光通信装置、光通信システム、および経路制御方法
【課題】経路切替を光通信装置で実施する場合、切替作業中、信号を受信できない時間が生じる。
【解決手段】波長分割多重伝送システムを構成する光通信装置が、二波長チューナブルトランシーバ及び無瞬断切り替え制御器を内蔵するトランシーバを有するトランスポンダと、このトランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス、ディレクションレスに対応した装備を有するＲＯＡＤＭ装置で構成されている。
【解決手段】波長分割多重伝送システムを構成する光通信装置が、二波長チューナブルトランシーバ及び無瞬断切り替え制御器を内蔵するトランシーバを有するトランスポンダと、このトランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス、ディレクションレスに対応した装備を有するＲＯＡＤＭ装置で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニックネットワーク技術に関し、詳しくは、ノード間の経路を切り替える光通信装置、光通信システム、および経路制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、フォトニックネットワークに関する様々な技術開発が成されている。
【０００３】
フォトニックネットワーク技術は、例えば、特許文献１ないし特許文献２、及び非特許文献１に記載されている。
【０００４】
特許文献１には、光分岐挿入多重化器（ＲＯＡＤＭ装置：Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）に使用されるドロップ（ｄｒｏｐ）回路とアド（ａｄｄ）回路が記載されている。また、特許文献１には、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）を用いたカラーレス機能が説明されている。また、波長クロスコネクト装置（ＷＸＣ：Wavelength Cross Connect）を用いた異なる方路に切り替える（ディレクション機能）について説明されている。
【０００５】
同様に、特許文献２にも、カラーレス機能や、ディレクション機能、波長クロスコネクト装置、波長選択スイッチなどについて説明されている。
【０００６】
また、デジタル光送受信技術については、位相変調技術とコヒーレント受信技術により、40Gb/s や、100Gb/s の高速な通信が可能となっている。このような関連技術は、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００７】
関連技術のうち、カラーレス機能およびディレクションレス機能を有さないＲＯＡＤＭ装置を用いて、例えば４台のノード（Ｎｄ＝４）で図１６のように接続した場合を考える。
【０００８】
このネットワーク上で現在接続しているチャネルλ１の経路を、チャネルλ２を用いて異なる経路（ＲＯＡＤＭ１→４→３）に切り替えるとする（図１７参照）。
【０００９】
この場合、図１７のＲＯＡＤＭ１では、新しいトランスポンダであるＴＰＮＤ１−２を準備し、λ２にてパスを開通させ、最後にクライアント側を差し替える作業を行う必要がある。これは、ＲＯＡＤＭ装置が、カラーレスに対応していない場合、トランスポンダの接続口に送出できる波長が決まっているためである。
【００１０】
また、カラーレス機能に対応しているＲＯＡＤＭ装置の場合でも、ディレクションレス機能に対応していない場合、異なる方路（ディレクション）に接続されているアド・ドロップ部に接続する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−０９８５４５号公報
【特許文献２】特開２００９−２１２５８４号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】論文 “Performance of Dual-Polarization QPSK for Optical transport sytems”, Kim Roberts, Maurice O'Sullivan, Kuang-Tsan Wu, Han Sun, Ahmed Awadalla, David J. Krause, and Charles Laperle, Journal of Lightwave technology, vol. 27. No. 6, 2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
カラーレスに対応していない光通信装置においては、光伝送経路およびチャネル（＝光波長）の切り替えを実施するためには、ＲＯＡＤＭのトランスポンダ接続端子へのチャネルが決まっていてリモートによる作業ができないので、ノードの設置場所まで作業者を派遣して、作業者が直接的に切替後の波長の接続端子へと光ファイバを差し替える必要が生じていた。この際、場合によっては代替のトランスポンダを準備する必要がある。このような作業では、作業者の派遣費用や、人件費や設備費用、作業計画の作成費用等、様々の費用が発生する課題を生じていた。また、断時間も作業時間に応じて長くなるという様々な課題があった。
【００１４】
カラーレスに対応しているＲＯＡＤＭ装置であっても、ＲＯＡＤＭ装置の切替時間の間、信号断の時間を生じている。換言すれば、ＲＯＡＤＭの経路切り替え作業を実施している間は、主信号を伝送できない時間（信号断時間）が生じており、伝送効率が低下する問題が生じる。
【００１５】
また、経路を切り替える際には、新経路上にすでに同一チャネル（波長）を使用した信号を通っている場合など、必ずしも現在のチャネルのまま切り替えることができない場合がある。このような場合、伝送経路だけでなくチャネル変更により新経路の確保をおこなう必要がある。
【００１６】
また、本発明に係る技術分野では、将来的に様々な機能に対応できることが望まれる。
【００１７】
例えば、今後さまざまの社会活動（スポーツや音楽のイベント、事件や事故など）に付随して光ネットワークに通す通信データの流れが一日毎や数時間毎などで大きく変化する可能性がある。この対策として、光通信装置における経路の切替作業を一日単位や更に短時間で実施することもありうるものと考えられる。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、上記した課題の少なくとも一つを改善できる光通信装置、光通信システム、及び経路制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様によれば、二波長チューナブルトランシーバ及び無瞬断切り替え制御器を内蔵するトランシーバを有するトランスポンダと、このトランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス、ディレクションレスに対応した装備を有するＲＯＡＤＭ装置で構成されていることを特徴とする光通信装置が得られる。
【００２０】
さらに、上記した光通信装置を含むノード装置同士が、少なくとも２経路の別のルートにより接続されているネットワークにおいて、連係動作することにより、瞬断時間の短い信号断、もしくは無瞬断による経路切り替えを遠隔制御により行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、信号の経路切替作業において、簡単に信号の切替作業を行うことができ、光通信システム内で扱われるデータ通信効率を高める光通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るノード装置を含むネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示されたノード装置に含まれるＲＯＡＤＭ及びトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るノード装置を接続したネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るノード装置を接続したネットワークの他の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るノード装置を接続したネットワークの更に他の構成例を示すブロック図である。
