光伝送装置および光インターリーブ制御方法
【課題】帯域可変のインターリーブを実現する。
【解決手段】光伝送装置は、インターリーバ、合波部、モニタ部および制御部を備える。インターリーバは、光キャリアをフィルタリングする。合波部は、インターリーバからの出力光を合波して合波光を生成する。モニタ部は、合波光の光強度をモニタする。制御部は、インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へインターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、光強度の最大値が大きくなる方向へフィルタ特性の中心周波数を変化させる。
【解決手段】光伝送装置は、インターリーバ、合波部、モニタ部および制御部を備える。インターリーバは、光キャリアをフィルタリングする。合波部は、インターリーバからの出力光を合波して合波光を生成する。モニタ部は、合波光の光強度をモニタする。制御部は、インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へインターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、光強度の最大値が大きくなる方向へフィルタ特性の中心周波数を変化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送を行う光伝送装置および光インターリーブ制御を行う光インターリーブ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長多重技術（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）を用いる光伝送システムは、伝送容量が増大している。例えば、１チャネル当たりの伝送速度が１００Ｇｂｉｔ／ｓ級のイーサネット（登録商標）などのクライアント信号を転送するＯＴＵ４（Optical channel Transport Unit 4）などの標準化が進んでいる。
【０００３】
また、１００Ｇｂｉｔ／ｓ信号を長距離伝送する光変調方式として、光ファイバを伝搬する直交する偏波に、それぞれ４値の位相変調を行うＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying）の変復調技術が開発されている。
【０００４】
今後、さらなる伝送容量の増大に対応するために、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの４値以上の多値変調方式などの適用が検討されている。
従来技術として、伝送エラーレートにもとづき光変調度を調整する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
所定の周波数間隔の光信号を発生させる際に用いられる装置としては、インターリーバ（Interleaver）がある。インターリーバは、光信号の周波数間隔（グリッド間隔）を変えて個別の光変調器に向けて波長分波（インターリーブ）する機能を有するが、従来では固定的な帯域のインターリーブしかできなかった。
【０００７】
例えば、５０ＧＨｚ（波長０．４ｎｍ相当）間隔の光信号を、２００ＧＨｚ（１．６ｎｍ相当）間隔の光信号にインターリーブするというように、固定的な帯域でインターリーブすることしかできず、帯域可変のインターリーブを行うための制御が確立されていなかった。
【０００８】
このため、従来では、複数の光変調方式を異なる周波数間隔で光伝送を行う場合には、各光変調方式とキャリア周波数間隔に対応した複数台のインターリーバを用意することになり、システム規模、消費電力およびコストなどが増加するといった問題があった。
【０００９】
光通信ネットワークでは、伝送容量または伝送距離等に応じて、最適な光変調方式を適用することが重要であり、複数の光変調方式を１台の装置でサポート可能な帯域可変のインターリーブ技術が要望されている。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、帯域可変のインターリーブを行う光伝送装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、帯域可変のインターリーブを行う光インターリーブ制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、光伝送装置が提供される。光伝送装置は、光キャリアをフィルタリングするインターリーバと、前記インターリーバからの出力光を合波して合波光を生成する合波部と、前記合波光の光強度をモニタするモニタ部と、前記インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、前記合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へ前記インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させる制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
帯域可変のイーターリーブを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光伝送装置の構成例を示す図である。
【図２】グリッド間隔調整を示す図である。
【図３】中心周波数調整を示す図である。
【図４】光伝送装置の構成例を示す図である。
【図５】周波数コム光源の出力特性を示す図である。
【図６】帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。
【図７】ＷＳＳの出力特性を示す図である。
【図８】周波数コム光源の出力特性を示す図である。
【図９】帯域可変インターリーバの透過特性を示す図である。
【図１０】ＷＳＳの出力特性を示す図である。
【図１１】帯域可変インターリーブの制御シーケンスを示す図である。
【図１２】帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。
【図１３】帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。
【図１４】合波光の光強度を示す図である。
【図１５】合波光の光強度を示す図である。
【図１６】合波光のピーク値とボトム値との差分を示す図である。
【図１７】グリッド間隔調整および中心周波数後のスペクトルを示す図である。
【図１８】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図１９】光送受信部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光伝送装置の構成例を示す図である。光伝送装置１は、光キャリア発生部１ａ、インターリーバ１ｂ、合波部１ｃ、モニタ部１ｄおよび制御部１ｅを備える。
【００１５】
光キャリア発生部１ａは、周波数が可変設定された周波数設定信号にもとづいて、設定された周波数のグリッド間隔である基準グリッド間隔の周期性を有する光キャリア（光搬送波信号）を発生する。
【００１６】
インターリーバ１ｂは、光キャリアをフィルタリングしてインターリーブする。具体的には、制御部１ｅから送信された制御信号にもとづいて、フィルタ特性（透過特性）のグリッド間隔と、フィルタ特性の中心周波数とを可変して、入力した光キャリアを該フィルタ特性でフィルタリングしてインターリーブする。
【００１７】
合波部１ｃは、インターリーバ１ｂからの出力光を合波して合波光を生成する。モニタ部１ｄは、合波光の光強度をモニタする。
制御部１ｅは、周波数設定信号および制御信号を生成して出力する。また、インターリーバ１ｂのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へインターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、光強度の最大値が大きくなる方向へフィルタ特性の中心周波数を変化させる。
【００１８】
具体的には、合波光のピーク値とボトム値との差分を算出し、差分が最大となる方向へインターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔を可変させる制御を行う。さらに、合波光のピーク値が最大となる方向へインターリーバ１ｂのフィルタ特性の中心周波数を可変させる制御を行う。
【００１９】
この場合、制御部１ｅは、インターリーバ１ｂに対して、フィルタ特性のグリッド間隔を基準グリッド間隔に一致させるグリッド間隔調整を行う。さらに、フィルタ特性の中心周波数を、光キャリア発生部１ａから出力した光キャリアの中心周波数に一致させる中心周波数調整を行う。
【００２０】
次にグリッド間隔調整および中心周波数調整について説明する。図２はグリッド間隔調整を示す図である。波形スペクトルｗ１は、光キャリア発生部１ａから出力された、基準グリッド間隔ｇ１の周期性を有する光キャリアを示しており、縦軸は光強度、横軸は周波数である。波形スペクトルｗ２は、インターリーバ１ｂのフィルタ特性を示しており、縦軸は光強度、横軸は周波数である。
【００２１】
なお、基準グリッド間隔ｇ１は、各光キャリアの中心周波数（図中、実線矢印）間隔である。また、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２は、フィルタ特性の各スペクトル（透過スペクトル）の中心周波数（図中、点線矢印）間隔である。
【００２２】
