(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送により劣化した、一つあるいは複数の波長多重光信号を識別再生する光識別再生装置であって、
前記波長多重光信号に含まれる各々の光信号は、一つあるいは複数の光サブチャネルからなり、
前記光信号を２分岐する光分岐手段と、
通過帯域の中心周波数が前記光分岐手段で分岐した光信号の奇数番号の光サブチャネルと一致し、前記光分岐手段で分岐した光信号の一方から奇数番号の各光サブチャネルを分波する奇数番号波長選択スイッチと、
通過帯域の中心周波数が前記光分岐手段で分岐した光信号の偶数番号の光サブチャネルと一致し、前記光分岐手段で分岐した光信号の他方から偶数番号の各光サブチャネルを分波する偶数番号波長選択スイッチと、
前記奇数番号波長選択スイッチが分波した奇数番号の各光サブチャネルを個別に受信し、識別再生し、光サブチャネルとして出力する奇数番号光サブチャネル識別再生手段と、
前記偶数番号波長選択スイッチが分波した偶数番号の各光サブチャネルを個別に受信し、識別再生し、光サブチャネルとして出力する偶数番号光サブチャネル識別再生手段と、
前記奇数番号光サブチャネル識別再生手段で識別再生された光サブチャネルを合波して出力する奇数番号光サブチャネル合波手段と、
前記偶数番号光サブチャネル識別再生手段で識別再生された光サブチャネルを合波して出力する偶数番号光サブチャネル合波手段と、
前記奇数番号光サブチャネル合波手段及び前記偶数番号光サブチャネル合波手段からの光サブチャネルを合波して出力する合波手段と、
を具備することを特徴とする光識別再生装置。
【請求項２】
前記奇数番号光サブチャネル識別再生手段及び前記偶数番号光サブチャネル識別再生手段は、識別された光サブチャネルに含まれる符号誤りを訂正する機能を含むことを特徴とする請求項１に記載の光識別再生装置。
【請求項３】
前記奇数番号光サブチャネル識別再生手段及び前記偶数番号光サブチャネル識別再生手段は、受信した光サブチャネルの波長を別の波長に変換して出力する機能を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光識別再生装置。
【請求項４】
前記奇数番号光サブチャネル識別再生手段及び前記偶数番号光サブチャネル識別再生手段は、受信した光サブチャネルの変調フォーマットを別の変調フォーマットに変換して出力する機能を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光識別再生装置。
【請求項５】
波長多重光信号を、多重、分離、挿入、分岐及び方路振り分けする機能を有する、光経路切り替え装置において、
波長多重光信号を分岐する分岐ポートの少なくとも１つに、請求項１から４のいずれかに記載の光識別再生装置の入力ポートが接続され、
波長多重光信号を挿入する挿入ポートの少なくとも１つに、請求項１から４のいずれかに記載の光識別再生装置の出力ポートが接続されていることを特徴とする、
光経路切り替え装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送により劣化した光信号を識別再生中継する機能を有する光識別再生装置、及びこれを具備した光経路切り替え装置に係わり、特に、様々な伝送レートの一つあるいは複数の波長多重光信号を識別再生する手段を具備する光識別再生装置及びこれを具備した帯域可変光経路切り替え装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ伝送技術における波長多重伝送技術を活用し、光信号の波長を送受信対地に対応付け、複数地点対複数地点の光通信を実現する、波長多重ネットワークの商用導入が始まっている。このような光波長多重ネットワークは、ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ  Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：再構成可能光挿入分岐多重装置）やＷＸＣ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ：波長クロスコネクト装置）と呼ばれる光経路切り替え装置を光ファイバで接続して、リング形状やメッシュ形状の光波長多重ネットワークを構築している。
【０００３】
