(57)【要約】【課題】光データバースト信号または光データパケット信号の到達前に光増幅器を所定の増幅動作状態に移行させることにより、前記信号を歪み無く増幅できる光バースト信号及び光パケット信号伝送装置を提供する。【解決手段】  本発明の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置１００は、光送信装置１０１から送出された光データバースト信号または光データパケット信号１１１を、光増幅器１０３で増幅して光受信装置１０２に伝送する。光ラベル識別装置１０６は、入力された光ラベル信号１１０の情報に基づいて光増幅器１０３を制御する。【選択図】      図１
2006238368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号を伝送する光バースト通信、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を伝送する光パケット通信に係り、少なくとも、
前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を出力する送信端局と、
前記送信端局より下流側にあって、前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を入力する受信端局と、
前記送信端局と前記送信端局の間に設けられ、前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を利得一定制御又は出力一定制御により増幅する光増幅器と、
前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を伝送させる前記伝送路とを備え、
前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を前記光ラベル信号より所定の時間（以下ではオフセット時間という）だけ遅らせて伝送する光バースト信号及び光パケット信号伝送装置であって、
前記オフセット時間は、少なくとも前記光増幅器が所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項２】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項３】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅器が所定の前記増幅動作状態に移行したことを前記送信端局に通知するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項４】
前記オフセット時間は、
前記送信端局と前記光増幅器との間を前記光ラベル信号が往復するのに要する伝搬時間を上限とする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項５】
前記オフセット時間は、
前記伝搬時間に前記光増幅器の前記制御応答時間または前記立上り時間を加算した時間を上限とする
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項６】
前記光ラベル信号は、
励起停止状態にある前記光増幅器を所定の前記増幅動作状態に移行させるための動作移行指示情報を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項７】
前記光ラベル信号は、
前記光増幅器において実行される前記利得一定制御に係る利得目標値を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項８】
前記光ラベル信号は、
前記光増幅器において実行される前記出力一定制御に係る光出力レベル目標値を含む
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置。
【請求項９】
少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号を伝送する光バースト信号伝送方法、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を伝送する光パケット信号伝送方法であって、
前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を伝送路に出力する光信号送信手段と、
前記光信号送信手段より下流側にあって、前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を入力する光信号受信手段と、
前記光信号送信手段と前記光信号受信手段の間に設けられ、前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を増幅する光増幅手段とを備え、
前記光増幅手段は、前記光ラベル信号の情報に基づいて利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行し、
前記光信号送信手段は、少なくとも前記光増幅手段が所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長い時間をオフセット時間としたときに、前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を、前記光ラベル信号より前記オフセット時間だけ遅らせて送信する
ことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送方法。
【請求項１０】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送方法。
【請求項１１】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅手段が所定の前記増幅動作状態に移行したことを前記光信号送信手段に通知するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送方法。
【請求項１２】
少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を、光増幅器を用いて増幅し伝送する光パケット通信で用いられる光送信装置であって、
前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を前記光ラベル信号より所定の時間（以下ではオフセット時間という）だけ遅らせて出力し、
前記オフセット時間は、少なくとも前記光増幅器が所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光送信装置。