【図６】トランスポンダ（ＴＰＮＤ）の構成を説明するためのブロック図である。
【図７】本発明に係る初期状態におけるノードの状態を説明するブロック図である。
【図８】図７の状態におけるノード間の動作を説明するブロック図である。
【図９】動作時におけるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の状態を説明するブロック図である。
【図１０】本発明に係るノード装置における他の動作状態を説明するブロック図である。
【図１１】ノード装置間の遷移状態における動作を説明するブロック図である。
【図１２】ノード装置におけるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の動作状態を説明するブロック図である。
【図１３】ノード装置間の他の状態における動作を説明するブロック図である。
【図１４】ノード装置における光通信装置の動作を説明する図である。
【図１５】ノード装置におけるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の動作状態を説明するブロック図である。
【図１６】関連技術おけるノード間の動作を説明する図である。
【図１７】関連技術における切替動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明と直接関係のない各部の説明については説明を省略又は簡略化する。
【００２４】
まず、図１は本発明の一実施形態に係るノード装置を含むネットワークの構成例を示している。図１では、光ファイバにより、ノードＡとノードＢが少なくとも２通りの経路で接続されている。ここで、各ノードに設けられたノード装置は、本発明で提供する二チャネル（＝波長）を同時使用することによる無瞬断切り替え接続が可能な機能を持つトランシーバを内蔵したトランスポンダ（例えば、ＴＰＮＤＡ−１、ＴＰＮＤＢ−１）と、カラーレス及びディレクションレス、もしくは、カラーレス、ディレクションレス及びコンテンションレス機能を有し、上記トランスポンダと連係動作が可能な光分岐挿入多重化器（例えば、ＲＯＡＤＭ Ａ−１，Ｂ−１）とを含んでいる。尚、図１は、各ノードの接続方路数が４の場合を示している。また、図１で、ノード間を接続する線は１本で表しているが、通常光ファイバの通信方向毎に１本、計２本使用するため、接続線１本で２本分を表しているが、一芯双方向通信を行う場合は１本のみの使用でよい。更に、ノードＡ、Ｂに含まれるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）と、光分岐挿入多重化器（ＲＯＡＤＭ）は、波長分割多重化（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）装置を構成している。
【００２５】
次に、図２を参照して、図１に示された本発明に係るＲＯＡＤＭの構成を説明する。
【００２６】
本発明に係るＲＯＡＤＭ装置は、方路数がＮｄ（Ｎｄ＞１の整数）の場合、伝送路と接続可能な受信モジュールＲ＿１、Ｒ＿Ｎ、及び送信モジュールＴ＿１、Ｔ＿Ｎ、その間で波長選択スイッチ（ＷＳＳ）等で構成されて光信号の入れ替えを実現するＷＸＣモジュール（波長クロスコネクトモジュール）部、ＷＸＣモジュール部と信号を送受し自局のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）と信号を授受する、アド部（Ａｄｄ部）、ドロップ部(Ｄｒｏｐ部)で構成されている。
【００２７】
図示されたアド部（Ａｄｄ部）、ドロップ部（Ｄｒｏｐ部）は、Ｎｔｐ台のトランスポンダを接続することが可能であるものとする。このシステムで用いるＣＨ数をＮｃｈとすると、Ｎｔｐの最大数は、Ｎｔｐの最大値 ＝ Ｎｄ ｘ Ｎｃｈ となる。実際に準備されるＮｔｐの接続口の数のＮｔｐの最大値に対する比率を信号アドドロップ率とする。
【００２８】
アドドロップ率（％） ＝ １００ ｘ （ＲＯＡＤＭで準備したＮｔｐ数）／（Ｎｄ ｘ Ｎｃｈ）
【００２９】
ドロップ率は、１００％が望ましいが、チャネル数や方路数が増えると１００％を維持することがコストやサイズの面で難しくなるため、５０％程度に低減することで、低コストの設計が容易になる。
【００３０】
図示されたＲＯＡＤＭを用いたネットワークは、例えば、Ｎd＝２の場合の接続例の一つとして、図３のように構成できる。この場合、ノード装置の間が少なくとも２通りの経路で接続されていることになる。
【００３１】
一方、図４を参照すると、例えば、Ｎｄ＝４の場合におけるＲＯＡＤＭを用いたネットワークが示されている。この場合でもノード装置の間が少なくとも２通りの経路で接続されていることを特徴とする接続となっている。
【００３２】
図５を参照すると、互いに異なる方路数Ｎｄを有するノードＡとノードＢを組み合わせた場合におけるＲＯＡＤＭを用いたネットワークが示されている。この場合においても該当ノード装置の間が少なくとも２通りの経路で接続されていることを特徴とする接続となっている。
【００３３】
図３〜５に示されたように、本ＲＯＡＤＭ装置は、このように、様々の２通り以上の経路で接続された光ネットワーク網に適用することが可能である。
【００３４】
図６を参照して、本発明の一実施形態に係るトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の構成の一例を説明する。図示されているように、ＲＯＡＤＭに接続されたトランスポンダ（ＴＰＦＤ）は、ＷＤＭ側送受信部、ＦＥＣ信号処理部、無瞬断切替処理部、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部を含んでいる。
【００３５】
図示されたＷＤＭ側送受信部の送信機（Ｔｘ1，Ｔｘ２）は、波長可変レーザ技術を基盤とするチャネル二重化された送信機によって構成されている。
【００３６】
ＷＤＭ側送受信部の受信機は、チャネル二重化されたデジタルコヒーレント受信機（Ｒｘ１，Ｒｘ２）によって構成されている。この構成によれば、少なくとも同時に異なる二波長の信号を受信し、電気信号を出力できる。
【００３７】
ＦＥＣ信号処理部は、ＷＤＭ側送信部の送受信機に接続されている。信号が二重化されているため、ラインも二重化されている。
【００３８】
無瞬断切替処理部は、ＦＥＣ信号処理部と、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部の間に配置される。無瞬断切替処理部は、信号多重化（ＭＵＸ）を行う送信側、信号分離（ＤＥＭＵＸ）を行う受信側、及び、信号比較／遅延調整／ＳＷ処理を行う部分を有している。信号比較／遅延調整／ＳＷ処理を行う部分には、位相検出用のデータが入力され、受信されたデータをメモリに格納して、遅延量を調整することができる。
【００３９】
その後、遅延量測定部で位相検出用データを検知して位相ずれを制御し、信号の位相ずれを抑えると共に、外部信号をトリガにスイッチしてチャネルを切り替えることが出来る。
【００４０】
信号比較／遅延調整／ＳＷ処理を行う部分からの出力信号は、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部を介して一つもしくは複数のクライアント・インタフェースに出力される。
【００４１】
更に、図示されたトランスポンダ（ＴＰＮＤ）には、ネットワークパス制御部に接続されたチャネル制御器及び無瞬断切替制御器が設けられている。尚、ネットワークパス制御部は、所定のプログラムにしたがって、チャネル制御器を制御している。
【００４２】
以下、図７〜９を参照して、図１に示されたネットワークの動作を説明する。
【００４３】
（初期状態： λ１による接続）
図７で示すように、クライアントから入力されたデータは、図６のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に与えられ、多重化された後、ＷＤＭ側送受信部の送信機Ｔｘ１に入力される。送信機Ｔｘ１は、当該データをチャネルλ１の信号に乗せ、ＲＯＡＤＭ１のアド部（ａｄｄ部）に入力し、Ｔ１より伝送路に出力する。
