JP6301019B2 - 光通信制御装置及び光通信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のサブキャリアを用いてネットワーク内に光パスを設定する光通信制御装置及び光通信制御方法に関する。

トラヒックの急速な増大に従い、長距離・大容量の光通信システムのニーズが高まっている。光伝送網の高速・大容量化を図るために、複数の異なる波長を多重化して伝送する波長分割多重通信（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）が広く使われている。

最近では、４００Ｇｂｐｓ／１Ｔｂｐｓの大容量のクライアント信号を伝送するために、メトロ・コア向けの光通信システムでは、光パス当たりキャリアを１つだけ用いる従来のシングルキャリア伝送からマルチキャリア伝送へと技術がシフトして来ている（例えば、非特許文献１参照）。この場合には、複数のサブキャリアを束ねて、同一経路の連続した波長に割当てることで大容量の光パスを構成する。
なお、以下の説明では、光パスと経路は同義語として使用する。

また、光伝送システムでは、伝送速度が向上するにつれて、伝送路上で発生する雑音の影響が大きくなるため、高性能の誤り訂正技術が求められている。光通信システムにおいて、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７０９勧告に（前方）誤り訂正パリティ情報（ＦＥＣ：Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を付与したＯＴＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｕｎｉｔ）フレームが定義されている。ＯＴＵフレームの情報データを格納するペイロード領域に誤り訂正符号を格納するレート可変型誤り訂正符号化方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合には、ＯＴＵフレームの固定誤り訂正符号にレート可変型誤り訂正符号を加えることで誤り訂正符号の冗長度を増やし、高い符号化利得が得られる。

Ｒ． Ｆｒｅｕｎｄ ｅｔ ａｌ．，"Ｓｉｎｇｌｅ−ａｎｄｍｕｌｔｉ−ｃａｒｒｉｅｒ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｕｐ Ｔｂ／ｓ ｐｅｒ ｃｈａｎｎｅｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ，" Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ （ＩＣＴＯＮ）， Ｔｕ．Ｄ１．４， ２０１０， ｐｐ． １−７．

特許第５６８７３６２号

マルチキャリア伝送では、１波長に１つのサブキャリアを配置し、サブキャリアを配置している複数の波長を用いて光パスを構成する。現在の光通信システムにおいて、送信要求のデータレートに応じて必要となる波長数が異なる。例えば、波長当たり１００Ｇｂｐｓ送信可能の場合、４００Ｇｂｐｓの送信要求に対して４波長を使用し、１Ｔｂｐｓの送信要求に対して１０波長を使用する。１Ｔｂｐｓの光パスを削除した後、４００Ｇｂｐｓの光パスを設定する場合、６つの未使用波長が発生する。

このように送信要求に応じて光パスの設定・削除・変更が繰り返される場合、経路上の空き波長が断片的になるため、経路上の連続した空き波長を使用することができず、新規の光パスの設定ができなくなる。従って、連続した波長がマルチキャリア伝送に利用できないため、波長資源を有効的に利用できなくなり、光通信システム全体で利用可能な光パスが低減するという課題がある。

一方、上記の特許文献１に記載のレート可変型誤り訂正符号方式では、光パスが有する伝送条件に応じた誤り訂正符号の設定方法が提案されているが、これをマルチキャリア伝送に適用し、サブキャリアを複数の経路に割当てる場合の光通信制御装置とその制御方法は考慮されていない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、サブキャリアを複数の経路の空き波長に割当てることで断片化した空き波長を有効に利用し、以てシステム全体で利用可能な光パスの数を最大化することができる光通信制御装置及び光通信制御方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係る光通信制御装置は、複数のサブキャリアを用いてネットワーク内に光パスを設定する光通信制御装置であって、前記ネットワーク内の経路情報を保持するメモリと、光パス設定・変更要求を受けたとき、前記経路情報に対応して経路選択を行い、前記経路情報に含まれる、光信号を伝送するために必要となる固定誤り訂正符号に対する前記選択した経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように送信側ノード装置を制御し、前記波長割当時に送信データ量が不足する場合には別の経路を付加的に選択し、前記別の経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように前記送信側ノード装置を制御するプロセッサとを備えている。