【請求項１３】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光送信装置。
【請求項１４】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅器から所定の前記増幅動作状態に移行したことを受信するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光送信装置。
【請求項１５】
少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を増幅する光増幅方法であって、
前記光バースト信号または前記光パケット信号を入力する光信号入力手段と、
前記光ラベル信号を入力し、該光ラベル信号の情報に基づいて光増幅器を所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行制御する光ラベル識別手段とを備え、
前記光信号入力手段は、少なくとも前記光増幅器が前記所定の利得一定制御または前記所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長い時間をオフセット時間としたときに、前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を、前記光ラベル信号より前記オフセット時間だけ遅れて入力する
ことを特徴とする光増幅方法。
【請求項１６】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光増幅方法。
【請求項１７】
前記オフセット時間は、
少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅器が所定の前記増幅動作状態に移行したことを前記送信端局に通知するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定される
ことを特徴とする光増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光バースト信号及び光パケット信号を送受信する伝送装置に関するもので、特に光データバースト信号又は光データパケット信号に先立って光ラベル信号を送信して光増幅器等を制御する伝送装置の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現行の電気的な信号処理に基づくルータのパケット処理能力は、ムーアの法則に従って性能向上を続けている。しかしながら、インターネットトラフィックは加速度的に増加を続けており、現行の電気的なパケットスイッチング方式のルータの処理能力をいずれ超えることが予想されている。
【０００３】
そこで将来のフォトニックインターネットに向けたパケットルーティング技術として、全光信号によるパケット処理が期待されているが、現状では光ＲＡＭ（光メモリ）等の周辺技術が未成熟なため、商用化を目的とした実運用に見通しが立っていない。そのため、光バッファを必要としない光ルーティング技術として、ＩＰパケットを１０μｓｅｃ〜１００μｓｅｃ程度のバースト状にして伝送及びルーティングを行う光バーストスイッチング技術が注目されている。
【０００４】
現段階では光ルータの要素技術として、主に衝突検出手法、衝突回避手法、動的な波長割当のための高密度な高速スイッチ技術などが研究されている。しかしながら、伝送形態はこれまでの同期信号形態による信号伝送と異なり、データ信号をバースト状にして伝送するため、光伝送技術の面で多くの技術課題がある。
【０００５】
現在の波長多重通信ネットワークでは、信号波長は帯域需要の静的な増減、及び光線路、光通信機器の障害に伴って発生する信号波長数の増減を前提としている。これに対して、光バースト伝送を適用した高密度波長多重通信ネットワークでは、ミリ秒以下の短時間での帯域需要に対して適応的かつ動的に信号波長数が増減される。
【０００６】
このような完全な動的波長割り当てを行う光バースト通信を実現するためには、光送信装置、光増幅器、光受信装置が光バースト信号を波形劣化なしに正確に送出、増幅、受信できなければならない。
【０００７】
現在、検討されている光バースト通信では、光データバースト信号と共に伝送路の制御を行う光ラベル信号もしくはヘッダー信号が光送信装置から送出される。光ラベル信号は、ＩＰデータを含む光データバースト信号よりも、ある一定の時間（オフセット時間）だけ先に送出され、光データバースト信号に対する伝送路の経路制御を行う。
【０００８】
なお、以下では光ラベル信号と光データバースト信号を一体として光バースト信号と呼び、同様に光ラベル信号と光データパケット信号を一体として光パケット信号と呼ぶものとする。
【０００９】
現状の研究開発では、経路制御を行うための光スイッチ機構の制御情報は光ラベル信号に含まれているものの、光増幅器に対する制御情報については、十分な検討がなされていない（「非特許文献２」）。
【００１０】
また、光ラベル信号と光データバースト信号の送出時間差（オフセット時間）の決定方法については、光スイッチ機構の経路設定時間（光スイッチに要する切替時間）、及び送信端局と光スイッチ機構間の光伝送路遅延時間、もしくは送信端局装置と受信端局装置間の光伝送路遅延時間を中心に議論されている。
【００１１】
一方、光増幅中継技術の観点からは、以下のような技術課題がある。
光バースト通信、光パケット通信においては、ＩＰパケットが光信号として光伝送路に送出されるが、光ＩＰパケットのデータは「データ＝１」と「データ＝０」が、統計的にスクランブルされない状態、すなわちバースト状態で送出される。そのため、データ＝１が連続した光データバースト信号または光データパケット信号と、データ＝０が連続した光データバースト信号または光データパケット信号が送信される可能性がある。
【００１２】
一般に光増幅器は、大出力パルス（光サージ）の発生を防止するため、入力信号断状態が一定時間継続すると、入力断アラーム(Ｌｏｓｓ  Ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌアラーム)を発出し、励起動作を停止してしまう（「特許文献１」、「特許文献２」）。
【００１３】
上記の入力断アラームの発出タイミングは、例えば１００μｓｅｃ以上「データ＝０」が継続した場合に入力断アラームを発出することが推奨されている（「非特許文献１」）。
【００１４】
