(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】P2024143852
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】光伝送ノード、波長変換器、及び波長変換器の駆動方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/291 20130101AFI20241003BHJP
H04B 10/2507 20130101ALI20241003BHJP
H04J 14/02 20060101ALI20241003BHJP
G02F 1/37 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H04B10/291
H04B10/2507
H04J14/02
G02F1/37
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023056764
(22)【出願日】2023-03-30
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、国立研究開発法人情報通信研究機構、「革新的情報通信技術研究開発委託研究／Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ 超高速・大容量ネットワークを実現する帯域拡張光ノード技術の研究開発 研究開発項目２ 帯域拡張波長多重光ノード構成技術の研究開発 副題：光ネットワークのビットレート距離積拡張に向けた帯域拡張光ノード技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(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】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】菅間 明夫
(72)【発明者】
【氏名】星田 剛司
【テーマコード（参考）】
2K102
5K102
【Ｆターム（参考）】
2K102AA07
2K102AA08
2K102AA09
2K102AA34
2K102BA18
2K102BB02
2K102BC01
2K102BD02
2K102CA11
2K102DA01
2K102DA06
2K102DA10
2K102DA20
2K102DC07
2K102DD05
2K102EB06
2K102EB11
2K102EB16
2K102EB20
5K102AA01
5K102AD01
5K102AK00
5K102KA20
5K102KA42
5K102NA04
5K102PB11
5K102PD01
5K102PH11
5K102PH13
5K102PH14
5K102PH22
5K102PH47
5K102PH48
5K102PH49
5K102PH50
5K102RB12
5K102RB19
(57)【要約】 （修正有）
【課題】波長変換に伴う位相雑音の累積を抑制した光伝送ノード、波長変換器及び波長変換器の駆動方法を提供する。
【解決手段】光伝送ノード１０は、第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器２０－１と、前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器２０－２と、前記第１の波長変換器２０－１と前記第２の波長変換器２０－２に共通に用いられる励起光源１１と、前記励起光源１１から出力された光を前記第１の波長変換器２０－１と前記第２の波長変換器２０－２に分配するカプラ１３と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】光伝送ノード１０は、第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器２０－１と、前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器２０－２と、前記第１の波長変換器２０－１と前記第２の波長変換器２０－２に共通に用いられる励起光源１１と、前記励起光源１１から出力された光を前記第１の波長変換器２０－１と前記第２の波長変換器２０－２に分配するカプラ１３と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、
前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、
前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に共通に用いられる励起光源と、
前記励起光源から出力された光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配するカプラと、
を有する光伝送ノード。
前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、
前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に共通に用いられる励起光源と、
前記励起光源から出力された光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配するカプラと、
を有する光伝送ノード。
【請求項2】
前記カプラと前記第１の波長変換器の間の第１のパス長と、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長と、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長の関係は、前記励起光源の励起光によって前記第１の波長変換器から出力される変換光に発生する位相雑音の位相と、前記励起光によって前記第２の波長変換器から出力される再変換光に発生する位相雑音の位相とが相殺されるように調節されている、
請求項１に記載の光伝送ノード。
請求項１に記載の光伝送ノード。
【請求項3】
前記カプラと前記第１の波長変換器の間の第１のパス長をＬＡ、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長をＬＢ、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長をＬＣ、前記光伝送ノード内のパス長の許容誤差を±Δとすると、
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
である、請求項１に記載の光伝送ノード。
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
である、請求項１に記載の光伝送ノード。
【請求項4】
前記許容誤差は、前記光伝送ノードを通過することによるノードごとの信号対雑音比のペナルティ増加を０．１ｄＢ以下とする範囲である、
請求項３に記載の光伝送ノード。
請求項３に記載の光伝送ノード。
【請求項5】
前記第１の波長変換器の前段に設けられて、前記カプラで分配された第１分配光から生成された第１励起光を、前記第１の波長バンドの光信号に合波する第１フィルタと、
前記第２の波長変換器の前段に設けられて、前記カプラで分配された第２分配光から生成された第２励起光を、前記第２の波長バンドの光信号に合波する第２フィルタと、
を有する請求項１に記載の光伝送ノード。
前記第２の波長変換器の前段に設けられて、前記カプラで分配された第２分配光から生成された第２励起光を、前記第２の波長バンドの光信号に合波する第２フィルタと、
を有する請求項１に記載の光伝送ノード。
【請求項6】