【００４４】
ここで、図８をも参照すると、ＲＯＡＤＭ１からの信号は、ネットワーク中において、ＲＯＡＤＭ２、ＲＯＡＤＭ３へと伝送され、ＴＰＮＤ３−１に伝送される。
【００４５】
ＲＯＡＤＭ３では、図７に示されているように、ＲＯＡＤＭ１からの信号をＲ１でλ１を受信し、ＷＸＣ部はｄｒｏｐ部へ出力し、更に、ｄｒｏｐ部はトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に出力する。
【００４６】
図６に示されているように、トランスポンダ部（ＴＰＮＤ）は、ＲＸ１で受信した信号を、遅延調整した後、ＳＷで選択し、クライアント側Ｉ／送受信部に入力し、そこから接続先のクライアント側送信機に接続する。
【００４７】
同様に逆方向の信号は、トランスポンダ（ＴＰＮＤ）のクライアント信号端子より入力され、図９で示されたように、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部→無瞬断切替部→ＦＥＣ部→ＴＸ１→２ｘ１を通してＲＯＡＤＭに出力され、図１０で示すように、ＲＯＡＤＭは、ａｄｄ → ＷＸＣ → Ｔ１を通して、信号を伝送路に出力する。尚、２×１カップラーは２入力１出力カップラーである。
【００４８】
更に、図８で示すように、上記した逆方向の信号は、ＲＯＡＭＤ３から、伝送路→ＲＯＤＭ２→伝送路を通してＲＯＡＤＭ１に出力される。ＲＯＡＤＭ１は、図１０で示すように、Ｒ１→ＷＸＣ→ｄｒｏｐ →を通して、上記信号をトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に出力する。
【００４９】
トランスポンダ（ＴＰＮＤ）は、図９で示されているように、１ｘ２→ＲＸ１→ＦＥＣ部→無瞬断切替器→クライアント側送受信部の経路で、クライアントに接続される。尚、１×２カップラーは、一入力２出力カップラーである。
【００５０】
（遷移状態）
本発明の一実施形態に係るノードは、光信号の経路及びチャネル変更を無瞬断、もしくは非常に短い時間の断時間で実施できる。このため、λ２のチャネルにて同一受信機と二重接続し、受信側にて遅延量をそろえて電気スイッチにて切り替え、切り替え成功後、λ１のパスは削除する動作が行われる。
【００５１】
（１） λ２の接続
ネットワーク上、図１１のように、新規にλ２のパスを開通させる。トランスポンダ（ＴＰＮＤ）にて、図１２で示されたＴＸ２の送信出力をＯＮにする。すると、ＴＸ２の信号は、ＲＯＡＤＭ中、図１０で説明するところの、λ１と同じパスを通ってａｄｄ部に入力され、さらにＷＸＣにてＴ２に出力される。
【００５２】
本ＲＯＡＤＭでは、カラーレスに対応しているため、ａｄｄ部に同時に異なる波長で接続可能である。また、本ＲＯＡＤＭではディレクションレスに対応しているため、ａｄｄ部から任意の送信方向（方路）に対して接続可能である。
【００５３】
ＲＯＡＤＭより伝送路に出力された信号は、図１１で示されたＲＯＡＤＭ４を通じてＲＯＡＤＭ１に伝送される。
【００５４】
ＲＯＡＤＭ１では、図１０で示されたように、ＲＯＡＤＭ４からの信号をＲ２部で受信し、ＷＸＣ部でｄｒｏｐ部に接続し、その後λ１と同じパスを通じてトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に入力する。
【００５５】
本発明に係るＲＯＡＤＭでは、カラーレスに対応しているため、λ１とλ２を同じパスでトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に転送可能である。
【００５６】
トランスポンダ（ＴＰＮＤ）は、図１２に示すように、λ２信号を、１ｘ２→ＲＸ２→Ｂ２を介してスイッチ（ＳＷ）に出力する。この時点では、まだスイッチはＢ１を選択しており、Ｂ２からの信号は廃棄されている。
【００５７】
（２）無瞬断もしくは短時間断の切り替え
λ２信号が接続された段階で、図１２に示された遅延制御切替部は、Ｂ１、Ｂ２の遅延量を操作し、二つのチャネル（λ１、λ２）の信号の遅延量をそろえる。遅延量をそろえたのち、スイッチにてパスをＢ２に高速に切り替える。この動作により、無瞬断でλ２のパスに切り替え可能である。
【００５８】
無瞬断切替部は、送信側では、遅延量識別信号を付加し、受信側では遅延量識別信号を認識及び除去を行う動作を行う。
【００５９】
測定された遅延量に基づき、二つのチャネル間の遅延量を制御し、一致させてから切替を実施することで無瞬断切替を提供できる。
【００６０】
また、遅延量が一致しない場合でも、可能な限り調整したうえで切り替えることで、信号の損失を最小限に抑えることが出来る。
【００６１】
ここで、二つの信号の経路長の差異が200 km 程度ある場合でも、遅延量の差異は、1 ms 程度である。二つの信号の経路長の差異が1000 km 程度ある場合でも、遅延量の差異は、5 ms 程度である。
【００６２】
従って、遅延量を一致させられなくても、信号断時間は、 5ms 程度しか生じない。
【００６３】
また、遅延量が小さいほうから大きいほうの経路に切り替えた場合のみ信号断が生じる。これは、ＲＯＡＤＭのパス切り替え時間である、0.1 〜 10 sec に比較すると非常に高速なパス切替に相当する。
【００６４】
ＲＯＡＤＭのパス切り替え時間は、ａｄｄ部、伝送経路上及びｄｒｏｐ部にて通過するデバイスのスイッチング速度に依存している。
【００６５】
経路上にある、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）は多くの場合 0.１秒から１０秒のオーダーのスイッチング時間を有している。
【００６６】
さらに、これらＷＳＳへのスイッチング切り替え命令の伝達時間差が加わるため、ネットワーク全体でみると、パス切り替え時間は、やはり 0.１〜１０秒のオーダーの時間が必要と考えてよい。
【００６７】
（終状態）
新経路のλ２のパスのみ占有し、通信を行う。
【００６８】
ネットワーク上、図１３のようにλ２を用いて新しいパス（経路）により、ＲＯＡＤＭ１からでたλ２の信号は、ＲＯＡＤＭ４→ＲＯＡＤＭ３へと伝送される。
【００６９】
ＲＯＡＤＭ１、及び３では、図１４に示すように、Ｒ２（新しいパスが接続された方路）から受信し、ＷＸＣ部→Ｄｒｏｐ部→ＴＰＮＤへと転送される。
【００７０】
送信側は、ＴＰＮＤから受けた信号をａｄｄ部→ＷＸＣ部→Ｔ２（新しい方路の送信部）に伝達されて伝送路に送出される。
【００７１】
ＴＰＮＤは、図１５に示すように、１ｘ２→ＲＸ２→Ｂ２→ＳＷ→クライアント送受信部の順に信号を伝達してクライアントへ信号を送信する。
【００７２】
ＴＰＮＤ部の送信部では、図１５の送信側のように、ＭＵＸを出た信号は１ｘ２→ＴＸ２→２ｘ１の順に伝達されてＲＯＡＤＭに送られる。
【００７３】
本発明のＷＤＭ伝送装置を用いると、次の効果が得られる。
【００７４】
伝送経路及び伝送チャネルを切り替える経路切替を実施するに当たって、ＲＯＡＤＭ装置の切替時間分の接続断時間がなくなり、電気的スイッチング速度に制限される速さまで高速に経路切替が可能となる。
【００７５】
経路間の遅延量を補正でき、無瞬断で経路切替が可能な場合には、任意のタイミングにて経路切替を開始することが出来る。
【００７６】
伝送経路及びチャネル変更を含むパス切替を実施するに当たって、手動によるファイバの配線代えがなく、ファイバ差し替えで要していた人件費や作業計画費用を低減でき、かつ作業時間を短縮可能である。
【００７７】
伝送経路の最適化を実施するに当たって、遠隔操作により経路及びチャネルの変更ができるため、経路の優先順位を計算し、この順位に基づいて経路の変更を制御するプログラムと連係することができる。これにより、ある経路が削除もしくは変更された際に、既存の他の通信経路に対して、最適な経路での再接続を自動的に実施することが可能である。
【００７８】
以下、本発明の特徴となる事項を付記しておく。
【００７９】
本実施の一形態に係るＷＤＭ伝送装置は、ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭとトランスポンダ（ＴＰＮＤ）とを有している。
【００８０】