しかし、現在のＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）を用いた光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Ｅｒｂｉｕｍ―Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に、マイクロ秒の時間単位でオン・オフされるバースト的な光信号を入射した場合、ＥＤＦＡ利得の過渡的な応答（「非特許文献３」、「非特許文献４」）により、光バースト信号の光パワーに対して時間的な変動が発生する（「非特許文献６」）。
【００１５】
その結果、光バースト信号に波形劣化が生じ、光ＳＮＲ（信号対雑音比）が過渡的に変動し、受信器で読み取り誤りが発生する（「非特許文献６」）。この理由により、現段階では光バースト信号に対する光増幅中継の実現は実用的に困難であり、光バースト通信の実現を阻む技術的障壁となっている。
【００１６】
ＥＤＦを用いたＥＤＦＡ光増幅器およびファイバラマン効果を用いたラマン増幅器では、増幅用ファイバに投入する励起パワーの増減により、光増幅器の利得及び光出力パワーが調節される。また、半導体光増幅器では、半導体に注入する電流の増減により利得及び光出力パワーが調節される。
【００１７】
ＥＤＦＡ、ラマン増幅器、あるいは半導体光増幅器を用いたときの制御応答特性を以下に説明する。
光増幅器が利得一定制御の動作中において、入力信号光パワーが変動したときの制御応答時間を模式的に図６に示す。
【００１８】
図６（ａ）は、縦軸が入力信号光パワー、横軸が時間を表しており、光増幅器に入力された入力信号光パワーの変化を示している。
図６（ｂ）は、縦軸が利得、横軸が時間を表しており、図６（ａ）の入力信号光パワーに対し光増幅器が利得一定制御を行ったときの利得の変化を示している。
【００１９】
図６は、当初Ｐ０であった入力信号光パワーＰｉｎが、ｔ＝ｔ０でＰ０−ΔＰに減少したときの例を示している。このとき、利得は当初Ｇ０であったものが、ｔ＝ｔ０で入力信号光パワーが減少すると、利得制御が追従できず利得ＧがＧ０＋ΔＧ’まで上昇している。その後、利得Ｇは減少して時間τＡＧＣ−Ｄｒｏｐ後に再びＧ０に戻っている。このように図６は、入力信号光パワーが変動すると、光増幅器の利得が一定値に安定するのにτＡＧＣ−Ｄｒｏｐの時間を要することを示している。
【００２０】
また図６の例では、ｔ＝ｔ１で入力信号光パワーＰｉｎがＰ０−ΔＰから再びＰ０まで上昇している。この場合には、入力信号光パワーがｔ＝ｔ１で増加しても、利得制御がその変化に追従できず、利得ＧはＧ０からＧ０−ΔＧ’’まで低下し、その後利得Ｇは上昇して時間τＡＧＣ−Ａｄｄ後に再びＧ０に戻っている。この場合には、光増幅器の利得が一定値に安定するのにτＡＧＣ−Ａｄｄの時間を要することを示している。
【００２１】
一般に、入力信号光パワーの増加時と減少時では制御応答時間τが異なるが、以下では、両者を区別せずに制御応答時間と称することとし、τＡＧＣ−ＤｒｏｐとτＡＧＣ−Ａｄｄの大きい方を前記制御応答時間τＡＧＣとする。
【００２２】
次に、光増幅器が励起停止状態から、増幅動作状態に移行するときの光増幅器の利得の応答特性を模式的に図７に示す。
図７（ａ）は、縦軸を励起パワー、横軸を時間としたときの光増幅器の励起パワーの変化を示している。また図７（ｂ）は、縦軸が利得、横軸が時間を表しており、図７（ａ）の励起パワーの変化に対する利得の変化を示している。
【００２３】
当初励起停止状態であった光増幅器は、ｔ＝ｔＯＮの時点で所定の励起パワーが入力されている。このとき、光増幅器の利得はｔ＝ｔＯＮより遅れて上昇を開始し、τＸＳＤの時間が経過した後に、ようやく所定の値に一定制御されるようになる。光増幅器の利得が所定の値に到達するまでにτＸＳＤの時間を要する主な要因は、光増幅器の制御回路が持つ遅延に起因している。
【００２４】
上記の通り、利得一定制御を行っている光増幅器では、急峻な入力信号光パワーの変動に対して、前記制御応答時間の間は利得一定制御を維持することはできない。同様のことが、「非特許文献３」、「非特許文献４」、「非特許文献５」に記述されている。
【００２５】
「非特許文献４」では、ＥＤＦを用いた光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）において、入力信号光パワーが変動した場合の過渡的な利得変動をシミュレーション解析した結果が報告されている。
【００２６】
また「非特許文献３」では、ＥＤＦＡを多段に接続した光伝送系において、過渡的な利得変動がどのように振舞うかを実験で評価した結果が報告されている。
【００２７】
さらに、「非特許文献５」はＥＤＦＡの利得制御に関する論文であり、ＥＤＦＡの過渡的な利得変動をフィードフォワード制御とフィードバック制御を組合わせて抑圧することが報告されている。
【特許文献１】特許第02651086号（特開平05-206557号）
【特許文献２】特許第3050237号（特開平04-068830号）
【特許文献３】特開2004-266251号
【非特許文献１】Bellcore Generic Requirements, GR-1312-CORE Issue 3, April 1999 , “Generic Requirements for Optical Fiber Amplifiers and Proprietary Dense Wavelength-Division Multiplexed Systems”,
【非特許文献２】橋口 知弘, 王 渓, 森川 博之, 青山 友紀:"光バーストスイッチネットワークと衝突回避,"電子情報通信学会技術研究報告, PS2002-12, April 2002
【非特許文献３】Yan Sun, et al. , “Fast power transient in WDM optical networks with cascaded EDFAs”, IEEE Electronics Letters, 13th 1997, Vol.3 No.4
【非特許文献４】Alberto Bononi, et al. , “Doped-Fiber Amplifier Dynamics: A System Perspective”, Journal of Lightwave Technology, May 1998, Vol.16 No.5
【非特許文献５】Cechan Tian et al. , “Analysis and Control of Transient Dynamics of EDFA Pumped by 1480 - and 980-nm Lasers”, Journal of Lightwave Technology, August 2003, Vol.21 No.8”