グリッド間隔調整は、光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２とを等しくするための調整である。
例えば、グリッド間隔ｇ２の現在の状態が、基準グリッド間隔ｇ１よりも大きいとする（グリッド間隔ｇ２＞基準グリッド間隔ｇ１）。この場合、制御部１ｅから供給される制御信号にもとづき、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２は、基準グリッド間隔ｇ１と等しくなるように可変調整が行われる。波形スペクトルｗ２−１は、基準グリッド間隔ｇ１とグリッド間隔ｇ２とが一致した状態を示している。
【００２３】
図３は中心周波数調整を示す図である。図２に示したグリッド間隔調整を行って、光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２とを一致させた後に、中心周波数調整を行う。中心周波数調整は、光キャリアの中心周波数と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のスペクトルの中心周波数とを一致させるための調整である。
【００２４】
例えば、波形スペクトルｗ１、ｗ２−１に示すように、光キャリアの中心周波数に対して、フィルタ特性のスペクトルの中心周波数が、高周波側へΔｆずれていたとする。この場合、制御部１ｅから与えられる制御信号にもとづき、インターリーバ１ｂのフィルタ特性の中心周波数は、光キャリアの中心周波数と一致するように、低周波側へΔｆシフトされる可変調整が行われる。波形スペクトルｗ２−２は、光キャリアの中心周波数と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のスペクトルの中心周波数とが一致した状態を示している。
【００２５】
次に光伝送装置の構成例について説明する。図４は光伝送装置の構成例を示す図である。光伝送装置１０は、種光源１１ａ、可変周波数発振部１１ｂ、周波数コム（comb）光源１１ｃ、帯域可変インターリーバ１２、光変調器１３−１〜１３−４、光カプラ１４、モニタ部１５、制御部１６を備える。
【００２６】
なお、種光源１１ａ、可変周波数発振部１１ｂおよび周波数コム光源１１ｃは、図１の光キャリア発生部１ａの機能を実現する構成要素に該当する。また、帯域可変インターリーバ１２は、図１のインターリーバ１ｂに対応し、光カプラ１４は、図１の合波部１ｃに対応する。さらに、モニタ部１５は、図１のモニタ部１ｄに対応し、制御部１６は、図１の制御部１ｅに対応する。
【００２７】
種光源１１ａは、波長チューナブル光源であって、制御部１６からの波長設定指示にもとづき、設定指示された波長の連続光を発出する。可変周波数発振部１１ｂは、制御部１６から出力された周波数設定信号にもとづき、周波数が設定指示された周波数信号を出力する。周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａから発出された光を周波数信号で変調して、複数波長の周期性を有する光キャリアを出力する。
【００２８】
ここで、光の多重方式として、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式の光伝送を行うとすると、制御部１６は、２５ＧＨｚの周波数設定信号を可変周波数発振部１１ｂへ送信する。可変周波数発振部１１ｂは、該周波数設定信号にもとづき、２５ＧＨｚの周波数信号を出力する。そして、周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａからの発出光を２５ＧＨｚの周波数信号で変調して、２５ＧＨｚ周期の光キャリアを出力する（２５ＧＨｚ間隔置きに光キャリアが出力される）。
【００２９】
また、例えば、ＷＤＭ方式の光伝送を行う場合は、制御部１６は、５０ＧＨｚの周波数設定信号を可変周波数発振部１１ｂへ送信する。可変周波数発振部１１ｂは、該周波数設定信号にもとづき、５０ＧＨｚの周波数信号を出力する。そして、周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａからの発出光を５０ＧＨｚの周波数信号で変調して、５０ＧＨｚ周期の光キャリアを出力する（５０ＧＨｚ間隔置きに光キャリアが出力される）。
【００３０】
帯域可変インターリーバ１２は、周波数コム光源１１ｃから出力された各光キャリアに後段の光変調器１３−１〜１３−４で該当の光変調を施すために、制御部１６から出力される制御信号にもとづき、フィルタ特性のグリッド間隔および中心周波数を可変して、フィルタ特性の周波数帯域を可変する。
【００３１】
そして、帯域可変後のグリッド間隔および中心周波数を有するフィルタ特性で、入力した光キャリアのフィルタリングを行って、所定のポート＃１〜＃４から各光キャリアをインターリーブ（間引き）する。
【００３２】
光変調器１３−１〜１３−４は、入力した光キャリアを個別に光変調する。光カプラ１４は、光変調後の光信号を合波して２分岐して出力する。分岐された一方の合波光は、後段処理部であるＷＳＳ（Wavelength Selective Switch：波長選択スイッチ）５１へ送信され、分岐された他方の合波光は、モニタ部１５へ送信される。モニタ部１５は、合波光の光強度の波長依存性をモニタする。
【００３３】
制御部１６は、種光源１１ａに対して、設定すべき波長の波長設定指示を与える。また、可変周波数発振部１１ｂに対して、多重方式に応じた周波数設定信号を出力する。例えば、ＯＦＤＭの場合は２５ＧＨｚの周波数設定信号を出力し、ＷＤＭの場合は、５０ＧＨｚの周波数設定信号を出力する。
【００３４】
さらに、制御部１６は、モニタ部１５のモニタ結果にもとづき、グリッド間隔調整および中心周波数調整を行うための制御信号を生成して、帯域可変インターリーバ１２へ出力し、帯域可変インターリーバ１２の帯域を可変制御する。
【００３５】
なお、制御部１６は、図示しない保守端末に接続可能であり、保守端末から通知された設定情報にもとづいて、装置内の設定を行う。また、保守端末に対して運用状態の表示制御等も行う。
【００３６】
次に周波数コム光源１１ｃの出力特性、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性およびＷＳＳ５１の出力特性の各波形スペクトルについて説明する。
なお、一例として、４００Ｇｂｐｓの光伝送を行うものとして、ＯＦＤＭ方式の光伝送モード（２５ＧＨｚ間隔、４サブキャリア×１００Ｇｂｐｓ）と、ＷＤＭ方式の光伝送モード（５０ＧＨｚ間隔、４波のＷＤＭ光）とについて説明する。
【００３７】
（１）ＯＦＤＭ方式の光伝送モードについて。
図５は周波数コム光源の出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。ＯＦＤＭ方式の場合、２５ＧＨｚ間隔で光キャリアが周波数コム光源１１ｃから出力する。
【００３８】
図６は帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、横軸は、帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４毎に波長軸をとっている（ポート単位にフィルタ特性を階層的に図示している）。帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４それぞれから、異なる中心周波数を持つ光キャリアがインターリーブ出力されている。
【００３９】
図７はＷＳＳの出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、点線はＷＳＳ５１の透過領域を示している。
（２）ＷＤＭ方式の光伝送モードについて。
【００４０】
図８は周波数コム光源の出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。ＷＤＭ方式の場合、５０ＧＨｚ間隔で光キャリアが周波数コム光源１１ｃから出力する。
図９は帯域可変インターリーバの透過特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、横軸は、帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４毎に波長軸をとっている（ポート単位にフィルタ特性を階層的に図示している）。帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４それぞれから、異なる中心周波数を持つ光キャリアがインターリーブ出力されている。
【００４１】
図１０はＷＳＳの出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、点線はＷＳＳ５１の透過領域を示している。
ここで、上記の図７に示すＷＳＳ５１の出力特性を見ると、ＷＳＳ５１の透過領域内でＯＦＤＭ方式の光キャリアは重複している。ＯＦＤＭ方式では、光キャリア同士が互いに直交するので、後段処理でチャネル分離が可能であり、このため、チャネル間での重複が許されるからである。一方、図１０に示すＷＳＳ５１の出力特性を見ると、ＷＤＭ方式の光キャリアは重複部分がない。ＷＤＭ方式では、重複部分はクロストークになるからである。
【００４２】
このように、ＯＦＤＭの場合は、同じ１００Ｇｂｐｓを送る場合でも、チャネル間を狭くできるので周波数効率はよい。また、ＷＤＭの場合は、チャネル間の重複がないので光Ｓ／Ｎが高く長距離伝送に適している。
【００４３】
次に帯域可変イーターリーブ制御について説明する。図１１は帯域可変インターリーブの制御シーケンスを示す図である。