ＲＯＡＤＭは、カラーレス機能およびディレクションレス機能を備えている。
【００８１】
一方、トランスポンダは、クライアント側ＩＦ送受信部、無瞬断切替部、ＦＥＣ部、およびＷＤＭ側送受信部を含むように構成されている。また、トランスポンダには、各部を統括的に管理する制御部が設けられている。
【００８２】
クライアント側ＩＦ送受信部は、接続されている複数のクライアントから送られてくる信号を受信して、一つの信号に多重してＷＤＭ側に渡すと共に、ＷＤＭ側から受けた多重化されている信号を複数のクライアント信号に分離するように構成されている。
【００８３】
無瞬断切替部は、入力された複数系統（図中は２系統）の信号を比較して何れか又は両方の信号の遅延量を調整して信号間の切り替えを無瞬断で行えるように構成されている。
【００８４】
切り替えは、無瞬断切替制御器からの管理下で行われる。なお、切り替えは、同一の信号の入力と切替の際にデータを損失しない遅延量をキーに、既存系統から事後的に設けられた系統に自律的に切り替えることとしてもよい。
【００８５】
ＦＥＣ部（フォワード・エラー・コレクション部）は、多重化されたクライアント信号にＷＤＭ信号用に符号化処理する機能とＷＤＭ側から受信した符号化済みの信号を復号化する機能を有するように構成されている。また、信号の復号化の際に、それぞれの系統毎に復号化を行い、系統毎の誤り訂正量をそれぞれ取得して、その訂正量から受信した系統毎の通信品質を判定する訂正量比較部を含んでいる。この訂正量比較部を設けることによって、事前に両系統の伝送品質を確認でき、その結果として適切な系統切替を行なえる。
【００８６】
ＷＤＭ側送受信部は、ＦＥＣ部で生成したＷＤＭ信号を少なくとも二つのファイバに、それぞれ任意のチャネル（＝波長）で送出できるデジタル光送信部と、それらに対応するデジタル光受信部から構成されている。
【００８７】
また、デジタル送信機は、ＤＰＳＫ、ＱＰＳＫ，８ＰＳＫといった複数の多値位相変調方式に対応しており、ネットワークパス制御部の指示により変調方式を変えて送信するように構成されている。
【００８８】
トランスポンダには、制御部として、チャネル制御器及び無瞬断切替制御器が搭載される。チャネル制御器は、送受信チャネルの変調方式や波長を制御し、無瞬断切替制御器は、受信した複数のＷＤＭ信号の系統からクライアント側へ送る信号系統の選択を管理する。
【００８９】
制御部は、ネットワークパス制御部からの指示のもと、トランスポンダ内の各部を制御して、指示されたチャネル等で光ネットワークを構築すると共に、その結果を通知する。
【００９０】
ＷＤＭ側送受信部の入出力は、それぞれペアとして管理して、二つのトランスポンダの接続端子を占有して用いる。なお、より複数の入出力系統を設けて、Ｎ＋１構成としてもよい。
【００９１】
このようなトランスポンダを、図１に示すネットワークにある、カラーレス・ディレクションレス・コンテンションレス機能を有するＲＯＡＤＭに接続して運用する。
【００９２】
また、本発明のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）（例えば、Ａ―１とＢ−１）を用いて、ノードＡとノードＢをパス１にて接続した場合、パス２側も物理的には接続しておき、後々手動によるファイバ接続等の作業が発生しないようにしておくことができ、これによって、パスの張替えを行うことができる。
【００９３】
パス１で接続しているノードが、他の信号接続や、パスの変更等で混み合ってきた場合に、上記のトランスポンダＡ−１とＢ−１とを接続する信号ルートを変更し、ネットワークの稼動率を平準化させることができる。
【００９４】
まず、パス２向けのデジタル光送受信機を起動し、ネットワーク上にＲＯＡＤＭを介してパス２の開通設定を行う。
【００９５】
各トランスポンダ（ＴＰＮＤ）では、パス２のエラー訂正量と遅延量を評価し、切替可能かどうかの判定を行う。指定時間でのエラー訂正量と遅延量が指定値以下であれば切替可能と判断し、遅延量を一致させた上でパスの切替を実施する。
【００９６】
切替に成功したら、パス１を開放する。
【００９７】
これにより、混み合ってきたノードでは、新たなパスを確保できるようになる。
【００９８】
本発明のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）Ａ−１とＢ−１を用いて、ノードＡとノードＢをパス１、チャネル１にて接続した状態で、チャネルの入れ替えを行うことができる。
【００９９】
即ち、途中経路のノードにおいて、チャネル１を別のパスに開放したい要求があり、現在のチャネルをチャネルλ２に退避することにする。
【０１００】
トランスポンダ（ＴＰＮＤ）の第二のデジタル光送受信機同士をまずチャネルλ２にて接続する。各トランスポンダ（ＴＰＮＤ）では、パス２のエラー訂正量と遅延量を評価し、切替可能かどうかの判定を行う。指定時間でのエラー訂正量と遅延量が指定値以下であれば切替可能と判断し、遅延量を一致させた上でパスの切替を実施する。
【０１０１】
切替に成功したらパス１のチャネル１を開放する。
【０１０２】
これにより、同一パス上のチャネル配置の最適化を無瞬断にて実施することが出来る。
【０１０３】
また、本発明の具体的な構成は前述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
ＲＯＡＤＭ 光分岐挿入多重化器
ＴＰＮＤ トランスポンダ
Ｒ、Ｔ 受信モジュール、送信モジュール
Ａｄｄ，Ｄｒｏｐ アド部、ドロップ部
ＷＸＣ 波長クロスコネクトモジュール
ＭＵＸ 多重化器
ＤＥＭＵＸ 分離器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニックネットワーク技術に関し、詳しくは、ノード間の経路を切り替える光通信装置、光通信システム、および経路制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、フォトニックネットワークに関する様々な技術開発が成されている。
【０００３】
フォトニックネットワーク技術は、例えば、特許文献１ないし特許文献２、及び非特許文献１に記載されている。
【０００４】
特許文献１には、光分岐挿入多重化器（ＲＯＡＤＭ装置：Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）に使用されるドロップ（ｄｒｏｐ）回路とアド（ａｄｄ）回路が記載されている。また、特許文献１には、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）を用いたカラーレス機能が説明されている。また、波長クロスコネクト装置（ＷＸＣ：Wavelength Cross Connect）を用いた異なる方路に切り替える（ディレクション機能）について説明されている。
【０００５】
同様に、特許文献２にも、カラーレス機能や、ディレクション機能、波長クロスコネクト装置、波長選択スイッチなどについて説明されている。
【０００６】
また、デジタル光送受信技術については、位相変調技術とコヒーレント受信技術により、40Gb/s や、100Gb/s の高速な通信が可能となっている。このような関連技術は、例えば、非特許文献１に記載されている。
【０００７】
関連技術のうち、カラーレス機能およびディレクションレス機能を有さないＲＯＡＤＭ装置を用いて、例えば４台のノード（Ｎｄ＝４）で図１６のように接続した場合を考える。
【０００８】
このネットワーク上で現在接続しているチャネルλ１の経路を、チャネルλ２を用いて異なる経路（ＲＯＡＤＭ１→４→３）に切り替えるとする（図１７参照）。
【０００９】
この場合、図１７のＲＯＡＤＭ１では、新しいトランスポンダであるＴＰＮＤ１−２を準備し、λ２にてパスを開通させ、最後にクライアント側を差し替える作業を行う必要がある。これは、ＲＯＡＤＭ装置が、カラーレスに対応していない場合、トランスポンダの接続口に送出できる波長が決まっているためである。
【００１０】
また、カラーレス機能に対応しているＲＯＡＤＭ装置の場合でも、ディレクションレス機能に対応していない場合、異なる方路（ディレクション）に接続されているアド・ドロップ部に接続する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−０９８５４５号公報
