WO2024013838A1 - 光伝送装置及び光伝送方法 - Google Patents

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WO2024013838A1
WO2024013838A1 PCT/JP2022/027359 JP2022027359W WO2024013838A1 WO 2024013838 A1 WO2024013838 A1 WO 2024013838A1 JP 2022027359 W JP2022027359 W JP 2022027359W WO 2024013838 A1 WO2024013838 A1 WO 2024013838A1
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WO
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multiplexing
demultiplexing
optical
wavelength
section
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PCT/JP2022/027359
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English (en)
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慎 金子
智暁 吉田
直剛 柴田
拓也 金井
淳一 可児
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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    • 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 method.
  • Conventional communication networks generally consist of access, metro, and core networks, and have an architecture that connects these networks in a hierarchical manner.
  • optical signals are first converted to electrical signals at the border. Concentration and multiplexing are then performed to provide services to a larger number of users using wider optical paths. The same is true when passing traffic from the metro to the core network. Thereby, economy can be achieved by sharing equipment between users and sharing equipment between services.
  • a network configuration has been proposed that eliminates the need for electrical termination of optical signals that was provided between layers in conventional networks.
  • access nodes are placed at the border between access and metro.
  • This access node has a function of distributing optical signals according to the route of an optical path whose end point is a device that is the destination of the optical signal.
  • Optical through is a function that transfers optical signals across the border between access and metro.
  • Foldback is a function of directly optically connecting user devices accommodated in the same access node.
  • Extraction and insertion are functions for realizing regenerative relay, wavelength conversion, and electrical processing in the network layer and service layer when they are required.
  • an optical transmission device 90 such as a ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer) is one of the optical nodes widely used in metro networks and the like.
  • the optical transmission device 90 realizes efficient traffic transfer by connecting multiple locations.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a conventional optical transmission system. The optical transmission device 90 included in the optical transmission system shown in FIG.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 91 is connected to multiple transponders 30 and multiple wavelength multiplexing/demultiplexing units 92 .
  • the multiplexing/demultiplexing unit 91 outputs an optical signal input from the transponder 30 to a wavelength multiplexing/demultiplexing unit 92 connected to a route accommodating an optical path having the transponder 30 as an end point. Further, the multiplexing/demultiplexing unit 91 wavelength-multiplexes optical signals that share a path. Further, the multiplexing/demultiplexing unit 91 outputs the optical signal input from the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 92 from the port connected to the transponder 30 that is the destination of the optical signal.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 91 is implemented using an M ⁇ N multicast switch, an M ⁇ N WSS (Wavelength Selective Switch), a configuration combining a 1 ⁇ M WSS and a 1 ⁇ N WSS, or the like.
  • the M ⁇ N multicast switch is composed of, for example, M 1 ⁇ N optical splitters/couplers and N M ⁇ 1 optical switches.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 92 is connected to multiple multiplexing/demultiplexing units 91 and multiple other wavelength multiplexing/demultiplexing units 92 .
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 92 wavelength-multiplexes the wavelength-multiplexed optical signals inputted from each multiplexing/demultiplexing section 91 and each other wavelength multiplexing/demultiplexing section 92 .
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 92 outputs the wavelength-multiplexed optical signal from the network side port.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 92 transmits the optical signal inputted from the network side port to the multiplexing/demultiplexing unit 91 and other wavelengths according to the route of the optical path that ends at the transponder 30 which is the destination of this optical signal.
  • the signal is output to the demultiplexer 92.
  • the wavelength multiplexer/demultiplexer 92 may be implemented using, for example, WXC (Wavelength Cross Connect) configured by WSS.
  • the control unit 99 controls the operations of the multiplexing/demultiplexing unit 91 and the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 92. Further, the control unit 99 may allocate a wavelength to the transponder 30.
  • an optical transmission device 90 such as a ROADM
  • an optical signal input from a transponder 30 is output from a network side port of one of the wavelength multiplexing and demultiplexing units 92 without undergoing optical/electrical conversion.
  • the optical signal input from the network side port of the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 92 is outputted to one of the transponders 30 without being subjected to optical/electrical conversion. Therefore, when such an optical transmission device 90 is used as an access node, extraction and insertion cannot be realized. Therefore, processing such as regenerative relay, wavelength conversion, and electrical processing in the network layer/service layer cannot be realized.
  • the present invention aims to provide a technology that makes it possible to perform electrical processing on signals in an optical transmission system that transmits signals without performing optical/electrical conversion.
  • One aspect of the present invention is an optical transmission device that transmits an optical signal between a communication terminal device and a network without converting it into an electrical signal, the optical transmission device transmitting an optical signal between a communication terminal device and the communication terminal device connected to the device itself.
  • a plurality of multiplexing and demultiplexing units that input and output signals, a plurality of wavelength multiplexing and demultiplexing units that input and output optical signals between the network connected to the own device, and a plurality of wavelength multiplexing and demultiplexing units that input and output optical signals between the multiplexing and demultiplexing units that input and output signals; an upstream signal demultiplexing section that outputs the optical signal to an electrical processing section that performs predetermined electrical processing on the optical signal; and an upstream optical signal that has been subjected to the electrical processing by the electrical processing section.
  • an uplink signal multiplexing unit that outputs to the wavelength multiplexing/demultiplexing unit.
  • one aspect of the present invention is an optical transmission device that transmits an optical signal between a communication terminal device and a network without converting it into an electrical signal, the optical transmission device transmitting an optical signal between the communication terminal device and the communication terminal device connected to the device itself.
  • a plurality of multiplexing/demultiplexing sections that input/output optical signals at the network; a plurality of wavelength multiplexing/demultiplexing sections that input/output optical signals between the network connected to the device; a downstream signal demultiplexing unit that outputs an optical signal in the direction to an electrical processing unit that performs predetermined electrical processing on the optical signal; and a downstream optical signal that has been subjected to the electrical processing by the electrical processing unit.
  • a downlink signal multiplexer that outputs to a predetermined multiplexer/demultiplexer.
  • one aspect of the present invention is an optical transmission method for transmitting an optical signal between a communication terminal device and a network without converting it into an electrical signal, wherein a multiplexing/demultiplexing section connects the A plurality of multiplexing/demultiplexing steps for inputting/outputting optical signals between the communication terminal device and a plurality of wavelength multiplexing/demultiplexing steps for inputting/outputting optical signals between the wavelength multiplexing/demultiplexing section and a network connected to the own device. and an upstream signal demultiplexing step in which the upstream signal demultiplexer outputs the upstream optical signal output from the multiplexer/demultiplexer to an electrical processing section that performs predetermined electrical processing on the optical signal. , an upstream signal multiplexing step in which the upstream signal multiplexer outputs the upstream optical signal subjected to the electrical processing by the electrical processor to a predetermined wavelength multiplexer/demultiplexer. be.
  • one aspect of the present invention is an optical transmission method for transmitting an optical signal between a communication terminal device and a network without converting it into an electrical signal, wherein a multiplexing/demultiplexing section connects the A plurality of multiplexing/demultiplexing steps for inputting/outputting optical signals between the communication terminal device and a plurality of wavelength multiplexing/demultiplexing steps for inputting/outputting optical signals between the wavelength multiplexing/demultiplexing section and a network connected to the own device. and a downstream signal demultiplexing step in which the downstream signal demultiplexer outputs the downstream optical signal output from the wavelength multiplexer/demultiplexer to an electrical processing section that performs predetermined electrical processing on the optical signal. , a downlink signal multiplexing step in which the downlink signal multiplexing unit outputs the downstream optical signal subjected to the electrical processing by the electrical processing unit to a predetermined multiplexing/demultiplexing unit. be.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a conventional optical transmission system m. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional optical transmission system n.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an optical transmission system 100a in a first embodiment of the present invention. It is a flowchart showing the operation of the optical transmission system 100a in the first embodiment of the present invention. It is a diagram showing the configuration of an optical transmission system 100b in a second embodiment of the present invention. It is a flowchart showing the operation of the optical transmission system 100b in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a conventional optical transmission system.
  • Non-Patent Document 3 describes a configuration of an optical transmission device that realizes an extraction function and an insertion function by expanding a multiplexing/demultiplexing section.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a conventional optical transmission system 100m.
  • the optical transmission system 100m includes an optical transmission device 10m and an electrical processing section 20.
  • the optical transmission device 10m and the electrical processing section 20 are connected so that they can mutually input and output optical signals.
  • the optical transmission device 10m is connected to a network and a plurality of transponders 30.
  • the optical transmission device 10m is connected to other optical transmission devices (not shown) via a network made up of optical fibers.
  • a network is located above the optical transmission device 10m. When referring to a location relatively close to the network, it is written as "network side.”
  • a transponder 30 is located below the optical transmission device 10m. When referring to a position relatively close to the transponder 30 side, it is written as "transponder side.”
  • the conventional optical transmission system 100m shown in FIG. 1 has a configuration that implements electrical processing of optical signals in the upstream direction from the lower side (transponder side) to the upper side (network side) in the figure.
  • the optical transmission device 10m includes a plurality (K units) of multiplexing/demultiplexing units 11, a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12, and a control unit 19.
  • K and H are each integers of 2 or more.
  • K and H may be the same value or may be different values.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 is connected to a plurality of (L units) transponders 30, a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12, and an electrical processing unit 20 so that they can input and output optical signals to each other.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 For upstream traffic from the bottom to the top in the figure, the multiplexing/demultiplexing unit 11 outputs the optical signal input from the transponder 30 to the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 or the electrical processing unit 20.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 serving as the output destination is the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 connected to a path that accommodates an optical path whose end point is the transponder 30 that is the transmission source of the optical signal.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 wavelength-multiplexes optical signals that share a path and outputs the wavelength-multiplexed signals. If the output optical signal requires electrical processing by the electrical processing section 20, the multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal from the network side port to the electrical processing section 20. With such a configuration, a retrieval function is realized.
  • the multiplexing/demultiplexing section 11 For downlink traffic from the top to the bottom in the figure, the multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal input from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 toward the transponder 30. At this time, the multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal from the port to which the transponder 30, which is the destination of the output optical signal, is connected.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 may be configured using, for example, an M ⁇ N multicast switch including M 1 ⁇ N optical splitters/couplers and N M ⁇ 1 optical switches.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 may be configured using, for example, M ⁇ N WSSs (Wavelength Selective Switches).
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 may be configured using a device that combines a 1 ⁇ M WSS and a 1 ⁇ N WSS.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 is connected to a plurality (K units) of multiplexing/demultiplexing units 11 and a plurality ((H-1) units) of other wavelength multiplexing/demultiplexing units 12 so as to mutually input and output optical signals. Ru.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 wavelength-multiplexes the wavelength-multiplexed optical signals inputted from the multiplexing/demultiplexing section 11 and the other wavelength multiplexing/demultiplexing sections 12, and outputs the signal from the network side port to the network.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 outputs the optical signal input from the network side port toward the multiplexing/demultiplexing unit 11 or another wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12. At this time, the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 selects the multiplexing/demultiplexing unit 11 or the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 as the output destination, depending on the route of the optical path that ends at the transponder 30, which is the destination of the output optical signal. do.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 may be configured using, for example, WSS.
  • the control unit 19 is configured using a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the control unit 19 may be operated by a processor executing a program.
  • the control section 19 controls the operations of the multiplexing/demultiplexing section 11 and the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 .
  • the control unit 19 may control the connection relationship between ports in the multiplexing/demultiplexing unit 11. Further, the control unit 19 may allocate a wavelength to the transponder 30.
  • the electrical processing section 20 is connected to a plurality of (K) multiplexing/demultiplexing sections 11.
  • the electrical processing unit 20 performs electrical processing on the optical signal output from the multiplexing/demultiplexing unit 11 for uplink traffic.
  • Specific examples of electrical processing executed by the electrical processing unit 20 include regenerative relay, wavelength conversion, electrical processing in a network layer, electrical processing in a service layer, and the like.
  • the electrical processing unit 20 outputs the electrically processed optical signal to the input source multiplexing/demultiplexing unit 11 .
  • the upstream optical signal input from the network side port of the multiplexing/demultiplexing unit 11 to the electrical processing unit 20 is electrically processed by the electrical processing unit 20, and then the optical signal is input to the electrical processing unit 20.
  • the received signal is input to the transponder side port of the multiplexing/demultiplexing section 11.
  • the upstream optical signal input from the network side port of the multiplexing/demultiplexing unit 11 to the electrical processing unit 20 is electrically processed by the electrical processing unit 20, and then the optical signal is output to the electrical processing unit 20.
  • the signal may be input to a transponder-side port of the multiplexer/demultiplexer 11 that is different from the multiplexer/demultiplexer 11 .
