WO2023238317A1 - 光伝送装置および光伝送管理方法 - Google Patents

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WO2023238317A1 PCT/JP2022/023256 JP2022023256W WO2023238317A1 WO 2023238317 A1 WO2023238317 A1 WO 2023238317A1 JP 2022023256 W JP2022023256 W JP 2022023256W WO 2023238317 A1 WO2023238317 A1 WO 2023238317A1
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light
wavelength conversion
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春香 巳波
剛志 関
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H04B10/29—Repeaters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems

Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission device and an optical transmission management method.
  • the optical signals may be significantly attenuated in the middle of the transmission path, or the transmission quality may deteriorate. is expected to occur. Therefore, in order to ensure that the optical signal transmitted from the transmitting node reaches the receiving node, one or more relay nodes are generally placed in the middle of the transmission path to amplify the attenuated optical signal and It is necessary to correct bit errors that occur during the process.
  • relay nodes since it is usually necessary to place relay nodes at regular intervals, when performing long-distance optical transmission, many relay nodes are connected to the middle of the transmission path between the sending node and the receiving node. .
  • Each relay node in an optical transmission system usually has an electrical termination function. That is, the received optical signal is once converted into an electrical signal, and the information of the converted electrical signal is relayed. Furthermore, when processing electrical signal information, transmission quality data (Pre-FEC BER, dispersion compensation amount, polarization mode dispersion amount, polarization dependent loss) at the relay node can be obtained.
  • transmission quality data Pre-FEC BER, dispersion compensation amount, polarization mode dispersion amount, polarization dependent loss
  • Non-Patent Document 1 discloses a technology for an optical transport network that omits electrical termination processing in an optical node device. Furthermore, Non-Patent Document 1 discloses the introduction of a wavelength conversion function for converting the wavelength of an optical signal to another wavelength in an optical node device passing through in order to efficiently use limited wavelength resources.
  • each relay node is equipped with an electrical termination function, transmission quality data can be obtained for each relay node. Therefore, by comparing the transmission quality data of each relay node, it is possible to determine whether or not a failure has occurred in each section.
  • an optical splitter at the relay node, for example.
  • one optical signal received by a relay node is split into two paths using an optical splitter, and the main signal on one path is relayed as an optical signal, while the optical signal on the other path is converted into an electrical signal. It is used to obtain transmission quality data.
  • the signal delay of the optical main signal due to relaying can be reduced.
  • the optical intensity of the optical main signal to be relayed decreases, resulting in deterioration of transmission quality at the relay node.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned situation, and is an optical fiber that can acquire transmission quality data for each relay node without affecting the delay of the optical main signal relayed by the relay node or the deterioration of the transmission quality.
  • the purpose of the present invention is to provide a transmission device and an optical transmission management method.
  • An optical transmission node capable of transmitting optical signals and an optical reception node capable of receiving optical signals are connected via an optical transmission line, and one or more An optical transmission device that can be installed in at least one optical relay node of an optical transmission system to which optical relay nodes are connected, an all-optical wavelength conversion device that converts the wavelength of an optical signal relayed by at least one optical relay node; an unnecessary light extraction unit that extracts unnecessary light components other than the optical main signal having the same wavelength as the optical main signal to be relayed before wavelength conversion; a photoelectrical signal converter that converts the unnecessary light component light extracted by the unnecessary light extractor into an electrical signal;
  • An optical transmission device comprising:
  • An optical transmitting node capable of transmitting optical signals and an optical receiving node capable of receiving optical signals are connected via an optical transmission line, and one or more An optical transmission management method for managing an optical transmission system to which optical relay nodes are connected, the method comprising: In at least one of the optical relay nodes of the optical transmission system, a step of converting the wavelength of the received optical signal and transmitting the wavelength-converted optical signal as a relay output; a step of extracting, from the received optical signal, unnecessary optical components other than the optical main signal having the same wavelength as the optical main signal to be relayed before wavelength conversion; a step of converting the extracted unnecessary light component light into an electrical signal; generating transmission quality data based on the electrical signal; Optical transmission management method to implement.
  • the optical transmission device and optical transmission management method of the present invention there is no need for electrical termination processing at the relay node, and the relay node It becomes possible to acquire transmission quality data at each time. Therefore, when a fault occurs on the optical network, it becomes easy to identify the location of the fault. Furthermore, even if no failure has occurred, information useful for predicting failures on optical networks can be obtained.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a general optical transmission system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a general optical transmission system.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the optical transmission system.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the optical transmission system.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the relationship between optical communication links and wavelength bands in multiband networking technology.
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical transmission system in an embodiment of the present invention.
  • 7 is a block diagram showing a configuration example of an all-optical wavelength conversion section included in the optical transmission system of FIG. 6.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an all-optical wavelength conversion section included in the optical transmission system of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a graph showing a list of optical signal wavelength distributions in each part of the all-optical wavelength conversion section in FIG. 7.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a modification example of FIG. 6.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a first configuration example of an all-optical wavelength conversion section included in the optical transmission system of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a graph showing a list of optical signal wavelength distributions in each part of the all-optical wavelength conversion section in FIG. 10;
  • 10 is a block diagram showing a second configuration example of an all-optical wavelength conversion section included in the optical transmission system of FIG. 9.
  • FIG. 13 is a graph showing a list of optical signal wavelength distributions in each part of the all-optical wavelength conversion section in FIG. 12.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the optical transmission management method of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the configuration of the all-optical wavelength conversion section.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a general optical transmission system 100A.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a general optical transmission system 100B. Further, modified examples of the optical transmission system shown in FIG. 1 are shown in FIGS. 3 and 4.
  • optical transmission devices 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6, and 10-7 are arranged in an example, They are connected to each other in series via a common optical fiber cable 15. Further, a network controller 20 is connected to each of the optical transmission devices 10-1 to 10-7 to manage a communication network including these optical transmission devices 10-1 to 10-7.
  • the optical transmission device 10-1 when transmitting data from the optical transmission device 10-1 at one end of this communication network to the optical transmission device 10-7 at the other end, the optical transmission device 10-1 becomes a transmission node, and the optical transmission device 10-1 -7 becomes the receiving node. Further, optical transmission devices 10-2 to 10-6 located between these transmitting nodes and receiving nodes are respectively used as relay nodes.
  • the optical transmission device 10-1 of the transmitting node converts the data to be transmitted from an electrical signal into an optical signal of a predetermined wavelength inside a transponder (TPD) 11, and sends this optical signal to the optical fiber cable 15.
  • the optical transmission device 10-7 of the receiving node receives the optical signal from the optical fiber cable 15, converts the optical signal into an electrical signal with the transponder 11 in the optical transmission device 10-7, and obtains received data.
  • the optical intensity decreases and transmission quality such as bit error rate (BER) deteriorates. Furthermore, if the optical intensity decreases significantly or the bit error rate increases significantly, the optical transmission device 10-7 of the receiving node will be unable to correctly receive the transmitted data.
  • BER bit error rate
  • each relay node perform predetermined relay processing. That is, each relay node amplifies the optical intensity of the optical signal received at its respective relay position, and restores the original data free of bit errors through predetermined error correction processing.
  • the optical transmission devices 10-2 to 10-6 convert optical signals into electrical signals within the transponder 11, process data of the obtained electrical signals, and perform error correction processing and the like. Further, the optical transmission devices 10-2 to 10-6 convert the processed electrical signals into optical signals again, and send them as relay outputs to the optical fiber cable 15 on the downstream side.
  • the configuration of the optical transmission system 100A shown in FIG. 1 can be improved like the optical transmission system 100B shown in FIG.
  • the transponders 11 are present in the optical transmission devices 10-1 and 10-7, but the transponders 11 are not present in the other optical transmission devices 10-2 to 10-6. That is, when transmitting an optical signal from the optical transmission device 10-1 of the transmitting node to the optical transmission device 10-7 of the receiving node, relaying including electrical termination processing is not performed even once. Therefore, the delay time associated with optical signal transmission in optical transmission system 100B is significantly reduced compared to optical transmission system 100A.
  • each of the optical transmission devices 10-2 to 10-6 does not have a transponder 11 and does not perform electrical termination processing, so the relay nodes of each optical transmission device 10-2 to 10-6 Transmission quality data cannot be obtained at the location.
  • the network controller 20 normally transmits optical signals to narrow down candidates for the location where the failure has occurred based on transmission quality data detected at the location of each node used for optical signal transmission. Divide into sections. However, in the case of the optical transmission system 100B, transmission quality data at the relay positions of each optical transmission device 10-2 to 10-6 cannot be obtained, so the output of the optical transmission device 10-1 and the input of the optical transmission device 10-7 are It is not possible to isolate in which section the failure is occurring. As a result, it becomes difficult to identify the location where the failure has occurred, and it takes a long time to recover from the failure. In particular, when the distance of the optical fiber cable 15 is very long, it is difficult to find the location where the fault has occurred.
  • the optical transmission device 10-4 used as a relay node is equipped with a transponder 11, so the network controller 20 can acquire transmission quality data at this relay position. Therefore, when a failure occurs, the failure location is located in the section from the output of the optical transmission device 10-1 to the input of the optical transmission device 10-4, and from the relay output of the optical transmission device 10-4 to the optical transmission device 10-4. Based on the transmission quality data detected by the optical transmission device 10-4, it can be determined which of the sections up to the input of No. 7 is included.
  • the transponder 11 having an electrical termination function in the optical transmission device 10-4 of the relay node as in the optical transmission system 100C, the location of the failure can be identified compared to the optical transmission system 100B in FIG. This makes it easier to divide sections for However, in the case of the optical transmission system 100C, the optical transmission device 10-4 of the relay node has an electrical termination function, which causes a transmission delay.
  • the optical transmission device 10-4 of the relay node is equipped with an optical splitter 12.
  • the optical splitter 12 branches the optical signal inputted from the optical fiber cable 15 into two paths in the form of light, and outputs them to optical output ends 12a and 12b, respectively.
  • An optical output end 12a of the optical splitter 12 is connected to an optical fiber cable 15 on the relay output side.
  • the optical output end 12b of the optical splitter 12 is connected to the input of the transponder 11 in the optical transmission device 10-4.
  • the optical transmission device 10-4 since the optical transmission device 10-4 relays and outputs the optical signal without electrical termination processing as it is, it is possible to prevent transmission delays from occurring at this node position. Furthermore, since the transponder 11 in the optical transmission device 10-4 detects the transmission quality data at this node position, it becomes easy to isolate the faulty section as in the case of the optical transmission system 100C.
  • the optical signal to be relayed (main signal) is lost due to the loss that occurs when it passes through the optical splitter 12.
  • Light intensity decreases. Therefore, deterioration in transmission quality occurs at the node position of the optical transmission device 10-4.
  • FIG. 5 shows an example of the relationship between optical communication links and wavelength bands in multiband networking technology (see Non-Patent Document 1).
  • L band is a wavelength band of 1565 to 1625 nm.
  • the C-band is a wavelength band from 1530 to 1565 nm.
  • the S-band is a wavelength band from 1460 to 1530 nm.
  • each of the L band, C band, and S band has a mutually independent optical path.
  • the optical signals of each optical communication link 31, 32 are adaptively band-switched depending on the situation, and are switched so as to straddle the optical path of multiple bands. That is, after the optical signal of the optical communication link 31 shown in FIG. It is converted into a band optical signal and enters the S-band optical path. This light is then converted into an L-band optical signal by wavelength conversion, enters the L-band optical path, is converted into an electrical signal by Ph-EX (Photonic Exchange), is processed, and is output. Ph-EX is a component that minimizes electrical processing such as exchange, multiplexing, and switching.
  • the optical signal of the optical communication link 32 having a C-band wavelength passes through the C-band optical path, is converted into an S-band optical signal by wavelength conversion, enters the S-band optical path, and is converted into an electrical signal by Ph-EX. converted and processed.
  • the optical transmission system can efficiently use limited wavelength resources. Specifically, the amount of traffic that can be accommodated on the transmission line can be increased by about 30%. Furthermore, since electrical termination processing can be omitted at each communication node and optical signals can be processed as they are, effects such as power savings, increased capacity, and reduced delay in the network can be expected. However, the optical transmission equipment at each node position needs to be equipped with a function to convert the wavelength of the optical signal.
  • FIG. 6 shows a configuration example of an optical transmission system 100 in an embodiment of the present invention.
  • the optical transmission system 100 shown in FIG. 6 includes five optical transmission devices 41, 42, 43, 44, and 45 and a network controller 20.
  • the five optical transmission devices 41 to 45 are installed, for example, in a line at locations separated from each other by a certain distance. Further, the optical transmission devices 41 to 45 are connected in series to each other via one optical fiber cable 15 used as a transmission path for optical signals.
  • the network controller 20 manages the entire optical communication network composed of the optical transmission devices 41 to 45 and the optical fiber cable 15. For example, when a failure occurs on the optical communication network, the network controller 20 can generate information useful for identifying the location of the failure.
  • optical transmission device 41 when transmitting data from an optical transmission device 41 at one end of this communication network to an optical transmission device 45 at the other end, the optical transmission device 41 becomes a transmitting node and the optical transmission device 45 becomes a receiving node. Further, optical transmission devices 42 to 44 located between these transmitting nodes and receiving nodes are respectively used as relay nodes.
  • the optical transmission device 41 of the transmitting node converts the data to be transmitted from an electrical signal into an optical signal of a predetermined wavelength inside the transponder 11, and sends this optical signal to the optical fiber cable 15.