【特許文献２】特開２００９−２１２５８４号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】論文 “Performance of Dual-Polarization QPSK for Optical transport sytems”, Kim Roberts, Maurice O'Sullivan, Kuang-Tsan Wu, Han Sun, Ahmed Awadalla, David J. Krause, and Charles Laperle, Journal of Lightwave technology, vol. 27. No. 6, 2009
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
カラーレスに対応していない光通信装置においては、光伝送経路およびチャネル（＝光波長）の切り替えを実施するためには、ＲＯＡＤＭのトランスポンダ接続端子へのチャネルが決まっていてリモートによる作業ができないので、ノードの設置場所まで作業者を派遣して、作業者が直接的に切替後の波長の接続端子へと光ファイバを差し替える必要が生じていた。この際、場合によっては代替のトランスポンダを準備する必要がある。このような作業では、作業者の派遣費用や、人件費や設備費用、作業計画の作成費用等、様々の費用が発生する課題を生じていた。また、断時間も作業時間に応じて長くなるという様々な課題があった。
【００１４】
カラーレスに対応しているＲＯＡＤＭ装置であっても、ＲＯＡＤＭ装置の切替時間の間、信号断の時間を生じている。換言すれば、ＲＯＡＤＭの経路切り替え作業を実施している間は、主信号を伝送できない時間（信号断時間）が生じており、伝送効率が低下する問題が生じる。
【００１５】
また、経路を切り替える際には、新経路上にすでに同一チャネル（波長）を使用した信号を通っている場合など、必ずしも現在のチャネルのまま切り替えることができない場合がある。このような場合、伝送経路だけでなくチャネル変更により新経路の確保をおこなう必要がある。
【００１６】
また、本発明に係る技術分野では、将来的に様々な機能に対応できることが望まれる。
【００１７】
例えば、今後さまざまの社会活動（スポーツや音楽のイベント、事件や事故など）に付随して光ネットワークに通す通信データの流れが一日毎や数時間毎などで大きく変化する可能性がある。この対策として、光通信装置における経路の切替作業を一日単位や更に短時間で実施することもありうるものと考えられる。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、上記した課題の少なくとも一つを改善できる光通信装置、光通信システム、及び経路制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様によれば、二波長チューナブルトランシーバ及び無瞬断切り替え制御器を内蔵するトランシーバを有するトランスポンダと、このトランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス、ディレクションレスに対応した装備を有するＲＯＡＤＭ装置で構成されていることを特徴とする光通信装置が得られる。
【００２０】
さらに、上記した光通信装置を含むノード装置同士が、少なくとも２経路の別のルートにより接続されているネットワークにおいて、連係動作することにより、瞬断時間の短い信号断、もしくは無瞬断による経路切り替えを遠隔制御により行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、信号の経路切替作業において、簡単に信号の切替作業を行うことができ、光通信システム内で扱われるデータ通信効率を高める光通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るノード装置を含むネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示されたノード装置に含まれるＲＯＡＤＭ及びトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係るノード装置を接続したネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るノード装置を接続したネットワークの他の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係るノード装置を接続したネットワークの更に他の構成例を示すブロック図である。
【図６】トランスポンダ（ＴＰＮＤ）の構成を説明するためのブロック図である。
【図７】本発明に係る初期状態におけるノードの状態を説明するブロック図である。
【図８】図７の状態におけるノード間の動作を説明するブロック図である。
【図９】動作時におけるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の状態を説明するブロック図である。
【図１０】本発明に係るノード装置における他の動作状態を説明するブロック図である。
【図１１】ノード装置間の遷移状態における動作を説明するブロック図である。
【図１２】ノード装置におけるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の動作状態を説明するブロック図である。
【図１３】ノード装置間の他の状態における動作を説明するブロック図である。
【図１４】ノード装置における光通信装置の動作を説明する図である。
【図１５】ノード装置におけるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の動作状態を説明するブロック図である。
【図１６】関連技術おけるノード間の動作を説明する図である。
【図１７】関連技術における切替動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明と直接関係のない各部の説明については説明を省略又は簡略化する。
【００２４】
まず、図１は本発明の一実施形態に係るノード装置を含むネットワークの構成例を示している。図１では、光ファイバにより、ノードＡとノードＢが少なくとも２通りの経路で接続されている。ここで、各ノードに設けられたノード装置は、本発明で提供する二チャネル（＝波長）を同時使用することによる無瞬断切り替え接続が可能な機能を持つトランシーバを内蔵したトランスポンダ（例えば、ＴＰＮＤＡ−１、ＴＰＮＤＢ−１）と、カラーレス及びディレクションレス、もしくは、カラーレス、ディレクションレス及びコンテンションレス機能を有し、上記トランスポンダと連係動作が可能な光分岐挿入多重化器（例えば、ＲＯＡＤＭ Ａ−１，Ｂ−１）とを含んでいる。尚、図１は、各ノードの接続方路数が４の場合を示している。また、図１で、ノード間を接続する線は１本で表しているが、通常光ファイバの通信方向毎に１本、計２本使用するため、接続線１本で２本分を表しているが、一芯双方向通信を行う場合は１本のみの使用でよい。更に、ノードＡ、Ｂに含まれるトランスポンダ（ＴＰＮＤ）と、光分岐挿入多重化器（ＲＯＡＤＭ）は、波長分割多重化（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）装置を構成している。
【００２５】
次に、図２を参照して、図１に示された本発明に係るＲＯＡＤＭの構成を説明する。
【００２６】
本発明に係るＲＯＡＤＭ装置は、方路数がＮｄ（Ｎｄ＞１の整数）の場合、伝送路と接続可能な受信モジュールＲ＿１、Ｒ＿Ｎ、及び送信モジュールＴ＿１、Ｔ＿Ｎ、その間で波長選択スイッチ（ＷＳＳ）等で構成されて光信号の入れ替えを実現するＷＸＣモジュール（波長クロスコネクトモジュール）部、ＷＸＣモジュール部と信号を送受し自局のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）と信号を授受する、アド部（Ａｄｄ部）、ドロップ部(Ｄｒｏｐ部)で構成されている。
【００２７】
