(57)【要約】【課題】波長パスの送信端と中継ノードや受信端とにおいてそれぞれの処理の切り替えタイミングを同期させること。【解決手段】送信端となる第１の光伝送装置は、制御処理内容を通知する情報を主信号に重畳して送信し（Ｓ１）、第１の期間待機し（Ｓ２）、制御開始タイミングを通知するメッセージを主信号に重畳して送信し（Ｓ３）、第２の期間待機し（Ｓ４）、自装置の処理を制御処理内容に対応する処理に切り替える（Ｓ５）。中継ノードや受信端となる第２の光伝送装置は、制御処理内容を通知する情報を取得し（Ｓ１１，Ｓ２１）、自装置で実施する処理がある場合（Ｓ１２，Ｓ２２）、制御開始タイミングを通知するメッセージを検出するまで待機し、制御開始タイミングを通知するメッセージを検出すると（Ｓ１３，Ｓ２３）第２の期間待機し（Ｓ１４，Ｓ２４）、制御処理内容を通知する情報に対応する処理を実行する（Ｓ１５，Ｓ２５）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長パスにおいて送信端となる第１の光伝送装置は、
制御処理内容を通知する情報を主信号に重畳して送信し、
前記情報の送信後、第１の期間待機し、
前記第１の期間の待機後、制御開始タイミングを通知するメッセージを主信号に重畳して送信し、
前記メッセージの送信後、第２の期間待機し、
前記第２の期間の待機後、自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に切り替え、
前記波長パスにおいて前記第１の光伝送装置からの光信号を受信する第２の光伝送装置は、
前記第１の光伝送装置から主信号に重畳されて送信される前記情報を取得し、
前記情報に基づいて自装置で実施する処理がある場合、前記第１の光伝送装置から主信号に重畳されて送信される前記メッセージを検出するまで待機し、
待機中に前記メッセージを検出すると前記第２の期間待機し、
前記第２の期間の待機後、前記情報に対応する処理を実行することを特徴とする制御タイミング同期方法。
【請求項２】
前記第１の光伝送装置が前記情報を主信号に重畳して送信する前に、前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間でクロックの同期が確立していることを特徴とする請求項１に記載の制御タイミング同期方法。
【請求項３】
前記第１の光伝送装置は、自装置のクロックまたは自装置のクロックを再生可能な信号を主信号に重畳して前記第２の光伝送装置へ送信することを特徴とする請求項２に記載の制御タイミング同期方法。
【請求項４】
波長パスにおいて送信端となる第１の光伝送装置と、前記波長パスにおいて前記第１の光伝送装置から送信される光信号を受信する第２の光伝送装置とを有し、
前記第１の光伝送装置は、
制御処理内容を通知する信号を生成する制御処理内容通知信号生成部と、
制御開始タイミングを通知する信号を生成する制御開始タイミング通知信号生成部と、
所定の期間待機する所定期間待機部と、
自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する信号処理内容設定部と、を有し、
前記制御処理内容通知信号生成部によって生成される前記制御処理内容を通知する信号を主信号に重畳して送信し、
前記制御処理内容を通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第１の期間待機し、
前記第１の期間の待機後、前記制御開始タイミング通知信号生成部によって生成される前記制御開始タイミングを通知する信号を主信号に重畳して送信し、
前記制御開始タイミングを通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第２の期間待機し、
前記第２の期間の待機後、自装置の処理を前記信号処理内容設定部によって設定される処理に切り替え、
前記第２の光伝送装置は、
主信号に重畳されて送信されてくる前記制御処理内容を通知する信号に基づいて、制御処理内容を通知する情報を取得する制御処理内容情報取得部と、
前記制御処理内容情報取得部によって取得される前記情報に基づいて、自装置での処理の有無を判断する処理判断部と、
主信号に重畳されて送信されてくる前記制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機する制御開始タイミング通知信号待機部と、
所定の期間待機する所定期間待機部と、
自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する制御処理内容設定部と、を有し、
前記制御処理内容情報取得部によって前記情報を取得し、
前記処理判断部によって、前記情報に基づいて自装置での処理の有無を判断し、
自装置での処理がある場合、前記制御開始タイミング通知信号待機部によって前記制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機し、
前記制御開始タイミング通知信号待機部によって待機中であるときに前記制御開始タイミングを通知する信号を検出すると、自装置の前記所定期間待機部によって前記第２の期間待機し、
前記第２の期間の待機後、前記制御処理内容設定部によって前記情報に対応する処理を設定して実行することを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
制御処理内容を通知する信号を生成する制御処理内容通知信号生成部と、
制御開始タイミングを通知する信号を生成する制御開始タイミング通知信号生成部と、
所定の期間待機する所定期間待機部と、
自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する信号処理内容設定部と、を有し、
前記制御処理内容通知信号生成部によって生成される前記制御処理内容を通知する信号を主信号に重畳して送信し、
前記制御処理内容を通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第１の期間待機し、
前記第１の期間の待機後、前記制御開始タイミング通知信号生成部によって生成される前記制御開始タイミングを通知する信号を主信号に重畳して送信し、
前記制御開始タイミングを通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第２の期間待機し、
前記第２の期間の待機後、自装置の処理を前記信号処理内容設定部によって設定される処理に切り替えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項６】
自装置のクロックまたは自装置のクロックを再生可能な信号を主信号に重畳して送信することを特徴とする請求項５に記載の光伝送装置。
【請求項７】
主信号に重畳されて送信されてくる制御処理内容を通知する信号に基づいて、制御処理内容を通知する情報を取得する制御処理内容情報取得部と、
前記制御処理内容情報取得部によって取得される前記情報に基づいて、自装置での処理の有無を判断する処理判断部と、
主信号に重畳されて送信されてくる制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機する制御開始タイミング通知信号待機部と、
所定の期間待機する所定期間待機部と、
自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する制御処理内容設定部と、を有し、
前記制御処理内容情報取得部によって前記情報を取得し、
前記処理判断部によって、前記情報に基づいて自装置での処理の有無を判断し、
自装置での処理がある場合、前記制御開始タイミング通知信号待機部によって前記制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機し、
前記制御開始タイミング通知信号待機部によって待機中であるときに前記制御開始タイミングを通知する信号を検出すると、前記所定期間待機部によって、送信側が前記制御開始タイミングを通知する信号を送信してから、送信側の処理を前記制御処理内容に対応する処理に切り替えるまでの期間に等しい所定の期間待機し、
前記所定の期間の待機後、前記制御処理内容設定部によって前記情報に対応する処理を設定して実行することを特徴とする光伝送装置。
【請求項８】
主信号に重畳されて送信されてくる、送信側のクロックまたは送信側のクロックを再生可能な信号を受信し、前記送信側のクロックまたは送信側のクロックを再生可能な信号に基づいて送信側との間でクロックの同期を確立することを特徴とする請求項７に記載の光伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、制御タイミング同期方法、光伝送システム及び光伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトニックネットワークの運用中に、波長パスに割り当てられる信号波長を変更したり、変復調方式、非線形補償方式または誤り訂正（Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、ＦＥＣ）方式を切り替えたり、ネットワーク資源を再配分したりする可能性がある。フォトニックネットワークの運用中であるため、最小限のダウンタイムでこれらの切り替えや再配分を行うのが望ましい。そのためには、送信端、中継ノード及び受信端においてそれぞれの処理を切り替えるタイミングを同期させる必要がある。
【０００３】
従来、主信号のチャンネルに割り当てられる波長帯域外の波長に制御信号のチャンネルを割り当て、主信号のチャンネルと制御信号のチャンネルとを波長多重して送信端から送信することによって、中継ノードや受信端に制御タイミングを通知する方式がある。また、例えばＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ、同期デジタルハイアラーキ）やＯＴＮ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのように、主信号の信号転送用のディジタルフレーム構造に含まれるオーバーヘッドバイトがある場合、これを用いて制御タイミングを通知する方式がある。
【０００４】
ところで、ネットワークの管理や制御を目的として、例えば光信号の強度、周波数または偏波状態を変調することによって主信号に制御信号を重畳して送信する方式がある（例えば、特許文献１〜３、非特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７５８０６３２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／００１４６９５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／０１４１１３０号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｆｒｅｄ  Ｈｅｉｓｍａｎｎ、外３名、「Ｓｉｇｎａｌ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｉｎ  Ｍｕｌｔｉ−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、２２ｎｄ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  −  ＥＣＯＣ’９６、１９９６年、ｐ．３．４７−３．５０
