光ネットワークおよびその制御方法
【課題】光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じてＷＤＭ光のレベルダイヤを最適化することにより、光ネットワーク全体の消費電力を効率的に削減する。
【解決手段】ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）での演算処理結果に従って、ＯＡＤＭノードにおける各波長に対応した減衰量を最適化することで、全ての波長の終端ノードにおける光信号品質指標を所要の閾値以上に保ち、特定の波長の光信号品質指標を改善する、トラフィック量の変化に応じた光信号のレベルダイヤを設定し、該特定の波長に対応した光受信器のＦＥＣ回路をオフにするか、訂正処理能力を下げる。
【解決手段】ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）での演算処理結果に従って、ＯＡＤＭノードにおける各波長に対応した減衰量を最適化することで、全ての波長の終端ノードにおける光信号品質指標を所要の閾値以上に保ち、特定の波長の光信号品質指標を改善する、トラフィック量の変化に応じた光信号のレベルダイヤを設定し、該特定の波長に対応した光受信器のＦＥＣ回路をオフにするか、訂正処理能力を下げる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長の異なる複数の光信号を波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）方式により伝送する光ネットワークおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を適用した光ネットワークの分野では、光信号のまま波長単位の分岐挿入や経路切替を実現する光分岐挿入（ＯＡＤＭ：Optical Add/Drop Multiplexer）装置などを使用することにより、リング相互接続やメッシュといった複雑なトポロジを持つ光ネットワークが構成可能となっている。
【０００３】
このような複雑なトポロジを持つ光ネットワークでは、伝送されるＷＤＭ光の各波長の光信号が通過する経路（波長パス）が多岐にわたるようになり、終端ノード（受信端）に到達する各々の光信号の品質に対する要求が厳格になる。この要求に応えるためには、光ネットワーク内におけるＷＤＭ光のレベルダイヤをネットワーク構成に応じて設定することが重要になる。また、終端ノードで受信した光信号について、符号誤りを訂正する誤り訂正処理を行う場合に、当該訂正処理能力の高性能化を図ることにより、所望の受信信号品質を実現するのも有効である。
【０００４】
従来の光ネットワーク内におけるＷＤＭ光のレベルダイヤに関しては、各波長の光信号のパワーが、各々の波長毎および各ノード間のスパン毎に同じになるように設定するのが一般的である。また、例えば特許文献１，２に記載されているように、受信端における光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Optical Signal-to-Noise Ratio）等の特性が各波長でそれぞれ等しくなるように、送信端でのＷＤＭ光の信号レベルを波長毎に調整するプリエンファシス方式も知られている。
【０００５】
上記のようなプリエンファシス方式によりＷＤＭ光の各波長に対応した送信パワーを設定することで、全ての波長の光信号の受信信号品質を同等レベルに保つことが可能になる。そして、該各波長に対応した受信信号に対して所要の性能を持つ誤り訂正処理をそれぞれ実施することで、多様な波長パスを通過してきた各波長の光信号を確実に受信することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０３４１４号公報
【特許文献２】特開平１１−８５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来技術による光ネットワークについては、終端ノードで受信される各波長の光信号の受信信号品質が波長に依存することなく同等レベルに保たれることにより、全ての波長について均一に誤り訂正処理を行う必要があるため、光ネットワーク全体の消費電力増大が問題となる。
【０００８】
具体的に、誤り訂正処理を行うＬＳＩ（Large Scale Integration）等の回路モジュールは、その訂正処理能力の高性能化に伴い、より複雑な演算を行なうことが求められる。このため、誤り訂正処理の回路モジュールは、ゲート規模が増大すると共に消費電力についても増大する傾向にある。ＷＤＭ光の全ての波長について均一に誤り訂正処理を行う場合、所要の訂正処理能力を持つ回路モジュールをＷＤＭ光の波長数分用意して駆動することが必要になる。このため、光ネットワーク全体の消費電力は、ＷＤＭ光の波長数の増加および訂正処理能力の高性能化と伴に増大する。
【０００９】
ところで、前述したような複雑なトポロジを持つ光ネットワークでは、複数のＯＡＤＭノードにおいて光信号の分岐および挿入が行われることにより、光ネットワーク内のトラフィック量が大きく変化する場合がある。この場合、トラフィック量に比較的余裕がある中継区間（スパン）については、該スパンを通過する光信号のレベルを高めに設定することで、当該光信号の受信信号品質を改善させることが可能である。すなわち、ＯＡＤＭノード間を伝送されるＷＤＭ光の波長数が少なくなるスパンでは、伝送路に送る各波長の光信号パワーがある程度大きくなっても、ＷＤＭ光のトータルパワーは伝送路で非線形光学効果による信号劣化が発生する程に大きくはならないので、当該スパンでの信号レベルの上昇により受信端での信号品質は改善する。
【００１０】
この点に注目すると、光ネットワーク内でのトラフィック量の変化を考慮してレベルダイヤの設定を行うようにすれば、特定の波長についての受信信号品質を他の波長よりも向上させることができる。特定の波長の受信信号品質が改善すれば、当該波長については相対的に能力の低い誤り訂正処理を適用可能、若しくは誤り訂正処理自体が不要になるので、光ネットワーク全体の消費電力削減が期待できる。しかし、前述した従来のプリエンファシス方式によるＷＤＭ光のレベルダイヤでは、各波長の光信号のパワーが送信端において設定され、伝送途中のノードにおいては波長毎のレベル調整が行われないため、上記のような光ネットワーク内でのトラフィック量の変化を考慮したレベルダイヤを実現することは困難である。
【００１１】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じてＷＤＭ光のレベルダイヤを最適化することにより、光ネットワーク全体の消費電力を効率的に削減できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明による光ネットワークの一態様は、伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備える。前記複数のノードのうちの２つ以上のノードは、それぞれ、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する光分岐挿入部と、前記光分岐挿入部で分岐された光信号を受信する光受信部と、当該ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に可変減衰させる減衰部と、前記減衰部における各波長に対応した減衰量を制御する減衰量制御部と、前記光受信部で受信された光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達するモニタ部と、前記光受信部において受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する誤り訂正処理制御部と、を備える。また、前記ネットワーク管理システムは、光ネットワーク情報を入力する入力部と、前記入力部で入力された光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する閾値設定部と、前記各ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算する演算部と、前記演算部の演算結果を示す減衰量設定情報を前記減衰量制御部に伝達すると共に、前記演算部の演算結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記誤り訂正処理制御部に伝達する通信部と、を備える。
【００１３】
また、本発明による光ネットワークの制御方法の一態様は、伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークの制御方法であって、まず、前記ネットワーク管理システムにおいて、光ネットワーク情報を入力し、該光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する。次に、前記複数のノードのうちで、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する、２つ以上の光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、分岐した光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達する。続いて、前記ネットワーク管理システムにおいて、前記各光分岐挿入ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各光分岐挿入ノードにおける各波長に対応した減衰量を演算する。そして、前記ネットワーク管理システムにおける演算結果を示す減衰量設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達すると共に、前記演算処理の結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達する。次に、前記各光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、前記ネットワーク管理システムからの前記減衰量設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に減衰すると共に、前記ネットワーク管理システムからの前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードで受信した受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
上記光ネットワークおよびその制御方法によれば、ネットワーク管理システムにおける演算処理結果に従って、光分岐挿入ノードでの各波長に対応した減衰量が最適化されることで、全ての波長の終端ノードにおける光信号品質指標が所要の閾値以上に保たれ、特定の波長の光信号品質指標が改善されるようになり、光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じた光信号のレベルダイヤが実現される。これにより、上記特定の波長に対する誤り訂正処理の負担を軽減でき、全ての波長について所要の受信信号品質を保ちながら、光ネットワーク全体の消費電力を効率的に削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】光ネットワークの一実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】上記実施形態におけるＯＡＤＭ装置を備えたノードの構成例を示す図である。
【図３】ＯＡＤＭ装置の他の構成例を示す図である。
【図４】上記実施形態におけるＮＭＳのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】上記実施形態のＮＭＳで実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】個々のノードにおけるＯＳＮＲの算出方法を説明する図である。
【図７】ＯＡＤＭノードの減衰量の最適化により該ノードを通過する各波長チャネルの信号レベルが変化する様子を示す図である。
【図８】図７のＯＡＤＭノードの下流ノードで終端される波長チャネルの光受信器におけるＦＥＣ回路の駆動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による光ネットワークの全体構成を示す図である。
図１において、本実施形態の光ネットワークは、伝送路を介してメッシュ状に接続された複数（ここでは、例えば４つとする）のノード１，２，３，４を含み、該ノード１〜４のうちの２つ以上のノード内には、図示を省略した光分岐挿入（ＯＡＤＭ）装置が備えられている。各ノード１〜４の設定および動作は、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ：Network Management System）１０により集中管理される。
【００１７】
図２は、上記ノード１〜４のうちでＯＡＤＭ装置を備えたノードの具体的な構成例を示す図である。図２のノード構成は、入力側光アンプ３１、分散補償モジュール（ＤＣＭ：Dispersion Compensation Module）３２、ＯＡＤＭ装置３３、光受信部３４、光送信部３５、出力側光アンプ３６、減衰量制御部３７およびＦＥＣ制御部３８を具備する。
【００１８】