図示されたアド部（Ａｄｄ部）、ドロップ部（Ｄｒｏｐ部）は、Ｎｔｐ台のトランスポンダを接続することが可能であるものとする。このシステムで用いるＣＨ数をＮｃｈとすると、Ｎｔｐの最大数は、Ｎｔｐの最大値 ＝ Ｎｄ ｘ Ｎｃｈ となる。実際に準備されるＮｔｐの接続口の数のＮｔｐの最大値に対する比率を信号アドドロップ率とする。
【００２８】
アドドロップ率（％） ＝ １００ ｘ （ＲＯＡＤＭで準備したＮｔｐ数）／（Ｎｄ ｘ Ｎｃｈ）
【００２９】
ドロップ率は、１００％が望ましいが、チャネル数や方路数が増えると１００％を維持することがコストやサイズの面で難しくなるため、５０％程度に低減することで、低コストの設計が容易になる。
【００３０】
図示されたＲＯＡＤＭを用いたネットワークは、例えば、Ｎd＝２の場合の接続例の一つとして、図３のように構成できる。この場合、ノード装置の間が少なくとも２通りの経路で接続されていることになる。
【００３１】
一方、図４を参照すると、例えば、Ｎｄ＝４の場合におけるＲＯＡＤＭを用いたネットワークが示されている。この場合でもノード装置の間が少なくとも２通りの経路で接続されていることを特徴とする接続となっている。
【００３２】
図５を参照すると、互いに異なる方路数Ｎｄを有するノードＡとノードＢを組み合わせた場合におけるＲＯＡＤＭを用いたネットワークが示されている。この場合においても該当ノード装置の間が少なくとも２通りの経路で接続されていることを特徴とする接続となっている。
【００３３】
図３〜５に示されたように、本ＲＯＡＤＭ装置は、このように、様々の２通り以上の経路で接続された光ネットワーク網に適用することが可能である。
【００３４】
図６を参照して、本発明の一実施形態に係るトランスポンダ（ＴＰＮＤ）の構成の一例を説明する。図示されているように、ＲＯＡＤＭに接続されたトランスポンダ（ＴＰＦＤ）は、ＷＤＭ側送受信部、ＦＥＣ信号処理部、無瞬断切替処理部、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部を含んでいる。
【００３５】
図示されたＷＤＭ側送受信部の送信機（Ｔｘ1，Ｔｘ２）は、波長可変レーザ技術を基盤とするチャネル二重化された送信機によって構成されている。
【００３６】
ＷＤＭ側送受信部の受信機は、チャネル二重化されたデジタルコヒーレント受信機（Ｒｘ１，Ｒｘ２）によって構成されている。この構成によれば、少なくとも同時に異なる二波長の信号を受信し、電気信号を出力できる。
【００３７】
ＦＥＣ信号処理部は、ＷＤＭ側送信部の送受信機に接続されている。信号が二重化されているため、ラインも二重化されている。
【００３８】
無瞬断切替処理部は、ＦＥＣ信号処理部と、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部の間に配置される。無瞬断切替処理部は、信号多重化（ＭＵＸ）を行う送信側、信号分離（ＤＥＭＵＸ）を行う受信側、及び、信号比較／遅延調整／ＳＷ処理を行う部分を有している。信号比較／遅延調整／ＳＷ処理を行う部分には、位相検出用のデータが入力され、受信されたデータをメモリに格納して、遅延量を調整することができる。
【００３９】
その後、遅延量測定部で位相検出用データを検知して位相ずれを制御し、信号の位相ずれを抑えると共に、外部信号をトリガにスイッチしてチャネルを切り替えることが出来る。
【００４０】
信号比較／遅延調整／ＳＷ処理を行う部分からの出力信号は、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部を介して一つもしくは複数のクライアント・インタフェースに出力される。
【００４１】
更に、図示されたトランスポンダ（ＴＰＮＤ）には、ネットワークパス制御部に接続されたチャネル制御器及び無瞬断切替制御器が設けられている。尚、ネットワークパス制御部は、所定のプログラムにしたがって、チャネル制御器を制御している。
【００４２】
以下、図７〜９を参照して、図１に示されたネットワークの動作を説明する。
【００４３】
（初期状態： λ１による接続）
図７で示すように、クライアントから入力されたデータは、図６のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に与えられ、多重化された後、ＷＤＭ側送受信部の送信機Ｔｘ１に入力される。送信機Ｔｘ１は、当該データをチャネルλ１の信号に乗せ、ＲＯＡＤＭ１のアド部（ａｄｄ部）に入力し、Ｔ１より伝送路に出力する。
【００４４】
ここで、図８をも参照すると、ＲＯＡＤＭ１からの信号は、ネットワーク中において、ＲＯＡＤＭ２、ＲＯＡＤＭ３へと伝送され、ＴＰＮＤ３−１に伝送される。
【００４５】
ＲＯＡＤＭ３では、図７に示されているように、ＲＯＡＤＭ１からの信号をＲ１でλ１を受信し、ＷＸＣ部はｄｒｏｐ部へ出力し、更に、ｄｒｏｐ部はトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に出力する。
【００４６】
図６に示されているように、トランスポンダ部（ＴＰＮＤ）は、ＲＸ１で受信した信号を、遅延調整した後、ＳＷで選択し、クライアント側Ｉ／送受信部に入力し、そこから接続先のクライアント側送信機に接続する。
【００４７】
同様に逆方向の信号は、トランスポンダ（ＴＰＮＤ）のクライアント信号端子より入力され、図９で示されたように、クライアント側Ｉ／Ｆ送受信部→無瞬断切替部→ＦＥＣ部→ＴＸ１→２ｘ１を通してＲＯＡＤＭに出力され、図１０で示すように、ＲＯＡＤＭは、ａｄｄ → ＷＸＣ → Ｔ１を通して、信号を伝送路に出力する。尚、２×１カップラーは２入力１出力カップラーである。
【００４８】
更に、図８で示すように、上記した逆方向の信号は、ＲＯＡＭＤ３から、伝送路→ＲＯＤＭ２→伝送路を通してＲＯＡＤＭ１に出力される。ＲＯＡＤＭ１は、図１０で示すように、Ｒ１→ＷＸＣ→ｄｒｏｐ →を通して、上記信号をトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に出力する。
【００４９】
トランスポンダ（ＴＰＮＤ）は、図９で示されているように、１ｘ２→ＲＸ１→ＦＥＣ部→無瞬断切替器→クライアント側送受信部の経路で、クライアントに接続される。尚、１×２カップラーは、一入力２出力カップラーである。
【００５０】
（遷移状態）
本発明の一実施形態に係るノードは、光信号の経路及びチャネル変更を無瞬断、もしくは非常に短い時間の断時間で実施できる。このため、λ２のチャネルにて同一受信機と二重接続し、受信側にて遅延量をそろえて電気スイッチにて切り替え、切り替え成功後、λ１のパスは削除する動作が行われる。
【００５１】
（１） λ２の接続
ネットワーク上、図１１のように、新規にλ２のパスを開通させる。トランスポンダ（ＴＰＮＤ）にて、図１２で示されたＴＸ２の送信出力をＯＮにする。すると、ＴＸ２の信号は、ＲＯＡＤＭ中、図１０で説明するところの、λ１と同じパスを通ってａｄｄ部に入力され、さらにＷＸＣにてＴ２に出力される。
【００５２】
本ＲＯＡＤＭでは、カラーレスに対応しているため、ａｄｄ部に同時に異なる波長で接続可能である。また、本ＲＯＡＤＭではディレクションレスに対応しているため、ａｄｄ部から任意の送信方向（方路）に対して接続可能である。
【００５３】
ＲＯＡＤＭより伝送路に出力された信号は、図１１で示されたＲＯＡＤＭ４を通じてＲＯＡＤＭ１に伝送される。
【００５４】
ＲＯＡＤＭ１では、図１０で示されたように、ＲＯＡＤＭ４からの信号をＲ２部で受信し、ＷＸＣ部でｄｒｏｐ部に接続し、その後λ１と同じパスを通じてトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に入力する。
【００５５】
本発明に係るＲＯＡＤＭでは、カラーレスに対応しているため、λ１とλ２を同じパスでトランスポンダ（ＴＰＮＤ）に転送可能である。
【００５６】
トランスポンダ（ＴＰＮＤ）は、図１２に示すように、λ２信号を、１ｘ２→ＲＸ２→Ｂ２を介してスイッチ（ＳＷ）に出力する。この時点では、まだスイッチはＢ１を選択しており、Ｂ２からの信号は廃棄されている。
【００５７】
（２）無瞬断もしくは短時間断の切り替え