【非特許文献２】Ｔａｋａｈｉｔｏ  Ｔａｎｉｍｕｒａ、外９名、「Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｔｏｎｅ  ｆｏｒ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐａｔｈ  Ｔｒａｃｉｎｇ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｔｅｒ」、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｅｘｐｏｓｉｔｉｏｎ  （ＯＦＣ）  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （ＮＦＯＥＣ）  ２０１２、（米国）、２０１２年３月４日
【非特許文献３】竹下仁士、外５名、「多方路ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭ向け偏波変調を用いた誤接続モニタ方式の検討」、２０１２年電子情報通信学会  通信講演論文集２、（日本）、２０１２年３月２０日、p.４３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の主信号のチャンネルと制御信号のチャンネルとを波長多重することによって制御タイミングを通知する方式では、主信号と制御信号とで別々の送信器や別々の受信器を用意するため、光伝送路の長さに違いが生じることがある。また、主信号のチャンネルと制御信号のチャンネルとで波長が異なるため、光ファイバの波長分散によって主信号と制御信号との間にスキューが発生する。また、制御信号のチャンネルの波長がＥＤＦＡ（Ｅｒｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）などの光増幅器の帯域外に設定される場合、中継ノードにおいて制御信号のチャンネルの光信号に対して光電変換と電気光変換とを伴う再生中継を行うため、制御信号の中継処理に時間がかかる。これらの原因によって、送信端から送信される主信号及び制御信号が中継ノードや受信端に到達するタイミングにずれが生じたり、時間的に変動したりするため、送信端と中継ノードや受信端との間で制御タイミングの誤差が大きくなるという問題点がある。
【０００８】
一方、従来の主信号のオーバーヘッドバイトを用いて制御タイミングを通知する方式では、変調方式やビットレートなどを正しく設定し、主信号が疎通してからオーバヘッドバイトの読み出しが可能となる。そのため、中継ノードに主信号の受信器を用意したり、主信号が疎通するのを待つ時間が必要になるという問題点がある。
【０００９】
波長パスの送信端における処理の切り替えタイミングと、中継ノードや受信端における処理の切り替えタイミングとを同期させることができる制御タイミング同期方法、光伝送システム及び光伝送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
波長パスにおいて送信端となる第１の光伝送装置は、制御処理内容を通知する情報を主信号に重畳して送信し、その送信後、第１の期間待機し、その待機後、制御開始タイミングを通知するメッセージを主信号に重畳して送信する。そして、第１の光伝送装置は、制御開始タイミングを通知するメッセージの送信後、第２の期間待機し、その待機後、自装置の処理を制御処理内容に対応する処理に切り替える。
【００１１】
波長パスにおいて第２の光伝送装置は、第１の光伝送装置からの光信号を受信する。第２の光伝送装置は、第１の光伝送装置から主信号に重畳されて送信される制御処理内容を通知する情報を取得する。そして、第２の光伝送装置は、制御処理内容を通知する情報に基づいて自装置で実施する処理がある場合、第１の光伝送装置から主信号に重畳されて送信される制御開始タイミングを通知するメッセージを検出するまで待機する。第２の光伝送装置は、その待機中に制御開始タイミングを通知するメッセージを検出すると第２の期間待機し、その待機後、制御処理内容を通知する情報に対応する処理を実行する。
【発明の効果】
【００１２】
制御タイミング同期方法、光伝送システム及び光伝送装置によれば、波長パスの送信端における処理の切り替えタイミングと、中継ノードや受信端における処理の切り替えタイミングとを同期させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施の形態にかかる制御タイミング同期方法の第１の例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる制御タイミング同期方法の第２の例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかる送信端となる光伝送装置の一例を示す図である。
【図４】図４は、制御回路のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図５】図５は、制御回路の機能的構成の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる中継ノードとなる光伝送装置の一例を示す図である。
【図７】図７は、重畳信号復調回路の第１の例を示す図である。
【図８】図８は、重畳信号復調回路の第２の例を示す図である。
【図９】図９は、重畳信号復調回路の第３の例を示す図である。
【図１０】図１０は、制御回路の機能的構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態にかかる受信端となる光伝送装置の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態にかかる光伝送システムの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、送信端における暗号化回路の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、受信端における暗号化回路の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照して、この制御タイミング同期方法、光伝送システム及び光伝送装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１５】
・制御タイミング同期方法の第１の例
図１は、実施の形態にかかる制御タイミング同期方法の第１の例を示す図である。第１の例は、光伝送システムにおいて、ある波長パスの送信端、中継ノード及び受信端における各制御回路のシステムクロックが互いに同期していない場合の例である。
【００１６】
なお、図１において、左端のフローチャートは送信端の制御回路の処理を示し、中央のフローチャートは中継ノードの制御回路の処理を示し、右端のフローチャートは受信端の制御回路の処理を示す。各フローチャート間の点線で示す矢印は時間的な対応関係を表す。
【００１７】
ある波長パスにおいて変調方式、送信波長、主信号の誤り訂正方式もしくは主信号のビットレートの切り替えや、各ノードのスクランブラのスタートまたはリスタートの動作の実行などの処理を行う処理切替コマンドが入力されると、図１に示す処理が開始される。処理切替コマンドは、例えば光伝送システムやネットワークの運用者によって入力されてもよい。
【００１８】
図１に示す処理が開始されると、まず、送信端の制御回路は、入力される処理切替コマンドに応じた制御処理内容を通知する情報を主信号に重畳して送信する制御を行う（ステップＳ１）。それによって、制御処理内容を通知する情報が主信号に重畳されている光信号が、送信端から例えばパケット転送方式によって送信される。制御処理内容を通知する情報は、例えば送信波長を○○○○ｎｍにするという情報であってもよい。○は任意の数字である。
【００１９】
ステップＳ１によって光信号が送信されると、送信端の制御回路は、所定のガードタイムが経過するのを待機する（ステップＳ２）。所定のガードタイムは第１の期間の一例であり、後述するステップＳ１２またはステップＳ２２において中継ノードまたは受信端がそれぞれ自装置で実施すべき処理があるか否かを判断するのに十分な時間である。
【００２０】
所定のガードタイムが経過すると、送信端の制御回路は、制御開始タイミングを通知するメッセージを主信号に重畳して送信する制御を行う（ステップＳ３）。それによって、制御開始タイミングを通知するメッセージが主信号に重畳されている光信号が、送信端から送信される。制御開始タイミングを通知するメッセージは、例えば△△秒後に処理の切り替えを実行するという情報であってもよい。△は任意の数字である。
【００２１】
ステップＳ３によって光信号が送信されると、送信端の制御回路は、所定の待ち時間が経過するのを待機する（ステップＳ４）。所定の待ち時間は第２の期間の一例であり、制御開始タイミングを通知するメッセージによって指定される△△秒という時間であってもよい。ここで、所定の待ち時間は、予め決められていてもよいし、光伝送システムの構成や環境に応じて送信端の制御回路がその都度設定してもよい。所定の待ち時間が予め決められている場合には、制御開始タイミングを通知するメッセージは、単純なパルス信号であってもよい。
【００２２】
所定の待ち時間が経過すると、送信端の制御回路は、自装置の処理を、ステップＳ１で送信した制御処理内容に対応する信号処理内容の処理に切り替える制御を行い（ステップＳ５）、一連の処理を終了する。ステップＳ２またはステップＳ４において、ガードタイムまたは待ち時間の計時には、送信端が有する時計が用いられてもよいし、送信端が接続されるネットワークの例えばタイムサーバなどから提供される時刻情報が用いられてもよい。
【００２３】
ステップＳ１またはステップＳ３において、送信端は、制御処理内容を通知する情報または制御開始タイミングを通知するメッセージなどの制御信号を、それらの情報またはメッセージに応じて光信号の強度、周波数または偏波状態を変調することによって、主信号に重畳してもよい。これ以降の説明において、光信号の強度、周波数または偏波状態などの特性を変調することによって、主信号に制御信号を重畳することを重畳変調と呼ぶことがある。また、光信号の強度、周波数または偏波状態を変調することによって主信号に制御信号を重畳することを、それぞれ強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調と呼ぶことがある。
【００２４】
中継ノードは、ステップＳ１で送信端から送信される光信号を受信すると、主信号に重畳されている制御信号を復調する。そして、中継ノードの制御回路は、復調済みの制御信号から制御処理内容を通知する情報を取得する（ステップＳ１１）。次いで、中継ノードの制御回路は、制御処理内容を通知する情報に基づいて、自装置で実施すべき処理があるか否かを判断する（ステップＳ１２）。この判断は、ステップＳ２で送信端の制御回路が所定のガードタイムの経過を待機している間に行われる。
【００２５】
判断の結果、実施すべき処理がない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、中継ノードの制御回路は処理を終了する。一方、実施すべき処理がある場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御開始タイミングを通知するメッセージを中継ノードが検出するまで、中継ノードの制御回路は待機する。そして、中継ノードは、ステップＳ３で送信端から送信される光信号を受信し、主信号に重畳されている制御信号を復調することによって、制御開始タイミングを通知するメッセージを検出する（ステップＳ１３）。
【００２６】
