JP2015019289A - 光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 運用中に光信号の通過帯域を自律的に変更する光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法を提供する。【解決手段】 光伝送装置は、所定帯域の光信号を通過させる波長フィルタと、前記光信号を監視する監視部と、前記監視部の監視結果により前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の前記波長の変化方向を予測し、前記変化方向に前記波長フィルタの通過帯域を拡張する制御部とを有する。【選択図】図４

Description

本件は、光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法に関する。

通信需要が増加するに伴って、波長多重技術（WDM：Wavelength Division Multiplexing）を利用した光ネットワークが広く普及している。波長多重技術は、波長が異なる複数の光信号を多重して伝送する技術である。

波長多重技術によると、例えば、伝送速度４０（Ｇｂｐｓ）×８８波の光信号を多重し、波長多重光信号（以下、「多重光信号」と表記）として伝送することが可能である。ＷＤＭ技術を利用した波長多重伝送装置としては、例えばＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）装置が知られている。

多重光信号のスペクトルに関し、光信号は、５０（ＧＨｚ）や１００（ＧＨｚ）などの一定の波長間隔を有する。この波長間隔は、ＩＴＵ−Ｔグリッド（ITU-T: International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector（国際電気通信連合）））などと呼ばれ、波長多重伝送装置に広く用いられている。

近年、通信需要の将来的な増加を見込み、無線通信に用いられるＤＰ（Dual Polarization）−ＱＰＳＫ（Quaternary Phase-Shift Keying）などの多値変調方式を、波長多重伝送装置に適用し、コヒーレント伝送を実現する試みがなされている。このため、波長多重伝送装置は、伝送レートだけでなく、変調方式も異なる様々な通信容量の光信号を、多重光信号に収容することが望まれる。

そこで、波長間隔を可変とすることにより、様々な帯域幅の光信号を、多重光信号に柔軟に収容するフレキシブルグリッド技術が開発されている。フレキシブルグリッド技術は、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１に規定されている。フレキシブルグリッド技術によると、ＩＴＵ−Ｔグリッドのような固定された波長間隔を用いる場合とは異なり、スペクトルが隣接する光信号同士の波長間隔を、該光信号の種類に応じた最小帯域に基づき設定することが可能である。このため、光ファイバごとの伝送容量が増加し、波長収容効率が向上する。

しかし、例えば、運用中の光信号が、帯域幅が異なる他の光信号に置換されると、該置換前後の光信号の通過帯域幅の差分により、隣接する光信号同士のスペクトル間に、使用されない断片領域が生じてしまう。このため、光信号の置換が進むにつれて断片領域が増加することにより、光ファイバの波長収容効率が低下するという問題がある。

これに対し、例えば非特許文献１及び非特許文献２には、送信ノードの波長可変レーザーの波長と、中継ノードの波長フィルタの通過帯域とを同期させて変更することにより、上記の断片領域を削減する、無瞬断デフラグメンテーション技術が開示されている。

また、波長制御に関し、例えば特許文献１には、コヒーレント伝送方式の波長分割多重通信において、受信信号のエラーを検出したときに、受信器の局発光の波長を、記憶手段に記憶された波長に切り替える点が開示されている。また、波長フィルタに関し、特許文献２には、波長多重装置において、入力側ＯＣＭ（Optical Channel Monitor）及び出力側ＯＣＭにより取得された各スペクトルの差分に基づいて、フィルタの波長透過特性のずれを検出する点が開示されている。

特開２０１１−１６０１４６号公報 特開２０１１−２５４３０９号公報

Kyosuke Sone、他９名、"First Demonstration of Hitless Spectrum Defragmentation using Real-time Coherent Receivers in Flexible Grid Optical Networks"、ECOC 2012 F.Cugini、他６名、"Push-Pull Technique for Defragmentation in Flexible Optical Networks"、JTh2A、OFC2012

上記の無瞬断デフラグメンテーション技術を用いる場合、ネットワーク管理装置などの外部の制御装置から、光信号の送信元の送信ノード、及び、光信号を中継する中継ノードに設けられた各波長多重伝送装置に対して制御が行われる。また、さらに、光信号を受信する受信ノードの波長多重伝送装置に対して制御が行われる場合もある。この制御では、例えば、以下に述べる一連のシーケンス処理が行われる。

まず、各中継ノードの波長選択スイッチ（WSS: Wavelength Selective Switch）の波長フィルタの通過帯域を所定分だけ拡張する。次に、当該拡張された通過帯域内において、送信ノードの波長可変レーザ（送信器）の波長を微小（例えば２．５（ＧＨｚ）分）にスライド（変位）させる。そして、各中継ノードの波長選択スイッチの通過帯域を所定分だけ縮小させる。このシーケンス処理を繰り返すことにより、該光信号を瞬断させることなく、運用中の光信号の波長が所望の値に変更される。このため、スペクトル同士の間隔が最適化されるので、上記の断片領域が削減され、波長収容効率が向上する。

しかしながら、無瞬断デフラグメンテーション技術を用いると、波長多重伝送装置のネットワークの規模が大きいほど、制御対象となるノード数が多くなる。このため、上記の制御装置及び各ノード間の通信量が増加するだけでなく、同期処理のために生ずる待機時間などの増加により制御全体の所要時間が増加するという問題がある。さらに、制御が複雑化するために、制御装置の操作も煩雑化するという問題もある。

したがって、各中継ノードの波長多重伝送装置が、制御装置からの制御によらず、光信号の波長に従って、自律的に波長フィルタの通過帯域を変更することが望まれるが、運用中、光信号を瞬断させることなく、光信号の通過帯域を変更する手段が存在しない。

そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、運用中に光信号の通過帯域を自律的に変更する光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法を提供することを目的とする。

本明細書に記載の光伝送装置は、所定帯域の光信号を通過させる波長フィルタと、前記光信号を監視する監視部と、前記監視部の監視結果により前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の前記波長の変化方向を予測し、前記変化方向に前記波長フィルタの通過帯域を拡張する制御部とを有する。