〔Ｓ１〕周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａから発出された光を、可変周波数発振部１１ｂから出力された周波数信号で変調して、周波数信号で設定された所望の基準グリッド間隔ｇ１の周期を持つ光キャリアを出力する。
【００４４】
〔Ｓ２〕制御部１６は、初期設定値にもとづき、光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１に対して、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を粗く設定するための制御信号を、帯域可変インターリーバ１２へ与える。帯域可変インターリーバ１２は、該制御信号にもとづき、グリッド間隔ｇ２の粗設定を行う（初期設定値の内容については後述する）。
【００４５】
〔Ｓ３〕モニタ部１５は、光カプラ１４から出力される合波光の光強度をモニタし、モニタ結果を制御部１６へ送信する。
〔Ｓ４〕制御部１６は、モニタ結果から、合波光のピーク値とボトム値との差分を算出する。そして、制御信号により、差分が最大となる方向へ帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を可変させて、グリッド間隔調整を行う。
【００４６】
〔Ｓ５〕制御部１６は、モニタ結果から、合波光のピーク値を求める。そして、制御信号により、ピーク値が最大となる方向へ帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数を可変させて、中心周波数調整を行う。
【００４７】
〔Ｓ６〕制御部１６は、ステップＳ４、Ｓ５で調整したグリッド間隔ｇ２および中心周波数で固定設定する。そして、帯域可変インターリーバ１２は、設定されたフィルタ特性で光キャリアのフィルタリングを行って、光伝送装置１０の運用が開示される。なお、制御部１６は、運用中もモニタ結果を確認して、帯域可変インターリーバ１２に対して、グリッド間隔および中心周波数の微調整を行う。
【００４８】
次に初期設定値について説明する。制御部１６は、初期運用設定時に、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を基準グリッド間隔ｇ１に粗く設定する粗設定を行う。このため、粗設定を行うための初期設定値が登録された初期設定テーブルを内部メモリに有している。
【００４９】
ここで、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性は、例えば、帯域可変インターリーバ１２内の光導波路に与える温度変化により、該光導波路の屈折率を変化させることで可変できる。
【００５０】
したがって、帯域可変インターリーバ１２が温度変化により、導波路の屈折率を変化させることでフィルタ特性を変える構成を有している場合には、初期設定テーブルの属性項目には、グリッド間隔および温度値が登録される（保守端末からの設定が可能）。
【００５１】
例えば、グリッド間隔が２５ＧＨｚの設定には、光導波路に与える温度はＡ℃であり、グリッド間隔が５０ＧＨｚの設定には、光導波路に与える温度はＢ℃というように登録されている。
【００５２】
したがって、グリッド間隔を例えば、２５ＧＨｚで粗設定する際には、制御部１６は、初期設定テーブルの登録値にもとづき、帯域可変インターリーバ１２の光導波路に与える温度がＡ℃となるような、制御信号を出力する。帯域可変インターリーバ１２は、該制御信号を用いて、内部の温度設定素子の温度を変化させて、光導波路の屈折率を変化させて粗設定を行う。
【００５３】
なお、粗設定に限らず、帯域可変インターリーバ１２が上記のような構成の場合には、グリッド間隔調整および中心周波数調整を行う際にも、このような温度設定でフィルタ特性が制御される。
【００５４】
また、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性は、例えば、空間光学系に用いるミラー素子などの角度位置の変化による光路長の変化によっても実現される。したがって、帯域可変インターリーバ１２がミラー素子の角度変化により、光路長を変化させることでフィルタ特性を変える構成を有している場合には、初期設定テーブルの属性項目には、グリッド間隔およびミラー素子の角度値が登録される（保守端末からの設定が可能）。
【００５５】
例えば、グリッド間隔が２５ＧＨｚの設定には、ミラー素子に与える角度はＣ度であり、グリッド間隔が５０ＧＨｚの設定には、ミラー素子に与える角度はＤ度というように登録されている。
【００５６】
したがって、グリッド間隔を例えば、２５ＧＨｚで粗設定する際には、制御部１６は、初期設定テーブルの登録値にもとづき、帯域可変インターリーバ１２のミラー素子に与える角度がＣ度となるような、制御信号を出力する。帯域可変インターリーバ１２は、該制御信号を用いて、内部のミラー素子駆動部を駆動させて、光路長を変化させて粗設定を行う。
【００５７】
なお、粗設定に限らず、帯域可変インターリーバ１２が上記のような構成の場合には、グリッド間隔調整および中心周波数調整を行う際にも、このようなミラー角度設定でフィルタ特性が制御される。
【００５８】
次に帯域可変インターリーブ制御について具体的な波形スペクトルを挙げて説明する。なお、ＷＤＭ方式（光キャリアの周波数間隔が５０ＧＨｚ）を行う場合について示す。
図１２、図１３は帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。縦軸は透過特性（ｄＢ）であり、横軸は周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数に対する相対周波数（ＧＨｚ）である。
【００５９】
図１２の波形スペクトルｗ１１では、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が５０ＧＨｚ間隔の透過特性を示している。この場合は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２と、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１とが共に５０ＧＨｚで一致する。
【００６０】
図１３の波形スペクトルｗ１２では、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が４５ＧＨｚ間隔の透過特性を示している。この場合は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が４５ＧＨｚであり、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔が５０ＧＨｚであるので、５ＧＨｚの格差が生じている。
【００６１】
図１４、図１５は帯域可変インターリーバのフィルタ特性の中心周波数を変化させた場合の合波光の光強度を示す図である。縦軸はモニタ部１５で検出される合波光の光強度の相対値（ｄＢ）であり、横軸は周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数に対する帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数の変化量（ＧＨｚ）である。
【００６２】
図１４の波形スペクトルｗ１３は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が５０ＧＨｚ間隔の透過特性である図１２の場合における、合波光の光強度のスペクトルを示している。
【００６３】
一方、図１５の波形スペクトルｗ１４は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が４５ＧＨｚ間隔の透過特性である図１３の場合における、合波光の光強度のスペクトルを示している。
【００６４】
図１４と図１５とからわかるように、グリッド間格差が生じていなく一致している図１４の場合には、合波光のピーク値とボトム値との差分は最大となる。これに対し、グリッド間格差が生じている図１５のような場合には、差分は最大とはならない。
【００６５】
したがって、合波光のピーク値とボトム値との差分が最大となる方向へ、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２を可変させることで、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を基準グリッド間隔ｇ１に一致させることが可能になる。
【００６６】
また、合波光のピーク値が最大となる箇所が、光キャリアの中心周波数と、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数が一致する箇所である。したがって、合波光のピーク値が最大となる方向へ、フィルタ特性の中心周波数を可変させることで、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数を光キャリアの中心周波数に一致させることが可能になる。
【００６７】
図１６は合波光のピーク値とボトム値との差分を示す図である。縦軸は合波光のピーク値とボトム値との差分（ｄＢ）であり、横軸は帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性のグリッド間隔（ＧＨｚ）である。
【００６８】
帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２と、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１とが共に５０ＧＨｚで一致しているときの波形スペクトルｗ１５では、差分値の最大値が３５ｄＢとなっている。したがって、差分値が３５ｄＢとなる方向へグリッド間隔ｇ２を可変させることになる。
【００６９】
図１７はグリッド間隔調整および中心周波数調整後のスペクトルを示す図である。縦軸はモニタ部１５で検出される合波光の光強度の相対値（ｄＢ）であり、横軸は帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数と、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数との調整差（ＧＨｚ）である。
【００７０】
波形スペクトルｗ１６では、グリッド間隔調整によって、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２は、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１と一致する。かつ中心周波数調整によって、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数と周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数とは一致する。このように調整された状態で運用を開始することになる。
【００７１】
以上説明したように、光伝送装置は、インターリーバからの出力の合波光をモニタし、モニタ結果にもとづいて、合波光のピーク値とボトム値との差分を算出し、差分が最大となる方向へインターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を可変させ、ピーク値が最大となる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を可変させる構成とした。これにより、帯域可変のインターリーブを実現することが可能になる。
【００７２】
また、所望の基準グリッド間隔を有する光キャリアに対して、インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を可変させて、グリッド間隔を基準グリッド間隔に一致させるグリッド間隔調整を行い、フィルタ特性の中心周波数を可変させて、フィルタ特性の中心周波数を光キャリアの中心周波数に一致させる中心周波数調整を行う構成とした。これにより、多様な多重方式および光変調方式に適応的に対応することが可能になり、任意の多重方式および光変調方式を１台の装置でサポートすることが可能になる。
【００７３】
次に光伝送装置１０の機能を有する光伝送システムの構成例について説明する。図１８は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム１００は、帯域可変トランスポンダ３０、クライアント装置４０−１〜４０−ｎ、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add／Drop Multiplexer）装置５０および光伝送制御部６０を備える。
【００７４】
帯域可変トランスポンダ３０は、クライアント収容部３１−１〜３１−ｎ、マトリクススイッチ３２および伝送処理部３３−１〜３３−ｎを備える。また、クライアント収容部３１−１〜３１−ｎは、光モジュール３１ａおよびクライアント信号終端部３１ｂを含む。伝送処理部３３−１〜３３−ｎは、フレーム処理部３３ａおよび光送受信部１０ａを含む。
【００７５】
なお、光送受信部１０ａは、図４に示した光伝送装置１０の制御部１６を除く構成要素の機能を有している。光伝送制御部６０は、図４に示した制御部１６の機能を有している。
【００７６】
クライアント装置４０−１〜４０−ｎは、クライアント収容部３１−１〜３１−ｎ内の光モジュール３１ａに接続する。光モジュール３１ａは、クライアント装置４０−１〜４０−ｎから送信された光信号を受信してＯ／Ｅ変換する。または、クライアント信号終端部３１ｂから送信されたクライアント信号をＥ／Ｏ変換する。
【００７７】
クライアント信号終端部３１ｂは、光モジュール３１ａまたはマトリクススイッチ３２から送信された信号の終端処理を行う。マトリクススイッチ３２は、光伝送制御部６０からのスイッチ指示にもとづくスイッチング処理を行って、受信信号を所定ポートから出力する。フレーム処理部３３ａは、フレーム処理として、アドレス解決処理や誤り訂正処理等を行う。
【００７８】
光送受信部１０ａは、光伝送制御部６０からの制御指示にもとづき、光送信／受信処理を行う。ＲＯＡＤＭ装置５０は、ＷＳＳ５１を含み、光伝送制御部６０からの波長のＡｄｄ（挿入）／Ｄｒｏｐ（分岐）指示にもとづき、指示された波長の光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐ制御を行う。
【００７９】
光伝送制御部６０は、図示しない保守端末が接続可能であり、保守端末から運用に関わる設定を受け、上記に示した各種の制御指示を所定の構成要素に送信する。また、保守端末に対して運用状態の表示制御なども行う。
【００８０】
図１９は光送受信部の構成例を示す図である。光送受信部１０ａは、種光源１１ａ、可変周波数発振部１１ｂ、周波数コム光源１１ｃ、帯域可変インターリーバ１２、光変調器１３−１〜１３−４、光カプラ１４、モニタ部１５、符号変換部１７、光カプラ２１、ＬＯ（Local Oscillator）２２、光フロントエンド部２３−１〜２３−４、Ａ／Ｄ部２４−１〜２４−４およびディジタル信号処理部２５を備える。
【００８１】
なお、フレーム処理部３３ａからＲＯＡＤＭ装置５０への方向に流れる処理に関わる構成要素について、図４で上述した構成要素についての説明は省略する。符号変換部１７は、フレーム処理部３３ａから送信されたディジタル信号をサブキャリアまたは多値符号にコーディングする符号変換を行い、Ｄ／Ａ変換を行ってアナログ信号を生成する。そして、該アナログ信号を光変調器１３−１〜１３−４へ送信する。光変調器１３−１〜１３−４では、帯域可変インターリーバ１２から出力された光キャリアを該アナログ信号で光変調する。
【００８２】
一方、ＲＯＡＤＭ装置５０からフレーム処理部３３ａへの方向に流れる信号の処理では、ディジタルコヒーレント受信が行われる。光カプラ２１は、ＲＯＡＤＭ装置５０からの出力光を光分岐する。
【００８３】
ＬＯ２２は、発振周波数を可変に設定して局部発振光を出力する。光フロントエンド部２３−１〜２３−４は、光カプラ２１から出力された光信号と、局部発振光とをミキシングして、光信号の電界情報（光の位相および強度）に対応するベースバンド信号を出力する。また、光フロントエンド部２３−１〜２３−４は、Ｏ／Ｅ変換機能を有し、電界情報であるベースバンド信号をアナログの電気信号に変換する。
【００８４】
Ａ／Ｄ部２４−１〜２４−４は、所定のサンプリングクロックのサンプリングタイミングで、電界情報を含むアナログ信号を量子化し、ディジタル信号に変換して出力する。
ディジタル信号処理部２５は、ディジタル信号を受信して、ディジタル信号処理による検波を行って復調し、クライアント信号を生成してフレーム処理部３３ａへ出力する。
【００８５】
以上説明したように、光伝送装置では、制御信号にもとづいて、インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔および中心周波数を可変的に制御して調整する構成とした。これにより、帯域可変のインターリーブが可能になる。
【００８６】
また、帯域可変のインターリーブが可能なため、１台の装置で、伝送システムに応じた最適な多重方式および光変調方式を、柔軟に選択して設定することも可能になり、システム規模、消費電力およびコストを低減させることが可能になる。
【００８７】
以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１ 光伝送装置
１ａ 光キャリア発生部
１ｂ インターリーバ
１ｃ 合波部
１ｄ モニタ部
１ｅ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送を行う光伝送装置および光インターリーブ制御を行う光インターリーブ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長多重技術（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）を用いる光伝送システムは、伝送容量が増大している。例えば、１チャネル当たりの伝送速度が１００Ｇｂｉｔ／ｓ級のイーサネット（登録商標）などのクライアント信号を転送するＯＴＵ４（Optical channel Transport Unit 4）などの標準化が進んでいる。
【０００３】
また、１００Ｇｂｉｔ／ｓ信号を長距離伝送する光変調方式として、光ファイバを伝搬する直交する偏波に、それぞれ４値の位相変調を行うＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying）の変復調技術が開発されている。
【０００４】
今後、さらなる伝送容量の増大に対応するために、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの４値以上の多値変調方式などの適用が検討されている。
従来技術として、伝送エラーレートにもとづき光変調度を調整する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９４０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