  • the optical transmission device 45 of the receiving node receives the optical signal from the optical fiber cable 15, converts the optical signal into an electrical signal with the transponder 11 in the optical transmission device 45, and obtains received data.
  • an all-optical wavelength conversion unit 13 that implements an AO-WC (All Optical Wavelength Conversion) function is installed inside an optical transmission device 43 used as one relay node. We are prepared.
  • the all-optical wavelength conversion unit 13 in the optical transmission device 43 performs wavelength conversion processing on the input optical signal Oin, which is inputted to the optical transmission device 43 from the optical fiber cable 15 and has a wavelength of ⁇ 1, as an optical signal, and converts it into a signal different from the input.
  • An optical signal with a wavelength ⁇ 2 can be generated and sent to the optical fiber cable 15 on the downstream side as an output optical signal Oo2 with a wavelength ⁇ 2.
  • the all-optical wavelength converter 13 shown in FIG. 6 extracts an unnecessary optical component different from the optical main signal relayed inside the optical transmission device 43 and inputs it to the detector 11A inside the optical transmission device 43. be able to.
  • the detector 11A has the same electrical termination function as the transponder 11, but does not have the function of transmitting an optical signal. That is, the detector 11A has a function of converting an input optical signal into an electrical signal, and a function of processing this electrical signal to detect transmission quality data.
  • the optical transmission device 43 relays the optical main signal to be relayed without electrical termination processing, and transmits the optical signal as it is to the downstream optical fiber cable 15, so it is possible to prevent an increase in delay due to the relay processing. Furthermore, as will be described later, since there is no need to use an optical splitter to extract the optical signal input to the detector 11A, it is possible to prevent the optical main signal from decreasing in optical intensity.
  • the all-optical wavelength converter 13 extracts an unnecessary optical component different from the optical main signal to be relayed and inputs it to the detector 11A in the optical transmission device 43, so the detector 11A is located at the node position of the optical transmission device 43 transmission quality data can be detected.
  • the network controller 20 can acquire transmission quality data of relay nodes such as the optical transmission equipment 43 that do not perform electrical termination processing. For example, when a failure occurs, the network controller 20 can determine whether or not a failure has occurred for each section based on transmission quality data at the location of each relay node.
  • FIG. 7 shows a configuration example of the all-optical wavelength conversion section 13 included in the optical transmission system 100 of FIG. 6.
  • the all-optical wavelength conversion unit 13 shown in FIG. 7 includes an excitation light source 14, an optical fiber 15A, an optical multiplexer 16, a nonlinear optical medium 17, an optical demultiplexer 18, and an optical fiber 15B.
  • the all-optical wavelength conversion unit 13 is an all-optical wavelength conversion device that includes a nonlinear optical medium 17 into which both the main optical signal to be relayed and the excitation light emitted from the excitation light source 14 can be input simultaneously.
  • the excitation light source 14 generates excitation light Oe with a predetermined wavelength ⁇ e.
  • the excitation light Oe generated by the excitation light source 14 passes through the optical fiber 15A and enters the optical multiplexer 16.
  • the wavelength ⁇ e of the excitation light Oe is different from the wavelength ⁇ 1 of the input optical signal Oin.
  • the optical intensity of the excitation light Oe is sufficiently large compared to the input optical signal Oin.
  • the optical multiplexer 16 generates light by combining the input optical signal Oin input from the optical fiber cable 15 and the excitation light Oe input from the optical fiber 15A, and sends it to the input end of the nonlinear optical medium 17.
  • the nonlinear optical medium 17 has nonlinear optical characteristics and can generate an optical signal with a wavelength different from that of the incident light.
  • any one of a highly nonlinear fiber (HNLF), a periodically poled lithium niobate (PPLN), and a semiconductor optical amplifier (SOA) can be used as the nonlinear optical medium 17.
  • the optical demultiplexer 18 is connected to the light output side of the nonlinear optical medium 17, which is a total light wave conversion device.
  • the output light Oout output from the output end of the nonlinear optical medium 17 is input to the optical demultiplexer 18 .
  • the optical demultiplexer 18 demultiplexes the incident light according to its wavelength selection characteristics, and extracts two types of optical signals. That is, the output optical signal Oo2 with the wavelength ⁇ 2 and the output light Oo1 with the wavelength ⁇ 1 are output from different output terminals of the optical demultiplexer 18.
  • the wavelength ⁇ 2 of the outgoing optical signal Oo2 is generated based on the wavelength of the input optical signal Oin, the wavelength ⁇ e of the excitation light Oe, and the nonlinear optical characteristics of the nonlinear optical medium 17. That is, by passing the input optical signal Oin with the wavelength ⁇ 1 through the nonlinear optical medium 17 together with the excitation light Oe, the wavelength ⁇ 2 of the wavelength-converted output optical signal Oo2 is generated. Furthermore, the light emitted from the nonlinear optical medium 17 also contains a light component having the same wavelength ⁇ 1 as before wavelength conversion.
  • the output optical signal Oo2 of wavelength ⁇ 2 outputted from the optical demultiplexer 18 is sent out from the output of the optical transmission device 43 to the downstream optical fiber cable 15 as a relay output. Further, the output light Oo1 having the wavelength ⁇ 1 output from the optical demultiplexer 18 is input to the detector 11A in the optical transmission device 43 via the optical fiber 15B.
  • the wavelength of the optical main signal relayed by the optical transmission device 43 is converted from ⁇ 1 to ⁇ 2 without electrical termination processing. This can prevent an increase in delay.
  • the output light Oo1 having the same wavelength ⁇ 1 as before wavelength conversion, which is output from the all-optical wavelength conversion unit 13, that is, unnecessary light components other than the main signal can be input to the detector 11A.
  • the detector 11A can internally convert the input output light Oo1 of wavelength ⁇ 1 into an electrical signal, and perform various processing on the electrical signal. Thereby, transmission quality data at the relay node position of the optical transmission device 43 is obtained.
  • the wavelength ⁇ 2 of the main optical signal transmitted by the relay node is different from the wavelength ⁇ 1 of light other than the main signal input to the detector 11A. Therefore, the correlation between the transmission quality detected for the wavelength ⁇ 1 and the transmission quality detected for the wavelength ⁇ 2 is specified in advance, and the transmission quality data detected by the detector 11A is determined based on the correlation. and converts it into transmission quality data for the optical signal to be relayed. This conversion process may be performed inside the detector 11A or may be performed on the network controller 20 side.
  • FIG. 8 shows a list of optical signal wavelength distributions in each part of the all-optical wavelength conversion section 13 in FIG. 7.
  • the horizontal axis in FIG. 8 represents wavelength, and the vertical axis represents light intensity.
  • the input optical signal Oin input from the upstream optical fiber cable 15 to the optical transmission device 43 includes only a component of a single wavelength ⁇ 1. Furthermore, the excitation light Oe generated by the excitation light source 14 includes only a component of a single wavelength ⁇ e. Further, as shown in the second graph, the optical intensity of the excitation light Oe is sufficiently larger than the input optical signal Oin.
  • the output light Oout output from the nonlinear optical medium 17 includes components of three types of wavelengths ⁇ 1, ⁇ e, and ⁇ 2, as shown in the third graph in FIG.
  • the component of wavelength ⁇ 2 is a component generated by wavelength conversion of the input optical signal Oin as it passes through the nonlinear optical medium 17.
  • the light intensity of the wavelength ⁇ 2 component included in the output light Oout depends on the nonlinear optical medium and the excitation light intensity, and can be made equal to the input optical signal Oin. In other words, wavelength conversion can be performed without attenuating the light intensity.
  • the light intensity of the component of wavelength ⁇ 1 included in the output light Oout is equivalent to the input optical signal Oin.
  • an optical signal other than the main signal having the same wavelength ⁇ 1 as before wavelength conversion and having a sufficiently high optical intensity can be extracted from the output of the nonlinear optical medium 17.
  • a transmitted optical signal Oo2 containing only the component of wavelength ⁇ 2 is extracted from one output of the optical demultiplexer 18.
  • the fourth graph in FIG. 8 shows the transmitted optical signal Oo2. This outgoing optical signal Oo2 is sent out to the optical fiber cable 15 on the downstream side as a relay output optical main signal.
  • the output light Oo1 containing only the component of the same wavelength ⁇ 1 as that before wavelength conversion is extracted from the other output of the optical demultiplexer 18, and this output light Oo1 passes through the optical fiber 15B.
  • the signal is input to the detector 11A via the sensor.
  • the fifth graph in FIG. 8 shows the output light Oo1.
  • the detector 11A since the emitted light Oo1 with sufficiently high light intensity is input to the detector 11A, the detector 11A can easily detect transmission quality data at the position of the corresponding relay node.
  • the detector 11A internally converts the input optical signal into an electrical signal, and detects transmission quality data by processing the electrical signal.
  • FIG. 9 shows a configuration of an optical transmission system 200 that is a modification of the configuration in FIG. 6.
  • the optical transmission system 200 shown in FIG. 9 includes five optical transmission devices 51, 52, 53, 54, and 55 and a network controller 20.
  • the five optical transmission devices 51 to 55 are installed, for example, in a line at locations separated from each other by a certain distance. Further, each of the optical transmission devices 51 to 55 shown in FIG. 9 has a function of transmitting a WDM (Wavelength Division Multiplexing) optical signal in which optical signals of multiple wavelengths are multiplexed.
  • WDM Widelength Division Multiplexing
  • the five optical transmission devices 51 to 55 are connected in series to each other via one or more optical fiber cables 15 used as transmission paths for WDM optical signals.
  • Optical transmission devices 51 and 55 located at the end of the network that function as transmitting nodes or receiving nodes are each equipped with a plurality of transponders 11a to 11n that are capable of processing WDM optical signals.
  • the network controller 20 manages the entire optical communication network composed of the optical transmission devices 51 to 55 and the optical fiber cable 15. For example, when a failure occurs on the optical communication network, the network controller 20 can generate information useful for identifying the location of the failure.
  • optical transmission device 51 when transmitting data from an optical transmission device 51 at one end of this communication network to an optical transmission device 55 at the other end, the optical transmission device 51 becomes a transmitting node and the optical transmission device 55 becomes a receiving node. Furthermore, optical transmission devices 52 to 54 located between these transmitting nodes and receiving nodes are used as relay nodes, respectively.
  • the optical transmission device 51 of the transmission node converts the data to be transmitted from an electrical signal into an optical signal of a predetermined wavelength inside each transponder 11a to 11n, and sends out a WDM optical signal multiplexed with multiple wavelengths to the optical fiber cable 15. do.
  • the optical transmission device 55 of the receiving node receives the WDM optical signal from the optical fiber cable 15.
  • the optical transmission device 55 separates the received WDM optical signal for each wavelength, converts the optical signal into an electrical signal in each transponder 11a to 11n, and obtains received data by processing the electrical signal.
  • the optical transmission device 53 used as one relay node includes an all-optical wavelength conversion section 13A that implements the AO-WC function. Further, a plurality of transponders 11a to 11n compatible with WDM optical signals are mounted on the optical transmission device 53.
  • the all-optical wavelength conversion unit 13A in the optical transmission device 53 performs wavelength conversion processing on the WDM optical signal inputted to the optical transmission device 53 from the upstream optical fiber cable 15 as an optical signal, so that the wavelength is different from the input one.
  • a WDM optical signal can be generated and sent to the downstream optical fiber cable 15.
  • the all-optical wavelength conversion section 13A can extract unnecessary optical components separated from the WDM optical main signal relayed by the optical transmission device 53 and input them to the detectors 11Aa to 11An in the optical transmission device 53.
  • the optical transmission device 53 relays the WDM optical main signal to be relayed without electrical termination processing, and relays the optical signal as it is and sends it to the downstream optical fiber cable 15, so it is possible to prevent an increase in delay due to relay processing. . Further, since it is not necessary to use an optical splitter to extract the optical signals input to the detectors 11Aa to 11An, it is possible to suppress a decrease in the optical intensity of the WDM optical main signal.
  • the all-optical wavelength converter 13A extracts unnecessary optical components separated from the WDM optical main signal to be relayed and inputs them to the detectors 11Aa to 11An in the optical transmission device 53. Transmission quality data at 53 node locations can be detected.
  • the network controller 20 can acquire transmission quality data of a relay node such as the optical transmission device 53 that does not perform electrical termination processing. For example, when a failure occurs, the network controller 20 can determine whether the failure has occurred in each section based on transmission quality data at the location of each relay node. Furthermore, the optical transmission device 53 can also replace the transmission signal and the extraction signal. In this case, the optical transmission device 53 transmits each optical component with wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n, detects each optical component with wavelengths ⁇ 21 to ⁇ 2n as an extraction signal, and obtains transmission quality data. As a result, the optical transmission device 53 can acquire transmission quality data even when wavelength conversion is not performed.
  • the all-optical wavelength conversion section 13A shown in FIG. 10 includes an excitation light source 14, an optical fiber 15A, an optical multiplexer 16, a nonlinear optical medium 17, an optical demultiplexer 18, and an optical fiber 15B.
  • the excitation light source 14 generates excitation light Oe with a predetermined wavelength ⁇ e.
  • the excitation light Oe generated by the excitation light source 14 passes through the optical fiber 15A and enters the optical multiplexer 16.
  • the wavelength ⁇ e of the excitation light Oe is different from each of the wavelengths ⁇ 1 to ⁇ n included in the WDM input optical signal Oin. Further, the optical intensity of the excitation light Oe is sufficiently large compared to the WDM input optical signal Oin.
