特開 2023-163362 光伝送システムおよび光伝送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023163362

(43)【公開日】2023-11-10

(54)【発明の名称】光伝送システムおよび光伝送装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/294 20130101AFI20231102BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20231102BHJP

   H04B 10/079 20130101ALI20231102BHJP

【ＦＩ】

H04B10/294

H04J14/02 121

H04B10/079 170

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022074218

(22)【出願日】2022-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(72)【発明者】

【氏名】合中 直樹

(72)【発明者】

【氏名】歩行田 祥人

(72)【発明者】

【氏名】山内 智裕

【テーマコード（参考）】

5K102

【Ｆターム（参考）】

5K102AA55

5K102AD01

5K102LA07

5K102LA11

5K102LA24

5K102LA33

5K102LA52

5K102MA03

5K102MB09

5K102MC17

5K102MD01

5K102MD04

5K102MD07

5K102MH04

5K102MH13

5K102MH14

5K102MH17

5K102MH22

5K102PH42

5K102RB12

(57)【要約】

【課題】ＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムにおいて、送信光パワー制御に起因する光パワーの変動を抑制する。
【解決手段】ＷＤＭ信号を送信する光伝送装置は、制御部、光回路、および収束判定部を備える。制御部は、受信ノードにおいて検出されるＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを表す光パワー情報に基づいて、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する。光回路は、制御部からの制御信号に基づいてＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する。収束判定部は、光パワー情報に基づいて、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束しているか判定する。各波長チャネルの光パワーが収束していないときは、制御部は、第１の周期で光回路を制御する。各波長チャネルの光パワーが収束しているときは、制御部は、第１の周期より長い第２の周期で光回路を制御する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光伝送装置から光ファイバ伝送路を介して第２の光伝送装置にＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムであって、
前記第２の光伝送装置において、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを検出する光チャネルモニタと、
前記第１の光伝送装置において、前記光チャネルモニタによる検出結果に基づいて、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する制御部と、
前記第１の光伝送装置において、前記制御部からの制御信号に基づいて前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する光回路と、
前記光チャネルモニタによる検出結果に基づいて、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束しているか否かを判定する収束判定部と、を備え、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束していないときは、前記制御部は、第１の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御し、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束しているときは、前記制御部は、前記第１の周期より長い第２の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。

【請求項2】

前記光回路は、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整するチャネルパワー調整デバイスと、
前記チャネルパワー調整デバイスから出力されるＷＤＭ信号の光パワーを調整する光増幅回路と、を備え、
前記光増幅回路は、
前記チャネルパワー調整デバイスから出力されるＷＤＭ信号を増幅する第１の光アンプと、
前記第１の光アンプから出力されるＷＤＭ信号を減衰させる可変光減衰器と、
前記可変光減衰器から出力されるＷＤＭ信号を増幅する第２の光アンプと、を備え、
前記制御部により生成される制御信号は、前記チャネルパワー調整デバイスにおける各波長チャネルの損失量を表す第１の制御信号、および、前記可変光減衰器の減衰量を表す第２の制御信号を含み、
前記チャネルパワー調整デバイスは、前記第１の制御信号に従って各波長チャネルの光パワーを調整し、
前記可変光減衰器は、前記第２の制御信号に従って前記第１の光アンプから出力されるＷＤＭ信号を減衰させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光伝送システム。

【請求項3】

前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが非収束状態から収束状態に遷移したときに、前記制御部は、前記第２の制御信号を用いて前記可変光減衰器の減衰量を調整する制御の周期を前記第１の周期から前記第２の周期に変更し、
前記可変光減衰器の減衰量を調整する制御の周期が前記第１の周期から前記第２の周期に変更されたときから所定時間経過後に、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束していれば、前記制御部は、前記第１の制御信号を用いて前記チャネルパワー調整デバイスにおける各波長チャネルの損失量を調整する制御の周期を前記第１の周期から前記第２の周期に変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。

【請求項4】

前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが収束状態から非収束状態に遷移したときに、前記制御部は、前記第２の制御信号を用いて前記可変光減衰器の減衰量を調整する制御の周期を前記第２の周期から前記第１の周期に変更し、
前記可変光減衰器の減衰量を調整する制御の周期が前記第２の周期から前記第１の周期に変更されたときから所定時間経過後に、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束していなければ、前記制御部は、前記第１の制御信号を用いて前記チャネルパワー調整デバイスにおける各波長チャネルの損失量を調整する制御の周期を前記第２の周期から前記第１の周期に変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。

【請求項5】

前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが非収束状態から収束状態に遷移したときに、前記制御部は、前記第１の制御信号を用いて前記チャネルパワー調整デバイスにおける各波長チャネルの損失量を調整する制御の周期を前記第１の周期から前記第２の周期に変更し、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが収束状態から非収束状態に遷移したときに、前記制御部は、前記第１の制御信号を用いて前記チャネルパワー調整デバイスにおける各波長チャネルの損失量を調整する制御の周期を前記第２の周期から前記第１の周期に変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。

【請求項6】

前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが非収束状態から収束状態に遷移したときに、前記制御部は、前記第２の制御信号を用いて前記可変光減衰器の減衰量を調整する制御の周期を前記第１の周期から前記第２の周期に変更し、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが収束状態から非収束状態に遷移したときに、前記制御部は、前記第２の制御信号を用いて前記可変光減衰器の減衰量を調整する制御の周期を前記第２の周期から前記第１の周期に変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の光伝送システム。

【請求項7】

第１の光伝送装置から光ファイバ伝送路を介して第２の光伝送装置にＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムであって、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルのＧＳＮＲを計算するＧＳＮＲ計算部と、
前記第１の光伝送装置において、前記ＧＳＮＲ計算部により計算されるＧＳＮＲに基づいて、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する制御部と、
前記第１の光伝送装置において、前記制御部からの制御信号に基づいて前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する光回路と、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルのＧＳＮＲが目標レベルに収束しているか否かを判定する収束判定部と、を備え、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルのＧＳＮＲが前記目標レベルに収束していないときは、前記制御部は、第１の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御し、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルのＧＳＮＲが前記目標レベルに収束しているときは、前記制御部は、前記第１の周期より長い第２の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御する
ことを特徴とする光伝送システム。

【請求項8】

光ファイバ伝送路を介して受信ノードにＷＤＭ信号を送信する光伝送装置であって、
前記受信ノードにおいて検出される前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの受信光パワーを表す光パワー情報に基づいて、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する制御部と、
前記制御部からの制御信号に基づいて前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する光回路と、
前記光パワー情報に基づいて、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束しているか否かを判定する収束判定部と、を備え、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束していないときは、前記制御部は、第１の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御し、
前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束しているときは、前記制御部は、前記第１の周期より長い第２の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御する
ことを特徴とする光伝送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムおよび光伝送装置に係わる。