本明細書に記載の光伝送システムは、伝送路を介して互いに接続された第１光伝送装置及び第２光伝送装置を有する光伝送システムにおいて、前記第１光伝送装置は、波長が可変である所定帯域の光信号を前記第２光伝送装置に送信する送信器と、前記光信号の波長を制御する波長制御部とを有し、前記第２光伝送装置は、前記光信号を通過させる波長フィルタと、前記光信号を監視する監視部と、前記監視部の監視結果により前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて、前記波長制御部の制御による波長の変化方向を予測し、前記変化方向に前記波長フィルタの通過帯域を拡張する制御部とを有する。

本明細書に記載の光伝送方法は、所定帯域の光信号を伝送する光伝送方法において、前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の前記波長の変化方向を予測し、前記変化方向に、前記光信号を通過させる波長フィルタの通過帯域を拡張する光伝送方法である。

本明細書に記載の光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法は、運用中に光信号の通過帯域を自律的に変更できるという効果を奏する。

ネットワークの構成例を示す構成図である。 ＩＴＵ−Ｔグリッド及びフレキシブルグリッドを採用した場合の多重光信号のスペクトル波形の例を示す波形図である。 光信号の置換による断片領域の発生の様子を示す波形図である。 実施例に係る光伝送システムの構成を示す構成図である。 ＷＳＳ制御部による通過帯域の制御動作を示す図である。 通過帯域の拡張処理を示すフローチャートである。 波長フィルタの検査方法を示す図である。 通過帯域の縮小処理を示すフローチャートである。 波長間隔の制限を示す図である。 他の実施例に係る伝送システムの構成を示す構成図である。 波長選択スイッチの機能構成例を示す構成図である。

図１は、ネットワークの構成例を示す構成図である。ネットワークは、複数のノードＡ〜Ｇを有する。各ノードＡ〜Ｇには、光伝送装置１が設けられている。光伝送装置１は、例えばＲＯＡＤＭ装置などの波長多重伝送装置であり、波長λ１〜λ６が異なる複数の光信号を多重して、多重光信号として伝送する。

各ノードＡ〜Ｇの光伝送装置１は、伝送路（光ファイバ）を介して接続されている。図１において、伝送路ごとに点線により引き出されて示されたグラフは、該伝送路において伝送される多重光信号のスペクトル波形である。

ノードＡからノードＣ及びノードＤを介してノードＦに至る伝送経路には、波長λ１〜λ３の光信号を含む多重光信号が伝送される。また、ノードＢからノードＣ及びノードＥを介してノードＦに至る伝送経路には、波長λ４〜λ６の光信号を含む多重光信号が伝送される。ノードＦの光伝送装置１は、上記の２つの伝送経路を経た多重光信号を、１つの多重光信号にしてノードＧの光伝送装置１に伝送する。このため、ノードＦ及びＧ間の伝送路には、波長λ１〜λ６の光信号が多重された多重光信号が伝送される。

このように、波長多重伝送装置のネットワークにより、任意の波長λ１〜λ６の光信号を、任意のノードＡ〜Ｇ間において伝送できる。したがって、このネットワークは、各伝送路の波長収容効率が高いほど、伝送容量が増加する。

図２は、ＩＴＵ−Ｔグリッド及びフレキシブルグリッドを採用した場合の多重光信号のスペクトル波形の例を示す波形図である。ＩＴＵ−Ｔグリッドの場合（図２（ａ）参照）、伝送レートが、例えば１０（Ｇｂｐｓ）、４０（Ｇｂｐｓ）、１０（Ｇｂｐｓ）、及び１００（Ｇｂｐｓ）である４つの光信号が、同一の波長間隔（５０（ＧＨｚ））をおいて収容されている。つまり、各光信号は、一定の通過帯域（５０（ＧＨｚ））が割り当てられている。

これに対して、フレキシブルグリッドの場合（図２（ｂ）参照）、光信号間の波長間隔が一定ではない。例えば、伝送レートが１００（Ｇｂｐｓ）、４００（ＧＨｚ）（短距離用）、及び４００（ＧＨｚ）（長距離用）の光信号は、５０（ＧＨｚ）、７５（ＧＨｚ）、及び１３７．５（ＧＨｚ）の通過帯域がそれぞれ割り当てられている。

このように、フレキシブルグリッドを採用すると、スペクトルが隣接する光信号（隣接チャネル）の波長間隔を、一定ではなく、光信号の伝送レートに応じた最小波長帯域に、柔軟に設定することが可能となる。したがって、フレキシブルグリッド技術によれば、光ファイバごとの波長利用効率を向上できる。

しかし、例えば、運用中の光信号が、帯域幅が異なる他の光信号に置換されると、該置換前後の帯域幅の差分により、隣接する光信号同士のスペクトル間に未使用の断片領域が生じてしまう。このため、光信号の置換が進むにつれて、断片領域が増加することで、光ファイバの波長収容効率が低下するという問題がある。

図３は、光信号の置換による断片領域の発生の様子を示す波形図である。光信号が置換される前、例えば、４００（Ｇｂｐｓ）の３つ光信号が、隣接して収容されている（図３（ａ）参照）。ここで、各光信号の通過帯域は、７５（ＧＨｚ）である。

３つの光信号のうち、隣接する２つの光信号が、１００（Ｇｂｐｓ）の光信号に置換されたとする（図３（ｂ））。ここで、置換後の光信号（１００（Ｇｂｐｓ））の通過帯域は、５０（ＧＨｚ）とすると、置換前後の帯域幅の差分のため、２５（ＧＨｚ）の帯域幅を有する断片領域が生ずる。このため、光信号の置換が進むにつれて、断片領域が増加することで、光ファイバの波長収容効率が低下するという問題がある。

これに対して、上記の無瞬断デフラグメンテーション技術を用いることにより、光信号の波長及び通過帯域を制御して、断片領域を削減することが考えられる。しかし、上述したように、外部の制御装置を用いて制御する場合、大規模のネットワークでは、制御対象のノード数が多いため、様々な問題が生ずる。