前記第１励起光と前記第２励起光は、前記励起光源から出力された光の第二高調波である、
請求項５に記載の光伝送ノード。
請求項５に記載の光伝送ノード。
【請求項7】
第１の波長バンドと第２の波長バンドの間の波長変換に共通に用いられる励起光源の出射光の一部から生成された励起光を信号光に合波する第１フィルタと、
前記第１フィルタの出力に接続され、前記励起光と前記信号光に基づいて、前記励起光及び前記信号光と異なる波長の変換光を生成する非線形光学媒質と、
前記非線形光学媒質から出射された光から前記変換光を取り出す第２フィルタと、
を有する波長変換器。
前記第１フィルタの出力に接続され、前記励起光と前記信号光に基づいて、前記励起光及び前記信号光と異なる波長の変換光を生成する非線形光学媒質と、
前記非線形光学媒質から出射された光から前記変換光を取り出す第２フィルタと、
を有する波長変換器。
【請求項8】
前記信号光を第１偏波と第２偏波に分離する偏波ビームスプリッタと、
前記第１偏波と前記第２偏波を合波する偏波ビームコンバイナと、
を有し、
前記第１フィルタは、前記励起光を前記第１偏波に合波する第３フィルタと、前記励起光を前記第２偏波に合波する第４フィルタとを含み、
前記非線形光学媒質は、前記第１偏波から前記第１偏波の第１変換光を生成する第１の非線形光学媒質と、前記第２偏波から前記第２偏波の第２変換光を生成する第２の非線形光学媒質とを含み、
前記偏波ビームコンバイナは、前記第１変換光と前記第２変換光を合波して出力する、
請求項７に記載の波長変換器。
前記第１偏波と前記第２偏波を合波する偏波ビームコンバイナと、
を有し、
前記第１フィルタは、前記励起光を前記第１偏波に合波する第３フィルタと、前記励起光を前記第２偏波に合波する第４フィルタとを含み、
前記非線形光学媒質は、前記第１偏波から前記第１偏波の第１変換光を生成する第１の非線形光学媒質と、前記第２偏波から前記第２偏波の第２変換光を生成する第２の非線形光学媒質とを含み、
前記偏波ビームコンバイナは、前記第１変換光と前記第２変換光を合波して出力する、
請求項７に記載の波長変換器。
【請求項9】
光伝送ノードに、第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、を配置し、
単一の励起光源から出力される光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配して、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器を独立して駆動する、
波長変換器の駆動方法。
単一の励起光源から出力される光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配して、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器を独立して駆動する、
波長変換器の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光伝送ノード、波長変換器、及び波長変換器の駆動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光通信ネットワークの伝送容量を拡大するために、現在実用化されているＣバンドとＬバンドに加えて、Ｃバンドよりも短波長のＳバンドやＥバンド、Ｌバンドよりも長波長のＵバンドなどを用いたマルチバンド伝送で通信帯域を拡張することが有効である。ＣバンドとＬバンドに対応可能なトランスポンダまたは送受信機は実用化されているが、新たに導入が検討されている波長バンドに対応可能なトランスポンダを用意することは、技術的に困難である。トランスポンダには現在使用されているＣバンド、またはＬバンド用のデバイスを用い、ネットワーク上の光伝送ノードで他のバンドに波長変換することが効率的である。
【0003】
差動位相シフトキーイング（ＤＰＳＫ）システムで光位相揺らぎ、すなわち光位相雑音を低減する構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。自己ホモダイン検出方式の光送受信ノードで局発光（ＬＯ）を用いて変調光信号の光位相雑音を相殺する構成が知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１－１８２１９８号公報
【特許文献2】米国特許第９６５４２１９号
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】W. Shieh et al., Opt. Express, 16, 15718-15727b (2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
シンボルレートが高く、波長分散が大きいシステムでは、レーザの位相雑音に対する要求が厳しく、スペクトル線幅の狭いレーザが求められる。最先端のトランスポンダのシンボルレートは１００Ｇｂａｕｄを超えており、マージンを加味すると、レーザの線幅は１００ｋＨｚ以下であることが望ましい。しかし、スペクトル線幅１００ｋＨｚ以下のレーザを実現するのは技術的にハードルが高く、最先端のトランスポンダは線幅に十分なマージンがない状態で動作している。
【0007】
光アドドロップマルチプレクサ（ОＡＤＭ）等の光伝送ノードで波長変換を行う場合、波長変換に用いる励起光源に含まれる位相雑音が光信号に追加され、信号が劣化する。追加される位相雑音の分だけ、トランスポンダで線幅の太いレーザを使用したことと等化になり、高シンボルレートでの伝送で信号歪みが増大する。波長変換を行う箇所が増えるほど、位相雑音が累積される。本開示は、波長変換に伴う位相雑音の累積を抑制した光伝送ノードと、波長変換器、及び波長変換器の駆動方法を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態において、光伝送ノードは、
第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、
前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、
前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に共通に用いられる励起光源と、
前記励起光源から出力された光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配するカプラと、
を備える。
第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、
前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、
前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に共通に用いられる励起光源と、
前記励起光源から出力された光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配するカプラと、
を備える。
【発明の効果】
【0009】
波長変換による位相雑音の累積を抑制した光伝送ノードと、波長変換器の駆動方法が実現される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】マルチバンド伝送の光伝送ノードで波長変換を行うときに発生し得る技術課題を示す図である。
【図3】実施形態の光伝送ノードの模式図である。
【図4】波長変換器の構成例を示す図である。
【図5】シンボルレートと要求線幅の関係を示す図である。
【図6】コヒーレンス長に対するＬＡ＋ＬＢとＬＣの差の割合（％）と、ＳＮＲペナルティ増加の関係を示す図である。
