wavelength conversion, the wavelength conversion information of the path is held in the wavelength conversion management database 102 .
  • the NMS 100 creates the wavelength conversion characteristic database 104 (S202).
  • the NMS 100 creates a wavelength conversion characteristic database 104 to select paths that are presumed to be deteriorated in advance. Specifically, map information (wavelength conversion characteristic information) and holds the map information in the wavelength conversion characteristics database 104 .
  • map information wavelength conversion characteristic information
  • the transmission distance (A) before wavelength conversion and the transmission distance (B) after wavelength conversion are obtained from the wavelength conversion information (route and wavelength conversion node) of the path, and the transmission distance (A) before wavelength conversion is obtained.
  • the estimated signal degradation degree (C) is obtained from the transmission distance (B) after wavelength conversion.
  • a node that performs analog compensation is selected from the nodes on the path that can be analog compensated, and an analog compensation node number (D) is specified.
  • the NMS 100 notifies the information of the analog compensation target path (S203).
  • the NMS 100 notifies the determined analog compensation target path wavelength conversion information (wavelength conversion management database 102) and path wavelength conversion characteristic information (wavelength conversion characteristic database 104) to the node 200 that performs analog compensation.
  • the analog compensation node number (D) of path 1 is 8
  • the information of path 1 is notified to node 200 with node number 8
  • the analog compensation node number (D) of path 2 is 9. Therefore, the information of the path 2 is notified to the node 200 with the node number 9 .
  • the notified node 200 performs drop setting for the path (S204).
  • the node controller 207 sets the optical switch 202 to drop the notified path (wavelength) for analog compensation.
  • the node 200 connects the wavelength switch 204a to the OAO wavelength converter 211 (S205).
  • the node controller 207 sets the wavelength switch 204 a so that the drop-set analog compensation path is connected to the OAO wavelength converter 211 after demultiplexing.
  • the relevant node 200 performs analog compensation for the relevant path (S206).
  • the OAO wavelength converter 211 performs analog compensation (or wavelength conversion and analog compensation) on the relevant path connected to the OAO wavelength converter 211 .
  • the node 200 performs path add setting (S207), and completes the operation (setting) (S208).
  • the node controller 207 controls the optical switch 202 and the optical switch 202 so that the dropped path (wavelength) is added to the original fiber.
  • Embodiment 3 Next, Embodiment 3 will be described. Since the configuration in this embodiment may be the same as in either Embodiment 1 or Embodiment 2, the description of the configuration is omitted.
  • FIG. 13 is a flow chart showing the operation of the optical network system according to this embodiment.
  • the NMS 100 first converts the wavelength of the path in consideration of the wavelength characteristics (S301).
  • the NMS 100 issues a path request, the NMS 100 refers to the path database 101 that manages wavelength resources and usage conditions, notifies the node 200 of information on the path that requires wavelength conversion, and performs wavelength conversion.
  • the management database 102 holds the wavelength conversion information of the paths.
  • the NMS 100 performs wavelength conversion in consideration of the wavelength characteristics of devices in the network.
  • the wavelength characteristic is the NF characteristic of an optical amplifier mounted on the node 200, or the like.
  • the NF characteristic of the optical amplifier is characterized in that the short wavelength side is inferior to the long wavelength side.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram showing NF characteristics and an algorithm for wavelength allocation. For example, the entire wavelength band is divided into 10, and wavelength conversion is performed based on the wavelength band so that the NF characteristics are averaged.
  • the NF characteristics can be averaged by controlling the node 200 to convert wavelength band 1 to wavelength band 10, wavelength band 4 to wavelength band 5, and the like.
  • the wavelength is converted between wavelength bands in which the amount of decrease (amount of deterioration) with respect to the average value is equal to the amount of increase (amount of improvement) with respect to the average value (absolute values are equal). It should be noted that the operation after S102 is the same as the operation in the first embodiment, so the explanation is omitted.
  • wavelength conversion may be performed in consideration of the wavelength characteristics of devices in the network.
  • the entire wavelength band may be divided into a plurality of bands, and wavelength conversion may be performed so as to average the NF characteristics.
  • wavelength conversion may be performed so as to average the NF characteristics.
  • Each configuration in the above-described embodiments is configured by hardware or software, or both, and may be configured from one piece of hardware or software, or may be configured from multiple pieces of hardware or software.
  • Each device and each function (process) may be implemented by a computer 30 having a processor 31 such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory 32 as a storage device, as shown in FIG.
  • a program for performing the method (management method or control method) in the embodiment may be stored in the memory 32, and each function may be realized by executing the program stored in the memory 32 with the processor 31.
  • These programs contain instructions (or software code) that, when read into a computer, cause the computer to perform one or more of the functions described in the embodiments.
  • the program may be stored in a non-transitory computer-readable medium or a tangible storage medium.
  • computer readable media or tangible storage media may include random-access memory (RAM), read-only memory (ROM), flash memory, solid-state drives (SSD) or other memory technology, CDs - ROM, digital versatile disc (DVD), Blu-ray disc or other optical disc storage, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disc storage or other magnetic storage device.
  • the program may be transmitted on a transitory computer-readable medium or communication medium.
  • transitory computer readable media or communication media include electrical, optical, acoustic, or other forms of propagated signals.
  • a management device comprising (Appendix 2) By notifying the optical node device of the wavelength conversion information of the path, the control means causes the optical node device on the path to perform wavelength conversion on all paths before the optical node device. control to perform analog compensation, The management device according to appendix 1. (Appendix 3) wavelength conversion characteristic management means for managing wavelength conversion characteristic information indicating the wavelength conversion characteristic of the path; The control means determines a path candidate for analog compensation based on the wavelength conversion characteristic information, and controls the optical node device to perform analog compensation for the determined path. The management device according to appendix 1.
  • the wavelength conversion characteristic information includes a transmission distance before wavelength conversion on the path, a transmission distance on the path after wavelength conversion, an estimated degree of signal degradation of the path, and identification information of a node that performs analog compensation on the path.
  • the management device according to appendix 3.
  • the control means divides the entire wavelength band into a plurality of parts, and controls the wavelength conversion so that the NF (Noise Figure) characteristics are averaged. 5.
  • the management device according to any one of appendices 1 to 4.
  • An optical node device that constitutes an all-optical network, an optical receiving means for receiving an optical signal; wavelength conversion means for wavelength-converting the received optical signal by optical-analog-optical conversion; and optical transmission means for transmitting the wavelength-converted optical signal; node control means for controlling the wavelength conversion means to perform wavelength conversion and analog compensation in response to a notification from a management device that manages the all-optical network;
  • An optical node device comprising: (Appendix 7) monitoring means for monitoring the optical signal input to the wavelength conversion means; The node control means, based on the wavelength conversion information of the paths notified from the management device, monitors all the paths including the own device and wavelength-converted in the route before the own device by the monitoring means.
  • the optical node device according to appendix 6.
  • the node control means controls to perform analog compensation for a path whose quality is degraded below a predetermined threshold among the monitored paths.
  • the optical node device according to appendix 7. (Appendix 9) The node control means controls to perform analog compensation for the corresponding path based on the information of the analog compensation target path notified from the management device.
  • the optical node device 6.
  • An all-optical network comprising an optical node device that performs wavelength conversion by optical-analog-optical conversion, and a management device that manages the all-optical network,
  • the management device path management means for managing wavelength resources available for paths in the all-optical network and the usage status of the wavelength resources; wavelength conversion management means for managing wavelength conversion information of a path including wavelength conversion in the optical node device constituting the path; Control means for controlling wavelength conversion in the optical node device based on the managed wavelength resource and usage status, and controlling analog compensation in the optical node device based on the wavelength conversion information of the managed path.