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 outputs the optical signal input from the electrical processing unit 20 to the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 serving as the output destination is the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 connected to a path that accommodates an optical path whose end point is the transponder 30 that is the transmission source of the optical signal.
  • the plurality of optical signals input to the electrical processing unit 20 are output from different ports, but the plurality of input optical signals may be output from the same port after being electrically processed.
  • the electrical processing unit 20 is equipped with a Muxponder function that multiplexes a plurality of signals and outputs them as higher-speed optical signals, the plurality of input optical signals are output from the same port.
  • optical transmission system 100m shown in FIG. 1 has a configuration in which the upstream optical signal and the downstream optical signal flow through different optical fiber cores. However, there may be a section in which each optical signal flows through the same optical fiber core.
  • the electrical processing unit 20 converts the wavelength of the optical signal input to itself into a wavelength different from the wavelength of the optical signal output from the transponder 30 and outputs it, the wavelength of the optical signal input from the transponder 30 is Even if the electrical processing section 20 outputs an optical signal to the same multiplexing/demultiplexing section 11 as the wave section 11, no wavelength collision occurs. Therefore, even if the multiplexer/demultiplexer 11 has a contention-type configuration that does not allow optical signals of the same wavelength to be input to different ports, the electrical processor 20 can perform The optical signal can be output to the same multiplexing/demultiplexing section 11 as the wave section 11.
  • the wavelength of the optical signal output from the electrical processing section 20 is the wavelength of the optical signal input from the transponder 30 to the multiplexing/demultiplexing section 11, or the wavelength of the optical signal input from the electrical processing section 20 to the multiplexing/demultiplexing section 11.
  • the wavelength is different from that of the optical signal.
  • insertion port a port used for the insertion function
  • the optical signal output from the electrical processing section 20 is input to the multiplexing/demultiplexing section 11 without being wavelength-multiplexed
  • the optical signals output from the electrical processing section 20 are wavelength-multiplexed and input to the multiplexing/demultiplexing section 11 for each path that accommodates the optical path through which the optical signals output from the electrical processing section 20 are transmitted. In this case, the same number of insertion ports as the number of routes are required.
  • the number of transponder-side ports of the multiplexing/demultiplexing unit 11 is the same as the number of transponder-side ports of the multiplexing/demultiplexing unit 91 of the conventional optical transmission device 90 shown in FIG.
  • the number of transponders 30 that can be accommodated per multiplexer/demultiplexer 11 is reduced.
  • the number of transponders 30 that can be accommodated per multiplexing/demultiplexing section 11 can be calculated as follows: In order to make the number equal to 30, it is necessary to enlarge the configuration of the multiplexing/demultiplexing section 11 and increase the number of transponder side ports.
  • the conventional optical transmission system 100n shown in FIG. 2 has a configuration that implements electrical processing for optical signals in the downward direction from the upper side (network side) to the lower side (transponder side) in the figure.
  • the optical transmission device 10n includes a plurality (K units) of multiplexing/demultiplexing units 11, a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12, and a control unit 19.
  • K and H are each integers of 2 or more.
  • K and H may be the same value or may be different values.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 is connected to a plurality of (L units) transponders 30, a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12, and an electrical processing unit 20 so as to be able to input and output optical signals to each other.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 For uplink traffic from the bottom to the top in the figure, the multiplexing/demultiplexing unit 11 outputs the optical signal input from the transponder 30 to the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 serving as the output destination is the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 connected to a path that accommodates an optical path whose end point is the transponder 30 that is the transmission source of the optical signal.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 wavelength-multiplexes optical signals that share a path and outputs the wavelength-multiplexed signals.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 outputs the optical signal input from the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 toward the transponder 30 or the electrical processing unit 20. At this time, the multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal from the port to which the transponder 30, which is the destination of the output optical signal, is connected. If the output optical signal requires electrical processing by the electrical processing section 20, the multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal from the transponder side port to the electrical processing section 20. With such a configuration, a retrieval function is realized.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 may be configured using, for example, an M ⁇ N multicast switch including M 1 ⁇ N optical splitters/couplers and N M ⁇ 1 optical switches.
  • the multiplexing/demultiplexing section 11 may be configured using, for example, M ⁇ N WSSs.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 may be configured using a device that combines a 1 ⁇ M WSS and a 1 ⁇ N WSS.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 is connected to a plurality (K units) of multiplexing/demultiplexing units 11 and a plurality ((H-1) units) of other wavelength multiplexing/demultiplexing units 12 so as to mutually input and output optical signals. Ru.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 wavelength-multiplexes the wavelength-multiplexed optical signals inputted from the multiplexing/demultiplexing section 11 and the other wavelength multiplexing/demultiplexing sections 12, and outputs the signal from the network side port to the network.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 outputs the optical signal input from the network side port toward the multiplexing/demultiplexing unit 11 or another wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12. At this time, the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 selects the multiplexing/demultiplexing unit 11 or the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 as the output destination, depending on the route of the optical path that ends at the transponder 30, which is the destination of the output optical signal. do.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 may be configured using, for example, WSS.
  • the control unit 19 is configured using a processor such as a CPU and a memory.
  • the control unit 19 may be operated by a processor executing a program.
  • the control section 19 controls the operations of the multiplexing/demultiplexing section 11 and the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 .
  • the control unit 19 may control the connection relationship between ports in the multiplexing/demultiplexing unit 11. Further, the control unit 19 may allocate a wavelength to the transponder 30.
  • the electrical processing section 20 is connected to a plurality of (K) multiplexing/demultiplexing sections 11.
  • the electrical processing unit 20 performs electrical processing on the optical signal output from the multiplexing/demultiplexing unit 11 for downlink traffic.
  • Specific examples of electrical processing executed by the electrical processing unit 20 include regenerative relay, wavelength conversion, electrical processing in a network layer, electrical processing in a service layer, and the like.
  • the electrical processing unit 20 outputs the electrically processed optical signal to the input source multiplexing/demultiplexing unit 11 .
  • the downstream optical signal input from the transponder side port of the multiplexing/demultiplexing unit 11 to the electrical processing unit 20 is electrically processed by the electrical processing unit 20, and then the optical signal is input to the electrical processing unit 20.
  • the signal is input to the network side port of the multiplexing/demultiplexing section 11.
  • downstream optical signal input from the transponder side port of the multiplexing/demultiplexing unit 11 to the electrical processing unit 20 is electrically processed by the electrical processing unit 20, and then the optical signal is input to the electrical processing unit 20.
  • the signal may be input to a network side port of the multiplexer/demultiplexer 11 different from the multiplexer/demultiplexer 11.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 outputs the optical signal input from the electrical processing unit 20 to the transponder 30. At this time, the multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal from the port to which the transponder 30, which is the destination of the output optical signal, is connected.
  • optical signals input to the electrical processing unit 20 from different ports are outputted from the different ports after being electrically processed.
  • an optical signal input to the electrical processing unit 20 from one port may be output from a plurality of ports after being electrically processed.
  • a configuration may be used in which high-speed signals are separated and output as lower-speed optical signals, or a configuration in which the same signal is copied and output from multiple ports. .
  • optical transmission system 100n shown in FIG. 2 has a configuration in which the upstream optical signal and the downstream optical signal flow through different optical fiber cores. However, there may be a section in which each optical signal flows through the same optical fiber core.
  • the electrical processing section 20 converts the wavelength of the optical signal input to itself into a wavelength different from the wavelength of the optical signal output from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 and outputs it, the optical signal from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 Even if the electrical processing section 20 outputs an optical signal to the same multiplexing/demultiplexing section 11 to which the signal is input, wavelength collision will not occur. Therefore, even if the multiplexer/demultiplexer 11 has a contention-type configuration that does not allow optical signals of the same wavelength to be input to different ports, the electrical processor 20 will not allow optical signals to be input from the wavelength multiplexer/demultiplexer 12.
  • the optical signal can be output to the same multiplexing/demultiplexing unit 11 as the multiplexing/demultiplexing unit 11.
  • the wavelength of the optical signal output from the electrical processing section 20 is the wavelength of the optical signal input from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 to the multiplexing/demultiplexing section 11 or the wavelength of the optical signal input from the electrical processing section 20 to the multiplexing/demultiplexing section 11. This wavelength is different from the wavelength of other optical signals transmitted.
  • the number of transponder side ports of the multiplexing/demultiplexing section 11 is the same as the number of transponder side ports of the multiplexing/demultiplexing section 91 of the conventional optical transmission device 90 shown in FIG. In some cases, the number of transponders 30 that can be accommodated per multiplexer/demultiplexer 11 is reduced. Alternatively, the number of transponders 30 that can be accommodated per multiplexing/demultiplexing section 11 can be calculated as follows: In order to make the number equal to 30, it is necessary to enlarge the configuration of the multiplexing/demultiplexing section 11 and increase the number of transponder side ports.
  • the optical transmission system according to the embodiment of the present invention described below reduces the number of transponders 30 that can be accommodated per multiplexer/demultiplexer 11 or increases the scale of the configuration of the multiplexer/demultiplexer 11. Electrical processing can be performed on optical signals without having to do so.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an optical transmission system 100a in the first embodiment of the present invention.
  • the optical transmission system 100a includes an optical transmission device 10a and an electrical processing section 20.
  • the optical transmission device 10a and the electrical processing section 20 are connected so that they can mutually input and output optical signals.
  • the optical transmission device 10a is connected to the network and the transponder 30.
  • the optical transmission device 10a is connected to other optical transmission devices (not shown) via a network made up of optical fibers.
  • a network is located above the optical transmission device 10a. When referring to a location relatively close to the network, it is written as "network side.”
  • a transponder 30 is located below the optical transmission device 10a. When referring to a position relatively close to the transponder 30 side, it is written as "transponder side.”
  • the optical transmission system 100a in the first embodiment shown in FIG. 3 has a configuration that implements electrical processing for optical signals in the upstream direction from the lower side (transponder side) to the upper side (network side) in the figure.
  • the optical transmission device 10a includes a plurality (K units) of first multiplexing/demultiplexing units 11, a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12, a second multiplexing/demultiplexing unit 13, and a control section 19.
  • K and H are each integers of 2 or more.
  • K and H may be the same value or may be different values.
  • the first multiplexing/demultiplexing section 11 includes an extraction function section (for downlink) and an insertion function section (for uplink).
  • the second multiplexing/demultiplexing section 13 is connected to a takeout function section (for upstream) 13p and an insertion function section (for upstream) 13q, which are arranged so as to sandwich the electrical processing section 20 therebetween. Become.
  • the first multiplexing/demultiplexing unit 11 is connected to a plurality (L units) of transponders 30 and a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12 so as to be able to input and output optical signals to each other. Further, the first multiplexing/demultiplexing unit 11 is connected to the extraction function unit (for upstream) 13p constituting the second multiplexing/demultiplexing unit 13 so as to output the optical signal to the extraction function unit (for upstream) 13p. be done.
  • the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 transfers the optical signal input from the transponder 30 to the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 or the second The output signal is output toward the extraction function section (for uplink) 13p that constitutes the multiplexing/demultiplexing section 13.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 serving as the output destination is the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 connected to a path that accommodates an optical path whose end point is the transponder 30 that is the transmission source of the optical signal.
  • the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 wavelength-multiplexes optical signals that share a path and outputs the wavelength-multiplexed optical signals.
  • the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 inserts the optical signal into the second combining section from the network side port. It is output to the take-out function section (for uplink) 13p that constitutes the wave section 13. With such a configuration, a retrieval function is realized.
  • the extraction function section (downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 directs the optical signal input from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 toward the transponder 30. Output. At this time, the multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal from the port to which the transponder 30, which is the destination of the output optical signal, is connected.
  • the insertion function section (for uplink) and the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 include, for example, M 1 ⁇ N optical splitters/couplers and N M ⁇ 1 optical switches. It may also be configured using an M ⁇ N multicast switch.
  • the insertion function section (for uplink) and the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 may be configured using, for example, M ⁇ N WSS.
  • the insertion function section (for uplink) and the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 may be configured using a device that combines a 1 ⁇ M WSS and a 1 ⁇ N WSS. good.
  • the insertion function section (for uplink) and the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 are composed of, for example, a fiber cross connect (FXC) device and an arrayed waveguide grating (AWG). It may also be configured by combining wavelength multiplexing/demultiplexing means such as a waveguide grating or WSS.
  • the FXC is configured using micro electro mechanical systems (MEMS) and piezo actuators described in Non-Patent Document 3.