【図7】異なるＳＮＲペナルティ増加で、通過ノード数と、コヒーレンス長に対するＬＡ＋ＬＢとＬＣの差の割合（％）との関係を示す図である。
【図8】シンボルレートと、ＬＡ＋ＬＢとＬＣの差（ｍ）との関係を示す図である。
【図9】偏波ダイバーシティ用の波長変換器の構成例を示す図である。
【図10】４方路の光伝送ノードの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図１は、マルチバンド伝送の光伝送ノード１０００で波長変換を行うときに発生し得る技術課題を示す。光伝送ノード１０００は、複数の波長バンドで光信号を波長分割多重（ＷＤＭ）伝送するマルチバンドＷＤＭシステムで用いられ、たとえば、ＯＡＤＭノードである。この例では、複数の波長バンドとして、Ｓバンド（１４６０～１５３０ｎｍ）、Ｃバンド（１５３０～１５６５ｎｍ）、Ｌバンド（１５６５～１６２５ｎｍ）、及びＵバンド（１６２５～１６７５ｎｍ）が用いられる。さらに、マルチバンドＷＤＭシステムのバンドはこれらの区分に厳密に従う必要はなく、たとえば２つのバンドにまたがる領域を用いてもよい。本開示ではこのような場合も含めてバンドと称する。
【0012】
伝送路から光伝送ノード１０００に入射する光信号は、ＷＤＭフィルタ１６により、それぞれの波長バンドに分離される。光伝送ノード１０００に、マルチキャストスイッチ（ＭＣＳ）介して１以上のトランスポンダ３１が接続されている。各トランスポンダ３１は送信器（ＴＸ）と受信器（ＲＸ）を有し、光送受信機とも呼ばれる。光伝送ノード１０００で、トランスポンダ３１から送信された信号がアドされ、目的の方路に伝送される。光伝送ノード１０００でドロップされた信号は、宛先のトランスポンダ３１で受信される。
【0013】
トランスポンダ３１はＣバンドとＬバンドの信号を処理可能であるが、その他の波長バンドの信号を処理する機能を有していない。そのため、光伝送ノード１０００にて、トランスポンダ３１で処理可能なＣバンドまたはＬバンドの信号と、ＣバンドとＬバンド以外の波長バンドとの間で波長変換を行う。図１の例では、ＳバンドとＣバンドの間で波長変換が行われるが、ＳバンドとＬバンドの間、ＣバンドとＵバンドの間、ＬバンドとＵバンドの間で波長変換が行われてもよい。
【0014】
ＷＤＭフィルタ１６で分離されたＳバンドの信号は、波長変換器１２０－１でＣバンドの信号に変換され、その一部は波長選択スイッチ（ＷＳＳ）２３によりトランスポンダ３１にドロップされ、他の一部はそのまま光伝送ノード１００を通過し、あるいは別の方路へ振り分けられる。ＷＳＳ２７により光伝送ノード１０００でアドされたＣバンドの信号は、波長変換器２０－２でＣバンドからＳバンドに変換され、ＷＤＭフィルタ１９で他の波長バンドの信号と合波されて、伝送路に出力される。
【0015】
ＳバンドからＣバンドへの波長変換器１２０－１と、ＣバンドからＳバンドへの波長変換器１２０－２は、動作が逆になるように構成されている。励起光源１０１（「ＬＤ１」と表記）の出力光から生成された励起光は、Ｓバンドの信号光とともに波長変換器１２０－１に入力される。励起光源１０２（「ＬＤ２」と表記）の出力光から生成された励起光は、Ｃバンドの信号光とともに波長変換器２０－２に入力される。この構成では、波長変換器ごとに励起光源が設けられる。
【0016】
ＳバンドとＣバンドの間で波長変換を行う場合、波長７６４ｎｍ程度の励起光が必要である。この波長帯でハイパワーのＬＤを入手するのが難しいので、励起光源１０１の出力光を光アンプ１０３で増幅し、第二高調波発生器（図中で「ＳＨＧ」と表記）１０４で波長７６４ｎｍの光を生成して、励起光として用いる。伝送路への出力側でも同様に、励起光源１０２の出力光を光アンプ１０５で増幅し、第二高調波発生器１０６で波長７６４ｎｍの光を生成して、波長変換器２０－２用の励起光として用いる。
【0017】
励起光源１０１と１０２のそれぞれが、位相雑音を有する。波長変換器１２０－１に入射する励起光の位相雑音が信号光に加算され、波長変換器２０－２に入射する励起光の位相雑音が、Ｓバンドへの再変換光に加算される。各トランスポンダ３１は、高いシンボルレートで動作しており、トランスポンダ３１で用いられる光源（ＬＤ）のマージンに十分な余裕がない。励起光源ごとに位相雑音が追加されると、追加された位相雑音の分だけ、トランスポンダ３１で線幅の広いＬＤを用いたことと等化になり、信号が劣化する。
【0018】
また、励起光源１０１と１０２の波長精度にばらつきがある。波長精度のばらつきが累積されると、信号光の波長そのものがシフトするおそれがある。この場合、波長変換器１２０－２で再変換されたＳバンドの信号波長が、光伝送ノード１０００に入射したＳバンドの信号波長から逸脱する可能性がある。
【0019】
図２は、図１の技術課題を数式表現した図である。波長変換器１２０－１に入射する信号光ＥＳ（ｔ）と励起光ＥＰ（ｔ）、波長変換器１２０－１から出射される変換光ＥＩ（ｔ）、及び、波長変換器２０－２で再変換された再変換光ＥＳ'（ｔ）は、以下のように表現される。
【数1】
【0020】
波長変換器１２０－２から出力される再変換光ＥＳ'（ｔ）には、励起光１の角周波数ωＰ１と励起光２の角周波数ωＰ２の差分（ωＰ２－ωＰ１」）と、励起光１と励起光２の位相差（φＰ２（ｔ）－φＰ１（ｔ））が含まれる。「ωＰ２－ωＰ１」の項が、励起光源の周波数ばらつき（すなわち波長ばらつき）を表し、「φＰ２（ｔ）－φＰ１（ｔ）」の項が位相雑音を表す。
【0021】
位相雑音と周波数ばらつきは、特定の波長バンド間の変換に用いられる励起光源の数が多いほど、大きくなる。たとえば、ＳバンドとＣバンドの間の変換が複数の方路ごとに行われ波長変換器ごとに個別の励起光源が用いられると、位相雑音と周波数ばらつきが累積され、光伝送ノード内部での信号劣化が大きくなる。また、信号が複数の光伝送ノードを通過するごとに位相雑音が累積され、やはり信号劣化が大きくなる。
【0022】
実施形態の構成は、位相雑音の累積の課題を解決するために着想され、具体化されたものである。位相雑音の累積を抑制する実施形態の構成により、波長精度ばらつきの問題も解決され得る。以下で、図面を参照して、実施形態の位相雑音の累積抑制の具体的な構成と手法を説明する。以下に示す形態は、本開示の技術思想を具現化するための一例であって、開示内容を限定するものではない。各図面に示される構成要素の大きさ、位置関係等は、発明の理解を容易にするために、誇張して描かれている場合がある。同一の構成要素または機能に同一の名称または符号を付けて、重複する説明を省略する場合がある。
【0023】
＜実施形態の光伝送ノード＞
図３は、実施形態の光伝送ノード１０の模式図である。光伝送ノード１０は、第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する波長変換器２０－１と、第２の波長バンドの光信号を第１の波長バンドに再変換する波長変換器２０－２と、波長変換器２０－１と２０－２の間で共通に用いられる励起光源１１（図中で「ＬＤ」と表記）とを有する。光伝送ノード１０はまた、励起光源１１から出力された光を波長変換器２０－１と波長変換器２０－２に分配するカプラ１３を有する。
図３は、実施形態の光伝送ノード１０の模式図である。光伝送ノード１０は、第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する波長変換器２０－１と、第２の波長バンドの光信号を第１の波長バンドに再変換する波長変換器２０－２と、波長変換器２０－１と２０－２の間で共通に用いられる励起光源１１（図中で「ＬＤ」と表記）とを有する。光伝送ノード１０はまた、励起光源１１から出力された光を波長変換器２０－１と波長変換器２０－２に分配するカプラ１３を有する。
【0024】