【背景技術】

【0002】

大容量の光通信を提供するために、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）が実用化されている。ＷＤＭは、複数の波長チャネルを使用して信号を伝送する。したがって、多数の波長チャネルを多重化することで大容量の光通信が実現される。

【0003】

ＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムにおいては、多くのケースにおいて、各ノードにＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）が実装される。ＲＯＡＤＭは、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）および光増幅回路を備え、ＷＤＭ信号の各波長チャネルを処理する。ＷＳＳは、ＷＤＭ信号から所望の波長チャネルの光信号を分岐し、ＷＤＭ信号の空波長チャネルに光信号を挿入する。光増幅回路は、ＷＳＳから出力されるＷＤＭ信号を増幅する。なお、光信号の分岐や挿入が不要の場合、ＷＳＳの代わりにＤＧＥ（Dynamic Gain Equalizer）を備えてもよい。

【0004】

ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーは、波長依存性を有する。このため、この波長依存性の影響を抑制するために、プリエンファシス制御およびスロープ制御が行われることがある。例えば、受信ノードにおいて各波長チャネルの光パワーがモニタされる。送信ノードは、受信ノードにおいて得られるモニタ結果に基づいて、各波長チャネルの送信光パワーを制御する。このとき、送信ノードは、光ファイバ伝送路の出力光パワー（即ち、受信ノードにおける受信光パワー）が波長に対してフラットになるように、ＷＳＳおよび光増幅回路を制御する。或いは、受信ノードにおいて受信光増幅器の出力光パワーが波長に対してフラットになるように制御してもよい。この結果、受信ノードにおける各波長チャネルの受信光パワーが波長に対してフラットになり、ＷＤＭ信号の品質が改善する。

【0005】

なお、受信側で測定されるＯＳＮＲ（Optical Signal-to-Noise Ratio）等の受信情報に基づいて、各波長の光信号についての伝送特性のばらつきを抑えるＷＤＭ光通信システムが提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２－０５７６２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したように、送信ノードは、受信ノードにより検出される情報に基づいてＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する。ただし、大規模ネットワークにおいては、多数のＲＯＡＤＭが接続されている。このため、あるＲＯＡＤＭノードで行われた光パワー制御が、他のＲＯＡＤＭノードで行われる光パワー制御に影響を及ぼすおそれがある。即ち、複数のＲＯＡＭＤノードの光パワー制御が互いに干渉するおそれがある。例えば、複数のＲＯＡＤＭノードが「光パワーを増加させる必要がある」と判定し、それら複数のＲＯＡＤＭノードが同時に光パワーを増加させると、光パワーが過剰に大きくなることがある。すなわち、定常時に予期しない大きな光パワー変動が発生することがある。

【0008】

本発明の１つの側面に係わる目的は、ＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムにおいて、送信光パワー制御に起因する光パワーの変動を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の１つの態様の光伝送システムは、第１の光伝送装置から光ファイバ伝送路を介して第２の光伝送装置にＷＤＭ信号を伝送する。光伝送システムは、前記第２の光伝送装置において前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを検出する光チャネルモニタと、前記第１の光伝送装置において、前記光チャネルモニタによる検出結果に基づいて、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する制御部と、前記第１の光伝送装置において、前記制御部からの制御信号に基づいて前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する光回路と、前記光チャネルモニタによる検出結果に基づいて、前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束しているか否かを判定する収束判定部と、を備える。前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束していないときは、前記制御部は、第１の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御する。前記ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが前記目標レベルに収束しているときは、前記制御部は、前記第１の周期より長い第２の周期で前記制御信号を用いて前記光回路を制御する。

【発明の効果】

【0010】

上述の態様によれば、ＷＤＭ信号を伝送する光伝送システムにおいて、送信光パワー制御に起因する光パワーの変動が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係わる光通信ネットワークの一例を示す図である。

【図2】光伝送システムの一例を示す図である。

【図3】送信光パワー制御の一例を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係わる光伝送システムの一例を示す図である。

【図5】収束判定について説明する図である。

【図6】収束判定部の処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】判定結果取得部および周期選択部の処理の一例を示すシーケンス図である。

【図8】収束判定部の処理のバリエーションを示すフローチャートである。

【図9】収束判定部が図８に示す手順を実行するときの判定結果取得部および周期選択部の処理の一例を示すシーケンス図である。

【図10】収束判定部の処理のさらに他のバリエーションを示すフローチャートである。

【図11】本発明の実施形態に係わる光伝送システムの第１のバリエーションを示す図である。

【図12】本発明の実施形態に係わる光伝送システムの第２のバリエーションを示す図である。

【図13】本発明の実施形態に係わる光伝送システムの第３のバリエーションを示す図である。

【図14】下流局におけるＧＳＮＲの一例を示す図である。

【図15】ＧＳＮＲに基づいて送信光パワーを制御する光伝送システムの一例を示す図である。

【図16】波長チャネルの線形ＳＮＲを計算する方法の実施例を示す図である。

【図17】ＧＳＮＲを算出する方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、本発明の実施形態に係わる光通信ネットワークの一例を示す。本発明の実施形態に係わる光通信ネットワーク１００は、複数のＲＯＡＤＭ１（１ａ～１ｎ）を備える。複数のＲＯＡＤＭ１は、光ファイバ伝送路２により接続されている。各ＲＯＡＤＭ１は、ＷＤＭ信号を伝送する。例えば、ＲＯＡＤＭ１ａにより生成されるＷＤＭ信号は、ＲＯＡＤＭ１ｂ～１ｄを介してＲＯＡＤＭ１ｎまで伝送される。ただし、各ＲＯＡＤＭ１は、受信ＷＤＭ信号から所望の波長チャネルの光信号を分岐することができる。また、各ＲＯＡＤＭ１は、ＷＤＭ信号の空波長チャネルに光信号を挿入することができる。なお、ＲＯＡＤＭは、光伝送装置の一例である。

【0013】

図２は、光伝送システムの一例を示す。図２に示す光伝送システムは、図１に示す複数のＲＯＡＤＭ１のうちの互いに隣接する２個のＲＯＡＤＭにより構成される。図２に示す例では、光伝送システムは、ＲＯＡＤＭ１ａおよびＲＯＡＤＭ１ｂから構成される。そして、ＲＯＡＤＭ１ａから光ファイバ伝送路２ｘを介してＲＯＡＤＭ１ｂにＷＤＭ信号が伝送されるものとする。よって、以下の記載では、ＲＯＡＤＭ１ａを「上流局１０」と呼ぶことがある。また、ＲＯＡＤＭ１ｂを「下流局５０（又は、受信ノード）」と呼ぶことがある。