所定の周波数間隔の光信号を発生させる際に用いられる装置としては、インターリーバ（Interleaver）がある。インターリーバは、光信号の周波数間隔（グリッド間隔）を変えて個別の光変調器に向けて波長分波（インターリーブ）する機能を有するが、従来では固定的な帯域のインターリーブしかできなかった。
【０００７】
例えば、５０ＧＨｚ（波長０．４ｎｍ相当）間隔の光信号を、２００ＧＨｚ（１．６ｎｍ相当）間隔の光信号にインターリーブするというように、固定的な帯域でインターリーブすることしかできず、帯域可変のインターリーブを行うための制御が確立されていなかった。
【０００８】
このため、従来では、複数の光変調方式を異なる周波数間隔で光伝送を行う場合には、各光変調方式とキャリア周波数間隔に対応した複数台のインターリーバを用意することになり、システム規模、消費電力およびコストなどが増加するといった問題があった。
【０００９】
光通信ネットワークでは、伝送容量または伝送距離等に応じて、最適な光変調方式を適用することが重要であり、複数の光変調方式を１台の装置でサポート可能な帯域可変のインターリーブ技術が要望されている。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、帯域可変のインターリーブを行う光伝送装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、帯域可変のインターリーブを行う光インターリーブ制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、光伝送装置が提供される。光伝送装置は、光キャリアをフィルタリングするインターリーバと、前記インターリーバからの出力光を合波して合波光を生成する合波部と、前記合波光の光強度をモニタするモニタ部と、前記インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、前記合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へ前記インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させる制御部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
帯域可変のイーターリーブを行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光伝送装置の構成例を示す図である。
【図２】グリッド間隔調整を示す図である。
【図３】中心周波数調整を示す図である。
【図４】光伝送装置の構成例を示す図である。
【図５】周波数コム光源の出力特性を示す図である。
【図６】帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。
【図７】ＷＳＳの出力特性を示す図である。
【図８】周波数コム光源の出力特性を示す図である。
【図９】帯域可変インターリーバの透過特性を示す図である。
【図１０】ＷＳＳの出力特性を示す図である。
【図１１】帯域可変インターリーブの制御シーケンスを示す図である。
【図１２】帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。
【図１３】帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。
【図１４】合波光の光強度を示す図である。
【図１５】合波光の光強度を示す図である。
【図１６】合波光のピーク値とボトム値との差分を示す図である。
【図１７】グリッド間隔調整および中心周波数後のスペクトルを示す図である。
【図１８】光伝送システムの構成例を示す図である。
【図１９】光送受信部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光伝送装置の構成例を示す図である。光伝送装置１は、光キャリア発生部１ａ、インターリーバ１ｂ、合波部１ｃ、モニタ部１ｄおよび制御部１ｅを備える。
【００１５】
光キャリア発生部１ａは、周波数が可変設定された周波数設定信号にもとづいて、設定された周波数のグリッド間隔である基準グリッド間隔の周期性を有する光キャリア（光搬送波信号）を発生する。
【００１６】
インターリーバ１ｂは、光キャリアをフィルタリングしてインターリーブする。具体的には、制御部１ｅから送信された制御信号にもとづいて、フィルタ特性（透過特性）のグリッド間隔と、フィルタ特性の中心周波数とを可変して、入力した光キャリアを該フィルタ特性でフィルタリングしてインターリーブする。
【００１７】
合波部１ｃは、インターリーバ１ｂからの出力光を合波して合波光を生成する。モニタ部１ｄは、合波光の光強度をモニタする。
制御部１ｅは、周波数設定信号および制御信号を生成して出力する。また、インターリーバ１ｂのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へインターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、光強度の最大値が大きくなる方向へフィルタ特性の中心周波数を変化させる。
【００１８】
具体的には、合波光のピーク値とボトム値との差分を算出し、差分が最大となる方向へインターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔を可変させる制御を行う。さらに、合波光のピーク値が最大となる方向へインターリーバ１ｂのフィルタ特性の中心周波数を可変させる制御を行う。
【００１９】
この場合、制御部１ｅは、インターリーバ１ｂに対して、フィルタ特性のグリッド間隔を基準グリッド間隔に一致させるグリッド間隔調整を行う。さらに、フィルタ特性の中心周波数を、光キャリア発生部１ａから出力した光キャリアの中心周波数に一致させる中心周波数調整を行う。
【００２０】
次にグリッド間隔調整および中心周波数調整について説明する。図２はグリッド間隔調整を示す図である。波形スペクトルｗ１は、光キャリア発生部１ａから出力された、基準グリッド間隔ｇ１の周期性を有する光キャリアを示しており、縦軸は光強度、横軸は周波数である。波形スペクトルｗ２は、インターリーバ１ｂのフィルタ特性を示しており、縦軸は光強度、横軸は周波数である。
【００２１】
なお、基準グリッド間隔ｇ１は、各光キャリアの中心周波数（図中、実線矢印）間隔である。また、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２は、フィルタ特性の各スペクトル（透過スペクトル）の中心周波数（図中、点線矢印）間隔である。
【００２２】
グリッド間隔調整は、光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２とを等しくするための調整である。
例えば、グリッド間隔ｇ２の現在の状態が、基準グリッド間隔ｇ１よりも大きいとする（グリッド間隔ｇ２＞基準グリッド間隔ｇ１）。この場合、制御部１ｅから供給される制御信号にもとづき、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２は、基準グリッド間隔ｇ１と等しくなるように可変調整が行われる。波形スペクトルｗ２−１は、基準グリッド間隔ｇ１とグリッド間隔ｇ２とが一致した状態を示している。
【００２３】
図３は中心周波数調整を示す図である。図２に示したグリッド間隔調整を行って、光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２とを一致させた後に、中心周波数調整を行う。中心周波数調整は、光キャリアの中心周波数と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のスペクトルの中心周波数とを一致させるための調整である。
【００２４】
例えば、波形スペクトルｗ１、ｗ２−１に示すように、光キャリアの中心周波数に対して、フィルタ特性のスペクトルの中心周波数が、高周波側へΔｆずれていたとする。この場合、制御部１ｅから与えられる制御信号にもとづき、インターリーバ１ｂのフィルタ特性の中心周波数は、光キャリアの中心周波数と一致するように、低周波側へΔｆシフトされる可変調整が行われる。波形スペクトルｗ２−２は、光キャリアの中心周波数と、インターリーバ１ｂのフィルタ特性のスペクトルの中心周波数とが一致した状態を示している。
【００２５】
次に光伝送装置の構成例について説明する。図４は光伝送装置の構成例を示す図である。光伝送装置１０は、種光源１１ａ、可変周波数発振部１１ｂ、周波数コム（comb）光源１１ｃ、帯域可変インターリーバ１２、光変調器１３−１〜１３−４、光カプラ１４、モニタ部１５、制御部１６を備える。
【００２６】
なお、種光源１１ａ、可変周波数発振部１１ｂおよび周波数コム光源１１ｃは、図１の光キャリア発生部１ａの機能を実現する構成要素に該当する。また、帯域可変インターリーバ１２は、図１のインターリーバ１ｂに対応し、光カプラ１４は、図１の合波部１ｃに対応する。さらに、モニタ部１５は、図１のモニタ部１ｄに対応し、制御部１６は、図１の制御部１ｅに対応する。
【００２７】
種光源１１ａは、波長チューナブル光源であって、制御部１６からの波長設定指示にもとづき、設定指示された波長の連続光を発出する。可変周波数発振部１１ｂは、制御部１６から出力された周波数設定信号にもとづき、周波数が設定指示された周波数信号を出力する。周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａから発出された光を周波数信号で変調して、複数波長の周期性を有する光キャリアを出力する。