λ２信号が接続された段階で、図１２に示された遅延制御切替部は、Ｂ１、Ｂ２の遅延量を操作し、二つのチャネル（λ１、λ２）の信号の遅延量をそろえる。遅延量をそろえたのち、スイッチにてパスをＢ２に高速に切り替える。この動作により、無瞬断でλ２のパスに切り替え可能である。
【００５８】
無瞬断切替部は、送信側では、遅延量識別信号を付加し、受信側では遅延量識別信号を認識及び除去を行う動作を行う。
【００５９】
測定された遅延量に基づき、二つのチャネル間の遅延量を制御し、一致させてから切替を実施することで無瞬断切替を提供できる。
【００６０】
また、遅延量が一致しない場合でも、可能な限り調整したうえで切り替えることで、信号の損失を最小限に抑えることが出来る。
【００６１】
ここで、二つの信号の経路長の差異が200 km 程度ある場合でも、遅延量の差異は、1 ms 程度である。二つの信号の経路長の差異が1000 km 程度ある場合でも、遅延量の差異は、5 ms 程度である。
【００６２】
従って、遅延量を一致させられなくても、信号断時間は、 5ms 程度しか生じない。
【００６３】
また、遅延量が小さいほうから大きいほうの経路に切り替えた場合のみ信号断が生じる。これは、ＲＯＡＤＭのパス切り替え時間である、0.1 〜 10 sec に比較すると非常に高速なパス切替に相当する。
【００６４】
ＲＯＡＤＭのパス切り替え時間は、ａｄｄ部、伝送経路上及びｄｒｏｐ部にて通過するデバイスのスイッチング速度に依存している。
【００６５】
経路上にある、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）は多くの場合 0.１秒から１０秒のオーダーのスイッチング時間を有している。
【００６６】
さらに、これらＷＳＳへのスイッチング切り替え命令の伝達時間差が加わるため、ネットワーク全体でみると、パス切り替え時間は、やはり 0.１〜１０秒のオーダーの時間が必要と考えてよい。
【００６７】
（終状態）
新経路のλ２のパスのみ占有し、通信を行う。
【００６８】
ネットワーク上、図１３のようにλ２を用いて新しいパス（経路）により、ＲＯＡＤＭ１からでたλ２の信号は、ＲＯＡＤＭ４→ＲＯＡＤＭ３へと伝送される。
【００６９】
ＲＯＡＤＭ１、及び３では、図１４に示すように、Ｒ２（新しいパスが接続された方路）から受信し、ＷＸＣ部→Ｄｒｏｐ部→ＴＰＮＤへと転送される。
【００７０】
送信側は、ＴＰＮＤから受けた信号をａｄｄ部→ＷＸＣ部→Ｔ２（新しい方路の送信部）に伝達されて伝送路に送出される。
【００７１】
ＴＰＮＤは、図１５に示すように、１ｘ２→ＲＸ２→Ｂ２→ＳＷ→クライアント送受信部の順に信号を伝達してクライアントへ信号を送信する。
【００７２】
ＴＰＮＤ部の送信部では、図１５の送信側のように、ＭＵＸを出た信号は１ｘ２→ＴＸ２→２ｘ１の順に伝達されてＲＯＡＤＭに送られる。
【００７３】
本発明のＷＤＭ伝送装置を用いると、次の効果が得られる。
【００７４】
伝送経路及び伝送チャネルを切り替える経路切替を実施するに当たって、ＲＯＡＤＭ装置の切替時間分の接続断時間がなくなり、電気的スイッチング速度に制限される速さまで高速に経路切替が可能となる。
【００７５】
経路間の遅延量を補正でき、無瞬断で経路切替が可能な場合には、任意のタイミングにて経路切替を開始することが出来る。
【００７６】
伝送経路及びチャネル変更を含むパス切替を実施するに当たって、手動によるファイバの配線代えがなく、ファイバ差し替えで要していた人件費や作業計画費用を低減でき、かつ作業時間を短縮可能である。
【００７７】
伝送経路の最適化を実施するに当たって、遠隔操作により経路及びチャネルの変更ができるため、経路の優先順位を計算し、この順位に基づいて経路の変更を制御するプログラムと連係することができる。これにより、ある経路が削除もしくは変更された際に、既存の他の通信経路に対して、最適な経路での再接続を自動的に実施することが可能である。
【００７８】
以下、本発明の特徴となる事項を付記しておく。
【００７９】
本実施の一形態に係るＷＤＭ伝送装置は、ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭとトランスポンダ（ＴＰＮＤ）とを有している。
【００８０】
ＲＯＡＤＭは、カラーレス機能およびディレクションレス機能を備えている。
【００８１】
一方、トランスポンダは、クライアント側ＩＦ送受信部、無瞬断切替部、ＦＥＣ部、およびＷＤＭ側送受信部を含むように構成されている。また、トランスポンダには、各部を統括的に管理する制御部が設けられている。
【００８２】
クライアント側ＩＦ送受信部は、接続されている複数のクライアントから送られてくる信号を受信して、一つの信号に多重してＷＤＭ側に渡すと共に、ＷＤＭ側から受けた多重化されている信号を複数のクライアント信号に分離するように構成されている。
【００８３】
無瞬断切替部は、入力された複数系統（図中は２系統）の信号を比較して何れか又は両方の信号の遅延量を調整して信号間の切り替えを無瞬断で行えるように構成されている。
【００８４】
切り替えは、無瞬断切替制御器からの管理下で行われる。なお、切り替えは、同一の信号の入力と切替の際にデータを損失しない遅延量をキーに、既存系統から事後的に設けられた系統に自律的に切り替えることとしてもよい。
【００８５】
ＦＥＣ部（フォワード・エラー・コレクション部）は、多重化されたクライアント信号にＷＤＭ信号用に符号化処理する機能とＷＤＭ側から受信した符号化済みの信号を復号化する機能を有するように構成されている。また、信号の復号化の際に、それぞれの系統毎に復号化を行い、系統毎の誤り訂正量をそれぞれ取得して、その訂正量から受信した系統毎の通信品質を判定する訂正量比較部を含んでいる。この訂正量比較部を設けることによって、事前に両系統の伝送品質を確認でき、その結果として適切な系統切替を行なえる。
【００８６】
ＷＤＭ側送受信部は、ＦＥＣ部で生成したＷＤＭ信号を少なくとも二つのファイバに、それぞれ任意のチャネル（＝波長）で送出できるデジタル光送信部と、それらに対応するデジタル光受信部から構成されている。
【００８７】
また、デジタル送信機は、ＤＰＳＫ、ＱＰＳＫ，８ＰＳＫといった複数の多値位相変調方式に対応しており、ネットワークパス制御部の指示により変調方式を変えて送信するように構成されている。
【００８８】
トランスポンダには、制御部として、チャネル制御器及び無瞬断切替制御器が搭載される。チャネル制御器は、送受信チャネルの変調方式や波長を制御し、無瞬断切替制御器は、受信した複数のＷＤＭ信号の系統からクライアント側へ送る信号系統の選択を管理する。
【００８９】
制御部は、ネットワークパス制御部からの指示のもと、トランスポンダ内の各部を制御して、指示されたチャネル等で光ネットワークを構築すると共に、その結果を通知する。
【００９０】
ＷＤＭ側送受信部の入出力は、それぞれペアとして管理して、二つのトランスポンダの接続端子を占有して用いる。なお、より複数の入出力系統を設けて、Ｎ＋１構成としてもよい。
【００９１】
このようなトランスポンダを、図１に示すネットワークにある、カラーレス・ディレクションレス・コンテンションレス機能を有するＲＯＡＤＭに接続して運用する。
【００９２】
また、本発明のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）（例えば、Ａ―１とＢ−１）を用いて、ノードＡとノードＢをパス１にて接続した場合、パス２側も物理的には接続しておき、後々手動によるファイバ接続等の作業が発生しないようにしておくことができ、これによって、パスの張替えを行うことができる。
【００９３】
パス１で接続しているノードが、他の信号接続や、パスの変更等で混み合ってきた場合に、上記のトランスポンダＡ−１とＢ−１とを接続する信号ルートを変更し、ネットワークの稼動率を平準化させることができる。
【００９４】
まず、パス２向けのデジタル光送受信機を起動し、ネットワーク上にＲＯＡＤＭを介してパス２の開通設定を行う。
【００９５】
各トランスポンダ（ＴＰＮＤ）では、パス２のエラー訂正量と遅延量を評価し、切替可能かどうかの判定を行う。指定時間でのエラー訂正量と遅延量が指定値以下であれば切替可能と判断し、遅延量を一致させた上でパスの切替を実施する。
【００９６】