  • MEMS micro electro mechanical systems
  • the FXC outputs light input from each port to a port with which a connection relationship is set as a connection port for that port, regardless of the wavelength.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 can input and output optical signals to and from a plurality (K units) of first multiplexing/demultiplexing units 11 and a plurality ((H-1) units) of other wavelength multiplexing/demultiplexing units 12. Connected like this.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 connects the insertion function section (for uplink) 13q so that the optical signal output from the insertion function section (for uplink) 13q constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 is input. connected to.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 receives wavelength-multiplexed light input from the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 , another wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 , and the second multiplexing/demultiplexing section 13 .
  • the signals are wavelength multiplexed and output to the network from the network side port.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 outputs the optical signal input from the network side port toward the first multiplexing/demultiplexing unit 11 or another wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12. At this time, the wavelength multiplexer/demultiplexer 12 selects the first multiplexer/demultiplexer 11 as the output destination or another wavelength multiplexer/demultiplexer depending on the route of the optical path with the transponder 30 as the destination of the output optical signal as the end point. Separator 12 is selected.
  • the wavelength multiplexer/demultiplexer 12 may be implemented using, for example, a wavelength cross connect (WXC) configured by a WSS.
  • WXC wavelength cross connect
  • the extraction function section (for upstream) 13p constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 is connected to the insertion function section (for upstream) of the plurality (K units) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 and the electrical processing section 20. Connecting.
  • the extraction function unit (for uplink) 13p wavelength-multiplexes the optical signals outputted from the network side port of the insertion function unit (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing unit 11 for uplink traffic, for each wavelength. It is separated and output to the electrical processing section 20.
  • the insertion function section (for uplink) 13q constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 is connected to the electrical processing section 20 and a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing sections 12.
  • the insertion function unit (for uplink) 13q outputs the optical signal output from the electrical processing unit 20 to the transponder side port of the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 for uplink traffic. With such a configuration, the insertion function is realized.
  • the insertion function section (for uplink) 13q outputs to the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 connected to a route accommodating an optical path for transmitting an optical signal.
  • the insertion function section (for uplink) 13q wavelength-multiplexes optical signals that share a path.
  • the extraction function section (for uplink) 13p and the insertion function section (for uplink) 13q that constitute the second multiplexing/demultiplexing section 13 are the insertion function section (for upstream) and the extraction function of the first multiplexing/demultiplexing section 11.
  • a configuration similar to that of the section (for downlink) can be used.
  • the second multiplexing/demultiplexing section 13 is configured by combining, for example, a fiber cross connect (FXC) device and wavelength multiplexing/demultiplexing means such as an arrayed waveguide grating (AWG) or WSS. may be done.
  • the FXC is configured using micro electro mechanical systems (MEMS) and piezo actuators described in Non-Patent Document 3.
  • MEMS micro electro mechanical systems
  • the FXC outputs light input from each port to a port with which a connection relationship is set as a connection port for that port, regardless of the wavelength.
  • the control unit 19 is configured using a processor such as a CPU and a memory.
  • the control unit 19 may be operated by a processor executing a program.
  • the control section 19 controls the operations of the first multiplexing/demultiplexing section 11 , the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 , and the second multiplexing/demultiplexing section 13 .
  • the control unit 19 may control the connection relationship between ports in the first multiplexing/demultiplexing unit 11 and the second multiplexing/demultiplexing unit 13. Further, the control unit 19 may allocate a wavelength to the transponder 30.
  • the electrical processing unit 20 is connected to an extraction function unit (for upstream) 13p and an insertion function unit (for upstream) 13q that constitute the second multiplexing/demultiplexing unit 13.
  • the electrical processing unit 20 performs electrical processing on the optical signal inputted from the extraction function unit (for uplink) 13p forming the second multiplexing/demultiplexing unit 13 for uplink traffic.
  • Specific examples of electrical processing executed by the electrical processing unit 20 include regenerative relay, wavelength conversion, electrical processing in a network layer, electrical processing in a service layer, and the like.
  • the electrical processing unit 20 outputs the electrically processed optical signal to the insertion function unit (for uplink) 13q.
  • the plurality of optical signals input to the electrical processing unit 20 are output from different ports, but the plurality of input optical signals may be output from the same port after being electrically processed.
  • the electrical processing unit 20 is equipped with a Muxponder function that multiplexes a plurality of signals and outputs them as higher-speed optical signals, the plurality of input optical signals are output from the same port.
  • optical transmission system 100a shown in FIG. 3 has a configuration in which an optical signal in the upstream direction and an optical signal in the downstream direction flow through different optical fiber core lines. However, there may be a section in which each optical signal flows through the same optical fiber core.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the optical transmission system 100a in the first embodiment of the present invention. The operation shown in the flowchart of FIG. 4 is started, for example, when an upstream optical signal transmitted from the transponder 30 is input to the optical transmission device 10a.
  • the uplink optical signal transmitted from the transponder 30 is input to the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 (step S101). If the input optical signal requires electrical processing by the electrical processing unit 20 (step S102, YES), the insertion function unit (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing unit 11 processes the input optical signal in the upstream direction.
  • the optical signal is wavelength-multiplexed and output from the network side port to the take-out function section (for uplink) 13p forming the second multiplexing/demultiplexing section 13 (step S103).
  • the take-out function unit (for upstream) 13p separates the wavelength-multiplexed upstream optical signal inputted from the insertion function unit (for upstream) of the first multiplexing/demultiplexing unit 11 into wavelengths and electrically processes it. output to the unit 20 (step S104).
  • the electrical processing unit 20 performs electrical processing on the upstream optical signal input from the extraction function unit (upstream) 13p (step S105).
  • the electrical processing unit 20 outputs the electrically processed upstream optical signal to the insertion function unit (for upstream) 13q forming the second multiplexing/demultiplexing unit 13 (step S106).
  • the insertion function unit (for uplink) 13q is a wavelength multiplexing/demultiplexing unit that wavelength-multiplexes the upstream optical signal for each wavelength inputted from the electrical processing unit 20 and connects it to a route accommodating an optical path for transmitting the optical signal. 12 to the transponder side port (step S107).
  • the electrical processing by the electrical processing unit 20 is not required for the upstream optical signal input to the insertion function unit (for upstream) of the first multiplexing/demultiplexing unit 11 (step S102, NO)
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 includes an insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 , another wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 , and an insertion function section (for upstream) constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 . )
  • the wavelength-multiplexed uplink optical signals input from 13q to the transponder side port are wavelength-multiplexed.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 outputs the wavelength-divided uplink optical signal from the network side port to the network (step S109).
  • the optical transmission device 10a includes the second multiplexing/demultiplexing section 13 (extraction function section (upstream) 13p and An insertion function section (for upstream) 13q) is provided.
  • the optical transmission device 10a in the first embodiment has a transponder side port of the first multiplexing/demultiplexing section 11, for example, like the conventional optical transmission device 10m shown in FIG. There is no need to secure an insertion port.
  • the optical transmission device 10a in the first embodiment can reduce the number of transponders 30 that can be accommodated per first multiplexing/demultiplexing section 11, or expand the configuration of the first multiplexing/demultiplexing section 11 on a large scale. It is possible to perform electrical processing on optical signals of uplink traffic without causing any damage to the optical signals.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an optical transmission system 100b in the second embodiment of the present invention.
  • the optical transmission system 100b includes an optical transmission device 10b and an electrical processing section 20.
  • the optical transmission device 10b and the electrical processing section 20 are connected so that they can mutually input and output optical signals.
  • the optical transmission system 100b in the second embodiment shown in FIG. 5 has a configuration that implements electrical processing of optical signals in the downward direction from the upper side (network side) to the lower side (transponder side) in the figure.
  • the optical transmission device 10b includes a plurality (K units) of first multiplexing/demultiplexing units 11, a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12, a second multiplexing/demultiplexing unit 13, and a control section 19.
  • K and H are each integers of 2 or more. K and H may be the same value or may be different values.
  • the first multiplexing/demultiplexing section 11 includes an extraction function section (for downlink) and an insertion function section (for uplink).
  • the second multiplexing/demultiplexing section 13 is connected to a take-out function section (for downlink) 13r and an insertion function section (for downlink) 13s, which are arranged so as to sandwich the electrical processing section 20 therebetween. Become.
  • the first multiplexing/demultiplexing unit 11 is connected to a plurality (L units) of transponders 30 and a plurality (H units) of wavelength multiplexing/demultiplexing units 12 so as to be able to input and output optical signals to each other.
  • the first multiplexing/demultiplexing section 11 receives the optical signal output from the insertion functional section (downlink) 13s constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13. )13s.
  • the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 directs the optical signal input from the transponder 30 to the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12. Output.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 serving as the output destination is the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 connected to a path that accommodates an optical path whose end point is the transponder 30 that is the transmission source of the optical signal.
  • the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 wavelength-multiplexes optical signals that share a path and outputs the wavelength-multiplexed optical signals.
  • the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 constitutes the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 and the second multiplexing/demultiplexing section 13.
  • the optical signal input from the insertion function section (downlink) 13s is output toward the transponder 30.
  • the extraction function section (downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 outputs the optical signal from the port to which the transponder 30, which is the destination of the output optical signal, is connected.
  • the insertion function section (for uplink) and the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 include, for example, M 1 ⁇ N optical splitters/couplers and N M ⁇ 1 optical switches. It may be configured using an M ⁇ N multicast switch.
  • the multiplexing/demultiplexing section 11 may be configured using, for example, M ⁇ N WSSs.
  • the multiplexing/demultiplexing unit 11 may be configured using a device that combines a 1 ⁇ M WSS and a 1 ⁇ N WSS.
  • the insertion function section (for uplink) and the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 are configured to include, for example, an FXC device and a wavelength multiplexing/demultiplexing means such as an arrayed waveguide grating (AWG) or WSS. It may be configured by combining.
  • FXC is configured using MEMS and piezo actuators described in Non-Patent Document 3. The FXC outputs light input from each port to a port with which a connection relationship is set as a connection port for that port, regardless of the wavelength.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 can input and output optical signals to and from a plurality (K units) of first multiplexing/demultiplexing units 11 and a plurality ((H-1) units) of other wavelength multiplexing/demultiplexing units 12. Connected like this. Further, the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 is connected to the extraction function section (for downlink) 13r constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 so as to output an optical signal toward the extraction function section (for downlink) 13r. be done.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 wavelength-multiplexes the wavelength-multiplexed optical signals inputted from the insertion function unit (uplink) of the first multiplexing/demultiplexing unit 11 and the other wavelength multiplexing/demultiplexing units 12, and transmits the wavelength-multiplexed optical signals to the network side. Output from the port to the network.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 transmits the optical signal input from the network side port to the insertion function section (for uplink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11, another wavelength multiplexing/demultiplexing section 12, or the second multiplexing/demultiplexing section 12.
  • the signal is outputted to a take-out function section (for downlink) 13r constituting the section 13.
  • the wavelength multiplexer/demultiplexer 12 selects the first multiplexer/demultiplexer 11 as the output destination or another wavelength multiplexer/demultiplexer depending on the route of the optical path with the transponder 30 as the destination of the output optical signal as the end point. Separator 12 is selected.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 takes out the optical signal from the transponder side port and outputs it to the functional unit (downlink) 13r. With such a configuration, a retrieval function is realized.
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 may be implemented using, for example, WXC (Wavelength Cross Connect) configured by WSS.
  • WXC Widelength Cross Connect
  • the extraction function section (downlink) 13r constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 is connected to a plurality of wavelength multiplexing/demultiplexing sections 12 and the electrical processing section 20.
  • the extraction function section (downlink) 13r separates the optical signals wavelength-multiplexed and outputted from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 into wavelengths for downlink traffic, and outputs the separated optical signals to the electrical processing section 20.
  • the insertion function section (downlink) 13s constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 is connected to the electrical processing section 20 and the extraction function section (downstream) of the plurality of first multiplexing/demultiplexing sections 11.
  • the insertion function unit (downlink) 13s outputs the optical signal output from the electrical processing unit 20 for downlink traffic to the network side port of the extraction function unit (downlink) of the first multiplexing/demultiplexing unit 11.
  • the insertion function section (for downlink) 13s outputs the optical signal toward the extraction function section (for downlink) of the first multiplexing/demultiplexing section 11 that connects to the transponder 30 that is the destination of the optical signal.
  • the insertion function section (downlink) 13s wavelength-multiplexes optical signals that share a path.
  • the extraction function section (for downlink) 13r and the insertion function section (for downlink) 13s that constitute the second multiplexing/demultiplexing section 13 are the insertion function section (for upstream) and the extraction function of the first multiplexing/demultiplexing section 11.
  • a configuration similar to that of the section (for downlink) can be used.
  • the second multiplexing/demultiplexing section 13 is configured by combining, for example, a fiber cross connect (FXC) device and wavelength multiplexing/demultiplexing means such as an arrayed waveguide grating (AWG) or WSS. may be done.
  • the FXC is configured using micro electro mechanical systems (MEMS) and piezo actuators described in Non-Patent Document 3.