【0014】

上流局１０は、ＷＳＳ１１、光増幅回路１２、受光器（ＰＤ）１３および１４、ＡＧＣ制御部１５、励起光源（ＬＤ）１６および１７、ＯＳＣ受信部１８、パワー制御情報生成部１９、ＷＳＳ制御部２０、ＯＣＭ２１、およびＶＯＡ制御部２２を備える。なお、上流局１０は、図２に示していない他の素子、回路、または機能を備えてもよい。下流局５０は、ＯＣＭ５１およびＯＳＣ送信部５２を備える。なお、下流局５０は、図２に示していない他の素子、回路、または機能を備えてもよい。

【0015】

ＷＳＳ１１は、ＷＳＳ制御部２０から与えられる指示に応じて、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する。なお、ＷＳＳ１１は、ＷＳＳ制御部２０から与えられる指示に応じてＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する光回路の一例である。すなわち、上流局１０は、ＷＳＳ１１の代わりに、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する他の形態の光回路を備えてもよい。

【0016】

光増幅回路１２は、ＷＳＳ１１から出力されるＷＤＭ信号を増幅する。光増幅回路１２は、この実施例では、光アンプ１２ａ、可変光減衰器（ＶＯＡ）１２ｂ、および光アンプ１２ｃを備える。光アンプ１２ａは、ＷＳＳ１１から出力されるＷＤＭ信号を増幅する。ＶＯＡ１２ｂは、光アンプ１２ａから出力されるＷＤＭ信号を減衰させる。光アンプ１２ｃは、ＶＯＡ１２ｂから出力されるＷＤＭ信号を増幅する。光アンプ１２ａおよび１２ｃは、例えば、エルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）である。

【0017】

光アンプ１２ａおよび１２ｃの利得は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）により決定される。すなわち、受光器１３は、光増幅回路１２に入力するＷＤＭ信号を電気信号に変換する。受光器１４は、光増幅回路１２から出力されるＷＤＭ信号を電気信号に変換する。ＡＧＣ制御部１５は、受光器１３の出力信号および受光器１４の出力信号に基づいて、ＷＤＭ信号に対する光増幅回路１２の利得が目標値に近づくように、励起光源１６および１７を制御する。励起光源１６および１７は、それぞれ、ＡＧＣ制御部１５から与えられる信号に応じて励起光を生成する。なお、励起光源１６により生成される励起光は光アンプ１２ａに与えられ、励起光源１７により生成される励起光は光アンプ１２ｃに与えられる。ＶＯＡ１２ｂにおけるＷＤＭ信号に対する減衰量は、ＶＯＡ制御部２２により制御される。

【0018】

上流局１０から出力されるＷＤＭ信号は、光ファイバ伝送路２ｘを介して伝搬する。そして、下流局５０は、光ファイバ伝送路２ｘを介してこのＷＤＭ信号を受信する。

【0019】

下流局５０において、ＯＣＭ５１は、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを検出する。すなわち、ＯＣＭ５１は、下流局５０が受信するＷＤＭ信号のスペクトルを検出できる。ＯＳＣ送信部５２は、ＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）を利用して、ＯＣＭ５１により検出される光パワーを表す情報を上流局１０に送信する。ＯＳＣは、例えば、データを伝送するための波長チャネルとは別に設けられる所定の波長チャネルにより実現される。なお、以下の記載では、ＯＣＭ５１により検出される光パワーを表す情報を「光パワー情報」と呼ぶことがある。また、ＯＳＣは、下流局５０から上流局１０に光信号を伝送する光ファイバ伝送路２ｙに設定される。

【0020】

上流局１０において、ＯＳＣ受信部１８は、ＯＳＣから光パワー情報を抽出する。光パワー情報は、パワー制御情報生成部１９に導かれる。

【0021】

パワー制御情報生成部１９は、下流局５０から送られてくる光パワー情報に基づいてパワー制御情報を生成する。パワー制御情報は、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの損失量を表すＷＳＳ損失情報および波長に対するＷＤＭ信号のチルトを表すチルト情報を含む。ＷＳＳ損失情報はＷＳＳ制御部２０に与えられる。また、チルト情報はＶＯＡ制御部２２に与えられる。

【0022】

ＷＳＳ制御部２０は、ＷＳＳ損失情報に従ってＷＳＳ１１を制御する。このとき、ＯＣＭ２１は、ＷＳＳ１１に入力するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワー、及び、ＷＳＳ１１から出力されるＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを検出する。また、ＷＳＳ制御部２０は、ＯＣＭ２１による測定に基づいて、ＷＳＳ１１における各波長チャネルの損失をモニタする。そして、ＷＳＳ制御部２０は、ＷＳＳ１１における各波長チャネルの損失が、ＷＳＳ損失情報が表す損失量と一致するように、ＷＳＳ１１を制御する。

【0023】

ＶＯＡ制御部２２は、チルト情報に従ってＶＯＡ１２ｂを制御する。ここで、ＶＯＡ１２ｂが１組の光アンプ（１２ａ、１２ｃ）の間に設けられる構成において、光アンプ１２ａ、１２ｃに対してＡＧＣ制御を行いながら、ＶＯＡ１２ｂを用いてＷＤＭ信号の光パワーを調整すると、下流局５０が受信するＷＤＭ信号のチルトが変化する。したがって、下流局５０において生成される光パワー情報に基づいてＶＯＡ１２ｂを制御すことにより、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーをフラットにすることができる。

【0024】

図３は、送信光パワー制御の一例を示す。この例では、ＷＤＭ信号は、波長チャネルＣＨ１～ＣＨ８から構成される。そして、図３（ａ）に示すように、上流局１０から送信される波長チャネルＣＨ１～ＣＨ８の光パワーが互いに同じであるときに、図３（ｂ）に示すＷＤＭ信号が下流局５０に到着するものとする。

【0025】

この場合、下流局５０において、ＯＣＭ５１を用いてＷＤＭ信号をモニタすることで、図３（ｂ）に示す光パワー情報が得られる。そして、上流局１０のパワー制御情報生成部１９は、下流局５０からこの光パワー情報を取得する。

【0026】

パワー制御情報生成部１９は、下流局５０から受信する光パワー情報に基づいてパワー制御情報を生成する。具体的には、パワー制御情報生成部１９は、波長に対するＷＤＭ信号のチルト（即ち、傾き）をフラットに近づけるためのチルト情報を生成する。ここで、ＶＯＡ１２ｂを用いてＷＤＭ信号の光パワーを調整すると、下流局５０が受信するＷＤＭ信号のチルトが変化する。すなわち、パワー制御情報生成部１９は、図３（ｃ）に示すように、下流局５０が受信するＷＤＭ信号のチルトをフラットに近づけることができる。