  • An optical network system comprising (Appendix 11) managing wavelength resources available for paths in an all-optical network having optical node devices that perform wavelength conversion by optical-analog-optical conversion and the usage status of the wavelength resources; managing wavelength conversion information of a path including wavelength conversion in the optical node device constituting the path; controlling wavelength conversion in the optical node device based on the managed wavelength resource and usage status, and controlling analog compensation in the optical node device based on the wavelength conversion information of the managed path; control method.
  • Appendix 12 managing wavelength resources available for paths in an all-optical network having optical node devices that perform wavelength conversion by optical-analog-optical conversion and the usage status of the wavelength resources; managing wavelength conversion information of a path including wavelength conversion in the optical node device constituting the path; controlling wavelength conversion in the optical node device based on the managed wavelength resource and usage status, and controlling analog compensation in the optical node device based on the wavelength conversion information of the managed path;
  • a non-transitory computer-readable medium storing a control program for causing a computer to execute processing.
  • (Appendix 13) A control method in an all-photonics network using analog wavelength conversion in which wavelength conversion is performed by directly connecting an analog signal output of an optical receiver to an analog signal input of an optical transmitter,
  • the NMS has a path database that manages wavelength resources and usage, Equipped with a wavelength management database for managing wavelength conversion information,
  • a path control method wherein wavelength conversion is performed based on the path database, and analog compensation is performed with reference to the wavelength conversion management database.
  • Supplementary note 13 wherein a node on a communication path refers to the information in the wavelength conversion management base, monitors all wavelength-converted paths in a path before the own node, and performs analog compensation based on monitor information. The path control method described in .
  • the NMS has a wavelength conversion characteristics database that holds transmission distances before wavelength conversion, transmission distances after wavelength conversion, estimated signal degradation, and analog compensation node numbers, and refers to the wavelength conversion characteristics database to perform analog compensation. 14.
  • a network management system comprising the path control method according to appendix 13.
  • An optical network device comprising the path control method according to appendix 13.
  • An optical network control program comprising the path control method according to supplementary note 13.
  • Optical Network System 2 All-Photonics Network 10 Management Device 11 Path Management Unit 12 Wavelength Conversion Management Unit 13 Control Unit 20 Node 21 Optical Reception Unit 22 Wavelength Conversion Unit 23 Optical Transmission Unit 24 Node Control Unit 30 Computer 31 Processor 32 Memory 100 NMS 101 Path database 102 Wavelength conversion management database 103 Network control unit 104 Wavelength conversion characteristic database 200 Node 201 Transmission loss compensation optical amplifier 202 Optical switch 203 Node loss compensation optical amplifier 204 Wavelength switch 205 Tap coupler 206 Optical path monitor 207 Node controller 210 Analog wavelength conversion device pool 211 OAO wavelength converter 300 optical transmission lines 300a, 300b optical fiber

Landscapes

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Abstract

管理装置（１０）は、光－アナログ－光変換により波長変換を行うノードを備えたフォトニクス・ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と波長資源の使用状況とを管理するパス管理部（１１）と、パスを構成するノードにおける波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する波長変換管理部（１２）と、管理された波長資源及び使用状況に基づいて、ノードにおける波長変換を制御するとともに、管理されたパスの波長変換情報に基づいて、ノードにおけるアナログ補償を制御する制御部（１３）と、を備える。

Description

管理装置、光ノード装置、光ネットワークシステム、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体
　本発明は、管理装置、光ノード装置、光ネットワークシステム、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体に関する。