  • MEMS micro electro mechanical systems
  • the FXC outputs light input from each port to a port with which a connection relationship is set as a connection port for that port, regardless of the wavelength.
  • the control unit 19 is configured using a processor such as a CPU and a memory.
  • the control unit 19 may be operated by a processor executing a program.
  • the control section 19 controls the operations of the first multiplexing/demultiplexing section 11 , the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 , and the second multiplexing/demultiplexing section 13 .
  • the control unit 19 may control the connection relationship between ports in the first multiplexing/demultiplexing unit 11 and the second multiplexing/demultiplexing unit 13. Further, the control unit 19 may allocate a wavelength to the transponder 30.
  • the electrical processing section 20 is connected to an extraction function section (for downlink) 13r and an insertion function section (for downlink) 13s that constitute the second multiplexing/demultiplexing section 13.
  • the electrical processing section 20 performs electrical processing on the optical signal input from the extraction function section (for downlink) 13r constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 for downlink traffic.
  • Specific examples of electrical processing executed by the electrical processing unit 20 include regenerative relay, wavelength conversion, electrical processing in a network layer, electrical processing in a service layer, and the like.
  • the electrical processing unit 20 outputs the electrically processed optical signal to the insertion function unit (downlink) 13s.
  • the optical signals input to the electrical processing unit 20 from different ports are respectively output from different ports after being electrically processed.
  • an optical signal input to the electrical processing unit 20 from one port may be output from a plurality of ports after being electrically processed.
  • a configuration may be used in which high-speed signals are separated and output as lower-speed optical signals, or a configuration in which the same signal is copied and output from multiple ports. .
  • optical transmission system 100b shown in FIG. 5 has a configuration in which an upstream optical signal and a downstream optical signal flow through different optical fiber cores. However, there may be a section in which each optical signal flows through the same optical fiber core.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the optical transmission system 100b in the second embodiment of the present invention. The operation shown in the flowchart of FIG. 6 is started, for example, when a downstream optical signal transmitted from the network side is input to the optical transmission device 10b.
  • a downlink optical signal transmitted from the network side is input to the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 (for downlink) (step S201). If the inputted downstream optical signal requires electrical processing by the electrical processing unit 20 (step S202, YES), the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 (for downstream) converts the inputted downstream optical signal into a wavelength The signals are multiplexed and outputted from the transponder side port to the extraction function section (downlink) 13r constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 (step S203).
  • the extraction function section (for downlink) 13r separates the wavelength-multiplexed downlink optical signal inputted from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 (for downlink) into wavelengths and outputs it to the electrical processing section 20 (step S204).
  • the electrical processing unit 20 performs electrical processing on the downstream optical signal input from the extraction function unit (downstream) 13r (step S205).
  • the electrical processing unit 20 outputs the electrically processed downstream optical signal to the insertion function unit (downlink) 13s that constitutes the second multiplexing/demultiplexing unit 13 (step S206).
  • the insertion function unit (downlink) 13 s wavelength-multiplexes the downstream optical signal for each wavelength inputted from the electrical processing unit 20, and connects it to a path accommodating an optical path for transmitting the optical signal.
  • the signal is output to the network side port of the demultiplexer 11 (step S207).
  • step S202 if electrical processing by the electrical processing section 20 is not required for the downlink optical signal input to the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 (for downlink) (step S202, NO), ) wavelength-multiplexes the input downstream optical signal according to the route of the optical path with the transponder 30 serving as the destination of the optical signal as the end point, and connects it to the route that accommodates the optical path for transmitting the optical signal.
  • the output signal is output to the network side port of the first multiplexing/demultiplexing unit 11 or another wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 (for downlink) (step S208).
  • the first multiplexing/demultiplexing section 11 performs wavelength multiplexing on input signals from the wavelength multiplexing/demultiplexing section 12 (for downlink) and the insertion function section (for downlink) 13s constituting the second multiplexing/demultiplexing section 13 to the network side port.
  • the downstream optical signals are wavelength-multiplexed.
  • the first multiplexer/demultiplexer 11 outputs the wavelength-modified downlink optical signal from the transponder side port to the transponder 30 (step S209).
  • the optical transmission device 10b according to the second embodiment of the present invention includes the second multiplexing/demultiplexing section 13 (takeout function section (downlink) 13r and It is equipped with an insertion function section (for downlink) 13s).
  • the optical transmission device 10b in the second embodiment for example, like the conventional optical transmission device 10n shown in FIG. There is no need to secure an ejection port.
  • the optical transmission device 10b in the second embodiment can reduce the number of transponders 30 that can be accommodated per first multiplexing/demultiplexing section 11, or expand the configuration of the first multiplexing/demultiplexing section 11 on a large scale. Electrical processing can be performed on downlink optical signals without causing any damage.
  • ⁇ Third embodiment> The configuration of the optical transmission device 10a in the first embodiment and the configuration of the optical transmission device 10b in the second embodiment may be combined to configure an optical transmission device 10c (not shown). With this configuration, it is possible to realize optical signal extraction and insertion functions for both upstream traffic from the transponder 30 to the network side and downstream traffic from the network side to the transponder 30. . This makes it possible to perform electrical processing on both uplink signals and downlink signals.
  • the optical transmission device 10c according to the third embodiment of the present invention has the second multiplexing/demultiplexing section 13 (takeout function section (upstream) 13p and insertion function section (for uplink) 13q, an extraction function section (for downlink) 13r, and an insertion function section (for downlink) 13s).
  • the optical transmission device 10c according to the third embodiment has the following features: for example, like the conventional optical transmission device 10m shown in FIG. There is no need to provide an insertion port and an extraction port in the transponder side port of the multiplexing/demultiplexing section 11 of the first embodiment.
  • the optical transmission device 10c in the third embodiment can reduce the number of transponders 30 that can be accommodated per first multiplexer/demultiplexer 11, or expand the configuration of the first multiplexer/demultiplexer 11 on a large scale. It is possible to perform electrical processing on optical signals for upstream and downstream traffic without causing any distortion.
  • the optical transmission device is a device that transmits optical signals between the communication terminal device and the network without converting them into electrical signals.
  • the optical transmission device is the optical transmission device 10a in the embodiment
  • the communication terminal device is the transponder 30 in the embodiment.
  • the optical transmission device includes a plurality of multiplexing/demultiplexing sections, a plurality of wavelength multiplexing/demultiplexing sections, an upstream signal demultiplexing section, and an upstream signal multiplexing section.
  • the multiplexing/demultiplexing unit is the first multiplexing/demultiplexing unit 11 in the embodiment
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit is the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 in the embodiment
  • the upstream signal demultiplexing unit is the extraction/demultiplexing unit in the embodiment.
  • the functional unit (for uplink) 13p, and the uplink signal multiplexing unit is the insertion functional unit (for uplink) 13q in the embodiment.
  • the multiplexing/demultiplexing section described above inputs and outputs optical signals to and from the communication terminal device connected to the own device.
  • the wavelength multiplexing and demultiplexing section described above inputs and outputs optical signals to and from a network connected to its own device.
  • the upstream signal demultiplexing section outputs the upstream optical signal output from the multiplexing/demultiplexing section to an electrical processing section that performs predetermined electrical processing on the optical signal.
  • the electrical processing unit is the electrical processing unit 20 in the embodiment
  • the optical signal of the uplink signal is uplink traffic in the embodiment.
  • the upstream signal multiplexing section outputs the upstream optical signal electrically processed by the electrical processing section to a predetermined wavelength multiplexing/demultiplexing section.
  • the above optical transmission device may further include a downlink signal demultiplexer and a downlink signal multiplexer.
  • the downlink signal demultiplexer is the extraction function section (for downlink) 13r in the embodiment
  • the downlink signal multiplexer is the insertion function section (for downlink) 13s in the embodiment.
  • the downlink signal demultiplexer outputs the downlink optical signal output from the wavelength multiplexer/demultiplexer to the electrical processor.
  • the downlink optical signal is downlink traffic in the embodiment.
  • the downlink signal multiplexing section outputs the downlink optical signal electrically processed by the electrical processing section to a predetermined multiplexing/demultiplexing section.
  • the upstream signal demultiplexing section and the upstream signal multiplexing section may be configured to include a fiber cross connect (FXC) and wavelength multiplexing/demultiplexing means.
  • FXC fiber cross connect
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing section may be configured to include a wavelength cross connect (WXC).
  • WXC wavelength cross connect
  • the optical transmission device is a device that transmits optical signals between the communication terminal device and the network without converting them into electrical signals.
  • the optical transmission device is the optical transmission device 10b in the embodiment
  • the communication terminal device is the transponder 30 in the embodiment.
  • the optical transmission device includes a plurality of multiplexing/demultiplexing sections, a plurality of wavelength multiplexing/demultiplexing sections, a downlink signal demultiplexing section, and a downlink signal multiplexing section.
  • the multiplexing/demultiplexing unit is the first multiplexing/demultiplexing unit 11 in the embodiment
  • the wavelength multiplexing/demultiplexing unit is the wavelength multiplexing/demultiplexing unit 12 in the embodiment
  • the downlink signal demultiplexing unit is the extraction/demultiplexing unit in the embodiment.
  • the functional unit (for downlink) 13r is the downlink signal multiplexing unit
  • the multiplexing/demultiplexing section described above inputs and outputs optical signals to and from the communication terminal device connected to the own device.
  • the wavelength multiplexing and demultiplexing section described above inputs and outputs optical signals to and from a network connected to its own device.
  • the downlink signal demultiplexing section outputs the downlink optical signal output from the wavelength multiplexing/demultiplexing section to an electrical processing section that performs predetermined electrical processing on the optical signal.
  • the electrical processing unit is the electrical processing unit 20 in the embodiment
  • the optical signal of the downlink signal is the downlink traffic in the embodiment.
  • the downlink signal multiplexing unit outputs the downlink optical signal electrically processed by the electrical processing unit to a predetermined multiplexing/demultiplexing unit.
  • the downlink signal demultiplexer and the downlink signal multiplexer may include a fiber cross connect (FXC) and a wavelength multiplexer/demultiplexer.
  • FXC fiber cross connect
  • a part or all of the optical transmission device 10a, the optical transmission device 10b, and the optical transmission device 10c in the embodiments described above may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed.
  • the "computer system” herein includes hardware such as an OS and peripheral devices.
  • the term "computer-readable recording medium” refers to portable media such as flexible disks, magneto-optical disks, ROMs, and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into computer systems.