【0027】

ただし、ＷＤＭ信号のチルトを制御するだけでは、図３（ｄ）に示すように、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の波長チャネルＣＨ１～ＣＨ８の光パワーがばらついていることがある。このため、各波長チャネルの光パワーのばらつきは、ＷＳＳ１１を用いて補償される。すなわち、パワー制御情報生成部１９は、光パワー情報に基づいて、ＷＳＳ１１における各波長チャネルの損失を制御するＷＳＳ損失情報を生成する。

【0028】

例えば、図３（ｄ）に示す例では、波長チャネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ６～ＣＨ８の受信光パワーが平均パワーより大きく、波長チャネルＣＨ２、ＣＨ４～ＣＨ５の受信光パワーが平均パワーより小さい。この場合、パワー制御情報生成部１９は、波長チャネルＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ６～ＣＨ８の損失を大きくし、波長チャネルＣＨ２、ＣＨ４～ＣＨ５の損失を小さくするＷＳＳ制御情報を生成する。そして、ＷＳＳ１１は、このＷＳＳ制御情報に従って各波長チャネルの光パワーを制御する。この結果、ＷＳＳ１１から出力されるＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーは、図３（ｅ）に示すように調整される。

【0029】

このように、上流局１０は、下流局５０から受信する光パワー情報に基づいて、ＷＳＳ１１における各波長チャネルの損失およびＶＯＡ１２ｂの減衰量を制御する。この結果、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーは均一になり、各波長チャネルの品質が安定する。

【0030】

なお、ＶＯＡ１２ｂを用いることなく、ＷＳＳ１１のみを使用して受信ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを均一にすることも可能である。ただし、この場合、ＷＳＳ１１において損失が大きくなり、ＯＳＮＲが低下しやすくなる。他方、ＶＯＡ１２ｂの減衰量を調整することで波長に対するＷＤＭ信号のチルトを制御する方法は、ＯＳＮＲの劣化が少ない。したがって、図２に示すように、ＷＳＳ１１およびＶＯＡ１２ｂを制御することで受信ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを均一にする構成が好ましい。

【0031】

ところで、パワー制御情報生成部１９は、例えば、所定の周期で、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの送信光パワーを制御する。ただし、制御周期を短くすると、複数のＲＯＡＭＤノードの光パワー制御が互いに干渉するおそれがある。例えば、図１に示すＲＯＡＤＭ１ａからＲＯＡＤＭ１ｎにＷＤＭ信号を伝送するケースでは、ＲＯＡＤＭ１ｂの受信ＷＤＭ信号を等化するＲＯＡＤＭ１ａの送信パワー制御、ＲＯＡＤＭ１ｃの受信ＷＤＭ信号を等化するＲＯＡＤＭ１ｂの送信パワー制御、ＲＯＡＤＭ１ｄの受信ＷＤＭ信号を等化するＲＯＡＤＭ１ｃの送信パワー制御が互いに影響を及ぼすことで、定常時に予期しない大きな光パワー変動が発生するおそれがある。他方、制御周期を長くすると、伝送条件が変化したときに、各ＲＯＡＤＭノードにおける受信ＷＤＭ信号が等化されるまでの時間が長くなる。この場合、長い期間にわたって、幾つかの波長チャネルの品質が低い状態が継続するおそれがある。本発明の実施形態に係わる光伝送装置または光伝送システムは、このトレードオフを緩和する。

【0032】

図４は、本発明の実施形態に係わる光伝送システムの一例を示す。本発明の実施形態に係わる光伝送システム２００は、図１に示す複数のＲＯＡＤＭ１のうちの互いに隣接する２個のＲＯＡＤＭにより構成される。図４に示す例では、光伝送システム２００は、ＲＯＡＤＭ１ａおよびＲＯＡＤＭ１ｂから構成される。そして、ＲＯＡＤＭ１ａから光ファイバ伝送路２ｘを介してＲＯＡＤＭ１ｂにＷＤＭ信号が伝送される。よって、以下の記載では、ＲＯＡＤＭ１ａを「上流局１０」と呼ぶことがある。また、ＲＯＡＤＭ１ｂを「下流局５０（または、受信ノード）」と呼ぶことがある。

【0033】

なお、上流局１０において、ＷＳＳ１１および光増幅回路１２は、ＷＳＳ制御部２０およびＶＯＡ制御部２２から与えられる御信号に基づいてＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整する光回路の一例である。この場合、ＷＳＳ制御部２０およびＶＯＡ制御部２２は、下流局５０に実装されるＯＣＭ５１による検出結果に基づいて、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する制御信号を生成する制御部の一例である。

【0034】

光伝送システムの構成は、図２および図４において概ね同じである。ただし、本発明の実施形態に係わる光伝送システム２００においては、上流局１０は、図２に示す構成に加えて、収束判定部３１、判定結果取得部３２、周期選択部３３、判定結果取得部３４、および周期選択部３５を備える。

【0035】

収束判定部３１は、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを表す光パワー情報に基づいて、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系が収束しているか否かを判定する。このとき、収束判定部３１は、光パワー情報に基づいて、各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束しているか否かを判定する。ここで、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーは、ＯＣＭ５１により検出される。また、光パワー情報は、ＯＳＣを利用して、下流局５０から上流局１０に送信される。そして、収束判定部３１は、ＯＳＣから光パワー情報を抽出することにより、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを認識する。

【0036】

図５は、収束判定について説明する図である。ここで、図５は、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを示している。目標レベルは、この実施例では、各波長チャネルの光パワーの平均である。収束範囲は、目標レベルに対して所定の誤差を付加することで設定される。

【0037】

収束判定部３１は、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内であるか否かを判定する。図５に示す例では、波長チャネルＣＨ２の光パワーが収束範囲の上限値より大きい。よって、この場合、収束判定部３１は、各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束していないと判定する。すなわち、収束判定部３１は、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系が未だ収束していないと判定する。なお、収束判定部３１は、所定の周期（例えば、１～５秒程度）で収束判定を行う。

【0038】

図４～図５に示す実施例では、収束判定部３１は、受信ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーをモニタするが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、各ノードが受信ＷＤＭ信号を増幅する受信光増幅器を備えるときは、収束判定部３１は、その受信光増幅器から出力されるＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーをモニタしてもよい。