　近年、スマートフォンに代表される携帯端末の急速な普及と、端末の高度化による高精細画像等の大容量データ通信により、ネットワークに流れるトラフィックは急速な伸びを続けている。ある調査によると、国内の２０２０年度のブロードバンド契約者の総ダウンロードトラフィックは約１９Ｔｂｐｓで年率約５７％の割合で増大を続けており、今後もトラフィックの増大が見込まれている。これに対し、大容量通信を支えるコアネットワークでは、複数の異なる波長の光信号を１本の光ファイバに多重して伝送する波長分割多重技術（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）、ＤＰ－ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ　Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｑｕａｄｒａ－ｔｕｒｅ　Ｐｈａｓａ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）、１６－ＱＡＭ（１６－Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）等の高度変調方式など、大容量化のニーズにこたえる技術の開発が進められてきた。さらに、無線通信における５Ｇサービスの進展に伴い、大容量化だけでなく、ネットワークの低遅延化のニーズも高まっている。これらのニーズに対して、近年ではＮＴＴが主導するＩＯＷＮ（Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）構想では、大容量かつ低遅延のネットワークを実現するオールフォトニクス・ネットワークが提唱されている。オールフォトニクス・ネットワークは、関連するスイッチングノードにおける電気変換を伴うネットワークと異なり、すべてのパスにおいて光のまま伝送する。このため、電気のスイッチの容量に束縛されることなく大容量で通信が可能なだけでなく、電気変換に伴う遅延がなく、低遅延化も図ることができる。
　しかしながら、光ファイバ内においては、同一の波長が使えないため、異なる方路からスイッチングノードに来た同一波長のパスを同一ファイバに収容できず、効率的なパス制御ができない問題がある。これに対しては、スイッチングノードにおいて、波長変換器を用いて波長を切り替え、同一ファイバに収容する方法がとられる。
　また、光ネットワークにおける信号品質に関連する技術として、例えば、特許文献１や２が知られている。特許文献１には、ＰＤＬ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　Ｌｏｓｓ：偏波依存性損失）補償技術が開示され、特許文献２には、分散補償技術が開示されている。
特開２０１５－１８６２３０号公報 特開２０１０－２０６５３９号公報
　しかしながら、これまでの関連する技術では、オールフォトニクス・ネットワークにおいて適用される波長変換まで考慮されていないため、パスにおける信号品質の劣化を効果的に抑えることは困難である。
　本開示は、このような課題に鑑み、信号品質の劣化を効果的に抑えることが可能な管理装置、光ノード装置、光ネットワークシステム、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することを目的とする。
　本開示に係る管理装置は、光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理するパス管理手段と、前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する波長変換管理手段と、前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する制御手段と、を備えるものである。
　本開示に係る光ノード装置は、全光ネットワークを構成する光ノード装置であって、光信号を受信する光受信手段と、前記受信した光信号を光－アナログ－光変換により波長変換する波長変換手段と前記波長変換された光信号を送信する光送信手段と、前記全光ネットワークを管理する管理装置からの通知に応じて、前記波長変換手段において波長変換及びアナログ補償を実行するよう制御するノード制御手段と、を備えるものである。
　本開示に係る光ネットワークシステムは、光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークと、前記全光ネットワークを管理する管理装置とを備え、前記管理装置は、前記全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理するパス管理手段と、前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する波長変換管理手段と、前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する制御手段と、を備えるものである。
　本開示に係る制御方法は、光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理し、前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理し、前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御するものである。
　本開示に係る制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体は、光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理し、前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理し、前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する、処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体である。
　本開示によれば、信号品質の劣化を効果的に抑えることが可能な管理装置、光ノード装置、光ネットワークシステム、制御方法、及び非一時的なコンピュータ可読媒体を提供することができる。
検討例の波長変換器の構成を示す機能ブロック図である。 検討例の他の波長変換器の構成を示す機能ブロック図である。 検討例の他の波長変換器の具体的な構成例を示す機能ブロック図である。 検討例のオールフォトニクス・ネットワークの構成を示す構成図である。 検討例のオールフォトニクス・ネットワークにおける課題を説明するための図である。 実施の形態に係る管理装置の概要構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態に係るノードの概要構成を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係る光ネットワークシステムの構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係る光ネットワークシステムにおける各装置の構成例を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係る光ネットワークシステムの動作例を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る光ネットワークシステムにおける各装置の構成例を示す機能ブロック図である。 実施の形態２に係る光ネットワークシステムの動作例を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る光ネットワークシステムの動作例を示すフローチャートである。 実施の形態３に係るＮＦ特性と波長の関係を示す図である。 実施の形態に係るコンピュータのハードウェアの概要を示す構成図である。
　以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図面においては、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
（実施の形態に至る検討）
　上記のように、オールフォトニクス・ネットワークにおけるノードでは、波長変換器により必要に応じて波長変換が行われる。波長変換の方法として、光の非線形性を利用した全光波長変換、トランスポンダ機能を利用した波長変換などが、提唱、あるいは、利用されている。全光波長変換では、光のまま波長変換を行うため遅延が少ない利点があるが、波長変換デバイスの光損失が大きく、伝送可能距離が制限される等の問題がある。
　トランスポンダ機能を利用した波長変換器の機能ブロックを図１に示す。図１に示すように、検討例の波長変換器９００は、受信器９０１、送信器９０２、デジタル信号処理部９０３を備えている。受信器９０１は、第１の波長（λ１）の光信号を受信し、デジタル信号処理部９０３で折り返した後、送信器９０２から第２の波長（λ２）の光信号を送信する。これにより、光信号の波長をλ１からλ２に変換する。波長変換器９００では、デジタル信号処理部９０３を介して、いわゆる３Ｒ（増幅:Ｒｅ－ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ、波形整形:Ｒｅ－ｓｈａｐｉｎｇ、ビット間隔調整:Ｒｅ－ｔｉｍｉｎｇ）再生で完全な波形成型がなされるため、伝送距離制限はなくなるが、デジタル信号処理部９０３での遅延が発生する問題がある。