【００２８】
ここで、光の多重方式として、例えば、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式の光伝送を行うとすると、制御部１６は、２５ＧＨｚの周波数設定信号を可変周波数発振部１１ｂへ送信する。可変周波数発振部１１ｂは、該周波数設定信号にもとづき、２５ＧＨｚの周波数信号を出力する。そして、周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａからの発出光を２５ＧＨｚの周波数信号で変調して、２５ＧＨｚ周期の光キャリアを出力する（２５ＧＨｚ間隔置きに光キャリアが出力される）。
【００２９】
また、例えば、ＷＤＭ方式の光伝送を行う場合は、制御部１６は、５０ＧＨｚの周波数設定信号を可変周波数発振部１１ｂへ送信する。可変周波数発振部１１ｂは、該周波数設定信号にもとづき、５０ＧＨｚの周波数信号を出力する。そして、周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａからの発出光を５０ＧＨｚの周波数信号で変調して、５０ＧＨｚ周期の光キャリアを出力する（５０ＧＨｚ間隔置きに光キャリアが出力される）。
【００３０】
帯域可変インターリーバ１２は、周波数コム光源１１ｃから出力された各光キャリアに後段の光変調器１３−１〜１３−４で該当の光変調を施すために、制御部１６から出力される制御信号にもとづき、フィルタ特性のグリッド間隔および中心周波数を可変して、フィルタ特性の周波数帯域を可変する。
【００３１】
そして、帯域可変後のグリッド間隔および中心周波数を有するフィルタ特性で、入力した光キャリアのフィルタリングを行って、所定のポート＃１〜＃４から各光キャリアをインターリーブ（間引き）する。
【００３２】
光変調器１３−１〜１３−４は、入力した光キャリアを個別に光変調する。光カプラ１４は、光変調後の光信号を合波して２分岐して出力する。分岐された一方の合波光は、後段処理部であるＷＳＳ（Wavelength Selective Switch：波長選択スイッチ）５１へ送信され、分岐された他方の合波光は、モニタ部１５へ送信される。モニタ部１５は、合波光の光強度の波長依存性をモニタする。
【００３３】
制御部１６は、種光源１１ａに対して、設定すべき波長の波長設定指示を与える。また、可変周波数発振部１１ｂに対して、多重方式に応じた周波数設定信号を出力する。例えば、ＯＦＤＭの場合は２５ＧＨｚの周波数設定信号を出力し、ＷＤＭの場合は、５０ＧＨｚの周波数設定信号を出力する。
【００３４】
さらに、制御部１６は、モニタ部１５のモニタ結果にもとづき、グリッド間隔調整および中心周波数調整を行うための制御信号を生成して、帯域可変インターリーバ１２へ出力し、帯域可変インターリーバ１２の帯域を可変制御する。
【００３５】
なお、制御部１６は、図示しない保守端末に接続可能であり、保守端末から通知された設定情報にもとづいて、装置内の設定を行う。また、保守端末に対して運用状態の表示制御等も行う。
【００３６】
次に周波数コム光源１１ｃの出力特性、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性およびＷＳＳ５１の出力特性の各波形スペクトルについて説明する。
なお、一例として、４００Ｇｂｐｓの光伝送を行うものとして、ＯＦＤＭ方式の光伝送モード（２５ＧＨｚ間隔、４サブキャリア×１００Ｇｂｐｓ）と、ＷＤＭ方式の光伝送モード（５０ＧＨｚ間隔、４波のＷＤＭ光）とについて説明する。
【００３７】
（１）ＯＦＤＭ方式の光伝送モードについて。
図５は周波数コム光源の出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。ＯＦＤＭ方式の場合、２５ＧＨｚ間隔で光キャリアが周波数コム光源１１ｃから出力する。
【００３８】
図６は帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、横軸は、帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４毎に波長軸をとっている（ポート単位にフィルタ特性を階層的に図示している）。帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４それぞれから、異なる中心周波数を持つ光キャリアがインターリーブ出力されている。
【００３９】
図７はＷＳＳの出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、点線はＷＳＳ５１の透過領域を示している。
（２）ＷＤＭ方式の光伝送モードについて。
【００４０】
図８は周波数コム光源の出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。ＷＤＭ方式の場合、５０ＧＨｚ間隔で光キャリアが周波数コム光源１１ｃから出力する。
図９は帯域可変インターリーバの透過特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、横軸は、帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４毎に波長軸をとっている（ポート単位にフィルタ特性を階層的に図示している）。帯域可変インターリーバ１２のポート＃１〜＃４それぞれから、異なる中心周波数を持つ光キャリアがインターリーブ出力されている。
【００４１】
図１０はＷＳＳの出力特性を示す図である。縦軸は光強度、横軸は波長である。なお、点線はＷＳＳ５１の透過領域を示している。
ここで、上記の図７に示すＷＳＳ５１の出力特性を見ると、ＷＳＳ５１の透過領域内でＯＦＤＭ方式の光キャリアは重複している。ＯＦＤＭ方式では、光キャリア同士が互いに直交するので、後段処理でチャネル分離が可能であり、このため、チャネル間での重複が許されるからである。一方、図１０に示すＷＳＳ５１の出力特性を見ると、ＷＤＭ方式の光キャリアは重複部分がない。ＷＤＭ方式では、重複部分はクロストークになるからである。
【００４２】
このように、ＯＦＤＭの場合は、同じ１００Ｇｂｐｓを送る場合でも、チャネル間を狭くできるので周波数効率はよい。また、ＷＤＭの場合は、チャネル間の重複がないので光Ｓ／Ｎが高く長距離伝送に適している。
【００４３】
次に帯域可変イーターリーブ制御について説明する。図１１は帯域可変インターリーブの制御シーケンスを示す図である。
〔Ｓ１〕周波数コム光源１１ｃは、種光源１１ａから発出された光を、可変周波数発振部１１ｂから出力された周波数信号で変調して、周波数信号で設定された所望の基準グリッド間隔ｇ１の周期を持つ光キャリアを出力する。
【００４４】
〔Ｓ２〕制御部１６は、初期設定値にもとづき、光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１に対して、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を粗く設定するための制御信号を、帯域可変インターリーバ１２へ与える。帯域可変インターリーバ１２は、該制御信号にもとづき、グリッド間隔ｇ２の粗設定を行う（初期設定値の内容については後述する）。
【００４５】
〔Ｓ３〕モニタ部１５は、光カプラ１４から出力される合波光の光強度をモニタし、モニタ結果を制御部１６へ送信する。
〔Ｓ４〕制御部１６は、モニタ結果から、合波光のピーク値とボトム値との差分を算出する。そして、制御信号により、差分が最大となる方向へ帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を可変させて、グリッド間隔調整を行う。
【００４６】
〔Ｓ５〕制御部１６は、モニタ結果から、合波光のピーク値を求める。そして、制御信号により、ピーク値が最大となる方向へ帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数を可変させて、中心周波数調整を行う。
【００４７】
〔Ｓ６〕制御部１６は、ステップＳ４、Ｓ５で調整したグリッド間隔ｇ２および中心周波数で固定設定する。そして、帯域可変インターリーバ１２は、設定されたフィルタ特性で光キャリアのフィルタリングを行って、光伝送装置１０の運用が開示される。なお、制御部１６は、運用中もモニタ結果を確認して、帯域可変インターリーバ１２に対して、グリッド間隔および中心周波数の微調整を行う。
【００４８】
次に初期設定値について説明する。制御部１６は、初期運用設定時に、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を基準グリッド間隔ｇ１に粗く設定する粗設定を行う。このため、粗設定を行うための初期設定値が登録された初期設定テーブルを内部メモリに有している。
【００４９】
ここで、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性は、例えば、帯域可変インターリーバ１２内の光導波路に与える温度変化により、該光導波路の屈折率を変化させることで可変できる。
【００５０】
したがって、帯域可変インターリーバ１２が温度変化により、導波路の屈折率を変化させることでフィルタ特性を変える構成を有している場合には、初期設定テーブルの属性項目には、グリッド間隔および温度値が登録される（保守端末からの設定が可能）。
【００５１】