入力側光アンプ３１は、各ノード間を接続する伝送路を伝送されたＷＤＭ光が入力され、該ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号を一括増幅してＤＣＭ３２に出力する。ＤＣＭ３２は、入力側光アンプ３１で増幅されたＷＤＭ光について、伝送路で発生する波長分散とは逆の波長分散を与えることで分散補償を行い、該補償後のＷＤＭ光をＯＡＤＭ装置３３に出力する。なお、ＤＣＭ３２は、当該ノードにおいて波長分散の補償を行う必要がなければ省略可能である。
【００１９】
ＯＡＤＭ装置３３は、例えば、分岐器３３１、分波器３３２、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）３３３および合波器３３４により構成される。分岐器３３１は、ＤＣＭ３２から出力されるＷＤＭ光を所要の分岐比に従って２つのＷＤＭ光に分岐し、一方のＷＤＭ光を分波器３３２に与え、他方のＷＤＭ光をＷＳＳ３３３に与える。分波器３３２は、分岐器３３１からのＷＤＭ光を波長に応じて分離し、該各波長の光信号をドロップ光として光受信部３４に出力する。合波器３３４は、光送信部３５からアド光として出力される各波長の光信号を合波してＷＳＳ３３３に出力する。
【００２０】
ＷＳＳ３３３は、入力される光を図示しない分光素子で波長に応じて分離した後に、該各光を図示しない可動ミラーで波長毎に反射させることで、各波長の光の入出力経路の切替を行う公知の光スイッチモジュールである（例えば、特開２００６−２４３５７１号公報参照）。ここでは、ＷＳＳ３３３への入力光として、分岐器３３１からのＷＤＭ光（スルー光）と、光送信部３５から出力される各波長の光信号（アド光）を合波器３３４で合波した光とがそれぞれ与えられる。ＷＳＳ３３３は、各波長についてスルー光およびアド光のいずれを選択するかの設定に応じて、各波長に対応した可動ミラーの反射面の角度を調整することにより、出力側光アンプ３６に接続する１つの出力ポートから各波長の選択光（スルー光またはアド光）を出力する。また、ＷＳＳ３３３は、減衰量制御部３７から出力される制御信号に従って、各波長の選択光に対応した可動ミラーの反射面の角度を、上記出力ポートに対する最適結合状態からずらすことにより、選択光の出力パワーを波長毎に減衰させる。つまり、ＷＳＳ３３３は、各波長についてスルー光およびアド光のいずれかを選択する光スイッチとしての機能と、該選択した各波長の光信号パワーを個別に減衰させる可変光減衰器としての機能とを備える。
【００２１】
なお、ここではＷＳＳ３３３を使用してＯＡＤＭ装置３３を構成する一例を示したが、ＯＡＤＭ装置の構成はこれに限定されない。例えば、図３に示すＯＡＤＭ装置３３’のように、上記のＷＳＳ３３３および合波器３３４に代えて、分波器３３５、２×１光スイッチ（ＳＷ）３３６、可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）３３７および合波器３３８を適用することも可能である。図３のＯＡＤＭ装置３３’では、分波器３３５で分波された各波長の光信号（スルー光）および図２の光送信部３５から出力される各波長の光信号（アド光）の選択が、各波長に対応した光スイッチ３３６でそれぞれ行われる。各光スイッチ３３６で選択された各波長の光信号は、図２の減衰量制御部３７からの制御信号に従って波長毎にＶＯＡ３３７で減衰された後に、合波器３３８で合波されて、図２の出力側光アンプ３６に出力される。
【００２２】
図２の光受信部３４は、ＯＡＤＭ装置３３の分波器３３２で分波された各波長の光信号（ドロップ光）をそれぞれ受信処理する複数の光受信器ＲＸ１〜ＲＸｎを有する。各光受信器ＲＸ１〜ＲＸｎは、受信した光信号を電気信号に変換した後、該電気信号を用いてクロックの再生処理およびデータの識別処理を行うと共に、図示しない誤り訂正処理回路（ＦＥＣ回路）により受信信号の誤り訂正処理を行う。また、各光受信器ＲＸ１〜ＲＸｎは、受信した光信号の品質をモニタするモニタ部としての機能を備え、該モニタ結果を示す受信品質情報ＩＮＦｒｃｖをＮＭＳ１０に伝達する。
【００２３】
光送信部３５は、光ネットワークで伝送されるＷＤＭ光の各波長に対応した複数の光送信器ＴＸ１〜ＴＸｎを有する。各光送信器ＴＸ１〜ＴＸｎは、当該ノードよりネットワーク上に挿入する光信号（アド光）を生成し、該光信号をＯＡＤＭ装置３３の分波器３３４に出力する。出力側光アンプ３６は、ＯＡＤＭ装置３３で所要の波長の光信号が分岐、挿入されたＷＤＭ光が入力され、該ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号を一括増幅して、ノード間を接続する伝送路に出力する。
【００２４】
減衰量制御部３７は、当該ノードにおける各波長の光信号に対する減衰量の設定に関する情報ＩＮＦａｔｔがＮＭＳ１０から伝達される。そして、減衰量制御部３７は、ＮＭＳ１０からの減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔに従って、ＯＡＤＭ装置３３内のＷＳＳ３３３における各波長の選択光に対応した可動ミラーの反射面の角度を微調整することにより、ＷＳＳ３３３の出力ポートから出力される各波長の光信号パワーを制御する。
【００２５】
ＦＥＣ制御部３８は、当該ノードにおいて終端される光信号（ドロップ光）に対する誤り訂正処理の設定に関する情報ＩＮＦｆｅｃがＮＭＳ１０から伝達される。そして、ＦＥＣ制御部３８は、ＮＭＳ１０からの誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃに従って、光受信部３４内のドロップ波長に対応した光受信器ＲＸにおけるＦＥＣ回路の駆動状態（オン、オフまたは訂正処理能力の切替）を制御する。
【００２６】
なお、上記図２にはＯＡＤＭ装置を備えたノードの構成例を示したが、光ネットワーク上のノード１〜４はＯＡＤＭ装置を備えていないノードを含んでいてもよい。ＯＡＤＭ装置を備えていないノードとしては、例えば、伝送路から入力されるＷＤＭ光の一括増幅だけを行う光中継ノードや、該光中継ノードに波長分散の補償機能を持たせた分散補償ノードなどがある。ただし、上記光中継ノードや分散補償ノードなどでは、通常、波長毎の光信号レベルの調整を行うことは困難である。このため、後で詳しく説明するトラフィック量の変化を考慮したレベルダイヤを実現するための各ノードにおける減衰量の設定は、波長毎の可変光減衰器としての機能を持つＯＡＤＭ装置を備えたノードを対象にして行われるものとする。
【００２７】
図４は、図１に示したＮＭＳ１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
図４において、ＮＭＳ１０は、入力装置１１、出力装置１２、ドライブ装置１３、補助記憶装置１４、メモリ装置１５、演算処理装置１６、データベース１７および外部通信装置１８を含み、これらはシステムバス１９で相互に接続されている。このＮＭＳ１０は、専用の装置構成とすることができる他に、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等を適用することも可能である。
【００２８】
具体的に、入力装置１１は、光ネットワークの管理者が操作するキーボード及びマウス等を有しており、各種データを入力する。出力装置１２は、ＮＭＳ１０のプログラムを操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有し、実行プログラムに基づいた表示を行う。ＮＭＳ１０にインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体２０により提供される。プログラムを記緑した記録媒体２０はドライブ装置１３に装着され、記録媒体２０に格納された実行プログラムが、記録媒体２０からドライブ装置１３を介して補助記憶装置１４にインストールされる。
【００２９】
演算処理装置１６は、メモリ装置１５により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や後述する各処理を含むＮＭＳ１０全体の処理を制御する。また、プログラムの実行中に必要な各種情報は、データベース１７から取得することができ、また格納することもできる。外部通信装置１８は、演算処理装置１６における演算結果に基づいた情報を各ノード１〜４に送信すると共に、各ノード１〜４からＮＭＳ１０に送られてくる情報を受信する。
【００３０】
次に、本実施形態の光ネットワークの動作について説明する。
上記のような構成の光ネットワークでは、ノード１〜４のうちのＯＡＤＭ装置３３を備えたノードにおいて、ＷＳＳ３３３の可変光減衰器としての機能を利用して各波長の光信号レベルを調整することができる。このため、光ネットワーク内で伝送される各波長の光信号のレベルダイヤを、伝送途中におけるトラフィック量の変化に応じて柔軟に設定することが可能である。上述したようにトラフィック量に比較的余裕があるスパンで信号レベルを高めに設定すれば、特定の波長の受信信号品質が改善して当該波長に対する誤り訂正処理の負担が軽減され、光ネットワーク全体の消費電力削減が可能になる。
【００３１】
光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じたレベルダイヤの設定は、ＮＭＳ１０において、各ノードから収集した受信品質情報ＩＮＦｒｃｖを利用して、光ネットワーク全体の消費電力を最小にするための各ノードにおける減衰量の最適値を求める演算処理を実行し、該演算結果に従って各ノードのＯＡＤＭ装置３３を制御することによって実現される。以下、ＮＭＳ１０において実行される処理の一例を図５のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
【００３２】
ＮＭＳ１０は、まず、ステップ１１（図中Ｓ１１で示し、以下同様とする）で光ネットワーク情報の入力を行う。この光ネットワーク情報の入力では、管理対象となる光ネットワークについて、各ノードにおける減衰量の最適値の演算に必要な光ネットワーク情報が、入力装置１１（図４）を用いてネットワーク管理者により入力される。上記の光ネットワーク情報は、ここではネットワークトポロジ情報、ノード情報、スパン情報および波長パス情報を含むものとする。
【００３３】
具体的に、ネットワークトポロジ情報としては、例えば、光ネットワーク上の各ノード１〜４の配置および各ノード間の接続状態に関する情報などが挙げられる。また、ノード情報としては、各ノードの種別若しくは機能（例えば、ＯＡＤＭノードや光増幅中継ノード、分散補償ノード等）に関する情報、各ノード内に具備される光デバイスの特性に関する情報（例えば、光アンプの雑音指数等）などがある。スパン情報としては、隣接するノード間を接続する伝送路に使用されている光ファイバの情報（例えば、ファイバ種、ファイバ長、伝送損失等）が挙げられる。波長パス情報としては、光ネットワーク上を伝送される各波長の光信号の経路情報、波長情報、各ノードからの光信号の出力パワー情報などが挙げられる。ただし、ステップ１１で入力されるネットワーク情報は、上記の具体例に限定されるものではなく、後述する各ノードにおける減衰量の最適値の演算処理に用いる各パラメータに関連する情報であればその種類は問わない。
【００３４】
次に、ステップ１２では、ステップ１１において入力された光ネットワーク情報を基に、各ノードでの減衰量の最適値の演算処理に必要なパラメータの一つとして、光ネットワーク内の各波長パスの終端ノードにおける光信号の品質に関する閾値が設定される。具体的には、後で詳しく説明する光信号品質指標Ｆについて２つ以上の閾値が設定される。第１閾値は、全ての波長パスの終端ノードにおける光信号品質指標Ｆが最低限満たさなければならない限界値として設定される。第２閾値は、終端ノードにおける光受信器のＦＥＣ回路をオフ（駆動停止）にすることが可能な光信号品質指標Ｆの下限値として設定される。第３閾値以降は、ＦＥＣ回路のオン／オフの切替の他に、訂正処理能力を段階的に下げる切替を行って消費電力を削減する場合の光信号品質指標Ｆの基準値として設定される。以下では第ｎ閾値をＦｔｈ［ｎ］と表記することにする。
【００３５】
上記ステップ１２で閾値の設定が完了すると、次に、ステップ１３において、光ネットワーク全体の消費電力を最小にするための各ノードにおける減衰量の最適値を求める演算処理が実行される。ここでは、上記減衰量の最適値を得るために、線形計画法の１つである混合整数計画法（ＭＩＰ：Mixed Integer Programming）を適用する場合を一例として示す。ただし、上記減衰量の最適値の演算手法が混合整数計画法に限定されることを意味するものではない。
【００３６】
この場合、混合整数計画法おける目的関数として、「光ネットワークの各ノードにおけるＦＥＣ回路の消費電力を最小化する」を設定する。この目的関数は、例えば、ノードの番号をｉとし、ノードｉにおける全ての波長に対応したＦＥＣ回路の総消費電力をＷｉとして、次の（１）式に示すような関係式で記述することができる。
【数１】
【００３７】
また、混合整数計画法おける制約条件としては、例えば、次の（２）式〜（４）式に示すような関係式で記述される条件を設定する。
【数２】
【００３８】
上記（２）式は、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号（波長チャネル）の番号をｋとして、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号品質指標Ｆｉ，ｋが、第１閾値Ｆｔｈ［１］以上となる条件を表している。また、上記（３）式は、ノードｉにおける波長チャネルｋに与える減衰量ＡＴＴｉ，ｋ（真数値）が、その上限値ＡＴＴｈｉｇｈｉ，ｋおよび下限値ＡＴＴｌｏｗｉ，ｋの範囲内となる条件を表している。なお、ノードｉにおける波長チャネルｋに与える減衰量の上限値ＡＴＴｈｉｇｈｉ，ｋおよび下限値ＡＴＴｌｏｗｉ，ｋは、当該ノードのＯＡＤＭ装置３３に使用されているＷＳＳ３３３（図２）やＶＯＡ３３７（図３）で設定可能な減衰量の範囲、当該ノードに接続する伝送路の特性および当該波長チャネルを受信する光受信器の性能に基づいて決定される。さらに、上記（４）式は、ノードｉから出力される波長チャネルｋのパワーをＰｏｕｔｉ，ｋとして、ノードｉから出力される全ての波長チャネルのトータルパワーが、当該ノードに設定されたＷＤＭ光の出力トータルパワーの最大値以下となる条件を表している。