第１の波長バンドは、ネットワーク上の光伝送に用いられるが、ＭＣＳ２４及び２６を介して光伝送ノード１０に接続されているトランスポンダ３１で対処できない波長バンドである。第２の波長バンドは、トランスポンダ３１で処理可能な波長バンドである。図３の例で、第１波長バンドはＳバンド、第２波長バンドはＣバンドである。ＣバンドとＵバンドの間、またはＬバンドとＵバンドの間の波長変換では、第１の波長バンドがＵバンド、第２の波長バンドがＣバンドまたはＬバンドである。ＷＳＳ２３と２７を介したアド、及びドロップ構成は、図１を参照して述べたとおりである。必要に応じて、ＷＳＳ２３の前段にＣバンド用の光アンプ２２を設け、ＷＳＳ２７の後段にＣバンド用の光アンプ２８を設けてもよい。
【0025】
伝送路から光伝送ノード１０に入射する光信号は、ＷＤＭフィルタ１６により、複数の波長バンドに分離される。ＷＤＭフィルタ１６で分離された各波長バンドの信号は、それぞれの波長バンド用のプリアンプ１７Ｓ、１７Ｃ、１７Ｌ、及び１７Ｕで増幅される。Ｓバンドに着目すると、プリアンプ１７Ｓで増幅されたＳバンドの信号光は、励起光とともに波長変換器２０－１に入力され、Ｃバンドの信号に変換される。
【0026】
波長変換器２０－１に入力される励起光は、カプラ１３で分配された光を用いて生成される。カプラ１３は、励起光源１１から出力され、光アンプ１２で増幅された光を、波長変換器２０－１と２０－２に分配する。図３では、図示の簡略化のため、ひとつの方路への信号伝送を示しているが、ＳバンドからＣバンドに波長変換された信号、またはＣバンドからＳバンドに変換された信号は、複数の方路に送出され得る。この場合、カプラ１３は、光伝送ノード１０内で複数の方路に対して設けられるすべてのＣ－Ｓバンド間の波長変換器に、励起光を分配する。
【0027】
ＳバンドとＣバンドの間の波長変換に用いる励起光の波長に適したハイパワーのレーザ光源を準備するのが困難なので、励起光源１１として、たとえば、波長１５２８ｎｍのレーザ光源を用いる。カプラ１３で分配された波長変換器２０－１用の光は、光アンプ１４－１で増幅され、第二高調波発生器１５－１で波長７６４ｎｍの励起光が生成される。励起光は、光学フィルタ２０１により、Ｓバンドの信号光に合波されて、波長変換器２０－１に入射する。第二高調波発生器１５－１は、非線形光学効果を有する結晶であり、たとえば、周期分極リチウムナイオベート（ＰＰＬＮ：periodically-poled lithium niobate）などの強誘電体結晶を用いることができる。
【0028】
カプラ１３で分配された波長変換器２０－２用の光は、光アンプ１４－２で増幅され、第二高調波発生器１５－２に入射して波長７６４ｎｍの励起光が生成される。第二高調波発生器１５－２は、ＰＰＬＮなどの非線形光学効果の高い光学結晶である。第二高調波発生器１５－２から出力された励起光は、光学フィルタ２０３により、光伝送ノード１０を通過、またはアドされるＣバンドの信号光に合波されて波長変換器２０－２に入射する。波長変換器２０－２でＳバンドに波長変換された再変換光は、ポストアンプ１８Ｓで増幅される。Ｓバンドの信号光はＷＤＭフィルタ１９により、ポストアンプ１８Ｃ、１８Ｌ、及び１８Ｕで増幅された他の波長バンドの光と合波され、伝送路に出力される。
【0029】
図４は、光伝送ノード１０で用いられる波長変換器２０の構成例を示す。波長変換器２０は、Ｓバンドの信号光に励起光を合波する光学フィルタ２０１と、非線形光学媒質２００と、非線形光学媒質２００の出力光からＣバンドの変換光を取り出す光学フィルタ２０２を有する。
【0030】
Ｓバンドの信号は、多数の波長の信号が密に配置されるＤＷＤＭ（Dense WDM）信号である。カプラ１３で波長変換器２０用に分配された光は、光アンプ１４により波長変換に必要なパワーに増幅され、第二高調波発生器１５で所望の波長の励起光が生成される。Ｓバンドの信号光とともに、ハイパワーの励起光が非線形光学媒質２００に入射することで、差周波発生（ＤＦＧ）などの二次の非線形効果により、新たな波長バンド（この場合はＣバンド）のアイドラ光が生成される。アイドラ光、すなわち変換光は、信号光と励起光の角周波数差またはエネルギー差に相当する波長をもつ。
【0031】
非線形光学媒質２００として、変換効率の高いＰＰＬＮを用いることができる。非線形光学媒質２００から出力された光のうち、励起光（Ｐｕｍｐ）と信号光（Ｓｉｇｎａｌ）の成分は光学フィルタ２０２で除去され、Ｃバンドのアイドラ光が変換光として波長変換器２０から取り出される。これにより、Ｓバンドに含まれる多数のＤＷＤＭ信号が、一括して、ＣバンドのＤＷＤＭ信号に変換される。伝送路への出力側の波長変換器２０－２では、図４の動作とは逆に、Ｃバンドの信号光と、分配光から生成された励起光が非線形光学媒質２００に入力される。Ｃバンドに含まれる多数のＤＷＤＭ信号が一括してＳバンドのＤＷＤＭ信号に再変換され、再変換光が波長変換器２０－２から出力される。
【0032】
図３に戻って、カプラ１３と波長変換器２０－１の間のパス長、より具体的には、カプラ１３から、Ｓバンド信号光と励起光との合波点（図４の光学フィルタ２０１）までのファイバ長をＬＡとする。カプラ１３と波長変換器２０－２の間のパス長、より具体的には、カプラ１３から、Ｃバンド信号光と励起光との合波点までのファイバ長をＬＣとする。波長変換器２０－１と２０－２の間のパス長、より具体的には、Ｓバンド信号光と励起光との合波点から、Ｃバンド信号光と励起光との合波点までのファイバ長をＬＢとする。
【0033】
パス長ＬＡ、ＬＢ、及びＬＡの関係は、励起光源から励起光の一部によって波長変換器２０－１から出力される変換光に発生する位相雑音の位相と、励起光の別の一部によって波長変換器２０－２から出力される再変換光に発生する位相雑音の位相とが相殺されるように調節されている。また、光伝送ノード内部のパス長の許容誤差を±Δとすると、
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
となるように光配線が設計されている。
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
となるように光配線が設計されている。
【0034】
各パスのファイバ長には、その経路に含まれるデバイスの内部の光配線長も含まれる。たとえば、光アンプ１４－１、１４－２、２２、２８として、エルビウム添加ファイバアンプ（ＥＤＦＡ）やラマンアンプが用いられる場合、アンプ内部に数十メートルから数キロメートルのファイバが格納されている。これらのファイバの長さもパス長に含まれる。ＬＡ＋ＬＢとＬＣの等長性に、一定範囲で誤差が許容される。
【0035】
光伝送ノード１０で、特定の波長バンド間の変換に用いられる複数の波長変換器に共通の励起光源１１を用いることで、励起光源がもつ位相雑音の累積を抑制して、信号歪みを抑制する。また、励起光源間の波長精度のばらつきに起因する波長ずれが抑制される。これを数式表現すると、以下のようになる。
【数2】
【0036】
波長変換器２０－１でのＤＦＧによる波長変換は、
［変換光］＝［励起光］－［信号光］
で表される。波長変換器２０－１から出力される変換光ＥＩ（ｔ）には、励起光と信号光と差分として、「ωＰ１－ωＳ」の成分と、「φＰ１（ｔ）－φＳ（ｔ）」の成分が含まれる。波長変換器２０－２から出力される再変換光ＥＳ'（ｔ）に、分配された光から生成された励起光の成分が追加されて、ωＰ２－（ωＰ１－ωＳ）の成分と、φＰ２（ｔ）－（φＰ１（ｔ）－φＳ（ｔ））の成分が含まれる。
［変換光］＝［励起光］－［信号光］
で表される。波長変換器２０－１から出力される変換光ＥＩ（ｔ）には、励起光と信号光と差分として、「ωＰ１－ωＳ」の成分と、「φＰ１（ｔ）－φＳ（ｔ）」の成分が含まれる。波長変換器２０－２から出力される再変換光ＥＳ'（ｔ）に、分配された光から生成された励起光の成分が追加されて、ωＰ２－（ωＰ１－ωＳ）の成分と、φＰ２（ｔ）－（φＰ１（ｔ）－φＳ（ｔ））の成分が含まれる。