また、本発明では、複数のサブキャリアを用いてネットワーク内に光パスを設定する光通信制御方法であって、前記ネットワーク内の経路情報を保持する第１ステップと、光パス設定・変更要求を受けたとき、前記経路情報に対応して経路選択を行い、前記経路情報に含まれる、光信号を伝送するために必要となる固定誤り訂正符号に対する前記選択した経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように送信側ノード装置を制御し、前記波長割当時に送信データ量が不足する場合には別の経路を付加的に選択し、前記別の経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように前記送信側ノード装置を制御する第２ステップとを備えた光通信制御方法が提供される。

本発明に係る光通信制御装置及び光通信制御方法によれば、経路情報に対応して選択した各経路に必要な冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当て、波長割当時に送信データ量が不足する場合には別の経路を付加的に選択して、その別の経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように送信側ノード装置を制御する構成としたので、誤り訂正符号の冗長度を増やすことで、光信号を距離が長く中間ノード数の多い光パスで伝送することを可能にする。また、複数の経路に亘って断片化した空き波長を有効に利用することができるため、光伝送システム全体の提供可能な光パス数を向上させることができるという効果を奏する。

本発明に係る光通信制御装置の実施の形態１をノード装置と組み合わせた光通信システム全体を示すブロック図である。 図１における光通信制御装置を構成する経路計算エンジンの機能ブロック図である。 図１に示した光通信制御装置並びに送信側ノード装置及び受信側ノード装置で構成された光通信システムの機能ブロック図である。 図１に示した光通信制御装置による光パス設定フローを示したブロック図である。 図２に示した経路計算エンジンにおける経路計算過程を示すフローチャートである。 図１に示した光通信制御装置を構成する経路情報データベースの一例（表１）を示した図である。 図２に示した冗長度計算部の処理過程と、これによって得られる冗長度計算表の一例（表２）を示した図である。 図１に示した光通信制御装置により、一例として二つの経路に分けてサブキャリアを伝送する過程を示したブロック図である。 図８に示したサブキャリアの伝送過程をより具体的に示した図である。 本発明に用いるＯＴＵ４フレームの構成例を示したフォーマット図である。 本発明における光通信制御装置に接続される受信側ノード装置でのサブキャリアアグリゲーションを説明するための図である。

以下、本発明に係る光通信制御装置及び光通信制御方法の実施の形態を、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１（ａ）に示す本発明が適用される光通信ネットワークでは、ネットワーク全体を制御する本発明に係る光通信制御装置１０１と、光信号を伝送するノード装置１０２〜１０５とで構成される。なお、各ノード装置の構成は同じである。また、説明のため、ここでは４つのノード装置１０２〜１０５による構成例を挙げているが、言うまでもなく、本発明はそれらに限定されるものではない。

光通信制御装置１０１は、経路情報の管理、光パス設定等の光通信システム全体の管理制御を司る。この光通信制御装置１０１は、経路情報データベース１１１、経路計算エンジン１１２、及び光パス設定部１１３で構成される。

動作を概略的に言えば、経路情報データベース１１１は、光通信ネットワーク内の経路情報、すなわち各経路の距離、ファイバの種類、経由するＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）情報、伝送特性（後述する受信ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）等の光信号品質劣化量を含む。）、及び空き波長等の情報を保持している。新たな送信要求（送信命令）がある場合、経路計算エンジン１１２は、経路情報データベース１１１に保持する上記の経路情報を利用して、経路選択、波長割当、及び冗長度計算を行う。この経路選択と波長割当の結果に基づき、光パス設定部１１３は、光パス設定要求を各ノード装置１０２〜１０５に送信する。