【００３９】
上記のような目的関数および制約条件における各パラメータに関して、ノードｉにおける全ての波長に対応したＦＥＣ回路の総消費電力Ｗｉは、次の（５）式により求めることが可能である。
【数３】
【００４０】
上記（５）式において、ＮｕｍＦｔｈ［ｎ］ｉは、ノードｉにおける光信号品質指標が閾値Ｆｔｈ［ｎ］以上で閾値Ｆｔｈ［ｎ＋１］未満となる波長チャネルの数である。Ｗｎは、当該波長チャネルに対して適用されるＦＥＣ回路の消費電力である。Ｎは、光信号品質指標の閾値の設定数を表している。なお、該波長チャネル数について所要の目標値を予め設定しておくことで、該目標値以上の波長チャネル数の場合にもＦＥＣ回路の総消費電力削減を図ることが可能である。
【００４１】
また、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号品質指標Ｆｉ，ｋは、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号対雑音比をＦｉｎａｌＯＳＮＲｉ，ｋとし、ノードｉにおける波長チャネルｋの非線形光学効果に起因した品質劣化量をＮＬｉ，ｋとして、次の（６）式により求めることができる。
【数４】
【００４２】
上記（６）式のＦｉｎａｌＯＳＮＲｉ，ｋについては、送信端からノードｉまでの波長パス上の個々のノードｊにおける光信号対雑音比ＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋを用いて、次の（７）式に従い演算することが可能である。
【数５】
【００４３】
上記（７）式におけるＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋは、ノードｊの波長チャネルｋに対応した光受信器ＲＸｋで受信光のＯＳＮＲをモニタし、そのモニタ値を受信品質情報ＩＮＦｒｃｖとしてＮＭＳ１０に伝達することで得ることが可能である。また、光受信器ＲＸｋで受信光のＯＳＮＲをモニタする代わりに、ノードｊの構成に応じた以下の計算式を用いることでＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋを算出するようにしてもよい。例えば、ノードｊが図６の上段に示すような要部構成（前述の図２に示したＯＡＤＭノードの構成例に対応）の場合、次の（８）式に示す関係を用いて算出することができる。
【数６】
【００４４】
ただし、上記（８）式におけるＮＦｐｒｅｊ，ｋは、入力側光アンプの雑音指数（ＮＦ：Noise Figure）であり、ＮＦｐｏｓｔｊ，ｋは、出力側光アンプの雑音指数である。ＮＦｐｒｅｊ，ｋおよびＮＦｐｏｓｔｊ，ｋの各値は、ステップ１１で入力されるノード情報を参照する。また、ＡＴＴｊ，ｋは、出力側光アンプの前段に位置するＷＳＳで波長チャネルｋに与える減衰量（真数値）である。さらに、Ｐｉｎ１ｊ，ｋは、入力側光アンプへの波長チャネルｋの入力パワーを表し、Ｐｉｎ２ｊ，ｋは、ＷＳＳへの波長チャネルｋの入力パワーを表す。Ｐｉｎ１ｊ，ｋおよびＰｉｎ２ｊ，ｋの各値は、ステップ１１で入力されるノード情報、スパン情報および波長パス情報を基に計算することが可能である、なお、ｈはプランク定数、νは波長チャネルｋの周波数、ΔｆはＯＳＮＲの測定帯域幅である。
【００４５】
或いは、ノードｊが図６の下段に示すような要部構成（分散補償ノードに対応）の場合、ＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋは、出力側光アンプへの波長チャネルｋの入力パワーをＰｉｎ２ｊ，ｋとして、次の（９）式に示す関係を用いて算出することができる。
【数７】
【００４６】
また、前述した（６）式のＮＬｉ，ｋについては、上記ノードｊにおける波長チャネルｋに対する減衰量が変化すると、伝送路ファイバで発生する非線形光学効果に影響が及ぶ点を考慮する。具体的には、ＮＬｉ，ｋは、ノードｊにおける波長チャネルｋに対する減衰量をＡＴＴｊ，ｋとし、このＡＴＴｊ，ｋから非線形光学効果に起因した品質劣化量に変換する係数をαｊ，ｋとして、次の（１０）式に従って計算することが可能である。αｊ，ｋは、光ネットワーク内のトラフィック量および伝送路ファイバの状態に応じて決定される。
【数８】
【００４７】
なお、ここでは光信号品質指標Ｆｉ，ｋを求めるために、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号対雑音比ＦｉｎａｌＯＳＮＲｉ，ｋと、伝送路ファイバで発生する非線形光学効果に起因した品質劣化量ＮＬｉ，ｋとを考慮する一例を説明したが、前述した制約条件のうちの（３）式における減衰量の下限値ＡＴＴｌｏｗｉ，ｋの値を、伝送路ファイバで非線形光学効果が発生しないよう適切に設定することで、上記ＮＬｉ，ｋを特に考慮しなくてもよくなる。つまり、上記（６）式の右辺におけるＮＬｉ，ｋの項を削除することも可能である。
【００４８】
上記のようにして混合整数計画法における目的関数および制約条件を設定することにより、一般的な数理計画ソフトウェアを利用して、光ネットワーク全体の消費電力を最小にするための各ノードにおける減衰量の最適値を演算することができる。
【００４９】
図５のフローチャートに戻り、ステップ１３で混合整数計画法により各ノードにおける減衰量の最適値が演算されると、次のステップ１４において、該演算結果がＮＭＳ１０の出力装置１２（図４）に出力されると共に、上記演算結果に従って各ノードに対応した減衰量の設定に関する情報ＩＮＦａｔｔがＮＭＳ１０で生成され、該減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔが外部通信装置１８（図４）を介して各ノードの減衰量制御部３７（図２）に伝達される。また、上記演算結果を基に各ノードにおいて終端される波長チャネルに対する誤り訂正処理の設定に関する情報ＩＮＦｆｅｃがＮＭＳ１０で生成され、該誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃが外部通信装置１８を介して各ノードのＦＥＣ制御部３８（図２）に伝達される。
【００５０】
上記誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃは、上記混合整数計画法による演算処理における光信号品質指標の閾値の設定数が２つの場合、終端ノードでの光信号品質指標が、閾値Ｆｔｈ［１］以上で閾値Ｆｔｈ［２］未満となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路をオンに設定し、閾値Ｆｔｈ［２］以上となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路をオフに設定することを示す情報となる。また、光信号品質指標の閾値の設定数が３つの場合には、終端ノードでの光信号品質指標が、閾値Ｆｔｈ［１］以上で閾値Ｆｔｈ［２］未満となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路の訂正処理能力を相対的に上げた状態でオンに設定し、閾値Ｆｔｈ［２］以上で閾値Ｆｔｈ［３］未満となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路の訂正処理能力を相対的に下げた状態でオンに設定し、閾値Ｆｔｈ［３］以上となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路をオフに設定することを示す情報が、誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃとなる。なお、光信号品質指標の閾値の設定数が４つ以上の場合については、上記３つの場合と同様の考え方により、光信号品質指標の値に応じてＦＥＣ回路の訂正処理能力が段階的に切り替えられる設定となる。
【００５１】
ステップ１５では、ＮＭＳ１０からの減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔを受けた各ノードの減衰量制御部３７が、該減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔに従って、ＯＡＤＭ装置３３内のＷＳＳ３３３（図２）或いはＯＡＤＭ装置３３’内のＶＯＡ３３７（図３）を制御することにより、当該ノードにおいて各波長チャネルに与える減衰量が設定される。続いて、ステップ１６では、ＮＭＳ１０からの誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃを受けた各ノードのＦＥＣ制御部３８が、該誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃに従って、該当する波長チャネルの光受信器ＲＸにおけるＦＥＣ回路の駆動状態（オン、オフまたは訂正処理能力の切替）を制御する。
【００５２】
上記ステップ１５，１６の処理により、例えば、図７の概念図に示すように、波長チャネルλ１〜λ８を含むＷＤＭ光が通過するＯＡＤＭノードについて、各波長チャネルλ５〜λ８に与える減衰量が各波長チャネルλ１〜λ４よりも多くなるようにＷＳＳ３３３が制御されることで、該ＯＡＤＭノードから出力されるＷＤＭ光のうちの各波長チャネルλ１〜λ４の信号レベルが、各波長チャネルλ５〜λ８の信号レベルに対して相対的に高められるようになる。そして、上記ＯＡＤＭノードの下流において波長チャネルλ１，λ８を終端するＯＡＤＭノードでは、図８の概念図に示すように、信号レベルが相対的に高い波長チャネルλ１の光受信器ＲＸ１におけるＦＥＣ回路がオフに設定され、信号レベルが相対的に低い波長チャネルλ８の光受信器ＲＸ８におけるＦＥＣ回路がオンに設定される。
【００５３】
上記のようなステップ１１〜ステップ１６の一連の処理により、光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号のレベルダイヤが、光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じて、波長チャネル毎およびＯＡＤＭ装置を備えたノードに対応するスパン毎に最適化され、特定の波長の受信信号品質が改善するようになる。これにより、当該波長についての誤り訂正処理の負担が軽減されるので、全ての波長パスについて所要の受信信号品質を保ちながら、光ネットワーク全体の消費電力を効率的に削減することが可能になる。
【００５４】
なお、上述した実施形態では、光信号品質指標として、光信号対雑音比および非線形光学効果に起因した品質劣化量を用いた一例を説明したが、これ以外にも、例えば、光受信器で誤り訂正処理を行う際に検出される誤り訂正数、ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit error rate）、Ｑ値などを光信号品質指標とすることも可能である。また例えば、特開２００９−１９８３６４号公報に記載されているようなデジタルコヒーレント受信器でモニタされる、受信信号の平均電力と標準偏差の比を光信号品質指標としてもよい。
【００５５】
以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） 伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークであって、
前記複数のノードのうちの２つ以上のノードは、それぞれ、
前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する光分岐挿入部と、
前記光分岐挿入部で分岐された光信号を受信する光受信部と、
当該ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に可変減衰させる減衰部と、
前記減衰部における各波長に対応した減衰量を制御する減衰量制御部と、
前記光受信部で受信された光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達するモニタ部と、
前記光受信部において受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する誤り訂正処理制御部と、を備え、
前記ネットワーク管理システムは、
光ネットワーク情報を入力する入力部と、
前記入力部で入力された光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する閾値設定部と、
前記各ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果を示す減衰量設定情報を前記減衰量制御部に伝達すると共に、前記演算部の演算結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記誤り訂正処理制御部に伝達する通信部と、を備えたことを特徴とする光ネットワーク。
【００５６】
（付記２） 付記１に記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、前記求めた光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も高い閾値を超える波長の数が最大になるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を求めることを特徴とする光ネットワーク。