次いで、中継ノードの制御回路は、所定の待ち時間が経過するのを待機する（ステップＳ１４）。所定の待ち時間は第２の期間の一例であり、ステップＳ４で送信端が待機する所定の待ち時間と同じ時間である。所定の待ち時間が経過すると、受信端は、ステップＳ１１で取得した制御処理内容に対応する処理を実行する制御を行い（ステップＳ１５）、一連の処理を終了する。ステップＳ１４において、待ち時間の計時には、受信端が有する時計が用いられてもよいし、受信端が接続されるネットワークの例えばタイムサーバなどから提供される時刻情報が用いられてもよい。
【００２７】
受信端は、ステップＳ１で送信端から送信される光信号を例えば中継ノードから受信すると、主信号に重畳されている制御信号を復調する。そして、受信端の制御回路は、復調済みの制御信号から制御処理内容を通知する情報を取得する（ステップＳ２１）。次いで、受信端の制御回路は、制御処理内容を通知する情報に基づいて、自装置で実施すべき処理があるか否かを判断する（ステップＳ２２）。この判断は、ステップＳ２で送信端の制御回路が所定のガードタイムの経過を待機している間に行われる。
【００２８】
判断の結果、実施すべき処理がない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、受信端の制御回路は処理を終了する。一方、実施すべき処理がある場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御開始タイミングを通知するメッセージを受信端が検出するまで、受信端の制御回路は待機する。そして、受信端は、ステップＳ３で送信端から送信される光信号を例えば中継ノードから受信し、主信号に重畳されている制御信号を復調することによって、制御開始タイミングを通知するメッセージを検出する（ステップＳ２３）。
【００２９】
次いで、受信端の制御回路は、所定の待ち時間が経過するのを待機する（ステップＳ２４）。所定の待ち時間は第２の期間の一例であり、ステップＳ４で送信端が待機する所定の待ち時間と同じ時間である。所定の待ち時間が経過すると、受信端の制御回路は、ステップＳ２１で取得した制御処理内容に対応する処理を実行する制御を行い（ステップＳ２５）、一連の処理を終了する。ステップＳ２４において、待ち時間の計時には、受信端が有する時計が用いられてもよいし、受信端が接続されるネットワークの例えばタイムサーバなどから提供される時刻情報が用いられてもよい。
【００３０】
ここで、光信号が送信端から中継ノードまで伝わるのに要する時間をΔＴ１とし、光信号が送信端から例えば中継ノードを経由して受信端まで伝わるのに要する時間をΔＴ２とする。
【００３１】
ステップＳ４で送信端の制御回路が所定の待ち時間を待機する状態に遷移してからΔＴ１だけ遅れて、中継ノードの制御回路が所定の待ち時間の待機状態に遷移し、ΔＴ２だけ遅れて、受信端の制御回路が所定の待ち時間の待機状態に遷移する。従って、送信端において所定の待ち時間が満了するタイミングからΔＴ１だけ遅れて、中継ノードにおいて所定の待ち時間が満了し、ΔＴ２だけ遅れて、受信端において所定の待ち時間が満了する。
【００３２】
つまり、送信端においてステップＳ１で送信した制御処理内容に対応する信号処理内容の処理に切り替わってからΔＴ１だけ遅れて、中継ノードにおいてステップＳ１１で取得した制御処理内容に対応する処理が実行される。また、送信端においてステップＳ１で送信した制御処理内容に対応する信号処理内容の処理に切り替わってからΔＴ２だけ遅れて、受信端においてステップＳ２１で取得した制御処理内容に対応する処理が実行される。
【００３３】
このように、送信端と中継ノードとで制御処理内容に対応する処理の実行にΔＴ１のずれが生じ、送信端と受信端とでは制御処理内容に対応する処理の実行にΔＴ２のずれが生じる。しかし、強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調によって制御信号が主信号に重畳されて主信号と同じ波長で同じ経路で伝送されるため、主信号と制御信号との間には光ファイバの波長分散に起因するスキューが生じない。また、制御信号もＥＤＦＡなどの光増幅器によって主信号とともに増幅されるため、中継ノードにおいて制御信号の光信号に対して光電変換及び電気光変換を行う必要がない。
【００３４】
従って、送信端において制御処理内容に対応する処理への切り替え直後に送信端から送信される光信号は、中継ノードにおいて制御処理内容に対応する処理の実行直後に中継ノードに到達するため、何ら問題は生じない。同様に、送信端において制御処理内容に対応する処理への切り替え直後に送信端から送信される光信号は、受信端において制御処理内容に対応する処理の実行直後に受信端に到達するため、何ら問題は生じない。
【００３５】
図１に示す制御タイミング同期方法によれば、送信端において処理が切り替わってから、中継ノードでは送信端から中継ノードまで光信号が到達するのに要する時間だけ遅れて処理が実行され、受信端では送信端から受信端まで光信号が到達するのに要する時間だけ遅れて処理が実行される。つまり、送信端から中継ノードや受信端に光信号が到達するのに要する時間を考慮して、送信端、中継ノード及び受信端における処理の切り替え実行のタイミングを同期させることができる。それによって、光伝送システムにおけるある波長パスのダウンタイムを送信端におけるステップＳ４の所定の待ち時間で済ませることができるため、ダウンタイムを最小限に抑えることができる。
【００３６】
・制御タイミング同期方法の第２の例
図２は、実施の形態にかかる制御タイミング同期方法の第２の例を示す図である。第２の例は、光伝送システムにおいて、ある波長パスの送信端、中継ノード及び受信端における各制御回路のシステムクロックが互いに同期している場合の例である。
【００３７】
なお、図２においても図１と同様に、３つのフローチャートは、左側から順に送信端、中継ノード及び受信端の各制御回路の処理を示す。各フローチャート間の点線で示す矢印は時間的な対応関係を表す。
【００３８】
例えば運用者によって、ある波長パスにおいて変調方式、送信波長、主信号の誤り訂正方式もしくは主信号のビットレートの切り替えや、各ノードのスクランブラのスタートまたはリスタートの動作の実行などの処理を行う処理切替コマンドが入力されると、図２に示す処理が開始される。
【００３９】
図２に示す処理が開始されると、まず、送信端の制御回路は、強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調などの重畳変調によって制御チャンネルの送信を開始する制御を行う（ステップＳ３１）。それによって、送信端から中継ノード及び受信端へ、送信端の制御回路のクロックまたはクロックを再生可能な信号が送信される。後述するように、中継ノード及び受信端においては、送信端の制御回路のクロックまたはクロックを再生可能な信号を受信し、それぞれの制御回路のクロックと送信端の制御回路のクロックとの同期を確立する（ステップＳ４１、ステップＳ５１）。
【００４０】
次いで、送信端の制御回路は、入力される処理切替コマンドに応じた制御処理内容を通知する情報を強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調などの重畳変調によって送信する制御を行う（ステップＳ３２）。それによって、制御処理内容を通知する情報が主信号に重畳されている光信号が、送信端から例えば同期転送方式によって送信される。
【００４１】
ステップＳ３２によって光信号が送信されると、送信端の制御回路は、所定の制御チャンネルクロック周期が経過するのを待機する（ステップＳ３３）。所定の制御チャンネルクロック周期は第１の期間の一例であり、後述するステップＳ４３またはステップＳ５３において中継ノードまたは受信端がそれぞれ自装置で実施すべき処理があるか否かを判断するのに十分な時間である。
【００４２】
所定の制御チャンネルクロック周期が経過すると、送信端の制御回路は、制御開始タイミングを通知するメッセージを強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調などの重畳変調によって送信する制御を行う（ステップＳ３４）。それによって、制御開始タイミングを通知するメッセージが主信号に重畳されている光信号が、送信端から送信される。
【００４３】
ステップＳ３４によって光信号が送信されると、送信端の制御回路は、所定のクロック数が経過するのを待機する（ステップＳ３５）。所定のクロック数は第２の期間の一例であり、制御開始タイミングを通知するメッセージによって指定される□□クロックであってもよい。□は任意の数字である。ここで、所定のクロック数は、予め決められていてもよいし、光伝送システムの構成や環境に応じて送信端の制御回路がその都度設定してもよい。所定のクロック数が予め決められている場合には、制御開始タイミングを通知するメッセージは、単純なパルス信号であってもよい。
【００４４】
所定のクロック数が経過すると、送信端の制御回路は、自装置の処理を、ステップＳ３２で送信した制御処理内容に対応する信号処理内容の処理に切り替える制御を行い（ステップＳ３６）、一連の処理を終了する。
【００４５】
中継ノードは、ステップＳ３１で送信端から送信される光信号を受信すると、送信端の制御回路のクロックまたはクロックを再生可能な信号に基づいて、自装置の制御回路のクロックと送信端の制御回路のクロックとの同期を確立する（ステップＳ４１）。その後、中継ノードは、ステップＳ３２で送信端から送信される光信号を受信すると、主信号に重畳されている制御信号を復調する。そして、中継ノードの制御回路は、復調済みの制御信号から制御処理内容を通知する情報を取得する（ステップＳ４２）。
【００４６】
次いで、中継ノードの制御回路は、制御処理内容を通知する情報に基づいて、自装置で実施すべき処理があるか否かを判断する（ステップＳ４３）。この判断は、ステップＳ３３で送信端の制御回路が所定の制御チャンネルクロック周期の経過を待機している間に行われる。
【００４７】
判断の結果、実施すべき処理がない場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、中継ノードの制御回路は処理を終了する。一方、実施すべき処理がある場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、制御開始タイミングを通知するメッセージを中継ノードが検出するまで、中継ノードの制御回路は待機する。そして、中継ノードは、ステップＳ３４で送信端から送信される光信号を受信し、主信号に重畳されている制御信号を復調することによって、制御開始タイミングを通知するメッセージを検出する（ステップＳ４４）。
【００４８】
次いで、中継ノードの制御回路は、所定のクロック数が経過するのを待機する（ステップＳ４５）。所定のクロック数は第２の期間の一例であり、ステップＳ３５で送信端が待機する所定のクロック数と同じである。所定のクロック数が経過すると、中継ノードの制御回路は、ステップＳ４２で取得した制御処理内容に対応する処理を実行する制御を行い（ステップＳ４６）、一連の処理を終了する。
【００４９】
受信端は、ステップＳ３１で送信端から送信される光信号を例えば中継ノードから受信すると、送信端の制御回路のクロックまたはクロックを再生可能な信号に基づいて、自装置の制御回路のクロックと送信端の制御回路のクロックとの同期を確立する（ステップＳ５１）。その後、受信端は、ステップＳ３２で送信端から送信される光信号を例えば中継ノードから受信すると、主信号に重畳されている制御信号を復調する。そして、受信端の制御回路は、復調済みの制御信号から制御処理内容を通知する情報を取得する（ステップＳ５２）。
【００５０】