【0039】

判定結果取得部３２は、収束判定部３１による判定結果を取得する。そして、判定結果が変化すると、判定結果取得部３２は、周期選択部３３に切替え要求を送信する。具体的には、制御系の状態が収束状態から非収束状態に変化すると、判定結果取得部３２は、周期選択部３３に対して低速モードから高速モードへの切替えを要求する。また、制御系の状態が非収束状態から収束状態に変化すると、判定結果取得部３２は、周期選択部３３に対して高速モードから低速モードへの切替えを要求する。

【0040】

周期選択部３３は、判定結果取得部３２からの要求に従って、ＷＳＳ制御部２０の動作周期を制御する。例えば、低速モードから高速モードへの切替え要求を受信したときは、周期選択部３３は、第１の周期（例えば、１０秒）でＷＳＳ制御部２０を動作させる。また、高速モードから低速モードへの切替え要求を受信したときは、周期選択部３３は、第１の周期より長い第２の周期（例えば、１０分）でＷＳＳ制御部２０を動作させる。そして、ＷＳＳ制御部２０は、周期選択部３３が選択した周期でＷＳＳ１１を制御する。

【0041】

判定結果取得部３４および周期選択部３５の動作は、判定結果取得部３２および周期選択部３３の動作と実質的に同じである。すなわち、判定結果が変化すると、判定結果取得部３４は、周期選択部３５に切替え要求を送信する。そして、周期選択部３５は、判定結果取得部３４からの要求に従って、ＶＯＡ制御部２２の動作周期を制御する。ＶＯＡ制御部２２は、周期選択部３５が選択した周期でＶＯＡ１２ｂを制御する。

【0042】

このように、光伝送システム２００においては、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束していないときは、高速モードが選択され、ＷＤＭ信号の送信光パワーを調整する処理の頻度が高くなる。したがって、光伝送システム２００の伝送条件が変化した場合であっても、各ＲＯＡＤＭノードにおける受信ＷＤＭ信号が等化されるまでの時間は短い。また、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束すると、低速モードが選択され、ＷＤＭ信号の送信光パワーを調整する処理の頻度が低くなる。したがって、複数のＲＯＡＭＤノードの光パワー制御が互いに干渉しにくくなり、予期しない光パワー変動が抑制される。

【0043】

なお、ＷＳＳ制御部２０およびＶＯＡ制御部２２は、互いに連携して動作することが好ましい。例えば、ＷＳＳ制御部２０およびＶＯＡ制御部２２は、対応する光回路を交互に制御してもよい。

【0044】

また、図４に示す実施例では、各ノードに設けられるＲＯＡＤＭがＷＳＳを備えるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、ＷＤＭ信号を伝送する光伝送装置は、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを調整するチャネルパワー調整デバイスを備えていればよい。ここで、ＷＳＳは、チャネルパワー調整デバイスの一例である。また、チャネルパワー調整デバイスとしてＤＧＥを使用してもよい。

【0045】

図６は、収束判定部３１の処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、ＲＯＡＤＭ１が動作しているときは、継続的に実行される。なお、このフローチャートの開始時において、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系は高速モードで動作するものとする。

【0046】

Ｓ１において、収束判定部３１は、下流局５０において生成される光パワー情報を受信する。光パワー情報は、上述したように、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを表す。

【0047】

Ｓ２において、収束判定部３１は、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内か否かを判定する。収束範囲については、図５を参照して説明した通りである。ここで、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に収束していないときは、収束判定部３１の処理はＳ１に戻る。したがって、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に収束するまでの期間は、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系は高速モードで動作する。そして、すべての波長チャネルの光パワーが収束範囲内に収束すると、収束判定部３１は、Ｓ３において、判定結果取得部３２、３４に収束通知を送信する。なお、後で説明するが、収束判定部３１が収束通知を発行すると、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系の動作モードが高速モードから低速モードに切り替わる。

【0048】

Ｓ４において、収束判定部３１は光パワー情報を受信する。Ｓ５において、収束判定部３１は、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れているか否かを判定する。ここで、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に収束していれば、収束判定部３１の処理はＳ４に戻る。即ち、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に収束している期間は、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系は低速モードで動作する。そして、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れると、収束判定部３１は、Ｓ６において、判定結果取得部３２、３４に非収束通知を送信する。なお、後で説明するが、収束判定部３１が非収束通知を発行すると、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系の動作モードが低速モードから高速モードに切り替わる。

【0049】

図７は、判定結果取得部および周期選択部の処理の一例を示すシーケンス図である。この実施例では、ＲＯＡＤＭ１が動作を開始するときに、周期選択部３３、３５は高速モードを選択する。すなわち、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系は、高速モードで動作を開始する。

【0050】

判定結果取得部３２、３４は、収束判定部３１から送信される通知を待ち受ける。そして、図６に示すＳ３において収束判定部３１が収束通知を発行すると、判定結果取得部３２、３４は、それぞれ周期選択部３３、３５に対して切替え要求を送信する。この切替え要求は、高速モードから低速モードへの切替えを要求する。

【0051】

周期選択部３３は、この切替え要求を受信すると、ＷＳＳ制御部２０の動作モードを高速モードから低速モードに切り替える。すなわち、周期選択部３３は、第２の周期でＷＳＳ１１を制御することを表す指示をＷＳＳ制御部２０に与える。同様に、周期選択部３５は、この切替え要求を受信すると、ＶＯＡ制御部２２の動作モードを高速モードから低速モードに切り替える。すなわち、周期選択部３５は、第２の周期でＶＯＡ１２ｂを制御することを表す指示をＶＯＡ制御部２２に与える。

【0052】

続いて、判定結果取得部３２、３４は、収束判定部３１から送信される通知を待ち受ける。そして、図６に示すＳ６において収束判定部３１が非収束通知を発行すると、判定結果取得部３２、３４は、それぞれ周期選択部３３、３５に対して切替え要求を送信する。この切替え要求は、低速モードから高速モードへの切替えを要求する。

【0053】

周期選択部３３は、この切替え要求を受信すると、ＷＳＳ制御部２０の動作モードを低速モードから高速モードに切り替える。すなわち、周期選択部３３は、第２の周期よりも短い第１の周期でＷＳＳ１１を制御することを表す指示をＷＳＳ制御部２０に与える。同様に、周期選択部３５は、この切替え要求を受信すると、ＶＯＡ制御部２２の動作モードを低速モードから高速モードに切り替える。すなわち、周期選択部３５は、第１の周期でＶＯＡ１２ｂを制御することを表す指示をＶＯＡ制御部２２に与える。

【0054】

図８は、収束判定部３１の処理のバリエーションを示すフローチャートである。なお、図６に示す手順では、ＷＳＳ１１の制御周期およびＶＯＡ１２ｂの制御周期が同時に切り替わる。これに対して、図８に示す手順では、ＷＳＳ１１の制御周期を切り替えるタイミングとＶＯＡ１２ｂの制御周期を切り替えるタイミングとが互いに異なっている。なお、図８に示すフローチャートでは、収束判定部３１が光パワー情報を受信する処理は省略されている。