【0037】
同じ励起光源１１を用いる場合、ωＰ２＝ωＰ１であるから、「ωＰ２－ωＰ１」をゼロにできる。また、時間ｔが同じであればφＰ２（ｔ）＝φＰ１（ｔ）であり、「φＰ２（ｔ）－φＰ１（ｔ）」をゼロまたは最小にでき、入射した信号光ＥＳ（ｔ）とほぼ同じ状態が維持される。すなわち、ある波長バンドから別の波長バンドに変換し、別の波長バンドからもとの波長バンドに再変換することで、周波数ずれと位相雑音が相殺される。特に、Ｌｃ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δを満たすことで、同時性を担保し、位相雑音の混入を最小にする。光伝送ノード１０内でのパス長の許容誤差±Δは、位相雑音の影響を抑制できる程度に同時性が保たれる範囲の誤差である。
【0038】
＜許容誤差の範囲＞
図５は、伝送距離を５０００ｋｍとしたときの、シンボルレートと要求線幅の関係を示す。実施形態の光伝送ノード１０は、長距離コアネットワークに適用可能である。シンボルレートが高くなるほど、トランスポンダ３１で用いられるレーザ光源の要求線幅は狭くなる。トランスポンダ３１のシンボルレートを１００Ｇｂａｕｄとすると、スペクトル線幅１００ｋＨｚにある程度のマージンが設けられた状態で動作する。光伝送ノード１０で特定の波長バンド間の波長変換を行う際に、同じ励起光源１１の出力光を、Ｌｃ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δを満たすようにして複数の波長変換器２０に分配することで、信号光に追加される位相雑音が抑制される。各トランスポンダ３１にレーザ線幅のマージンの範囲内で動作させつつ、波長変換に伴う位相雑音の混入を抑制して、信号歪みを抑制できる。
図５は、伝送距離を５０００ｋｍとしたときの、シンボルレートと要求線幅の関係を示す。実施形態の光伝送ノード１０は、長距離コアネットワークに適用可能である。シンボルレートが高くなるほど、トランスポンダ３１で用いられるレーザ光源の要求線幅は狭くなる。トランスポンダ３１のシンボルレートを１００Ｇｂａｕｄとすると、スペクトル線幅１００ｋＨｚにある程度のマージンが設けられた状態で動作する。光伝送ノード１０で特定の波長バンド間の波長変換を行う際に、同じ励起光源１１の出力光を、Ｌｃ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δを満たすようにして複数の波長変換器２０に分配することで、信号光に追加される位相雑音が抑制される。各トランスポンダ３１にレーザ線幅のマージンの範囲内で動作させつつ、波長変換に伴う位相雑音の混入を抑制して、信号歪みを抑制できる。
【0039】
周波数表示のレーザ線幅（ｆ３ｄＢ）とコヒーレンス長（ＬＣｏｈ）の間に、式（１）の関係がある。
ここで、ｃは光速である。レーザ線幅が狭いほど、コヒーレンス長は長くなる。光ファイバの屈折率を考慮すると、線幅１００ｋＨｚのレーザ光のファイバ中のコヒーレンス長は約２０００ｍである。
【数3】
【0040】
差周波発生（ＤＦＧ）による波長変換において、周波数表示の信号光の位相雑音（ｆSignal）と、励起光源１１の位相雑音（ｆPump）と、変換光の位相雑音（ｆIdler）の関係は、式（２）で表される。
【数4】
【0041】
変換光の位相雑音を小さくしてスペクトル線幅の狭い変換光を出力するためには、信号光の位相雑音と、励起光の位相雑音を小さくする必要がある。このうち、信号光雑音は、トランスポンダ３１のレーザ線幅で決まる。図３の構成では、信号光の位相雑音に追加される励起光由来の位相雑音（ｆPump）をキャンセル、または最小化するので、信号光の線幅とほぼ同じ線幅の変換光を出力することができる。
【0042】
図６は、コヒーレンス長（ＬＣｏｈ）に対するＬＡ＋ＬＢとＬＣの差の割合（％）と、ＳＮＲペナルティ増加の関係を示す。非特許文献１によれば、ＳＮＲペナルティΔＰ（ｄＢ）は、
ΔＰ（ｄＢ）≒４．３４３×α（１＋γ０）
と近似される。γ０は位相雑音を含むシステムでの実効ＳＮＲ、αは、
α≒πｃ（２ｆ０ ２）－１ＤｔＢｆ３ｄＢ
と近似される。ここで、ｆ０はトランスポンダ３１のレーザの中心波長、ｆ３ｄＢはレーザ線幅、Ｄｔは累積波長分散、Ｂはシンボルレートである。図６では、トランスポンダ３１の要求線幅と励起光源１１の線幅を同じに設定し、ｆ３ｄＢを１００ｋＨｚ、シンボルレートＢを１００ＧｂａｕｄとしてＳＮＲペナルティΔＰを計算している。
ΔＰ（ｄＢ）≒４．３４３×α（１＋γ０）
と近似される。γ０は位相雑音を含むシステムでの実効ＳＮＲ、αは、
α≒πｃ（２ｆ０ ２）－１ＤｔＢｆ３ｄＢ
と近似される。ここで、ｆ０はトランスポンダ３１のレーザの中心波長、ｆ３ｄＢはレーザ線幅、Ｄｔは累積波長分散、Ｂはシンボルレートである。図６では、トランスポンダ３１の要求線幅と励起光源１１の線幅を同じに設定し、ｆ３ｄＢを１００ｋＨｚ、シンボルレートＢを１００ＧｂａｕｄとしてＳＮＲペナルティΔＰを計算している。
【0043】
パス長の誤差、すなわちＬＡ＋ＬＢとＬＣの差は、コヒーレンス長ＬＣｏｈに対する割合として判断する。誤差がゼロ、すなわちＬＡ＋ＬＢ＝ＬＣのときを中心として、誤差の絶対値が大きくなるほど、ＳＮＲペナルティは大きくなる。たとえば、許容可能なノードごとのＳＮＲペナルティの増加を０．１ｄＢとする。０．１ｄＢのＳＮＲペナルティの増加は、コヒーレンス長に対するファイバ長の誤差で±２４％である。ＬＡ＋ＬＢとＬＣの間に、ＬＣの長さの約１／４の誤差が許容される。もちろん、許容されるノードごとのＳＮＲペナルティの増加を０．１ｄＢより小さく、たとえば、０．０５ｄＢに設定して、許容されるパス長の誤差をさらに小さくしてもよい。
【0044】
図７は、異なるＳＮＲペナルティ増加における、通過ノード数とコヒーレンス長に対するＬＡ＋ＬＢとＬＣの差の割合（％）との関係を示す。ネットワークでは、信号は複数のノードを通過し、各ノードで波長変換を受ける。ノードごとのＳＮＲペナルティ増加が０．１ｄＢのときは、１つ目のノードでのパス長の許容誤差の絶対値は２４％である。通過ノード数が増えるほど許容誤差がゆるやかに増加しているのは、ノードを通過することで信号光に位相雑音が蓄積され、励起光の位相雑音が相対的に小さくなっているためである。
【0045】
許容されるノードごとのＳＮＲペナルティ増加が０．０５ｄＢのときは、コヒーレンス長に対して±１２％のパス長の誤差が許容される。ノードごとのＳＮＲペナルティ増加が０．１ｄＢのときと比較して、変化の傾きが小さい。ＳＮＲペナルティ増加を０．０２ｄＢ、０．０１ｄＢと小さくしていくと、パス長の許容誤差が小さくなる分、通過するノード数にかかわらず、コヒーレンス長に対するＬＡ＋ＬＢとＬＣの差の割合は、ほぼ一定となる。
【0046】
図８は、ノードごとのＳＮＲペナルティ増加が０．１ｄＢのときのシンボルレートとＬＡ＋ＬＢとＬＣの差（ｍ）の関係を示す図である。ＬＡ＋ＬＢとＬＣの差をコヒーレンス長に対する割合としてではなく、実際の距離（物理ファイバ長）として換算している。シンボルレートが１００Ｇｂａｕｄのとき、ＬＡ＋ＬＢとＬＣの差は２５２ｍである。パス長、すなわち光伝送ノード１０内の伝送路ＬＡ、ＬＢ、及びＬＣに用いられる光ファイバに２５０ｍ以下の誤差があっても、１００Ｇｂａｕｄ以上のシンボルレートに対応できる。波長変換は、信号を主にＣバンド、Ｌバンドに変換するために行うため、光アンプはＥＤＦＡを使用できる。ＥＤＦＡの内部ファイバ長は数十メートルであることから、実際のアンプ間でファイバ長の誤差は数十メートル以内である。許容されるノードごとのＳＮＲペナルティ増加を０．１ｄＢよりも小さい値、たとえば０．０５ｄＢに設定してもよい。
【0047】
＜波長変換器の変形例＞