光ファイバの伝送損失は、光増幅器により補償されている。ルータ等のクライアント通信装置のクライアント信号は、光ネットワークで転送するのに適した光信号に変換するとともに、受信した光信号をクライアント信号に変換する機能を有する、光トランスポンダと呼ばれる光通信装置を介して、光経路切り替え装置に接続される。光経路切り替え装置において、波長多重された光信号を波長分離し、行き先毎に編集し、波長多重するといった一連の処理により、光波長多重ネットワークに接続された任意のクライアント通信装置間で光通信を実現している。
【０００４】
現在商用導入されている光波長多重ネットワークにおける光信号は、ＩＴＵ−Ｔで規定されている周波数グリッド上に配置され、隣接する光信号の中心周波数の間隔は、例えば１００ＧＨｚなどのように一定である。また、ＩＴＵ−Ｔが標準化したＯｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＯＴＮ）では、２．５Ｇｂ／ｓ（ＯＴＵ１）、１０Ｇｂ／ｓ（ＯＴＵ２）、４０Ｇｂ／ｓ（ＯＴＵ３）、１００Ｇｂ／ｓ（ＯＴＵ４）の４つの伝送レートが規定されている。ここで、ＯＴＵはＯｐｔｉｃａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｕｎｉｔの略であり、クライアント信号をＯＴＮで高信頼に転送するために、クライアント信号に管理情報と誤り訂正符号を付与した転送フレームである。
【０００５】
個々の光信号の品質は、光ファイバや光増幅器、光経路切り替え装置を多段に通過することで、その波形や信号対雑音比が劣化するので、大規模な光ネットワークにおいては、必要な信号品質を確保するために、波長多重光信号のうち、識別再生が必要な光信号を光経路切り替え装置で分岐して、光識別再生装置に入力し、波形の整形と信号対雑音比の回復を実施した後に、光ネットワークに挿入している。
【０００６】
図１５〜図１７は光経路切り替え装置がＲＯＡＤＭの場合の従来の識別再生の実現方法について説明した図であり、簡単のため、一方向のみについて図示してある。図１５は、従来の光識別再生装置付き光経路切り替え装置の機能ブロック、図１６は、各部におけるスペクトルの例、図１７は従来の光識別再生装置の機能ブロックである。光識別再生装置１５３の入力光信号は、一旦、光受信部１５３１において電気信号に変換され、しきい値処理によりディジタル信号に変換された後、フレーム処理部１５３２において符号誤り訂正や管理情報処理の後、光送信部１５３３において電気信号から光信号に変換されて出力される。
【０００７】
一方、異なるビットレートの光信号や伝送距離の異なる光信号を、周波数利用効率の観点からより効率的に収容するために、隣接する光信号の中心周波数間隔を、個々の光信号の要求条件に応じて適切に調整する、エラスティック光パスネットワークが提案されている（例えば、特許文献１，２、非特許文献１，２参照）。エラスティック光パスネットワークでは、クライアント装置間の実際の伝送容量に応じて、例えば、１０Ｇｂ／ｓ、２０Ｇｂ／ｓ、３０Ｇｂ／ｓ、…９０Ｇｂ／ｓ、１００Ｇｂ／ｓのようにより細かい単位の伝送レートをサポートする。
【０００８】
このような中間帯域のクライアント信号を転送するための転送フレームの実現方法としては、既存のＯＴＵを複数個連結（例えばＯＴＵ２を３つ連結して、３０Ｇｂ／ｓの伝送レートを提供）する方法とあらたに中間帯域のＯＴＵを定義（例えば３０Ｇｂ／ｓの伝送レートを提供するあらたなフレームを定義しＯＴＵ２３などのように表記）する方法が検討されている（非特許文献３）。また、電子回路の速度に制限されることなく、大容量の光信号を発生かつ受信するための技術としてスーパーチャネルの技術が提案されている（例えば、非特許文献４）。本技術においては、送信側で、複数の低速の光送信器により発生させた光サブチャネル信号を光周波数領域で多重してスーパーチャネル信号を構成し、これを光ネットワーク内ではひとかたまりとして一括スイッチし、受信側では、スーパーチャネルを元の低速光信号に分離し、複数の低速光受信器で受信する。スーパーチャネルのビットレートと占有帯域は、これを構成する光サブチャネルの数と、それぞれの光サブチャネルのシンボルレート、シンボル当たりのビット数を変えることで適切に調整することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特願２００８−２４１７７３号公報