【００５７】
（付記３） 付記１または２に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記ネットワーク管理システムから伝達される前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該ノードで終端される光信号のうちで、前記光信号品質指標が最も高い閾値以上となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオフにし、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオンにすることを特徴とする光ネットワーク。
【００５８】
（付記４） 付記３に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号について、該閾値以外の他の閾値を基準にして前記光信号品質指標が高くなるのに伴い誤り訂正処理能力が下がるように、当該光信号に対応した誤り訂正処理回路の駆動状態を段階的に切り替えることを特徴とする光ネットワーク。
【００５９】
（付記５） 付記１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長に応じて光の入出力経路を切り替える波長選択スイッチを含み、該波長選択スイッチが前記減衰部としての機能を具備することを特徴とする光ネットワーク。
【００６０】
（付記６） 付記１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長分割多重光を分波する分波器と、該分波器で分波された各波長の光信号を合波する合波器と、を含み、
前記減衰部は、前記分波器および前記合波器の間の各波長に対応する光路上にそれぞれ配置した複数の可変光減衰器を含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６１】
（付記７） 付記１〜６のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、混合整数計画法により、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算することを特徴とする光ネットワーク。
【００６２】
（付記８） 付記１〜７のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、光信号対雑音比をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６３】
（付記９） 付記８に記載の光ネットワークであって、
前記モニタ部は、前記光受信部で受信された光信号の光信号対雑音比をモニタすることを特徴とする光ネットワーク。
【００６４】
（付記１０） 付記８または９に記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、前記伝送路における非線形光学効果に起因した品質劣化量をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６５】
（付記１１） 付記１〜１０のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記複数のノードは、前記伝送路を介してメッシュ状に接続されていることを特徴とする光ネットワーク。
【００６６】
（付記１２） 付記１〜１１のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記複数のノードは、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号の増幅を行う光中継ノードを含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６７】
（付記１３） 付記１〜１２のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記複数のノードは、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号の波長分散を補償する分散補償ノードを含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６８】
（付記１４） 伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークの制御方法であって、
前記ネットワーク管理システムにおいて、光ネットワーク情報を入力し、該光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定し、
前記複数のノードのうちで、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する、２つ以上の光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、分岐した光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達し、
前記ネットワーク管理システムにおいて、前記各光分岐挿入ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各光分岐挿入ノードにおける各波長に対応した減衰量を演算し、
前記ネットワーク管理システムにおける演算結果を示す減衰量設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達すると共に、前記演算処理の結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達し、
前記各光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、前記ネットワーク管理システムからの前記減衰量設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に減衰すると共に、前記ネットワーク管理システムからの前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードで受信した受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御することを特徴とする光ネットワークの制御方法。
【符号の説明】
【００６９】
１，２，３，４…ノード
１０…ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）
１１…入力装置
１２…出力装置
１３…ドライブ装置
１４…補助記憶装置
１５…メモリ装置
１６…演算処理装置
１７…データベース
１８…外部通信装置
１９…システムバス
２０…記録媒体
３１…入力側光アンプ
３２…分散補償モジュール（ＤＣＭ）
３３，３３’…光分岐挿入（ＯＡＤＭ）装置
３４…光受信部
３５…光送信部
３６…出力側光アンプ
３７…減衰量制御部
３８…ＦＥＣ制御部
３３１…分岐器
３３２，３３５…分波器
３３３…波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
３３４，３３８…合波器
３３６…光スイッチ（ＳＷ）
３３７…可変光減衰器（ＶＯＡ）
ＩＮＦａｔｔ…減衰量設定情報
ＩＮＦｆｅｃ…誤り訂正処理設定情報
ＩＮＦｒｃｖ…受信品質情報
ＲＸ１〜ＲＸｎ…光受信器
ＴＸ１〜ＴＸｎ…光送信器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長の異なる複数の光信号を波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）方式により伝送する光ネットワークおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を適用した光ネットワークの分野では、光信号のまま波長単位の分岐挿入や経路切替を実現する光分岐挿入（ＯＡＤＭ：Optical Add/Drop Multiplexer）装置などを使用することにより、リング相互接続やメッシュといった複雑なトポロジを持つ光ネットワークが構成可能となっている。
【０００３】
このような複雑なトポロジを持つ光ネットワークでは、伝送されるＷＤＭ光の各波長の光信号が通過する経路（波長パス）が多岐にわたるようになり、終端ノード（受信端）に到達する各々の光信号の品質に対する要求が厳格になる。この要求に応えるためには、光ネットワーク内におけるＷＤＭ光のレベルダイヤをネットワーク構成に応じて設定することが重要になる。また、終端ノードで受信した光信号について、符号誤りを訂正する誤り訂正処理を行う場合に、当該訂正処理能力の高性能化を図ることにより、所望の受信信号品質を実現するのも有効である。
【０００４】
従来の光ネットワーク内におけるＷＤＭ光のレベルダイヤに関しては、各波長の光信号のパワーが、各々の波長毎および各ノード間のスパン毎に同じになるように設定するのが一般的である。また、例えば特許文献１，２に記載されているように、受信端における光信号対雑音比（ＯＳＮＲ：Optical Signal-to-Noise Ratio）等の特性が各波長でそれぞれ等しくなるように、送信端でのＷＤＭ光の信号レベルを波長毎に調整するプリエンファシス方式も知られている。
【０００５】
上記のようなプリエンファシス方式によりＷＤＭ光の各波長に対応した送信パワーを設定することで、全ての波長の光信号の受信信号品質を同等レベルに保つことが可能になる。そして、該各波長に対応した受信信号に対して所要の性能を持つ誤り訂正処理をそれぞれ実施することで、多様な波長パスを通過してきた各波長の光信号を確実に受信することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２０３４１４号公報
【特許文献２】特開平１１−８５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来技術による光ネットワークについては、終端ノードで受信される各波長の光信号の受信信号品質が波長に依存することなく同等レベルに保たれることにより、全ての波長について均一に誤り訂正処理を行う必要があるため、光ネットワーク全体の消費電力増大が問題となる。
【０００８】
具体的に、誤り訂正処理を行うＬＳＩ（Large Scale Integration）等の回路モジュールは、その訂正処理能力の高性能化に伴い、より複雑な演算を行なうことが求められる。このため、誤り訂正処理の回路モジュールは、ゲート規模が増大すると共に消費電力についても増大する傾向にある。ＷＤＭ光の全ての波長について均一に誤り訂正処理を行う場合、所要の訂正処理能力を持つ回路モジュールをＷＤＭ光の波長数分用意して駆動することが必要になる。このため、光ネットワーク全体の消費電力は、ＷＤＭ光の波長数の増加および訂正処理能力の高性能化と伴に増大する。
【０００９】
ところで、前述したような複雑なトポロジを持つ光ネットワークでは、複数のＯＡＤＭノードにおいて光信号の分岐および挿入が行われることにより、光ネットワーク内のトラフィック量が大きく変化する場合がある。この場合、トラフィック量に比較的余裕がある中継区間（スパン）については、該スパンを通過する光信号のレベルを高めに設定することで、当該光信号の受信信号品質を改善させることが可能である。すなわち、ＯＡＤＭノード間を伝送されるＷＤＭ光の波長数が少なくなるスパンでは、伝送路に送る各波長の光信号パワーがある程度大きくなっても、ＷＤＭ光のトータルパワーは伝送路で非線形光学効果による信号劣化が発生する程に大きくはならないので、当該スパンでの信号レベルの上昇により受信端での信号品質は改善する。
【００１０】
この点に注目すると、光ネットワーク内でのトラフィック量の変化を考慮してレベルダイヤの設定を行うようにすれば、特定の波長についての受信信号品質を他の波長よりも向上させることができる。特定の波長の受信信号品質が改善すれば、当該波長については相対的に能力の低い誤り訂正処理を適用可能、若しくは誤り訂正処理自体が不要になるので、光ネットワーク全体の消費電力削減が期待できる。しかし、前述した従来のプリエンファシス方式によるＷＤＭ光のレベルダイヤでは、各波長の光信号のパワーが送信端において設定され、伝送途中のノードにおいては波長毎のレベル調整が行われないため、上記のような光ネットワーク内でのトラフィック量の変化を考慮したレベルダイヤを実現することは困難である。
【００１１】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じてＷＤＭ光のレベルダイヤを最適化することにより、光ネットワーク全体の消費電力を効率的に削減できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明による光ネットワークの一態様は、伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備える。前記複数のノードのうちの２つ以上のノードは、それぞれ、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する光分岐挿入部と、前記光分岐挿入部で分岐された光信号を受信する光受信部と、当該ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に可変減衰させる減衰部と、前記減衰部における各波長に対応した減衰量を制御する減衰量制御部と、前記光受信部で受信された光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達するモニタ部と、前記光受信部において受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する誤り訂正処理制御部と、を備える。また、前記ネットワーク管理システムは、光ネットワーク情報を入力する入力部と、前記入力部で入力された光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する閾値設定部と、前記各ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算する演算部と、前記演算部の演算結果を示す減衰量設定情報を前記減衰量制御部に伝達すると共に、前記演算部の演算結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記誤り訂正処理制御部に伝達する通信部と、を備える。