図９は、偏波ダイバーシティ用の波長変換器３０の構成例を示す。波長変換器３０は、偏波ビームスプリッタ３２４と、偏波ビームコンバイナ３２５と、Ｘ偏波用の非線形光学媒質２００Ｘと、Ｙ偏波用の非線形光学媒質２００Ｙを有する。
図９は、偏波ダイバーシティ用の波長変換器３０の構成例を示す。波長変換器３０は、偏波ビームスプリッタ３２４と、偏波ビームコンバイナ３２５と、Ｘ偏波用の非線形光学媒質２００Ｘと、Ｙ偏波用の非線形光学媒質２００Ｙを有する。
【0048】
波長変換器３０に入力された信号光（Ｓ）は、偏波ビームスプリッタ３２４によって互いに直交する２つの偏波に分離される。ここでは、直交する偏波を、Ｘ偏波、Ｙ偏波と呼ぶ。波長変換器３０には、複数の波長変換器の間で共通に用いられる励起光源１１から出力され、カプラ１３（図３参照）で分配された光が入力される。ＳバンドとＣバンドの間の波長変換を想定して、分配光の波長を１５２８ｎｍとする。
【0049】
分配光は光アンプ３１１で増幅され、ビームスプリッタ３１２で分割される。分割された光は可変光減衰器（ＶＯＡ）３１３と３１４でそれぞれパワー調整されて、第二高調波発生器３１５と３１６に入力される。第二高調波発生器３１５で生成された励起光（Ｌpump）は、合波器３１７ＸでＸ偏波に合波される。第二高調波発生器３１６で生成された励起光（Ｌpump）は、合波器３１７ＹでＹ偏波に合波される。
【0050】
Ｘ偏波と励起光はＸ偏波用の非線形光学媒質２００Ｘに入射して、差周波発生（ＤＦＧ）により、ＣバンドＸ偏波が生成される。光学フィルタ３２１で不要な信号光と励起光が除去され、ＣバンドＸ偏波が取り出される。Ｙ偏波と励起光はＹ偏波用の非線形光学媒質２００Ｙに入射して、差周波発生（ＤＦＧ）により、ＣバンドＹ偏波が生成される。光学フィルタ３２２で不要な信号光と励起光が除去され、ＣバンドＹ偏波が取り出される。ＣバンドＸ偏波とＣバンドＹ偏波は、光ディレイライン（ＯＤＬ）３２３で遅延調整され、偏波ビームコンバイナ３２５で合波され、波長変換器３０から出力される。
【0051】
伝送路への出力側でＣバンドの信号をＳバンドに変換するときも、図９と同様の構成を用いることができる。この場合も、共通の励起光源から出力され、カプラ１３で分配された光から、２つの励起光が生成され、それぞれＣバンドＸ偏波とＣバンドＹ偏波に合波される。同じ励起光源を用い、Ｓ－Ｃ変換の波長変換器とＣ－Ｓ変換の波長変換器の間で、ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δを満たすことで、位相雑音の累積を抑制し、信号歪みを抑制できる。
【0052】
＜４方路光伝送ノードへの拡張＞
図１０は、４方路の光伝送ノード１０Ａの模式図である。方路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれから光伝送ノード１０Ａに入射する信号光は、宛先の方路に出力される。図１０ではＳバンドとＣバンドの間の波長変換に着目して接続関係が描かれている。
図１０は、４方路の光伝送ノード１０Ａの模式図である。方路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれから光伝送ノード１０Ａに入射する信号光は、宛先の方路に出力される。図１０ではＳバンドとＣバンドの間の波長変換に着目して接続関係が描かれている。
【0053】
波長変換器３０のうち、伝送路からの入射側に配置される波長変換器を３０－１、伝送路への出力側に配置される波長変換器を３０－２と表記する。また、方路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応して、方路Ａからの入射側の波長変換器を３０－１Ａ、方路Ａへの出力側の波長変換器を３０－２Ａと表記する。波長変換器３０－１Ａで行われるＳバンドからＣバンドへの波長変換を「波長変換１Ａ」、波長変換器３０－２Ａで行われるＣバンドからＳバンドへの波長変換を「波長変換２Ａ」とする。方路Ｂ、Ｃ、及びＤについても同様である。
【0054】
光伝送ノード１０Ａでも、ＳバントとＣバンドの間の波長変換を行う波長変換器３０－１Ａから３０－２Ｄに共通に、励起光源１１が用いられる。波長変換器３０－１Ａ、３０－１Ｂ、３０－１Ｃ、及び３０－１Ｄは、それぞれ図９に示す偏波ダイバーシティ構成を有するが、この例に限定されない。波長変換器３０－２Ａ、２０－２Ｂ、３０－２Ｃ、及び３０－２Ｄは、図９と逆の動作を行い、Ｃバンドの信号光を偏波分離し、励起光の入射により、ＳバンドのＸ偏波とＹ偏波を生成し合波して、Ｓバンドの変換光を出力する。
【0055】
励起光源１１から出力された光は、カプラ１３で波長変換器３０－１Ａから３０－２Ｄに分配される。カプラ１３への入力前に光アンプ１２で増幅されてもよい。カプラ１３から波長変換器３０－１Ａまでのパス長ＬＡと、波長変換器３０－１Ａから、たとえば波長変換器２０－２Ｃまでのパス長ＬＢの合計は、カプラ１３から波長変換器３０－２Ｃまでのパス長ＬＣと、許容誤差±Δの範囲で同じである（ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ）。
【0056】
複数の方路の組み合わせの各々で、ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δが満たされる。この等長性、すなわち同時性により、波長変換と再変換を経ることで励起光由来の位相雑音が相殺され、信号歪みが抑制される。また、同一の励起光源１１を用いるので、励起光源間の波長ばらつきの問題は生じない。
【0057】
図１１は、図１０で用いられる波長変換器３０－１Ａから３０－２Ｄのそれぞれのパス長ＬＡ、ＬＢ、及びＬＣを示す。カプラ１３から第１の波長変換器までのパス長、より具体的には、カプラ１３から第１の波長変換器のＸ偏波用の合波器３１７Ｘ（図１０参照）までのファイバ長をＬＡとする。第１の波長変換器のＸ偏波用の合波器３１７Ｘから、第２の波長変換器のＸ偏波用の合波器３１７Ｘまでのファイバ長をＬＢとする。カプラ１３から第２の波長変換器のＸ偏波用の合波器３１７Ｘまでのファイバ長をＬＣとする。
【0058】
Ｙ偏波についても同様に、カプラ１３から第１の波長変換器のＹ偏波用の合波器３１７Ｙ（図１０参照）までのファイバ長をＬＡとする。第１の波長変換器のＹ偏波用の合波器３１７Ｙから、第２の波長変換器のＹ偏波用の合波器３１７Ｙまでのファイバ長をＬＢとする。カプラ１３から第２の波長変換器のＹ偏波用の合波器３１７Ｙまでのファイバ長をＬＣとする。
【0059】
パス長ＬＡのカラムのすべての長さを、ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δが成立する範囲内で同一にする。パス長ＬＢのカラムのすべての長さと、ＬＣのカラムのすべての長さも、ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δが成立する範囲内で同一にする。波長変換器３０－１Ａから３０－２ＤのそれぞれでＸ偏波とＹ偏波のファイバ長が等しく設定されている場合は、偏波を分けて考えなくてもよい。同一の励起光源１１からの分配光を用い、伝搬の同時性または同長性を確保することで、励起光由来の位相雑音の累積を抑制することができる。
【0060】
以上、特定の構成例に基づいて光伝送ノード１０（または１０Ａ）で行われる波長変換について述べてきたが、本開示は上述した構成に限定されない。単一の励起光源からの出射光を複数の波長変換器に分配して用いる構成は、ＣバンドとＵバンド間の波長変換や、ＬバンドとＵバンドの間の波長変換にも適用できる。光伝送ノード１０（または１０Ａ）
における波長変換器の駆動方法は、
第１の波長バンド（たとえばＳバンド）の光信号を第２の波長バンド（たとえばＣバンド）に変換する第１の波長変換器と、前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、を配置し、
