(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＷＤＭシステムにおいて、光信号に重畳された信号を検出する重畳信号検出回路であって、
重畳信号が周波数変調方式で重畳された、データ信号を伝送する複数の光信号をそれぞれフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を電気信号に一括変換する受光器と、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器と、を有し、
前記光フィルタは、
複数の光フィルタ素子と、
それぞれ対応する重畳信号が周波数変調方式で重畳された複数の光信号を含むＷＤＭ信号を、波長に応じて分離して前記複数の光フィルタ素子に導く光分離素子と、
前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御するコントローラと、
前記複数の光フィルタ素子の出力信号を結合する光結合素子を備える
ことを特徴とする重畳信号検出回路。
【請求項２】
前記光フィルタは、前記ＷＤＭシステムの波長チャネルの間隔と整数比の関係を有する自由スペクトル領域を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の重畳信号検出回路。
【請求項３】
ＷＤＭ伝送システムに設けられる光ノード装置であって、
重畳信号が周波数変調方式で重畳された、データ信号を伝送する複数の光信号をそれぞれフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を電気信号に一括変換する受光器と、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器と、を有し、
前記光フィルタは、
複数の光フィルタ素子と、
それぞれ対応する重畳信号が周波数変調方式で重畳された複数の光信号を含むＷＤＭ信号を、波長に応じて分離して前記複数の光フィルタ素子に導く光分離素子と、
前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御するコントローラと、
前記複数の光フィルタ素子の出力信号を結合する光結合素子を備える
ことを特徴とする光ノード装置。
【請求項４】
前記コントローラは、選択指示が第１の状態を指示している波長チャネルに対応する光フィルタ素子の透過率を、入力光をブロックするように制御し、
前記コントローラは、前記選択指示が第２の状態を指示している波長チャネルに対応する光フィルタ素子の透過率を、波長に依存して変化するように制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の光ノード装置。
【請求項５】
ＷＤＭ信号を送信するＷＤＭ伝送装置および前記ＷＤＭ信号を処理する光ノード装置を含む光伝送システムであって、
前記ＷＤＭ伝送装置は、前記ＷＤＭ信号に含まれる、データ信号を伝送する複数の光信号に、それぞれ重畳信号を周波数変調方式で重畳する光送信器を備え、
前記光ノード装置は、
前記複数の光信号をそれぞれフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を電気信号に一括変換する受光器と、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器、を備え
前記光フィルタは、
複数の光フィルタ素子と、
それぞれ対応する重畳信号が周波数変調方式で重畳された複数の光信号を含むＷＤＭ信号を、波長に応じて分離して前記複数の光フィルタ素子に導く光分離素子と、
前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御するコントローラと、
前記複数の光フィルタ素子の出力信号を結合する光結合素子を備える
ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
ＷＤＭシステムにおいて、光信号に重畳された信号を検出する重畳信号検出方法であって、
重畳信号が周波数変調方式で重畳された、データ信号を伝送する複数の光信号をそれぞれ波長依存性損失を有する光フィルタでフィルタリングし、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を受光器で電気信号に一括変換し、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得し、
前記光フィルタは、
複数の光フィルタ素子と、
それぞれ対応する重畳信号が周波数変調方式で重畳された複数の光信号を含むＷＤＭ信号を、波長に応じて分離して前記複数の光フィルタ素子に導く光分離素子と、
前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御するコントローラと、
前記複数の光フィルタ素子の出力信号を結合する光結合素子を備える構成であり、
前記コントローラが前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御することにより、前記光フィルタの波長依存性損失が提供される
ことを特徴とする重畳信号検出方法。
【請求項７】
周波数変調方式で重畳信号が重畳された光信号を含むＷＤＭ信号が伝送されるＷＤＭ伝送システムにおいて、前記重畳信号を検出する重畳信号検出回路であって、
前記ＷＤＭ信号をフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、
前記ＷＤＭ信号中の指定された１または複数の光信号が配置されている波長領域において、波長に対して損失が傾斜するように前記光フィルタの波長依存性損失を制御するコントローラと、
前記光フィルタによりフィルタリングされたＷＤＭ信号を電気信号に一括変換する受光器と、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記指定された１または複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器と、