【００１３】
また、本発明による光ネットワークの制御方法の一態様は、伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークの制御方法であって、まず、前記ネットワーク管理システムにおいて、光ネットワーク情報を入力し、該光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する。次に、前記複数のノードのうちで、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する、２つ以上の光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、分岐した光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達する。続いて、前記ネットワーク管理システムにおいて、前記各光分岐挿入ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各光分岐挿入ノードにおける各波長に対応した減衰量を演算する。そして、前記ネットワーク管理システムにおける演算結果を示す減衰量設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達すると共に、前記演算処理の結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達する。次に、前記各光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、前記ネットワーク管理システムからの前記減衰量設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に減衰すると共に、前記ネットワーク管理システムからの前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードで受信した受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
上記光ネットワークおよびその制御方法によれば、ネットワーク管理システムにおける演算処理結果に従って、光分岐挿入ノードでの各波長に対応した減衰量が最適化されることで、全ての波長の終端ノードにおける光信号品質指標が所要の閾値以上に保たれ、特定の波長の光信号品質指標が改善されるようになり、光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じた光信号のレベルダイヤが実現される。これにより、上記特定の波長に対する誤り訂正処理の負担を軽減でき、全ての波長について所要の受信信号品質を保ちながら、光ネットワーク全体の消費電力を効率的に削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】光ネットワークの一実施形態の全体構成を示す図である。
【図２】上記実施形態におけるＯＡＤＭ装置を備えたノードの構成例を示す図である。
【図３】ＯＡＤＭ装置の他の構成例を示す図である。
【図４】上記実施形態におけるＮＭＳのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】上記実施形態のＮＭＳで実行される処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】個々のノードにおけるＯＳＮＲの算出方法を説明する図である。
【図７】ＯＡＤＭノードの減衰量の最適化により該ノードを通過する各波長チャネルの信号レベルが変化する様子を示す図である。
【図８】図７のＯＡＤＭノードの下流ノードで終端される波長チャネルの光受信器におけるＦＥＣ回路の駆動状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による光ネットワークの全体構成を示す図である。
図１において、本実施形態の光ネットワークは、伝送路を介してメッシュ状に接続された複数（ここでは、例えば４つとする）のノード１，２，３，４を含み、該ノード１〜４のうちの２つ以上のノード内には、図示を省略した光分岐挿入（ＯＡＤＭ）装置が備えられている。各ノード１〜４の設定および動作は、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ：Network Management System）１０により集中管理される。
【００１７】
図２は、上記ノード１〜４のうちでＯＡＤＭ装置を備えたノードの具体的な構成例を示す図である。図２のノード構成は、入力側光アンプ３１、分散補償モジュール（ＤＣＭ：Dispersion Compensation Module）３２、ＯＡＤＭ装置３３、光受信部３４、光送信部３５、出力側光アンプ３６、減衰量制御部３７およびＦＥＣ制御部３８を具備する。
【００１８】
入力側光アンプ３１は、各ノード間を接続する伝送路を伝送されたＷＤＭ光が入力され、該ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号を一括増幅してＤＣＭ３２に出力する。ＤＣＭ３２は、入力側光アンプ３１で増幅されたＷＤＭ光について、伝送路で発生する波長分散とは逆の波長分散を与えることで分散補償を行い、該補償後のＷＤＭ光をＯＡＤＭ装置３３に出力する。なお、ＤＣＭ３２は、当該ノードにおいて波長分散の補償を行う必要がなければ省略可能である。
【００１９】
ＯＡＤＭ装置３３は、例えば、分岐器３３１、分波器３３２、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）３３３および合波器３３４により構成される。分岐器３３１は、ＤＣＭ３２から出力されるＷＤＭ光を所要の分岐比に従って２つのＷＤＭ光に分岐し、一方のＷＤＭ光を分波器３３２に与え、他方のＷＤＭ光をＷＳＳ３３３に与える。分波器３３２は、分岐器３３１からのＷＤＭ光を波長に応じて分離し、該各波長の光信号をドロップ光として光受信部３４に出力する。合波器３３４は、光送信部３５からアド光として出力される各波長の光信号を合波してＷＳＳ３３３に出力する。
【００２０】
ＷＳＳ３３３は、入力される光を図示しない分光素子で波長に応じて分離した後に、該各光を図示しない可動ミラーで波長毎に反射させることで、各波長の光の入出力経路の切替を行う公知の光スイッチモジュールである（例えば、特開２００６−２４３５７１号公報参照）。ここでは、ＷＳＳ３３３への入力光として、分岐器３３１からのＷＤＭ光（スルー光）と、光送信部３５から出力される各波長の光信号（アド光）を合波器３３４で合波した光とがそれぞれ与えられる。ＷＳＳ３３３は、各波長についてスルー光およびアド光のいずれを選択するかの設定に応じて、各波長に対応した可動ミラーの反射面の角度を調整することにより、出力側光アンプ３６に接続する１つの出力ポートから各波長の選択光（スルー光またはアド光）を出力する。また、ＷＳＳ３３３は、減衰量制御部３７から出力される制御信号に従って、各波長の選択光に対応した可動ミラーの反射面の角度を、上記出力ポートに対する最適結合状態からずらすことにより、選択光の出力パワーを波長毎に減衰させる。つまり、ＷＳＳ３３３は、各波長についてスルー光およびアド光のいずれかを選択する光スイッチとしての機能と、該選択した各波長の光信号パワーを個別に減衰させる可変光減衰器としての機能とを備える。
【００２１】
なお、ここではＷＳＳ３３３を使用してＯＡＤＭ装置３３を構成する一例を示したが、ＯＡＤＭ装置の構成はこれに限定されない。例えば、図３に示すＯＡＤＭ装置３３’のように、上記のＷＳＳ３３３および合波器３３４に代えて、分波器３３５、２×１光スイッチ（ＳＷ）３３６、可変光減衰器（ＶＯＡ：Variable Optical Attenuator）３３７および合波器３３８を適用することも可能である。図３のＯＡＤＭ装置３３’では、分波器３３５で分波された各波長の光信号（スルー光）および図２の光送信部３５から出力される各波長の光信号（アド光）の選択が、各波長に対応した光スイッチ３３６でそれぞれ行われる。各光スイッチ３３６で選択された各波長の光信号は、図２の減衰量制御部３７からの制御信号に従って波長毎にＶＯＡ３３７で減衰された後に、合波器３３８で合波されて、図２の出力側光アンプ３６に出力される。
【００２２】
図２の光受信部３４は、ＯＡＤＭ装置３３の分波器３３２で分波された各波長の光信号（ドロップ光）をそれぞれ受信処理する複数の光受信器ＲＸ１〜ＲＸｎを有する。各光受信器ＲＸ１〜ＲＸｎは、受信した光信号を電気信号に変換した後、該電気信号を用いてクロックの再生処理およびデータの識別処理を行うと共に、図示しない誤り訂正処理回路（ＦＥＣ回路）により受信信号の誤り訂正処理を行う。また、各光受信器ＲＸ１〜ＲＸｎは、受信した光信号の品質をモニタするモニタ部としての機能を備え、該モニタ結果を示す受信品質情報ＩＮＦｒｃｖをＮＭＳ１０に伝達する。
【００２３】
光送信部３５は、光ネットワークで伝送されるＷＤＭ光の各波長に対応した複数の光送信器ＴＸ１〜ＴＸｎを有する。各光送信器ＴＸ１〜ＴＸｎは、当該ノードよりネットワーク上に挿入する光信号（アド光）を生成し、該光信号をＯＡＤＭ装置３３の分波器３３４に出力する。出力側光アンプ３６は、ＯＡＤＭ装置３３で所要の波長の光信号が分岐、挿入されたＷＤＭ光が入力され、該ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号を一括増幅して、ノード間を接続する伝送路に出力する。
【００２４】
減衰量制御部３７は、当該ノードにおける各波長の光信号に対する減衰量の設定に関する情報ＩＮＦａｔｔがＮＭＳ１０から伝達される。そして、減衰量制御部３７は、ＮＭＳ１０からの減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔに従って、ＯＡＤＭ装置３３内のＷＳＳ３３３における各波長の選択光に対応した可動ミラーの反射面の角度を微調整することにより、ＷＳＳ３３３の出力ポートから出力される各波長の光信号パワーを制御する。
【００２５】
ＦＥＣ制御部３８は、当該ノードにおいて終端される光信号（ドロップ光）に対する誤り訂正処理の設定に関する情報ＩＮＦｆｅｃがＮＭＳ１０から伝達される。そして、ＦＥＣ制御部３８は、ＮＭＳ１０からの誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃに従って、光受信部３４内のドロップ波長に対応した光受信器ＲＸにおけるＦＥＣ回路の駆動状態（オン、オフまたは訂正処理能力の切替）を制御する。
【００２６】
なお、上記図２にはＯＡＤＭ装置を備えたノードの構成例を示したが、光ネットワーク上のノード１〜４はＯＡＤＭ装置を備えていないノードを含んでいてもよい。ＯＡＤＭ装置を備えていないノードとしては、例えば、伝送路から入力されるＷＤＭ光の一括増幅だけを行う光中継ノードや、該光中継ノードに波長分散の補償機能を持たせた分散補償ノードなどがある。ただし、上記光中継ノードや分散補償ノードなどでは、通常、波長毎の光信号レベルの調整を行うことは困難である。このため、後で詳しく説明するトラフィック量の変化を考慮したレベルダイヤを実現するための各ノードにおける減衰量の設定は、波長毎の可変光減衰器としての機能を持つＯＡＤＭ装置を備えたノードを対象にして行われるものとする。
【００２７】
図４は、図１に示したＮＭＳ１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
図４において、ＮＭＳ１０は、入力装置１１、出力装置１２、ドライブ装置１３、補助記憶装置１４、メモリ装置１５、演算処理装置１６、データベース１７および外部通信装置１８を含み、これらはシステムバス１９で相互に接続されている。このＮＭＳ１０は、専用の装置構成とすることができる他に、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等を適用することも可能である。
【００２８】
具体的に、入力装置１１は、光ネットワークの管理者が操作するキーボード及びマウス等を有しており、各種データを入力する。出力装置１２は、ＮＭＳ１０のプログラムを操作するのに必要な各種ウィンドウやデータ等を表示するディスプレイを有し、実行プログラムに基づいた表示を行う。ＮＭＳ１０にインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体２０により提供される。プログラムを記緑した記録媒体２０はドライブ装置１３に装着され、記録媒体２０に格納された実行プログラムが、記録媒体２０からドライブ装置１３を介して補助記憶装置１４にインストールされる。
【００２９】