  • the optical multiplexer 16 generates light by combining the WDM input optical signal Oin input from the optical fiber cable 15 and the excitation light Oe input from the optical fiber 15A, and sends it to the input end of the nonlinear optical medium 17. do.
  • the output light Oout output from the output end of the nonlinear optical medium 17 is input to the optical demultiplexer 18.
  • This emitted light Oout includes a WDM optical signal after wavelength conversion.
  • the optical demultiplexer 18 demultiplexes the incident light according to its wavelength selection characteristics, and extracts the outgoing optical signal Oo2, which is the WDM optical main signal to be relayed, and the output lights Oo11 to Oo1n, which are other than the WDM optical main signal. do.
  • the wavelength of the output optical signal Oo2 which is a WDM optical signal, is generated from each wavelength included in the WDM input optical signal Oin, the wavelength ⁇ e of the excitation light Oe, and the nonlinear optical characteristics of the nonlinear optical medium 17. That is, the input optical signal Oin including a plurality of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ n passes through the nonlinear optical medium 17 together with the excitation light Oe, thereby generating an output optical signal Oo2 that is wavelength-converted for each WDM wavelength. Furthermore, the light emitted from the nonlinear optical medium 17 also contains light components having the same plurality of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ n as before wavelength conversion.
  • the wavelength-converted transmission optical signal Oo2 output from the optical demultiplexer 18 is transmitted from the output of the optical transmission device 53 to the downstream optical fiber cable 15 as a relay output. Furthermore, the WDM output light Oo1 containing the same plurality of wavelengths ⁇ 1 to ⁇ n as before wavelength conversion, which is output from the optical demultiplexer 18, is sent to the plurality of detectors 11Aa to 11An in the optical transmission device 53 via the optical fiber 15B. The output lights are inputted as output lights Oo11 to Oo1n separated for each wavelength.
  • the wavelength of the WDM optical main signal relayed by the optical transmission device 53 can be converted as it is without electrical termination processing, and the wavelength can be delayed. can prevent an increase in Further, the output lights Oo11 to Oo1n of the same wavelengths ⁇ 1 to ⁇ n as before wavelength conversion outputted from the all-optical wavelength conversion unit 13A, that is, unnecessary light components other than the main signal to be relayed, are sent to the plurality of detectors 11Aa to 11An for each wavelength. can be entered.
  • Each of the detectors 11Aa to 11An internally converts any of the output lights Oo11 to Oo1n separated for each wavelength into an electrical signal, and can perform various processing in the form of the electrical signal. As a result, transmission quality data for each wavelength at the relay node position of the optical transmission device 53 can be obtained.
  • FIG. 11 shows a list of optical signal wavelength distributions in each part of the all-optical wavelength conversion section 13A in FIG. 10.
  • the horizontal axis in FIG. 11 represents wavelength, and the vertical axis represents light intensity.
  • the input optical signal Oin input from the upstream optical fiber cable 15 to the optical transmission device 53 includes multiplexed components of multiple wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n.
  • the excitation light Oe generated by the excitation light source 14 includes only a component of a single wavelength ⁇ e. Further, the optical intensity of the excitation light Oe is sufficiently larger than the input optical signal Oin.
  • the optical components with wavelengths ⁇ 21 to ⁇ 2n are optical components generated by wavelength conversion of the input optical signal Oin as it passes through the nonlinear optical medium 17. Furthermore, the light intensity of the components of wavelengths ⁇ 21 to ⁇ 2n included in the output light Oout is equal to that of the input optical signal Oin. In other words, wavelength conversion can be performed without attenuating the light intensity.
  • the light intensity of the components of wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n included in the output light Oout is equal to that of the input optical signal Oin.
  • optical signals other than the main signal having the same wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n as before wavelength conversion can be extracted from the output of the nonlinear optical medium 17 with sufficiently high optical intensity.
  • an output optical signal Oo2 containing optical components with wavelengths ⁇ 21 to ⁇ 2n is extracted from one output of the optical demultiplexer 18, and this output optical signal Oo2 becomes the WDM optical main signal of the relay output.
  • the signal is sent out to the optical fiber cable 15 on the downstream side.
  • the fourth graph shows the transmitted optical signal Oo2.
  • output lights Oo11 to Oo1n containing light components of the same wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n as before wavelength conversion are extracted to the other output of the optical demultiplexer 18, and these output lights Oo11 to Oo1n are extracted.
  • oO1n is input to a plurality of detectors 11Aa to 11An for each wavelength via an optical fiber 15B.
  • the fifth graph shows the emitted light Oo11.
  • the sixth graph shows the output light Oo1n.
  • the detectors 11Aa to 11An can easily detect transmission quality data for each wavelength at the position of the corresponding relay node.
  • each of the detectors 11Aa to 11An internally converts an input optical signal into an electrical signal, and detects transmission quality data by processing the electrical signal.
  • FIG. 12 shows a second configuration example of the all-optical wavelength conversion section 13B that can be implemented in the optical transmission system 200 of FIG. 9.
  • a wavelength filter 19 is connected to the downstream side of the optical fiber 15B, and a single detector 11A is connected to the output side of the wavelength filter 19.
  • the wavelength filter 19 can selectively extract the component of the optical signal Oo1x of a specific wavelength from the output light Oo1 in which optical components of multiple wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n are multiplexed, and input it to the detector 11A.
  • the wavelength filter 19 As a representative example of the wavelength filter 19, it is assumed that one of the following (1) to (3) is adopted, for example.
  • a 1 ⁇ n wavelength selective switch (WSS) is used. In that case, the wavelength of the optical signal passing through each port can be electrically controlled.
  • BSS wavelength selective switch
  • the wavelength of the optical signal to be detected can be selected by setting the optical wavelength of the local light within the detector 11A.
  • the installation of the wavelength filter 19 is omitted, the output light Oo1 is made to enter the detector 11A as a WDM signal, and the wavelength to be processed is selected inside the detector 11A.
  • the configuration of the all-optical wavelength converter 13B other than the above is the same as that of the all-optical wavelength converter 13A.
  • FIG. 13 shows a list of optical signal wavelength distributions in each part of the all-optical wavelength conversion section 13B in FIG. 12.
  • the horizontal axis in FIG. 13 represents wavelength, and the vertical axis represents light intensity.
  • the input optical signal Oin input from the upstream optical fiber cable 15 to the optical transmission device 53 includes multiplexed components of multiple wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n. Furthermore, the excitation light Oe generated by the excitation light source 14 includes only a component of a single wavelength ⁇ e. Further, the optical intensity of the excitation light Oe is sufficiently larger than the input optical signal Oin.
  • the output light Oout output from the nonlinear optical medium 17 includes light components with wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n, ⁇ e, and ⁇ 21 to ⁇ 2n, as shown in FIG.
  • the optical components with wavelengths ⁇ 21 to ⁇ 2n are optical components generated by wavelength conversion of the input optical signal Oin as it passes through the nonlinear optical medium 17. Furthermore, the light intensity of the components of wavelengths ⁇ 21 to ⁇ 2n included in the output light Oout is equal to that of the input optical signal Oin. In other words, wavelength conversion can be performed without attenuating the light intensity.
  • the light intensity of the components of wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n included in the output light Oout is equal to that of the input optical signal Oin.
  • optical signals other than the main signal having the same wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n as before wavelength conversion can be extracted from the output of the nonlinear optical medium 17 with sufficiently high optical intensity.
  • an output optical signal Oo2 containing optical components with wavelengths ⁇ 21 to ⁇ 2n is extracted from one output of the optical demultiplexer 18, and this output optical signal Oo2 becomes the WDM optical main signal of the relay output.
  • the signal is sent out to the optical fiber cable 15 on the downstream side.
  • the output light Oo1 containing the light components of the same wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n as before wavelength conversion is extracted to the other output of the optical demultiplexer 18, and this output light Oo1 is filtered by the wavelength filter. 19 is input.
  • the wavelength filter 19 selectively extracts a light component of one wavelength ⁇ 1a from the wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n and inputs it to the detector 11A.
  • the single detector 11A sequentially selects each of the wavelengths ⁇ 11 to ⁇ 1n included in the WDM optical signal of the emitted light Oo1, converts each wavelength into an electrical signal, and processes it. Transmission quality data at each location can be detected for each wavelength.
  • FIG. 14 shows an example of the processing procedure of the optical transmission management method of the present invention. The processing procedure of FIG. 14 will be explained below.
  • This processing procedure can be used, for example, to manage the optical transmission system 100 as shown in FIG.
  • the optical transmission device 43 at the node position of the optical transmission device 43 that relays communication, the optical transmission device 43 receives the input optical signal Oin from the upstream optical fiber cable 15 in step S11, and 13 performs wavelength conversion of the input optical signal Oin in step S12.
  • the optical demultiplexer 18 in the all-optical wavelength converter 13 sends out the wavelength-converted outgoing optical signal Oo2 to the downstream optical fiber cable 15 as a relay output in step S13. Further, the optical demultiplexer 18 in the all-optical wavelength converter 13 extracts the output light Oo1 having the same wavelength as before wavelength conversion, that is, unnecessary light that is not used for relaying communication, in step S14.
  • the detector 11A in the optical transmission device 43 receives the unnecessary light extracted by the optical demultiplexer 18 in step S15 and converts it into an electrical signal.
  • the detector 11A may be a receiver equivalent to a transponder, a spectrum analyzer, a polarization monitor, a power meter, or the like.
  • the transponder receiving unit converts unnecessary light into an electrical signal and processes it to obtain transmission quality data in step S16.
  • For spectrum analyzers obtain the signal-to-noise ratio. In the case of a polarization monitor, the polarization state of the optical signal is obtained, and in the case of a power meter, the optical intensity is obtained.
  • the optical transmission device 43 associates the transmission quality data detected by the internal detector 11A with the relay node position and notifies the network controller 20 in step S17. Therefore, by performing the relay processing shown in FIG. 14, the network controller 20 can obtain transmission quality data even for relay nodes that omit electrical termination processing of optical signals to be transmitted.
  • FIG. 15 shows the configuration of the all-optical wavelength conversion section 13C.
  • This all-optical wavelength converter 13C is a modification of the all-optical wavelength converter 13 shown in FIG.
  • the output light Oo1 with the wavelength ⁇ 1 is extracted by the optical demultiplexer 18, It is sent out to the optical fiber cable 15 as a relay output. Furthermore, among the optical components of wavelengths ⁇ 1 and ⁇ 2 included in the output light Oout of the nonlinear optical medium 17, the output optical signal Oo2 of wavelength ⁇ 2 is extracted by the optical demultiplexer 18 and sent to the detector 11A via the optical fiber 15B. is input.
  • the configuration of the all-optical wavelength converter 13C other than the above is the same as that of the all-optical wavelength converter 13 shown in FIG.
  • the wavelength of the optical signal to be relayed is not converted.
  • unnecessary light other than the optical main signal can be extracted and input to the detector 11A without attenuating the optical intensity of the optical main signal to be relayed.
  • the wavelength ⁇ 1 of the optical main signal to be relayed is different from the wavelength ⁇ 2 of the transmission quality data detected by the detector 11A. Therefore, the correlation between the transmission quality data for the wavelength ⁇ 1 and the transmission quality data for the wavelength ⁇ 2 is grasped in advance. Then, the transmission quality data detected by the detector 11A is converted into transmission quality data of the wavelength ⁇ 1 of the optical main signal to be relayed based on the correlation. This conversion process may be performed inside the detector 11A or may be performed on the network controller 20 side.
  • the optical demultiplexer 18 can selectively control the wavelength of the light outputted to each output port.
  • the configuration of the all-optical wavelength converter 13 shown in FIG. 7 and the configuration of the all-optical wavelength converter 13C shown in FIG. 15 can be switched as necessary. This allows the network controller 20 to dynamically switch whether wavelength conversion is to be performed at each relay node depending on the situation.
  • the total optical wavelength conversion unit 13 shown in FIG. The output light Oo1 having the same wavelength ⁇ 1 is extracted by the optical demultiplexer 18 and input to the detector 11A.
  • the optical demultiplexer 18 when reflection or scattering of the input optical signal Oin occurs on the light incidence side of the nonlinear optical medium 17, there is a possibility that reflected light or scattered light can be extracted on the incidence side of the nonlinear optical medium 17.
  • an optical demultiplexer (unnecessary light extraction section) is connected to the light incidence side of the nonlinear optical medium 17 to extract the light component having the same wavelength as the wavelength of the main optical signal to be relayed before wavelength conversion as unnecessary light.
  • the extracted unnecessary light may be input to the detector 11A. Thereby, the degree of freedom in connecting the optical demultiplexer can be improved.
  • an optical demultiplexer (unnecessary light extraction section) is connected to the light output side of the nonlinear optical medium 17, and from the light output from the nonlinear optical medium 17, the wave of the optical main signal to be relayed is converted.
  • the light component of wave (2) may be extracted as unnecessary light.
  • the network controller 20 of the optical transmission system 100 uses "Pre-FEC BER" as transmission quality data detected by the transponder 11 of each optical relay node.
  • the detector 11A and the transponder 11 can obtain data such as chromatic dispersion compensation amount, polarization mode dispersion, polarization dependent loss, etc. in addition to "Pre-FEC BER" by electrical signal processing of communication data. Therefore, the network controller 20 also collects data such as the amount of chromatic dispersion compensation, polarization mode dispersion, and polarization dependent loss from each optical relay node that implements the detector 11A or the transponder 11, and uses the data as learning data for machine learning. Can be used. This helps in predicting failures in optical networks without electrical termination.