各ノード装置１０２〜１０５は、隣接したノード装置に制御光信号を送信することで、受信した各ノード装置は、経路の光信号の劣化量等の伝送特性を取得する。なお、後述するように、取得した伝送特性を光通信制御装置１０１に送信する構成としてもよいが、本発明はそれに限定されるものではない。

各ノード装置１０２〜１０５は、光通信制御装置１０１から光パス設定要求を受信したとき、その要求に従い、各サブキャリアを構成し、サブキャリアを配置する波長を確保し、光パスの設定を行う。光パス削除の要求を受信したときには、各ノード装置１０２〜１０５は、該当する波長を解放する。また、光パス変更要求を受信したときには、今まで使用していた波長を解放し、変更要求に指定された波長に変更する。
以下の説明では、主として光パス設定要求を例に取って説明するが、光パス変更要求の場合も全く同様である。

図２に、光通信制御装置１０１における経路計算エンジン１１２の構成例を示す。この経路計算エンジン１１２は、候補経路選択部１２１、冗長度計算部１２２、及びサブキャリア構成確定部１２３で構成される。候補経路選択部１２１では、受け付けた光パス設定要求及び光パス変更要求に対して最適な経路を選択する。候補経路選択には、ダイクストラ法や幅優先探索や遺伝アルゴリズム等の複数の経路計算アルゴリズムを適用することが可能である。また、距離、伝送遅延、伝送路ペナルティ等の複数のメトリックを考慮して経路を計算する。そのため、送信要求に応じて、適切なリンクコストと経路計算アルゴリズムにより経路を計算することができる。

冗長度計算部１２２では、候補経路選択部１２１で選択された経路に対して、必要となる誤り訂正符号の冗長度を計算する。すなわち、冗長度計算部１２２は、図１（ａ）に示す経路情報データベース１１１に保持している経路の光信号劣化量（例えば、受信ＯＳＮＲ）に基づき、選択された経路を経由して光信号を伝送するために、Ｑ値を求め、さらに必要な誤り訂正符号の符号化利得を求める。さらに、この符号化利得から冗長度を求める。これらは、いずれもテーブルから求められる。これは、図９について、表３を参照して後述する。

サブキャリア構成確定部１２３では、冗長度計算部１２２で計算された誤り訂正符号の冗長度に基づき、サブキャリアに配置するＯＴＵフレームのクライアント信号を格納するデータ領域と、誤り訂正符号を格納するＦＥＣ領域とを確定する。
冗長度計算部１２２で計算した冗長度に対して、サブキャリア構成確定部１２３は、ＯＴＵフレームの固定ＦＥＣ領域が不足している場合、誤り訂正符号の冗長度を増やすために、（１）ＯＴＵフレームのＦＥＣ領域を拡張する機能と、（２）ＯＴＵフレームのデータ領域（ペイロード領域）に誤り訂正符号を割当てる機能、の二つの機能を備えている。

フレームのデータ領域に誤り訂正符号を割当てる上記（２）の場合、例えば、特許文献１で示されたレート可変型誤り訂正符号を適用することができる。増やすべき冗長度に応じて、ＯＴＵフレームのトリビュタリスロット単位で誤り訂正符号を配置する。フレーム当たり送信可能なクライアント信号の量が減少するため、サブキャリア構成確定部１２３では、データ領域とＦＥＣ領域の大きさを確定し、送信要求のクライアント信号を伝送するために必要なサブキャリア数を算出する。これについては、図１０に関して後述する。

図１（ｂ）には、同図（ａ）の光通信制御装置１０１のハードウェアブロック図が示されており、メモリＭ１には、経路情報データベース１１１に保持されている経路情報が記憶され、プロセッサＰ１は、この経路情報に基づいて、バスＢＵＳを介し、経路計算エンジン１１２における計算を行って、光パス設定部１１３から光パス設定（経路設定）を行う。