  • a "computer-readable recording medium” refers to a storage medium that dynamically stores a program for a short period of time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It may also include a device that retains a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that is a server or client in that case. Further, the above-mentioned program may be one for realizing a part of the above-mentioned functions, or may be one that can realize the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • 10a, 10b, 10c, 10m, 10n... Optical transmission device 11... First multiplexing/demultiplexing section (multiplexing/demultiplexing section), 12... Wavelength multiplexing/demultiplexing section, 13... Second multiplexing/demultiplexing section, 13p... Extraction Functional unit (for upstream), 13q... Insertion functional unit (for upstream), 13r... Removal functional unit (for downstream), 13s... Insertion functional unit (for downstream), 19... Control unit, 20... Electrical processing unit, 30... Transponder, 90... Optical transmission device, 91... Multiplexing/demultiplexing section, 92... Wavelength multiplexing/demultiplexing section, 99... Control section, 100a, 100b, 100m, 100n... Optical transmission system

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Abstract

通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送装置は、自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波部と、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離部と、前記合分波部から出力された上り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する上り信号分波部と、前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記上り方向の光信号を、所定の前記波長多重分離部に出力する上り信号合波部と、を備える。

Description

光伝送装置及び光伝送方法
　本発明は、光伝送装置及び光伝送方法に関する。
　従来の通信ネットワークは、一般的に、アクセス、メトロ、コアネットワークから構成され、これらを階層的に繋ぐアーキテクチャとなっている。アクセスからメトロにトラフィックを渡す際には、その境界において光信号を一旦電気信号に変換する。そして、より広帯域な光パスで、より多数のユーザにサービスを提供するために、集線、多重が行われる。メトロからコアネットワークにトラフィックを渡す場合も同様である。これにより、ユーザ間での設備共用や、サービス間での設備共用により経済化が図れる。
　一方、ユーザ当たりの回線帯域や、サービス当たりの回線帯域が制約される。そのため、高精細映像等の大容量データを送信する際に、データ圧縮処理が必要となり大きな遅延が発生する。また、電気集線ポイントや多重ポイントにおいて、パケットやフレームの待ち合わせ処理による遅延やジッタが発生する。
　これに対して、従来のネットワークで階層間に設けていた光信号の電気終端を不要化するネットワーク構成が提案されている。このネットワーク構成では、アクセスノードが、アクセスとメトロの境界に配置される。このアクセスノードは、光信号の宛先である装置を端点とする光パスの経路に応じて光信号を振り分ける機能を具備する。このような構成により、光スルー、折返し、取り出し・挿入を実現し、任意の地点間に大容量かつ低遅延なEnd-End光パスを提供できる。光スルーとは、アクセスとメトロとの境界を越えて光信号を転送する機能である。折返しとは、同一のアクセスノードに収容されるユーザ装置どうしを光直結する機能である。取り出し・挿入とは、再生中継・波長変換やネットワークレイヤ・サービスレイヤでの電気処理が必要な場合にそれを実現するための機能である。
"Open All-Photonic Network Functional Architecture," Version 1.0, Innovative Optical Wireless Network (IOWN) Global Forum, January 2022, [Online] https://iowngf.org/technology/ S. Gringeri, B. Basch, V. Shukla, R. Egorov, and T. Xia, "Flexible architectures for optical transport nodes and networks," IEEE Communications Magazine, vol. 48, no. 7, pp. 40-50, 2010. 金井拓也，本田一暁，田中康就，金子慎，原一貴，可児淳一，吉田智暁， "All-Photonics Network を支えるPhotonic Gateway"， 電子情報通信学会 総合大会， B-8-20， 2021年3月
　従来の光通信システムにおいてメトロネットワーク等で広く用いられている光ノードの一つに、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）等の光伝送装置９０がある。光伝送装置９０は、複数拠点を繋いで効率的にトラヒックを転送することを実現する。図７は、従来の光伝送システムの構成例を示す図である。図７に示される光伝送システムが有する光伝送装置９０は、複数の合分波部９１と、複数の波長多重分離部９２と、制御部９９と、を備える。
　合分波部９１は、複数のトランスポンダ３０、及び複数の波長多重分離部９２と接続される。合分波部９１は、トランスポンダ３０から入力される光信号を、そのトランスポンダ３０を端点とする光パスを収容する方路と接続する波長多重分離部９２に向けて出力する。また、合分波部９１は、経路を共用する光信号どうしを波長多重する。また、合分波部９１は、波長多重分離部９２から入力される光信号を、その光信号の宛先であるトランスポンダ３０と接続されているポートから出力する。合分波部９１としては、Ｍ×Ｎマルチキャストスイッチ、Ｍ×ＮのＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）、１×ＭのＷＳＳと１×ＮのＷＳＳとを組み合わせた構成、などを用いて実装される。Ｍ×Ｎマルチキャストスイッチは、例えばＭ個の１×Ｎ光スプリッタ／カプラとＮ個のＭ×１光スイッチから構成される。
　波長多重分離部９２は、複数の合分波部９１、及び複数の他の波長多重分離部９２と接続される。波長多重分離部９２は、各々の合分波部９１と各々の他の波長多重分離部９２から入力される波長多重された光信号どうしを波長多重する。波長多重分離部９２は、波長多重された光信号をネットワーク側ポートから出力する。また、波長多重分離部９２は、ネットワーク側ポートから入力される光信号を、この光信号の宛先であるトランスポンダ３０を端点とする光パスの経路に応じて、合分波部９１、他の波長多重分離部９２に向けて出力する。波長多重分離部９２は、例えば、ＷＳＳにより構成されるＷＸＣ（Wavelength Cross Connect）を用いて実装されてもよい。
　制御部９９は、合分波部９１及び波長多重分離部９２の動作を制御する。また、制御部９９は、トランスポンダ３０に対して波長の割り当てを行ってもよい。ＲＯＡＤＭ等の光伝送装置９０では、トランスポンダ３０から入力される光信号は光／電気変換されることなく、いずれかの波長多重分離部９２のネットワーク側ポートから出力される。また、波長多重分離部９２のネットワーク側ポートから入力された光信号は、光／電気変換されることなく、いずれかのトランスポンダ３０に向けて出力される。そのため、このような光伝送装置９０をアクセスノードとして用いる場合、取り出し・挿入を実現することができない。そのため、再生中継、波長変換、ネットワークレイヤ／サービスレイヤでの電気処理等の処理を実現することができなくなってしまう。
　上記事情に鑑み、本発明は、光／電気変換を行うことなく信号を伝送する光伝送システムにおいて、信号に対して電気処理を実行することを可能にする技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送装置であって、自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波部と、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離部と、前記合分波部から出力された上り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する上り信号分波部と、前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記上り方向の光信号を、所定の前記波長多重分離部に出力する上り信号合波部と、を備える光伝送装置である。
　また、本発明の一態様は、通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送装置であって、自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波部と、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離部と、前記波長多重分離部から出力された下り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する下り信号分波部と、前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記下り方向の光信号を、所定の前記合分波部に出力する下り信号合波部と、を備える光伝送装置である。
　また、本発明の一態様は、通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送方法であって、合分波部が、自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波ステップと、波長多重分離部が、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離ステップと、上り信号分波部が、前記合分波部から出力された上り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する上り信号分波ステップと、上り信号合波部が、前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記上り方向の光信号を、所定の前記波長多重分離部に出力する上り信号合波ステップと、を有する光伝送方法である。
　また、本発明の一態様は、通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送方法であって、合分波部が、自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波ステップと、波長多重分離部が、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離ステップと、下り信号分波部が、前記波長多重分離部から出力された下り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する下り信号分波ステップと、下り信号合波部が、前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記下り方向の光信号を、所定の前記合分波部に出力する下り信号合波ステップと、を有する光伝送方法である。
　本発明により、光／電気変換を行うことなく信号を伝送する光伝送システムにおいて、信号に対して電気処理を実行することが可能となる。
従来の光伝送システムｍの構成例を示す図である。 従来の光伝送システムｎの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における光伝送システム１００ａの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態における光伝送システム１００ａの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における光伝送システム１００ｂの構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態における光伝送システム１００ｂの動作を示すフローチャートである。 従来の光伝送システムを示す図である。
　以下、本発明の実施形態における光伝送装置及び光伝送方法について、図面を参照しながら説明する。
　なお、本発明の実施形態における光伝送装置及び光伝送方法の構成が有する特徴をより分かり易くするため、比較対象として非特許文献３に記載の技術に基づく従来技術について、まず先に説明する。非特許文献３には、合分波部を拡張することによって取り出し機能及び挿入機能を実現する光伝送装置の構成が記載されている。
　図１は、従来の光伝送システム１００ｍの構成例を示す図である。光伝送システム１００ｍは、光伝送装置１０ｍ及び電気処理部２０を備える。光伝送装置１０ｍと電気処理部２０とは相互に光信号を入出力できるよう接続される。光伝送装置１０ｍは、ネットワークと複数のトランスポンダ３０とに接続される。光伝送装置１０ｍは、光ファイバーで構成されたネットワークを介して他の光伝送装置（不図示）と接続される。
　図１において、光伝送装置１０ｍの上側にはネットワークが位置する。相対的にネットワークに近い位置を指す場合に「ネットワーク側」と記載する。光伝送装置１０ｍの下側にはトランスポンダ３０が位置する。相対的にトランスポンダ３０側に近い位置を指す場合に「トランスポンダ側」と記載する。
　図１に示される従来の光伝送システム１００ｍは、図中の下側（トランスポンダ側）から上側（ネットワーク側）に向かう上り方向の光信号に対する電気処理を実現する構成である。
　光伝送装置１０ｍは、複数（Ｋ台）の合分波部１１、複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２、及び制御部１９を備える。なお、Ｋ及びＨはそれぞれ２以上の整数である。Ｋ及びＨは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
　合分波部１１は、複数（Ｌ台）のトランスポンダ３０、複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２、及び電気処理部２０と、相互に光信号を入出力できるよう接続される。
　図中の下側から上側に向かう上り方向トラヒックについて、合分波部１１は、トランスポンダ３０から入力される光信号を、波長多重分離部１２又は電気処理部２０に向けて出力する。このとき、出力先となる波長多重分離部１２は、光信号の送信元であるトランスポンダ３０を端点とする光パスを収容する方路に接続する波長多重分離部１２である。合分波部１１は、経路を共用する光信号どうしを波長多重して出力する。合分波部１１は、出力される光信号について電気処理部２０による電気処理が必要な場合は、その光信号をネットワーク側ポートから電気処理部２０へ出力する。このような構成によって、取り出し機能が実現される。
　図中の上側から下側に向かう下り方向トラヒックについて、合分波部１１は、波長多重分離部１２から入力される光信号を、トランスポンダ３０に向けて出力する。このとき、合分波部１１は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０が接続されているポートから光信号を出力する。
　合分波部１１は、例えばＭ個の１×Ｎ光スプリッタ/カプラとＮ個のＭ×１光スイッチとを備えたＭ×Ｎマルチキャストスイッチを用いて構成されてもよい。合分波部１１は、例えばＭ×ＮのＷＳＳ（Wavelength Selective Switch）を用いて構成されてもよい。合分波部１１は、１×ＭのＷＳＳと１×ＮのＷＳＳとを組み合わせた装置を用いて構成されてもよい。