次いで、受信端の制御回路は、制御処理内容を通知する情報に基づいて、自装置で実施すべき処理があるか否かを判断する（ステップＳ５３）。この判断は、ステップＳ３３で送信端の制御回路が所定の制御チャンネルクロック周期の経過を待機している間に行われる。
【００５１】
判断の結果、実施すべき処理がない場合（ステップＳ５３：Ｎｏ）、受信端の制御回路は処理を終了する。一方、実施すべき処理がある場合（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）、制御開始タイミングを通知するメッセージを受信端が検出するまで、受信端の制御回路は待機する。そして、受信端は、ステップＳ３４で送信端から送信される光信号を例えば中継ノードから受信し、主信号に重畳されている制御信号を復調することによって、制御開始タイミングを通知するメッセージを検出する（ステップＳ５４）。
【００５２】
次いで、受信端の制御回路は、所定のクロック数が経過するのを待機する（ステップＳ５５）。所定のクロック数は第２の期間の一例であり、ステップＳ３５で送信端が待機する所定のクロック数と同じである。所定のクロック数が経過すると、受信端の制御回路は、ステップＳ５２で取得した制御処理内容に対応する処理を実行する制御を行い（ステップＳ５６）、一連の処理を終了する。
【００５３】
制御タイミング同期方法の第１の例において説明したように、制御信号が主信号に重畳されて主信号と同じ波長で同じ経路で伝送されるため、主信号と制御信号との間に光ファイバの波長分散に起因するスキューが生じない。また、中継ノードにおいて制御信号の光信号に対して光電変換及び電気光変換を行う必要がないため、制御信号の中継処理に遅れが生じない。
【００５４】
従って、送信端において制御処理内容に対応する処理への切り替え直後に送信端から送信される光信号は、中継ノードにおいて制御処理内容に対応する処理の実行直後に中継ノードに到達するため、何ら問題は生じない。同様に、送信端において制御処理内容に対応する処理への切り替え直後に送信端から送信される光信号は、受信端において制御処理内容に対応する処理の実行直後に受信端に到達するため、何ら問題は生じない。
【００５５】
図２に示す制御タイミング同期方法によれば、第１の例と同様に、送信端、中継ノード及び受信端における処理の切り替え実行のタイミングを同期させることができる。それによって、光伝送システムにおけるある波長パスのダウンタイムを送信端におけるステップＳ３５の所定のクロック数で済ませることができるため、ダウンタイムを最小限に抑えることができる。また、送信端の制御回路のクロックまたはクロックを再生可能な信号を送信端から送信することによって、中継ノードまたは受信端において、それぞれの制御回路のクロックを送信端の制御回路のクロックに同期させることができる。それによって、送信端、中継ノード及び受信端における処理の切り替え実行のタイミングをより高精度に制御することができる。従って、ダウンタイムをさらに短くすることができる。
【００５６】
図１または図２に示す制御タイミング同期方法において、送信端の制御回路の処理は、送信端となる光伝送装置によって実施されてもよい。送信端となる光伝送装置の一例について説明する。
【００５７】
・送信端となる光伝送装置の一例
図３は、実施の形態にかかる送信端となる光伝送装置の一例を示す図である。図３に示すように、送信端となる光伝送装置１は、例えばディジタル信号処理回路２、ＤＡＣ（ディジタルアナログ変換器）３、変調器ドライバ増幅器４、偏波多重直交光変調器５、制御回路６、重畳変調駆動回路７及び送信光源８を有していてもよい。
【００５８】
制御回路６は、図示省略するコマンド入力端子に接続されている。コマンド入力端子には、処理切替コマンドが入力される。制御回路６は、ディジタル信号処理回路２における信号処理内容を設定するための信号処理内容設定信号を出力する。制御回路６は、処理切替コマンドに応じた制御処理内容を通知する情報を中継ノードまたは受信端に通知するための制御処理内容通知信号を出力する。制御回路６は、制御開始タイミングを通知するメッセージを中継ノードまたは受信端に通知するための制御開始タイミング通知信号を出力する。制御回路６のハードウェア構成及び機能的構成の詳細については後述する。
【００５９】
重畳変調駆動回路７は制御回路６に接続されている。重畳変調駆動回路７は、制御回路６から出力される制御処理内容通知信号に基づいて重畳変調を行うための駆動信号を、制御回路６から出力される制御開始タイミング通知信号に基づくタイミングで、ディジタル信号処理回路２へ出力する。
【００６０】
ディジタル信号処理回路２は、図示省略するデータ入力端子、制御回路６及び重畳変調駆動回路７に接続されている。データ入力端子には、主信号データ列の高速電気信号が入力される。ディジタル信号処理回路２は、制御回路６から出力される信号処理内容設定信号に基づいて、高速電気信号に対してディジタル信号処理を行って、例えば水平信号成分について同相成分Ｉ＿Ｈ及び直交位相成分Ｑ＿Ｈと、垂直信号成分について同相成分Ｉ＿Ｖ及び直交位相成分Ｑ＿Ｖとを出力する。
【００６１】
ディジタル信号処理回路２は、例えば誤り訂正符号化回路１１、符号マッピング回路１２、搬送波周波数調整回路１３、偏波調整回路１４及び振幅調整回路１５を有していてもよい。誤り訂正符号化回路１１は、誤り訂正符号を生成して主信号データ列に付加する。符号マッピング回路１２は主信号データ列に符号を割り当てる。
【００６２】
搬送波周波数調整回路１３は、周波数重畳変調を行う場合に、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて搬送波の周波数を変調する。偏波調整回路１４は、偏波重畳変調を行う場合に、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて偏波状態を変調する。振幅調整回路１５は、強度重畳変調を行う場合に、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて振幅を変調する。振幅調整回路１５は、振幅調整演算を行う回路での調整倍率を調整することによって振幅を変調してもよい。
【００６３】
ＤＡＣ３はディジタル信号処理回路２に接続されている。ＤＡＣ３は、ディジタル信号処理回路２から出力される各信号成分Ｉ＿Ｈ、Ｑ＿Ｈ、Ｉ＿Ｖ及びＱ＿Ｖをそれぞれアナログ信号に変換して出力する。なお、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて、ＤＡＣ３において参照電圧を調整し、ＤＡＣ３から出力されるアナログ電圧値を変調することによって、強度重畳変調を行ってもよい。
【００６４】
変調器ドライバ増幅器４はＤＡＣ３に接続されている。変調器ドライバ増幅器４は、ＤＡＣ３から出力される信号成分Ｉ＿Ｈ、Ｑ＿Ｈ、Ｉ＿Ｖ及びＱ＿Ｖを、偏波多重直交光変調器５を駆動可能なレベルの信号にそれぞれ増幅する。なお、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて、変調器ドライバ増幅器４の利得制御端子によって利得を変調することによって、強度重畳変調を行ってもよい。
【００６５】
送信光源８は光を出力する。送信光源８は例えばレーザーダイオードであってもよい。送信光源８は、例えば図示省略する駆動回路に接続されていてもよい。なお、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて送信光源８の光パワーを変調することによって強度重畳変調を行ってもよい。あるいは、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて送信光源８をＦＭ変調することによって周波数重畳変調を行ってもよい。
【００６６】
偏波多重直交光変調器５は変調器ドライバ増幅器４及び送信光源８に接続されている。偏波多重直交光変調器５は、送信光源８から出力される光を、各変調器ドライバ増幅器４から出力される信号成分Ｉ＿Ｈ、Ｑ＿Ｈ、Ｉ＿Ｖ及びＱ＿Ｖに基づいて偏波多重直交変調して出力する。偏波多重直交光変調器５の一例として、例えばＯｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  ＦｏｒｕｍのＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔである「ＯＩＦ−ＰＭＱ−ＴＸ−０１．０  −  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ  Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ」（Ｍａｒｃｈ  ２０１０）に記載されているようなものがある。なお、重畳変調駆動回路７から出力される駆動信号に基づいて、偏波多重直交光変調器５の送信出力の光パワーを例えば光増幅器や光減衰器の利得や損失を変調することによって強度重畳変調を行ってもよい。
【００６７】
図４は、制御回路のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示すように、制御回路６はクロック回路２１、プロセッサ２２、メモリ２３及びインタフェース２４を有していてもよい。プロセッサ２２、メモリ２３及びインタフェース２４はバス２５に接続されている。クロック回路２１はプロセッサ２２及びバス２５に接続されており、プロセッサ２２及びバス２５にクロックを供給する。
【００６８】
プロセッサ２２は、クロック回路２１から供給されるクロックによって動作する。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）はプロセッサ２２の一例である。プロセッサ２２は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのプログラマブルロジックデバイスであってもよい。
【００６９】
メモリ２３はブートプログラムを格納していてもよい。メモリ２３はプロセッサ２２の作業領域として用いられてもよい。プロセッサ２２がＣＰＵである場合、メモリ２３は上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１〜ステップＳ５または第２の例におけるステップＳ３１〜ステップＳ３６を実現するためのプログラムを格納していてもよい。プロセッサ２２がＦＰＧＡである場合、メモリ２３は上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１〜ステップＳ５または第２の例におけるステップＳ３１〜ステップＳ３６を実現するためのコンフィギュレーションデータを格納していてもよい。メモリ２３はプロセッサ２２に内蔵されていてもよい。
【００７０】
インタフェース２４は、上述した処理切替コマンドの入力、信号処理内容設定信号の出力、制御処理内容通知信号の出力及び制御開始タイミング通知信号の出力を制御する。
【００７１】
図５は、制御回路の機能的構成の一例を示す図である。図５に示すように、制御回路６は所定期間待機部３１、制御処理内容通知信号生成部３２、制御開始タイミング通知信号生成部３３及び信号処理内容設定部３４を有していてもよい。これらの各機能部３１〜３４は、上述したプロセッサ２２が、上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１〜ステップＳ５または第２の例におけるステップＳ３１〜ステップＳ３６を実施する処理を行うことによって実現されてもよい。
【００７２】