演算処理装置１６は、メモリ装置１５により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や後述する各処理を含むＮＭＳ１０全体の処理を制御する。また、プログラムの実行中に必要な各種情報は、データベース１７から取得することができ、また格納することもできる。外部通信装置１８は、演算処理装置１６における演算結果に基づいた情報を各ノード１〜４に送信すると共に、各ノード１〜４からＮＭＳ１０に送られてくる情報を受信する。
【００３０】
次に、本実施形態の光ネットワークの動作について説明する。
上記のような構成の光ネットワークでは、ノード１〜４のうちのＯＡＤＭ装置３３を備えたノードにおいて、ＷＳＳ３３３の可変光減衰器としての機能を利用して各波長の光信号レベルを調整することができる。このため、光ネットワーク内で伝送される各波長の光信号のレベルダイヤを、伝送途中におけるトラフィック量の変化に応じて柔軟に設定することが可能である。上述したようにトラフィック量に比較的余裕があるスパンで信号レベルを高めに設定すれば、特定の波長の受信信号品質が改善して当該波長に対する誤り訂正処理の負担が軽減され、光ネットワーク全体の消費電力削減が可能になる。
【００３１】
光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じたレベルダイヤの設定は、ＮＭＳ１０において、各ノードから収集した受信品質情報ＩＮＦｒｃｖを利用して、光ネットワーク全体の消費電力を最小にするための各ノードにおける減衰量の最適値を求める演算処理を実行し、該演算結果に従って各ノードのＯＡＤＭ装置３３を制御することによって実現される。以下、ＮＭＳ１０において実行される処理の一例を図５のフローチャートを参照しながら詳しく説明する。
【００３２】
ＮＭＳ１０は、まず、ステップ１１（図中Ｓ１１で示し、以下同様とする）で光ネットワーク情報の入力を行う。この光ネットワーク情報の入力では、管理対象となる光ネットワークについて、各ノードにおける減衰量の最適値の演算に必要な光ネットワーク情報が、入力装置１１（図４）を用いてネットワーク管理者により入力される。上記の光ネットワーク情報は、ここではネットワークトポロジ情報、ノード情報、スパン情報および波長パス情報を含むものとする。
【００３３】
具体的に、ネットワークトポロジ情報としては、例えば、光ネットワーク上の各ノード１〜４の配置および各ノード間の接続状態に関する情報などが挙げられる。また、ノード情報としては、各ノードの種別若しくは機能（例えば、ＯＡＤＭノードや光増幅中継ノード、分散補償ノード等）に関する情報、各ノード内に具備される光デバイスの特性に関する情報（例えば、光アンプの雑音指数等）などがある。スパン情報としては、隣接するノード間を接続する伝送路に使用されている光ファイバの情報（例えば、ファイバ種、ファイバ長、伝送損失等）が挙げられる。波長パス情報としては、光ネットワーク上を伝送される各波長の光信号の経路情報、波長情報、各ノードからの光信号の出力パワー情報などが挙げられる。ただし、ステップ１１で入力されるネットワーク情報は、上記の具体例に限定されるものではなく、後述する各ノードにおける減衰量の最適値の演算処理に用いる各パラメータに関連する情報であればその種類は問わない。
【００３４】
次に、ステップ１２では、ステップ１１において入力された光ネットワーク情報を基に、各ノードでの減衰量の最適値の演算処理に必要なパラメータの一つとして、光ネットワーク内の各波長パスの終端ノードにおける光信号の品質に関する閾値が設定される。具体的には、後で詳しく説明する光信号品質指標Ｆについて２つ以上の閾値が設定される。第１閾値は、全ての波長パスの終端ノードにおける光信号品質指標Ｆが最低限満たさなければならない限界値として設定される。第２閾値は、終端ノードにおける光受信器のＦＥＣ回路をオフ（駆動停止）にすることが可能な光信号品質指標Ｆの下限値として設定される。第３閾値以降は、ＦＥＣ回路のオン／オフの切替の他に、訂正処理能力を段階的に下げる切替を行って消費電力を削減する場合の光信号品質指標Ｆの基準値として設定される。以下では第ｎ閾値をＦｔｈ［ｎ］と表記することにする。
【００３５】
上記ステップ１２で閾値の設定が完了すると、次に、ステップ１３において、光ネットワーク全体の消費電力を最小にするための各ノードにおける減衰量の最適値を求める演算処理が実行される。ここでは、上記減衰量の最適値を得るために、線形計画法の１つである混合整数計画法（ＭＩＰ：Mixed Integer Programming）を適用する場合を一例として示す。ただし、上記減衰量の最適値の演算手法が混合整数計画法に限定されることを意味するものではない。
【００３６】
この場合、混合整数計画法おける目的関数として、「光ネットワークの各ノードにおけるＦＥＣ回路の消費電力を最小化する」を設定する。この目的関数は、例えば、ノードの番号をｉとし、ノードｉにおける全ての波長に対応したＦＥＣ回路の総消費電力をＷｉとして、次の（１）式に示すような関係式で記述することができる。
【数１】
【００３７】
また、混合整数計画法おける制約条件としては、例えば、次の（２）式〜（４）式に示すような関係式で記述される条件を設定する。
【数２】
【００３８】
上記（２）式は、ＷＤＭ光に含まれる各波長の光信号（波長チャネル）の番号をｋとして、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号品質指標Ｆｉ，ｋが、第１閾値Ｆｔｈ［１］以上となる条件を表している。また、上記（３）式は、ノードｉにおける波長チャネルｋに与える減衰量ＡＴＴｉ，ｋ（真数値）が、その上限値ＡＴＴｈｉｇｈｉ，ｋおよび下限値ＡＴＴｌｏｗｉ，ｋの範囲内となる条件を表している。なお、ノードｉにおける波長チャネルｋに与える減衰量の上限値ＡＴＴｈｉｇｈｉ，ｋおよび下限値ＡＴＴｌｏｗｉ，ｋは、当該ノードのＯＡＤＭ装置３３に使用されているＷＳＳ３３３（図２）やＶＯＡ３３７（図３）で設定可能な減衰量の範囲、当該ノードに接続する伝送路の特性および当該波長チャネルを受信する光受信器の性能に基づいて決定される。さらに、上記（４）式は、ノードｉから出力される波長チャネルｋのパワーをＰｏｕｔｉ，ｋとして、ノードｉから出力される全ての波長チャネルのトータルパワーが、当該ノードに設定されたＷＤＭ光の出力トータルパワーの最大値以下となる条件を表している。
【００３９】
上記のような目的関数および制約条件における各パラメータに関して、ノードｉにおける全ての波長に対応したＦＥＣ回路の総消費電力Ｗｉは、次の（５）式により求めることが可能である。
【数３】
【００４０】
上記（５）式において、ＮｕｍＦｔｈ［ｎ］ｉは、ノードｉにおける光信号品質指標が閾値Ｆｔｈ［ｎ］以上で閾値Ｆｔｈ［ｎ＋１］未満となる波長チャネルの数である。Ｗｎは、当該波長チャネルに対して適用されるＦＥＣ回路の消費電力である。Ｎは、光信号品質指標の閾値の設定数を表している。なお、該波長チャネル数について所要の目標値を予め設定しておくことで、該目標値以上の波長チャネル数の場合にもＦＥＣ回路の総消費電力削減を図ることが可能である。
【００４１】
また、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号品質指標Ｆｉ，ｋは、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号対雑音比をＦｉｎａｌＯＳＮＲｉ，ｋとし、ノードｉにおける波長チャネルｋの非線形光学効果に起因した品質劣化量をＮＬｉ，ｋとして、次の（６）式により求めることができる。
【数４】
【００４２】
上記（６）式のＦｉｎａｌＯＳＮＲｉ，ｋについては、送信端からノードｉまでの波長パス上の個々のノードｊにおける光信号対雑音比ＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋを用いて、次の（７）式に従い演算することが可能である。
【数５】
【００４３】
上記（７）式におけるＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋは、ノードｊの波長チャネルｋに対応した光受信器ＲＸｋで受信光のＯＳＮＲをモニタし、そのモニタ値を受信品質情報ＩＮＦｒｃｖとしてＮＭＳ１０に伝達することで得ることが可能である。また、光受信器ＲＸｋで受信光のＯＳＮＲをモニタする代わりに、ノードｊの構成に応じた以下の計算式を用いることでＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋを算出するようにしてもよい。例えば、ノードｊが図６の上段に示すような要部構成（前述の図２に示したＯＡＤＭノードの構成例に対応）の場合、次の（８）式に示す関係を用いて算出することができる。
【数６】
【００４４】
ただし、上記（８）式におけるＮＦｐｒｅｊ，ｋは、入力側光アンプの雑音指数（ＮＦ：Noise Figure）であり、ＮＦｐｏｓｔｊ，ｋは、出力側光アンプの雑音指数である。ＮＦｐｒｅｊ，ｋおよびＮＦｐｏｓｔｊ，ｋの各値は、ステップ１１で入力されるノード情報を参照する。また、ＡＴＴｊ，ｋは、出力側光アンプの前段に位置するＷＳＳで波長チャネルｋに与える減衰量（真数値）である。さらに、Ｐｉｎ１ｊ，ｋは、入力側光アンプへの波長チャネルｋの入力パワーを表し、Ｐｉｎ２ｊ，ｋは、ＷＳＳへの波長チャネルｋの入力パワーを表す。Ｐｉｎ１ｊ，ｋおよびＰｉｎ２ｊ，ｋの各値は、ステップ１１で入力されるノード情報、スパン情報および波長パス情報を基に計算することが可能である、なお、ｈはプランク定数、νは波長チャネルｋの周波数、ΔｆはＯＳＮＲの測定帯域幅である。
【００４５】
或いは、ノードｊが図６の下段に示すような要部構成（分散補償ノードに対応）の場合、ＮｏｄｅＯＳＮＲｊ，ｋは、出力側光アンプへの波長チャネルｋの入力パワーをＰｉｎ２ｊ，ｋとして、次の（９）式に示す関係を用いて算出することができる。
【数７】
【００４６】
また、前述した（６）式のＮＬｉ，ｋについては、上記ノードｊにおける波長チャネルｋに対する減衰量が変化すると、伝送路ファイバで発生する非線形光学効果に影響が及ぶ点を考慮する。具体的には、ＮＬｉ，ｋは、ノードｊにおける波長チャネルｋに対する減衰量をＡＴＴｊ，ｋとし、このＡＴＴｊ，ｋから非線形光学効果に起因した品質劣化量に変換する係数をαｊ，ｋとして、次の（１０）式に従って計算することが可能である。αｊ，ｋは、光ネットワーク内のトラフィック量および伝送路ファイバの状態に応じて決定される。
【数８】
【００４７】
なお、ここでは光信号品質指標Ｆｉ，ｋを求めるために、ノードｉにおける波長チャネルｋの光信号対雑音比ＦｉｎａｌＯＳＮＲｉ，ｋと、伝送路ファイバで発生する非線形光学効果に起因した品質劣化量ＮＬｉ，ｋとを考慮する一例を説明したが、前述した制約条件のうちの（３）式における減衰量の下限値ＡＴＴｌｏｗｉ，ｋの値を、伝送路ファイバで非線形光学効果が発生しないよう適切に設定することで、上記ＮＬｉ，ｋを特に考慮しなくてもよくなる。つまり、上記（６）式の右辺におけるＮＬｉ，ｋの項を削除することも可能である。
【００４８】
上記のようにして混合整数計画法における目的関数および制約条件を設定することにより、一般的な数理計画ソフトウェアを利用して、光ネットワーク全体の消費電力を最小にするための各ノードにおける減衰量の最適値を演算することができる。
【００４９】
図５のフローチャートに戻り、ステップ１３で混合整数計画法により各ノードにおける減衰量の最適値が演算されると、次のステップ１４において、該演算結果がＮＭＳ１０の出力装置１２（図４）に出力されると共に、上記演算結果に従って各ノードに対応した減衰量の設定に関する情報ＩＮＦａｔｔがＮＭＳ１０で生成され、該減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔが外部通信装置１８（図４）を介して各ノードの減衰量制御部３７（図２）に伝達される。また、上記演算結果を基に各ノードにおいて終端される波長チャネルに対する誤り訂正処理の設定に関する情報ＩＮＦｆｅｃがＮＭＳ１０で生成され、該誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃが外部通信装置１８を介して各ノードのＦＥＣ制御部３８（図２）に伝達される。
【００５０】
上記誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃは、上記混合整数計画法による演算処理における光信号品質指標の閾値の設定数が２つの場合、終端ノードでの光信号品質指標が、閾値Ｆｔｈ［１］以上で閾値Ｆｔｈ［２］未満となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路をオンに設定し、閾値Ｆｔｈ［２］以上となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路をオフに設定することを示す情報となる。また、光信号品質指標の閾値の設定数が３つの場合には、終端ノードでの光信号品質指標が、閾値Ｆｔｈ［１］以上で閾値Ｆｔｈ［２］未満となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路の訂正処理能力を相対的に上げた状態でオンに設定し、閾値Ｆｔｈ［２］以上で閾値Ｆｔｈ［３］未満となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路の訂正処理能力を相対的に下げた状態でオンに設定し、閾値Ｆｔｈ［３］以上となる波長チャネルについて当該ＦＥＣ回路をオフに設定することを示す情報が、誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃとなる。なお、光信号品質指標の閾値の設定数が４つ以上の場合については、上記３つの場合と同様の考え方により、光信号品質指標の値に応じてＦＥＣ回路の訂正処理能力が段階的に切り替えられる設定となる。