【0055】

Ｓ１１において、収束判定部３１は、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内か否かを判定する。そして、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に入っていれば、収束判定部３１は、Ｓ１２において、ＶＯＡ収束通知を発行する。なお、収束判定部３１がＶＯＡ収束通知を発行すると、ＶＯＡ制御部２２の動作モードが高速モードから低速モードに切り替わる。この後、収束判定部３１は、Ｓ１３において、所定時間の経過を待つ。

【0056】

Ｓ１４において、収束判定部３１は、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内か否かを判定する。すなわち、低速モードでＶＯＡ１２ｂが制御されている状況で、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に保持されているか否かを判定する。そして、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に保持されていれば、収束判定部３１は、Ｓ１５において、ＷＳＳ収束通知を発行する。なお、収束判定部３１がＷＳＳ収束通知を発行すると、ＷＳＳ制御部２０の動作モードが高速モードから低速モードに切り替わる。

【0057】

Ｓ１６において、収束判定部３１は、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れているか否かを判定する。そして、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れていると、収束判定部３１は、Ｓ１７において、ＶＯＡ非収束通知を発行する。なお、収束判定部３１がＶＯＡ非収束通知を発行すると、ＶＯＡ制御部２２の動作モードが低速モードから高速モードに切り替わる。この後、収束判定部３１は、Ｓ１８において、所定時間の経過を待つ。なお、Ｓ１４において１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れていると判定されたときも、収束判定部３１は、Ｓ１７において、ＶＯＡ非収束通知を発行する。

【0058】

Ｓ１９において、収束判定部３１は、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れているか否かを判定する。すなわち、高速モードでＶＯＡ１２ｂが制御されている状況で、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れているか否かを判定する。そして、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れているときは、収束判定部３１は、Ｓ２０において、ＷＳＳ非収束通知を発行する。なお、収束判定部３１がＷＳＳ非収束通知を発行すると、ＷＳＳ制御部２０の動作モードが低速モードから高速モードに切り替わる。

【0059】

収束判定部３１が図８に示す処理を実行するとき、判定結果取得部および周期選択部は図９に示す処理を実行する。図７に示す手順および図９に示す手順は概ね同じである。ただし、判定結果取得部３４および周期選択部３５は、Ｓ１２においてＶＯＡ収束通知が発行されたときにＶＯＡ制御部２２の動作モードを高速モードから低速モードに切り替え、Ｓ１７においてＶＯＡ非収束通知が発行されたときにＶＯＡ制御部２２の動作モードを低速モードから高速モードに切り替える。また、判定結果取得部３２および周期選択部３３は、Ｓ１５においてＷＳＳ収束通知が発行されたときにＷＳＳ制御部２０の動作モードを高速モードから低速モードに切り替え、Ｓ２０においてＷＳＳ非収束通知が発行されたときにＷＳＳ制御部２０の動作モードを低速モードから高速モードに切り替える。

【0060】

図１０は、収束判定部３１の処理のさらに他のバリエーションを示すフローチャートである。図８～図９に示す実施例では、ＷＳＳ１１の制御周期の切替えおよびＶＯＡ１２ｂの制御周期の切替えが互いに連動している。これに対して、図１０に示す実施例では、ＷＳＳ１１の制御周期およびＶＯＡ１２ｂの制御周期が互いに独立して切り替えられる。

【0061】

ＷＳＳ１１の制御周期は、図１０（ａ）に示すフローチャートのＳ５１～Ｓ５５に従って制御される。すなわち、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に入っていれば、収束判定部３１は、ＷＳＳ収束通知を発行する。また、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れると、収束判定部３１は、ＷＳＳ非収束通知を発行する。判定結果取得部３２および周期選択部３３の動作は、図９に示す通りである。したがって、収束判定部３１がＷＳＳ収束通知を発行すると、ＷＳＳ制御部２０の動作モードが高速モードから低速モードに切り替えられる。また、収束判定部３１がＷＳＳ非収束通知を発行すると、ＷＳＳ制御部２０の動作モードが低速モードから高速モードに切り替えられる。

【0062】

ＶＯＡ１２ｂの制御周期は、図１０（ｂ）に示すフローチャートのＳ６１～Ｓ６５に従って制御される。すなわち、各波長チャネルの光パワーが収束範囲内に入っていれば、収束判定部３１は、ＶＯＡ収束通知を発行する。また、１以上の波長チャネルの光パワーが収束範囲から外れると、収束判定部３１は、ＶＯＡ非収束通知を発行する。判定結果取得部３４および周期選択部３５の動作は、図９に示す通りである。したがって、収束判定部３１がＶＯＡ収束通知を発行すると、ＶＯＡ制御部２２の動作モードが高速モードから低速モードに切り替えられる。また、収束判定部３１がＶＯＡ非収束通知を発行すると、ＶＯＡ制御部２２の動作モードが低速モードから高速モードに切り替えられる。なお、収束判定部３１は、図１０（ａ）に示す処理および図１０（ｂ）に示す処理を独立して実行することができる。

【0063】

＜構成のバリエーション＞
図４に示す構成では、上流局１０がパワー制御情報（ＷＳＳ損失情報およびチルト情報を含む）を生成する機能および制御系の収束を判定する機能を備えるが、本発明の実施形態はこの構成に限定されるものではない。例えば、本発明の実施形態に係わる光伝送システムは、図１１～図１３に示す構成であってもよい。

【0064】

図１１に示す構成では、下流局５０がパワー制御情報生成部１９を備える。この場合、下流局５０においてパワー制御情報が生成される。下流局５０は、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを表す光パワー情報に加えてパワー制御情報を上流局１０に送信する。そして、上流局１０は、下流局５０から受信する光パワー情報およびパワー制御情報に基づいてＷＤＭ信号の各波長チャネルの送信光パワーを制御する。ただし、制御系が収束しているか否かの判定は、上流局１０に実装される収束判定部３１により行われる。

【0065】

図１２に示す構成では、下流局５０が収束判定部３１を備える。この場合、制御系が収束しているか否かの判定が下流局５０において行われる。下流局５０は、光パワー情報に加えて判定結果を上流局１０に送信する。そして、上流局１０は、下流局５０から受信する光パワー情報および判定結果に基づいてＷＤＭ信号の各波長チャネルの送信光パワーを制御する。ただし、パワー制御情報は、上流局１０に実装されるパワー制御情報生成部１９により生成される。