すなわち、メモリＭ１は、ネットワーク内の経路情報を保持するものである。また、プロセッサＰ１は、光パス設定・変更要求を受けたとき、前記経路情報に対応して経路選択を行い、前記経路情報に含まれる、光信号を伝送するために必要となる固定誤り訂正符号に対する前記選択した経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように送信側ノード装置を制御し、前記波長割当時に送信データ量が不足する場合には別の経路を付加的に選択し、前記別の経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように前記送信側ノード装置を制御するものである。

図３には、光通信制御装置１０１の制御下にある送信側のノード装置１０２及び受信側のノード装置１０５の構成例を示す。送信側ノード装置１０２は、制御光信号送信部２０１、クライアント信号収容部２０２、フレーム生成部２０３、及びサブキャリア送信部２０４で構成される。また、受信側ノード装置１０５は、制御光信号受信部３０１、信号品質劣化量取得部３０２、制御装置通信部３０３、サブキャリア受信部３０４、フレーム終端部３０５、及びクライアント信号送信部３０６で構成されている。

なお、これらノード装置１０２及び１０５は単なる例示であり、その他のノード装置についても構成は同じである。図３では、使用する機能を抜き出して示しているに過ぎない。また、どのノード装置も、送信側ノード装置又は受信側ノード装置となり得るものであるから、互いに同じ構成を有する。

まず、初期動作として、送信側ノード装置１０２の制御光信号送信部２０１から伝送路１０６．１〜１０６．ｎ（以下、符号１０６で総称することがある。）を経由して受信側ノード装置１０５に制御光信号を送信する。受信側ノード装置１０５では、制御光信号受信部３０１で制御光信号を受信する。その後、伝送路１０６を経由する場合の光信号品質劣化量（受信ＯＳＮＲ）を信号品質劣化量取得部３０２から取得する。取得した信号品質劣化量を制御装置通信部３０３から光通信制御装置１０１に送信し、経路情報データベース１１１に保存・更新する。なお、ここでは、制御光信号により信号品質劣化量を推定・取得する例を記載したが、他の方法を用いてもよい。

次に、通常の動作として、送信側ノード装置１０２では、異なるレートのクライアント信号を、クライアント信号収容部２０２に収容している。フレーム生成部２０３では、光通信制御装置１０１の光パス設定部１１３から送信された要求に従い、ＯＴＵフレームのデータ領域とＦＥＣ領域を生成する。生成したＯＴＵフレームをサブキャリア送信部２０４により、後述する如く、一つ又は複数の伝送路１０６に送信する。

受信側ノード装置１０５のサブキャリア受信部３０４では、異なる伝送路１０６．１〜１０６．ｎを経由して送信されたサブキャリアを受信する。また、フレーム終端部３０５により、サブキャリアを再構成し（サブキャリアアグリゲーション）、サブキャリアに配置されたＯＴＵフレームを元の送信要求の信号に戻す。最後に、この戻したクライアント信号は、クライアント信号送信部３０６により送信される。

次に、本発明の光通信制御装置による光パス設定処理を、図４により説明する。
まず、初期動作として、光通信制御装置１０１から、送信要求が送信側ノード装置１０２に送信される（ステップＳ１０１）。この送信要求を受信した送信側ノード装置１０２は、隣接する全てのノード装置、すなわち図示の例ではノード装置１０３〜１０５に制御光信号を送信する（ステップＳ１０２）。

制御光信号を受信した受信側ノード装置１０５では、送信側ノード装置１０２と受信側ノード装置１０５との間の全ての経路を経由する制御光信号を受信することで、これらの経路を経由する場合の光信号品質劣化量（受信ＯＳＮＲ）を取得し、光通信制御装置１０１に送信する（ステップＳ１０３）。光通信制御装置１０１は、その光信号品質劣化量を経路情報として、データベース１１１に格納する。

その後、光通信制御装置１０１は、光パス設定要求（又は光パス変更要求）を受け付けたとき（ステップＳ１０４）、経路計算エンジン１１２において、経路選択、波長割当、及び冗長度計算を行い、サブキャリア構成を決定し、全ノード装置の経路を決定する（ステップＳ１０５）。これについては、図９の表３でも後述する。