【非特許文献６】Miroslav Karasek, et al., “Output Power Excursions in a Cascade of EDFAs Fed by Multichannel Burst-Mode Packet Traffic:Experimentation and Modeling”, Journal of Lightwave Technology, July 2001, Vol.19, No.7
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
しかしながら、上記の従来の方法では、励起動作停止中に光バースト信号または光パケット信号を、光増幅器が受信した場合には、励起動作に移行するまでの間は正常に信号を増幅することは出来ないという問題がある。
【００２９】
また、光増幅器の利得制御および光出力レベル制御に必要な応答時間は、電気的な制御信号処理時間に制約されており、最短でも2μｓｅｃから3μｓｅｃ程度の時間を要する（「特許文献3」、「非特許文献3」、「非特許文献４」、「非特許文献５」）。
よって、光増幅器に光データバースト信号または光データパケット信号が急峻に入力された場合、光増幅器の利得もしくは出力レベルの制御が安定するまでの間（制御応答時間）は、増幅器は歪み無く光信号を増幅することができない。
【００３０】
「特許文献３」では、光増幅器の利得の過渡変動を解消する手段が提案されているが、該手段では制御応答時間を短くできるものの、前記過渡応答を完全に解消することはできない。
【００３１】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、光データバースト信号または光データパケット信号が光増幅器に到達する前に、前記光増幅器を所定の増幅動作状態に移行させることにより、前記光データバースト信号または光データパケット信号を歪み無く増幅できる光バースト信号及び光パケット信号伝送装置、光バースト信号及び光パケット信号伝送方法、光送信装置、及び光増幅方法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】
【００３２】
この発明の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の第１の態様は、    少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号を伝送する光バースト通信、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を伝送する光パケット通信において、少なくとも前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を出力する送信端局と、前記送信端局より下流側にあって、前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を入力する受信端局と、前記送信端局と前記送信端局の間に設けられ、前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を利得一定制御又は出力一定制御により増幅する光増幅器と、前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を伝送させる前記伝送路とを備え、前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を前記光ラベル信号より所定の時間（以下ではオフセット時間という）だけ遅らせて伝送する光バースト信号及び光パケット信号伝送装置であって、前記オフセット時間は、少なくとも前記光増幅器が所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
【００３３】
第２の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
【００３４】
第３の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅器が所定の前記増幅動作状態に移行したことを前記送信端局に通知するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
【００３５】
第４の態様は、前記オフセット時間が、前記送信端局と前記光増幅器との間を前記光ラベル信号が往復するのに要する伝搬時間を上限とすることを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
第５の態様は、前記オフセット時間が、前記伝搬時間に前記光増幅器の前記制御応答時間または前記立上り時間を加算した時間を上限とすることを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
【００３６】
第６の態様は、前記光ラベル信号が、励起停止状態にある前記光増幅器を所定の前記増幅動作状態に移行させるための動作移行指示情報を含むことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
【００３７】
第７の態様は、前記光ラベル信号が、前記光増幅器において実行される前記利得一定制御に係る利得目標値を含むことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
【００３８】
第８の態様は、前記光ラベル信号が、前記光増幅器において実行される前記出力一定制御に係る光出力レベル目標値を含むことを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送装置である。
【００３９】
第９の態様は、少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号を伝送する光バースト信号伝送方法、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を伝送する光パケット信号伝送方法であって、前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を伝送路に出力する光信号送信手段と、