単一の励起光源から出力される光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配して、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器を独立して駆動する。
における波長変換器の駆動方法は、
第１の波長バンド（たとえばＳバンド）の光信号を第２の波長バンド（たとえばＣバンド）に変換する第１の波長変換器と、前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、を配置し、
単一の励起光源から出力される光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配して、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器を独立して駆動する。
【0061】
好ましい駆動形態では、ＬＡと、ＬＢと、ＬＣの関係を、第１の波長変換器の出力光に含まれる位相雑音と、第２の波長変換器の出力光に含まれる位相雑音とが打ち消す合うように調整する。あるいは、ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δが満たされるように光配線を設計して、励起光由来の位相雑音の累積を抑制する。これにより高シンボルレートでの伝送で、位相雑音の加算による信号歪みを抑制することができる。
【0062】
波長変換素子としてＰＰＬＮ以外に、高非線形ファイバ（ＨＮＬＦ： Highly Nonlinear Fiber）などを用いることもできる。ＨＮＬＦの波長変換は、ＤＧＦではなく、４光波混合（ＦＷＭ： Four-Wave Mixing）の非線形効果となる。ＦＷＭによる波長変換は、数１および数２とは異なった式になること、励起光波長が異なるためＳＨＧが不要になること、などの違いがあるが、信号歪の抑制効果は同じである。トランスポンダ３１の接続と切替は、ＭＣＳに変えて、多入力多出力の波長選択スイッチや、アレイ導波路格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）などの波長合分波素子を用いてもよい。
【0063】
以上の開示に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、
前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、
前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に共通に用いられる励起光源と、
前記励起光源から出力された光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配するカプラと、
を有する光伝送ノード。
（付記２）
前記カプラと前記第１の波長変換器の間の第１のパス長と、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長と、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長の関係は、前記励起光源の励起光によって前記第１の波長変換器から出力される変換光に発生する位相雑音の位相と、前記励起光によって前記第２の波長変換器から出力される再変換光に発生する位相雑音の位相とが相殺されるように調節されている、
付記１に記載の光伝送ノード。
（付記３）
前記カプラと前記第１の波長変換器の間の第１のパス長をＬＡ、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長をＬＢ、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長をＬＣ、前記光伝送ノード内のパス長の許容誤差を±Δとすると、
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
である、付記１に記載の光伝送ノード。
（付記４）
前記許容誤差は、前記光伝送ノードを通過することによるノードごとの信号対雑音比のペナルティ増加を０．１ｄＢ以下とする範囲である、
付記３に記載の光伝送ノード。
（付記５）
前記許容誤差は、前記光伝送ノードを通過することによる前記ノードごとの信号対雑音比のペナルティ増加を０．０５ｄＢ以下とする範囲である、
付記４に記載の光伝送ノード。
（付記６）
前記第１の波長変換器の前段に設けられて、前記カプラで分配された第１分配光から生成された第１励起光を前記第１の波長バンドの光信号に合波する第１フィルタと、
前記第２の波長変換器の前段に設けられて、前記カプラで分配された第２分配光から生成された第２励起光を前記第２の波長バンドの光信号に合波する第２フィルタと、
を有する付記１から５のいずれかに記載の光伝送ノード。
（付記７）
前記第１励起光と前記第２励起光は、前記励起光源から出力された光の第二高調波である、
付記６に記載の光伝送ノード。
（付記８）
前記光伝送ノードに接続されるトランスポンダ、
を含み、前記トランスポンダは前記第２の波長バンドで動作し、前記第１の波長バンドで動作しない、
付記１から７のいずれかに記載の光伝送ノード。
（付記９）
第１の波長バンドと第２の波長バンドの間の波長変換に共通に用いられる励起光源の出射光の一部から生成された励起光を信号光に合波する第１フィルタと、
前記第１フィルタの出力に接続され、前記励起光と前記信号光に基づいて、前記励起光及び前記信号光と異なる波長の変換光を生成する非線形光学媒質と、
前記非線形光学媒質から出射された光から前記変換光を取り出す第２フィルタと、
を有する波長変換器。
（付記１０）
前記信号光を第１偏波と第２偏波に分離する偏波ビームスプリッタと、
前記第１偏波と前記第２偏波を合波する偏波ビームコンバイナと、
を有し、
前記第１フィルタは、前記励起光を前記第１偏波に合波する３フィルタと、前記励起光を前記第２偏波に合波する４フィルタとを含み、
前記非線形光学媒質は、前記第１偏波から前記第１偏波の第１変換光を生成する第１の非線形光学媒質と、前記第２偏波から前記第２偏波の第２変換光を生成する第２の非線形光学媒質とを含み、
前記偏波ビームコンバイナは、前記第１変換光と前記第２変換光を合波して出力する、
付記８に記載の波長変換器。
（付記１１）
光伝送ノードに、第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、を配置し、
単一の励起光源から出力される光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配して、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器を独立して駆動する、
波長変換器の駆動方法。
（付記１２）
前記単一の励起光源から出射される前記光を分配するカプラを設け、
前記カプラと前記第１の波長変換器との間の第１のパス長と、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長と、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長との関係を、前記カプラで分配された励起光によって前記第１の波長変換器から出力される変換光に発生する位相雑音の位相と、前記励起光によって前記第２の波長変換器から出力される再変換光に発生する位相雑音の位相とが打ち消しあうように調節する、
付記１１に記載の波長変換器の駆動方法。
（付記１３）
前記単一の励起光源から出射される前記光を分配するカプラを設け、