そして、送信側設定要求（ステップＳ１０６．１）が、光通信制御装置１０１から送信側ノード装置１０２に送られる。送信側ノード装置１０２では、選択された経路において割り当てられた波長にサブキャリアを設定し、この場合、冗長度に基づきサブキャリアのデータ領域と固定誤り符号化（ＦＥＣ）領域を設定して中間ノード装置１０３，１０４に送出する。これについても、追って詳しく説明する。

光通信制御装置１０１は、選択した経路上の各中間ノード装置１０３，１０４に対しては、経路設定要求として中継設定要求が送られる（ステップＳ１０６．２〜Ｓ１０６．３）。これにより、フレームは、中間ノード装置１０３，１０４を中継して転送される。

最後に、光通信制御装置１０１は、受信側ノード装置１０５に対して受信側設定要求を送り、受信側ノード装置１０５においてサブキャリアアグリゲーションができるように設定する。

このようにして、フレームは、送信側ノード装置１０２から受信側ノード装置１０５に直接届くものと、中間ノード装置１０３，１０４を経由して受信側ノード装置１０５に届くものの双方が生ずる。ただし、これは、後述する図８及び図９の場合であり、フレームは、送信側ノード装置１０２から受信側ノード装置１０５に直接届くものだけの場合もあることは、言うまでもない。
なお、経路設定（ステップＳ１０６．１〜１０６．ｎ）は、各ノード装置における光スイッチの入出力ポートを切り替え指示することによって行われる。

次に、図１に示した光通信制御装置１０１の経路計算エンジン１１２での計算過程を、図５により説明する。
まず、光信号品質劣化量を評価するパラメータとして、上記のとおり計測した各経路の受信ＯＳＮＲを経路情報データベース１１１から取得する（ステップＳ２０１）。受信ＯＳＮＲをリンクコストと設定し、ｋ−ｓｈｏｒｔｅｓｔ法により候補経路をｋ本算出する（ステップＳ２０２）。受信ＯＳＮＲが大きい経路での光信号品質劣化は小さいため、候補経路から降順で経路を選出する（ステップＳ２０３）。選出した経路において、光信号の伝送に対して当該経路の受信ＯＳＮＲが十分である場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｔ法により空き波長の番号順にサブキャリアを割当てる（ステップＳ２０６）。

もし、受信ＯＳＮＲが不十分である場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、光信号を伝送するために必要な誤り訂正符号を算出し、サブキャリア構成を確定する（ステップＳ２０５）。そして、上記のチャネル構成に基づき、サブキャリアを空き波長に割当てる（ステップＳ２０６）。

サブキャリアを割当てるための空き波長のデータ容量が十分である場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、この割当て結果に基づき、光パスを設定する（ステップＳ２０８）。空き波長が不十分である場合（ステップＳ２０７のＮｏ）、候補経路の選択ステップ（ステップＳ２０３）に戻り、候補経路からもう一つ経路を選出し、上記の各ステップ（ステップＳ２０３〜Ｓ２０７）を再度実行する。

上記の各ステップを繰返すことで、送信要求を伝送するための経路選択と波長割当を行う。なお、ここでは、ｋ−ｓｈｏｒｔｅｓｔアルゴリズムとＦｉｒｓｔ Ｆｉｔ法を用いた例を示したが、本発明はそれに限定されるものではなく、他の計算アルゴリズムを用いてもよい。

上記の候補経路計算ステップ（ステップＳ２０２）とサブキャリア割当ステップ（ステップＳ２０６）で使用するアルゴリズムは一例であり、他の計算アルゴリズムを適用することも可能である。高速な経路計算、若しくは空き波長数が多い経路優先のような送信要求に応じて、適切な計算アルゴリズムに切り替えればよい。