前記光信号送信手段より下流側にあって、前記光ラベル信号及び前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を入力する光信号受信手段と、前記光信号送信手段と前記光信号受信手段の間に設けられ、前記光データバースト信号又は前記光データパケット信号を増幅する光増幅手段とを備え、前記光増幅手段は、前記光ラベル信号の情報に基づいて利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行し、前記光信号送信手段は、少なくとも前記光増幅手段が所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長い時間をオフセット時間としたときに、前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を、前記光ラベル信号より前記オフセット時間だけ遅らせて送信することを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送方法である。
【００４０】
第１０の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送方法である。
【００４１】
第１１の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅手段が所定の前記増幅動作状態に移行したことを前記光信号送信手段に通知するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光バースト信号及び光パケット信号伝送方法である。
【００４２】
第１２の態様は、少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を、光増幅器を用いて増幅し伝送する光パケット通信で用いられる光送信装置であって、前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を前記光ラベル信号より所定の時間（以下ではオフセット時間という）だけ遅らせて出力し、前記オフセット時間は、少なくとも前記光増幅器が所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光送信装置である。
【００４３】
第１３の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光送信装置である。
【００４４】
第１４の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅器から所定の前記増幅動作状態に移行したことを受信するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光送信装置である。
【００４５】
第１５の態様は、少なくとも伝送路の経路制御情報を含む光ラベル信号と２以上の光データパケット信号からなる光データバースト信号とを組合せてなる光バースト信号、あるいは前記光ラベル信号と単一の光データパケット信号とを組合せてなる光パケット信号を増幅する光増幅方法であって、前記光バースト信号または前記光パケット信号を入力する光信号入力手段と、前記光ラベル信号を入力し、該光ラベル信号の情報に基づいて光増幅器を所定の利得一定制御または所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行制御する光ラベル識別手段とを備え、前記光信号入力手段は、少なくとも前記光増幅器が前記所定の利得一定制御または前記所定の出力一定制御の増幅動作状態に移行するまでの制御応答時間と等しいかより長い時間をオフセット時間としたときに、前記光データバースト信号あるいは前記光データパケット信号を、前記光ラベル信号より前記オフセット時間だけ遅れて入力することを特徴とする光増幅方法である。
【００４６】
第１６の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記光増幅器が励起停止状態から所定の前記増幅動作状態に移行するのに要する立上り時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光増幅方法である。
【００４７】
第１７の態様は、前記オフセット時間が、少なくとも前記制御応答時間または前記立上り時間に、前記光増幅器が所定の前記増幅動作状態に移行したことを前記送信端局に通知するのに要する時間を加算した時間と等しいかより長く設定されることを特徴とする光増幅方法である。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、光データバースト信号または光データパケット信号が光増幅器に到達する前に、前記光増幅器を所定の増幅動作状態に移行させることにより、前記光データバースト信号または光データパケット信号を歪み無く増幅できる光バースト信号及び光パケット信号伝送装置を提供することができる。
【００４９】
また送信端局では、光増幅器が所定の増幅動作状態への移行を完了したことを確認した上で、光データバースト信号または光データパケット信号を送信することが可能となり、より信頼性の高い信号伝送を行えるようになる。
【００５０】
さらに、ネットワークの経路制御情報を含む光ラベル信号と光データバースト信号または光データパケット信号との送出時間差であるオフセット時間に上限を設けることにより、伝送路の帯域などのネットワーク資源を効率的に運用できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
図面を参照して、本発明の実施の形態における光バースト信号及び光パケット信号伝送装置について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００５２】
本発明は、光バースト通信または光パケット通信において、経路制御情報を伝達する光ラベル信号と光データバースト信号または光データパケット信号との送出時間差（オフセット時間）に、適切な下限及び上限を設けることにより前記課題を解決するものである。
【００５３】
本発明の実施の形態に係る光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の概略構成を、図１を用いて説明する。
光バースト信号及び光パケット信号伝送装置１００は、送信端局に設置された光送信装置１０１と受信端局に設置された光受信装置１０２、及び光送信装置１０１と光受信装置１０２との間に設置された光増幅器１０３を備えている。そして、光送信装置１０１と光増幅器１０３との間を光ファイバ伝送路１０４で、また光増幅器１０３と光受信装置１０２との間を光ファイバ伝送路１０５でそれぞれ接続している。
【００５４】
上記の通り構成された光バースト信号及び光パケット信号伝送装置において、光送信装置１０１から送出された光データバースト信号または光データパケット信号１１１は、光増幅器１０３で増幅されて光受信装置１０２に伝送される。
【００５５】
光増幅器１０３には光ラベル識別装置１０６が設置されており、光データバースト信号または光データパケット信号１１１に先立って、光送信装置１０１から光ラベル信号１１０が送出され、光増幅器１０３の上流側に設置された光分波器または波長分波器１０８で分波されて光ラベル識別装置１０６に入力される。