　そこで、デジタル信号処理部を介さず送信器、受信器間のアナログ電気信号を折り返す構成を検討する（以下、この構成による波長変換をＯ－Ａ－Ｏ（optical-analog- optical）波長変換と記載する）。本構成の機能ブロックを図２に示す。図２に示すように、検討例の他の波長変換器９１０は、波長変換器９００と同様に受信器９０１及び送信器９０２を備えるが、デジタル信号処理部９０３は不要となる。すなわち、他の波長変換器９１０では、受信器９０１から出力されたアナログ電気信号を、デジタル信号処理部９０３を介さずに、送信器９０２へ直接折り返す。
　本構成においては、デジタル信号処理を施さないため、これまでの経路の伝送路で蓄積された信号劣化を補償する別の機能を付け加える必要がある。例えば、図３に示すように、コヒーレント受信フロントエンド９１１とコヒーレント送信フロントエンド９１２間にアナログ信号処理部９１３を設け、帯域を補正する等の方法がある。
　図３の例では、他の波長変換器９１０は、コヒーレント受信フロントエンド９１１、コヒーレント送信フロントエンド９１２、アナログ信号処理部９１３を備える。コヒーレント受信フロントエンド９１１は、光／電変換器であり、入力される入力光信号（λ１）を参照光源（局部発振光：Local oscillator（LO）光）に基づいてコヒーレント検波し、検波により生成されたアナログ電気信号ＳＡ１を出力する。コヒーレント送信フロントエンド９１２は、電／光変換器であり、アナログ電気信号ＳＡ１を折り返したアナログ電気信号ＳＡ２を送信光源に基づいてコヒーレント変調し、変調により生成された出力光信号（λ２）を出力する。例えば、送信光源の波長に応じて出力光信号の波長をλ１からλ２に変換することができる。アナログ信号処理部９１３は、信号品質を補償するようアナログ電気信号ＳＡ１に対しアナログ信号処理を行い、アナログ電気信号ＳＡ２を生成するアナログ回路である。アナログ信号処理は、アナログ補償処理であり、例えば、帯域劣化等を補償する。
　また、図３に示すように、アナログ補償処理を制御するため、他の波長変換器９１０は、前置信号モニタ部９１４、後置信号モニタ部９１５、アナログ信号処理制御部９１６を備えてもよい。前置信号モニタ部９１４は、アナログ信号処理前のアナログ電気信号ＳＡ１の信号特性をモニタする。後置信号モニタ部９１５は、アナログ信号処理後のアナログ電気信号ＳＡ２の信号特性をモニタする。アナログ信号処理制御部９１６は、前置信号モニタ部９１４、または、後置信号モニタ部９１５のモニタ結果に基づいて、アナログ信号処理部９１３のアナログ信号処理の動作を制御する。例えば、アナログ電気信号ＳＡ１、または、アナログ電気信号ＳＡ２の帯域をモニタし、そのモニタ結果に基づいて、アナログ信号処理部９１３における帯域調整量を制御する。
　図４に、検討例における、Ｏ－Ａ－Ｏ変換を用いたオールフォトニクス・ネットワーク、および、ノードの構成を示す。図４では、ネットワーク構成を、単純化のために単一、かつ、直線の伝送路構成で示している。すなわち、図４に示すように、検討例のオールフォトニクス・ネットワーク８００は、複数のノード８１０を備えており、各ノード８１０の間は光伝送路を介して接続されている。
　各ノード８１０は、伝送損失を補償する光アンプ８１１及び８１２、経路切替スイッチ８１３、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器を複数搭載したＯ－Ａ－Ｏ波長変換器プール８１４を備えている。光アンプ８１１と光アンプ８１２の間に経路切替スイッチ８１３が接続され、経路切替スイッチ８１３は必要に応じてパスの経路をＯ－Ａ－Ｏ波長変換器プール８１４へ切り替える。波長変換を必要なパスがＯ－Ａ－Ｏ波長変換器プール８１４に接続されたのち、例えばλ１からλ２に波長が変換され、光伝送路に送出される。
　しかしながら、既存のネットワークにおいてはネットワーク範囲（例えば１０ホップ以内）内では、どのパスにどの波長を割り当てても到達が保証されるようにあらかじめ設計されているが、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換をネットワーク内に設置すると、波長変換の場所（送信ノードから受信ノードのどの場所に設置するか）により信号品質が変化するため、到達の保証が困難であるという課題がある。例えば、図５に示すように、ノード８１０ＡでＯ－Ａ－Ｏ波長変換を行う場合、送信端８２０から近く、あまり信号劣化が進んでいないため、アナログ補償の効果が薄く、また、残りの伝送路が長いため途中で最小受信感度を下回ってしまう可能性がある。また、受信端８３０に近いノード８１０Ｅで波長変換を行う場合、ノード８１０Ｅまでの到達は保証されているが、劣化が進んだＳ／Ｎの悪い信号にアナログ補償を行うとかえってＳ／Ｎ劣化が助長し最小受信感度を下回ってしまう可能性がある。
　また、ネットワーク内には光アンプ等の波長特性をもつデバイスがあり、例えば、ＮＦ（Ｎｏｉｓｅ　Ｆｉｇｕｒｅ）は短波長側で特性が悪い特徴がある。このため、波長変換時の波長変換前波長、波長変換後波長によっては特性が変わる可能性がある。例えば、短波長から短波長に変換する場合は、長波長から長波長に変換する場合に比較して特性が悪くなる可能性がある。
　上記のように、関連する技術として、特許文献１においてはアナログのＰＤＬ補償技術、特許文献２においてはアナログの分散補償技術等が開示されるなど、これまで多数のアナログ補償技術が開示されている。しかしながら、これまでのアナログ補償技術は、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換が配置される前提で設計されておらず、上記の波長変換の場所を考慮したネットワーク制御を別途考慮する必要がある。そこで、実施の形態は、上記の課題を鑑みてなされるものである。
　具体的には、２つの主要な問題点が考えられる。第１の問題点は、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を用いたオールフォトニクス・ネットワークにおいて、パスの到達保証が困難なことである。その理由は、波長変換の場所（送信ノードから受信ノードのどの場所に設置するか）により信号品質が変化するためである。第２の問題点は、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を用いたオールフォトニクス・ネットワークにおいて、パスの到達保証の均一化が図れないことである。その理由は、光アンプ等の波長特性をもつデバイスがあり、波長変換前後の波長にパスの品質が依存するためである。そこで、実施の形態では、アナログ波長変換を用いた光ネットワークにおける制御方法を提供し、特に、パスの到達保証性を確保するための方法を提供する。
（実施の形態の概要）
　図６は、実施の形態に係る管理装置の概要構成を示し、図７は、実施の形態に係るノードの概要構成を示している。
　ノード２０は、Ｏ－Ａ－Ｏ変換（光－アナログ－光変換）により波長変換を行う光ノード装置であり、オールフォトニクス・ネットワーク（全光ネットワーク）を構成する。管理装置１０は、ノード２０を含むオールフォトニクス・ネットワークを管理及び制御する。例えば、管理装置１０は、ネットワークを管理するＮＭＳ（Network Management System）である。
　図６に示すように、管理装置１０は、パス管理部１１、波長変換管理部１２、制御部１３を備えている。パス管理部１１は、オールフォトニクス・ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と、波長資源の使用状況とを管理する。パス管理部１１は、例えば、波長資源（情報）及び使用状況（情報）を管理及び保持するパスデータベースである。
　波長変換管理部１２は、パスを構成するノード２０における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する。波長変換管理部１２は、例えば、パスの波長変換情報を管理及び保持する波長変換管理データベースである。
　制御部１３は、パス管理部１１により管理された波長資源及び使用状況に基づいて、ノード２０における波長変換を制御するとともに、波長変換管理部１２により管理されたパスの波長変換情報に基づいて、ノード２０におけるアナログ補償を制御する。例えば、制御部１３は、パスの波長変換情報をノード２０に通知することにより、ノード２０が、当該ノード２０よりも前の経路において波長変換された全てのパスに対しアナログ補償を行うよう制御してもよい。
　また、波長変換前の伝送距離、波長変換後の伝送距離、推定信号劣化度、アナログ補償ノード識別情報を含む波長変換特性情報をさらに管理してもよい。この場合、制御部１３は、波長変換特性情報に基づいて、アナログ補償を行うパスの候補を決定し、決定したパスに対しアナログ補償を行うようノード２０を制御してもよい。さらに、制御部１３は、全波長帯を複数に分割し、ＮＦ（Noise Figure）特性が平均化されるように波長変換を行うよう制御してもよい。
　図７に示すように、ノード２０は、光受信部２１、波長変換部２２、光送信部２３、ノード制御部２４を備えている。光受信部２１は、光伝送路から光信号を受信する。波長変換部２２は、光受信部２１により受信した光信号をＯ－Ａ－Ｏ波長変換により波長変換する。光送信部２３は、波長変換部２２により波長変換された光信号を光伝送路へ送信する。
　ノード制御部２４は、管理装置１０からの通知に応じて、波長変換部２２において波長変換及びアナログ補償を実行するよう制御する。例えば、ノード制御部２４は、管理装置１０から通知されるパスの波長変換情報に応じて、自ノード２０よりも前の経路において波長変換された全てのパスをモニタし、モニタ結果に基づいてアナログ補償を行うよう制御してもよい。また、ノード制御部２４は、管理装置１０から通知されるアナログ補償対象のパスの情報に基づいて、該当するパスに対しアナログ補償を行うよう制御してもよい。