そこで、実施例では、光信号の波長変化の検出結果に基づいて波長の変化方向を予測し、当該変化方向に波長フィルタの通過帯域を拡張し、変化後の波長に従って通過帯域を縮小することにより、運用中に光信号の通過帯域を自律的に変更する。

図４は、実施例に係る光伝送システムの構成を示す構成図である。光伝送システムは、ノードＡ〜Ｄにそれぞれ設けられた複数の光伝送装置１ａ〜１ｄを有する。光伝送装置１ａ〜１ｄは、伝送路（光ファイバ）を介して直列に接続され、上記のフレキシブルグリッド技術により多重した光信号を伝送する。

ノードＡは、送信ノードであり、ノードＢ及びノードＣは中継ノードであり、ノードＤは受信ノードである。つまり、ノードＡの光伝送装置１ａは、ノードＣ及びノードＤの光伝送装置１ｃ，１ｄを介して、ノードＤの光伝送装置１ｄに光信号を伝送する。各ノードＡ〜Ｄの光伝送装置１ａ〜１ｄは、共通の構成を有するが、図４では、便宜上、ノードＡ〜Ｄごとに、部分的に異なる構成が記載されている。

ノードＡの光伝送装置１ａは、チューナブルＬＤ（Laser Diode）１０と、ＬＤ制御部１１と、変調器１２と、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）１３と、ＯＣＭ１４と、ＷＳＳ制御部１５と、記憶部１５０と、出力アンプ１６とを有する。チューナブルＬＤ（送信器）１０は、波長が可変である光信号を、ノードＢの光伝送装置１ｂに送信する。

ＬＤ制御部１１は、所定帯域を有する光信号の波長を制御する。つまり、ＬＤ制御部１１は、チューナブルＬＤの出力光の波長を制御する。より具体的には、ＬＤ制御部１１は、光信号の波長が所定の目標値となるまで、一定の変化速度で波長を変化させる。このとき、波長制御の実行指示及び目標値は、例えば外部装置からＬＤ制御部１１に与えられる。

これにより、光信号のスペクトル同士の波長間隔が最適化（例えば最小化）され、上記の断片領域を削減する。なお、ＬＤ制御部１１は、波長制御を防止するためのロック回路を備えてもよい。この場合、波長を制御するときに、外部装置などからロック回路のロック状態を解除すれば、誤動作により波長が変化することが回避される。

変調器１２は、チューナブルＬＤ１０から入力された光信号を変調する。変調方式としては、例えば、光信号をコヒーレント伝送する場合、ＤＰ−ＱＰＳＫが挙げられるが、これに限定されない。変調器１２は、変調した光信号を波長選択スイッチ１３に出力する。

波長選択スイッチ１３は、複数の波長のうち、選択された波長の光信号を通過させる波長フィルタとして機能する。波長選択スイッチ１３は、選択された波長の光信号を多重し、多重光信号として出力アンプ１６に出力する。

波長選択スイッチ１３は、図示を省略するが、チューナブルＬＤ１０からの光信号に加えて、ノードＡに挿入される光信号、及び他ノードから入力された光信号を多重する。なお、波長選択スイッチ１３は、例えば、内蔵するＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）、またはＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）を制御することにより、光信号が割り当てられたチャネルごとに通過帯域の幅を調整する。

出力アンプ１６は、波長選択スイッチ１３から入力された多重光信号を増幅して、伝送路に出力する。出力アンプ１６は、例えば、エルビウムドープファイバにより光を増幅する。

ＯＣＭ（監視部）１４は、伝送路に出力される光信号を、一定の時間間隔（例えば２（秒））で監視する。より具体的には、ＯＣＭ１４は、波長選択スイッチ１３から出力される多重光信号を、波長ごとの光信号に分離する。ＯＣＭ１４は、分離して得た各光信号の波長を検出して、ＷＳＳ制御部１５に出力する。

ＷＳＳ制御部（制御部）１５は、上記の無瞬断デフラグメンテーション技術と同様に、波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３の通過帯域を、外部の制御装置の制御によらずに、自律的に制御する。図５には、ＷＳＳ制御部による通過帯域の制御動作が示されている。図５において、点線の枠は通過帯域ＢＷを表し、また、横軸は、便宜上、周波数に代えて波長を示す。

図５（ａ）に示されるように、ＷＳＳ制御部１５は、ＯＣＭ１４の監視結果により光信号の波長変化Δλを検出する。上述したように、ＬＤ制御部１１は、断片領域を削減するように、光信号の波長を制御する。このときの波長の制御方向（変化方向）は、スペクトルが断片領域に近づく方向となる。本例において、ＬＤ制御部１１は、光信号の波長がλ１からλ２となるように、波長を制御する。

点線及び実線で示されたスペクトルは、ある監視周期の到来時におけるＯＣＭ１４の監視結果、及びその次の監視周期の到来時におけるＯＣＭ１４の監視結果を表す。ＷＳＳ制御部１５は、例えば、２つのスペクトルを比較することにより、波長変化Δλを検出する。ＷＳＳ制御部１５は、例えば、２つのスペクトルの波長差が所定値以上であるとき、波長変化Δλとして検出してもよい。また、ＷＳＳ制御部１５は、該波長差が、所定回数連続して認識されたとき、波長変化Δλとして検出してもよい。なお、ＷＳＳ制御部１５は、波長変化Δλを検出するため、ＯＣＭ１４から光信号の波長を取得するごとに、波長の値を記憶部１５０に記憶させる。

ＷＳＳ制御部１５は、波長変化Δλの検出結果に基づいて光信号の波長の変化方向（制御方向）を予測し、図５（ｂ）に示されるように、変化方向ｄ１に波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３の通過帯域ＢＷを拡張する。本例の場合、波長は、図５（ａ）の紙面左方向（負方向）に変化したため（Δλ参照）、ＷＳＳ制御部１５は、波長の変化方向が、当該左方向であると予測する。もっとも、これとは異なり、波長が紙面右方向（正方向）に変化した場合、ＷＳＳ制御部１５は、波長の変化方向が、当該右方向であると予測する。