　波長多重分離部１２は、複数（Ｋ台）の合分波部１１、及び複数（（Ｈ－１）台）の他の波長多重分離部１２、と相互に光信号を入出力できるよう接続される。波長多重分離部１２は、合分波部１１及び他の波長多重分離部１２から入力される波長多重された光信号どうしを波長多重して、ネットワーク側ポートからネットワークへ出力する。
　波長多重分離部１２は、ネットワーク側ポートから入力される光信号を、合分波部１１又は他の波長多重分離部１２に向けて出力する。このとき、波長多重分離部１２は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０を端点とする光パスの経路に応じて、出力先となる合分波部１１又は波長多重分離部１２を選択する。波長多重分離部１２は、例えば、ＷＳＳを用いて構成されてもよい。
　制御部１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーとメモリーとを用いて構成される。制御部１９は、プロセッサーがプログラムを実行することによって動作してもよい。制御部１９は、合分波部１１や波長多重分離部１２の動作を制御する。例えば、制御部１９は、合分波部１１において、ポートとポートとの間の接続関係を制御してもよい。また、制御部１９は、トランスポンダ３０に対して波長の割り当てを行ってもよい。
　電気処理部２０は、複数（Ｋ台）の合分波部１１と接続される。電気処理部２０は、上り方向トラヒックについて、合分波部１１から出力される光信号に対して電気処理を行う。電気処理部２０によって実行される電気処理の具体例として、再生中継、波長変換、ネットワークレイヤでの電気処理、サービスレイヤでの電気処理などがある。電気処理部２０は、電気処理がなされた光信号を、入力元の合分波部１１に向けて出力する。
　このように、合分波部１１のネットワーク側ポートから電気処理部２０へ入力される上り方向の光信号は、電気処理部２０によって電気処理がなされた後、電気処理部２０へ光信号を入力した合分波部１１のトランスポンダ側ポートに入力される。このような構成によって、挿入機能が実現される。
　なお、合分波部１１のネットワーク側ポートから電気処理部２０へ入力される上り方向の光信号は、電気処理部２０によって電気処理がなされた後、電気処理部２０へ光信号を出力した合分波部１１とは異なる合分波部１１のトランスポンダ側ポートに入力されるようにしてもよい。
　合分波部１１は、電気処理部２０から入力される光信号を、波長多重分離部１２に向けて出力する。このとき、出力先となる波長多重分離部１２は、光信号の送信元であるトランスポンダ３０を端点とする光パスを収容する方路に接続する波長多重分離部１２である。
　なお、図１において電気処理部２０に入力された複数の光信号はそれぞれ異なるポートから出力されるが、入力された複数の光信号は電気処理が実行された後に同じポートから出力されてもよい。例えば、複数の信号を多重してより高速な光信号として出力するMuxponder機能が電気処理部２０に実装された場合、入力された複数の光信号が同一のポートから出力される。
　なお、図１に示される光伝送システム１００ｍでは、上り方向の光信号と下り方向の光信号とがそれぞれ異なる光ファイバー芯線を流れる構成である。しかし、各光信号が同一の光ファイバー芯線を流れる区間が存在してもよい。
　なお、電気処理部２０が自身に入力された光信号の波長をトランスポンダ３０から出力された光信号の波長とは異なる波長に変換して出力する場合、トランスポンダ３０から光信号が入力された合分波部１１と同一の合分波部１１に対して電気処理部２０が光信号を出力したとしても、波長衝突が生じない。そのため、合分波部１１が異なるポートに同一の波長の光信号を入力することを許容しないＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎ型の構成であっても、電気処理部２０は、トランスポンダ３０から光信号が入力された合分波部１１と同一の合分波部１１に対して光信号を出力することができる。このとき、電気処理部２０から出力される光信号の波長は、トランスポンダ３０から合分波部１１に入力される光信号の波長や、電気処理部２０から合分波部１１に入力される他の光信号の波長と異なる波長である。
　図１に示される従来の光伝送システム１００ｍの構成では、合分波部１１のトランスポンダ側ポートに、挿入機能に用いられるポート（以下、「挿入用ポート」という。）を確保する必要がある。ここで、電気処理部２０から出力される光信号が波長多重されずに合分波部１１に入力される場合には、電気処理部２０に振り分けられる光パスの個数と同数の挿入用ポートが必要となる。また、電気処理部２０から出力される光信号が伝送される光パスが収容される方路ごとに、電気処理部２０から出力される光信号が波長多重されて合分波部１１に入力される場合には、方路数と同数の挿入用ポートが必要となる。
　そのため、合分波部１１のトランスポンダ側ポートの個数が、例えば図７に示される取り出し機能及び挿入機能を持たない従来の光伝送装置９０の合分波部９１のトランスポンダ側ポートの個数と同数である場合、合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数が減少する。あるいは、合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数を、例えば図７に示される取り出し機及び挿入機能を持たない従来の光伝送装置９０の合分波部９１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数と同数にするためには、合分波部１１の構成を大規模化してトランスポンダ側ポートの個数を増やす必要がある。
　図２に示される従来の光伝送システム１００ｎは、図中の上側（ネットワーク側）から下側（トランスポンダ側）に向かう下り方向の光信号に対する電気処理を実現する構成である。
　光伝送装置１０ｎは、複数（Ｋ台）の合分波部１１、複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２、及び制御部１９を備える。なお、Ｋ及びＨはそれぞれ２以上の整数である。Ｋ及びＨは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
　合分波部１１は、複数（Ｌ台）のトランスポンダ３０、複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２、及び電気処理部２０、と相互に光信号を入出力できるよう接続される。
　図中の下側から上側に向かう上り方向トラヒックについて、合分波部１１は、トランスポンダ３０から入力される光信号を、波長多重分離部１２に向けて出力する。このとき、出力先となる波長多重分離部１２は、光信号の送信元であるトランスポンダ３０を端点とする光パスを収容する方路に接続する波長多重分離部１２である。合分波部１１は、経路を共用する光信号どうしを波長多重して出力する。
　図中の上側から下側に向かう下り方向トラヒックについて、合分波部１１は、波長多重分離部１２から入力される光信号を、トランスポンダ３０又は電気処理部２０に向けて出力する。このとき、合分波部１１は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０が接続されているポートから光信号を出力する。合分波部１１は、出力される光信号について電気処理部２０による電気処理が必要な場合は、その光信号をトランスポンダ側ポートから電気処理部２０へ出力する。このような構成によって、取り出し機能が実現される。
　合分波部１１は、例えばＭ個の１×Ｎ光スプリッタ/カプラとＮ個のＭ×１光スイッチとを備えたＭ×Ｎマルチキャストスイッチを用いて構成されてもよい。合分波部１１は、例えばＭ×ＮのＷＳＳを用いて構成されてもよい。合分波部１１は、１×ＭのＷＳＳと１×ＮのＷＳＳとを組み合わせた装置を用いて構成されてもよい。
　波長多重分離部１２は、複数（Ｋ台）の合分波部１１、及び複数（（Ｈ－１）台）の他の波長多重分離部１２、と相互に光信号を入出力できるよう接続される。波長多重分離部１２は、合分波部１１及び他の波長多重分離部１２から入力される波長多重された光信号どうしを波長多重して、ネットワーク側ポートからネットワークへ出力する。
　波長多重分離部１２は、ネットワーク側ポートから入力される光信号を、合分波部１１又は他の波長多重分離部１２に向けて出力する。このとき、波長多重分離部１２は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０を端点とする光パスの経路に応じて、出力先となる合分波部１１又は波長多重分離部１２を選択する。波長多重分離部１２は、例えば、ＷＳＳを用いて構成されてもよい。
　制御部１９は、ＣＰＵ等のプロセッサーとメモリーとを用いて構成される。制御部１９は、プロセッサーがプログラムを実行することによって動作してもよい。制御部１９は、合分波部１１や波長多重分離部１２の動作を制御する。例えば、制御部１９は、合分波部１１において、ポートとポートとの間の接続関係を制御してもよい。また、制御部１９は、トランスポンダ３０に対して波長の割り当てを行ってもよい。
　電気処理部２０は、複数（Ｋ台）の合分波部１１と接続される。電気処理部２０は、下り方向トラヒックについて、合分波部１１から出力される光信号に対して電気処理を行う。電気処理部２０によって実行される電気処理の具体例として、再生中継、波長変換、ネットワークレイヤでの電気処理、サービスレイヤでの電気処理などがある。電気処理部２０は、電気処理がなされた光信号を、入力元の合分波部１１に向けて出力する。
　このように、合分波部１１のトランスポンダ側ポートから電気処理部２０へ入力される下り方向の光信号は、電気処理部２０によって電気処理がなされた後、電気処理部２０へ光信号を入力した合分波部１１のネットワーク側ポートに入力される。このような構成によって、挿入機能が実現される。
　なお、合分波部１１のトランスポンダ側ポートから電気処理部２０へ入力される下り方向の光信号は、電気処理部２０によって電気処理がなされた後、電気処理部２０へ光信号を入力した合分波部１１とは異なる合分波部１１のネットワーク側ポートに入力されるようにしてもよい。
　合分波部１１は、電気処理部２０から入力される光信号を、トランスポンダ３０に向けて出力する。このとき、合分波部１１は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０が接続されているポートから光信号を出力する。
　なお、図２において、互いに異なるポートから電気処理部２０にそれぞれ入力された光信号は、電気処理がなされた後に、互いに異なるポートからそれぞれ出力される。但し、一つのポートから電気処理部２０に入力された光信号が、電気処理が実行された後に、複数のポートから出力されてもよい。例えば、高速な信号が分離されて、より低速な光信号としてそれぞれ出力されるような構成、あるいは、同一の信号がコピーされて、複数のポートからそれぞれ出力されるような構成であってもよい。
　なお、図２に示される光伝送システム１００ｎでは、上り方向の光信号と下り方向の光信号とがそれぞれ異なる光ファイバー芯線を流れる構成である。しかし、各光信号が同一の光ファイバー芯線を流れる区間が存在してもよい。
　なお、電気処理部２０が自身に入力された光信号の波長を波長多重分離部１２から出力された光信号の波長とは異なる波長に変換して出力する場合、波長多重分離部１２から光信号が入力された合分波部１１と同一の合分波部１１に対して電気処理部２０が光信号を出力したとしても、波長衝突が生じない。そのため、合分波部１１が異なるポートに同一の波長の光信号を入力することを許容しないＣｏｎｔｅｎｔｉｏｎ型の構成であっても、電気処理部２０は、波長多重分離部１２から光信号が入力された合分波部１１と同一の合分波部１１に対して光信号を出力することができる。このとき、電気処理部２０から出力される光信号の波長は、波長多重分離部１２から合分波部１１に入力される光信号の波長や、電気処理部２０から合分波部１１に入力される他の光信号の波長と異なる波長である。
　図２に示される従来の光伝送システム１００ｎの構成では、合分波部１１のトランスポンダ側ポートに、電気処理部２０に振り分けられる光パスの個数と同数の取り出し機能に用いられるポート（以下、「取り出し用ポート」という。）を確保する必要がある。
　そのため、合分波部１１のトランスポンダ側ポートの個数が、例えば図７に示される取り出し機及び挿入機能を持たない従来の光伝送装置９０の合分波部９１のトランスポンダ側ポートの個数と同数である場合、合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数が減少する。あるいは、合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数を、例えば図７に示される取り出し機及び挿入機能を持たない従来の光伝送装置９０の合分波部９１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数と同数にするためには、合分波部１１の構成を大規模化してトランスポンダ側ポートの個数を増やす必要がある。
　このように、図１に示される従来の光伝送システム１００ｍの構成、及び図２に示される従来の光伝送システム１００ｎの構成では、光信号に対して電気処理を実行する場合、合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数が減少する、あるいは、合分波部１１の構成を大規模化する必要があるという課題が生じる。これに対し、以下に説明する本発明の実施形態における光伝送システムは、合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数を減少させたり、合分波部１１の構成を大規模化したりすることなく、光信号に対して電気処理を実行することができる。
＜第１の実施形態＞
　以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態における光伝送システム１００ａについて説明する。
［光伝送システムの構成］
　図３は、本発明の第１の実施形態における光伝送システム１００ａの構成を示す図である。図３に示されるように、光伝送システム１００ａは、光伝送装置１０ａ及び電気処理部２０を備える。光伝送装置１０ａと電気処理部２０とは相互に光信号を入出力できるよう接続される。
　光伝送装置１０ａは、ネットワークとトランスポンダ３０とに接続される。光伝送装置１０ａは、光ファイバーで構成されたネットワークを介して他の光伝送装置（不図示）と接続される。
　図３において、光伝送装置１０ａの上側にはネットワークが位置する。相対的にネットワークに近い位置を指す場合に「ネットワーク側」と記載する。光伝送装置１０ａの下側にはトランスポンダ３０が位置する。相対的にトランスポンダ３０側に近い位置を指す場合に「トランスポンダ側」と記載する。
　図３に示される第１の実施形態における光伝送システム１００ａは、図中の下側（トランスポンダ側）から上側（ネットワーク側）に向かう上り方向の光信号に対する電気処理を実現する構成である。
　図３に示されるように、光伝送装置１０ａは、複数（Ｋ台）の第１の合分波部１１、複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２、第２の合分波部１３、及び制御部１９を備える。なお、Ｋ及びＨはそれぞれ２以上の整数である。Ｋ及びＨは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
　また、図３に示されるように、第１の合分波部１１は、取り出し機能部（下り用）及び挿入機能部（上り用）からなる。また、図３に示されるように、第２の合分波部１３は、電気処理部２０を挟むように配置される、取り出し機能部（上り用）１３ｐ及び挿入機能部（上り用）１３ｑからなる。
　第１の合分波部１１は、複数（Ｌ台）のトランスポンダ３０、及び複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２と相互に光信号を入出力できるよう接続される。また、第１の合分波部１１は、第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐへ光信号を出力できるように当該取り出し機能部（上り用）１３ｐと接続される。
　図中の下側から上側に向かう上り方向トラヒックについて、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）は、トランスポンダ３０から入力される光信号を、波長多重分離部１２又は第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐに向けて出力する。このとき、出力先となる波長多重分離部１２は、光信号の送信元であるトランスポンダ３０を端点とする光パスを収容する方路に接続する波長多重分離部１２である。第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）は、経路を共用する光信号どうしを波長多重して出力する。
　第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）は、出力される光信号について電気処理部２０による電気処理が必要な場合は、その光信号をネットワーク側ポートから第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐへ出力する。このような構成によって、取り出し機能が実現される。
　図中の上側から下側に向かう下り方向トラヒックについて、第１の合分波部１１の取り出し機能部（下り用）は、波長多重分離部１２から入力される光信号を、トランスポンダ３０に向けて出力する。このとき、合分波部１１は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０が接続されているポートから光信号を出力する。