を有する重畳信号検出回路。
【請求項８】
前記光フィルタは、
複数の光フィルタ素子と、
前記ＷＤＭ信号を波長に応じて分離して前記複数の光フィルタ素子に導く光分離素子と、
前記複数の光フィルタ素子の出力信号を結合する光結合素子を備え、
前記コントローラは、前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御することにより前記光フィルタの波長依存性損失を制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の重畳信号検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号に重畳されている信号を検出する重畳信号検出回路、および重畳信号を検出する機能を備えた光ノード装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
光分岐挿入装置および／または波長クロスコネクトを備えるフォトニックネットワークが提案および開発されている。光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ：Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）は、ＷＤＭ信号から所望の波長の光信号を分岐してクライアントに導き、また、任意の波長のクライアント信号をＷＤＭ信号に挿入することができる。波長クロスコネクト（ＷＸＣ：Wavelength Cross ConnectまたはＰＸＣ:Photonic Cross Connect）は、電気信号に変換することなく、光信号のルートを波長ごとに制御することができる。
【０００３】
上述のようなフォトニックネットワークにおいては、同一の波長を使用する複数の光パス（ここでは、波長パス）が設定されることがある。このため、ネットワークを確実に構築および運用するために、例えば、各光パスを識別するパスＩＤを光信号に重畳して伝送する方式が提案されている。この場合、フォトニックネットワーク上の光ノード装置（ここでは、光分岐挿入装置、波長クロスコネクトなど）は、光信号に重畳されているパスＩＤを検出する機能を備える。そうすると、光ノード装置において、各光パスを確実に識別することができるので、光ファイバを誤ったポートに接続する等の障害を監視・検出・回避することが可能となる。
【０００４】
光パスを管理する技術として、下記のステップを有する方法が提案されている。少なくとも１つのペイロードデータストリームに少なくとも１つの副データストリームを結合させて合成電気データストリームを生成する。光変調器に合成電気データストリームを与えて光信号を生成する。合成電気データストリームの速度の２分の１よりも低い動作周波数の光受信器で光信号を検出する。そして、光受信器の電気出力から副データストリームを再生する。（例えば、特許文献１）
また、特許文献２〜６、非特許文献１には、関連する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許７５８０６３２
【特許文献２】米国特許７５１２３４２
【特許文献３】米国特許公開２００９／０１６９２１０
【特許文献４】米国特許公開２０１０／００８０５６８
【特許文献５】特開平１１−３３１２２４号公報
【特許文献６】特開２００８−２６３５９０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Vinay A. Vaishampayan and Mark D. Feuer, “An Overlay Architecture for Managing Lightpaths in Optically Routed Networks,” IEEE Transactions on Communications, Vol.53, No.10, Oct.2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術（例えば、特許文献１の図２、図３ａなど）においては、パスＩＤを表す信号（以下、パスＩＤ信号）は、例えば、強度変調で光信号に重畳される。この場合、ＷＤＭ信号を一括して増幅する光増幅器（例えば、ＥＤＦＡ）および／または光ファイバ中の誘導ラマン散乱により相互利得変調が発生する。そして、相互利得変調は、ＷＤＭ信号中の波長チャネル間でパスＩＤ信号のクロストークを引き起こすことがある。この結果、光ノード装置において、パスＩＤが誤って識別されるおそれがある。
【０００８】
他の従来技術においては、電気領域でパスＩＤに対応するコードを用いてデータ信号を変調した後、その変調データ信号で光変調を行って光信号が生成される。この場合、光受信器は、光信号を電気信号に変換する前に、光変調方式に応じた光復調回路を設ける必要がある。したがって、複数の光変調方式が混在するシステムにおいては、光受信器は、複数の光復調回路を備える必要があり、回路サイズが大きくなってしまう。また、ペイロードデータのシンボルレートが異なる場合は、光受信器において、各波長チャネルのクロックを共通化することは困難である。
【０００９】
本発明の課題は、簡易な構成で光信号から重畳信号を検出する回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの態様の重畳信号検出回路は、ＷＤＭシステムにおいて、光信号に重畳された信号を検出する。この重畳信号検出回路は、重畳信号が周波数変調方式で重畳された、データ信号を伝送する複数の光信号をそれぞれフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を電気信号に一括変換する受光器と、前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
上述の態様によれば、簡易な構成で光信号から重畳信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の重畳信号検出回路が使用される光伝送システムの一例を示す図である。
【図２】ＷＤＭ伝送装置の構成を示す図である。