【0066】

図１３に示す構成では、下流局５０がパワー制御情報生成部１９および収束判定部３１を備える。この場合、下流局５０においてパワー制御情報が生成され、また、制御系が収束しているか否かの判定が行われる。下流局５０は、光パワー情報、パワー制御情報、および判定結果を上流局１０に送信する。そして、上流局１０は、下流局５０から受信する光パワー情報、パワー制御情報、および判定結果に基づいてＷＤＭ信号の各波長チャネルの送信光パワーを制御する。

【0067】

＜ＧＳＮＲに基づく送信光パワー制御＞
上述した実施例では、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーが均等になるように、上流局１０において送信光パワー制御が行われる。ただし、各波長チャネルの品質を均等にするためには、各波長チャネルの光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）またはＧＳＮＲ（Generalized SNR）に基づいて送信光パワー制御を行うことが好ましいことがある。以下の実施形態では、各波長チャネルのＧＳＮＲが均等になるように送信光パワー制御が行われる。

【0068】

ＧＳＮＲは（１）式で表される。

【数1】

ＳＮＲ＿Ｌは、光信号と線形雑音との比を表し、ＯＳＮＲから算出可能である。また、ＳＮＲ＿ＮＬは、光信号と非線形雑音との比を表す。

【0069】

図１４は、下流局５０におけるＧＳＮＲの一例を示す。図１４（ａ）に示す例では、上流局１０から送信されるＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーは均一である。但し、ＷＤＭ信号が光ファイバ伝送路を介して伝搬するとき、線形雑音および非線形雑音が発生する。このため、下流局５０において、ＧＳＮＲは波長に対してフラットにならない。図１４（ａ）に示す例では、Ｃバンドの中の短波長領域でＧＳＮＲが最も小さくなっている。ここで、ＧＳＮＲが小さい波長チャネルにおいてエラーが発生しやすい。よって、最小ＧＳＮＲを大きくすることが重要である。

【0070】

上流局１０は、上述したように、下流局５０により生成される光パワー情報に基づいてＷＤＭ信号の各波長チャネルの送信光パワーを制御する。このとき、上流局１０は、下流局５０における最小ＧＳＮＲを大きくするようにＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御することが好ましい。例えば、上流局１０は、図１４（ｂ）に示すように、波長に対してＧＳＮＲがフラットになるように、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを制御する。そうすると、最小ＧＳＮＲが大きくなり、ＷＤＭ信号の品質が改善する。

【0071】

図１５は、ＧＳＮＲに基づいて送信光パワーを制御する光伝送システムの一例を示す。この実施例では、上流局１０は、図４に示す構成に加えて、ＯＣＭ４１およびＧＳＮＲ計算部４２を備える。なお、下流局５０の構成は、図４および図１５において実質的に同じである。

【0072】

ＯＣＭ４１は、上流局１０から光ファイバ伝送路２に出力されるＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーをモニタする。ＯＣＭ４１のモニタ結果は、ＧＳＮＲ計算部４２に通知される。ＧＳＮＲ計算部４２は、ＷＤＭ信号の各波長チャネルのＧＳＮＲを計算する。ＧＳＮＲは、上述したように、線形ＳＮＲおよび非線形ＳＮＲから算出される。なお、線形ＳＮＲは、厳密にはＯＳＮＲと同じではないが、この実施例では、ＯＳＮＲと等価であるものとする。

【0073】

線形ＳＮＲは、下流局５０から受信する光パワー情報に基づいて計算される。光パワー情報は、上述したように、下流局５０が受信するＷＤＭ信号の各波長チャネルの光パワーを表す。すなわち、光パワー情報は、下流局５０が受信するＷＤＭ信号のスペクトルを表す。

【0074】

図１６は、波長チャネルの線形ＳＮＲを計算する方法の実施例を示す。図１６（ａ）に示す方法では、ＧＳＮＲ計算部４２は、波長チャネルの中心波長λ０の光パワーを検出する（測定１）。これにより、波長チャネルｉの信号の光パワーＰ＿ＣＨ（ｉ）が検出される。また、ＧＳＮＲ計算部４２は、波長λ０からΔλだけシフトした波長の光パワーを検出する（測定２）。λ０＋Δλは、信号成分が十分に小さい波長である。よって、λ０＋Δλにおいて検出される光パワーは、ＡＳＥ雑音のパワーに相当する。すなわち、ＡＳＥ雑音の光パワーＰ＿ＡＳＥが検出される。そして、ＧＳＮＲ計算部４２は、（２）式を用いて波長チャネルｉの線形ＳＮＲを計算する。

【数2】

【0075】

図１６（ａ）に示す方法によれば、データ信号を送信しながら線形ＳＮＲを算出することができる。ただし、ＷＤＭ信号の波長チャネルの間隔が狭いケースでは、ＡＳＥ雑音の光パワーを精度よく測定することは困難である。

【0076】

図１６（ｂ）に示す方法では、信号が送信されている状態で波長チャネルの中心波長λ０の光パワーを検出する（測定１）。これにより、波長チャネルｉの信号の光パワーが検出される。また、信号を停止した状態で波長λ０の光パワーを検出する（測定２）。これにより、ＡＳＥ雑音の光パワーが検出される。そして、ＧＳＮＲ計算部４２は、（２）式を用いて波長チャネルｉの線形ＳＮＲを計算する。このように、ＧＳＮＲ計算部４２は、下流局５０から受信する光パワー情報に基づいて、各波長チャネルの線形ＳＮＲを計算する。また、増幅器への入力パワー及び、ＮＦ(Noise Figure)から線形ＳＮＲを算出してもよい。

【0077】

各波長チャネルの非線形ＳＮＲは、上流局１０に実装されるＯＣＭ４１により検出される光パワーに基づいて計算される。ここで、非線形雑音の強度は、光ファイバ伝送路２に入力される光のパワーの３乗に比例する。すなわち、非線形雑音Ｐ＿ＮＬＩは、（３）式で表される。

【0078】

【数3】

「η」は、非線形ＳＮＲを計算するための比例係数を表す。「Ｐ＿ＣＨ（Ｔ）」は、測定対象波長チャネルの送信光パワーを表す。なお、この関係は、例えば、P. Poggiolini, Analytical modeling of non-linear propagation in coherent systems, in Proc. OFC 2013, Anaheim, CA, Mar. 2013.に記載されている。