上記の候補経路選択ステップ（ステップＳ２０２）では、経路情報データベース１１１に保持される情報を参照するが、この経路情報データベース１１１の例を図６の表１に示す。この経路情報データベース１１１は、図示のように、経路を通過するノード情報１１１１、経路距離１１１２、受信ＯＳＮＲ１１１３、及び経路上の空き波長１１１４を保持している。空き波長の変化の情報は、各ノード装置、図３の例ではノード装置１０５、から光通信制御装置１０１に送信され、経路情報データベース１１１が更新される。

上記の図５に示す冗長度計算とサブキャリア構成確定（ステップＳ２０５）の詳細フローの一例を図７に示す。
ノード装置の光信号処理プロセッサ（図示せず）の特性により、受信ＯＳＮＲが高速光信号品質の評価パラメータＱ値に変換される（ステップＳ３０１）。光伝送システムで要求されるＱ値に対し、伝送路の受信ＯＳＮＲとノード装置の光信号処理プロセッサの特性によりＱ値を算出する。例えば光伝送システムで要求されるＱ値が１８ｄＢである場合には、受信ＯＳＮＲから算出したＱ値に誤り訂正符号の符号化利得を加算した結果が１８ｄＢ以上のとき、光信号を伝送することができる。

一方、受信ＯＳＮＲから算出したＱ値が１８ｄＢよりも小さい場合、必要となる符号化利得を計算する（ステップＳ３０２）。その符号化利得に基づき、これを満たす誤り訂正符号の冗長度を計算する（ステップＳ３０３）。最後に、ステップＳ３０３にて得られた冗長度に基づき、サブキャリアの構成を確定する（ステップＳ３０４）。図７の表２に示すように、冗長度Ｒｉ、Ｒｊ、及びＲｋに基づき、フレームのデータ領域とＦＥＣ領域の大きさを決定する。信号品質劣化量取得部３０２から得る経路情報としては受信ＯＳＮＲ以外でもよく、例えばＱ値の測定結果を保持するようにしておけばステップＳ３０１は省略可能である。

一つの経路に十分な空き波長がない場合、送信側ノード装置１０２は、複数の経路に分けてサブキャリアを伝送する。例えば、図８に示すように、サブキャリアを二つの経路Ａ及びＢに分けて伝送する。サブキャリアはそれぞれ異なる経路Ａ及びＢを経由してノード装置１０３及び１０４に到着する。その後、受信側ノード装置１０５で異なる経路を経由したサブキャリアを結合（サブキャリアアグリゲーション）して、元のクライアント信号に戻す。経路計算においては、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３に示すような複数経路からの利用経路決定過程において各サブキャリアがどの経路を用いるかが決定される。なお、サブキャリアの結合過程に遅延の制約がある場合には経路計算過程にて反映される。例えば、サブキャリア間の結合にＩＴＵ−ＴのＧ．７０９勧告に記載されるフレームアライメント方式を用いる場合には、サブキャリア間での遅延差がフレームアライメント方式により信号を結合可能な範囲となるような経路を選択する。

＜実施例＞
上記の光通信制御装置の具体的な一実施例を図９で説明する。ここでは、光通信制御装置１０１、送信側ノード装置１０２、中間ノード装置１０４、及び受信側ノード装置１０５で構成される光通信システムを例に取る。

この例では、ノード装置１０２−１０５の経路Ａは、空き波長を２つ有しており、また、受信ＯＳＮＲは２１．３ｄＢであり、得られるＱ値が６．８ｄＢであるとする。また、ノード装置１０２−１０４−１０５の経路Ｂは、空き波長を３つ以上有しており、また、受信ＯＳＮＲは１６．３ｄＢであり、得られるＱ値は２．５ｄＢであるとする。また、各波長は１００Ｇｂｐｓの通信容量を有し、ＯＴＵフレームの固定誤り訂正符号（ＦＥＣ）冗長度を２０％とする。また、冗長度２０％の誤り訂正符号により１１．５ｄＢの符号化利得が得られ、冗長度８０％の誤り訂正符号により１６ｄＢの符号化利得が得られるものとする。さらに、光伝送システムで要求されるＱ値は１８ｄＢであるとする。