制御処理内容通知信号生成部３２は、入力される処理切替コマンドに応じた制御処理内容通知信号を生成して重畳変調駆動回路７へ出力する。それによって、重畳変調駆動回路７によって例えばディジタル信号処理回路２の搬送波周波数調整回路１３、偏波調整回路１４または振幅調整回路１５が駆動され、制御処理内容を通知する情報が主信号に重畳された光信号が偏波多重直交光変調器５から出力される。制御処理内容通知信号生成部３２は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１または第２の例におけるステップＳ３２の処理を行ってもよい。
【００７３】
制御開始タイミング通知信号生成部３３は、所定のガードタイムが満了したという通知を所定期間待機部３１から受け取ると、制御開始タイミング通知信号を生成して重畳変調駆動回路７へ出力する。それによって、重畳変調駆動回路７によって例えばディジタル信号処理回路２の搬送波周波数調整回路１３、偏波調整回路１４または振幅調整回路１５が駆動され、制御開始タイミングを通知するメッセージが主信号に重畳された光信号が偏波多重直交光変調器５から出力される。制御開始タイミング通知信号生成部３３は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ３または第２の例におけるステップＳ３４の処理を行ってもよい。
【００７４】
信号処理内容設定部３４は、所定の待ち時間が満了したという通知を所定期間待機部３１から受け取ると、制御処理内容を通知する情報に基づいて信号処理内容設定信号を生成してディジタル信号処理回路２へ出力する。それによって、ディジタル信号処理回路２により実施される処理が、制御処理内容を通知する情報の制御処理内容に対応する処理に設定される。信号処理内容設定部３４は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ５または第２の例におけるステップＳ３６の処理を行ってもよい。
【００７５】
所定期間待機部３１は、例えば制御処理内容通知信号生成部３２から制御処理内容通知信号が出力されると、ディジタル信号処理回路２の動作を停止して所定のガードタイムが経過するのを待機する。また、所定期間待機部３１は、所定のガードタイムの経過後、所定のガードタイムが満了したことを制御開始タイミング通知信号生成部３３に通知すると、ディジタル信号処理回路２の動作を停止して所定の待ち時間が経過するのを待機する。所定期間待機部３１は、所定の待ち時間の経過後、所定の待ち時間が満了したことを信号処理内容設定部３４に通知する。所定期間待機部３１は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２もしくはステップＳ４、または第２の例におけるステップＳ３３もしくはステップＳ３５の処理を行ってもよい。
【００７６】
図３〜図５に示す光伝送装置１によれば、強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調によって制御処理内容及び制御開始タイミングを主信号に重畳して中継ノードまたは受信端に通知するため、中継ノードまたは受信端における制御処理内容及びその制御処理内容の開始タイミングを制御することができる。中継ノードまたは受信端における制御処理内容の開始タイミングを、自装置における信号処理内容の開始タイミングに合わせるように制御することによって、光伝送システムにおけるある波長パスのダウンタイムを最小限に抑えることができる。
【００７７】
図１または図２に示す制御タイミング同期方法において、中継ノードの制御回路の処理は、中継ノードとなる光伝送装置によって実施されてもよい。中継ノードとなる光伝送装置の一例について説明する。
【００７８】
・中継ノードとなる光伝送装置の一例
図６は、実施の形態にかかる中継ノードとなる光伝送装置の一例を示す図である。図６に示すように、中継ノードとなる光伝送装置４１は、例えばビームスプリッター４２、光増幅中継回路４３、波長分離フィルタ４４、重畳信号復調回路４５及び制御回路４６を有していてもよい。
【００７９】
ビームスプリッター４２は、図示省略する光入力ポートに接続されていてもよい。光入力ポートには、光伝送路から例えば複数の波長の光が多重されている波長多重光が入力される。この波長多重光は、例えば送信端または他の中継ノードなどの前段のノードから出力される。この波長多重光には、波長パスごとに主信号と、制御処理内容通知信号または制御開始タイミング通知信号とが含まれている。ビームスプリッター４２は、入力される波長多重光を例えば二分岐させて光増幅中継回路４３と波長分離フィルタ４４とへ出力する。
【００８０】
波長分離フィルタ４４はビームスプリッター４２に接続されている。波長分離フィルタ４４は、ビームスプリッター４２から出力される一方の波長多重光のうち制御対象の波長パスの信号光を透過させ、その他の波長パスの信号光を遮断する。波長分離フィルタ４４を透過する信号光には、制御対象の波長パスによって伝送される主信号と、制御処理内容通知信号または制御開始タイミング通知信号とが含まれている。
【００８１】
重畳信号復調回路４５は波長分離フィルタ４４に接続されている。重畳信号復調回路４５は、波長分離フィルタ４４から出力される光信号から制御処理内容通知信号及び制御開始タイミング通知信号を復調して出力する。重畳信号復調回路４５の具体例については後述する。
【００８２】
制御回路４６は重畳信号復調回路４５に接続されている。制御回路４６は、重畳信号復調回路４５から出力される制御処理内容通知信号に基づいて、光増幅中継回路４３における制御処理内容を設定するための制御処理内容設定信号を生成する。制御回路４６は、重畳信号復調回路４５から出力される制御開始タイミング通知信号に基づくタイミングで、制御処理内容設定信号を光増幅中継回路４３へ出力する。
【００８３】
制御回路４６のハードウェア構成は、図４に示す構成と同様であるため、重複する説明を省略する。ただし、プロセッサ２２がＣＰＵである場合、メモリ２３は上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１１〜ステップＳ１５または第２の例におけるステップＳ４１〜ステップＳ４６を実現するためのプログラムを格納していてもよい。プロセッサ２２がＦＰＧＡである場合、メモリ２３は上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１１〜ステップＳ１５または第２の例におけるステップＳ４１〜ステップＳ４６を実現するためのコンフィギュレーションデータを格納していてもよい。
【００８４】
また、インタフェース２４は、上述した制御処理内容設定信号の出力、制御処理内容通知信号の入力及び制御開始タイミング通知信号の入力を制御する。制御回路４６の機能的構成の詳細については後述する。
【００８５】
光増幅中継回路４３はビームスプリッター４２及び制御回路４６に接続されている。光増幅中継回路４３は、ビームスプリッター４２から出力されるもう一方の波長多重光を例えば増幅して出力する。光増幅中継回路４３から出力される波長多重光は、図示省略する光出力ポートから光伝送路へ出力されてもよい。光増幅中継回路４３は、制御回路４６から出力される制御処理内容設定信号に基づいて自装置での制御処理内容を設定する。
【００８６】
なお、光増幅中継回路４３は波長クロスコネクトまたは光分岐挿入回路を含んでいてもよい。この場合、光増幅中継回路４３には複数の波長多重光が入力し、光増幅中継回路４３からは複数の波長多重光が出力される。
【００８７】
図７は、重畳信号復調回路の第１の例を示す図である。図７に示す例は、制御処理内容通知信号及び制御開始タイミング通知信号が強度重畳変調されている場合の重畳信号復調回路４５の一例である。図７に示すように、重畳信号復調回路４５は光電変換器５１を有する。
【００８８】
光電変換器５１は、波長分離フィルタ４４から出力される制御対象の波長パスの光信号を電気信号に変換する。それによって、重畳信号復調回路４５は、電気信号のレベルに基づいて、重畳変調されている情報を直接取得することができる。低速で動作するフォトダイオードは光電変換器５１の一例である。光電変換器５１の後段に低域通過フィルタを設け、低域通過フィルタによって主信号の強度変調成分や雑音成分を除去してもよい。
【００８９】
図８は、重畳信号復調回路の第２の例を示す図である。図８に示す例は、制御処理内容通知信号及び制御開始タイミング通知信号が周波数重畳変調されている場合の重畳信号復調回路４５の一例である。図８に示すように、重畳信号復調回路４５は波長フィルタ５２及び光電変換器５３を有する。
【００９０】
波長フィルタ５２は、波長依存性を有する光フィルタであり、波長分離フィルタ４４から出力される制御対象の波長パスの光信号を強度重畳変調に変換する。周波数重畳変調されている信号を波長フィルタに通すことで周波数重畳変調を強度重畳変調に変換できることについては、非特許文献２に開示されている。なお、波長フィルタ５２を省略して波長分離フィルタ４４が波長フィルタ５２を兼ねるようにしてもよい。
【００９１】
光電変換器５３は波長フィルタ５２に接続されている。光電変換器５３は、強度重畳変調されている光信号を電気信号に変換する。それによって、重畳信号復調回路４５は、電気信号のレベルに基づいて、重畳変調されている情報を直接取得することができる。低速で動作するフォトダイオードは光電変換器５３の一例である。光電変換器５３の後段に低域通過フィルタを設け、低域通過フィルタによって主信号の強度変調成分や雑音成分を除去してもよい。
【００９２】
図９は、重畳信号復調回路の第３の例を示す図である。図９に示す例は、制御処理内容通知信号及び制御開始タイミング通知信号が偏波重畳変調されている場合の重畳信号復調回路４５の一例である。図９に示すように、重畳信号復調回路４５は偏波アナライザ５４及びデコーダ５７を有する。偏波アナライザ５４は、偏波フィルタ５５及び光電変換器アレイ５６を有し、ＳＯＰ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）モニタまたはストークスアナライザとも呼ばれる。
【００９３】
偏波アナライザ５４は、波長分離フィルタ４４から出力される制御対象の波長パスの光信号を偏波フィルタ５５に通し、偏波フィルタ５５から出力される複数の光信号を光電変換器アレイ５６によってそれぞれ電気信号に変換する。デコーダ５７は、偏波アナライザ５４から出力される複数の電気信号に基づいて、重畳変調されている情報を復調する。
【００９４】
なお、偏波重畳変調の場合、低速の偏波変動成分の影響を抑圧するために、送信端でマンチェスタ符号化を併用しておいてもよい。この場合、デコーダ５７の処理にはマンチェスタ符号化の復号処理が含まれる。光電変換器アレイ５６の後段に低域通過フィルタを設け、低域通過フィルタによって主信号の強度変調成分や雑音成分を除去してもよい。
【００９５】
図１０は、制御回路の機能的構成の一例を示す図である。図１０に示すように、制御回路４６は制御処理内容情報取得部６１、処理判断部６２、制御開始タイミング通知信号待機部６３、制御処理内容設定部６４及び所定期間待機部６５を有していてもよい。これらの各機能部６１〜６５は、上述したプロセッサ２２が、上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１１〜ステップＳ１５または第２の例におけるステップＳ４１〜ステップＳ４６を実施する処理を行うことによって実現されてもよい。
【００９６】
制御処理内容情報取得部６１は、重畳信号復調回路４５から出力される制御処理内容通知信号に基づいて、制御処理内容を通知する情報を取得する。制御処理内容情報取得部６１は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１１または第２の例におけるステップＳ４２の処理を行ってもよい。