  • An optical transmission node capable of transmitting optical signals and an optical reception node capable of receiving optical signals are connected via an optical transmission line, and one or more An optical transmission device that can be installed in at least one optical relay node of an optical transmission system (100) to which optical relay nodes are connected, an all-optical wavelength conversion device (all-optical wavelength conversion unit 13) that converts the wavelength of an optical signal relayed by at least one of the optical relay nodes; an unnecessary light extraction unit (optical demultiplexer 18) that extracts an unnecessary light component (output light Oo1) other than the optical main signal having the same wavelength as the optical main signal to be relayed before wavelength conversion; a photoelectric signal converter (detector 11A) that converts the unnecessary light component light extracted by the unnecessary light extractor into an electrical signal;
  • An optical transmission device (43) comprising:
  • optical transmission device configured in [1] above, unnecessary optical components other than the optical main signal relayed by the optical relay node are extracted and converted into electrical signals, so it is necessary to electrically terminate the optical main signal. Therefore, the unnecessary optical component can be extracted and converted into an electrical signal without affecting the delay, optical intensity, transmission quality, etc. of the optical main signal. Therefore, it becomes possible to detect transmission quality data at the position of each relay node, and it becomes easy to identify the section where a fault has occurred. Furthermore, by equipping an optical relay node with a wavelength conversion function for optical signals, it becomes possible to effectively utilize limited wavelength resources, and the effect of increasing the amount of accommodated traffic can be obtained.
  • the unnecessary light extraction section is connected to the light output side of the all-optical wavelength conversion device, and extracts a wavelength of a main optical signal to be relayed before wavelength conversion from among the light emitted from the all-optical wavelength conversion device. Extracts the light component with the same wavelength.
  • the optical transmission device having the configuration [2] above since the unnecessary light component contained in the light that has passed through the all-optical wavelength conversion device is extracted and utilized, the unnecessary light with a sufficiently high light intensity is Components can be extracted. Therefore, the opto-electrical signal converter can easily convert the unnecessary optical component into an electrical signal with less deterioration.
  • the optical transmission device includes a pumping light source (pumping light source 14) that emits pumping light of a different wavelength from the wavelength of the optical main signal to be relayed before wavelength conversion
  • the all-optical wavelength conversion device is a nonlinear optical medium into which both the optical main signal to be relayed and the excitation light emitted from the excitation light source can enter simultaneously,
  • the unnecessary light extraction section separates the light emitted from the nonlinear optical medium into a light component having a wavelength after wavelength conversion and a light component having a wavelength before wavelength conversion.
  • wavelength conversion can be performed without deteriorating the optical intensity of the optical main signal to be relayed. Furthermore, an optical signal having a sufficiently high light intensity can be obtained from the unnecessary light component extracted by the unnecessary light extraction section.
  • the optical transmission device includes at least one of a highly nonlinear fiber, periodically poled lithium niobate, and a semiconductor optical amplifier as the nonlinear optical medium.
  • optical transmission device having the configuration described in [4] above, it is possible to efficiently perform wavelength conversion of an optical signal using the nonlinear optical medium.
  • the optical transmission device includes a transmission quality detection section (detector 11A) that generates transmission quality data based on the electrical signal output from the opto-electrical signal conversion section.
  • the optical transmission device having the configuration described in [5] above, by utilizing the transmission quality data generated by the transmission quality detection section, it is possible to detect deterioration in transmission quality due to differences in the positions of relay nodes. Therefore, when a failure occurs, it is possible to determine whether or not there is a failure in each section, and to predict failure.
  • an optical multiplexer that multiplexes WDM signal light including optical main signals of multiple wavelengths ( ⁇ 11 to ⁇ 1n) having different wavelengths and pump light used for wavelength conversion is the all-optical wavelength converter.
  • An optical demultiplexer is connected to the light output side of the all-optical wavelength conversion device, and extracts unnecessary optical components divided into wavelengths that are the same as wavelengths before wavelength conversion of a plurality of optical main signals included in the WDM signal light.
  • a plurality of the photoelectric signal converters (a plurality of detectors 11Aa to 11An) are connected to the output of the optical demultiplexer, and the plurality of photoelectric signal converters convert the plurality of unnecessary light components having different wavelengths from each other.
  • the light (outgoing light Oo11 to Oo1n) is individually converted into electrical signals.
  • the transmission quality at the corresponding relay node position is determined for each wavelength of the optical main signal included in the WDM signal light. Data can be detected at all times.
  • an optical multiplexer that combines WDM signal light including optical main signals of multiple wavelengths ( ⁇ 11 to ⁇ 1n) with different wavelengths and pump light used for wavelength conversion is the all-optical wavelength converter. connected to the light input side of the device, The unnecessary light extractor is connected to the light output side of the all-optical wavelength conversion device, and the unnecessary light extractor extracts the same wavelength ( ⁇ 11 to It has the function of extracting unnecessary light components of ⁇ 1n), An optical wavelength selection section (wavelength filter 19) is arranged between the output of the unnecessary light extraction section and the input of one of the photoelectric signal conversion sections (detector 11A).
  • optical transmission device having the configuration [7] above, when the WDM signal light is relayed at each optical relay node, transmission quality data for each wavelength of the optical main signal included in the WDM signal light can be sequentially detected. Furthermore, the number of opto-electrical signal converters mounted on each optical relay node can be reduced. This makes it possible to reduce power consumption and cost.
  • the unnecessary light extraction section is connected to the light output side of the all-optical wavelength conversion device, and extracts a main optical signal to be relayed from the light emitted from the all-optical wavelength conversion device.
  • the light component of the wave ⁇ after the wave ⁇ conversion is extracted as unnecessary light.
  • An optical transmission node capable of transmitting optical signals and an optical reception node capable of receiving optical signals are connected via an optical transmission line, and one or more An optical transmission management method for managing an optical transmission system (100) to which optical relay nodes are connected, the method comprising: In at least one of the optical relay nodes (optical transmission device 43 or 53) of the optical transmission system, a step of converting the wavelength of the received optical signal and transmitting the wavelength-converted optical signal as a relay output (step S13); a step of extracting, from the received optical signal, unnecessary optical components other than the optical main signal having the same wavelength as the optical main signal to be relayed before wavelength conversion (step S14); a step of converting the extracted unnecessary light component into an electrical signal (step S15); a step of generating transmission quality data based on the electrical signal (step S16); Optical transmission management method to implement.
  • unnecessary optical components other than the optical main signal relayed by the optical relay node are extracted and converted into electrical signals, so there is no need to electrically terminate the optical main signal. Therefore, the unnecessary optical component can be extracted and converted into an electrical signal without affecting the delay, optical intensity, transmission quality, etc. of the optical main signal. Therefore, it becomes possible to detect transmission quality data at the position of each relay node, and it becomes easy to identify the section where a fault has occurred. Further, by performing wavelength conversion of optical signals within the optical relay node, it becomes possible to effectively utilize limited wavelength resources, and the effect of increasing the amount of accommodated traffic can be obtained.
  • Optical transmission device 11 Transponder 11A, 11Aa to 11An Detector 12 Optical splitter 12a, 12b Optical output end 13, 13A, 13B, 13C All optical wavelengths Conversion section (all-optical wavelength conversion device) 14 Excitation light source 15 Optical fiber cable 15A, 15B Optical fiber 16 Optical multiplexer 17 Nonlinear optical medium 18 Optical demultiplexer (unnecessary light extraction section) 19 Wavelength filter 20 Network controller 31, 32 Optical communication link 41, 42, 43, 44, 45 Optical transmission device 51, 52, 53, 54, 55 Optical transmission device 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 200 Optical transmission system Oe Pumping light Oin Input optical signal Oo2 Outgoing optical signal Oo1, Oo11 to Oo1n, Oout Outgoing light Oo1x Optical signal ⁇ 1, ⁇ 11, ⁇ 1n, ⁇ 2, ⁇ 21, ⁇ 2

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Abstract

長距離の光伝送路で光信号を伝送する光通信ネットワークの途中に配置される各中継ノード位置の光伝送装置（４３）に、全光波長変換（AO-WC）部（１３）の機能を装備する。全光波長変換部（１３）で、波長変換前と同じ波長（λ１）の光主信号以外の不要光成分を抽出して内部の検出器（１１Ａ）で電気信号に変換する。波長変換後の波長が（λ２）の光主信号は、電気終端処理されずに中継出力として下流側の伝送路に送出される。複数波長を多重化したＷＤＭ光信号を扱う場合も同様に処理する。中継する光主信号を遅延させたり、劣化させることなく波長変換して効率的に中継できる。光主信号の中継と同時に不要光から生成した電気信号に基づき伝送品質データを取得する。ネットワークにおける低遅延化、大容量化、省電力化を実現でき、中継ノード位置の伝送品質データにより障害発生区間の切り分けや故障の予知が可能になる。

Description

光伝送装置および光伝送管理方法
　本発明は、光伝送装置および光伝送管理方法に関する。
　送信ノードと受信ノードとの間を比較的長距離の光ファイバケーブルで接続し、光信号の伝送を行う光伝送システムにおいては、伝送路の途中で光信号が大きく減衰したり、伝送品質の劣化が生じることが予想される。したがって、送信ノードから送信された光信号を確実に受信ノードに届けるために、一般的には伝送路の途中に１つ以上の中継ノードを配置して、減衰した光信号を増幅したり伝送路の途中で発生したビットエラーなどを訂正する必要がある。
　また、通常は一定の距離毎に中継ノードを配置する必要があるので、長距離の光伝送を行う場合は多数の中継ノードが送信ノードと受信ノードの間の伝送路の中間部に接続される。
　光伝送システムの各中継ノードは、通常は電気終端処理の機能を備えている。すなわち、受信した光信号を電気信号に一旦変換し、変換された電気信号の情報を中継処理する。また、電気信号の情報を処理する際に、当該中継ノードにおける伝送品質データ（Pre-FEC BER、分散補償量、偏波モード分散量、偏波依存損失）を取得できる。
　しかし、各中継ノードで電気終端処理を行うと、電気信号の中継処理に伴う遅延時間の増大は避けられない。また、電気信号の中継処理に伴って電力消費が増大する。また、光伝送の際に利用可能な波長リソースに制約があるので伝送容量拡大の妨げになる。
　一方、近年では光ファイバケーブルや光送信機の機能が向上している。そこで、電気終端処理の機能を備えた中継ノードを配置する間隔を拡大する傾向がある。これにより、電気終端処理を行いながら中継するノードの数が減るためネットワークの省電力化、大容量化、低遅延化が可能になる。
　一方、例えば非特許文献１は光ノード装置における電気終端処理を省略した光トランスポートネットワークの技術を開示している。また、非特許文献１は限られた波長リソースを効率的に使用するため、経由する光ノード装置において、光信号の波長を他の波長へ変換する波長変換機能の導入について開示している。
M. Nakagawa et.al., "Adaptive Link-by-Link Band Allocation: A Novel Adaptation Scheme in Multi-Band Optical Networks," 2021 International Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM) (2021).