このような構成例において、ノード装置１０１とノード装置１０５との間に４００Ｇｂｐｓの送信要求がある場合の動作について説明する。
まず、この光通信システムにおいては、光通信制御装置１０１が、送信すべきフレームの構成を決定する。すなわち、光通信制御装置１０１は、表３に示すような経路候補をデータベース１１１に有しており、この中では、受信ＯＳＮＲが大きい方の経路であるノード装置１０２−１０５の経路Ａを優先的に選択する。ノード装置１０２−１０５間の経路Ａを経由して光信号伝送する場合、経路Ａにて得られるＱ値６．８ｄＢに固定誤り訂正符号の符号化利得１１．５ｄＢを合算した値は１８ｄＢを上回る。そのため、光通信制御装置１０１は、サブキャリア＃１と＃２をノード装置１０２−１０５間の経路Ａの空き波長に割当てる。

ノード装置１０２−１０５の経路Ａは、空き波長が二つしかないため、１００×２＝２００Ｇｂｐｓとなり、４００Ｇｂｐｓのクライアント信号を送信するためには２００Ｇｂｐｓが不足する。そのため、残りの２００Ｇｂｐｓを迂回路のノード装置１０２−１０４−１０５の経路Ｂに割当てる。

しかしながら、ノード装置１０２−１０４−１０５間の経路Ｂ（これは、その他にも選択された経路があった場合に優先的に選択されたものとして考えることもできる。）を経由する場合、得られるＱ値が２．５ｄＢと低いため、固定誤り訂正符号の冗長度（２０％）から求められる符号化利得１１．５ｄＢを加えた値では光伝送システムで要求されるＱ値は１８ｄＢを満たさない。

そこで、ノード装置１０２−１０４−１０５間の経路Ｂを用いて光信号送信する場合、光通信制御装置１０１は、１００ＧｂｐｓのＯＴＵ４フレームのデータ領域に３３ＧｂｐｓのＦＥＣ領域を配置することで、冗長度を８０％とし、符号化利得１６ｄＢを得ることで、Ｑ値２．５ｄＢと合算して１８ｄＢを得ることができるように送信側ノード装置１０２を設定する。伝送可能なデータは、６７Ｇｂｐｓ×３＝２０１Ｇｂｐｓとなって、サブキャリア＃３〜＃５を、ノード装置１０２−１０４−１０５間の経路Ｂの空き波長に割当てることにより、上記の不足分を補うことが可能となる。

このようにして光通信制御装置１０１は、送信側ノード装置１０２を、図４のステップＳ１０６．１及びＳ１０７に示すように装置設定して、サブキャリア構成したフレームを中間ノード装置１０３，１０４に送信し、これら中間ノード装置１０３，１０４を経由して受信側ノード装置１０５に届くようにする。
受信側ノード装置１０５においては、受信したサブキャリア＃１〜＃５をアグリゲーションし、元のクライアント信号に戻す。

図１０に、上記のサブキャリア＃１〜＃５に配置するＯＴＵ４フレームの構成例を示す。サブキャリア＃１と＃２は冗長度を増やす必要がないため、ＯＴＵ４フレームの構成を変更することなく伝送される。サブキャリア＃３〜＃５の場合、ＯＴＵ４フレームのデータ領域にあるトリビュタリスロットを２０個可変ＦＥＣ領域として使用する。＃５５〜＃８０は可変ＦＥＣ領域となる。

受信側ノード装置１０５でサブキャリアアグリゲーションを実施する例を、図１１に示す。
受信側ノード装置１０５では、上記のノード装置１０２−１０５の経路を通るサブキャリア＃１と＃２、ノード装置１０２−１０４−１０５の経路を通るサブキャリア＃３〜＃５のＦＥＣ領域を取り外し、データ領域を結合してクライアント信号に戻す。サブキャリア＃３〜＃５に対して、光通信制御装置１０１から送信された光パス設定要求により、データ領域のトリビュタリスロット＃５５〜＃８０は可変ＦＥＣ領域になっていることを把握したため、データ領域のトリビュタリスロット＃５５〜＃８０を取り外して、データだけ抽出する。