　第１の合分波部１１の、挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）は、例えばＭ個の１×Ｎ光スプリッタ/カプラとＮ個のＭ×１光スイッチとを備えたＭ×Ｎマルチキャストスイッチを用いて構成されてもよい。第１の合分波部１１の、挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）は、例えばＭ×ＮのＷＳＳを用いて構成されてもよい。第１の合分波部１１の、挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）は、１×ＭのＷＳＳと１×ＮのＷＳＳとを組み合わせた装置を用いて構成されてもよい。
　第１の合分波部１１の、挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）は、例えばファイバークロスコネクト（ＦＸＣ；Fiber Cross Connect）の装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）やＷＳＳ等の波長合分波手段とを組み合わせて構成されてもよい。ＦＸＣは、非特許文献３に記載の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ；Micro Electro Mechanical Systems）やピエゾアクチュエータを用いて構成される。ＦＸＣは、各々のポートから入力される光を、波長に関わらずに、そのポートに対する接続ポートとして接続関係が設定されているポートに出力する。
　波長多重分離部１２は、複数（Ｋ台）の第１の合分波部１１、及び複数（（Ｈ－１）台）の他の波長多重分離部１２、と相互に光信号を入出力できるよう接続される。また、波長多重分離部１２は、第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（上り用）１３ｑから出力された光信号が入力されるように、当該挿入機能部（上り用）１３ｑと接続される。波長多重分離部１２は、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）、他の波長多重分離部１２、及び第２の合分波部１３から入力される波長多重された光信号どうしを波長多重して、ネットワーク側ポートからネットワークへ出力する。
　波長多重分離部１２は、ネットワーク側ポートから入力される光信号を、第１の合分波部１１又は他の波長多重分離部１２に向けて出力する。このとき、波長多重分離部１２は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０を端点とする光パスの経路に応じて、出力先となる第１の合分波部１１又は他の波長多重分離部１２を選択する。波長多重分離部１２は、例えば、ＷＳＳにより構成される波長クロスコネクト（ＷＸＣ；Wavelength Cross Connect）を用いて実装されてもよい。
　第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐは、複数（Ｋ台）の第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）、及び電気処理部２０と接続する。取り出し機能部（上り用）１３ｐは、上り方向トラヒックについて、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）のネットワーク側ポートから波長多重して出力される光信号を、波長ごとに分離して電気処理部２０に向けて出力する。
　第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（上り用）１３ｑは、電気処理部２０、及び複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２と接続する。挿入機能部（上り用）１３ｑは、上りトラヒックについて、電気処理部２０から出力される光信号を、波長多重分離部１２のトランスポンダ側ポートへ出力する。このような構成によって、挿入機能が実現される。
　挿入機能部（上り用）１３ｑは、光信号を伝送する光パスを収容する方路と接続する波長多重分離部１２へ出力する。挿入機能部（上り用）１３ｑは、経路を共用する光信号どうしを波長多重する。
　第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐ及び挿入機能部（上り用）１３ｑとしては、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）と同様の構成を用いることができる。第２の合分波部１３は、例えばファイバークロスコネクト（ＦＸＣ；Fiber Cross Connect）の装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）やＷＳＳ等の波長合分波手段とを組み合わせて構成されてもよい。ＦＸＣは、非特許文献３に記載の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ；Micro Electro Mechanical Systems）やピエゾアクチュエータを用いて構成される。ＦＸＣは、各々のポートから入力される光を、波長に関わらずに、そのポートに対する接続ポートとして接続関係が設定されているポートに出力する。
　制御部１９は、ＣＰＵ等のプロセッサーとメモリーとを用いて構成される。制御部１９は、プロセッサーがプログラムを実行することによって動作してもよい。制御部１９は、第１の合分波部１１、波長多重分離部１２、及び第２の合分波部１３の動作を制御する。例えば、制御部１９は、第１の合分波部１１及び第２の合分波部１３において、ポートとポートとの間の接続関係を制御してもよい。また、制御部１９は、トランスポンダ３０に対して波長の割り当てを行ってもよい。
　電気処理部２０は、第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐ及び挿入機能部（上り用）１３ｑと接続される。電気処理部２０は、上り方向トラヒックについて、第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐから入力される光信号に対して電気処理を行う。電気処理部２０によって実行される電気処理の具体例として、再生中継、波長変換、ネットワークレイヤでの電気処理、サービスレイヤでの電気処理などがある。電気処理部２０は、電気処理がなされた光信号を挿入機能部（上り用）１３ｑへ出力する。
　なお、図３において電気処理部２０に入力された複数の光信号はそれぞれ異なるポートから出力されるが、入力された複数の光信号は電気処理が実行された後に同じポートから出力されてもよい。例えば、複数の信号を多重してより高速な光信号として出力するMuxponder機能が電気処理部２０に実装された場合、入力された複数の光信号が同一のポートから出力される。
　なお、図３に示される光伝送システム１００ａでは、上り方向の光信号と下り方向の光信号とがそれぞれ異なる光ファイバー芯線を流れる構成である。しかし、各光信号が同一の光ファイバー芯線を流れる区間が存在してもよい。
［光伝送システムの動作］
　以下、光伝送システム１００ａの上りトラヒックに対する動作の一例について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態における光伝送システム１００ａの動作を示すフローチャートである。図４のフローチャートが示す動作は、例えば、トランスポンダ３０から送信された上り方向の光信号が光伝送装置１０ａに入力される際に開始される。
　トランスポンダ３０から送信された上り方向の光信号が、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）に入力される（ステップＳ１０１）。入力された光信号に対して電気処理部２０による電気処理が必要な場合（ステップＳ１０２・ＹＥＳ）、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）は、入力された上り方向の光信号を波長多重して、ネットワーク側ポートから第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（上り用）１３ｐへ出力する（ステップＳ１０３）。
　取り出し機能部（上り用）１３ｐは、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）から入力された、波長多重された上り方向の光信号を、波長ごとに分離して電気処理部２０へ出力する（ステップＳ１０４）。
　電気処理部２０は、取り出し機能部（上り用）１３ｐから入力された上り方向の光信号に対して電気処理を行う（ステップＳ１０５）。電気処理部２０は、電気処理がなされた上り方向の光信号を、第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（上り用）１３ｑへ出力する（ステップＳ１０６）。
　挿入機能部（上り用）１３ｑは、電気処理部２０から入力された波長ごとの上り方向の光信号を波長多重し、光信号を伝送する光パスを収容する方路と接続する波長多重分離部１２のトランスポンダ側ポートへ出力する（ステップＳ１０７）。
　一方、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）に入力された上り方向の光信号に対して電気処理部２０による電気処理が必要ではない場合（ステップＳ１０２・ＮＯ）、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）は、入力された上り方向の光信号を波長多重し、光信号を伝送する光パスを収容する方路と接続する波長多重分離部１２のトランスポンダ側ポートへ出力する（ステップＳ１０８）。
　波長多重分離部１２は、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）、他の波長多重分離部１２、及び第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（上り用）１３ｑからトランスポンダ側ポートへ入力された波長多重された上り方向の光信号どうしを波長多重する。波長多重分離部１２は、波長された上り方向の光信号をネットワーク側ポートからネットワークへ出力する（ステップＳ１０９）。
　以上で、図４が示す光伝送システム１００ａの動作が終了する。
　以上説明したように、本発明の第１の実施形態における光伝送装置１０ａは、電気処理部２０を挟むように配置される第２の合分波部１３（取り出し機能部（上り用）１３ｐ及び挿入機能部（上り用）１３ｑ）を備える。このような構成を備えることで、第１の実施形態における光伝送装置１０ａでは、例えば図１に示される従来の光伝送装置１０ｍのように、第１の合分波部１１のトランスポンダ側ポートに挿入用ポートを確保する必要がない。これにより、第１の実施形態における光伝送装置１０ａは、第１の合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数を減少させたり、第１の合分波部１１の構成を大規模化したりすることなく、上りトラヒックの光信号に対して電気処理を実行することができる。
＜第２の実施形態＞
　以下、図面を参照しながら、本発明の第２の実施形態における光伝送システム１００ｂについて説明する。
［光伝送システムの構成］
　図５は、本発明の第２の実施形態における光伝送システム１００ｂの構成を示す図である。図５に示されるように、光伝送システム１００ｂは、光伝送装置１０ｂ及び電気処理部２０を備える。光伝送装置１０ｂと電気処理部２０とは相互に光信号を入出力できるよう接続される。
　図５に示される第２の実施形態における光伝送システム１００ｂは、図中の上側（ネットワーク側）から下側（トランスポンダ側）に向かう下り方向の光信号に対する電気処理を実現する構成である。
　図５に示されるように、光伝送装置１０ｂは、複数（Ｋ台）の第１の合分波部１１、複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２、第２の合分波部１３、及び制御部１９を備える。なお、Ｋ及びＨはそれぞれ２以上の整数である。Ｋ及びＨは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。また、図５に示されるように、第１の合分波部１１は、取り出し機能部（下り用）及び挿入機能部（上り用）からなる。また、図５に示されるように、第２の合分波部１３は、電気処理部２０を挟むように配置される、取り出し機能部（下り用）１３ｒ及び挿入機能部（下り用）１３ｓからなる。
　第１の合分波部１１は、複数（Ｌ台）のトランスポンダ３０、及び複数（Ｈ台）の波長多重分離部１２と相互に光信号を入出力できるよう接続される。また、第１の合分波部１１は、第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（下り用）１３ｓから出力された光信号が入力されるように、当該挿入機能部（下り用）１３ｓと接続される。
　図中の下側から上側に向かう上り方向トラヒックについて、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）は、トランスポンダ３０から入力される光信号を、波長多重分離部１２に向けて出力する。このとき、出力先となる波長多重分離部１２は、光信号の送信元であるトランスポンダ３０を端点とする光パスを収容する方路に接続する波長多重分離部１２である。第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）は、経路を共用する光信号どうしを波長多重して出力する。
　図中の上側から下側に向かう下り方向トラヒックについて、第１の合分波部１１の取り出し機能部（下り用）は、波長多重分離部１２、及び第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（下り用）１３ｓから入力される光信号を、トランスポンダ３０に向けて出力する。このとき、第１の合分波部１１の取り出し機能部（下り用）は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０が接続されているポートから光信号を出力する。
　第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）は、例えばＭ個の１×Ｎ光スプリッタ/カプラとＮ個のＭ×１光スイッチとを備えたＭ×Ｎマルチキャストスイッチを用いて構成されてもよい。合分波部１１は、例えばＭ×ＮのＷＳＳを用いて構成されてもよい。合分波部１１は、１×ＭのＷＳＳと１×ＮのＷＳＳとを組み合わせた装置を用いて構成されてもよい。
　第１の合分波部１１の、挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）は、例えばＦＸＣの装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）やＷＳＳ等の波長合分波手段とを組み合わせて構成されてもよい。ＦＸＣは、非特許文献３に記載のＭＥＭＳやピエゾアクチュエータを用いて構成される。ＦＸＣは、各々のポートから入力される光を、波長に関わらずに、そのポートに対する接続ポートとして接続関係が設定されているポートに出力する。
　波長多重分離部１２は、複数（Ｋ台）の第１の合分波部１１、及び複数（（Ｈ－１）台）の他の波長多重分離部１２、と相互に光信号を入出力できるよう接続される。また、波長多重分離部１２は、第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（下り用）１３ｒへ向けて光信号を出力するように、当該取り出し機能部（下り用）１３ｒと接続される。波長多重分離部１２は、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）及び他の波長多重分離部１２から入力される波長多重された光信号どうしを波長多重して、ネットワーク側ポートからネットワークへ出力する。
　波長多重分離部１２は、ネットワーク側ポートから入力される光信号を、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）、他の波長多重分離部１２、又は第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（下り用）１３ｒに向けて出力する。このとき、波長多重分離部１２は、出力される光信号の宛先となるトランスポンダ３０を端点とする光パスの経路に応じて、出力先となる第１の合分波部１１又は他の波長多重分離部１２を選択する。
　波長多重分離部１２は、出力される光信号について電気処理部２０による電気処理が必要な場合は、その光信号をトランスポンダ側ポートから取り出し機能部（下り用）１３ｒへ出力する。このような構成によって、取り出し機能が実現される。
　波長多重分離部１２は、例えば、ＷＳＳにより構成されるＷＸＣ（Wavelength Cross Connect）を用いて実装されてもよい。
　第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（下り用）１３ｒは、複数の波長多重分離部１２、及び電気処理部２０と接続する。取り出し機能部（下り用）１３ｒは、下り方向トラヒックについて、波長多重分離部１２から波長多重して出力される光信号を、波長ごとに分離して電気処理部２０に向けて出力する。