　ところで、光伝送システムに障害が発生した場合には、障害箇所を特定する必要がある。そのためには、まず最初に長距離の伝送路の全長を中継ノード毎の複数の区間に分離して、区間毎に故障発生の有無の切り分けを行う必要がある。
　各中継ノードが電気終端処理の機能を実装している場合には、中継ノード毎に伝送品質データを取得できる。したがって、各中継ノードの伝送品質データを比較することで、区間毎の故障発生の有無の切り分けが可能になる。
　しかし、電気終端処理の機能を実装していない中継ノードについてはその地点の伝送品質データが得られない。そのため、故障有無の切り分けが可能な区間のそれぞれの中に多数の光伝送装置が含まれたり、区間毎の光ファイバケーブルの長さが非常に長くなる状況になる。そのため、障害箇所の特定が困難になる。
　そこで、例えば中継ノードに光スプリッタを配置することが考えられる。すなわち、中継ノードが受信した１つの光信号を光スプリッタで２つの経路に分岐して、一方の経路の主信号は光信号のままで中継し、他方の経路の光信号は電気信号に変換して伝送品質データの取得のために利用する。これにより、中継に伴う光主信号の信号遅延を低減できる。しかし、入力された光信号が光スプリッタを通過する際に中継する光主信号の光強度が低下するため、中継ノードで伝送品質の劣化が発生する。
　本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、中継ノードが中継する光主信号の遅延や伝送品質の劣化に影響を及ぼすことなく、中継ノード毎の伝送品質データ取得が可能な光伝送装置および光伝送管理方法を提供することを目的とする。
（１）　光信号の送信が可能な光送信ノードと、光信号の受信が可能な光受信ノードとの間が光伝送路を介して接続され、前記光伝送路の中間位置に１つ以上の光中継ノードが接続された光伝送システムの少なくとも１つの前記光中継ノードに装備可能な光伝送装置であって、
　少なくとも１つの前記光中継ノードが中継する光信号の波長を変換する全光波長変換デバイスと、
　中継する光主信号の波長変換前と波長が同じ前記光主信号以外の不要光成分を抽出する不要光抽出部と、
　前記不要光抽出部が抽出した前記不要光成分の光を電気信号に変換する光電気信号変換部と、
　を備える光伝送装置。
（２）　光信号の送信が可能な光送信ノードと、光信号の受信が可能な光受信ノードとの間が光伝送路を介して接続され、前記光伝送路の中間位置に１つ以上の光中継ノードが接続された光伝送システムを管理するための光伝送管理方法であって、
　前記光伝送システムの少なくとも１つの前記光中継ノードにおいて、
　受信した光信号の波長変換を実施すると共に、波長変換された後の前記光信号を中継出力として送出する手順と、
　受信した前記光信号の中から、中継する光主信号の波長変換前と波長が同じ前記光主信号以外の不要光成分を抽出する手順と、
　抽出された前記不要光成分の光を電気信号に変換する手順と、
　前記電気信号に基づいて伝送品質データを生成する手順と、
　を実施する光伝送管理方法。
　本発明の光伝送装置および光伝送管理方法によれば、中継ノードにおいて電気終端処理する必要がなく、中継ノードが中継する光主信号の遅延や伝送品質の劣化に影響を及ぼすことなく、中継ノード毎の伝送品質データ取得が可能になる。したがって、光ネットワーク上で障害が発生した場合に障害箇所の特定が容易になる。また、障害が発生していない場合でも、光ネットワーク上の故障予知に役立つ情報が得られる。
一般的な光伝送システムの構成例を示すブロック図である。 一般的な光伝送システムの構成例を示すブロック図である。 光伝送システムの変形例を示すブロック図である。 光伝送システムの変形例を示すブロック図である。 マルチバンドネットワーキング技術における光通信リンクと波長帯との関係の例を示す模式図である。 本発明の実施形態における光伝送システムの構成例を示すブロック図である。 図６の光伝送システムに含まれる全光波長変換部の構成例を示すブロック図である。 図７の全光波長変換部の各部における光信号波長分布の一覧を表すグラフである。 図６の変形例の構成を示すブロック図である。 図９の光伝送システムに含まれる全光波長変換部の第１構成例を示すブロック図である。 図１０の全光波長変換部の各部における光信号波長分布の一覧を表すグラフである。 図９の光伝送システムに含まれる全光波長変換部の第２構成例を示すブロック図である。 図１２の全光波長変換部の各部における光信号波長分布の一覧を表すグラフである。 本発明の光伝送管理方法の処理手順の例を示すフローチャートである。 全光波長変換部の構成の変形例を示すブロック図である。
＜本発明の前提になる技術の説明＞
　本発明の理解を容易にするために、その前提となる技術について説明する。
－＜光伝送システムの構成＞
　一般的な光伝送システム１００Ａの構成例を図１に示す。一般的な光伝送システム１００Ｂの構成例を図１に示す。また、図１の光伝送システムの変形例を図３と図４に示す。
　図１に示した光伝送システム１００Ａにおいては、７つの光伝送装置１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、及び１０－７が一例に並び、共通の光ファイバケーブル１５を経由して互いに直列に接続されている。また、これらの光伝送装置１０－１～１０－７を含む通信ネットワークを管理するためにネットワークコントローラ２０が各光伝送装置１０－１～１０－７に接続されている。
　例えば、この通信ネットワークの一端側の光伝送装置１０－１から他端側の光伝送装置１０－７に対してデータを伝送する場合、光伝送装置１０－１が送信ノードとなり、光伝送装置１０－７が受信ノードとなる。また、これらの送信ノード、受信ノードの間にある光伝送装置１０－２～１０－６は、それぞれ中継ノードとして使用される。
　送信ノードの光伝送装置１０－１は、送信するデータをトランスポンダ（ＴＰＤ: Transponder）１１の内部で電気信号から所定波長の光信号に変換し、この光信号を光ファイバケーブル１５に送出する。受信ノードの光伝送装置１０－７は、光ファイバケーブル１５から光信号を受け取り、光伝送装置１０－７内のトランスポンダ１１で光信号を電気信号に変換して受信データを取得する。
　一方、光信号伝送の距離が長くなると、光強度が低下したり、ビットエラーレート（ＢＥＲ）などの伝送品質の劣化が発生する。また、光強度が著しく低下したり、ビットエラーレートが著しく増大すると、受信ノードの光伝送装置１０－７が送信されたデータを正しく受信できない状態になる。
　そのため、各中継ノードの光伝送装置１０－２～１０－６が所定の中継処理を実施する。すなわち、各中継ノードがそれぞれの中継位置で受信した光信号の光強度を増幅したり、所定のエラー訂正処理によりビットエラーのない元のデータを復元する。
　但し、エラー訂正処理などを行うためには、伝送する光信号の電気終端処理を行う必要がある。すなわち、光伝送装置１０－２～１０－６は、トランスポンダ１１内で光信号を電気信号に変換し、得られた電気信号のデータを処理してエラー訂正処理などを行う。更に、光伝送装置１０－２～１０－６は、処理の終了した電気信号を再び光信号に変換し、中継出力として下流側の光ファイバケーブル１５へ送出する。
　上記のような電気終端処理を行うと、伝送中に発生したエラーを確実に訂正すると共に光強度を回復することができる。また、伝送品質データを得ることもできる。しかし、電気信号の処理に伴ってトランスポンダ１１の内部で信号に比較的大きな遅延が発生する。また、伝送距離が長くなると中継回数が増えるので、遅延時間が増大する。光伝送システム１００Ａの例では、送信ノードと受信ノードの間に中継ノードとしてトランスポンダ１１を含む光伝送装置１０－３、及び１０－５が存在するので、電気終端処理を含む中継処理が１回だけの場合に比べて遅延時間が２倍になる。
　一方、近年では光ファイバケーブル１５や光信号を送信する送信機の機能が向上しているので、比較的長距離の光伝送を行う場合でも、電気終端処理を含む中継ノードの中継数を減らすことが可能である。したがって、図１に示した光伝送システム１００Ａの構成を同じ図１中の光伝送システム１００Ｂのように改良することができる。
　図２に示した光伝送システム１００Ｂにおいては、トランスポンダ１１が光伝送装置１０－１及び１０－７に存在するが、他の光伝送装置１０－２～１０－６にはトランスポンダ１１がない。つまり、送信ノードの光伝送装置１０－１から受信ノードの光伝送装置１０－７に光信号を伝送する場合に、途中で電気終端処理を含む中継を１回も行わない。したがって、光伝送システム１００Ｂの光信号伝送に伴う遅延時間は、光伝送システム１００Ａと比べて大幅に削減される。
　一方、光伝送システム１００Ｂの場合は光伝送装置１０－２～１０－６の各々にトランスポンダ１１がなく、電気終端処理を行わないので、各光伝送装置１０－２～１０－６の中継ノードの位置で伝送品質データを得ることができない。
　一方、通信の障害が発生すると、通常、ネットワークコントローラ２０は光信号の伝送に使用している各ノードの位置で検出された伝送品質データに基づいて障害が発生した場所の候補を絞り込むために伝送区間の切り分けを行う。しかし、光伝送システム１００Ｂの場合は各光伝送装置１０－２～１０－６の中継位置における伝送品質データが得られないので、光伝送装置１０－１の出力と光伝送装置１０－７の入力との間のどの区間で障害が発生しているのかを切り分けることができない。その結果、障害が発生している場所の特定が困難になり、障害の復旧に長い時間が必要になる。特に、光ファイバケーブル１５の距離が非常に長い場合には、障害発生の場所を探すことが難しい。
　一方、図３中の光伝送システム１００Ｃの場合は、中継ノードとして使用される光伝送装置１０－４にトランスポンダ１１が備わっているので、この中継位置における伝送品質データをネットワークコントローラ２０は取得できる。そのため、障害が発生した場合に、その障害箇所が光伝送装置１０－１の出力から光伝送装置１０－４の入力までの区間と、光伝送装置１０－４の中継出力から光伝送装置１０－７の入力までの区間とのいずれに含まれるのかを光伝送装置１０－４が検出した伝送品質データに基づいて特定できる。
　つまり、光伝送システム１００Ｃのように中継ノードの光伝送装置１０－４に電気終端処理の機能を有するトランスポンダ１１を配置することで、図２中の光伝送システム１００Ｂと比べて障害発生箇所を特定するための区間の切り分けが容易になる。但し、光伝送システム１００Ｃの場合は中継ノードの光伝送装置１０－４に電気終端処理の機能があるので、これによって伝送遅延が発生する。
　一方、図４中に示した光伝送システム１００Ｄにおいては、中継ノードの光伝送装置１０－４に光スプリッタ１２が備わっている。光スプリッタ１２は、光ファイバケーブル１５から入力された光信号を光のまま２つの経路に分岐して光出力端１２ａ、及び１２ｂにそれぞれ出力する。光スプリッタ１２の光出力端１２ａは中継出力側の光ファイバケーブル１５と接続されている。また、光スプリッタ１２の光出力端１２ｂは、光伝送装置１０－４内のトランスポンダ１１の入力と接続されている。
　光伝送システム１００Ｄの場合は、光伝送装置１０－４が電気終端処理していない光信号をそのまま中継して出力するので、このノード位置で伝送遅延が発生するのを防止できる。また、光伝送装置１０－４内のトランスポンダ１１がこのノード位置における伝送品質データを検出するので、光伝送システム１００Ｃの場合と同様に障害発生区間の切り分けが容易になる。
　しかし、光伝送システム１００Ｄのように光伝送装置１０－４の内部に光スプリッタ１２を配置すると、中継する光信号（主信号）が光スプリッタ１２を通過する際に発生する損失によりこの光信号の光強度が低下する。したがって、光伝送装置１０－４のノード位置で伝送品質の劣化が発生する。
－＜マルチバンドネットワーキング技術＞
　マルチバンドネットワーキング技術（非特許文献１参照）における光通信リンクと波長帯との関係の例を図５に示す。
　図５に示した例では、通信に利用する光の波長帯として、Ｌバンド、Ｃバンド、及びＳバンドの３種類がある場合を想定している。Ｌバンドとは、1565～1625 nmの波長帯域である。Ｃバンドとは、1530～1565 nmの波長帯域である。Ｓバンドとは、1460～1530 nmの波長帯域である。
　また、Ｌバンド、Ｃバンド、及びＳバンドのそれぞれは互いに独立した光路（Optical path）を有している。また、図５の例では、互いに独立した２つの光通信リンク３１、及び３２がある場合を想定している。
　各光通信リンク３１、３２の光信号は、状況に応じてアダプティブにバンド切り替えされ、複数バンドの光路を跨ぐようにスイッチングされる。すなわち、図５中に示した光通信リンク３１の光信号は、Ｌバンドの光路を通過した後、波長変換によりＣバンドの光信号に変換されてＣバンドの光路に入り、更に波長変換によりＳバンドの光信号に変換されてＳバンドの光路に入る。この光は、次に波長変換によりＬバンドの光信号に変換されてＬバンドの光路に入り、Ph-EX（Photonic Exchange）で電気信号に変換されて処理されて出力される。Ph-EXは、交換、多重、スイッチングといった電気処理を極小化した構成要素である。
　また、Ｃバンドの波長の光通信リンク３２の光信号は、Ｃバンドの光路を通過した後、波長変換によりＳバンドの光信号に変換されてＳバンドの光路に入り、Ph-EXで電気信号に変換されて処理される。
　図５に示したような技術を利用することで、光伝送システムは、限られた波長リソースを効率的に使用できる。具体的には、伝送路の収容トラヒック量を３０％程度増やすことができる。また、各通信ノードの位置で電気終端処理を省略して、光信号のまま処理できるので、ネットワークの省電力化、大容量化、低遅延化などの効果が期待できる。但し、各ノード位置の光伝送装置は、光信号を波長変換する機能を実装する必要がある。
　本発明の実施形態について各図を参照しながら以下に説明する。
＜実施形態の説明＞
　本発明の実施形態における光伝送システム１００の構成例を図６に示す。