【0079】

ここで、波長チャネルの帯域幅が一定であれば、単位帯域幅（例えば、12.5GHz）当たりの非線形雑音は（４）式で表される。

【数4】

「ηｄ」は、比例係数を表す。「Ｂ＿ＣＨ」は、波長チャネルの帯域幅を表す。

【0080】

したがって、非線形ＳＮＲは（５）式で表される。

【数5】

【0081】

ここで、比例係数ηdは、既知であるものとする。また、波長チャネルの帯域幅は既知である。よって、ＯＣＭ４１を用いて波長チャネルの光パワーＰ＿ＣＨ（Ｔ）を検出すれば、非線形ＳＮＲが算出される。なお、「Ｐ＿ＣＨ（Ｔ）／Ｂ＿ＣＨ」は、単位帯域幅当たりの光ファイバ入力パワーに相当する。

【0082】

ＧＳＮＲ計算部４２は、波長チャネルごとに、線形ＳＮＲおよび非線形ＳＮＲに基づいてＧＳＮＲを計算する。この実施例では、ＧＳＮＲは（６）式で算出される。

【数6】

【0083】

図１７は、ＧＳＮＲを算出する方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、この実施例では、上流局１０に実装されるＧＳＮＲ計算部４２により実行される。

【0084】

Ｓ３１において、ＧＳＮＲ計算部４２は、下流局５０から光パワー情報を取得する。Ｓ３２において、ＧＳＮＲ計算部４２は、光パワー情報に基づいて各波長チャネルの線形ＳＮＲを計算する。Ｓ３２において、ＧＳＮＲ計算部４２は、ＯＣＭ４１を用いて各波長チャネルの送信光パワーを測定する。Ｓ３４において、ＧＳＮＲ計算部４２は、Ｓ３３の測定結果に基づいて各波長チャネルの非線形ＳＮＲを計算する。そして、Ｓ３５において、ＧＳＮＲ計算部４２は、各波長チャネルについて（６）式に従ってＧＳＮＲを計算する。

【0085】

図１５の説明に戻る。パワー制御情報生成部１９は、ＧＳＮＲ計算部４２により計算される各波長チャネルのＧＳＮＲに基づいて、ＷＤＭ信号の各波長チャネルの送信光パワーを制御する。具体的には、パワー制御情報生成部１９は、例えば、各波長チャネルのＧＳＮＲのばらつきを小さくするようにＷＤＭ信号の各波長チャネルの送信光パワーを制御してもよい。このとき、パワー制御情報生成部１９は、ＷＳＳ１１における各波長チャネルに対する減衰量を制御すると共に、ＶＯＡ１２ｂの減衰量を制御する。

【0086】

ここで、波長チャネルｉの送信光パワー（すなわち、ファイバ入力パワー）の目標値ＴＰ＿ＣＨ（ｉ）は、（７）式により更新される。

【数7】

Ｐ＿ＣＨ（ｉ）は、更新前の波長チャネルｉのファイバ入力パワーを表す。また、ΔＰ＿ＣＨ（ｉ）は、波長チャネルｉの目標値の調整値を表す。

【0087】

波長チャネルｉのファイバ入力パワーの目標値の調整値は、例えば、（８）式に示すように、波長チャネルｉのＧＳＮＲおよびＧＳＮＲの平均値に基づいて決定される。

【数8】

ＧＳＮＲ（ｉ）は、波長チャネルｉのＧＳＮＲを表す。そして、関数ｆ１は、例えば、波長チャネルｉのＧＳＮＲをＧＳＮＲの平均値に近づける計算式により実現される。

【0088】

そして、パワー制御情報生成部１９は、例えば、各波長チャネルのファイバ入力パワーの目標値の平均に基づいて、光増幅回路１２の利得を決定する。ここで、光アンプ１２ａおよび１２ｃの利得は、ＡＧＣ制御部１５により制御される。よって、パワー制御情報生成部１９は、実質的には、ＶＯＡ１２ｂの減衰量を決定する。

【0089】

さらに、パワー制御情報生成部１９は、ファイバ入力パワーの目標値および光増幅回路１２の利得に基づいて、ＷＳＳ１１における各波長チャネルの減衰量を決定する。たとえば、ＷＳＳ１１における波長チャネルｉの減衰量ＡＴＴ＿ＣＨ（ｉ）は、（９）式で計算される。

【0090】

【数9】

Ｐ＿ｉｎ（ｉ）は、波長チャネルｉのＷＳＳ１１の入力パワーを表す。Ｇは、光増幅回路１２の利得を表す。

【0091】

収束判定部３１は、図４に示す実施形態では、各波長チャネルの光パワーが目標レベルに収束しているか否かを判定する。これに対して図１５に示す実施形態では、収束判定部３１は、各波長チャネルのＧＳＮＲが目標レベルに収束しているか否かを判定する。目標レベルは、例えば、各波長チャネルのＧＳＮＲの平均である。この場合、収束判定部３１は、すべての波長チャネルのＧＳＮＲが目標レベルに対応する収束範囲の中に入っていれば、ＷＤＭ信号の送信光パワーを制御する制御系が収束していると判定する。また、収束判定部３１は、１以上の波長チャネルのＧＳＮＲが収束範囲から外れていれば、制御系が収束していないと判定する。

【0092】

判定結果取得部３２、３４および周期選択部３３、３５の動作は、図７を参照して説明した通りである。よって、図１５に示す実施形態においても、制御系が収束していなければ第１の周期で送信光パワーが調整され、制御系が収束していれば第１の周期より長い第２の周期で送信光パワーが調整される。

【0093】

＜ハードウェア構成＞
パワー制御情報生成部１９、ＷＳＳ制御部２０、ＶＯＡ制御部２２、収束判定部３１、判定結果取得部３２、３４、周期選択部３３、３５、およびＧＳＮＲ計算部４２は、例えば、プロセッサおよびメモリを備えるコンピュータにより実現される。この場合、メモリに保存されているプログラムをプロセッサが実行することで、パワー制御情報生成部１９、ＷＳＳ制御部２０、ＶＯＡ制御部２２、収束判定部３１、判定結果取得部３２、３４、周期選択部３３、３５、およびＧＳＮＲ計算部４２の機能が提供される。ただし、これらの機能のうちの一部または全部をハードウェア回路で実現してもよい。

【符号の説明】

【0094】

１（１ａ～１ｎ） ＲＯＡＤＭ
２（２ｘ、２ｙ） 光ファイバ伝送路
１０ 上流局
１１ 波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
１２ 光増幅回路
１２ａ、１２ｃ 光アンプ
１２ｂ 可変光減衰器（ＶＯＡ）
１９ パワー制御情報生成部
２０ ＷＳＳ制御部
２２ ＶＯＡ制御部
３１ 収束判定部
３２、３４ 判定結果取得部
３３、３５ 周期選択部
４１ 光チャネルモニタ（ＯＣＭ）
４２ ＧＳＮＲ計算部
５０ 下流局
５１ 光チャネルモニタ（ＯＣＭ）
２００ 光伝送システム

【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】