【特許文献２】特願２００９−２１２１４８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】神野正彦、高良秀彦、バルトロメルコシッツキ「ダイナミックで帯域スケーラブルな光ネットワークとその実現技術」電子情報通信学会  和文論文誌  Ｖｏｌ．  Ｊ９３−Ｂ  Ｎｏ．３，  ｐｐ．４０３−４１１，  ２０１０．
【非特許文献２】Ｍ．  Ｊｉｎｎｏ，  Ｈ．  Ｔａｋａｒａ，  Ｂ．  Ｋｏｚｉｃｋｉ，  Ｙ．  Ｔｓｕｋｉｓｈｉｍａ，  Ｙ．  Ｓｏｎｅ，  ａｎｄ  Ｓ．  Ｍａｔｓｕｏｋａ，  “Ｓｐｅｃｔｒｕｍ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ａｎｄ  Ｓｃａｌａｂｌｅ  Ｅｌａｓｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｔｈ  Ｎｅｔｗｏｒｋ：  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，  Ｂｅｎｅｆｉｔｓ，  ａｎｄ  Ｅｎａｂｌｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．  Ｍａｇ．，  Ｖｏｌ．  ４７，  Ｉｓｓｕｅ  １１，  ｐｐ．  ６６−７３，  ２００９．
【非特許文献３】Ｍ．  Ｊｉｎｎｏ，  Ｔ．  Ｏｈａｒａ，  Ｙ．  Ｓｏｎｅ，  Ａ．  Ｈｉｒａｎｏ，  Ｏ．  Ｉｓｈｉｄａ，  ａｎｄ  Ｍ．  Ｔｏｍｉｚａｗａ，  “Ｅｌａｓｔｉｃ  ａｎｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：  Ｐｏｓｓｉｂｌｅ  Ａｄｏｐｔｉｏｎ  Ｓｃｅｎａｒｉｏｓ  ａｎｄ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ａｓｐｅｃｔｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ，  Ｖｏｌ．  ４９，  Ｉｓｓｕｅ．  １０，  ｐｐ．  １６４−１７２，  ２０１１．
【非特許文献４】Ｇａｂｒｉｅｌｌａ  Ｂｏｓｃｏ，  Ａｎｄｒｅａ  Ｃａｒｅｎａ，  Ｖｉｔｔｏｒｉｏ  Ｃｕｒｒｉ，  Ｐｉｅｒｌｕｉｇｉ  Ｐｏｇｇｉｏｌｉｎｉ，  ａｎｄ  Ｆａｂｒｉｚｉｏ  Ｆｏｒｇｈｉｅｒｉ，  “Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｏｆ  Ｎｙｑｕｉｓｔ−ＷＤＭ  ａｎｄ  ＣＯ−ＯＦＤＭ  ｉｎ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  ＰＭ−ＱＰＳＫ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，”  ＩＥＥＥ  ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ  ＬＥＴＴＥＲＳ，  ＶＯＬ．  ２２，  ＮＯ．  １５，  ＡＵＧＵＳＴ  １，  ２０１０．
【非特許文献５】Ｈ．  Ｓａｎｊｏｈ，  Ｅ．  Ｙａｍａｄａ，  ａｎｄ  Ｙ．  Ｙｏｓｈｉｋｕｎｉ，  “Ｏｐｔｉｃａｌ  ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  ｆｏｒ  ｈｉｇｈ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｕｐ  ｔｏ  １  ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ，”  Ｐｒｏｃ．  ＯＦＣ  ２００２，  ＴｈＤ１  （２００２）
【非特許文献６】Ｇ．  Ｂａｘｔｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｈｉｇｈｌｙ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ，”  Ｐｒｏｃ．  ＯＦＣ／ＮＦＯＥＣ  ２００６，  ＯＴｕＦ２，  ２００６．
【非特許文献７】Ｓ．  Ｇｒｉｎｇｅｒｉ，  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｎｏｄｅｓ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．  Ｍａｇ．，  Ｖｏｌ．  ４８，  Ｉｓｓｕｅ．  ７，  ｐｐ．  ４０−５０，  ２０１０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