ＷＳＳ制御部１５は、予測した変化方向に、通過帯域ＢＷを拡張する。このとき、通過帯域ＢＷの拡張幅ΔＢＷは、一定（例えば１２．５（ＧＨｚ））であってもよいが、後述するように、波長変化Δλの速度に基づいて決定した値でもよい。

その後、ＬＤ制御部１１は、図５（ｃ）に示されるように、波長の制御を継続することにより、光信号の波長を目標値λ２に変更する（符号ｄ２参照）。ここで、目標値λ２は、例えば、光信号の隣接グリッドの中心波長である。このとき、波長は、拡張された通過帯域ＢＷの範囲内で制御されるので、スペクトルが通過帯域ＢＷの外にはみ出すことにより光信号が瞬断することはない。なお、図５（ｃ）において、点線の波形は、スペクトルの変化の過程を示す。

ＷＳＳ制御部１５は、図５（ｄ）に示されるように、光信号の変化後の波長に従って、拡張した通過帯域ＢＷを縮小する（符号ｄ３参照）。より具体的には、ＷＳＳ制御部１５は、光信号の波長が目標値λ２に達したため、未使用状態となった中心波長λ１の隣接グリッドの通過帯域（空き通過帯域）を遮断する。

これにより、中心波長λ１のグリッドの通過帯域が開放されて、他の光信号の通過帯域として利用可能となる。なお、波長λ２が、ＬＤ制御部１１における波長制御の目標値ではない場合、光信号の波長が当該目標値に変更されるまで、図５（ａ）〜図５（ｄ）の過程が繰り返される。

なお、ＷＳＳ制御部１５は、ノイズなどの影響により波長が変化したとき、誤って通過帯域を制御しないように有効／無効設定を有してもよい。この場合、有効／無効設定は、波長制御が行われるとき、外部装置から有効状態に設定され、波長制御が終了したとき、外部装置から無効状態に設定される。

再び図４を参照すると、記憶部１５０は、例えばメモリなどの記憶手段であり、波長選択スイッチ１３を通過させる各光信号の波長を記憶する。ＷＳＳ制御部１５は、記憶部１５０から読み出した当該波長の情報に従って、波長選択スイッチ１３を設定する。

また、ノードＢ及びノードＣの光伝送装置１ｂ，１ｃは、入力アンプ１７と、波長選択スイッチ１３と、ＯＣＭ１４と、ＷＳＳ制御部１５と、記憶部１５０と、出力アンプ１６とを有する。波長選択スイッチ１３、ＯＣＭ１４、ＷＳＳ制御部１５、及び出力アンプ１６については、上述した通りである。

入力アンプ１７は、隣接ノードＡ，Ｂの光伝送装置１ａ，１ｂから入力された多重光信号を増幅して、波長選択スイッチ１３に出力する。入力アンプ１７は、例えば、エルビウムドープファイバにより光を増幅する。なお、後述するように、ＷＳＳ制御部１５は、入力アンプ１７のＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光のように、波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３を通過する雑音光のパワーに基づいて、波長選択スイッチ１３を検査してもよい。

また、ノードＤの光伝送装置１ｄは、入力アンプ１７と、波長選択スイッチ１３と、ＯＣＭ１４と、ＷＳＳ制御部１５と、記憶部１５０と、復調器１８と、受信器１９とを有する。入力アンプ１７、波長選択スイッチ１３、ＯＣＭ１４、ＷＳＳ制御部１５、及び記憶部１５０については、上述した通りである。

復調器１８は、波長選択スイッチ１３から入力された光信号を復調する。ここで、波長選択スイッチ１３は、光信号の分岐のため、多重光信号から当該光信号を分離して復調器１８に出力する。復調器１８は、送信ノードＡの変調器１２に応じた復調方式により光信号を復調する。

受信器１９は、光信号を受信する。コヒーレント伝送の場合、受信器１９は、例えば、ヘテロダイン検波方式のように、局発光を用いて光信号を検波することにより、光信号を受信する。この場合、受信器１９は、ＯＣＭ１４の監視結果に基づいて、光信号の波長に応じて局発光の波長を調整してもよい。受信された光信号は、例えば、電気信号に変換されて、他のネットワークに送信される。

上述したように、ノードＡ〜ＤのＷＳＳ制御部１５は、ＬＤ制御部１１による光信号の波長の変化方向を予測し、波長制御に先行して、波長選択スイッチ１３における光信号の通過帯域ＢＷを拡張する。このため、光信号のスペクトルが通過帯域ＢＷの外部に移動する前に、通過帯域ＢＷが拡張される。

したがって、実施例に係る伝送システムによると、光信号が瞬断することなく、運用中に光信号の通過帯域を自律的に変更できる。これに対し、仮に、ＯＣＭ１４の監視結果に、単純に追従するように通過帯域を制御した場合、ＯＣＭ１４の監視周期が波長変化Δλの速度に対して十分に短くないため、光信号の瞬断が回避は困難である。

次に、ＷＳＳ制御部１５における通過帯域ＢＷの制御の詳細を述べる。図６は、通過帯域ＢＷの拡張処理を示すフローチャートである。

まず、ＷＳＳ制御部１５は、ＯＣＭ１４による周期的な光信号の監視結果に基づいて、光信号の波長変化を検出すると（ステップＳｔ１のＹｅｓ）、波長の変化方向を予測する（ステップＳｔ２）。この処理については、図５（ａ）を参照して述べたとおりである。波長変化Δλが検出されないとき（ステップ１のＮｏ）、ＷＳＳ制御部１５は、処理を終了する。