【００９７】
処理判断部６２は、制御処理内容を通知する情報に基づいて、自装置で実施すべき処理があるか否かを判断する。処理判断部６２は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１２または第２の例におけるステップＳ４３の処理を行ってもよい。
【００９８】
制御開始タイミング通知信号待機部６３は、処理判断部６２によって実施すべき処理があると判断される場合、制御開始タイミング通知信号を検出するまで待機する。制御開始タイミング通知信号待機部６３は、待機中に重畳信号復調回路４５から制御開始タイミング通知信号が出力されると、制御開始タイミング通知信号を検出する。制御開始タイミング通知信号待機部６３は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１３または第２の例におけるステップＳ４４の処理を行ってもよい。
【００９９】
所定期間待機部６５は、制御開始タイミング通知信号待機部６３が制御開始タイミング通知信号を検出すると、光増幅中継回路４３の動作を停止して所定の待ち時間が経過するのを待機する。所定期間待機部６５は、所定の待ち時間の経過後、所定の待ち時間が満了したことを制御処理内容設定部６４に通知する。所定期間待機部６５は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１４または第２の例におけるステップＳ４５の処理を行ってもよい。
【０１００】
制御処理内容設定部６４は、所定の待ち時間が満了したという通知を所定期間待機部６５から受け取ると、制御処理内容を通知する情報に基づいて制御処理内容設定信号を生成して光増幅中継回路４３へ出力する。それによって、光増幅中継回路４３により実施される処理が、制御処理内容を通知する情報の制御処理内容に対応する処理に設定される。制御処理内容設定部６４は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ１５または第２の例におけるステップＳ４６の処理を行ってもよい。
【０１０１】
図６〜図１０に示す光伝送装置４１によれば、強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調によって制御処理内容及び制御開始タイミングが主信号に重畳されて通知されるため、中継ノードにおける制御処理内容及びその制御処理内容の開始タイミングが送信端によって制御される。中継ノードにおける制御処理内容の開始タイミングを、送信端における信号処理内容の開始タイミングに合わせるように制御されることによって、光伝送システムにおけるある波長パスのダウンタイムを最小限に抑えることができる。また、制御信号チャネルのみを復調すればよいため、構成が簡易になるとともに、主信号の疎通を待たずに高速に制御タイミングを同期させることができる。
【０１０２】
図１または図２に示す制御タイミング同期方法において、受信端の制御回路の処理は、受信端となる光伝送装置によって実施されてもよい。受信端となる光伝送装置の一例について説明する。
【０１０３】
・受信端となる光伝送装置の一例
図１１は、実施の形態にかかる受信端となる光伝送装置の一例を示す図である。図１１に示すように、受信端となる光伝送装置７１は、例えば局発光源７２、イントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３、ＡＤＣ（アナログディジタル変換器）７４、ディジタル信号処理回路７５、重畳信号復調回路７６及び制御回路７７を有していてもよい。
【０１０４】
局発光源７２は、コヒーレント受信を行うための光を出力する。局発光源７２は、例えば図示省略する光伝送路から入力される信号光の波長とほぼ同じ波長の光を出力するレーザーダイオードであってもよい。
【０１０５】
イントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３は、局発光源７２及び図示省略する光入力ポートに接続されていてもよい。光入力ポートには、光伝送路から例えば波長多重光が入力される。この波長多重光は、例えば送信端または他の中継ノードなどの前段のノードから出力される。この波長多重光には、波長パスごとに主信号と、制御処理内容通知信号または制御開始タイミング通知信号とが含まれている。イントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３は、光入力ポートから入力される信号光と局発光源７２から出力される光とをミキシングし、光電変換して各信号成分Ｉ＿Ｈ、Ｑ＿Ｈ、Ｉ＿Ｖ及びＱ＿Ｖを出力する。
【０１０６】
イントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３の一例として、例えばＯｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  ＦｏｒｕｍのＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔである「ＯＩＦ−ＤＰＣ−ＲＸ−０１．１  −  Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｄｕａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｒａｄｙｎｅ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ」（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２０１１）に記載されているようなものがある。イントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３は、光電変換後の電気信号を増幅する増幅器、及びこの増幅器に対して利得制御を行う自動利得制御回路を内蔵していてもよい。
【０１０７】
ＡＤＣ７４はイントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３に接続されている。ＡＤＣ７４は、イントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３から出力される各信号成分Ｉ＿Ｈ、Ｑ＿Ｈ、Ｉ＿Ｖ及びＱ＿Ｖをそれぞれディジタル信号に変換して出力する。
【０１０８】
ディジタル信号処理回路７５はＡＤＣ７４及び制御回路７７に接続されている。ディジタル信号処理回路７５は、制御回路７７から出力される制御処理内容設定信号に基づいて、ＡＤＣ７４から出力される各信号成分Ｉ＿Ｈ、Ｑ＿Ｈ、Ｉ＿Ｖ及びＱ＿Ｖに対してディジタル信号処理を行って主信号データ列の高速電気信号を出力する。制御処理内容設定信号は、ディジタル信号処理回路７５における制御処理内容を設定するための信号である。ディジタル信号処理回路７５から出力される高速電気信号は、図示省略するデータ出力端子から例えば自装置の後段の処理部へ転送されてもよい。
【０１０９】
ディジタル信号処理回路７５は、線形歪み補償回路８１、非線形歪み補償回路８２、偏波分離回路８３、誤り訂正回路８４、搬送波位相復元回路８５及び光源周波数ずれ補正回路８６を有していてもよい。線形歪み補償回路８１は線形歪み補償を補償する。非線形歪み補償回路８２は非線形歪み補償を補償する。偏波分離回路８３は偏波の変動を検出し、その検出値を出力する。誤り訂正回路８４は誤り訂正を行う。搬送波位相復元回路８５は搬送波の位相を復元する。光源周波数ずれ補正回路８６は光源の周波数のずれを検出し、その検出値を出力する。
【０１１０】
重畳信号復調回路７６はイントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３に接続されていてもよい。重畳信号復調回路７６は、例えばイントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３における増幅器の利得設定値に基づいて、強度重畳変調されている制御処理内容通知信号及び制御開始タイミング通知信号を復調して出力してもよい。
【０１１１】
または、重畳信号復調回路７６は光源周波数ずれ補正回路８６に接続されていてもよい。重畳信号復調回路７６は、例えば光源周波数ずれ補正回路８６における光源周波数のずれ検出値に基づいて、周波数重畳変調されている制御処理内容通知信号及び制御開始タイミング通知信号を復調して出力してもよい。
【０１１２】
あるいは、重畳信号復調回路７６は偏波分離回路８３に接続されていてもよい。重畳信号復調回路７６は、例えば偏波分離回路８３における偏波変動の検出値に基づいて、偏波重畳変調されている制御処理内容通知信号及び制御開始タイミング通知信号を復調して出力してもよい。
【０１１３】
制御回路７７は重畳信号復調回路７６に接続されている。制御回路７７は、重畳信号復調回路７６から出力される制御処理内容通知信号に基づいて、ディジタル信号処理回路７５に対する制御処理内容設定信号を生成する。制御回路７７は、重畳信号復調回路７６から出力される制御開始タイミング通知信号に基づくタイミングで、制御処理内容設定信号をディジタル信号処理回路７５へ出力する。
【０１１４】
制御回路７７のハードウェア構成は、図４に示す構成と同様であるため、重複する説明を省略する。ただし、プロセッサ２２がＣＰＵである場合、メモリ２３は上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２１〜ステップＳ２５または第２の例におけるステップＳ５１〜ステップＳ５６を実現するためのプログラムを格納していてもよい。プロセッサ２２がＦＰＧＡである場合、メモリ２３は上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２１〜ステップＳ２５または第２の例におけるステップＳ５１〜ステップＳ５６を実現するためのコンフィギュレーションデータを格納していてもよい。また、インタフェース２４は、上述した制御処理内容設定信号の出力、制御処理内容通知信号の入力及び制御開始タイミング通知信号の入力を制御する。
【０１１５】
制御回路７７の機能的構成は、図１０に示す構成と同様であるため、重複する説明を省略する。ただし、図１０に示す構成において各機能部６１〜６５は、上述したプロセッサ２２が、上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２１〜ステップＳ２５または第２の例におけるステップＳ５１〜ステップＳ５６を実施する処理を行うことによって実現されてもよい。
【０１１６】
制御処理内容情報取得部６１は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２１または第２の例におけるステップＳ５２の処理を行ってもよい。処理判断部６２は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２２または第２の例におけるステップＳ５３の処理を行ってもよい。
【０１１７】
制御開始タイミング通知信号待機部６３は、制御開始タイミング通知信号の待機中に重畳信号復調回路７６から制御開始タイミング通知信号が出力されると、制御開始タイミング通知信号を検出する。制御開始タイミング通知信号待機部６３は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２３または第２の例におけるステップＳ５４の処理を行ってもよい。
【０１１８】