　第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（下り用）１３ｓは、電気処理部２０、及び複数の第１の合分波部１１の取り出し機能部（下り用）と接続する。挿入機能部（下り用）１３ｓは、下りトラヒックについて、電気処理部２０から出力される光信号を、第１の合分波部１１の取り出し機能部（下り用）のネットワーク側ポートへ出力する。このような構成によって、挿入機能が実現される。
　挿入機能部（下り用）１３ｓは、光信号を、当該光信号の宛先であるトランスポンダ３０と接続する第１の合分波部１１の取り出し機能部（下り用）に向けて出力する。挿入機能部（下り用）１３ｓは、経路を共用する光信号どうしを波長多重する。
　第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（下り用）１３ｒ及び挿入機能部（下り用）１３ｓとしては、第１の合分波部１１の挿入機能部（上り用）及び取り出し機能部（下り用）と同様の構成を用いることができる。第２の合分波部１３は、例えばファイバークロスコネクト（ＦＸＣ；Fiber Cross Connect）の装置とアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）やＷＳＳ等の波長合分波手段とを組み合わせて構成されてもよい。ＦＸＣは、非特許文献３に記載の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ；Micro Electro Mechanical Systems）やピエゾアクチュエータを用いて構成される。ＦＸＣは、各々のポートから入力される光を、波長に関わらずに、そのポートに対する接続ポートとして接続関係が設定されているポートに出力する。
　制御部１９は、ＣＰＵ等のプロセッサーとメモリーとを用いて構成される。制御部１９は、プロセッサーがプログラムを実行することによって動作してもよい。制御部１９は、第１の合分波部１１、波長多重分離部１２、及び第２の合分波部１３の動作を制御する。例えば、制御部１９は、第１の合分波部１１及び第２の合分波部１３において、ポートとポートとの間の接続関係を制御してもよい。また、制御部１９は、トランスポンダ３０に対して波長の割り当てを行ってもよい。
　電気処理部２０は、第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（下り用）１３ｒ及び挿入機能部（下り用）１３ｓと接続される。電気処理部２０は、下り方向トラヒックについて、第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（下り用）１３ｒから入力される光信号に対して電気処理を行う。電気処理部２０によって実行される電気処理の具体例として、再生中継、波長変換、ネットワークレイヤでの電気処理、サービスレイヤでの電気処理などがある。電気処理部２０は、電気処理がなされた光信号を挿入機能部（下り用）１３ｓへ出力する。
　なお、図５において、互いに異なるポートから電気処理部２０にそれぞれ入力された光信号は、電気処理がなされた後に、互いに異なるポートからそれぞれ出力される。但し、一つのポートから電気処理部２０に入力された光信号が、電気処理が実行された後に、複数のポートから出力されてもよい。例えば、高速な信号が分離されて、より低速な光信号としてそれぞれ出力されるような構成、あるいは、同一の信号がコピーされて、複数のポートからそれぞれ出力されるような構成であってもよい。
　なお、図５に示される光伝送システム１００ｂでは、上り方向の光信号と下り方向の光信号とがそれぞれ異なる光ファイバー芯線を流れる構成である。しかし、各光信号が同一の光ファイバー芯線を流れる区間が存在してもよい。
［光伝送システムの動作］
　以下、光伝送システム１００ｂの下りトラヒックに対する動作の一例について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における光伝送システム１００ｂの動作を示すフローチャートである。図６のフローチャートが示す動作は、例えば、ネットワーク側から伝送された下り方向の光信号が光伝送装置１０ｂに入力される際に開始される。
　ネットワーク側から伝送された下り方向の光信号が、波長多重分離部１２（下り用）に入力される（ステップＳ２０１）。入力された下り方向の光信号に対して電気処理部２０による電気処理が必要な場合（ステップＳ２０２・ＹＥＳ），波長多重分離部１２（下り用）は、入力された下り方向の光信号を波長多重して、トランスポンダ側ポートから第２の合分波部１３を構成する取り出し機能部（下り用）１３ｒへ出力する（ステップＳ２０３）。
　取り出し機能部（下り用）１３ｒは、波長多重分離部１２（下り用）から入力された、波長多重された下り方向の光信号を、波長ごとに分離して電気処理部２０へ出力する（ステップＳ２０４）。
　電気処理部２０は、取り出し機能部（下り用）１３ｒから入力された下り方向の光信号に対して電気処理を行う（ステップＳ２０５）。電気処理部２０は、電気処理がなされた下り方向の光信号を、第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（下り用）１３ｓへ出力する（ステップＳ２０６）。
　挿入機能部（下り用）１３ｓは、電気処理部２０から入力された波長ごとの下り方向の光信号を波長多重し、光信号を伝送する光パスを収容する方路と接続する第１の合分波部１１のネットワーク側ポートへ出力する（ステップＳ２０７）。
　一方、波長多重分離部１２（下り用）に入力された下り方向の光信号に対して電気処理部２０による電気処理が必要ではない場合（ステップＳ２０２・ＮＯ）、波長多重分離部１２（下り用）は、入力された下り方向の光信号を、光信号の宛先となるトランスポンダ３０を端点とする光パスの経路に応じて波長多重し、光信号を伝送する光パスを収容する方路と接続する第１の合分波部１１のネットワーク側ポート、又は他の波長多重分離部１２（下り用）へ出力する（ステップＳ２０８）。
　第１の合分波部１１は、波長多重分離部１２（下り用）、及び第２の合分波部１３を構成する挿入機能部（下り用）１３ｓからネットワーク側ポートへ入力された波長多重された下り方向の光信号どうしを波長多重する。第１の合分波部１１は、波長された下り方向の光信号をトランスポンダ側ポートからトランスポンダ３０へ出力する（ステップＳ２０９）。
　以上で、図６が示す光伝送システム１００ｂの動作が終了する。
　以上説明したように、本発明の第２の実施形態における光伝送装置１０ｂは、電気処理部２０を挟むように配置される第２の合分波部１３（取り出し機能部（下り用）１３ｒ及び挿入機能部（下り用）１３ｓ）を備える。このような構成を備えることで、第２の実施形態における光伝送装置１０ｂでは、例えば図２に示される従来の光伝送装置１０ｎのように、第１の合分波部１１のトランスポンダ側ポートに取り出し用ポートを確保する必要がない。これにより、第２の実施形態における光伝送装置１０ｂは、第１の合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数を減少させたり、第１の合分波部１１の構成を大規模化したりすることなく、下りトラヒックの光信号に対して電気処理を実行することができる。
＜第３の実施形態＞
　第１の実施形態における光伝送装置１０ａの構成と第２の実施形態における光伝送装置１０ｂの構成とが組み合わされて、光伝送装置１０ｃ（不図示）が構成されてもよい。このように構成されることによって、トランスポンダ３０からネットワーク側への上り方向トラフィックと、ネットワーク側からトランスポンダ３０への下り方向トラフィックと、の双方について光信号の取り出し機能及び挿入機能の実現が可能になる。これにより、上り信号と下り信号との双方について電気処理を行うことが可能となる。
　このように、本発明の第３の実施形態における光伝送装置１０ｃは、電気処理部２０を挟むように配置される第２の合分波部１３（取り出し機能部（上り用）１３ｐと挿入機能部（上り用）１３ｑ、及び、取り出し機能部（下り用）１３ｒと挿入機能部（下り用）１３ｓ）を備える。このような構成を備えることで、第３の実施形態における光伝送装置１０ｃでは、例えば図１に示される従来の光伝送装置１０ｍ及び図２に示される従来の光伝送装置１０ｎのように、第１の合分波部１１のトランスポンダ側ポートに挿入用ポート及び取り出し用ポートを確保する必要がない。
　これにより、第３の実施形態における光伝送装置１０ｃは、第１の合分波部１１あたりの収容可能なトランスポンダ３０の個数を減少させたり、第１の合分波部１１の構成を大規模化したりすることなく、上りトラヒック及び下りトラヒックの光信号に対して電気処理を実行することができる。
　上述した実施形態によれば、光伝送装置は、通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する装置である。例えば、光伝送装置は、実施形態における光伝送装置１０ａであり、通信端末装置は、実施形態におけるトランスポンダ３０である。光伝送装置は、複数の合分波部と、複数の波長多重分離部と、上り信号分波部と、上り信号合波部とを備える。例えば、合分波部は、実施形態における第１の合分波部１１であり、波長多重分離部は、実施形態における波長多重分離部１２であり、上り信号分波部は、実施形態における取り出し機能部（上り用）１３ｐであり、上り信号合波部は、実施形態における挿入機能部（上り用）１３ｑである。
　上記の合分波部は、自装置に接続される通信端末装置との間で光信号を入出力する。上記の波長多重分離部は、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する。上記の上り信号分波部は、合分波部から出力された上り方向の光信号を、光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する。例えば、電気処理部は、実施形態における電気処理部２０であり、上り信号の光信号は、実施形態における上り方向トラヒックである。上記の上り信号合波部は、電気処理部によって電気処理がなされた上り方向の光信号を、所定の波長多重分離部に出力する。
　なお、上記の光伝送装置は、下り信号分波部と、下り信号合波部とをさらに備えていてもよい。例えば、下り信号分波部は、実施形態における取り出し機能部（下り用）１３ｒであり、下り信号合波部は、実施形態における挿入機能部（下り用）１３ｓである。下り信号分波部は、波長多重分離部から出力された下り方向の光信号を電気処理部に出力する。例えば、下り方向の光信号は、実施形態における下り方向トラヒックである。下り信号合波部は、電気処理部によって電気処理がなされた下り方向の光信号を、所定の合分波部に出力する。
　なお、上記の光伝送装置において、上り信号分波部及び上り信号合波部は、ファイバークロスコネクト（ＦＸＣ）と波長合分波手段とを含んで構成されてもよい。
　なお、上記の光伝送装置において、波長多重分離部は、波長クロスコネクト（ＷＸＣ）を含んで構成されてもよい。
　また、上述した実施形態によれば、光伝送装置は、通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する装置である。例えば、光伝送装置は、実施形態における光伝送装置１０ｂであり、通信端末装置は、実施形態におけるトランスポンダ３０である。光伝送装置は、複数の合分波部と、複数の波長多重分離部と、下り信号分波部と、下り信号合波部とを備える。例えば、合分波部は、実施形態における第１の合分波部１１であり、波長多重分離部は、実施形態における波長多重分離部１２であり、下り信号分波部は、実施形態における取り出し機能部（下り用）１３ｒであり、下り信号合波部は、実施形態における挿入機能部（下り用）１３ｓである。
　上記の合分波部は、自装置に接続される通信端末装置との間で光信号を入出力する。上記の波長多重分離部は、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する。上記の下り信号分波部は、波長多重分離部から出力された下り方向の光信号を、光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する。例えば、電気処理部は、実施形態における電気処理部２０であり、下り信号の光信号は、実施形態における下り方向トラヒックである。上記の下り信号合波部は、電気処理部によって電気処理がなされた下り方向の光信号を、所定の合分波部に出力する。
　なお、上記の光伝送装置において、下り信号分波部及び下り信号合波部は、ファイバークロスコネクト（ＦＸＣ）と波長合分波手段とを含んで構成されてもよい。
　上述した実施形態における光伝送装置１０ａ、光伝送装置１０ｂ、及び光伝送装置１０ｃの一部又は全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
　さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｍ，１０ｎ…光伝送装置，１１…第１の合分波部（合分波部），１２…波長多重分離部，１３…第２の合分波部，１３ｐ…取り出し機能部（上り用），１３ｑ…挿入機能部（上り用），１３ｒ…取り出し機能部（下り用），１３ｓ…挿入機能部（下り用），１９…制御部，２０…電気処理部，３０…トランスポンダ，９０…光伝送装置，９１…合分波部，９２…波長多重分離部，９９…制御部，１００ａ，１００ｂ，１００ｍ，１００ｎ…光伝送システム

Claims (8)

  1. 　通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送装置であって、
    　自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波部と、
    　自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離部と、
    　前記合分波部から出力された上り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する上り信号分波部と、
    　前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記上り方向の光信号を、所定の前記波長多重分離部に出力する上り信号合波部と、
    　を備える光伝送装置。
  2. 　前記波長多重分離部から出力された下り方向の光信号を前記電気処理部に出力する下り信号分波部と、
    　前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記下り方向の光信号を、所定の前記合分波部に出力する下り信号合波部と、
    　をさらに備える請求項１に記載の光伝送装置。
  3. 　前記上り信号分波部及び前記上り信号合波部は、ファイバークロスコネクトと波長合分波手段とを含んで構成される
    　請求項１又は請求項２に記載の光伝送装置。
  4. 　前記波長多重分離部は、波長クロスコネクトを含んで構成される
    　請求項１又は請求項２に記載の光伝送装置。
  5. 　通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送装置であって、
    　自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波部と、
    　自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離部と、
    　前記波長多重分離部から出力された下り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する下り信号分波部と、
    　前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記下り方向の光信号を、所定の前記合分波部に出力する下り信号合波部と、
    　を備える光伝送装置。
  6. 　前記下り信号分波部及び前記下り信号合波部は、ファイバークロスコネクトと波長合分波手段とを含んで構成される
    　請求項５に記載の光伝送装置。
  7. 　通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送方法であって、
    　合分波部が、自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波ステップと、
    　波長多重分離部が、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離ステップと、
    　上り信号分波部が、前記合分波部から出力された上り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する上り信号分波ステップと、
    　上り信号合波部が、前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記上り方向の光信号を、所定の前記波長多重分離部に出力する上り信号合波ステップと、
    　を有する光伝送方法。
  8. 　通信端末装置とネットワークとの間で光信号を電気信号に変換することなく伝送する光伝送方法であって、
    　合分波部が、自装置に接続される前記通信端末装置との間で光信号を入出力する複数の合分波ステップと、
    　波長多重分離部が、自装置に接続されるネットワークとの間で光信号を入出力する複数の波長多重分離ステップと、
    　下り信号分波部が、前記波長多重分離部から出力された下り方向の光信号を、前記光信号に対して所定の電気処理を実行する電気処理部に出力する下り信号分波ステップと、
    　下り信号合波部が、前記電気処理部によって前記電気処理がなされた前記下り方向の光信号を、所定の前記合分波部に出力する下り信号合波ステップと、
    　を有する光伝送方法。
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