　このような構成により、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を用いたオールフォトニクス・ネットワークにおいて、パスの信号品質の劣化を効果的に抑えることができる。すなわち、第１の効果として、波長変換を行ったパスにおけるノードが適切にアナログ補償を行うことで、パスの到達を保証することが可能となる。また、第２の効果として、ＮＦ特性が平均化されるように波長変換を行うことにより、パスの到達保証の均一化が可能となる。
（実施の形態１）
　次に、実施の形態１について説明する。本実施の形態では、ノードにおいて、当該ノードよりも前の経路において波長変換された全てのパスをモニタし、アナログ補償を行う例について説明する。
＜システム構成＞
　まず、図８及び図９を用いて、本実施の形態の構成について説明する。図８は、本実施の形態に係る光ネットワークシステムの構成例を示している。図８に示すように、本実施の形態に係る光ネットワークシステム１は、ＮＭＳ１００、複数のノード２００を備えている。複数のノード２００の間は、光伝送路３００を介して光通信可能に接続されている。複数のノード２００とＮＭＳ１００の間も、例えば光伝送路３００を介して接続されるが、他の任意の伝送路により通信可能に接続されてもよい。
　複数のノード２００は、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を行う光通信装置である。すなわち、複数のノード２００は、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を用いたオールフォトニクス・ネットワーク２を構成する。図８の例では、複数のノード２００は、メッシュ形状のネットワークを構成するが、リング形状等別の他の形態のネットワークを構成しても良い。また、複数のノード２００は、ＮＭＳ１００からの制御に応じて、送信ノード（送信端）から受信ノード（受信端）までのパスを構成し、パスの経路上でデータ（光信号）を伝送する。
　ＮＭＳ１００は、複数のノード２００を含むオールフォトニクス・ネットワーク２を管理及び制御する管理装置である。ＮＭＳ１００は、オールフォトニクス・ネットワーク２においてノード２００が構成するパスを管理及び制御する。ＮＭＳ１００は、送信ノードから受信ノードまでのパスの経路や波長を管理し、パス上のノード２００に対し経路や波長を設定する。
　図９は、本実施の形態に係る光ネットワークシステムにおける各装置の構成例を示している。図９に示すように、ＮＭＳ１００は、パスデータベース（ＤＢ）１０１、波長変換管理データベース（ＤＢ）１０２、ネットワーク制御部１０３を備えている。
　パスデータベース１０１は、オールフォトニクス・ネットワーク２の複数のノード２００によるパスを管理し、パスに使用可能な波長資源（波長資源情報）と、その波長資源の使用状況（使用状況情報）を管理及び保持する。パスデータベース１０１は、パスを構成する各ノード２００における波長資源及び使用状況を保持する。波長資源（波長資源情報）は、パスで使用可能な全ての波長を示し、使用状況（使用状況情報）は、パスに使用されている波長を示す。
　波長変換管理データベース１０２は、パスを構成するノード２００による波長変換を管理及び保持する。波長変換管理データベース１０２は、パスを構成する各ノード２００における波長変換情報を保持する。波長変換情報は、パスの経路上の各ノード２００における波長変換を識別可能な情報であり、例えば、各ノード２００の波長変換の有無を示してもよいし、各ノードの変換前後の波長等を示してもよい。
　ネットワーク制御部１０３は、パスデータベース１０１及び波長変換管理データベース１０２を参照し、パス及びパスを構成するノード２００を制御する。ネットワーク制御部１０３は、パスデータベース１０１の波長資源及び使用状況に基づいて、波長変換が必要なパスの波長変換を行う。すなわち、ネットワーク制御部１０３は、パス上の各ノード２００に対し必要に応じてパスの波長変換を行うよう指示し、波長変換を行った結果を示す波長変換情報を波長変換管理データベース１０２に保持する。また、ネットワーク制御部１０３は、波長変換管理データベース１０２の全てのパスの波長変換情報を全てのノード２００へ通知する。
　また、ノード２００は、伝送損失補償光アンプ２０１（２０１ａ及び２０１ｂ）、光スイッチ（ＳＷ）２０２、ノード損失補償光アンプ２０３（２０３ａ及び２０３ｂ）、波長スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）２０４（２０４ａ及び２０４ｂ）、タップカプラ２０５、光パスモニタ２０６、アナログ波長変換器プール２１０、ノードコントローラ２０７を備えている。
　伝送損失補償光アンプ２０１は、光信号を増幅することで、光ファイバにおいて生じる伝送損失を補償する光アンプである。伝送損失補償光アンプ２０１ａは、光信号を受信する受信アンプである。伝送損失補償光アンプ２０１ａは、入力光ファイバ３００ａを介して、送信ノード側の隣接ノードからファイバ単位の光信号を受け、入力光ファイバ３００ａの伝送損失をファイバ単位で補償する。伝送損失補償光アンプ２０１ａは、伝送損失補償後の光信号を光スイッチ２０２へ出力する。
　伝送損失補償光アンプ２０１ｂは、光信号を送信する送信アンプである。伝送損失補償光アンプ２０１ｂは、光スイッチ２０２からの光信号の伝送損失をファイバ単位で補償する。伝送損失補償光アンプ２０１ｂは、伝送損失補償後のファイバ単位の光信号を、出力光ファイバ３００ｂを介して、受信ノード側の隣接ノードへ出力する。
　光スイッチ２０２は、波長単位に光信号の経路を切り替え可能な光スイッチである。光スイッチ２０２は、受信側の伝送損失補償光アンプ２０１ａと送信側の伝送損失補償光アンプ２０１ｂの間に接続される。光スイッチ２０２は、ノードコントローラ２０７からの制御に応じて、所定の光信号（パス）のａｄｄ／ｄｒｏｐを切り替える。光スイッチ２０２は、伝送損失補償光アンプ２０１ａからのファイバ単位の光信号に対し波長単位にスイッチングを行い、ｄｒｏｐする波長の光信号を、波長変換ポートを介してノード損失補償光アンプ２０３ａへ出力する。また、光スイッチ２０２は、アナログ波長変換器プール２１０経由で、ノード損失補償光アンプ２０３ｂから波長変換ポートを介して光信号を受け、受けたファイバ単位の光信号に対し波長単位にスイッチングを行い、ａｄｄする波長の光信号を伝送損失補償光アンプ２０１ｂへ出力する。
　ノード損失補償光アンプ２０３は、光信号を増幅することで、ノードにおいて生じる損失を補償する光アンプである。受信側（ｄｒｏｐ側）のノード損失補償光アンプ２０３ａは、光スイッチ２０２の波長変換ポートからのファイバ単位の光信号の損失を補償し、損失補償後の光信号を波長スイッチ２０４ａへ出力する。送信側（ａｄｄ側）のノード損失補償光アンプ２０３ｂは、アナログ波長変換器プール２１０経由で、波長スイッチ２０４ｂからのファイバ単位の光信号の損失を補償し、損失補償後の光信号を光スイッチ２０２の波長変換ポートへ出力する。
　波長スイッチ２０４は、波長単位に光信号の経路を切り替え可能な光スイッチである。受信側の波長スイッチ２０４ａは、ノード損失補償光アンプ２０３ａからのファイバ単位の光信号を波長単位に分離し、分離した光信号をアナログ波長変換器プール２１０のＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１へ出力する。送信側の波長スイッチ２０４ｂは、アナログ波長変換器プール２１０のＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１からの波長単位の光信号をファイバ単位に束ね、ファイバ単位の光信号をノード損失補償光アンプ２０３ｂへ出力する。
　タップカプラ２０５は、受信側の波長スイッチ２０４ａから出力された波長単位の光信号の一部または全部をタップする。光パスモニタ２０６は、タップカプラ２０５がタップした光信号の品質をモニタする。ノードコントローラ２０７からの制御に応じて、タップカプラ２０５が所定の光信号をタップし、光パスモニタ２０６がタップされた光信号をモニタする。
　アナログ波長変換器プール２１０は、複数のＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１を含む。Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１は、入力される光信号の波長及び出力する光信号の波長に対応して複数設けられる。Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１は、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を行うとともに、アナログ補償を行うことが可能な波長変換器である。Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１は、例えば、図３に示したような、コヒーレント受信フロントエンド、コヒーレント送信フロントエンド、アナログ信号処理部（アナログ補償器）を備えるが、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換が可能であれば、その他の構成でもよい。Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１は、ノードコントローラ２０７からの制御に応じて、波長スイッチ２０４ａからの波長単位の光信号に対しアナログ補償、あるいは、波長変換とアナログ補償を行い、波長変換またはアナログ補償を行った光信号を波長スイッチ２０４ｂへ出力する。