【００５６】
光ラベル識別装置１０６に入力された光ラベル信号１１０は、光ラベル識別装置１０６で所定の処理が行われた後、光合波器または波長合波器１０９で再び光ファイバ伝送路１０５に合波されて光受信装置１０２に伝送される。
【００５７】
光ラベル識別装置１０６は、入力された光ラベル信号１１０の情報に基づいて光増幅器１０３を制御する。すなわち、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起停止状態にある場合には、制御信号１０７を通じて光増幅器１０３を所定の励起状態に移行させる。
【００５８】
本実施の形態では、光ラベル信号１１０に光増幅器の利得目標値あるいは光出力レベル目標値を持たせるようにしており、光増幅器１０３が前記所定の励起状態に到達後、制御信号１０７を通じて光ラベル信号１１０から読込んだ前記利得目標値あるいは前記光出力レベル目標値を光増幅器１０３に設定し、これを実現する増幅動作状態に光増幅器１０３を移行させる。
【００５９】
また、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起状態にある場合には、制御信号１０７を通じて光ラベル信号１１０から読込んだ前記利得目標値あるいは前記光出力レベル目標値を光増幅器１０３に設定する。これにより、光増幅器１０３は前記利得目標値あるいは前記光出力レベル目標値を実現する前記増幅動作状態に移行する。
【００６０】
なお、光ラベル信号１１０の波長は、光データバースト信号または光データパケット信号１１１の波長と同じであってもよいし異なっていてもよい。光ラベル信号１１０と光データバースト信号または光データパケット信号１１１が同じ波長の場合には１０８として光分波器を用い、１０９として光合波器を用いる。また、異なる波長の場合には、１０８として波長分波器を用い、１０９として波長合波器を用いる。
【００６１】
本実施の形態では、前記オフセット時間を少なくとも光増幅器１０３が所定の増幅動作状態に至るまでの制御応答時間に等しいかより長く設定している。すなわち、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起状態にある場合には、図６に示すように、利得一定制御が可能となるまでの前記制御応答時間（τＡＧＣ）と等しいかより長い時間を前記オフセット時間としている。
【００６２】
また、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起停止状態にある場合には、図７に示すように、励起停止状態から前記所定の増幅動作状態に移行するまでの立上り時間（τＸＳＤ）と等しいかより長い時間を設定している。
【００６３】
上記の通り、本実施形態の前記オフセット時間は次式のように設定される。
すなわち、前記オフセット時間をTＯｆｆｓｅｔとすると、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起状態にある場合には、
TＯｆｆｓｅｔ≧τＡＧＣ                                  （式１）
とし、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起停止状態にある場合には、
TＯｆｆｓｅｔ≧τＸＳＤ                                  （式２）
となるようオフセット時間TＯｆｆｓｅｔを設定する。
【００６４】
図１（ａ）は光送信装置１０１から光ラベル信号１１０のみが送信された状態を示しており、図１（ｂ）は光送信装置１０１から光ラベル信号１１０が送信された後、前記オフセット時間以上経過して光データバースト信号または光データパケット信号１１１が光送信装置１０１から送信された状態を示している。
【００６５】
オフセット時間TＯｆｆｓｅｔを上記（式１）または（式２）のように設定することにより、光データバースト信号または光データパケット信号１１１が光ラベル信号１１０よりTＯｆｆｓｅｔだけ遅れて光増幅器１０３に到着するようにでき、その間に光増幅器１０３は前記所定の増幅動作状態への移行を完了している。従って、光増幅器１０３は入力した光データバースト信号または光データパケット信号１１１を歪み無く増幅することが可能となる。
【００６６】
本実施の形態における光バースト信号及び光パケット信号伝送装置１００の処理の流れを図２に示す。図２は、光送信装置１０１、光ラベル識別装置１０６、及び光増幅器１０３のそれぞれにおける処理、及び相互の処理の流れを説明するための流れ図である。
【００６７】
光送信装置１０１から光ラベル信号１１０が送信され（Ｓ１０１），光ラベル識別装置１０６に到達すると（Ｓ１０２）、まずステップＳ１０３で光増幅器１０３が励起停止状態か否かを判定する。その結果、光増幅器１０３が励起停止状態の場合には、ステップＳ１０４で光増幅器１０３に対し励起状態への移行を指令する。
【００６８】
光増幅器１０３では、光ラベル識別装置１０６からの指令を受けて、励起状態への移行を開始し（Ｓ１０５）、励起状態に到達すると（Ｓ１０６）光ラベル識別装置１０６に励起状態に達したことを通知する。光ラベル識別装置１０６では、光増幅器１０３から励起状態到達の通知を受けると（Ｓ１０７）、光ラベル信号１１０の情報をもとに光増幅器１０３への制御要求が利得一定制御であるかあるいは出力一定制御であるかを判定する（Ｓ１０８）。
【００６９】
ステップＳ１０３の判定で光増幅器１０３が励起状態であると判定した場合にも、上記のステップＳ１０８の判定に進む。ステップＳ１０８の判定において利得一定制御と判定した場合には、光増幅器１０３の制御目標値として利得目標値を設定し（Ｓ１０９）、ステップＳ１０８で出力一定制御と判定した場合には、前記制御目標値として光出力レベル目標値を設定する（Ｓ１１０）。
【００７０】
ステップＳ１０９またはＳ１１０で前記制御目標値が設定されると、これを光増幅器１０３に出力される（Ｓ１１１）。光増幅器１０３は、光ラベル識別装置１０６から前記制御目標値を入力すると（Ｓ１１２）、前記制御目標値を実現するための所定の増幅動作状態に移行する（Ｓ１１３）。
【００７１】
一方、光送信装置１０１では、ステップＳ１０１で光ラベル信号１１０を送信してからの経過時間をカウントし（Ｓ１１４）、前記オフセット時間以上経過したと判定すると（Ｓ１１５）、光データバースト信号または光データパケット信号を光増幅器１０３に送信する（Ｓ１１６）。光増幅器１０３は、光送信装置１０１から送信された前記光データバースト信号または光データパケット信号が到着すると、これを前記制御目標値に従って増幅する（Ｓ１１７）。