次に、ＷＳＳ制御部１５は、ＯＣＭ１４の監視結果により波長変化Δλの速度を検出し、波長変化の速度に基づいて通過帯域ＢＷの拡張幅ΔＢＷを決定する（ステップＳｔ３）。ＷＳＳ制御部１５は、例えば、今回及び前回の各監視周期における監視結果から波長変化Δλを算出し、この波長変化Δλを、ＯＣＭ１４の監視周期（監視の時間間隔）で除算することにより、波長変化Δλの速度を検出する。そして、ＷＳＳ制御部１５は、波長変化Δλの速度から、次の監視周期における波長の値を予測して、当該予測値に基づいて拡張幅ΔＢＷを決定する。これにより、拡張幅ΔＢＷが、適切な値に調整される。

次に、ＷＳＳ制御部１５は、予測した変化方向に、決定した拡張幅ΔＢＷに応じて通過帯域ＢＷを拡張する（ステップＳｔ４）。この処理については、図５（ｂ）を参照して述べたとおりである。

次に、ＷＳＳ制御部１５は、波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３を通過する雑音光のパワーに基づいて波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３を検査する（ステップＳｔ５）。このとき、ＷＳＳ制御部１５は、ＯＣＭ１４の監視結果から、雑音光のパワーを取得する。なお、雑音光は、例えば、入力アンプ１７から波長選択スイッチ１３を通って漏れるＡＳＥ光である。

図７には、波長フィルタ１３の検査方法が示されている。図７において、横軸は、波長を示し、縦軸は、光のパワーを示す。また、符号Ｗは、通過帯域ＢＷを制御するときの最小帯域幅、つまり制御単位となるスロットを示す。

雑音光ＮＺは、通過帯域の拡張処理（ステップＳｔ４）において拡張された帯域幅（拡張幅）ΔＢＷの範囲において、波長選択スイッチ１３を通過する。このため、ＯＣＭ１４は、拡張幅ΔＢＷの範囲内において、雑音光ＮＺのパワーＰを検出する。

しかし、符号Ｘで示されるように、特定のスロットにおいて、上記のパワーＰが検出されないとき（雑音光の出力が所定のパワーＰに満たないとき）、波長選択スイッチ１３の故障が想定される。つまり、波長選択スイッチ１３は、内蔵するＬＣＯＳやＤＭＤの一部が故障（ＬＯＳの場合、ピクセル単位の故障）したため、該当するスロットの光（雑音光）を通過させることが不可能な状態にあると考えられる。したがって、ＷＳＳ制御部１５は、雑音光のパワーに基づいて波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３の異常を検出できる。

ＷＳＳ制御部１５は、波長フィルタ１３の異常を検出したとき（ステップＳｔ６のＹｅｓ）、光信号の波長の制御（つまり、波長の変化）を停止させる（ステップＳｔ７）。より具体的には、ＷＳＳ制御部１５は、ＬＤ制御部１１に対して、波長制御の停止を要求する。このとき、ノードＢ〜ノードＤのＷＳＳ制御部１５は、例えば、ノード間通信用に割り当てられた監視制御チャネルを介して、ノードＡのＬＤ制御部１１に、波長制御の停止要求を送信する。

このように、光信号の波長が変更される前に、波長選択スイッチ１３を検査することにより、光信号が、異常スロット（符号Ｘ参照）のために瞬断することが回避される。一方、波長フィルタ１３の異常が検出されないとき（ステップＳｔ６のＮｏ）、ＷＳＳ制御部１５は、処理を終了する。このようにして、過帯域ＢＷの拡張処理は行われる。

図８は、通過帯域ＢＷの縮小処理を示すフローチャートである。まず、ＷＳＳ制御部１５は、ＯＣＭ１４の監視結果に基づいて、光信号と、光信号にスペクトルが隣接する他の光信号（隣接チャネル）との間の波長間隔が一定値Ｋ以下であるか否かを判定する（ステップＳｔ１１）。

ＷＳＳ制御部１５は、波長間隔が一定値Ｋ以下であるとき（ステップＳｔ１１のＹｅｓ）、光信号の波長の制御（つまり波長の変化）を停止させる（ステップＳｔ１４）。より具体的には、ＷＳＳ制御部１５は、ＬＤ制御部１１に対して、波長制御の停止を要求し、後述するステップＳｔ１３の処理を行う。これにより、波長間隔の制限を超えるまで、波長が変更されることが防止される。

図９には、波長間隔の制限が示されている。光信号間の波長間隔（または周波数間隔）は、光信号のスペクトル同士が重なることにより生ずる線形クロストーク及び非線形クロストークを回避するため、制限値より大きくなるように維持される。この制限値は、ガードバンドなどと呼ばれる。

ＷＳＳ制御部１５は、波長間隔がガードバンド以上に維持されるように、ＯＣＭ１４を用いて光信号間の波長間隔を監視し、波長間隔が一定値Ｋ以下となったときに波長制御を停止させる。このとき、一定値Ｋは、ガードバンドに応じて決定される。これにより、上記のクロストークにより光信号の波形が劣化することが防止される。

一方、波長間隔が一定値Ｋ以下ではないとき（ステップＳｔ１１のＮｏ）、ＷＳＳ制御部１５は、光信号の波長変化により生ずる空き通過帯域の有無を判定する（ステップＳｔ１２）。つまり、ＷＳＳ制御部１５は、波長制御により光信号のスペクトルが移動することにより一定幅（例えばグリッド単位）の空き通過帯域が生じたか否かを判定する。

空き通過帯域があるとき（ステップＳｔ１２のＹｅｓ）、ＷＳＳ制御部１５は、波長変化に応じて通過帯域ＢＷを縮小する（ステップＳｔ１３）。これは、図５（ｄ）を参照して述べたとおりである。

一方、空き通過帯域がないとき（ステップＳｔ１２のＮｏ）、ＷＳＳ制御部１５は、処理を終了する。このようにして、通過帯域ＢＷの縮小処理は行われる。

次に、図１０を参照して、波長選択スイッチ１３の詳細を述べる。図１０は、他の実施例に係る伝送システムの構成を示す構成図である。図１０において、図４と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