【００５１】
ステップ１５では、ＮＭＳ１０からの減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔを受けた各ノードの減衰量制御部３７が、該減衰量設定情報ＩＮＦａｔｔに従って、ＯＡＤＭ装置３３内のＷＳＳ３３３（図２）或いはＯＡＤＭ装置３３’内のＶＯＡ３３７（図３）を制御することにより、当該ノードにおいて各波長チャネルに与える減衰量が設定される。続いて、ステップ１６では、ＮＭＳ１０からの誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃを受けた各ノードのＦＥＣ制御部３８が、該誤り訂正処理設定情報ＩＮＦｆｅｃに従って、該当する波長チャネルの光受信器ＲＸにおけるＦＥＣ回路の駆動状態（オン、オフまたは訂正処理能力の切替）を制御する。
【００５２】
上記ステップ１５，１６の処理により、例えば、図７の概念図に示すように、波長チャネルλ１〜λ８を含むＷＤＭ光が通過するＯＡＤＭノードについて、各波長チャネルλ５〜λ８に与える減衰量が各波長チャネルλ１〜λ４よりも多くなるようにＷＳＳ３３３が制御されることで、該ＯＡＤＭノードから出力されるＷＤＭ光のうちの各波長チャネルλ１〜λ４の信号レベルが、各波長チャネルλ５〜λ８の信号レベルに対して相対的に高められるようになる。そして、上記ＯＡＤＭノードの下流において波長チャネルλ１，λ８を終端するＯＡＤＭノードでは、図８の概念図に示すように、信号レベルが相対的に高い波長チャネルλ１の光受信器ＲＸ１におけるＦＥＣ回路がオフに設定され、信号レベルが相対的に低い波長チャネルλ８の光受信器ＲＸ８におけるＦＥＣ回路がオンに設定される。
【００５３】
上記のようなステップ１１〜ステップ１６の一連の処理により、光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号のレベルダイヤが、光ネットワーク内のトラフィック量の変化に応じて、波長チャネル毎およびＯＡＤＭ装置を備えたノードに対応するスパン毎に最適化され、特定の波長の受信信号品質が改善するようになる。これにより、当該波長についての誤り訂正処理の負担が軽減されるので、全ての波長パスについて所要の受信信号品質を保ちながら、光ネットワーク全体の消費電力を効率的に削減することが可能になる。
【００５４】
なお、上述した実施形態では、光信号品質指標として、光信号対雑音比および非線形光学効果に起因した品質劣化量を用いた一例を説明したが、これ以外にも、例えば、光受信器で誤り訂正処理を行う際に検出される誤り訂正数、ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit error rate）、Ｑ値などを光信号品質指標とすることも可能である。また例えば、特開２００９−１９８３６４号公報に記載されているようなデジタルコヒーレント受信器でモニタされる、受信信号の平均電力と標準偏差の比を光信号品質指標としてもよい。
【００５５】
以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１） 伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークであって、
前記複数のノードのうちの２つ以上のノードは、それぞれ、
前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する光分岐挿入部と、
前記光分岐挿入部で分岐された光信号を受信する光受信部と、
当該ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に可変減衰させる減衰部と、
前記減衰部における各波長に対応した減衰量を制御する減衰量制御部と、
前記光受信部で受信された光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達するモニタ部と、
前記光受信部において受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する誤り訂正処理制御部と、を備え、
前記ネットワーク管理システムは、
光ネットワーク情報を入力する入力部と、
前記入力部で入力された光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する閾値設定部と、
前記各ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果を示す減衰量設定情報を前記減衰量制御部に伝達すると共に、前記演算部の演算結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記誤り訂正処理制御部に伝達する通信部と、を備えたことを特徴とする光ネットワーク。
【００５６】
（付記２） 付記１に記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、前記求めた光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も高い閾値を超える波長の数が最大になるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を求めることを特徴とする光ネットワーク。
【００５７】
（付記３） 付記１または２に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記ネットワーク管理システムから伝達される前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該ノードで終端される光信号のうちで、前記光信号品質指標が最も高い閾値以上となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオフにし、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオンにすることを特徴とする光ネットワーク。
【００５８】
（付記４） 付記３に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号について、該閾値以外の他の閾値を基準にして前記光信号品質指標が高くなるのに伴い誤り訂正処理能力が下がるように、当該光信号に対応した誤り訂正処理回路の駆動状態を段階的に切り替えることを特徴とする光ネットワーク。
【００５９】
（付記５） 付記１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長に応じて光の入出力経路を切り替える波長選択スイッチを含み、該波長選択スイッチが前記減衰部としての機能を具備することを特徴とする光ネットワーク。
【００６０】
（付記６） 付記１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長分割多重光を分波する分波器と、該分波器で分波された各波長の光信号を合波する合波器と、を含み、
前記減衰部は、前記分波器および前記合波器の間の各波長に対応する光路上にそれぞれ配置した複数の可変光減衰器を含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６１】
（付記７） 付記１〜６のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、混合整数計画法により、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算することを特徴とする光ネットワーク。
【００６２】
（付記８） 付記１〜７のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、光信号対雑音比をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６３】
（付記９） 付記８に記載の光ネットワークであって、
前記モニタ部は、前記光受信部で受信された光信号の光信号対雑音比をモニタすることを特徴とする光ネットワーク。
【００６４】
（付記１０） 付記８または９に記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、前記伝送路における非線形光学効果に起因した品質劣化量をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６５】
（付記１１） 付記１〜１０のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記複数のノードは、前記伝送路を介してメッシュ状に接続されていることを特徴とする光ネットワーク。
【００６６】
（付記１２） 付記１〜１１のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記複数のノードは、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号の増幅を行う光中継ノードを含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６７】
（付記１３） 付記１〜１２のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記複数のノードは、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号の波長分散を補償する分散補償ノードを含むことを特徴とする光ネットワーク。
【００６８】
（付記１４） 伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークの制御方法であって、
前記ネットワーク管理システムにおいて、光ネットワーク情報を入力し、該光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定し、
前記複数のノードのうちで、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する、２つ以上の光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、分岐した光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達し、
前記ネットワーク管理システムにおいて、前記各光分岐挿入ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各光分岐挿入ノードにおける各波長に対応した減衰量を演算し、
前記ネットワーク管理システムにおける演算結果を示す減衰量設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達すると共に、前記演算処理の結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達し、
前記各光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、前記ネットワーク管理システムからの前記減衰量設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に減衰すると共に、前記ネットワーク管理システムからの前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードで受信した受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御することを特徴とする光ネットワークの制御方法。
【符号の説明】
【００６９】
１，２，３，４…ノード
１０…ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）
１１…入力装置
１２…出力装置
１３…ドライブ装置
１４…補助記憶装置
１５…メモリ装置
１６…演算処理装置
１７…データベース
１８…外部通信装置
１９…システムバス
２０…記録媒体
３１…入力側光アンプ
３２…分散補償モジュール（ＤＣＭ）
３３，３３’…光分岐挿入（ＯＡＤＭ）装置
３４…光受信部
３５…光送信部
３６…出力側光アンプ
３７…減衰量制御部
３８…ＦＥＣ制御部
３３１…分岐器
３３２，３３５…分波器
３３３…波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
３３４，３３８…合波器
３３６…光スイッチ（ＳＷ）
３３７…可変光減衰器（ＶＯＡ）
ＩＮＦａｔｔ…減衰量設定情報
ＩＮＦｆｅｃ…誤り訂正処理設定情報
ＩＮＦｒｃｖ…受信品質情報
ＲＸ１〜ＲＸｎ…光受信器
ＴＸ１〜ＴＸｎ…光送信器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークであって、
前記複数のノードのうちの２つ以上のノードは、それぞれ、
前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する光分岐挿入部と、
前記光分岐挿入部で分岐された光信号を受信する光受信部と、
当該ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に可変減衰させる減衰部と、
前記減衰部における各波長に対応した減衰量を制御する減衰量制御部と、
前記光受信部で受信された光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達するモニタ部と、