　例えば、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１内のアナログ補償器として、帯域補償、ＰＤＬ補償、分散補償等を行う補償器を設置する。また、光パスモニタ２０６は、アナログ補償器の構成により異なり、例えば、帯域補償を行う場合はスペクトラムアナライザ、ＰＤＬ補償を行う場合にはＰＤＬモニタ、分散補償を行う場合には分散モニタを用いる。
　ノードコントローラ２０７は、ノード２００内の各デバイスを制御する。ノードコントローラ２０７は、ＮＭＳ１００からの制御に応じて各デバイスの動作を制御する。ノードコントローラ２０７は、ＮＭＳ１００から波長変換の指示を受信すると、光スイッチ２０２により該当する波長を切り替えるよう制御し、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１により波長を変換するよう制御する。また、ノードコントローラ２０７は、ＮＭＳ１００から全てのパスの波長変換情報を受信すると、モニタするパス（波長）を決定し、タップカプラ２０５及び光パスモニタ２０６によりモニタした結果に基づいて、該当するＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１のアナログ補償を制御する。
＜システム動作＞
　次に、図８及び図９を参照しつつ、図１０を用いて、本実施の形態の動作について説明する。図１０は、本実施の形態に係る光ネットワークシステムの動作例を示すフローチャートである。
　図１０に示すように、まず、ＮＭＳ１００は、パスの波長変換を行う（Ｓ１０１）。ＮＭＳ１００は、パスリクエストが発行されると、パスデータベース１０１を参照し、波長資源及び使用状況に基づいて波長変換が必要なパスを決定し、決定したパスの情報を、波長変換を行うノード２００に通知する。例えば、パスを識別する情報や、変換前の波長、変換後の波長等を通知する。各ノード２００のノードコントローラ２０７は、ＮＭＳ１００から受信する情報に基づいて、該当するパスの波長を変換するよう光スイッチ２０２及びＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１を制御する。また、各ノード２００が波長変換を行うと、ＮＭＳ１００は、パスにおいて各ノード２００が波長変換を行ったことを示すパスの波長変換情報を、波長変換管理データベース１０２に保持する。
　次に、ＮＭＳ１００は、全てのパスの波長変換情報を通知する（Ｓ１０２）。ＮＭＳ１００は、波長変換及び波長変換管理データベース１０２の更新が終わると、波長変換管理データベース１０２を参照し、波長変換された全てのパスの波長変換情報を、全てのノード２００のノードコントローラ２０７に通知する。
　次に、各ノード２００は、パスのｄｒｏｐ設定を行う（Ｓ１０３）。各ノード２００において、ＮＭＳ１００から全てのパスの波長変換情報を受信すると、ノードコントローラ２０７は、全てのパスの波長変換情報に基づき、ｄｒｏｐするパス（波長）を決定する。ｄｒｏｐするパスは、モニタ対象（アナログ補償候補）のパスである。具体的には、パスの波長変換情報から、自ノード以前（自ノードより前）の経路において、他のノード２００が波長変換を行ったパスを抽出し、抽出した全てのパス（波長）をｄｒｏｐするように光スイッチ２０２を設定する。
　次に、各ノード２００は、波長スイッチ２０４ａをＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１に接続する（Ｓ１０４）。各ノード２００において、ノードコントローラ２０７は、ｄｒｏｐ設定したパス（波長）、すなわち、自ノード以前の経路において波長変換された全てのパスが、分波後Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１に接続されるように波長スイッチ２０４ａを設定する。
　次に、各ノード２００は、パスをモニタする（Ｓ１０５）。各ノード２００において、タップカプラ２０５に接続された光パスモニタ２０６は、ｄｒｏｐ設定したパス（波長）、すなわち、自ノード以前の経路において波長変換された全てのパスの品質をモニタする。
　次に、各ノード２００は、パスのモニタ結果に基づき、アナログ補償を実施する（Ｓ１０６）。各ノード２００において、ノードコントローラ２０７は、モニタされたパスの品質が、あらかじめ決められた劣化スレッショルドを超えているか否か判定する。劣化スレッショルドを超えたパスがある場合、該当するパスが接続されたＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１において、アナログ補償（あるいは波長変換とアナログ補償）を実施する。すなわち、品質が所定の閾値よりも劣化しているパスに対しては、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１においてアナログ補償を行い、品質が所定の閾値よりも劣化していないパスに対しては、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１においてアナログ補償を行わない。なお、パスの品質の劣化量に応じて、アナログ補償量を調整してもよい。
　次に、各ノード２００は、パスのａｄｄ設定を行い（Ｓ１０７）、動作（設定）を完了する（Ｓ１０８）。各ノード２００において、モニタ結果に応じてアナログ補償が実施されると、ノードコントローラ２０７は、ｄｒｏｐされたパス（波長）、すなわち、モニタ結果に応じてアナログ補償が実施されたパスが、もとのファイバにａｄｄされるように光スイッチ２０２、および、波長スイッチ２０４ｂを設定する。なお、次段のノード２００でも同一の動作を行う。
　以上のように、本実施の形態では、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を用いたオールフォトニクス・ネットワークにおいて、ＮＭＳはＮＭＳにある波長資源と使用状況を管理するパスデータベースを参照し、波長変換が必要なパスの情報を当該ノードに通知して波長変換を行うとともに、波長変換管理データベースにデータを保持する。ＮＭＳは波長変換管理データベースを参照し、波長変換された全てのパスの波頭変換情報を、全てのノードのノードコントローラに通知する。各ノードにおいては、自ノード以前の経路において波長変換された全てのパスをｄｒｏｐし、信号品質をモニタする。各ノードは、モニタ情報に基づき、あらかじめ決められた劣化スレッショルドを超えたパスに関し、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器において、アナログ補償（あるいは波長変換とアナログ補償）を実施する。このように、波長変換されたパスの信号品質を監視し、劣化状況に応じてアナログ補償を行うことにより、パスの到達を保証することが可能となる。
（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、ＮＭＳがアナログ補償を行うパスを決定する例について説明する。
＜システム構成＞
　まず、図１１を用いて、本実施の形態の構成について説明する。図１１は、本実施の形態に係る光ネットワークシステムにおける各装置の構成例を示している。ここでは、実施の形態１における構成との差異のみ説明し、同一の構成については説明を省略する。
　本実施の形態においては、各ノード２００においてパスの信号品質をモニタしない。このため、ノード２００では、実施の形態１におけるタップカプラ２０５、および、光パスモニタ２０６は省略されている。
　また、ＮＭＳ１００は、実施の形態１の構成に加えて、波長変換特性データベース１０４（ＤＢ）を備えている。波長変換特性データベース１０４は、パスの波長変換特性を示す波長変換特性情報を保持する。波長変換特性情報は、波長変換前の伝送距離（Ａ）、波長変換後の伝送距離（Ｂ）、推定信号劣化度（Ｃ）、アナログ補償（帯域再補償）ノード番号（Ｄ）を含む。波長変換特性情報は、波長変換前の伝送距離（Ａ）、波長変換後の伝送距離（Ｂ）、推定信号劣化度（Ｃ）、アナログ補償ノード番号（Ｄ）の全てを含むことが好ましいが、少なくともいずれかの情報を含んでいてもよい。例えば、推定信号劣化度（Ｃ）とアナログ補償ノード番号（Ｄ）を含んでいてもよい。
　波長変換前の伝送距離（Ａ）は、パスにおいて送信端から波長変換を行ったノードまでの伝送距離（例えばホップ数）である。波長変換後の伝送距離（Ｂ）は、パスにおいて波長変換を行ったノードから受信端までの伝送距離である。推定信号劣化度（Ｃ）は、パスにおいて推定される光信号の劣化度である。劣化度は、送信端から送信される光信号に対し受信端で受信される光信号の劣化度である。例えば、劣化度は、波長変換前の伝送距離（Ａ）及び波長変換後の伝送距離（Ｂ）から推定できる。アナログ補償ノード番号（Ｄ）は、パスにおいてアナログ補償を行うノードの番号（識別情報）である。波長変換特性データベース１０４に格納される波長変換特性情報は、波長変換管理データベース１０２に格納されたパスの波長変換情報に基づいて設定されてもよい。また、波長変換特性情報は、各情報をマップ化したマップ情報である。具体的には、ネットワークにおける各ノードの接続関係を示すネットワークマップ上にパスの経路を示し、各パスについて、波長変換前の伝送距離（Ａ）、波長変換後の伝送距離（Ｂ）、推定信号劣化度（Ｃ）、アナログ補償ノード番号（Ｄ）を示している。
＜システム動作＞
　次に、図６及び図１１を参照しつつ、図１２を用いて、本実施の形態の動作について説明する。図１２は、本実施の形態に係る光ネットワークシステムの動作例を示すフローチャートである。
　図１２に示すように、まず、ＮＭＳ１００は、パスの波長変換を行う（Ｓ２０１）。実施の形態１と同様に、ＮＭＳ１００は、パスリクエストが発行されると、波長資源と使用状況を管理するパスデータベース１０１を参照し、波長変換が必要なパスの情報を当該ノード２００に通知して波長変換を行うとともに、波長変換管理データベース１０２にパスの波長変換情報を保持する。