切替に成功したら、パス１を開放する。
【００９７】
これにより、混み合ってきたノードでは、新たなパスを確保できるようになる。
【００９８】
本発明のトランスポンダ（ＴＰＮＤ）Ａ−１とＢ−１を用いて、ノードＡとノードＢをパス１、チャネル１にて接続した状態で、チャネルの入れ替えを行うことができる。
【００９９】
即ち、途中経路のノードにおいて、チャネル１を別のパスに開放したい要求があり、現在のチャネルをチャネルλ２に退避することにする。
【０１００】
トランスポンダ（ＴＰＮＤ）の第二のデジタル光送受信機同士をまずチャネルλ２にて接続する。各トランスポンダ（ＴＰＮＤ）では、パス２のエラー訂正量と遅延量を評価し、切替可能かどうかの判定を行う。指定時間でのエラー訂正量と遅延量が指定値以下であれば切替可能と判断し、遅延量を一致させた上でパスの切替を実施する。
【０１０１】
切替に成功したらパス１のチャネル１を開放する。
【０１０２】
これにより、同一パス上のチャネル配置の最適化を無瞬断にて実施することが出来る。
【０１０３】
また、本発明の具体的な構成は前述の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があってもこの発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１０４】
ＲＯＡＤＭ 光分岐挿入多重化器
ＴＰＮＤ トランスポンダ
Ｒ、Ｔ 受信モジュール、送信モジュール
Ａｄｄ，Ｄｒｏｐ アド部、ドロップ部
ＷＸＣ 波長クロスコネクトモジュール
ＭＵＸ 多重化器
ＤＥＭＵＸ 分離器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数波長チューナブルトランシーバ及び切り替え制御器を内蔵するトランシーバを有するトランスポンダと、
前記トランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス、ディレクションレスに対応した装備を有する光分岐多重化器を含むことを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記トランスポンダは、
波長分割多重（ＷＤＭ）送受信部を備え、前記ＷＤＭ送受信部は、それぞれ、複数の送信機及び複数の受信機を備え、前記複数の送信機の出力側には、複数入力単一出力カップラーが接続され、他方、前記複数の受信機の入力側には、単一入力複数出力カップラーが接続されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記トランスポンダは、無瞬断切替部と、当該無瞬断切替部を制御する無瞬断切替制御部とを有することを特徴とする光通信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記トランスポンダは、誤り訂正を行う誤り訂正部を有することを特徴とする光通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記トランスポンダは、ネットワークパスを定める制御信号に基づき、前記光分岐挿入多重化器との間で送受信する光信号のチャネルを管理するチャネル制御部を有していることを特徴とする光通信装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、
前記光分岐多重化器は、所定の方路数の伝送路と接続可能な送受信モジュールと、光信号の入れ替えを実現する波長クロスコネクタモジュール部と、前記波長クロスコネクタモジュール部及び前記トランスポンダに接続されたアド部及びドロップ部を有していることを特徴とする光通信装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記アド部及びドロップ部は、複数の経路に対応できるように構成されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載された光通信装置を複数のノードに配置することによって構成されたことを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
請求項８において、λ１のパスで接続された前記複数のノードを、λ１とは異なる他のλ２のパスに、自動的に切り替えることができることを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】
各ノードに設けられたトランスポンダと、前記トランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス及びディレクションレスに対応した装備を用いて、複数のノード間の通信経路を切り替えることを特徴とする通信経路制御方法。
【請求項１】
複数波長チューナブルトランシーバ及び切り替え制御器を内蔵するトランシーバを有するトランスポンダと、
前記トランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス、ディレクションレスに対応した装備を有する光分岐多重化器を含むことを特徴とする光通信装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記トランスポンダは、
波長分割多重（ＷＤＭ）送受信部を備え、前記ＷＤＭ送受信部は、それぞれ、複数の送信機及び複数の受信機を備え、前記複数の送信機の出力側には、複数入力単一出力カップラーが接続され、他方、前記複数の受信機の入力側には、単一入力複数出力カップラーが接続されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記トランスポンダは、無瞬断切替部と、当該無瞬断切替部を制御する無瞬断切替制御部とを有することを特徴とする光通信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記トランスポンダは、誤り訂正を行う誤り訂正部を有することを特徴とする光通信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、
前記トランスポンダは、ネットワークパスを定める制御信号に基づき、前記光分岐挿入多重化器との間で送受信する光信号のチャネルを管理するチャネル制御部を有していることを特徴とする光通信装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、
前記光分岐多重化器は、所定の方路数の伝送路と接続可能な送受信モジュールと、光信号の入れ替えを実現する波長クロスコネクタモジュール部と、前記波長クロスコネクタモジュール部及び前記トランスポンダに接続されたアド部及びドロップ部を有していることを特徴とする光通信装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記アド部及びドロップ部は、複数の経路に対応できるように構成されていることを特徴とする光通信装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載された光通信装置を複数のノードに配置することによって構成されたことを特徴とする光通信システム。
【請求項９】
請求項８において、λ１のパスで接続された前記複数のノードを、λ１とは異なる他のλ２のパスに、自動的に切り替えることができることを特徴とする光通信システム。
【請求項１０】
各ノードに設けられたトランスポンダと、前記トランスポンダとの連携動作が可能なカラーレス及びディレクションレスに対応した装備を用いて、複数のノード間の通信経路を切り替えることを特徴とする通信経路制御方法。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７０２８０（Ｐ２０１３−７０２８０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８１６６（Ｐ２０１１−２０８１６６）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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