所定期間待機部６５は、制御開始タイミング通知信号待機部６３が制御開始タイミング通知信号を検出すると、ディジタル信号処理回路７５の動作を停止して所定の待ち時間が経過するのを待機する。所定期間待機部６５は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２４または第２の例におけるステップＳ５５の処理を行ってもよい。
【０１１９】
制御処理内容設定部６４は、所定の待ち時間が満了したという通知を所定期間待機部６５から受け取ると、制御処理内容を通知する情報に基づいて制御処理内容設定信号を生成してディジタル信号処理回路７５へ出力する。それによって、ディジタル信号処理回路７５により実施される処理が、制御処理内容を通知する情報の制御処理内容に対応する処理に設定される。制御処理内容設定部６４は、例えば上述した制御タイミング同期方法の第１の例におけるステップＳ２５または第２の例におけるステップＳ５６の処理を行ってもよい。
【０１２０】
図１１に示す光伝送装置７１によれば、強度重畳変調、周波数重畳変調または偏波重畳変調によって制御処理内容及び制御開始タイミングが主信号に重畳されて通知されるため、受信端における制御処理内容及びその制御処理内容の開始タイミングが送信端によって制御される。受信端における制御処理内容の開始タイミングを、送信端における信号処理内容の開始タイミングに合わせるように制御されることによって、光伝送システムにおけるある波長パスのダウンタイムを最小限に抑えることができる。また、制御信号チャネルのみを復調すれば制御タイミングを同期させることができるため、構成が簡易になるとともに、主信号の疎通を待たずに高速に制御タイミングを同期させることができる。なお、受信端となる光伝送装置７１はコヒーレント受信を行う装置に限らない。
【０１２１】
図１もしくは図２に示す制御タイミング同期方法が適用される光伝送システム、または図３〜図１１に示す光伝送装置を有する光伝送システムは、例えばフォトニックネットワークのＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムに適用可能である。光伝送システムの一例について説明する。
【０１２２】
・フォトニックネットワークの一例
図１２は、実施の形態にかかる光伝送システムの一例を示す図である。図１２において、制御部９１，１０１は、送信端となる光伝送装置１に対しては送信端となる光伝送装置１における制御回路６であり、また受信端となる光伝送装置７１に対しては受信端となる光伝送装置７１における制御回路７７である。
【０１２３】
送信機９２，１０２は、送信端となる光伝送装置１である。送信機９２，１０２は、Ｔｘ−ＤＳＰ（送信側ディジタルシグナルプロセッサ）、ＤＡＣ、ＩＱ変調器及びＬＤ（レーザーダイオード）を有していてもよい。Ｔｘ−ＤＳＰはディジタル信号処理回路２である。ＤＡＣはＤＡＣ３である。ＩＱ変調器は偏波多重直交光変調器５である。ＬＤは送信光源８である。重畳変調駆動回路７は省略されている。
【０１２４】
光マルチプレクサ９３，１０３は複数の送信機９２，１０２から出力される光を多重して光ファイバなどの光伝送路へ出力する。図１２には、一つの光マルチプレクサ９３，１０３に対して送信機９２，１０２が一つずつ示されている。中継ノード９４，１０４は、中継ノードとなる光伝送装置４１である。ノードコントローラ９５は、例えば中継ノード９４，１０４における波長クロスコネクトなどの動作を制御する。光デマルチプレクサ９６，１０６は、光伝送路から入力する光を受信機９７，１０７ごとに分離する。図１２には、一つの光デマルチプレクサ９６，１０６に対して受信機９７，１０７が一つずつ示されている。
【０１２５】
受信機９７，１０７は、受信端となる光伝送装置７１である。受信機９７，１０７は、ＬＤ、コヒーレント受信器、ＡＤＣ及びＲｘ−ＤＳＰ（受信側ディジタルシグナルプロセッサ）を有していてもよい。ＬＤは局発光源７２である。コヒーレント受信器はイントラダイン受信用偏波ダイバシティ受光フロントエンド７３である。ＡＤＣはＡＤＣ７４である。Ｒｘ−ＤＳＰはディジタル信号処理回路７５である。重畳信号復調回路７６は省略されている。
【０１２６】
図１２に示す光伝送システムによれば、送信機９２，１０２が、重畳変調によって制御処理内容及び制御開始タイミングを中継ノード９４，１０４または受信機９７，１０７に通知する。そのため、送信機９２，１０２は、中継ノード９４，１０４または受信機９７，１０７における制御処理内容及びその制御処理内容の開始タイミングを制御することができる。従って、光伝送システムにおける波長パスのダウンタイムを最小限に抑えることができる。
【０１２７】
・制御タイミング同期方法の第１の適用例
例えば図１２に示す光伝送システムにおいて、波長パスを運用している最中に、例えば波長パスの増設及び減設が繰り返された結果、波長利用の断片化が起こり、新しい波長パスをルーティングする自由度が減ってしまうことがある。これを解消するには、波長デフラグメンテーションを行って運用中の波長パスの波長を変更すればよい。波長を変更するにあたっては、波長パスの運用中であるため、波長パスのダウンを起こさないように迅速に行うのが望ましい。
【０１２８】
そのためには、送信端、中継ノード及び受信端において、波長を変更する処理を同期させて行うことが要望される（例えば、Ｋｙｏｓｕｋｅ  Ｓｏｎｅらによる「Ｆｉｒｓｔ  Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｔｌｅｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｄｅｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ  ｉｎ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｇｒｉｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」、ＥＣＯＣ  ２０１２、ｐａｐｅｒ  Ｔｈ．３．Ｄ．１、２０１２年９月１９日）。上述した制御タイミング同期方法を実施することによって、送信端、中継ノード及び受信端において、波長を変更する処理の開始タイミングを同期させることができるため、波長パスのダウンタイムを最小限に抑えることができる。
【０１２９】
・制御タイミング同期方法の第２の適用例
例えば図１２に示す光伝送システムにおいて、波長パスを運用している最中に、例えば別の波長パスを増設したり減設したときに非線形効果やチャンネル間クロストークなどの影響によって波長パスの特性が変化し、最適な変調方式や誤り訂正符号が変わってしまうことがある。また、波長パスの送信波長を変更したときに非線形効果や光ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）に変化が生じて波長パスの特性が変化し、最適な変調方式や誤り訂正符号が変わってしまうことがある。また、マルチキャスト伝送において、これまでよりも遠いノードまで配信することが要求された場合、最適な変調方式や誤り訂正符号が変わることがある。
【０１３０】
変調方式や誤り訂正符号を変更する場合も、運用中の波長パスのダウンを起こさないようにするため、送信端及び受信端において変更する処理を同期させて行うことが要望される。上述した制御タイミング同期方法を実施することによって、送信端及び受信端において、変調方式や誤り訂正符号を変更する処理の開始タイミングを同期させることができるため、波長パスのダウンタイムを最小限に抑えることができる。主信号のビットレートを変更する場合も同様である。
【０１３１】
・制御タイミング同期方法の第３の適用例
デジタルコヒーレントＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）は、自動イコライズ機能と波長選択機能を有するため、同じメーカーの同じ型番のＬＳＩを搭載する受信機を用意することによって光伝送路の途中での傍受が可能となる。傍受を防ぐには、送信端と受信端とに同一の秘密鍵を設定し、送信端と受信端とを同時に初期化したスクランブル回路を適用すればよい。そうすることによって、初期化以降の傍受を事実上不可能なレベルまで困難にすることができる。
【０１３２】
図１３は、送信端における暗号化回路の一例を示す図である。図１３に示すように、送信端となる光伝送装置において、Ｔｘ−ＤＳＰ（送信側ディジタルシグナルプロセッサ）１１１は乱数源１１２、スクランブル回路１１３および重畳変調回路１１４を有していてもよい。
【０１３３】
乱数源１１２は、非常に長い周期、例えば２５年以上の周期で疑似乱数を生成する疑似乱数源回路であってもよい。Ｍｅｒｓｅｎｎｅ  ｔｗｉｓｔｅｒ（メルセンヌツイスタ）は乱数源１１２の一例である。乱数源１１２には、ネットワークの運用者によって初期シードが設定される。スクランブル回路１１３は、乱数源１１２の出力に応じて送信波形データを暗号化する。重畳変調回路１１４は、スクランブル回路１１３から出力される暗号化された信号を、ＤＳＰではトラッキングできない速度で符号マッピング、位相または偏波などを変調してＤＡＣへ出力する。
【０１３４】
図１４は、受信端における暗号化回路の一例を示す図である。図１４に示すように、受信端となる光伝送装置において、Ｒｘ−ＤＳＰ（受信側ディジタルシグナルプロセッサ）１２１は初期化タイミング抽出回路１２２、乱数源１２３、重畳変調復調回路１２４及びデスクランブル回路１２５を有していてもよい。
【０１３５】
乱数源１２３は、非常に長い周期、例えば２５年以上の周期で疑似乱数を生成する疑似乱数源回路であってもよい。Ｍｅｒｓｅｎｎｅ  ｔｗｉｓｔｅｒは乱数源１２３の一例である。乱数源１２３には、ネットワークの運用者によって初期シードが設定される。乱数源１２３は、初期化パルスの入力によって初期化されて動作をスタートまたはリスタートする。
【０１３６】
重畳変調復調回路１２４には、ＡＤＣから、送信端の重畳変調回路１１４によって変調された信号が入力される。重畳変調復調回路１２４は、ＡＤＣから出力される信号を復調する。デスクランブル回路１２５は、送信端の乱数源１１２の出力に応じて、重畳変調復調回路１２４から出力される信号を復号して復元波形データを出力する。初期化タイミング抽出回路１２２は、重畳変調復調回路１２４から出力される信号から初期化のタイミングを抽出し、初期化パルスを乱数源１２３へ送信する。
【０１３７】
ネットワークの運用者は、送信端の乱数源１１２と受信端の乱数源１２３とに同じ値の初期シードを設定する。そして、送信端の乱数源１１２及び重畳変調回路１１４がタイミングの初期化によって動作をスタートまたはリスタートすると、その初期化のタイミングが受信端の初期化タイミング抽出回路１２２によって抽出され、初期化パルスによって受信端の乱数源１２３が動作をスタートまたはリスタートする。
【０１３８】
上述した制御タイミング同期方法を実施することによって、送信端の乱数源１１２及び重畳変調回路１１４が動作をスタートまたはリスタートするタイミングと、受信端の乱数源１２３が動作をスタートまたはリスタートするタイミングとを同期させることができる。それによって、傍受を事実上不可能なレベルまで困難にすることができる。
【０１３９】
上述した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１４０】