現状の光波長多重ネットワークシステムにおいては、システムが採用する伝送レートは、通常、最大でも２種類（例えば、４０  Ｇｂ／ｓと１００  Ｇｂ／ｓ）であるため、再生中継器として用意すべき種別も高々２種類でよい。一方、エラスティック光パスネットワークにおいては、多くの中間帯域の伝送レートの光信号を再生中継する必要がある。
【００１２】
これを実現するためのアプローチとしては、各中間帯域伝送レートに対応する再生中継器を用意することが考えられるが、すべての中間帯域の伝送レートの再生中継器を開発し、またそれを予備も含めて管理しなければならなくなるため、開発コストと管理運用コストが上昇する。別のアプローチとしては、伝送レートを変更できる再生中継器を用いることが考えられるが、そのような再生中継器は、最大容量の伝送レートの信号を再生する高い性能を備える必要があり、これを低い伝送レートの光信号の再生に使用する場合には、残りの容量の処理能力が無駄になり、ビット当たりの再生中継コストが割高になるという欠点がある。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、様々な伝送レートの一つあるいは複数の波長多重光信号を識別再生する手段を具備する光識別再生装置及びこれを具備した光経路切り替え装置を経済的に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の光識別再生装置は、伝送により劣化した、一つあるいは複数の波長多重光信号を識別再生する光識別再生装置であって、前記波長多重光信号に含まれる各々の光信号は、一つあるいは複数の光サブチャネルからなり、前記光信号を２分岐する光分岐手段と、通過帯域の中心周波数が前記光分岐手段で分岐した光信号の奇数番号の光サブチャネルと一致し、前記光分岐手段で分岐した光信号の一方から奇数番号の各光サブチャネルを分波する奇数番号波長選択スイッチと、通過帯域の中心周波数が前記光分岐手段で分岐した光信号の偶数番号の光サブチャネルと一致し、前記光分岐手段で分岐した光信号の他方から偶数番号の各光サブチャネルを分波する偶数番号波長選択スイッチと、前記奇数番号波長選択スイッチが分波した奇数番号の各光サブチャネルを個別に受信し、識別再生し、光サブチャネルとして出力する奇数番号光サブチャネル識別再生手段と、前記偶数番号波長選択スイッチが分波した偶数番号の各光サブチャネルを個別に受信し、識別再生し、光サブチャネルとして出力する偶数番号光サブチャネル識別再生手段と、前記奇数番号光サブチャネル識別再生手段で識別再生された光サブチャネルを合波して出力する奇数番号光サブチャネル合波手段と、前記偶数番号光サブチャネル識別再生手段で識別再生された光サブチャネルを合波して出力する偶数番号光サブチャネル合波手段と、前記奇数番号光サブチャネル合波手段及び前記偶数番号光サブチャネル合波手段からの光サブチャネルを合波して出力する合波手段と、を具備し、伝送により劣化した、一つあるいは複数の波長多重光信号を識別再生して出力する。
【００１５】
また、本発明の光識別再生装置は、識別された信号に含まれる符号誤りを訂正して出力する。
【００１６】
また、本発明の光識別再生装置は、受信した光サブチャネルの波長を別の波長に変換して出力する。
【００１７】
また、本発明の光識別再生装置は、受信した光サブチャネルの変調フォーマットを別の変調フォーマットに変換して出力する。
【００１８】
さらに、本発明の光経路切り替え装置は、分岐ポートに上記の光識別再生装置が接続され、その出力が挿入ポートに接続され、入力する波長多重光信号のうち、識別再生中継が必要な信号のみを識別再生して必要な出力ポートに出力する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光識別再生装置によれば、入力する一つあるいは複数の波長多重光信号は、それぞれ一つあるいは複数の光サブチャネルから構成され、それらの光サブチャネルの合計がＮ以下である限り、従来技術では実現できなかった、任意の伝送レート（光サブチャネル数）を持つ、任意の数の波長多重光信号を識別再生して出力することが可能になる。
【００２０】