　図６に示した光伝送システム１００は、５つの光伝送装置４１、４２、４３、４４、及び４５とネットワークコントローラ２０とを備えている。５つの光伝送装置４１～４５は、例えば一定の距離だけ互いに離れた場所に一列に並べて設置されている。また、光伝送装置４１～４５は光信号の伝送路として利用される１つの光ファイバケーブル１５を介して互いに直列に接続されている。
　ネットワークコントローラ２０は、光伝送装置４１～４５、及び光ファイバケーブル１５で構成される光通信ネットワークの全体を管理している。ネットワークコントローラ２０は、例えば光通信ネットワーク上で何らかの障害が発生した場合に、障害の発生場所を特定するために役立つ情報を生成できる。
　例えば、この通信ネットワークの一端側の光伝送装置４１から他端側の光伝送装置４５に対してデータを伝送する場合、光伝送装置４１が送信ノードとなり、光伝送装置４５が受信ノードとなる。また、これらの送信ノード、受信ノードの間にある光伝送装置４２～４４は、それぞれ中継ノードとして使用される。
　送信ノードの光伝送装置４１は、送信するデータをトランスポンダ１１の内部で電気信号から所定波長の光信号に変換し、この光信号を光ファイバケーブル１５に送出する。受信ノードの光伝送装置４５は、光ファイバケーブル１５から光信号を受け取り、光伝送装置４５内のトランスポンダ１１で光信号を電気信号に変換して受信データを取得する。
　図６に示した構成においては、１つの中継ノードとして使用される光伝送装置４３の内部にＡＯ－ＷＣ（All Optical Wavelength Conversion：全光波長変換）の機能を実装した全光波長変換部１３を備えている。
　光伝送装置４３内の全光波長変換部１３は、光ファイバケーブル１５から光伝送装置４３に入力された波長がλ１の入力光信号Ｏｉｎを光信号のままで波長変換処理して、入力と異なる波長λ２の光信号を生成し、波長λ２の送出光信号Ｏｏ２として下流側の光ファイバケーブル１５に送出することができる。また、図６中に示した全光波長変換部１３は光伝送装置４３の内部で中継する光主信号とは別の不要光成分を抽出して光伝送装置４３内の検出器１１Ａに入力することができる。検出器１１Ａは、トランスポンダ１１と同様に電気終端処理の機能を有しているが、光信号を送出する機能はない。すなわち、検出器１１Ａは入力された光信号を電気信号に変換する機能と、この電気信号を処理して伝送品質データを検出する機能とを有している。
　つまり、光伝送装置４３は中継する光主信号を電気終端処理することなく、光信号のまま中継して下流側の光ファイバケーブル１５に送出するので、中継処理に伴う遅延の増大を防止できる。また、後述するように検出器１１Ａに入力する光信号を抽出するために光スプリッタを使う必要がないので、光主信号の光強度の低下を防止できる。
　また、全光波長変換部１３は中継する光主信号とは別の不要光成分を抽出して光伝送装置４３内の検出器１１Ａに入力するので、検出器１１Ａは光伝送装置４３のノード位置における伝送品質データを検出できる。
　したがって、ネットワークコントローラ２０は電気終端処理を行わない光伝送装置４３などの中継ノードの伝送品質データを取得できる。例えば障害が発生した場合に、ネットワークコントローラ２０は各中継ノードの位置における伝送品質データに基づいて、区間毎に障害発生の有無を切り分けることができる。
＜全光波長変換部の構成＞
　図６の光伝送システム１００に含まれる全光波長変換部１３の構成例を図７に示す。
　図７に示した全光波長変換部１３は、励起光光源１４、光ファイバ１５Ａ、光合波器１６、非線形光学媒質１７、光分波器１８、及び光ファイバ１５Ｂを備えている。全光波長変換部１３は、中継する光主信号、及び、励起光光源１４から出射される励起光の両方の光が同時に入射可能な非線形光学媒質１７を含んだ全光波長変換デバイスである。
　励起光光源１４は、所定の波長λｅの励起光Ｏｅを生成する。励起光光源１４が生成した励起光Ｏｅは、光ファイバ１５Ａを通って光合波器１６に入射する。励起光Ｏｅの波長λｅは入力光信号Ｏｉｎの波長λ１とは異なる。また、励起光Ｏｅの光強度は入力光信号Ｏｉｎと比べて十分に大きい。
　光合波器１６は、光ファイバケーブル１５から入力される入力光信号Ｏｉｎと光ファイバ１５Ａから入力される励起光Ｏｅとを合波した光を生成して非線形光学媒質１７の入射端に送出する。
　非線形光学媒質１７は、非線形光学特性を有し、入射光と異なる波長の光信号を生成することができる。代表例としては、高非線形ファイバ（HNLF）、周期分極反転ニオブ酸リチウム（PPLN）、及び半導体光増幅器（SOA）のいずれか１つを非線形光学媒質１７として利用できる。
　光分波器１８は、全光波■変換デバイスである非線形光学媒質１７の光出射側に接続されている。非線形光学媒質１７の出力端から出射される出射光Ｏｏｕｔは光分波器１８に入力される。光分波器１８は、その波長選択特性により入射光を分波して、２種類の光信号をそれぞれ抽出する。すなわち、波長λ２の送出光信号Ｏｏ２と、波長λ１の出射光Ｏｏ１とが光分波器１８の互いに異なる出力端子から出射される。
　送出光信号Ｏｏ２の波長λ２は、入力光信号Ｏｉｎの波長と、励起光Ｏｅの波長λｅと、非線形光学媒質１７の非線形光学特性とに基づいて生成される。つまり、波長λ１の入力光信号Ｏｉｎが励起光Ｏｅと共に非線形光学媒質１７を通過することで、波長変換された送出光信号Ｏｏ２の波長λ２が生成される。また、非線形光学媒質１７の出射光の中には、波長変換前と同じ波長λ１の光成分も含まれている。
　光分波器１８から出力される波長λ２の送出光信号Ｏｏ２は、中継出力として光伝送装置４３の出力から下流側の光ファイバケーブル１５に送出される。また、光分波器１８から出力される波長λ１の出射光Ｏｏ１は、光ファイバ１５Ｂを介して光伝送装置４３内の検出器１１Ａに入力される。
　したがって、図７に示した全光波長変換部１３を利用することで、光伝送装置４３が中継する光主信号を電気終端処理することなく、光信号のままでその波長をλ１からλ２に変換し、遅延の増大を防止できる。また、全光波長変換部１３から出力される波長変換前と同じ波長λ１の出射光Ｏｏ１、つまり主信号以外の不要な光成分を検出器１１Ａに入力することができる。検出器１１Ａは、入力される波長λ１の出射光Ｏｏ１を内部で電気信号に変換し、電気信号の形態で各種処理を行うことができる。これにより、光伝送装置４３の中継ノード位置における伝送品質データが得られる。但し、中継ノードが送出する光主信号の波長λ２と検出器１１Ａに入力される主信号以外の光の波長λ１とは異なっている。そこで、波長λ１に対して検出される伝送品質と波長λ２に対して検出される伝送品質との相関関係を事前に特定しておき、検出器１１Ａが検出した伝送品質データを、相関関係に基づいて中継する光信号の伝送品質データに変換する。この変換処理は、検出器１１Ａの内部で行ってもよいし、ネットワークコントローラ２０側で行ってもよい。
＜各部の光信号の波長分布＞
　図７の全光波長変換部１３の各部における光信号波長分布の一覧を図８に示す。図８中の横軸は波長を表し、縦軸は光強度を表している。
　図８の最上段のグラフに示すように、上流側の光ファイバケーブル１５から光伝送装置４３に入力される入力光信号Ｏｉｎは、単一の波長λ１の成分だけを含んでいる。また、励起光光源１４が生成する励起光Ｏｅは、単一の波長λｅの成分だけを含んでいる。また、２段目のグラフに示すように、励起光Ｏｅの光強度は入力光信号Ｏｉｎよりも十分に大きい。
　一方、非線形光学媒質１７から出射される出射光Ｏｏｕｔの中には、図８の３段目のグラフに示すように３種類の波長λ１、λｅ、λ２の各成分が含まれている。波長λ２の成分は、非線形光学媒質１７の通過に伴う入力光信号Ｏｉｎの波長変換によって生じた成分である。出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ２の成分の光強度は、非線型光学媒質および励起光強度に依存し、入力光信号Ｏｉｎと同等とすることができる。つまり、光強度を減衰させることなく波長変換を行うこともできる。
　また、出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ１の成分の光強度は、入力光信号Ｏｉｎと同等である。つまり、波長変換前と同じ波長λ１で且つ主信号以外の光信号を非線形光学媒質１７の出力から十分に大きい光強度で取り出すことができる。
　光分波器１８における分波により、光分波器１８の一方の出力に波長λ２の成分だけを含む送出光信号Ｏｏ２が抽出される。図８の４段目のグラフに、送出光信号Ｏｏ２を示す。この送出光信号Ｏｏ２が中継出力の光主信号として下流側の光ファイバケーブル１５に送出される。
　また、光分波器１８の分波により、光分波器１８の他方の出力に波長変換前と同じ波長λ１の成分だけを含む出射光Ｏｏ１が抽出され、この出射光Ｏｏ１が光ファイバ１５Ｂを介して検出器１１Ａに入力される。図８の５段目のグラフに、出射光Ｏｏ１を示す。
　ここで、十分に光強度の大きい出射光Ｏｏ１が検出器１１Ａに入力されるので、検出器１１Ａは該当する中継ノードの位置における伝送品質データを容易に検出できる。勿論、検出器１１Ａは入力される光信号を内部で電気信号に変換し、電気信号の処理により伝送品質データを検出する。
＜光伝送システムの変形例＞
－＜変形例の構成＞
　図６の構成の変形例である光伝送システム２００の構成を図９に示す。
　図９に示した光伝送システム２００は、５つの光伝送装置５１、５２、５３、５４、及び５５とネットワークコントローラ２０とを備えている。５つの光伝送装置５１～５５は、例えば一定の距離だけ互いに離れた場所に一列に並べて設置されている。また、図９に示した各光伝送装置５１～５５は複数波長の光信号が多重化されたＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）光信号を伝送する機能を有している。
　５つの光伝送装置５１～５５は、ＷＤＭ光信号の伝送路として利用される１つ又は複数の光ファイバケーブル１５を介して互いに直列に接続されている。送信ノード又は受信ノードとして機能するネットワークの端部位置にある光伝送装置５１及び５５は、それぞれＷＤＭ光信号の処理に対応した複数のトランスポンダ１１ａ～１１ｎを実装している。
　ネットワークコントローラ２０は、光伝送装置５１～５５、及び光ファイバケーブル１５で構成される光通信ネットワークの全体を管理している。ネットワークコントローラ２０は、例えば光通信ネットワーク上で何らかの障害が発生した場合に、障害の発生場所を特定するために役立つ情報を生成できる。
　例えば、この通信ネットワークの一端側の光伝送装置５１から他端側の光伝送装置５５に対してデータを伝送する場合、光伝送装置５１が送信ノードとなり、光伝送装置５５が受信ノードとなる。また、これらの送信ノード、受信ノードの間にある光伝送装置５２～５４は、それぞれ中継ノードとして使用される。
　送信ノードの光伝送装置５１は、送信するデータを各トランスポンダ１１ａ～１１ｎの内部で電気信号からそれぞれ所定波長の光信号に変換し、複数波長を多重化したＷＤＭ光信号を光ファイバケーブル１５に送出する。受信ノードの光伝送装置５５は、光ファイバケーブル１５からＷＤＭ光信号を受け取る。光伝送装置５５は受け取ったＷＤＭ光信号を波長毎に分離して、各トランスポンダ１１ａ～１１ｎで光信号から電気信号に変換し、電気信号の処理により受信データを取得する。
　図９に示した構成の光伝送システム２００においては、１つの中継ノードとして使用される光伝送装置５３の内部にＡＯ－ＷＣの機能を実装した全光波長変換部１３Ａを備えている。また、ＷＤＭ光信号に対応した複数のトランスポンダ１１ａ～１１ｎが光伝送装置５３に実装されている。
　光伝送装置５３内の全光波長変換部１３Ａは、上流側の光ファイバケーブル１５から光伝送装置５３に入力されたＷＤＭ光信号を光信号のままで波長変換処理して、入力と波長が異なるＷＤＭ光信号を生成し、下流側の光ファイバケーブル１５に送出することができる。また、全光波長変換部１３Ａは光伝送装置５３が中継するＷＤＭ光主信号から分離した不要光成分を抽出して光伝送装置５３内の検出器１１Ａａ～１１Ａｎに入力することができる。
　つまり、光伝送装置５３は中継するＷＤＭ光主信号を電気終端処理することなく、光信号のまま中継して下流側の光ファイバケーブル１５に送出するので、中継処理に伴う遅延の増大を防止できる。また、検出器１１Ａａ～１１Ａｎに入力する光信号を抽出するために光スプリッタを使う必要がないので、ＷＤＭ光主信号の光強度の低下を抑制できる。
　また、全光波長変換部１３Ａは中継するＷＤＭ光主信号から分離した不要光成分を抽出して光伝送装置５３内の検出器１１Ａａ～１１Ａｎに入力するので、検出器１１Ａａ～１１Ａｎは光伝送装置５３のノード位置における伝送品質データを検出できる。
　したがって、ネットワークコントローラ２０は電気終端処理を行わない光伝送装置５３などの中継ノードの伝送品質データを取得できる。例えば障害が発生した場合に、ネットワークコントローラ２０は各中継ノードの位置における伝送品質データに基づいて、区間毎の障害発生の有無を切り分けることができる。
　また、光伝送装置５３は、伝送信号と抽出信号を入れ替えることも可能である。この場合、光伝送装置５３は、波長λ１１～λ１ｎの各光成分を伝送し、波長λ２１～λ２ｎの各光成分を抽出信号として検出して、伝送品質データを取得する。これより、光伝送装置５３は、波長変換を行わない場合にも伝送品質データを取得することができる。
－＜全光波長変換部の第１構成例＞
　図９の光伝送システム２００に含まれる全光波長変換部１３Ａの第１構成例を図１０に示す。
　図１０に示した全光波長変換部１３Ａは、励起光光源１４、光ファイバ１５Ａ、光合波器１６、非線形光学媒質１７、光分波器１８、及び光ファイバ１５Ｂを備えている。
　励起光光源１４は、所定の波長λｅの励起光Ｏｅを生成する。励起光光源１４が生成した励起光Ｏｅは、光ファイバ１５Ａを通って光合波器１６に入射する。励起光Ｏｅの波長λｅはＷＤＭの入力光信号Ｏｉｎに含まれる各波長λ１～λｎとは異なる。また、励起光Ｏｅの光強度はＷＤＭの入力光信号Ｏｉｎと比べて十分に大きい。
　光合波器１６は、光ファイバケーブル１５から入力されるＷＤＭの入力光信号Ｏｉｎと光ファイバ１５Ａから入力される励起光Ｏｅとを合波した光を生成して非線形光学媒質１７の入射端に送出する。