（付記１）波長パスにおいて送信端となる第１の光伝送装置は、制御処理内容を通知する情報を主信号に重畳して送信し、前記情報の送信後、第１の期間待機し、前記第１の期間の待機後、制御開始タイミングを通知するメッセージを主信号に重畳して送信し、前記メッセージの送信後、第２の期間待機し、前記第２の期間の待機後、自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に切り替え、前記波長パスにおいて前記第１の光伝送装置からの光信号を受信する第２の光伝送装置は、前記第１の光伝送装置から主信号に重畳されて送信される前記情報を取得し、前記情報に基づいて自装置で実施する処理がある場合、前記第１の光伝送装置から主信号に重畳されて送信される前記メッセージを検出するまで待機し、待機中に前記メッセージを検出すると前記第２の期間待機し、前記第２の期間の待機後、前記情報に対応する処理を実行することを特徴とする制御タイミング同期方法。
【０１４１】
（付記２）前記第１の光伝送装置が前記情報を主信号に重畳して送信する前に、前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間でクロックの同期が確立していることを特徴とする付記１に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４２】
（付記３）前記第１の光伝送装置は、自装置のクロックまたは自装置のクロックを再生可能な信号を主信号に重畳して前記第２の光伝送装置へ送信することを特徴とする付記２に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４３】
（付記４）前記第１の光伝送装置は、光信号の強度、周波数または偏波状態を前記情報または前記メッセージに応じて変調することによって主信号に前記情報または前記メッセージを重畳することを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４４】
（付記５）前記第１の光伝送装置は、前記制御処理内容に対応する処理として変調方式を切り替える処理を実行し、前記第２の光伝送装置は、前記情報に対応する処理として変調方式を切り替える処理を実行することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４５】
（付記６）前記第１の光伝送装置は、前記制御処理内容に対応する処理として送信波長を切り替える処理を実行し、前記第２の光伝送装置は、前記情報に対応する処理として送信波長を切り替える処理を実行することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４６】
（付記７）前記第１の光伝送装置は、前記制御処理内容に対応する処理として主信号の誤り訂正方式を切り替える処理を実行し、前記第２の光伝送装置は、前記情報に対応する処理として主信号の誤り訂正方式を切り替える処理を実行することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４７】
（付記８）前記第１の光伝送装置は、前記制御処理内容に対応する処理として主信号のビットレートを切り替える処理を実行し、前記第２の光伝送装置は、前記情報に対応する処理として主信号のビットレートを切り替える処理を実行することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４８】
（付記９）前記第１の光伝送装置は、前記制御処理内容に対応する処理として自装置のスクランブラのスタートまたはリスタートの動作を実行し、前記第２の光伝送装置は、前記情報に対応する処理として自装置のスクランブラのスタートまたはリスタートの動作を実行することを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の制御タイミング同期方法。
【０１４９】
（付記１０）波長パスにおいて送信端となる第１の光伝送装置と、前記波長パスにおいて前記第１の光伝送装置から送信される光信号を受信する第２の光伝送装置とを有し、前記第１の光伝送装置は、制御処理内容を通知する信号を生成する制御処理内容通知信号生成部と、制御開始タイミングを通知する信号を生成する制御開始タイミング通知信号生成部と、所定の期間待機する所定期間待機部と、自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する信号処理内容設定部と、を有し、前記制御処理内容通知信号生成部によって生成される前記制御処理内容を通知する信号を主信号に重畳して送信し、前記制御処理内容を通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第１の期間待機し、前記第１の期間の待機後、前記制御開始タイミング通知信号生成部によって生成される前記制御開始タイミングを通知する信号を主信号に重畳して送信し、前記制御開始タイミングを通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第２の期間待機し、前記第２の期間の待機後、自装置の処理を前記信号処理内容設定部によって設定される処理に切り替え、前記第２の光伝送装置は、主信号に重畳されて送信されてくる前記制御処理内容を通知する信号に基づいて、制御処理内容を通知する情報を取得する制御処理内容情報取得部と、前記制御処理内容情報取得部によって取得される前記情報に基づいて、自装置での処理の有無を判断する処理判断部と、主信号に重畳されて送信されてくる前記制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機する制御開始タイミング通知信号待機部と、所定の期間待機する所定期間待機部と、自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する制御処理内容設定部と、を有し、前記制御処理内容情報取得部によって前記情報を取得し、前記処理判断部によって、前記情報に基づいて自装置での処理の有無を判断し、自装置での処理がある場合、前記制御開始タイミング通知信号待機部によって前記制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機し、前記制御開始タイミング通知信号待機部によって待機中であるときに前記制御開始タイミングを通知する信号を検出すると、自装置の前記所定期間待機部によって前記第２の期間待機し、前記第２の期間の待機後、前記制御処理内容設定部によって前記情報に対応する処理を設定して実行することを特徴とする光伝送システム。
【０１５０】
（付記１１）前記第１の光伝送装置が前記制御処理内容を通知する信号を主信号に重畳して送信する前に、前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間でクロックの同期が確立していることを特徴とする付記１０に記載の光伝送システム。
【０１５１】
（付記１２）前記第１の光伝送装置は、自装置のクロックまたは自装置のクロックを再生可能な信号を主信号に重畳して前記第２の光伝送装置へ送信することを特徴とする付記１１に記載の光伝送システム。
【０１５２】
（付記１３）制御処理内容を通知する信号を生成する制御処理内容通知信号生成部と、制御開始タイミングを通知する信号を生成する制御開始タイミング通知信号生成部と、所定の期間待機する所定期間待機部と、自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する信号処理内容設定部と、を有し、前記制御処理内容通知信号生成部によって生成される前記制御処理内容を通知する信号を主信号に重畳して送信し、前記制御処理内容を通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第１の期間待機し、前記第１の期間の待機後、前記制御開始タイミング通知信号生成部によって生成される前記制御開始タイミングを通知する信号を主信号に重畳して送信し、前記制御開始タイミングを通知する信号の送信後、前記所定期間待機部によって第２の期間待機し、前記第２の期間の待機後、自装置の処理を前記信号処理内容設定部によって設定される処理に切り替えることを特徴とする光伝送装置。
【０１５３】
（付記１４）自装置のクロックまたは自装置のクロックを再生可能な信号を主信号に重畳して送信することを特徴とする付記１３に記載の光伝送装置。
【０１５４】
（付記１５）光信号の強度、周波数または偏波状態を情報またはメッセージに応じて変調することによって主信号に前記情報または前記メッセージを重畳することを特徴とする付記１３または１４に記載の光伝送装置。
【０１５５】
（付記１６）前記制御処理内容に対応する処理として変調方式、送信波長、主信号の誤り訂正方式もしくは主信号のビットレートを切り替える処理、または自装置のスクランブラのスタートもしくはリスタートの動作を実行することを特徴とする付記１３乃至１５のいずれか一項に記載の光伝送装置。
【０１５６】
（付記１７）主信号に重畳されて送信されてくる制御処理内容を通知する信号に基づいて、制御処理内容を通知する情報を取得する制御処理内容情報取得部と、前記制御処理内容情報取得部によって取得される前記情報に基づいて、自装置での処理の有無を判断する処理判断部と、主信号に重畳されて送信されてくる制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機する制御開始タイミング通知信号待機部と、所定の期間待機する所定期間待機部と、自装置の処理を前記制御処理内容に対応する処理に設定する制御処理内容設定部と、を有し、前記制御処理内容情報取得部によって前記情報を取得し、前記処理判断部によって、前記情報に基づいて自装置での処理の有無を判断し、自装置での処理がある場合、前記制御開始タイミング通知信号待機部によって前記制御開始タイミングを通知する信号の検出を待機し、前記制御開始タイミング通知信号待機部によって待機中であるときに前記制御開始タイミングを通知する信号を検出すると、前記所定期間待機部によって、送信側が前記制御開始タイミングを通知する信号を送信してから、送信側の処理を前記制御処理内容に対応する処理に切り替えるまでの期間に等しい所定の期間待機し、前記所定の期間の待機後、前記制御処理内容設定部によって前記情報に対応する処理を設定して実行することを特徴とする光伝送装置。
【０１５７】
（付記１８）主信号に重畳されて送信されてくる、送信側のクロックまたは送信側のクロックを再生可能な信号を受信し、前記送信側のクロックまたは送信側のクロックを再生可能な信号に基づいて送信側との間でクロックの同期を確立することを特徴とする付記１７に記載の光伝送装置。
【０１５８】
（付記１９）光信号の強度、周波数または偏波状態が前記情報またはメッセージに応じて変調されていることによって主信号に前記情報または前記メッセージが重畳されていることを特徴とする付記１７または１８に記載の光伝送装置。
【０１５９】
（付記２０）前記情報に対応する処理として変調方式、送信側の送信波長、主信号の誤り訂正方式もしくは主信号のビットレートを切り替える処理、または自装置のスクランブラのスタートもしくはリスタートの動作を実行することを特徴とする付記１７乃至１９のいずれか一項に記載の光伝送装置。
【符号の説明】
【０１６０】
１  第１の光伝送装置
３１，６５  所定期間待機部
３２  制御処理内容通知信号生成部
３３  制御開始タイミング通知信号生成部
３４  信号処理内容設定部
４１，７１  第２の光伝送装置
６１  制御処理内容情報取得部
６２  処理判断部
６３  制御開始タイミング通知信号待機部
６４  制御処理内容設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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