光伝送システムは、ノードＥ〜Ｉにそれぞれ設けられた複数の光伝送装置１ｅ〜１ｉを有する。光伝送装置１ｅ〜１ｉは、伝送路（光ファイバ）を介して接続されている。

ノードＥ及びノードＦは、送信ノードであり、ノードＧは中継ノードであり、ノードＨ及びノードＩは受信ノードである。本構成において、ノードＥの光伝送装置１ｅは、ノードＧの光伝送装置１ｇを介し、ノードＨ及びノードＩの光伝送装置１ｈ，１ｉに光信号を伝送する。また、ノードＦの光伝送装置１ｆは、ノードＧの光伝送装置１ｇを介し、ノードＨ及びノードＩの光伝送装置１ｈ，１ｉに光信号を伝送する。なお、各ノードＥ〜Ｉの光伝送装置１ｅ〜１ｉは、共通の構成を有するが、図１０では、便宜上、ノードＥ〜Ｉごとに、部分的に異なる構成が記載されている。

ノードＥ及びノードＦの光伝送装置１ｅ，１ｆは、チューナブルＬＤ１０と、ＬＤ制御部１１と、変調器１２と、波長選択スイッチ１３と、ＯＣＭ１４と、ＷＳＳ制御部１５と、記憶部１５０と、出力アンプ１６とを有する。また、ノードＨ及びノードＩの光伝送装置１ｈ，１ｉは、入力アンプ１７と、波長選択スイッチ１３と、ＯＣＭ１４と、ＷＳＳ制御部１５と、記憶部１５０と、復調器１８と、受信器１９とを有する。

ノードＧの光伝送装置１ｇは、入力アンプ１７ａ，１７ｂと、カプラ２ａ，２ｂと、波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂと、ＯＣＭ１４ａ，１４ｂと、ＷＳＳ制御部１５ａ，１５ｂと、記憶部１５０ａ，１５０ｂと、出力アンプ１６ａ，１６ｂとを有する。ノードＧの光伝送装置１ｇは、２組の入力方路及び出力方路に対応する構成を有する。

入力アンプ１７ａ，１７ｂは、上記の入力アンプ１７と同様の機能を有する。入力アンプ１７ａ，１７ｂは、ノードＥ及びノードＦの光伝送装置１ｅ，１ｆから入力された多重光信号をそれぞれ増幅して、カプラ２ａ，２ｂにそれぞれ出力する。

カプラ２ａ，２ｂは、多重光信号を分波する光分波器として機能する。一方のカプラ２ａは、分波した多重光信号Ｓ１を波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂに出力し、他方のカプラ２ｂは、分波した多重光信号Ｓ２を波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂに出力する。

波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂは、上記の波長選択スイッチ１３と同様の機能を有し、複数の波長のうち、選択された波長の光信号を通過させる波長フィルタとして機能する。波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂは、選択された波長の光信号を多重し、多重光信号Ｓ３０，Ｓ３１として出力アンプ１６ａ，１６ｂにそれぞれ出力する。

出力アンプ１６ａ，１６ｂは、上記の出力アンプ１６と同様の機能を有する。出力アンプ１６ａ，１６ｂは、波長選択スイッチ１３から入力された多重光信号を増幅して、伝送路に出力する。

ＷＳＳ制御部（制御部）１５ａ，１５ｂは、上記のＷＳＳ制御部１５と同様の機能を有する。ＷＳＳ制御部１５ａ，１５ｂは、波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３ａ，１３ｂの通過帯域を、外部の制御装置の制御によらずに、自律的に制御する。

記憶部１５０ａ，１５０ｂは、上記の記憶部１５０と同様に、例えばメモリなどの記憶手段であり、波長選択スイッチ１３を通過させる各光信号の波長を記憶する。

ＯＣＭ（監視部）１４ａ，１４ｂは、上記のＯＣＭ１４と同様の機能を有する。ＯＣＭ１４ａ，１４ｂは、伝送路に出力される光信号を、一定の時間間隔で監視する。

図１１は、波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂの機能構成例を示す構成図である。波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂは、カプラ２ａ，２ｂから、２つの入力ポートを介して多重光信号Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ入力される。波長選択スイッチ１３ａ，１３ｂは、光分波器１３０，１３１と、複数の光スイッチ１３４と、複数の光減衰器１３５と、光合波器１３３と、光スイッチ制御部１３６と、減衰量制御部１３７とを有する。

光分波器１３０，１３１は、例えばアレイ導波路回折格子（AWG: Arrayed Waveguide Grading）であり、多重光信号Ｓ１，Ｓ２を波長ごとの光信号に分離して、複数の光スイッチ１３４に出力する。複数の光スイッチ１３４は、光信号の波長に対応する波長番号λ１〜λＮごとに設けられ、それぞれ、光スイッチ制御部１３６の制御に従って、光分波器１３０，１３１から当該光信号の入力元の光分波器１３０，１３１を選択する。つまり、複数の光スイッチ１３４は、それぞれ、光信号の入力ポートを選択する。

光スイッチ制御部１３６は、ＷＳＳ制御部１５ａ，１５ｂの制御に基づいて、複数の光スイッチ１３４を制御する。より具体的には、光スイッチ制御部１３６は、ＷＳＳ制御部１５ａ，１５ｂから光信号の波長変化の検出が通知され、波長変化に従って各光スイッチ１３４の入力ポートを選択制御する。

例えば、光信号の波長が、波長番号λ１に相当する波長から波長番号λ２に相当する波長に変化した場合、光スイッチ制御部１３６は、波長番号λ１の光スイッチ１３４の入力ポートを、波長番号λ２の光スイッチ１３４の入力ポートとして設定する。また、光信号の波長が、波長番号λ２に相当する波長から波長番号λ３に相当する波長に変化した場合、光スイッチ制御部１３６は、波長番号λ２の光スイッチ１３４の入力ポートを、波長番号λ３の光スイッチ１３４の入力ポートとして設定する。

このように、光スイッチ制御部１３６は、光信号の波長変化の前後において、入力ポートが同一となるように光スイッチ１３４を制御する。光スイッチ１３４は、光信号を光減衰器１３５に出力する。