本発明の光識別再生装置によれば、様々な伝送レートの一つあるいは複数の波長多重光信号を識別再生する手段を具備する光識別再生装置及びこれを具備した光経路切り替え装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光識別再生装置の基本機能ブロックの構成例の１である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるスペクトルの例であり、（ａ）は光信号ＬＢ，ＬＣ１〜ＬＣ４，ＬＥを示し、（ｂ）は光信号ＬＤ１を示し、（ｃ）は光信号ＬＤ２を示し、（ｄ）は光信号ＬＤ３を示し、（ｅ）は光信号ＬＤ４を示す。
【図３】本発明の第１の実施の形態における光識別再生装置の基本機能ブロックの構成例の２である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるスペクトルの例であり、（ａ）は光信号ＬＢ０，ＬＢ１，ＬＢ２を示し、（ｂ）は光信号ＬＣ１を示し、（ｃ）は光信号ＬＣ２を示し、（ｄ）は光信号ＬＣ３を示し、（ｅ）は光信号ＬＣ４を示す。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるスペクトルの例であり、（ａ）は光信号ＬＤ１を示し、（ｂ）は光信号ＬＤ２を示し、（ｃ）は光信号ＬＤ３を示し、（ｄ）は光信号ＬＤ４を示し、（ｅ）は光信号ＬＥ１を示し、（ｆ）は光信号ＬＥ２を示し、（ｇ）は光信号ＬＥ０を示す。
【図６】本発明の第１の実施の形態における光識別再生装置において、共有フレーム処理部を設置した場合の機能ブロックである。
【図７】本発明の第２の実施の形態における光経路切り替え装置の構成例の１である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における光経路切り替え装置の構成例の１におけるスペクトルの例であり、（ａ）は入力波長多重光信号ＬＡを示し、（ｂ）は分岐光信号ＬＢ１を示し、（ｃ）は分岐光信号ＬＢ２を示し、（ｄ）は出力波長多重光信号ＬＧを示す。
【図９】本発明の第２の実施の形態における光経路切り替え装置の構成例の２である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における光経路切り替え装置の構成例の３である。
【図１１】本発明における波長変換の例であり、（ａ）は光信号ＬＢを示し、（ｂ）は光信号ＬＥを示す。
【図１２】本発明における光信号の変調フォーマット変換の例であり、（ａ）は光信号ＬＢを示し、（ｂ）は光信号ＬＥを示す。
【図１３】本発明における周波数スロットの結合の例であり、（ａ）は光信号ＬＢを示し、（ｂ）は光信号ＬＥを示す。
【図１４】本発明における光信号の分離の例であり、（ａ）は光信号ＬＢを示し、（ｂ）は光信号ＬＥを示す。
【図１５】従来の光識別再生装置付き光経路切り替え装置の基本機能ブロックである。
【図１６】従来の光識別再生装置付き光経路切り替え装置の各部のスペクトルであり、（ａ）は入力波長多重光信号ＬＡを示し、（ｂ）は光信号ＬＢ１を示し、（ｃ）は光信号ＬＢ２を示し、（ｄ）は出力波長多重光信号ＬＧを示す。
【図１７】従来の光識別再生装置の基本機能ブロックである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における光識別再生装置の基本機能ブロックを説明した図である。図１に示す本実施形態の光識別再生装置は、１：Ｎ光分岐部１０、Ｎ個の光サブチャネル識別再生部２０及びＮ：１光合波部３０からなる。ここでＮは２以上の整数であり、例えば４〜１０程度である。図ではＮが４の場合について説明してある。
【００２３】
各光サブチャネル識別再生部２０は、光サブチャネル選択受信部２１、閾値処理部２２、フレーム処理部２３及び光サブチャネル送信部２４からなる。
【００２４】
入力光信号ＬＢの例として、図２（ａ）のスペクトル図に示すような、光信号１と２を考える。ここで、光信号１は１００Ｇｂ／ｓの光サブチャネルが３つ隣接して配置された総伝送レート３００Ｇｂ／ｓのスーパーチャネルであり、光信号２は１００Ｇｂ／ｓの光サブチャネル１つからなる総伝送レート１００Ｇｂ／ｓのスーパーチャネル（光サブチャネル数が１である特殊な場合）である。これらの入力光信号ＬＢは、１：Ｎ光分岐部１０で、Ｎ分割され、光信号ＬＣ１〜ＬＣ４が各光サブチャネル識別再生部２０に入力される。
【００２５】
各光サブチャネル識別再生部２０においては、光サブチャネル選択受信部２１により、光信号１と光信号２を構成する光サブチャネルのうち、一つの光サブチャネルのみを選択的に受信して、電気信号に変換する。
【００２６】