　非線形光学媒質１７の出力端から出射される出射光Ｏｏｕｔは光分波器１８に入力される。この出射光Ｏｏｕｔは、波長変換された後のＷＤＭ光信号を含んでいる。光分波器１８は、その波長選択特性により入射光を分波して、中継対象のＷＤＭ光主信号である送出光信号Ｏｏ２と、ＷＤＭ光主信号以外の出射光Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎとをそれぞれ抽出する。
　ＷＤＭ光信号である送出光信号Ｏｏ２の波長は、ＷＤＭの入力光信号Ｏｉｎに含まれる各波長と、励起光Ｏｅの波長λｅと、非線形光学媒質１７の非線形光学特性とにより生成される。つまり、複数波長λ１～λｎを含む入力光信号Ｏｉｎが励起光Ｏｅと共に非線形光学媒質１７を通過することで、ＷＤＭの波長毎に波長変換された送出光信号Ｏｏ２が生成される。また、非線形光学媒質１７の出射光の中には、波長変換前と同じ複数波長λ１～λｎの光成分も含まれている。
　光分波器１８から出力される波長変換後の送出光信号Ｏｏ２は、中継出力として光伝送装置５３の出力から下流側の光ファイバケーブル１５に送出される。また、光分波器１８から出力される波長変換前と同じ複数波長λ１～λｎを含むＷＤＭの出射光Ｏｏ１は、光ファイバ１５Ｂを介して光伝送装置５３内の複数の検出器１１Ａａ～１１Ａｎに波長毎に分離された出射光Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎとしてそれぞれ入力される。
　したがって、図１０に示した全光波長変換部１３Ａを利用することで、光伝送装置５３が中継するＷＤＭ光主信号を電気終端処理することなく、光信号のままでその波長を変換し、遅延の増大を防止できる。また、全光波長変換部１３Ａから出力される波長変換前と同じ波長λ１～λｎの出射光Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎ、つまり中継する主信号以外の不要な光成分を複数の検出器１１Ａａ～１１Ａｎに波長毎に入力することができる。
　各検出器１１Ａａ～１１Ａｎは、波長毎に分離された出射光Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎのいずれかを内部で電気信号に変換し、電気信号の形態で各種処理を行うことができる。これにより、光伝送装置５３の中継ノード位置における波長毎の伝送品質データが得られる。
－＜図１０の各部の光信号の波長分布＞
　図１０の全光波長変換部１３Ａの各部における光信号波長分布の一覧を図１１に示す。図１１中の横軸は波長を表し、縦軸は光強度を表している。
　図１１の最上段のグラフに示すように、上流側の光ファイバケーブル１５から光伝送装置５３に入力される入力光信号Ｏｉｎは、多重化された複数波長λ１１～λ１ｎの各成分を含んでいる。また、２段目のグラフに示すように、励起光光源１４が生成する励起光Ｏｅは、単一の波長λｅの成分だけを含んでいる。また、励起光Ｏｅの光強度は入力光信号Ｏｉｎよりも十分に大きい。
　一方、非線形光学媒質１７から出射される出射光Ｏｏｕｔの中には、図１１の３段目のグラフに示すように、に示すように波長λ１１～λ１ｎ、λｅ、λ２１～λ２ｎの各光成分が含まれている。
　波長λ２１～λ２ｎの光成分は、非線形光学媒質１７の通過に伴う入力光信号Ｏｉｎの波長変換によって生じた光成分である。また、出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ２１～λ２ｎの成分の光強度は、入力光信号Ｏｉｎと同等である。つまり、光強度を減衰させることなく波長変換を行うことができる。
　また、出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ１１～λ１ｎの成分の光強度は、入力光信号Ｏｉｎと同等である。つまり、波長変換前と同じ波長λ１１～λ１ｎで且つ主信号以外の光信号を非線形光学媒質１７の出力から十分に大きい光強度で取り出すことができる。
　光分波器１８における分波により、光分波器１８の一方の出力に波長λ２１～λ２ｎの光成分を含む送出光信号Ｏｏ２が抽出され、この送出光信号Ｏｏ２が中継出力のＷＤＭ光主信号として下流側の光ファイバケーブル１５に送出される。４段目のグラフに、送出光信号Ｏｏ２を示す。
　また、光分波器１８の分波により、光分波器１８の他方の出力に波長変換前と同じ波長λ１１～λ１ｎの光成分を含む出射光Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎが抽出され、この出射光Ｏｏ１１～ｏＯ１ｎが光ファイバ１５Ｂを介して複数の検出器１１Ａａ～１１Ａｎに波長毎に入力される。５段目のグラフに、出射光Ｏｏ１１を示す。６段目のグラフに、出射光Ｏｏ１ｎを示す。
　ここで、十分に光強度の大きい出射光Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎが検出器１１Ａａ～１１Ａｎに入力されるので、検出器１１Ａａ～１１Ａｎは該当する中継ノードの位置における波長毎の伝送品質データを容易に検出できる。勿論、各検出器１１Ａａ～１１Ａｎは入力される光信号を内部で電気信号に変換し、電気信号の処理により伝送品質データを検出する。
－＜全光波長変換部の第２構成例＞
　図９の光伝送システム２００に実装可能な全光波長変換部１３Ｂの第２構成例を図１２に示す。
　図１２に示した全光波長変換部１３Ｂにおいては、光ファイバ１５Ｂの下流側に波長フィルタ１９が接続され、波長フィルタ１９の出力側に単一の検出器１１Ａが接続されている。
　波長フィルタ１９は、複数波長λ１１～λ１ｎの光成分が多重化されている出射光Ｏｏ１の中から特定波長の光信号Ｏｏ１ｘの成分を選択的に抽出し、検出器１１Ａに入力することができる。
　波長フィルタ１９の代表例として、例えば以下の（１）～（３）のいずれか１つを採用することが想定される。
（１）１×ｎの波長選択スイッチ(WSS：Wavelength. Selective Switch)を使用する。その場合、各ポートを通過する光信号の波長を電気的に制御できる。
（２）カプラで光信号を複数ポートに分岐し、各ポートにチューナブルフィルタを設置する。各チューナブルフィルタを電気的に制御することで、透過する波長をポート毎に選択できる。
（３）検出器１１Ａがコヒーレント検波を行う場合には、検出器１１Ａ内の局発光の光波長を設定することで検出する光信号の波長を選択できる。この場合は、波長フィルタ１９の設置を省略し、出射光Ｏｏ１をＷＤＭ信号のまま検出器１１Ａに入射させて、検出器１１Ａの内部で処理対象の波長を選択する。
　上記以外の全光波長変換部１３Ｂの構成は全光波長変換部１３Ａと同様である。
－＜図１２の各部の光信号の波長分布＞
　図１２の全光波長変換部１３Ｂの各部における光信号波長分布の一覧を図１３に示す。図１３中の横軸は波長を表し、縦軸は光強度を表している。
　図１３に示すように、上流側の光ファイバケーブル１５から光伝送装置５３に入力される入力光信号Ｏｉｎは、多重化された複数波長λ１１～λ１ｎの各成分を含んでいる。また、励起光光源１４が生成する励起光Ｏｅは、単一の波長λｅの成分だけを含んでいる。また、励起光Ｏｅの光強度は入力光信号Ｏｉｎよりも十分に大きい。
　一方、非線形光学媒質１７から出射される出射光Ｏｏｕｔの中には、図１３に示すように波長λ１１～λ１ｎ、λｅ、λ２１～λ２ｎの各光成分が含まれている。
　波長λ２１～λ２ｎの光成分は、非線形光学媒質１７の通過に伴う入力光信号Ｏｉｎの波長変換によって生じた光成分である。また、出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ２１～λ２ｎの成分の光強度は、入力光信号Ｏｉｎと同等である。つまり、光強度を減衰させることなく波長変換を行うことができる。
　また、出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ１１～λ１ｎの成分の光強度は、入力光信号Ｏｉｎと同等である。つまり、波長変換前と同じ波長λ１１～λ１ｎで且つ主信号以外の光信号を非線形光学媒質１７の出力から十分に大きい光強度で取り出すことができる。
　光分波器１８における分波により、光分波器１８の一方の出力に波長λ２１～λ２ｎの光成分を含む送出光信号Ｏｏ２が抽出され、この送出光信号Ｏｏ２が中継出力のＷＤＭ光主信号として下流側の光ファイバケーブル１５に送出される。
　また、光分波器１８の分波により、光分波器１８の他方の出力に波長変換前と同じ波長λ１１～λ１ｎの光成分を含む出射光Ｏｏ１が抽出され、この出射光Ｏｏ１が波長フィルタ１９に入力される。波長フィルタ１９は、波長λ１１～λ１ｎの中から１つの波長λ１ａの光成分を選択的に抽出して検出器１１Ａに入力する。
　したがって、光伝送装置５３の内部に複数の検出器１１Ａを設置する必要がない。この場合、単一の検出器１１Ａが出射光Ｏｏ１のＷＤＭ光信号に含まれる各波長λ１１～λ１ｎを順次に選択し、波長毎に順番に電気信号に変換して処理することで、中継ノードの位置における伝送品質データを波長毎に検出できる。
＜光伝送管理方法の処理手順＞
　本発明の光伝送管理方法の処理手順の例を図１４に示す。図１４の処理手順について以下に説明する。
　この処理手順は、例えば図６のような光伝送システム１００を管理するために利用できる。この光伝送システム１００において、通信の中継を行う光伝送装置４３のノード位置では、光伝送装置４３がステップＳ１１で上流側の光ファイバケーブル１５から入力光信号Ｏｉｎを受信し、全光波長変換部１３がステップＳ１２で入力光信号Ｏｉｎの波長変換を実施する。
　全光波長変換部１３内の光分波器１８は、波長変換後の送出光信号Ｏｏ２をステップＳ１３で中継出力として下流側の光ファイバケーブル１５に送出する。また、全光波長変換部１３内の光分波器１８は、波長変換前と波長が同じ出射光Ｏｏ１、すなわち通信の中継に利用されない不要光をステップＳ１４で抽出する。
　光伝送装置４３内の検出器１１Ａは、光分波器１８が抽出した不要光をステップＳ１５で入力して電気信号に変換する。
　検出器１１Ａとして、トランスポンダの受信部相当のものや、スペクトラムアナライザ、偏波モニター、パワーメーター等が考えられる。トランスポンダ受信部相当のものでは、不要光を電気信号に変換して処理することで伝送品質データをステップＳ１６で取得する。スペクトラムアナライザの場合は、信号対雑音比を取得する。偏波モニターの場合は光信号の偏波状態を取得し、パワーメーターの場合は光強度を取得する。
　光伝送装置４３は、内部の検出器１１Ａが検出した伝送品質データをその中継ノード位置に対応付けてステップＳ１７でネットワークコントローラ２０へ通知する。
　したがって、図１４の中継処理を行うことにより、伝送する光信号の電気終端処理を省略した中継ノードについても、ネットワークコントローラ２０は伝送品質データを得ることができる。
＜変形例の説明＞
　全光波長変換部１３Ｃの構成を図１５に示す。この全光波長変換部１３Ｃは図７に示した全光波長変換部１３の変形例である。
　図１５の全光波長変換部１３Ｃにおいては、非線形光学媒質１７の出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ１、λ２の各光成分のうち、波長λ１の出射光Ｏｏ１が光分波器１８で抽出され、中継出力として光ファイバケーブル１５に送出される。また、非線形光学媒質１７の出射光Ｏｏｕｔに含まれる波長λ１、λ２の各光成分のうち、波長λ２の送出光信号Ｏｏ２が光分波器１８で抽出され、光ファイバ１５Ｂを介して検出器１１Ａに入力される。
　上記以外の全光波長変換部１３Ｃの構成は図７の全光波長変換部１３と同様である。
　つまり、図１５の全光波長変換部１３Ｃを使用する中継ノードにおいては、中継する光信号の波長変換は行わない。しかし、全光波長変換部１３Ｃを用いることで、中継する光主信号の光強度を減衰させることなく、光主信号以外の不要光を抽出して検出器１１Ａに入力することができる。
　図１５の全光波長変換部１３Ｃを使用する場合には、中継する光主信号の波長λ１と検出器１１Ａが検出する伝送品質データの波長λ２とが異なっている。したがって、波長λ１に対する伝送品質データと、波長λ２に対する伝送品質データとの相関関係を予め把握しておく。そして、検出器１１Ａが検出した伝送品質データを、相関関係に基づき中継する光主信号の波長λ１の伝送品質データに変換する。この変換処理は検出器１１Ａの内部で行ってもよいし、ネットワークコントローラ２０側で行ってもよい。
　また、現実的な光伝送装置４３の構成としては、光分波器１８が各出力ポートに出力する光の波長を選択的に制御できるように構成することが考えられる。これにより、図７に示した全光波長変換部１３の構成と、図１５に示した全光波長変換部１３Ｃの構成とを必要に応じて切り替えることができる。これにより、ネットワークコントローラ２０は各中継ノードにおける波長変換の有無を状況に応じて動的に切り替えることが可能になる。
＜上記以外の変形の可能性＞
　図７に示した全光波長変換部１３は、非線形光学媒質１７の光出射側に現れる出射光Ｏｏｕｔの中から非線形光学媒質１７を通過した光主信号以外の不要光成分、つまり入力光信号Ｏｉｎと同じ波長λ１の出射光Ｏｏ１を光分波器１８で抽出して検出器１１Ａに入力している。一方、非線形光学媒質１７の光入射側で入力光信号Ｏｉｎの反射や散乱などが生じる場合に、反射光や散乱光を非線形光学媒質１７の入射側で抽出できる可能性もある。その場合は、非線形光学媒質１７の光入射側に光分波器（不要光抽出部）を接続して、中継する光主信号の波長変換前と波長が同じ光成分を不要光として抽出し、抽出した不要光を検出器１１Ａに入力してもよい。これにより光分波器の接続の自由度を向上させることができる。
　更に非線形光学媒質１７の光出射側に光分波器（不要光抽出部）を接続して、この非線形光学媒質１７から出射される光の中から、中継する光主信号の波■変換後の波■の光成分を不要光として抽出してもよい。