複数の光減衰器１３５は、複数の光スイッチ１３４からそれぞれ入力された光信号を減衰させる。光減衰器１３５の減衰量は、波長ごとに個別に設定されている。

減衰量制御部１３７は、ＷＳＳ制御部１５ａ，１５ｂの制御に基づいて、各光減衰器１３５の減衰量を制御する。より具体的には、減衰量制御部１３７は、ＷＳＳ制御部１５ａ，１５ｂから光信号の波長変化の検出が通知され、波長変化に従って各光減衰器１３５の減衰量を制御する。減衰量制御部１３７は、各光減衰器１３５の減衰量を制御することにより、波長選択スイッチ（波長フィルタ）１３ａ，１３ｂの通過帯域ＢＷを制御する。

例えば、光信号の波長が、波長番号λ１に相当する波長から波長番号λ２に相当する波長に変化した場合、減衰量制御部１３７は、波長番号λ１に対応する光減衰器１３５の減衰量を、波長番号λ２に対応する光減衰器１３５に設定して制御する。また、光信号の波長が、波長番号λ２に相当する波長から波長番号λ３に相当する波長に変化した場合、減衰量制御部１３７は、波長番号λ２に対応する光減衰器１３５の減衰量を、波長番号λ３に対応する光減衰器１３５に設定して制御する。

このように、減衰量制御部１３７は、変化前の波長に応じた光減衰器１３５の減衰量を、変化後の波長に応じた光減衰器１３５に設定することにより、通過帯域を拡張する。また、減衰量制御部１３７は、ＷＳＳ制御部１５ａ，１５ｂの制御に基づいて、通過帯域の縮小も行う。この場合、減衰量制御部１３７は、縮小対象の通過帯域に応じた光減衰器１３５の減衰量を最大とすることにより、当該通過帯域を遮断する。複数の光減衰器１３５は、それぞれ、光信号を光合波器１３３に出力する。

光合波器１３３は、例えばアレイ導波路回折格子であり、複数の光減衰器１３５からそれぞれ入力された光信号を合波する。光合波器１３３は、合波して得た多重光信号Ｓ３０，Ｓ３１を出力アンプ１６ａ，１６ｂに出力する。

これまで述べたように、実施例に係る光伝送装置１ａ〜１ｉは、波長フィルタ（波長選択スイッチ）１３，１３ａ，１３ｂと、監視部（ＯＣＭ）１４，１４ａ，１４ｂと、制御部（ＷＳＳ制御部）１５，１５ａ，１５ｂとを有する。波長フィルタ１３，１３ａ，１３ｂは、所定帯域の光信号を通過させる。監視部１４，１４ａ，１４ｂは、光信号を監視する。

制御部１５，１５ａ，１５ｂは、監視部１４，１４ａ，１４ｂの監視結果により光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて光信号の波長の変化方向を予測し、変化方向に波長フィルタ１３，１３ａ，１３ｂの通過帯域ＢＷを拡張する。このため、波長フィルタ１３の通過帯域は、波長制御に先行して拡張される。つまり、光信号のスペクトルが、波長変化により波長フィルタ１３の通過帯域の外部に移動する前に、通過帯域が拡張される。したがって、運用中でも、光信号の瞬断を伴わずに、光信号の波長を変更することができる。

また、実施例に係る光伝送システムは、伝送路を介して互いに接続された第１光伝送装置１ａ，１ｅ，１ｆ及び第２光伝送装置１ｂ〜１ｄ，１ｇ〜１ｉを有する。

第１光伝送装置１ａ，１ｅ，１ｆは、波長が可変である光信号を第２光伝送装置１ｂ〜１ｄ，１ｇ〜１ｉに送信する送信器（チューナブルＬＤ）１０と、光信号の波長を制御する波長制御部（ＬＤ制御部）１１とを有する。

第２光伝送装置１ｂ〜１ｄ，１ｇ〜１ｉは、波長フィルタ（波長選択スイッチ）１３，１３ａ，１３ｂと、監視部（ＯＣＭ）１４，１４ａ，１４ｂと、制御部（ＷＳＳ制御部）１５，１５ａ，１５ｂとを有する。波長フィルタ１３，１３ａ，１３ｂは、光信号を通過させる。監視部１４，１４ａ，１４ｂは、光信号を監視する。

制御部１５，１５ａ，１５ｂは、監視部１４，１４ａ，１４ｂの監視結果により光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて波長制御部１１の制御による波長の変化方向を予測し、制御方向に波長フィルタ１３，１３ａ，１３ｂの通過帯域ＢＷを拡張する。

実施例に係る光伝送システムは、実施例に係る光伝送装置１ａ〜１ｉと同様の構成を有するので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。

また、実施例に係る光伝送方法は、所定帯域の光信号を伝送する方法であり、以下の（１）〜（３）の工程を有する。
（１）光信号の波長変化を検出する。
（２）検出結果に基づいて光信号の波長の変化方向を予測する。
（３）変化方向に、光信号を通過させる波長フィルタ１３の通過帯域ＢＷを拡張する。