光サブチャネルの選択的受信には、例えば、コヒーレント光受信技術を用いることができる。具体的には、ローカル光の中心周波数を、選択的に受信したい光サブチャネルの中心周波数に一致させてコヒーレント受信した後に光サブチャネルの帯域と等しい通過帯域を持つ電気フィルタを用いて、他の光サブチャネル成分を除去すればよい。このようなホモダイン受信技術の他に、ヘテロダイン受信技術やイントラダイン受信技術を用いても良い。スーパーチャネルが、光サブチャネル間にスペクトルの重なりがない場合は、選択的に受信したい光サブチャネルと等しい帯域を持つ光フィルタを用いて、当該光サブチャネルのみを取り出してもよい。スーパーチャネルの多重方式として、光サブチャネル間にスペクトルの重なりがある光直交周波数領域多重（光ＯＦＤＭ）技術を採用している場合は、コヒーレント受信技術を用いる以外に、光フィルタと光ゲートを用いて、光領域でフーリエ変換を実行する方式を用いて、光サブチャネルの選択的受信を実行してもよい。このような光ＯＦＤＭ受信に方式は、例えば非特許文献５に詳述されている。
【００２７】
選択受信により電気信号に変換された各光サブチャネル信号は、閾値処理部２２でディジタル信号に変換された後、フレーム処理部２３において、符号誤り訂正や警報監視・品質監視のためのセクションモニタリングなどの管理情報処理がなされる。そして、光サブチャネル送信部２４において光信号に変換された後、図２（ｂ）〜図２（ｅ）に示すように、識別再生された光サブチャネル信号ＬＤ１〜ＬＤ４として出力される。その後、各光サブチャネル信号ＬＤ１〜ＬＤ４は、Ｎ：１光合波部３０において、波長多重され、出力光信号ＬＥが出力される。
【００２８】
図１における１：Ｎ光分岐部１０とＮ：１光合波部３０は、図３に示すように、１：２光分岐部１１と波長選択スイッチ１２，１３、ならびに波長選択スイッチ３２，３３と２：１光合波部３１に置き換えても良い。ここで、あるスーパーチャネルに属する連続する光サブチャネルに１から順に番号を振る。１：２光分岐部１１の一方の出力に接続された波長選択スイッチ１２は、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、通過帯域の中心周波数を、例えば、奇数番号の光サブチャネルに一致させることで、奇数番号の光サブチャネルを分波する。他方の出力に接続された波長選択スイッチ１３は、図４（ｄ）及び図４（ｅ）に示すように、通過帯域の中心周波数を、偶数番号の光サブチャネルに一致させることで、偶数番号の光サブチャネルを分波する。波長選択スイッチの典型的な損失として６ｄＢを想定し、１：２光分岐部１１の過剰損失を含まない分岐損失３ｄＢを考慮すると、これにより、分岐数Ｎが８以上（合分波器損失の過剰損失を含まない分岐損失が９ｄＢ以上）の場合、光サブチャネル識別再生部２０の入出力の損失を低減することが可能になる。また、各光サブチャネル識別再生部２０への全入力光パワーを低減でき、光サブチャネル選択受信部２１への入力パワー制限を緩和することが可能になる。
【００２９】
なお、波長選択スイッチ１２，１３，３２，３３は、帯域可変波長選択スイッチであってもよい。この場合、光サブチャネル選択受信部２１は波長選択スイッチ１２，１３，３２，３３の選択波長に合わせて受信波長を変化させ、光サブチャネル送信部２４は、波長選択スイッチ１２，１３，３２，３３の選択波長に合わせて送信波長を変化させる。
【００３０】
フレーム処理部２３は、各光サブチャネル識別再生部２０に個別に設置する方法以外に、図６に示すように、共有フレーム処理部２５を設置し、そのフレーム処理機能を光信号の伝送レート（光信号１は３００Ｇｂ／ｓ、光信号２は１００Ｇｂ／ｓ）に応じて各光信号の処理に割り当ててもよい。割り当てられた部分は、仮想的なフレーム処理部２５１，２５２を構成する。
【００３１】
光サブチャネル識別再生部２０は、光サブチャネル識別再生部２０ごとに予め定められた伝送レートの光サブチャネルを再生する。これにより、図４に示すように、１：２光分岐部１１の一方の出力に接続された波長選択スイッチ１２は、通過帯域の中心周波数を、例えば、奇数番号のサブチャネルに一致させることで、奇数番号のサブチャネルを分波する。他方の出力に接続された波長選択スイッチ１３は、通過帯域の中心周波数を、偶数番号のサブチャネルに一致させることで、偶数番号のサブチャネルを分波することが可能となる。
【００３２】
光サブチャネル識別再生部２０において光サブチャネルを再生するために必要な情報は、光サブチャネル識別再生部２０に予め保持していてもよいし、外部から取得してもよい。必要な情報は、例えば、変調フォーマット、フレーム構造、占有周波数幅、隣接との周波数間隔、偏波、波長、訂正符号、階層構造である。これらの情報の取得先は、例えば、マネージメントシステムである。