前記カプラと前記第１の波長変換器の間のパス長をＬＡ、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間のパス長をＬＢ、前記カプラから前記第２の波長変換器までのパス長をＬＣ、前記光伝送ノード内のパス長の許容誤差を±Δとして、
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
を満たすように前記光伝送ノード内の光配線を設計する、
付記１１に記載の波長変換器の駆動方法。
（付記１４）
前記許容誤差を、前記光伝送ノードを通過することによるノードごとの信号対雑音比のペナルティ増加が０．１ｄＢ以下となるように設定する、
付記１１に記載の波長変換器の駆動方法。
（付記１）
第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、
前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、
前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に共通に用いられる励起光源と、
前記励起光源から出力された光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配するカプラと、
を有する光伝送ノード。
（付記２）
前記カプラと前記第１の波長変換器の間の第１のパス長と、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長と、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長の関係は、前記励起光源の励起光によって前記第１の波長変換器から出力される変換光に発生する位相雑音の位相と、前記励起光によって前記第２の波長変換器から出力される再変換光に発生する位相雑音の位相とが相殺されるように調節されている、
付記１に記載の光伝送ノード。
（付記３）
前記カプラと前記第１の波長変換器の間の第１のパス長をＬＡ、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長をＬＢ、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長をＬＣ、前記光伝送ノード内のパス長の許容誤差を±Δとすると、
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
である、付記１に記載の光伝送ノード。
（付記４）
前記許容誤差は、前記光伝送ノードを通過することによるノードごとの信号対雑音比のペナルティ増加を０．１ｄＢ以下とする範囲である、
付記３に記載の光伝送ノード。
（付記５）
前記許容誤差は、前記光伝送ノードを通過することによる前記ノードごとの信号対雑音比のペナルティ増加を０．０５ｄＢ以下とする範囲である、
付記４に記載の光伝送ノード。
（付記６）
前記第１の波長変換器の前段に設けられて、前記カプラで分配された第１分配光から生成された第１励起光を前記第１の波長バンドの光信号に合波する第１フィルタと、
前記第２の波長変換器の前段に設けられて、前記カプラで分配された第２分配光から生成された第２励起光を前記第２の波長バンドの光信号に合波する第２フィルタと、
を有する付記１から５のいずれかに記載の光伝送ノード。
（付記７）
前記第１励起光と前記第２励起光は、前記励起光源から出力された光の第二高調波である、
付記６に記載の光伝送ノード。
（付記８）
前記光伝送ノードに接続されるトランスポンダ、
を含み、前記トランスポンダは前記第２の波長バンドで動作し、前記第１の波長バンドで動作しない、
付記１から７のいずれかに記載の光伝送ノード。
（付記９）
第１の波長バンドと第２の波長バンドの間の波長変換に共通に用いられる励起光源の出射光の一部から生成された励起光を信号光に合波する第１フィルタと、
前記第１フィルタの出力に接続され、前記励起光と前記信号光に基づいて、前記励起光及び前記信号光と異なる波長の変換光を生成する非線形光学媒質と、
前記非線形光学媒質から出射された光から前記変換光を取り出す第２フィルタと、
を有する波長変換器。
（付記１０）
前記信号光を第１偏波と第２偏波に分離する偏波ビームスプリッタと、
前記第１偏波と前記第２偏波を合波する偏波ビームコンバイナと、
を有し、
前記第１フィルタは、前記励起光を前記第１偏波に合波する３フィルタと、前記励起光を前記第２偏波に合波する４フィルタとを含み、
前記非線形光学媒質は、前記第１偏波から前記第１偏波の第１変換光を生成する第１の非線形光学媒質と、前記第２偏波から前記第２偏波の第２変換光を生成する第２の非線形光学媒質とを含み、
前記偏波ビームコンバイナは、前記第１変換光と前記第２変換光を合波して出力する、
付記８に記載の波長変換器。
（付記１１）
光伝送ノードに、第１の波長バンドの光信号を第２の波長バンドに変換する第１の波長変換器と、前記第２の波長バンドの光信号を前記第１の波長バンドに再変換する第２の波長変換器と、を配置し、
単一の励起光源から出力される光を前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器に分配して、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器を独立して駆動する、
波長変換器の駆動方法。
（付記１２）
前記単一の励起光源から出射される前記光を分配するカプラを設け、
前記カプラと前記第１の波長変換器との間の第１のパス長と、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間の第２のパス長と、前記カプラと前記第２の波長変換器の間の第３のパス長との関係を、前記カプラで分配された励起光によって前記第１の波長変換器から出力される変換光に発生する位相雑音の位相と、前記励起光によって前記第２の波長変換器から出力される再変換光に発生する位相雑音の位相とが打ち消しあうように調節する、
付記１１に記載の波長変換器の駆動方法。
（付記１３）
前記単一の励起光源から出射される前記光を分配するカプラを設け、
前記カプラと前記第１の波長変換器の間のパス長をＬＡ、前記第１の波長変換器と前記第２の波長変換器の間のパス長をＬＢ、前記カプラから前記第２の波長変換器までのパス長をＬＣ、前記光伝送ノード内のパス長の許容誤差を±Δとして、
ＬＣ＝ＬＡ＋ＬＢ±Δ
を満たすように前記光伝送ノード内の光配線を設計する、
付記１１に記載の波長変換器の駆動方法。
（付記１４）
前記許容誤差を、前記光伝送ノードを通過することによるノードごとの信号対雑音比のペナルティ増加が０．１ｄＢ以下となるように設定する、
付記１１に記載の波長変換器の駆動方法。
【符号の説明】
【0064】
１０ 光伝送ノード
１１ 励起光源
１３ カプラ
１５、１５－１、１５－２ 第二高調波発生器
２０、２０－１、２０－２、３０、３０－１Ａ～３０－２Ｄ 波長変換器
３１ トランスポンダ
２００ 非線形光学媒質
２０１ 光学フィルタ（第１フィルタ）
２０２ 光学フィルタ
２０３ 光学フィルタ（第２フィルタ）
ＬＡ パス長（第１のパス長）
ＬＢ パス長（第２のパス長）
ＬＣ パス長（第３のパス長）
１１ 励起光源
１３ カプラ
１５、１５－１、１５－２ 第二高調波発生器
２０、２０－１、２０－２、３０、３０－１Ａ～３０－２Ｄ 波長変換器
３１ トランスポンダ
２００ 非線形光学媒質
２０１ 光学フィルタ（第１フィルタ）
２０２ 光学フィルタ
２０３ 光学フィルタ（第２フィルタ）
ＬＡ パス長（第１のパス長）
ＬＢ パス長（第２のパス長）
ＬＣ パス長（第３のパス長）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】