例えば、グリッド間隔が２５ＧＨｚの設定には、光導波路に与える温度はＡ℃であり、グリッド間隔が５０ＧＨｚの設定には、光導波路に与える温度はＢ℃というように登録されている。
【００５２】
したがって、グリッド間隔を例えば、２５ＧＨｚで粗設定する際には、制御部１６は、初期設定テーブルの登録値にもとづき、帯域可変インターリーバ１２の光導波路に与える温度がＡ℃となるような、制御信号を出力する。帯域可変インターリーバ１２は、該制御信号を用いて、内部の温度設定素子の温度を変化させて、光導波路の屈折率を変化させて粗設定を行う。
【００５３】
なお、粗設定に限らず、帯域可変インターリーバ１２が上記のような構成の場合には、グリッド間隔調整および中心周波数調整を行う際にも、このような温度設定でフィルタ特性が制御される。
【００５４】
また、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性は、例えば、空間光学系に用いるミラー素子などの角度位置の変化による光路長の変化によっても実現される。したがって、帯域可変インターリーバ１２がミラー素子の角度変化により、光路長を変化させることでフィルタ特性を変える構成を有している場合には、初期設定テーブルの属性項目には、グリッド間隔およびミラー素子の角度値が登録される（保守端末からの設定が可能）。
【００５５】
例えば、グリッド間隔が２５ＧＨｚの設定には、ミラー素子に与える角度はＣ度であり、グリッド間隔が５０ＧＨｚの設定には、ミラー素子に与える角度はＤ度というように登録されている。
【００５６】
したがって、グリッド間隔を例えば、２５ＧＨｚで粗設定する際には、制御部１６は、初期設定テーブルの登録値にもとづき、帯域可変インターリーバ１２のミラー素子に与える角度がＣ度となるような、制御信号を出力する。帯域可変インターリーバ１２は、該制御信号を用いて、内部のミラー素子駆動部を駆動させて、光路長を変化させて粗設定を行う。
【００５７】
なお、粗設定に限らず、帯域可変インターリーバ１２が上記のような構成の場合には、グリッド間隔調整および中心周波数調整を行う際にも、このようなミラー角度設定でフィルタ特性が制御される。
【００５８】
次に帯域可変インターリーブ制御について具体的な波形スペクトルを挙げて説明する。なお、ＷＤＭ方式（光キャリアの周波数間隔が５０ＧＨｚ）を行う場合について示す。
図１２、図１３は帯域可変インターリーバのフィルタ特性を示す図である。縦軸は透過特性（ｄＢ）であり、横軸は周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数に対する相対周波数（ＧＨｚ）である。
【００５９】
図１２の波形スペクトルｗ１１では、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が５０ＧＨｚ間隔の透過特性を示している。この場合は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２と、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１とが共に５０ＧＨｚで一致する。
【００６０】
図１３の波形スペクトルｗ１２では、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が４５ＧＨｚ間隔の透過特性を示している。この場合は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が４５ＧＨｚであり、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔が５０ＧＨｚであるので、５ＧＨｚの格差が生じている。
【００６１】
図１４、図１５は帯域可変インターリーバのフィルタ特性の中心周波数を変化させた場合の合波光の光強度を示す図である。縦軸はモニタ部１５で検出される合波光の光強度の相対値（ｄＢ）であり、横軸は周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数に対する帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数の変化量（ＧＨｚ）である。
【００６２】
図１４の波形スペクトルｗ１３は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が５０ＧＨｚ間隔の透過特性である図１２の場合における、合波光の光強度のスペクトルを示している。
【００６３】
一方、図１５の波形スペクトルｗ１４は、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２が４５ＧＨｚ間隔の透過特性である図１３の場合における、合波光の光強度のスペクトルを示している。
【００６４】
図１４と図１５とからわかるように、グリッド間格差が生じていなく一致している図１４の場合には、合波光のピーク値とボトム値との差分は最大となる。これに対し、グリッド間格差が生じている図１５のような場合には、差分は最大とはならない。
【００６５】
したがって、合波光のピーク値とボトム値との差分が最大となる方向へ、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２を可変させることで、帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２を基準グリッド間隔ｇ１に一致させることが可能になる。
【００６６】
また、合波光のピーク値が最大となる箇所が、光キャリアの中心周波数と、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数が一致する箇所である。したがって、合波光のピーク値が最大となる方向へ、フィルタ特性の中心周波数を可変させることで、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数を光キャリアの中心周波数に一致させることが可能になる。
【００６７】
図１６は合波光のピーク値とボトム値との差分を示す図である。縦軸は合波光のピーク値とボトム値との差分（ｄＢ）であり、横軸は帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性のグリッド間隔（ＧＨｚ）である。
【００６８】
帯域可変インターリーバ１２のグリッド間隔ｇ２と、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１とが共に５０ＧＨｚで一致しているときの波形スペクトルｗ１５では、差分値の最大値が３５ｄＢとなっている。したがって、差分値が３５ｄＢとなる方向へグリッド間隔ｇ２を可変させることになる。
【００６９】
図１７はグリッド間隔調整および中心周波数調整後のスペクトルを示す図である。縦軸はモニタ部１５で検出される合波光の光強度の相対値（ｄＢ）であり、横軸は帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数と、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数との調整差（ＧＨｚ）である。
【００７０】
波形スペクトルｗ１６では、グリッド間隔調整によって、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性のグリッド間隔ｇ２は、周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの基準グリッド間隔ｇ１と一致する。かつ中心周波数調整によって、帯域可変インターリーバ１２のフィルタ特性の中心周波数と周波数コム光源１１ｃから出力される光キャリアの中心周波数とは一致する。このように調整された状態で運用を開始することになる。
【００７１】
以上説明したように、光伝送装置は、インターリーバからの出力の合波光をモニタし、モニタ結果にもとづいて、合波光のピーク値とボトム値との差分を算出し、差分が最大となる方向へインターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を可変させ、ピーク値が最大となる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を可変させる構成とした。これにより、帯域可変のインターリーブを実現することが可能になる。
【００７２】
また、所望の基準グリッド間隔を有する光キャリアに対して、インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を可変させて、グリッド間隔を基準グリッド間隔に一致させるグリッド間隔調整を行い、フィルタ特性の中心周波数を可変させて、フィルタ特性の中心周波数を光キャリアの中心周波数に一致させる中心周波数調整を行う構成とした。これにより、多様な多重方式および光変調方式に適応的に対応することが可能になり、任意の多重方式および光変調方式を１台の装置でサポートすることが可能になる。
【００７３】
次に光伝送装置１０の機能を有する光伝送システムの構成例について説明する。図１８は光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システム１００は、帯域可変トランスポンダ３０、クライアント装置４０−１〜４０−ｎ、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add／Drop Multiplexer）装置５０および光伝送制御部６０を備える。
【００７４】