【００３３】
入力光信号は、図２のような３００Ｇｂ／ｓと１００Ｇｂ／ｓに限定される必要はなく、１００Ｇｂ／ｓ刻みで合計の伝送レートが４００Ｇｂ／ｓ以下であり、スペクトルに重なりのない光信号同士であれば、任意の組み合わせの複数伝送レートの波長多重光信号の識別再生が可能である。例えば、（１００Ｇｂ／ｓ，１００Ｇｂ／ｓ，１００Ｇｂ／ｓ，１００Ｇｂ／ｓ）の４つの光信号の組み合わせ、（１００Ｇｂ／ｓ，１００Ｇｂ／ｓ，２００Ｇｂ／ｓ）の３つの光信号の組み合わせ、（１００Ｇｂ／ｓ，３００Ｇｂ／ｓ）の２つの光信号の組み合わせ、（４００Ｇｂ／ｓ）でもよい。また、合計の伝送レートは最大の４００Ｇｂ／ｓである必要はなく、例えば（１００Ｇｂ／ｓ，１００Ｇｂ／ｓ，１００Ｇｂ／ｓ）の３つの光信号の組み合わせ、（１００Ｇｂ／ｓ，２００Ｇｂ／ｓ）の２つの光信号の組み合わせでもよい。以上はＮが４の場合の説明であり、前述のようにＮは２以上の整数をとることができる。
【００３４】
本発明の光識別再生装置によれば、入力する一つあるいは複数の波長多重光信号は、それぞれ一つあるいは複数の光サブチャネルから構成され、それらの光サブチャネルの合計がＮ以下である限り、従来技術では実現できなかった、任意の伝送レート（光サブチャネル数）を持つ、任意の数の波長多重光信号を識別再生して出力することが可能になる。これにより、一種類の光識別再生装置で様々な伝送レートの光信号に対応して再生中継することができる。さらに一つの光識別再生装置で複数の光信号の識別再生が可能になるので、光信号の伝送レートが光識別再生装置の最大再生中継レートよりも低い場合でも、光識別再生装置の残りの処理能力は別の光信号の識別再生に利用できるので、光識別再生装置の能力を最大限に活用でき、ビット当たりの識別再生コストを最小化可能である。
【００３５】
また、光サブチャネルの波長は任意の波長に変換して出力することができるので、波長衝突によるブロッキングを緩和することができる。また、再生中継後の伝送距離に応じて、光サブチャネルのスペクトル幅が必要最小限となるような変調フォーマットに変換して出力することができるので、ネットワークの光スペクトル資源を有効に利用することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
次に本発明の第２の実施形態における光切り替え装置の構成を図７に示す。図７は光経路切り替え装置がＲＯＡＤＭの場合の実現方法について説明した図であり、簡単のため、一方向のみについて図示してある。また、図７の各点におけるスペクトルを図８に示す。図７に示す本発明の光切り替え装置は、光スプリッタ５１と分岐用帯域可変波長選択スイッチ５２、挿入用帯域可変波長選択スイッチ５４、出力用帯域可変波長選択スイッチ５５、ならびに本発明の光識別再生装置５３から構成される。
【００３７】
可変波長選択スイッチ５５は、複数本の入力ポートと１本の出力ポートを有する光スイッチであり、ある入力ポートから入力した複数の波長多重光信号のうち、任意の光信号を出力ポートに出力することができ、またその逆向きの動作も可能である。さらに、スイッチすべき光信号の占有スペクトル幅に応じて、スイッチする光周波数範囲を変更することができる。以降では、スイッチする光周波数範囲を周波数スロットと呼ぶ。
【００３８】
周波数スロットは、中心周波数と周波数スロットの幅で規定できる。このような帯域可変波長選択スイッチは、例えば、非文献文献６に示すような光空間変調素子と回折格子を組み合わせることで実現できる。入力された波長多重光信号ＬＡとしては、図８（ａ）に示すように伝送レートが異なる複数のスーパーチャネル光信号から構成される場合を考える。
【００３９】
入力された波長多重光信号ＬＡは光スプリッタ５１にて２分され、一方は出力用帯域可変波長選択スイッチ５５に、他方は分岐用帯域可変波長選択スイッチ５２に、それぞれ入力される。分岐用帯域可変波長選択スイッチ５２は、識別再生が必要な光信号１〜３だけを、光識別再生装置５３−１，５３−２が接続されたポートに出力する。この例では、光信号１と２を光識別再生装置５３−１へ、光信号３を光識別再生装置５３−２へ入力する。光識別再生装置５３−１，５３−２では、本発明の第１の実施形態で説明した仕組みにより、複数の波長多重光信号の識別再生処理を実行し、挿入用帯域可変波長選択スイッチ５４に導く。挿入用帯域可変波長選択スイッチ５４は、識別再生された光信号と挿入する光信号を合波し、出力用帯域可変波長選択スイッチ５５に入力する。出力用帯域可変波長選択スイッチ５５は、入力波長多重光信号ＬＡの内、当該光経路切り替え装置をそのまま通過すべき光信号ＬＡと、識別再生された光信号の挿入された光信号ＬＦを合波して出力する。