なお、ペイロード領域に格納するパリティの量に基づいてサブキャリアに配置するフレームの構成およびクライアント信号を伝送するための光パス構成を確定することもかのうである。

このようにして、本発明の光通信制御装置１０１により各ノード装置が装置設定されることにより、送信側ノード装置から、直接又は必要に応じて中間ノード装置を経由するなど、ネットワーク内で提供可能な光パスを最大にした状態で、冗長度に対応してサブキャリア構成したフレームを受信側ノード装置に送ることが可能となる。

Claims (8)

1. 複数のサブキャリアを用いてネットワーク内に光パスを設定する光通信制御装置であって、
   前記ネットワーク内の経路情報を保持するメモリと、
   光パス設定・変更要求を受けたとき、前記経路情報に対応して経路選択を行い、前記経路情報に含まれる、光信号を伝送するために必要となる固定誤り訂正符号に対する前記選択した経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように送信側ノード装置を制御し、前記波長割当時に送信データ量が不足する場合には別の経路を付加的に選択し、前記別の経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように前記送信側ノード装置を制御するプロセッサとを備えた
   光通信制御装置。
2. 前記メモリは、前記経路情報に、各経路の距離、ファイバの種類、経由するＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）情報、光信号品質劣化量を含む伝送特性、及び空き波長の情報を含む経路情報データベースであり、
   前記プロセッサは、前記経路情報に対応して経路選択を行い、前記選択した経路に対する波長割当を行うとともに前記経路情報に含まれる、光信号を伝送するために必要となる固定誤り訂正符号に対する前記経路の冗長度を計算する経路計算エンジンと、前記冗長度に応じてサブキャリア構成のフレームとなるように前記送信側ノード装置を制御する光パス設定部とで構成されている
   請求項１に記載の光通信制御装置。
3. 前記プロセッサは、前記フレーム構成となるように送信側ノード装置を制御するとき、全てのノード装置に対して経路設定を行う
   請求項１又は２に記載の光通信制御装置。
4. 前記プロセッサは、初期設定時に、前記送信側ノード装置からネットワーク内のノード装置間で制御光信号を相互に送信することにより、受信側ノード装置から経路上の光信号品質劣化量を取得して前記経路情報に含める
   請求項１又は２に記載の光通信制御装置。
5. 前記プロセッサは、前記光信号品質劣化量である受信ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）から前記冗長度を求める
   請求項４に記載の光通信制御装置。
6. 前記プロセッサは、前記冗長度に対して、前記固定誤り訂正符号の冗長度が不足している場合には、前記フレームの外部に冗長領域を拡大することで誤り訂正符号の冗長度を増やす
   請求項１又は２に記載の光通信制御装置。
7. 前記プロセッサは、前記冗長度に対して、前記固定誤り訂正符号の冗長度が不足している場合には、前記フレームの内部のペイロード領域に誤り訂正符号を格納し、フレームの伝送速度を変更せずに冗長度を増加させる
   請求項１又は２に記載の光通信制御装置。
8. 複数のサブキャリアを用いてネットワーク内に光パスを設定する光通信制御方法であって、
   前記ネットワーク内の経路情報を保持する第１ステップと、
   光パス設定・変更要求を受けたとき、前記経路情報に対応して経路選択を行い、前記経路情報に含まれる、光信号を伝送するために必要となる固定誤り訂正符号に対する前記選択した経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように送信側ノード装置を制御し、前記波長割当時に送信データ量が不足する場合には別の経路を付加的に選択し、前記別の経路の冗長度に応じたフレーム構成を有するサブキャリアを空き波長に割当てるように前記送信側ノード装置を制御する第２ステップとを備えた
   光通信制御方法。

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