　光伝送システム１００のネットワークコントローラ２０においては、各光中継ノードのトランスポンダ１１が検出した伝送品質データとして「Pre-FEC BER」を使うことが一般的に想定される。一方、検出器１１Ａやトランスポンダ１１は通信データの電気信号処理により「Pre-FEC BER」の他に、波長分散補償量、偏波モード分散、偏波依存損失等のデータも取得できる。したがって、ネットワークコントローラ２０は、検出器１１Ａ又はトランスポンダ１１を実装している各光中継ノードから波長分散補償量、偏波モード分散、偏波依存損失等のデータも収集し、機械学習の学習データとして活用できる。これにより、電気終端処理のない光ネットワークにおける故障予知の実現に役立つ。
＜光伝送装置の特徴＞
　本発明の光伝送装置および光伝送管理方法に関する特徴的な事項について以下の［１］～［８］に列挙する。
［１］光信号の送信が可能な光送信ノードと、光信号の受信が可能な光受信ノードとの間が光伝送路を介して接続され、前記光伝送路の中間位置に１つ以上の光中継ノードが接続された光伝送システム（１００）の少なくとも１つの前記光中継ノードに装備可能な光伝送装置であって、
　少なくとも１つの前記光中継ノードが中継する光信号の波長を変換する全光波長変換デバイス（全光波長変換部１３）と、
　中継する光主信号の波長変換前と波長が同じ前記光主信号以外の不要光成分（出射光Ｏｏ１）を抽出する不要光抽出部（光分波器１８）と、
　前記不要光抽出部が抽出した前記不要光成分の光を電気信号に変換する光電気信号変換部（検出器１１Ａ）と、
　を備える光伝送装置（４３）。
　上記［１］の構成の光伝送装置によれば、前記光中継ノードが中継する光主信号以外の不要光成分を抽出して電気信号に変換するので、前記光主信号を電気終端処理する必要がなく、前記光主信号の遅延、光強度、伝送品質などの劣化に影響を及ぼすことなく前記不要光成分を取り出して電気信号に変換できる。したがって、各中継ノードの位置における伝送品質データの検出が可能になり、障害発生区間の特定などが容易になる。また、光中継ノード内に光信号の波長変換機能を装備することで、限られた波長リソースを有効活用することが可能になり、収容トラヒック量を増やす効果が得られる。
［２］前記不要光抽出部は、前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、前記全光波長変換デバイスから出射される光の中から、中継する光主信号の波長変換前の波長と同じ波長の光成分を抽出する。
　上記［２］の構成の光伝送装置によれば、前記全光波長変換デバイスを通過した光の中に含まれている不要光成分を抽出して活用するので、光強度が十分に大きい不要光成分を抽出できる。したがって、前記光電気信号変換部は前記不要光成分を劣化の少ない電気信号に容易に変換できる。
［３］光伝送装置は、中継する光主信号の波長変換前の波長とは異なる波長の励起光を出射する励起光源（励起光光源１４）を備え、
　前記全光波長変換デバイスは、中継する光主信号、および前記励起光源から出射される励起光の両方の光が同時に入射可能な非線形光学媒質であり、
　前記不要光抽出部は、前記非線形光学媒質からの出射光を波長変換後の波長の光成分と波長変換前の波長の光成分とのそれぞれに分離する。
　上記［３］の構成の光伝送装置によれば、中継する光主信号の光強度などを劣化させることなく波長変換を行うことができる。また、前記不要光抽出部が抽出する不要光成分についても、十分に光強度が大きい光信号が得られる。
［４］光伝送装置は、前記非線形光学媒質として、高非線形ファイバ、周期分極反転ニオブ酸リチウム、及び半導体光増幅器の少なくとも１つを備える。
　上記［４］の構成の光伝送装置によれば、前記非線形光学媒質を利用して効率よく光信号の波長変換を行うことができる。
［５］光伝送装置は、前記光電気信号変換部から出力される電気信号に基づいて伝送品質データを生成する伝送品質検出部（検出器１１Ａ）を備える。
　上記［５］の構成の光伝送装置によれば、前記伝送品質検出部が生成する伝送品質データを活用することで、中継ノードの位置の違いによる伝送品質の劣化を検出できる。したがって、障害が発生した場合の区間毎の障害有無の切り分けや、故障の予知などが可能になる。
［６］光伝送装置において、波長が互いに異なる複数波長（λ１１～λ１ｎ）の光主信号を含むＷＤＭ信号光と、波長変換に用いる励起光とを合波する光合波器が前記全光波長変換デバイスの光入射側に接続され、
　前記ＷＤＭ信号光に含まれる複数の光主信号の波長変換前の波長と同じ波長毎にそれぞれ分割した不要光成分を抽出する光分波器が前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、
　複数の前記光電気信号変換部（複数の検出器１１Ａａ～１１Ａｎ）が前記光分波器の出力に接続され、複数の前記光電気信号変換部は、互いに波長が異なる複数の前記不要光成分の光（出射光Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎ）を個別に電気信号に変換する。
　上記［６］の構成の光伝送装置によれば、各光中継ノードでＷＤＭ信号光を中継する場合に、ＷＤＭ信号光に含まれる光主信号の波長毎に、該当する中継ノード位置における伝送品質データを常時検出できる。
［７］光伝送装置において、波長が互いに異なる複数波長（λ１１～λ１ｎ）の光主信号を含むＷＤＭ信号光と、波長変換に用いる励起光とを合波する光合波器が前記全光波長変換デバイスの光入射側に接続され、
　前記不要光抽出部が前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、前記不要光抽出部は前記ＷＤＭ信号光に含まれる複数の光主信号の波長変換前の波長と同じ波長（λ１１～λ１ｎ）の不要光成分を抽出する機能を有し、
　前記不要光抽出部の出力と１つの前記光電気信号変換部（検出器１１Ａ）の入力との間に光波長選択部（波長フィルタ１９）が配置されている。
　上記［７］の構成の光伝送装置によれば、各光中継ノードでＷＤＭ信号光を中継する場合に、ＷＤＭ信号光に含まれる光主信号の波長毎の伝送品質データを順次に検出できる。また、各光中継ノードに実装される前記光電気信号変換部の数を削減できる。これにより、消費電力の低減やコストの削減が可能になる。
［８］光伝送装置において、前記不要光抽出部は、前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、前記全光波長変換デバイスから出射される光の中から、中継する光主信号の波■変換後の波■の光成分を不要光として抽出する。
［９］光信号の送信が可能な光送信ノードと、光信号の受信が可能な光受信ノードとの間が光伝送路を介して接続され、前記光伝送路の中間位置に１つ以上の光中継ノードが接続された光伝送システム（１００）を管理するための光伝送管理方法であって、
　前記光伝送システムの少なくとも１つの前記光中継ノード（光伝送装置４３、又は５３）において、
　受信した光信号の波長変換を実施すると共に、波長変換された後の前記光信号を中継出力として送出する手順（ステップＳ１３）と、
　受信した前記光信号の中から、中継する光主信号の波長変換前と波長が同じ前記光主信号以外の不要光成分を抽出する手順（ステップＳ１４）と、
　抽出された前記不要光成分の光を電気信号に変換する手順（ステップＳ１５）と、
　前記電気信号に基づいて伝送品質データを生成する手順（ステップＳ１６）と、
　を実施する光伝送管理方法。
　上記［９］の光伝送管理方法によれば、前記光中継ノードが中継する光主信号以外の不要光成分を抽出して電気信号に変換するので、前記光主信号を電気終端処理する必要がなく、前記光主信号の遅延、光強度、伝送品質などの劣化に影響を及ぼすことなく前記不要光成分を取り出して電気信号に変換できる。したがって、各中継ノードの位置における伝送品質データの検出が可能になり、障害発生区間の特定などが容易になる。また、光中継ノード内で光信号の波長変換を実施することで、限られた波長リソースを有効活用することが可能になり、収容トラヒック量を増やす効果が得られる。
　１０－１，１０－２，１０－３，１０－４，１０－５　光伝送装置
　１１　トランスポンダ
　１１Ａ，１１Ａａ～１１Ａｎ　検出器
　１２　光スプリッタ
　１２ａ，１２ｂ　光出力端
　１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ　全光波長変換部　（全光波長変換デバイス）
　１４　励起光光源
　１５　光ファイバケーブル
　１５Ａ，１５Ｂ　光ファイバ
　１６　光合波器
　１７　非線形光学媒質
　１８　光分波器　（不要光抽出部）
　１９　波長フィルタ
　２０　ネットワークコントローラ
　３１，３２　光通信リンク
　４１，４２，４３，４４，４５　光伝送装置
　５１，５２，５３，５４，５５　光伝送装置
　１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，２００　光伝送システム
　Ｏｅ　励起光
　Ｏｉｎ　入力光信号
　Ｏｏ２　送出光信号
　Ｏｏ１，Ｏｏ１１～Ｏｏ１ｎ，Ｏｏｕｔ　出射光
　Ｏｏ１ｘ　光信号
　λ１，λ１１，λ１ｎ，λ２，λ２１，λ２ｎ，λｅ　波長

Claims (9)

  1. 　光信号の送信が可能な光送信ノードと、光信号の受信が可能な光受信ノードとの間が光伝送路を介して接続され、前記光伝送路の中間位置に１つ以上の光中継ノードが接続された光伝送システムの少なくとも１つの前記光中継ノードに装備可能な光伝送装置であって、
    　少なくとも１つの前記光中継ノードが中継する光信号の波長を変換する全光波長変換デバイスと、
    　中継する光主信号の波長変換前と波長が同じ前記光主信号以外の不要光成分を抽出する不要光抽出部と、
    　前記不要光抽出部が抽出した前記不要光成分の光を電気信号に変換する光電気信号変換部と、
    　を備える光伝送装置。
  2. 　前記不要光抽出部は、前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、前記全光波長変換デバイスから出射される光の中から、中継する光主信号の波長変換前の波長と同じ波長の光成分を抽出する、
    　請求項１に記載の光伝送装置。
  3. 　中継する光主信号の波長変換前の波長とは異なる波長の励起光を出射する励起光源を備え、
    　前記全光波長変換デバイスは、中継する光主信号、および前記励起光源から出射される励起光の両方の光が同時に入射可能な非線形光学媒質であり、
    　前記不要光抽出部は、前記非線形光学媒質からの出射光を波長変換後の波長の光成分と波長変換前の波長の光成分とのそれぞれに分離する、
    　請求項１に記載の光伝送装置。
  4. 　前記非線形光学媒質として、高非線形ファイバ、周期分極反転ニオブ酸リチウム、及び半導体光増幅器の少なくとも１つを備える、
    　請求項３に記載の光伝送装置。
  5. 　前記光電気信号変換部から出力される電気信号に基づいて伝送品質データを生成する伝送品質検出部を備える、
    　請求項１に記載の光伝送装置。
  6. 　波長が互いに異なる複数波長の光主信号を含むＷＤＭ信号光と、波長変換に用いる励起光とを合波する光合波器が前記全光波長変換デバイスの光入射側に接続され、
    　前記ＷＤＭ信号光に含まれる複数の光主信号の波長変換前の波長と同じ波長毎にそれぞれ分割した不要光成分を抽出する光分波器が前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、
    　複数の前記光電気信号変換部が前記光分波器の出力に接続され、複数の前記光電気信号変換部は、互いに波長が異なる複数の前記不要光成分の光を個別に電気信号に変換する、
    　請求項１に記載の光伝送装置。
  7. 　波長が互いに異なる複数波長の光主信号を含むＷＤＭ信号光と、波長変換に用いる励起光とを合波する光合波器が前記全光波長変換デバイスの光入射側に接続され、
    　前記不要光抽出部が前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、前記不要光抽出部は前記ＷＤＭ信号光に含まれる複数の光主信号の波長変換前の波長と同じ波長の不要光成分を抽出する機能を有し、
    　前記不要光抽出部の出力と１つの前記光電気信号変換部の入力との間に光波長選択部が配置されている、
    　請求項１に記載の光伝送装置。
  8. 　前記不要光抽出部は、前記全光波長変換デバイスの光出射側に接続され、
    　前記全光波長変換デバイスから出射される光の中から、中継する光主信号の波■変換後の波■の光成分を不要光として抽出する、
    　請求項１に記載の光伝送装置。
  9. 　光信号の送信が可能な光送信ノードと、光信号の受信が可能な光受信ノードとの間が光伝送路を介して接続され、前記光伝送路の中間位置に１つ以上の光中継ノードが接続された光伝送システムを管理するための光伝送管理方法であって、
    　前記光伝送システムの少なくとも１つの前記光中継ノードにおいて、
    　受信した光信号の波長変換を実施すると共に、波長変換された後の前記光信号を中継出力として送出する手順と、
    　受信した前記光信号の中から、中継する光主信号の波長変換前と波長が同じ前記光主信号以外の不要光成分を抽出する手順と、
    　抽出された前記不要光成分の光を電気信号に変換する手順と、
    　前記電気信号に基づいて伝送品質データを生成する手順と、
    　を実施する光伝送管理方法。
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NAKAGAWA MASAHIRO; KAWAHARA HIROKI; SEKI TAKESHI; MIYAMURA TAKASHI: "Adaptive Link-by-Link Band Allocation: A Novel Adaptation Scheme in Multi-Band Optical Networks", 2021 INTERNATIONAL CONFERENCE ON OPTICAL NETWORK DESIGN AND MODELING (ONDM), IFIP TC6 WG6.10, 28 June 2021 (2021-06-28), pages 1 - 6, XP033948512, DOI: 10.23919/ONDM51796.2021.9492502 *

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