前記光受信部において受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する誤り訂正処理制御部と、を備え、
前記ネットワーク管理システムは、
光ネットワーク情報を入力する入力部と、
前記入力部で入力された光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する閾値設定部と、
前記各ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果を示す減衰量設定情報を前記減衰量制御部に伝達すると共に、前記演算部の演算結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記誤り訂正処理制御部に伝達する通信部と、を備えたことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、前記求めた光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も高い閾値を超える波長の数が最大になるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を求めることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記ネットワーク管理システムから伝達される前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該ノードで終端される光信号のうちで、前記光信号品質指標が最も高い閾値以上となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオフにし、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオンにすることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項４】
請求項３に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号について、該閾値以外の他の閾値を基準にして前記光信号品質指標が高くなるのに伴い誤り訂正処理能力が下がるように、当該光信号に対応した誤り訂正処理回路の駆動状態を段階的に切り替えることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長に応じて光の入出力経路を切り替える波長選択スイッチを含み、該波長選択スイッチが前記減衰部としての機能を具備することを特徴とする光ネットワーク。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長分割多重光を分波する分波器と、該分波器で分波された各波長の光信号を合波する合波器と、を含み、
前記減衰部は、前記分波器および前記合波器の間の各波長に対応する光路上にそれぞれ配置した複数の可変光減衰器を含むことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、混合整数計画法により、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算することを特徴とする光ネットワーク。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、光信号対雑音比をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項９】
請求項８に記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、前記伝送路における非線形光学効果に起因した品質劣化量をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項１０】
伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークの制御方法であって、
前記ネットワーク管理システムにおいて、光ネットワーク情報を入力し、該光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定し、
前記複数のノードのうちで、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する、２つ以上の光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、分岐した光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達し、
前記ネットワーク管理システムにおいて、前記各光分岐挿入ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各光分岐挿入ノードにおける各波長に対応した減衰量を演算し、
前記ネットワーク管理システムにおける演算結果を示す減衰量設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達すると共に、前記演算処理の結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達し、
前記各光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、前記ネットワーク管理システムからの前記減衰量設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に減衰すると共に、前記ネットワーク管理システムからの前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードで受信した受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御することを特徴とする光ネットワークの制御方法。
【請求項１】
伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークであって、
前記複数のノードのうちの２つ以上のノードは、それぞれ、
前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する光分岐挿入部と、
前記光分岐挿入部で分岐された光信号を受信する光受信部と、
当該ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に可変減衰させる減衰部と、
前記減衰部における各波長に対応した減衰量を制御する減衰量制御部と、
前記光受信部で受信された光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達するモニタ部と、
前記光受信部において受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御する誤り訂正処理制御部と、を備え、
前記ネットワーク管理システムは、
光ネットワーク情報を入力する入力部と、
前記入力部で入力された光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定する閾値設定部と、
前記各ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算する演算部と、
前記演算部の演算結果を示す減衰量設定情報を前記減衰量制御部に伝達すると共に、前記演算部の演算結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記誤り訂正処理制御部に伝達する通信部と、を備えたことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、前記求めた光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も高い閾値を超える波長の数が最大になるように、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を求めることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記ネットワーク管理システムから伝達される前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該ノードで終端される光信号のうちで、前記光信号品質指標が最も高い閾値以上となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオフにし、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号に対応した誤り訂正処理回路をオンにすることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項４】
請求項３に記載の光ネットワークであって、
前記誤り訂正処理制御部は、前記光信号品質指標が最も高い閾値未満となる光信号について、該閾値以外の他の閾値を基準にして前記光信号品質指標が高くなるのに伴い誤り訂正処理能力が下がるように、当該光信号に対応した誤り訂正処理回路の駆動状態を段階的に切り替えることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長に応じて光の入出力経路を切り替える波長選択スイッチを含み、該波長選択スイッチが前記減衰部としての機能を具備することを特徴とする光ネットワーク。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光分岐挿入部は、波長分割多重光を分波する分波器と、該分波器で分波された各波長の光信号を合波する合波器と、を含み、
前記減衰部は、前記分波器および前記合波器の間の各波長に対応する光路上にそれぞれ配置した複数の可変光減衰器を含むことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記演算部は、混合整数計画法により、前記各ノードの前記減衰部における各波長に対応した減衰量を演算することを特徴とする光ネットワーク。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、光信号対雑音比をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項９】
請求項８に記載の光ネットワークであって、
前記光信号品質指標は、前記伝送路における非線形光学効果に起因した品質劣化量をパラメータとして含むことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項１０】
伝送路を介して互いに接続された複数のノードおよび該複数のノードの動作を集中管理するネットワーク管理システムを備えた光ネットワークの制御方法であって、
前記ネットワーク管理システムにおいて、光ネットワーク情報を入力し、該光ネットワーク情報に基づき、該光ネットワーク内を伝送される各波長の光信号の終端ノードにおける信号品質を示す光信号品質指標について、２つ以上の閾値を設定し、
前記複数のノードのうちで、前記伝送路を伝送された光信号が入力され、該光信号に対して所定の波長の光信号を分岐または挿入する、２つ以上の光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、分岐した光信号の品質をモニタし、該モニタ結果を示す受信品質情報を前記ネットワーク管理システムに伝達し、
前記ネットワーク管理システムにおいて、前記各光分岐挿入ノードから伝達される前記受信品質情報を基に各波長に対応した前記光信号品質指標を求め、該光信号品質指標の全てが前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以上となり、かつ、前記光信号品質指標が前記閾値設定部で設定された最も低い閾値以外の閾値を超える波長の数が目標値以上となるように、前記各光分岐挿入ノードにおける各波長に対応した減衰量を演算し、
前記ネットワーク管理システムにおける演算結果を示す減衰量設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達すると共に、前記演算処理の結果に基づいて決まる各波長に対応した誤り訂正処理の設定を示す誤り訂正処理設定情報を前記各光分岐挿入ノードに伝達し、
前記各光分岐挿入ノードにおいて、それぞれ、前記ネットワーク管理システムからの前記減衰量設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードから前記伝送路に挿入する各波長の光信号のパワーを波長毎に減衰すると共に、前記ネットワーク管理システムからの前記誤り訂正処理設定情報に従って、当該光分岐挿入ノードで受信した受信信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正処理回路の駆動状態を制御することを特徴とする光ネットワークの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１６０１６２（Ｐ２０１１−１６０１６２Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７１７（Ｐ２０１０−１９７１７）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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