実施例に係る光伝送方法は、実施例に係る光伝送装置１ａ〜１ｉと同様の構成を有するので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 所定帯域の光信号を通過させる波長フィルタと、
前記光信号を監視する監視部と、
前記監視部の監視結果により前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の前記波長の変化方向を予測し、前記変化方向に前記波長フィルタの通過帯域を拡張する制御部とを有することを特徴とする光伝送装置。
（付記２） 前記制御部は、前記光信号の変化後の波長に従って、該拡張した前記通過帯域を縮小することを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。
（付記３） 前記制御部は、前記監視部の監視結果により前記波長変化の速度を検出し、前記波長変化の速度に基づいて前記通過帯域の拡張幅を決定し、前記拡張幅に応じて前記通過帯域を拡張することを特徴とする付記１または２に記載の光伝送装置。
（付記４） 前記監視部は、さらに、前記波長フィルタを通過する雑音光のパワーを監視し、
前記制御部は、前記通過帯域の拡張後、前記監視部から得た前記雑音光のパワーに基づいて前記波長フィルタを検査し、前記波長フィルタの異常を検出したとき、前記光信号の波長の変化を停止させることを特徴とする付記１乃至３の何れかに記載の光伝送装置。
（付記５）前記制御部は、前記監視部の監視結果に基づいて、前記光信号と、前記光信号にスペクトルが隣接する他の光信号との間の波長間隔が一定値以下となったとき、前記光信号の波長の変化を停止させることを特徴とする付記１乃至４の何れかに記載の光伝送装置。
（付記６） 伝送路を介して互いに接続された第１光伝送装置及び第２光伝送装置を有する光伝送システムにおいて、
前記第１光伝送装置は、
波長が可変である所定帯域の光信号を前記第２光伝送装置に送信する送信器と、
前記光信号の波長を制御する波長制御部とを有し、
前記第２光伝送装置は、
前記光信号を通過させる波長フィルタと、
前記光信号を監視する監視部と、
前記監視部の監視結果により前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて、前記波長制御部の制御による波長の変化方向を予測し、前記変化方向に前記波長フィルタの通過帯域を拡張する制御部とを有することを特徴とする光伝送システム。
（付記７） 前記制御部は、前記光信号の変化後の波長に従って、該拡張した前記通過帯域を縮小することを特徴とする付記６に記載の光伝送装置。
（付記８） 前記制御部は、前記監視部の監視結果により前記波長変化の速度を検出し、前記波長変化の速度に基づいて前記通過帯域の拡張幅を決定し、前記拡張幅に応じて前記通過帯域を拡張することを特徴とする付記６または７に記載の光伝送システム。
（付記９） 前記監視部は、さらに、前記波長フィルタを通過する雑音光のパワーを監視し、
前記制御部は、前記通過帯域の拡張後、前記監視部から得た前記雑音光のパワーに基づいて前記波長フィルタを検査し、前記波長フィルタの異常を検出したとき、前記光信号の波長の制御を停止させることを特徴とする付記６乃至８の何れかに記載の光伝送システム。
（付記１０） 前記制御部は、前記監視部の監視結果に基づいて、前記光信号と、前記光信号にスペクトルが隣接する他の光信号との間の波長間隔が一定値以下となったとき、前記光信号の波長の制御を停止させることを特徴とする付記６乃至９の何れかに記載の光伝送システム。
（付記１１） 所定帯域の光信号を伝送する光伝送方法において、
前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の前記波長の変化方向を予測し、前記変化方向に、前記光信号を通過させる波長フィルタの通過帯域を拡張することを特徴とする光伝送方法。
（付記１２） 前記光信号の変化後の波長に従って、該拡張した前記通過帯域を縮小することを特徴とする付記１１に記載の光伝送方法。
（付記１３） 前記波長変化の速度を検出し、前記波長変化の速度に基づいて前記通過帯域の拡張幅を決定し、前記拡張幅に応じて前記通過帯域を拡張することを特徴とする付記１１または１２に記載の光伝送方法。
（付記１４） 前記波長フィルタを通過する雑音光のパワーに基づいて前記波長フィルタを検査し、前記波長フィルタの異常を検出したとき、前記光信号の波長の変化を停止させることを特徴とする付記１１乃至１３の何れかに記載の光伝送方法。
（付記１５） 前記光信号と、前記光信号にスペクトルが隣接する他の光信号との間の波長間隔が一定値以下となったとき、前記光信号の波長の変化を停止させることを特徴とする付記１１乃至１４の何れかに記載の光伝送方法。

１，１ａ〜１ｉ 光伝送装置
１３，１３ａ，１３ｂ 波長選択スイッチ（波長フィルタ）
１４，１４ａ，１４ｂ ＯＣＭ（監視部）
１５，１５ａ，１５ｂ ＷＳＳ制御部（制御部）

Claims (7)

1. 所定帯域の光信号を通過させる波長フィルタと、
   前記光信号を監視する監視部と、
   前記監視部の監視結果により前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の前記波長の変化方向を予測し、前記変化方向に前記波長フィルタの通過帯域を拡張する制御部とを有することを特徴とする光伝送装置。
2. 前記制御部は、前記光信号の変化後の波長に従って、該拡張した前記通過帯域を縮小することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
3. 前記制御部は、前記監視部の監視結果により前記波長変化の速度を検出し、前記波長変化の速度に基づいて前記通過帯域の拡張幅を決定し、前記拡張幅に応じて前記通過帯域を拡張することを特徴とする請求項１または２に記載の光伝送装置。
4. 前記監視部は、さらに、前記波長フィルタを通過する雑音光のパワーを監視し、
   前記制御部は、前記通過帯域の拡張後、前記監視部から得た前記雑音光のパワーに基づいて前記波長フィルタを検査し、前記波長フィルタの異常を検出したとき、前記光信号の波長の変化を停止させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光伝送装置。
5. 前記制御部は、前記監視部の監視結果に基づいて、前記光信号と、前記光信号にスペクトルが隣接する他の光信号との間の波長間隔が一定値以下となったとき、前記光信号の波長の変化を停止させることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光伝送装置。
6. 伝送路を介して互いに接続された第１光伝送装置及び第２光伝送装置を有する光伝送システムにおいて、
   前記第１光伝送装置は、
   波長が可変である所定帯域の光信号を前記第２光伝送装置に送信する送信器と、
   前記光信号の波長を制御する波長制御部とを有し、
   前記第２光伝送装置は、
   前記光信号を通過させる波長フィルタと、
   前記光信号を監視する監視部と、
   前記監視部の監視結果により前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて、前記波長制御部の制御による波長の変化方向を予測し、前記変化方向に前記波長フィルタの通過帯域を拡張する制御部とを有することを特徴とする光伝送システム。
7. 所定帯域の光信号を伝送する光伝送方法において、
   前記光信号の波長変化を検出し、該検出結果に基づいて前記光信号の前記波長の変化方向を予測し、前記変化方向に、前記光信号を通過させる波長フィルタの通過帯域を拡張することを特徴とする光伝送方法。

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