【００４０】
次に、光経路切り替え装置がＷＸＣの場合の実現方法の一例について、図９を用いて説明する。ＷＸＣの場合は光ネットワークに接続される方路が複数存在するため、方路数分に応じて出力用帯域可変波長選択スイッチ５５を配置する。分岐用帯域可変波長選択スイッチ５２に接続された出力用帯域可変波長選択スイッチ５５において波長衝突が発生する場合は、出力用帯域可変波長選択スイッチ５５を複数配置して、これを回避することができる。
【００４１】
また、図１０に示すように、ｎ入力ｍ出力帯域可変波長選択スイッチを分岐用帯域可変波長選択スイッチ５２と挿入用帯域可変波長選択スイッチ５４にそれぞれ用いてもよい。いずれの場合も、光出力再生装置５３−１，５３−２の入出力ポートにおいては、通過する複数のスーパーチャネルのスペクトルはオーバーラップしないように、配置される必要がある。
【００４２】
帯域光経路切り替え部の構成は、図９に例示した構成に限られることはなく、例えば、非特許文献７に説明されているノード装置構成中のスイッチ素子に帯域可変機能を付与した構成でも、本発明の帯域可変光切り替え機能として用いることができる。
【００４３】
光識別再生装置５３，５３−１，５３−２において識別再生する光信号の波長は、入力光信号と同一である必要はなく、図１１に示すように任意の波長に変換して出力することができる。これにより、光ネットワーク全体のスペクトル利用効率を高めることができる。
【００４４】
また、光識別再生装置５３，５３−１，５３−２において識別再生する光信号の変調フォーマットは、入力光信号と同一である必要はなく、図１２に示すように任意の変調フォーマットに変換して出力することができる。例えば、識別再生後の転送距離が短い場合には、１６−ＱＡＭや６４−ＱＡＭのような多値度が高く周波数利用効率が高い変調方式を採用し、識別再生後の転送距離が長いクライアント信号に対応する光信号への変換には、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）やＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）などのように多値度が低くＳＮＲ耐力に優れた変調方式を採用することもできる。このようにして、転送距離に応じて必要最小限の光スペクトルを割り当てることで、光ネットワーク全体のスペクトル利用効率を高めることができる。
【００４５】
また、識別再生後の経路が同一の複数の光信号に対しては、図１３に示すように、光サブチャネルが最小限の間隔で隣接するように波長を変換して出力することができる。このようにすれば、以降の経路において、占有スペクトル幅が狭い一つの周波数スロットで光スイッチしていけばよく、光ネットワーク全体のスペクトル利用効率を高めることができる。
【００４６】
さらに、識別再生後の経路にまとまった周波数スロットが確保できない場合は、図１４に示すように、一つの光信号を複数の周波数スロットに分割して転送することもできる。この場合、転送する経路は同一である必要はなく、別経路で送ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０：１対Ｎ光分岐部
１１：１対２光分岐部
１２、１３：波長選択スイッチ
２０：光サブチャネル識別再生部
２１：光サブチャネル選択受信部
２２：閾値処理部
２３：フレーム処理部
２４：光サブチャネル送信部
２５：共有フレーム処理部
２５１、２５２：仮想的フレーム処理部
３０：光合波部
３１：２対１光合波部
３２、３３：帯域可変波長選択スイッチ
５１：光スプリッタ
５２：分岐用帯域可変波長選択スイッチ
５３、５３−１、５３−２：光識別再生装置
５４：挿入用帯域可変波長選択スイッチ
５５：出力用帯域可変波長選択スイッチ
１５１：光スプリッタ
１５２：波長分離部
１５３：光識別再生装置
１５３１：光受信部
１５３２：フレーム処理部
１５３３：光送信部
１５４：波長多重部
１５５：波長選択スイッチ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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