　次に、ＮＭＳ１００は、波長変換特性データベース１０４を作成する（Ｓ２０２）。ＮＭＳ１００は、波長変換特性データベース１０４を作成することにより、あらかじめ劣化が進んでいると想定されるパスを選別する。具体的には、波長変換前の伝送距離（Ａ）、波長変換後の伝送距離（Ｂ）、推定信号劣化度（Ｃ）、アナログ補償ノード番号（Ｄ）をマップ化したマップ情報（波長変換特性情報）を生成し、マップ情報を波長変換特性データベース１０４に保持する。例えば、各パスについて、パスの波長変換情報（経路及び波長変換ノード）から波長変換前の伝送距離（Ａ）及び波長変換後の伝送距離（Ｂ）を求め、波長変換前の伝送距離（Ａ）及び波長変換後の伝送距離（Ｂ）から推定信号劣化度（Ｃ）を求める。パス上でアナログ補償可能なノードからアナログ補償を行うノードを選択し、アナログ補償ノード番号（Ｄ）を特定する。ＮＭＳ１００は、波長変換特性データベース１０４を参照し、マップ情報に応じてアナログ補償を行うパスの候補を決定する。例えば、パスの推定信号劣化度（Ｃ）に基づいて、アナログ補償対象のパスを決定する。具体例を挙げると、到達可能性を保証するホップ数を１０とし、パス１（Ａ＝１、Ｂ＝９、Ｃ＝５、Ｄ＝８）、パス２（Ａ＝７、Ｂ＝３、Ｃ＝６、Ｄ＝９）である場合、Ｃ＝５以上をアナログ補償対象とすると、パス１、および、パス２がアナログ補償対象と決定される。
　次に、ＮＭＳ１００は、アナログ補償対象のパスの情報を通知する（Ｓ２０３）。ＮＭＳ１００は、決定したアナログ補償対象のパスの波長変換情報（波長変換管理データベース１０２）、パスの波長変換特性情報（波長変換特性データベース１０４）を、アナログ補償を行うノード２００へ通知する。上記具体例では、パス１のアナログ補償ノード番号（Ｄ）が８であるため、パス１の情報をノード番号８のノード２００へ通知し、パス２のアナログ補償ノード番号（Ｄ）が９であるため、パス２の情報をノード番号９のノード２００へ通知する。
　次に、通知された当該ノード２００は、パスのｄｒｏｐ設定を行う（Ｓ２０４）。当該ノード２００において、ＮＭＳ１００からアナログ補償対象のパスの情報を受信すると、ノードコントローラ２０７は、通知されたアナログ補償対象のパス（波長）をｄｒｏｐするように光スイッチ２０２を設定する。
　次に、当該ノード２００は、波長スイッチ２０４ａをＯ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１に接続する（Ｓ２０５）。当該ノード２００において、ノードコントローラ２０７は、ｄｒｏｐ設定したアナログ補償対象のパスが、分波後Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１に接続されるように波長スイッチ２０４ａを設定する。
　次に、当該ノード２００は、該当パスのアナログ補償を実施する（Ｓ２０６）。当該ノード２００において、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１に接続した該当パスに対して、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器２１１により、アナログ補償（あるいは波長変換とアナログ補償）を実施する。
　次に、当該ノード２００は、パスのａｄｄ設定を行い（Ｓ２０７）、動作（設定）を完了する（Ｓ２０８）。当該ノード２００において、アナログ補償対象のパスに対しアナログ補償が実施されると、ノードコントローラ２０７は、ｄｒｏｐされたパス（波長）が、もとのファイバにａｄｄされるように光スイッチ２０２、および、波長スイッチ２０４ｂを設定する。なお、本動作は、ＮＭＳ１００から通知を受けた当該ノード２００のみで行う。
　以上のように、本実施の形態では、Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換を用いたオールフォトニクス・ネットワークにおいて、アナログ補償を行う別の手法として、波長変換前の伝送距離、波長変換後の伝送距離、推定信号劣化度、アナログ補償ノード番号をマップ化した波長変換特性データベースを作成し、保持するとともに、マップに応じてアナログ補償を行うパスの候補を決定し、当該パスのみアナログ補償を行う。このように、波長変換されたパスの信号品質をあらかじめ計算し、劣化状況に応じてアナログ補償を行うことにより、パスの到達を保証することが可能となる。
（実施の形態３）
　次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態における構成は、実施の形態１、および、実施の形態２のどちらでも構わないため、構成の記載については省略する。
＜システム動作＞
　次に、図８及び図９を参照しつつ、図１３及び図１４を用いて、本実施の形態の動作について説明する。図１３は、本実施の形態に係る光ネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。
　図１３に示すように、ます、ＮＭＳ１００は、波長特性を考慮してパスの波長変換を行う（Ｓ３０１）。ＮＭＳ１００は、パスリクエストが発行されると、波長資源と使用状況を管理するパスデータベース１０１を参照し、波長変換が必要なパスの情報を当該ノード２００に通知して波長変換を行うとともに、波長変換管理データベース１０２にパスの波長変換情報を保持する。
　このとき、ＮＭＳ１００は、ネットワーク内のデバイスの波長特性を考慮して波長変換を行う。例えば、波長特性は、ノード２００に搭載された光アンプにおけるＮＦ特性等である。光アンプのＮＦ特性は、短波長側が長波長側に比較して特性が劣るという特徴がある。図１４はＮＦ特性と、波長割り当てのアルゴリズムを示した概念図である。例えば、全波長帯を１０分割し、波長帯に基づいて、ＮＦ特性が平均化されるように波長変換を行う。一例では、ノード２００において、波長帯１を波長帯１０へ変換、波長帯４を波長帯５へ変換等するよう制御することで、ＮＦ特性を平均化できる。すなわち、平均値に対する減少量（劣化量）と平均値に対する増加量（向上量）が等しい量（絶対値が等しい）の波長帯間で波長を変換する。なお、Ｓ１０２以降は、実施の形態１の動作と同じなため、説明を省略する。
　以上のように、本実施の形態では、ネットワーク内のデバイスの波長特性を考慮して波長変換を行ってもよい。例えば、全波長帯を複数に分割し、ＮＦ特性が平均化されるように波長変換を行ってもよい。このように、ＮＦ等の特性を考慮して波長変換を行うことにより、パスの品質が均一化されるとともに、アナログ補償が必要なパスを削減することが可能である。
　なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
　上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。各装置及び各機能（処理）を、図１５に示すような、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ３１及び記憶装置であるメモリ３２を有するコンピュータ３０により実現してもよい。例えば、メモリ３２に実施形態における方法（管理方法や制御方法）を行うためのプログラムを格納し、各機能を、メモリ３２に格納されたプログラムをプロセッサ３１で実行することにより実現してもよい。
　これらのプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。
　以上、実施の形態を参照して本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではない。本開示の構成や詳細には、本開示のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理するパス管理手段と、
　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する波長変換管理手段と、
　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する制御手段と、
　を備える管理装置。
（付記２）
　前記制御手段は、前記パスの波長変換情報を前記光ノード装置に通知することにより、前記パスにおける前記光ノード装置が、前記光ノード装置よりも前の経路において波長変換された全てのパスに対しアナログ補償を行うよう制御する、
　付記１に記載の管理装置。
（付記３）
　前記パスの波長変換特性を示す波長変換特性情報を管理する波長変換特性管理手段を備え、
　前記制御手段は、前記波長変換特性情報に基づいて、アナログ補償を行うパスの候補を決定し、前記決定したパスに対しアナログ補償を行うよう前記光ノード装置を制御する、
　付記１に記載の管理装置。
（付記４）
　前記波長変換特性情報は、前記パスにおける波長変換前の伝送距離、前記パスにおける波長変換後の伝送距離、前記パスの推定信号劣化度、前記パスにおいてアナログ補償を行うノードの識別情報を含む、
　付記３に記載の管理装置。
（付記５）
　前記制御手段は、全波長帯を複数に分割し、ＮＦ（Noise Figure）特性が平均化されるように前記波長変換を行うよう制御する、
　付記１乃至４のいずれか一項に記載の管理装置。
（付記６）
　全光ネットワークを構成する光ノード装置であって、
　光信号を受信する光受信手段と、
　前記受信した光信号を光－アナログ－光変換により波長変換する波長変換手段と
　前記波長変換された光信号を送信する光送信手段と、
　前記全光ネットワークを管理する管理装置からの通知に応じて、前記波長変換手段において波長変換及びアナログ補償を実行するよう制御するノード制御手段と、
　を備える光ノード装置。
（付記７）
　前記波長変換手段に入力される光信号をモニタするモニタ手段を備え、