帯域可変トランスポンダ３０は、クライアント収容部３１−１〜３１−ｎ、マトリクススイッチ３２および伝送処理部３３−１〜３３−ｎを備える。また、クライアント収容部３１−１〜３１−ｎは、光モジュール３１ａおよびクライアント信号終端部３１ｂを含む。伝送処理部３３−１〜３３−ｎは、フレーム処理部３３ａおよび光送受信部１０ａを含む。
【００７５】
なお、光送受信部１０ａは、図４に示した光伝送装置１０の制御部１６を除く構成要素の機能を有している。光伝送制御部６０は、図４に示した制御部１６の機能を有している。
【００７６】
クライアント装置４０−１〜４０−ｎは、クライアント収容部３１−１〜３１−ｎ内の光モジュール３１ａに接続する。光モジュール３１ａは、クライアント装置４０−１〜４０−ｎから送信された光信号を受信してＯ／Ｅ変換する。または、クライアント信号終端部３１ｂから送信されたクライアント信号をＥ／Ｏ変換する。
【００７７】
クライアント信号終端部３１ｂは、光モジュール３１ａまたはマトリクススイッチ３２から送信された信号の終端処理を行う。マトリクススイッチ３２は、光伝送制御部６０からのスイッチ指示にもとづくスイッチング処理を行って、受信信号を所定ポートから出力する。フレーム処理部３３ａは、フレーム処理として、アドレス解決処理や誤り訂正処理等を行う。
【００７８】
光送受信部１０ａは、光伝送制御部６０からの制御指示にもとづき、光送信／受信処理を行う。ＲＯＡＤＭ装置５０は、ＷＳＳ５１を含み、光伝送制御部６０からの波長のＡｄｄ（挿入）／Ｄｒｏｐ（分岐）指示にもとづき、指示された波長の光信号のＡｄｄ／Ｄｒｏｐ制御を行う。
【００７９】
光伝送制御部６０は、図示しない保守端末が接続可能であり、保守端末から運用に関わる設定を受け、上記に示した各種の制御指示を所定の構成要素に送信する。また、保守端末に対して運用状態の表示制御なども行う。
【００８０】
図１９は光送受信部の構成例を示す図である。光送受信部１０ａは、種光源１１ａ、可変周波数発振部１１ｂ、周波数コム光源１１ｃ、帯域可変インターリーバ１２、光変調器１３−１〜１３−４、光カプラ１４、モニタ部１５、符号変換部１７、光カプラ２１、ＬＯ（Local Oscillator）２２、光フロントエンド部２３−１〜２３−４、Ａ／Ｄ部２４−１〜２４−４およびディジタル信号処理部２５を備える。
【００８１】
なお、フレーム処理部３３ａからＲＯＡＤＭ装置５０への方向に流れる処理に関わる構成要素について、図４で上述した構成要素についての説明は省略する。符号変換部１７は、フレーム処理部３３ａから送信されたディジタル信号をサブキャリアまたは多値符号にコーディングする符号変換を行い、Ｄ／Ａ変換を行ってアナログ信号を生成する。そして、該アナログ信号を光変調器１３−１〜１３−４へ送信する。光変調器１３−１〜１３−４では、帯域可変インターリーバ１２から出力された光キャリアを該アナログ信号で光変調する。
【００８２】
一方、ＲＯＡＤＭ装置５０からフレーム処理部３３ａへの方向に流れる信号の処理では、ディジタルコヒーレント受信が行われる。光カプラ２１は、ＲＯＡＤＭ装置５０からの出力光を光分岐する。
【００８３】
ＬＯ２２は、発振周波数を可変に設定して局部発振光を出力する。光フロントエンド部２３−１〜２３−４は、光カプラ２１から出力された光信号と、局部発振光とをミキシングして、光信号の電界情報（光の位相および強度）に対応するベースバンド信号を出力する。また、光フロントエンド部２３−１〜２３−４は、Ｏ／Ｅ変換機能を有し、電界情報であるベースバンド信号をアナログの電気信号に変換する。
【００８４】
Ａ／Ｄ部２４−１〜２４−４は、所定のサンプリングクロックのサンプリングタイミングで、電界情報を含むアナログ信号を量子化し、ディジタル信号に変換して出力する。
ディジタル信号処理部２５は、ディジタル信号を受信して、ディジタル信号処理による検波を行って復調し、クライアント信号を生成してフレーム処理部３３ａへ出力する。
【００８５】
以上説明したように、光伝送装置では、制御信号にもとづいて、インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔および中心周波数を可変的に制御して調整する構成とした。これにより、帯域可変のインターリーブが可能になる。
【００８６】
また、帯域可変のインターリーブが可能なため、１台の装置で、伝送システムに応じた最適な多重方式および光変調方式を、柔軟に選択して設定することも可能になり、システム規模、消費電力およびコストを低減させることが可能になる。
【００８７】
以上、実施の形態を例示したが、実施の形態で示した各部の構成は同様の機能を有する他のものに置換することができる。また、他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１ 光伝送装置
１ａ 光キャリア発生部
１ｂ インターリーバ
１ｃ 合波部
１ｄ モニタ部
１ｅ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光キャリアをフィルタリングするインターリーバと、
前記インターリーバからの出力光を合波して合波光を生成する合波部と、
前記合波光の光強度をモニタするモニタ部と、
前記インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、前記合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へ前記インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させる制御部と、
を有することを特徴する光伝送装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、前記合波光の光強度の最大値と最小値との差が大きくなる方向へ前記インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させることを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記インターリーバへ入力される波長可変の光キャリアを発生する光キャリア発生部をさらに備え、
前記制御部は、前記光キャリア発生部から前記インターリーバへ入力される光キャリアの波長を制御することを特徴とする請求項１または２記載の光伝送装置。
【請求項４】
光インターリーブ制御方法において、
インターリーバで第１のグリッド間隔で波長多重された光キャリアを、第２のグリッド間隔のフィルタの中心周波数を変化させながらフィルタリングし、
前記インターリーバでフィルタリングされた出力光の合波光の光強度をモニタし、
前記光強度の変化量が大きくなる方向へ前記第２のグリッド間隔を変化させ、
前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させる、
ことを特徴する光インターリーブ制御方法。
【請求項１】
光キャリアをフィルタリングするインターリーバと、
前記インターリーバからの出力光を合波して合波光を生成する合波部と、
前記合波光の光強度をモニタするモニタ部と、
前記インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、前記合波光の光強度の変化量が大きくなる方向へ前記インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させる制御部と、
を有することを特徴する光伝送装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記インターリーバのフィルタの中心周波数を変化させながら測定したモニタ結果にもとづいて、前記合波光の光強度の最大値と最小値との差が大きくなる方向へ前記インターリーバのフィルタ特性のグリッド間隔を変化させ、前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させることを特徴とする請求項１記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記インターリーバへ入力される波長可変の光キャリアを発生する光キャリア発生部をさらに備え、
前記制御部は、前記光キャリア発生部から前記インターリーバへ入力される光キャリアの波長を制御することを特徴とする請求項１または２記載の光伝送装置。
【請求項４】
光インターリーブ制御方法において、
インターリーバで第１のグリッド間隔で波長多重された光キャリアを、第２のグリッド間隔のフィルタの中心周波数を変化させながらフィルタリングし、
前記インターリーバでフィルタリングされた出力光の合波光の光強度をモニタし、
前記光強度の変化量が大きくなる方向へ前記第２のグリッド間隔を変化させ、
前記光強度の最大値が大きくなる方向へ前記フィルタ特性の中心周波数を変化させる、
ことを特徴する光インターリーブ制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−１２９２０（Ｐ２０１３−１２９２０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４４４４７（Ｐ２０１１−１４４４４７）
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２９日（２０１１．６．２９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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