【００７２】
図２に示した流れ図において、光増幅器１０３の前記立上り時間または前記制御応答時間は、ステップＳ１０２で光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信してから、ステップＳ１１３で増幅器１０３が前記所定の増幅動作状態に移行するまでの時間に相当する。
【００７３】
前記立上り時間は、光ラベル識別装置１０６のステップＳ１０４で光増幅器１０３に対し励起状態への移行を指令してから、ステップＳ１０７で光増幅器１０３から励起状態到達の通知を受けるまでの時間を含む。これに対し、前記制御応答時間は、ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの時間を含まない。
【００７４】
本発明の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置１００を上記のように構成することにより、前記光データバースト信号または光データパケット信号が光増幅器１０３に到着するまでに、光増幅器１０３が前記所定の増幅動作状態への移行を完了させることが可能となり、前記光データバースト信号または光データパケット信号を歪み無く増幅させることができる。
【００７５】
本発明の別の実施の形態として、前記オフセット時間を、光増幅器１０３が前記所定の増幅動作状態に移行したことを光送信装置１０１が確認できるまでに要する時間も含めて設定するようにしたものを以下に説明する。
【００７６】
本実施の形態に係る光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の概略構成を、図３を用いて説明する。
光ラベル信号１１０が、光送信装置１０１から送出されて光ラベル装置１０６に到着するのに要する伝送時間をτＬとすると、本実施の形態では、前記オフセット時間を前記制御応答時間（τＡＧＣ）または前記立上り時間（τＸＳＤ）に前記伝送時間τＬを加算した時間に等しいかより長くする。
【００７７】
上記の通り、本実施の形態では、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起状態にある場合には、
TＯｆｆｓｅｔ≧τＡＧＣ＋τＬ                            （式３）
とし、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起停止状態にある場合には、
TＯｆｆｓｅｔ≧τＸＳＤ＋τＬ                            （式４）
となるようオフセット時間TＯｆｆｓｅｔを設定する。
【００７８】
図３の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置２００において、図３（ａ）は光送信装置１０１から光ラベル信号１１０のみが送信された状態を示している。また、図３（ｂ）は、光増幅器１０３が所定の増幅動作状態に移行したことを光送信装置１０１に通知するための応答信号２０１が光ラベル識別装置１０６から送信された状態を示している。さらに図３（ｃ）は、光送信装置１０１が応答信号２０１を受信した後に、光データバースト信号または光データパケット信号１１１を送信した状態を示している。
【００７９】
応答信号２０１が光ラベル識別装置１０６から送信されて光送信装置１０１に到着するのに要する時間は、上記のτＬに等しいと考えられる。よって、オフセット時間TＯｆｆｓｅｔを上記（式３）または（式４）のように設定することにより、光送信装置１０１は光増幅器１０３が所定の増幅動作状態に移行したことを確認してから光データバースト信号または光データパケット信号１１１を光増幅器１０３に送信することができる。これにより、光増幅器１０３はより確実に、入力した光データバースト信号または光データパケット信号１１１を歪み無く増幅することが可能となる。
【００８０】
本実施の形態における光バースト信号及び光パケット信号伝送装置２００の処理の流れを図４に示す。図４において、ステップＳ１０１からステップＳ１１４までは図２に示した処理の流れと同じである。
【００８１】
ステップＳ１１３で光増幅器１０３が前記所定の増幅動作状態への移行を完了すると、光ラベル識別装置１０６は光増幅器１０３から前記所定の増幅動作状態への移行を完了した通知を受信する（Ｓ２０１）。そしてステップＳ２０１では、光送信装置１０１に対し光増幅器１０３が前記所定の増幅動作状態であることを通知するための応答信号２０１を出力する。
【００８２】
光送信装置１０１は、ステップＳ２０２で光ラベル識別装置１０６から応答信号２０１を受信すると、ステップＳ１１５で前記オフセット時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ１１５で前記オフセット時間が経過したと判定されると、光データバースト信号または光データパケット信号を光増幅器１０３に送信する（Ｓ１１６）。光増幅器１０３は、光送信装置１０１から送信された前記光データバースト信号または光データパケット信号が到着すると、これを前記制御目標値に従って増幅する（Ｓ１１７）。
【００８３】
上記では、前記オフセット時間の下限について説明したが、前記オフセット時間に上限も設けるのが望ましい。前記オフセット時間を必要以上に長くすると、光バースト信号または光パケット信号を送信できない時間が必要以上に長くなり、本発明の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置を効率よく活用できなくなる。そこで、前記オフセット時間に適切な上限を設けることにより、本発明の光バースト信号及び光パケット信号伝送装置を効率的に活用できるようにするものである。
【００８４】
前記オフセット時間の上限として、光ラベル信号１１０を用いた処理を全て完了するのに要する時間とすることができる。すなわち、光ラベル信号１１０を用いた処理を全て完了した後に、光データバースト信号または光データパケット信号１１１の送信を開始する。これにより、光増幅器１０３による増幅動作を最も確実に行わせることが可能となる。さらに、前記オフセット時間をこれ以上長くとっても得られる効果は無く、むしろデータ伝送が行われない空き時間が長くなるだけである。
【００８５】
上記の光ラベル信号１１０を用いた処理を全て完了するのに要する時間は、光ラベル信号１１０が光送信装置１０１から送出され、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０に基づいて光増幅器１０３を所定の増幅動作状態に移行させ、さらに応答信号２０１が光送信装置１０１に送出されて光増幅器１０３が所定の増幅動作状態に移行したことを通知するまでの時間とすることができる。