　前記ノード制御手段は、前記管理装置から通知されるパスの波長変換情報に基づいて、自装置を含むパスであって自装置よりも前の経路において波長変換された全てのパスを前記モニタ手段によりモニタし、前記モニタ結果に基づいてアナログ補償を行うよう制御する、
　付記６に記載の光ノード装置。
（付記８）
　前記ノード制御手段は、前記モニタしたパスのうち、品質が所定の閾値よりも劣化しているパスに対しアナログ補償を行うよう制御する、
　付記７に記載の光ノード装置。
（付記９）
　前記ノード制御手段は、前記管理装置から通知されるアナログ補償対象のパスの情報に基づいて、該当するパスに対しアナログ補償を行うよう制御する、
　付記６に記載の光ノード装置。
（付記１０）
　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークと、前記全光ネットワークを管理する管理装置とを備え、
　前記管理装置は、
　　前記全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理するパス管理手段と、
　　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する波長変換管理手段と、
　　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する制御手段と、
　を備える光ネットワークシステム。
（付記１１）
　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理し、
　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理し、
　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する、
　制御方法。
（付記１２）
　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理し、
　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理し、
　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する、
　処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
（付記１３）
　光受信器のアナログ信号出力を光送信器のアナログ信号入力に直接接続して波長変換を行うアナログ波長変換を用いたオールフォトニクス・ネットワークにおける制御方式であって、
　ＮＭＳは波長資源と使用状況を管理するパスデータベースと、
　波長変換情報を管理する波長管理データベースを具備し、
　前記パスデータベースに基づき波長変換を行うとともに、前記波長変換管理データベースを参照してアナログ補償を行うことを特徴とするパス制御方式。
（付記１４）
　通信経路上のノードにおいて、前記波長変換管理ベースの情報を参照し、自ノード以前の経路において波長変換されたすべてのパスをモニタし、モニタ情報に基づきアナログ補償を行うことを特徴とする付記１３に記載のパス制御方式。
（付記１５）
　前記ＮＭＳは波長変換前の伝送距離、波長変換後の伝送距離、推定信号劣化度、アナログ補償ノード番号を保持した波長変換特性データベース具備し、前記波長変換特性データベースを参照してアナログ補償を行うパスの候補を決定するとともに、前記パスのみアナログ補償を行うことを特徴とする付記１３に記載のパス制御方式。
（付記１６）
　全波長帯を複数に分割し、ＮＦ特性が平均化されるように前記波長変換を行うことを特徴とする付記１３乃至１４のいずれかに記載のパス制御方式。
（付記１７）
　付記１３に記載のパス制御方式を具備することを特徴とするネットワークマネージメントシステム。
（付記１８）
　付記１３に記載のパス制御方式を具備することを特徴とする光ネットワーク装置。
（付記１９）
　付記１３に記載のパス制御方式を具備することを特徴とする光ネットワーク制御プログラム。
１　　　光ネットワークシステム
２　　　オールフォトニクス・ネットワーク
１０　　管理装置
１１　　パス管理部
１２　　波長変換管理部
１３　　制御部
２０　　ノード
２１　　光受信部
２２　　波長変換部
２３　　光送信部
２４　　ノード制御部
３０　　コンピュータ
３１　　プロセッサ
３２　　メモリ
１００　ＮＭＳ
１０１　パスデータベース
１０２　波長変換管理データベース
１０３　ネットワーク制御部
１０４　波長変換特性データベース
２００　ノード
２０１　伝送損失補償光アンプ
２０２　光スイッチ
２０３　ノード損失補償光アンプ
２０４　波長スイッチ
２０５　タップカプラ
２０６　光パスモニタ
２０７　ノードコントローラ
２１０　アナログ波長変換器プール
２１１　Ｏ－Ａ－Ｏ波長変換器
３００　光伝送路
３００ａ、３００ｂ　光ファイバ

Claims (12)

  1. 　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理するパス管理手段と、
    　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する波長変換管理手段と、
    　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する制御手段と、
    　を備える管理装置。
  2. 　前記制御手段は、前記パスの波長変換情報を前記光ノード装置に通知することにより、前記パスにおける前記光ノード装置が、前記光ノード装置よりも前の経路において波長変換された全てのパスに対しアナログ補償を行うよう制御する、
    　請求項１に記載の管理装置。
  3. 　前記パスの波長変換特性を示す波長変換特性情報を管理する波長変換特性管理手段を備え、
    　前記制御手段は、前記波長変換特性情報に基づいて、アナログ補償を行うパスの候補を決定し、前記決定したパスに対しアナログ補償を行うよう前記光ノード装置を制御する、
    　請求項１に記載の管理装置。
  4. 　前記波長変換特性情報は、前記パスにおける波長変換前の伝送距離、前記パスにおける波長変換後の伝送距離、前記パスの推定信号劣化度、前記パスにおいてアナログ補償を行うノードの識別情報を含む、
    　請求項３に記載の管理装置。
  5. 　前記制御手段は、全波長帯を複数に分割し、ＮＦ（Noise Figure）特性が平均化されるように前記波長変換を行うよう制御する、
    　請求項１乃至４のいずれか一項に記載の管理装置。
  6. 　全光ネットワークを構成する光ノード装置であって、
    　光信号を受信する光受信手段と、
    　前記受信した光信号を光－アナログ－光変換により波長変換する波長変換手段と
    　前記波長変換された光信号を送信する光送信手段と、
    　前記全光ネットワークを管理する管理装置からの通知に応じて、前記波長変換手段において波長変換及びアナログ補償を実行するよう制御するノード制御手段と、
    　を備える光ノード装置。
  7. 　前記波長変換手段に入力される光信号をモニタするモニタ手段を備え、
    　前記ノード制御手段は、前記管理装置から通知されるパスの波長変換情報に基づいて、自装置を含むパスであって自装置よりも前の経路において波長変換された全てのパスを前記モニタ手段によりモニタし、前記モニタ結果に基づいてアナログ補償を行うよう制御する、
    　請求項６に記載の光ノード装置。
  8. 　前記ノード制御手段は、前記モニタしたパスのうち、品質が所定の閾値よりも劣化しているパスに対しアナログ補償を行うよう制御する、
    　請求項７に記載の光ノード装置。
  9. 　前記ノード制御手段は、前記管理装置から通知されるアナログ補償対象のパスの情報に基づいて、該当するパスに対しアナログ補償を行うよう制御する、
    　請求項６に記載の光ノード装置。
  10. 　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークと、前記全光ネットワークを管理する管理装置とを備え、
    　前記管理装置は、
    　　前記全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理するパス管理手段と、
    　　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理する波長変換管理手段と、
    　　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する制御手段と、
    　を備える光ネットワークシステム。
  11. 　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理し、
    　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理し、
    　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する、
    　制御方法。
  12. 　光－アナログ－光変換により波長変換を行う光ノード装置を備えた全光ネットワークにおけるパスに使用可能な波長資源と前記波長資源の使用状況とを管理し、
    　前記パスを構成する前記光ノード装置における波長変換を含むパスの波長変換情報を管理し、
    　前記管理された波長資源及び使用状況に基づいて、前記光ノード装置における波長変換を制御するとともに、前記管理されたパスの波長変換情報に基づいて、前記光ノード装置におけるアナログ補償を制御する、
    　処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
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