【００８６】
この場合、前記オフセット時間の上限は、光ラベル信号１１０が光送信装置１０１から送出されて光ラベル識別装置１０６に到達するまでの伝送時間τＬと、光ラベル識別装置１０６からの制御信号１０７に基づいて光増幅器１０３が前記所定の増幅動作状態に至るまでの制御応答時間（τＡＧＣ）または立上り時間（τＸＳＤ）と、光増幅器１０３が前記所定の増幅動作状態への移行を完了したことを応答信号２０１により光送信装置１０１に通知するのに要する伝送時間τＬとからなる。
【００８７】
よって、前記オフセット時間の上限は、τＡＧＣ＋２τＬまたはτＸＳＤ＋２τＬと表せる。このとき、前記オフセット時間は次式のように表せる。
光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起状態にある場合には、
TＯｆｆｓｅｔ≦τＡＧＣ＋２τＬ                            （式５）
と表せ、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起停止状態にある場合には、
TＯｆｆｓｅｔ≦τＸＳＤ＋２τＬ                            （式６）
と表せる。
【００８８】
上記の前記オフセット時間の上限を用いた場合、本発明の実施の形態である光バースト信号及び光パケット信号伝送装置１００では、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起状態にあるときには、前記オフセット時間TＯｆｆｓｅｔは
τＡＧＣ≦TＯｆｆｓｅｔ≦τＡＧＣ＋２τＬ                      （式７）
を満たすよう設定され、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起停止状態にあるときには、前記オフセット時間TＯｆｆｓｅｔは
τＸＳＤ≦TＯｆｆｓｅｔ≦τＸＳＤ＋２τＬ                      （式８）
を満たすよう設定される。
【００８９】
また本発明の別の実施の形態である光バースト信号及び光パケット信号伝送装置２００では、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起状態にあるときには、前記オフセット時間TＯｆｆｓｅｔは
τＡＧＣ＋τＬ≦TＯｆｆｓｅｔ≦τＡＧＣ＋２τＬ                （式９）
を満たすよう設定され、光ラベル識別装置１０６が光ラベル信号１１０を受信した時点で光増幅器１０３が励起停止状態にあるときには、前記オフセット時間TＯｆｆｓｅｔは
τＸＳＤ＋τＬ≦TＯｆｆｓｅｔ≦τＸＳＤ＋２τＬ                （式１０）
を満たすよう設定される。
【００９０】
本発明のさらに別の実施の形態を図５を用いて説明する。
本実施の形態では、光送信装置３０１が、光データバースト信号または光データパケット信号１１１を送信する第一の送信部３０２と光ラベル信号１１０を送信する第二の送信部３０３を有しており、同様に光受信装置３０４が、光データバースト信号または光データパケット信号１１１を受信する第一の受信部３０５と光ラベル信号１１０を受信する第二の受信部３０６を有している。
【００９１】
そして、第ニの送信部３０３と光ラベル識別装置１０６との間には、光ファイバ伝送路１０４とは別の光ファイバ伝送路３０８が設けられており、光ラベル識別装置１０６と第二の受信部３０６との間には、光ファイバ伝送路１０５とは別の光ファイバ伝送路３０９が設けられている。すなわち、本実施の形態では、光データバースト信号または光データパケット信号１１１を伝送する光ファイバ伝送路１０４、１０５とは別に、光ラベル信号１１０を伝送する光ファイバ伝送路３０８、３０９を追加している。
【００９２】
本実施の形態においても、光ラベル信号１１０が第ニの送信部３０３から送出されて前記オフセット時間が経過した後に、光データバースト信号または光データパケット信号１１１が第一の送信部３０２から送出される。
【００９３】
また、光バースト信号及び光パケット信号伝送装置１００と同様に、前記オフセット時間を（式７）または（式８）を満たすように設定できる。さらに、光バースト信号及び光パケット信号伝送装置２００と同様に、前記オフセット時間を（式９）または（式１０）を満たすように設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の概略構成を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の処理の流れを説明するための流れ図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施の形態に係る光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の概略構成を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施の形態に係る光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の処理の流れを説明するための流れ図である。
【図５】図５は、本発明のさらに別の実施の形態に係る光バースト信号及び光パケット信号伝送装置の概略構成を説明する図である。
【図６】図６は、光増幅器が利得一定制御の動作中において、入力信号光パワーが変動したときの制御応答時間を模式的に説明する図である。
【図７】図７は、光増幅器が励起停止状態から増幅動作状態に移行するときの光増幅器の利得の応答特性を模式的に説明する図である。
【符号の説明】
【００９５】
１００、２００，３００・・・光バースト信号及び光パケット信号伝送装置
１０１、３０１・・・光送信装置
１０２、３０４・・・光受信装置
１０３・・・光増幅器
１０４、１０５、３０８、３０９・・・光ファイバ伝送路
１０６光ラベル識別装置
１０７・・・制御信号
１０８・・・光分波器または波長分波器
１０９・・・光合波器または波長合波器
１１０・・・光ラベル信号
１１１・・・光データバースト信号または光データパケット信号
２０１・・・応答信号
３０２・・・第一の送信部
３０３・・・第二の送信部
３０５・・・第一の受信部
３０６・・・第二の受信部
【図１】
2006238368.tif 000003
【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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