【図３】パスＩＤ信号を重畳する機能を備える光送信器の構成を示す図である。
【図４】周波数変調重畳について説明する図である。
【図５】実施形態の重畳信号検出回路の構成を示す図である。
【図６】光フィルタおよび低速受光器の動作を説明する図である。
【図７】検出器の実施例を示す図である。
【図８】光フィルタの実施例を示す図である。
【図９】光フィルタの他の実施例を示す図である。
【図１０】重畳信号検出回路を備えるＲＯＡＤＭの一例を示す図である。
【図１１】波長ブロッカにより実現される光フィルタについて説明する図である。
【図１２】波長ブロッカの構成の一例を示す図である。
【図１３】波長ブロックの動作を説明する図である。
【図１４】波長ブロッカを制御する制御系について説明する図である。
【図１５】重畳信号検出回路を備えるＲＯＡＤＭの他の例を示す図である。
【図１６】ＲＯＡＤＭにおいて重畳信号検出回路を実現する他の構成の例を示す図である。
【図１７】実施形態の重畳信号伝送方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の重畳信号検出回路が使用される光伝送システムの一例を示す。図１に示す光伝送システム１は、ＷＤＭ伝送装置２〜５、光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ：Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）６〜８、波長クロスコネクト（ＷＸＣ：Wavelength Cross ConnectまたはＰＸＣ：Photonic Cross Connect）９、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）１０を有する。
【００１４】
ＷＤＭ伝送装置２、３、５は、それぞれ、光ファイバ回線を介して光分岐挿入装置６、７、８に接続されている。光分岐挿入装置６、７、８は、それぞれ、光ファイバ回線を介して波長クロスコネクト９に接続されている。ＷＤＭ伝送装置４は、光ファイバ回線を介して波長クロスコネクト９に接続されている。なお、各光ファイバ回線上には、１または複数の光アンプが設けられていてもよい。
【００１５】
ＷＤＭ伝送装置２〜５は、波長の異なる複数の光信号を含むＷＤＭ信号を送信および受信する。光分岐挿入装置６〜８は、入力ＷＤＭ信号の中から指定された波長チャネルを通過させる。また、光分岐挿入装置６〜８は、入力ＷＤＭ信号の中から指定された波長の光信号を分岐してクライアント回線に導く。さらに、光分岐挿入装置６〜８は、クライアント回線から入力される光信号をＷＤＭ信号に挿入する。波長クロスコネクト９は、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、指定された光パスを実現するように、入力信号を出力ポートに導く。なお、明示されていないが、波長クロスコネクト９は、光分岐挿入装置６〜８と同様に、クライアント回線への分岐やクライアント回線からの挿入機能を備えていてもよい。
【００１６】
ネットワーク管理システム１０は、光伝送システム１において、ユーザから指示される光パスを設定する。すなわち、ネットワーク管理システム１０は、ユーザから指示される光パスを実現するように、ＷＤＭ伝送装置２〜５、光分岐挿入装置６〜８、および波長クロスコネクト９を制御する。ネットワーク管理システム１０は、集中型の制御システムにより、いわゆるマネジメントプレーンを構成するものであってもよいし、分散型の制御システムにより、いわゆる制御プレーンを構成するものであってもよく、さらにそれらの複合システムであってもよい。
【００１７】
図１に示す例では、光伝送システム１には、光パスＰ１〜Ｐ４が設定されている。各光パスは、それぞれ破線で表されている。光パスＰ１は、ＷＤＭ伝送装置２から光分岐挿入装置６および波長クロスコネクト９を介してＷＤＭ伝送装置４へ光信号を伝送する。光パスＰ２は、ＷＤＭ伝送装置２から光分岐挿入装置６を介してクライアント１１へ光信号を伝送する。光パスＰ３は、ＷＤＭ伝送装置３から光分岐挿入装置７を介してクライアント１２へ光信号を伝送する。光パスＰ４は、クライアント１３から光分岐挿入装置７、波長クロスコネクト９、光分岐挿入装置８を介してＷＤＭ伝送装置５へ光信号を伝送する。なお、各光パスＰ１〜Ｐ４は、双方向に光信号を伝送してもよい。
【００１８】
上記構成の光伝送システム１において、ネットワーク管理システム１０は、通信資源を効率的にまたは柔軟に利用するために、異なる光パスに対して同じ波長を割り当てることができる。図１に示す例では、光パスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に対して、それぞれ、波長λ１、λ３、λ１、λ１が割り当てられている。
【００１９】
ユーザあるいはネットワーク管理者は、光パスが正しく設定されているか確認したいことがある。ところが、複数の光パスに対して同じ波長が割り当てられているときは、各波長チャネルのスペクトルをモニタするだけでは、各光パスを識別することは困難である。例えば、波長クロスコネクト９において、各波長チャネルのスペクトルをモニタするだけでは、光パスＰ１、Ｐ４を識別することは困難である。
【００２０】
そこで、ネットワーク管理システム１０は、各光パスに対してパスＩＤを割り当てる。そして、光パスの送信元装置は、光パスを介して伝送する光信号に、パスＩＤを表すパスＩＤ信号を重畳する。例えば、ＷＤＭ伝送装置２は、光パス１を介して伝送する光信号に対して「パスＩＤ＝１」を表すパスＩＤ信号を重畳し、光パス２を介して伝送する光信号に対して「パスＩＤ＝２」を表すパスＩＤ信号を重畳する。
【００２１】
光ノード装置は、光信号に重畳されているパスＩＤ信号を検出してパスＩＤを取得するための重畳信号検出回路１４を備える。光ノード装置は、図１に示す例では、光分岐挿入装置６〜８および波長クロスコネクト９に相当する。ただし、重畳信号検出回路１４は、必ずしもすべての光ノード装置に対して設ける必要はなく、また一つの光ノード装置に対して複数の重畳信号検出回路１４を設けても良い。また、重畳信号検出回路１４は、光ノード装置内に内蔵されていてもよいし、光ノード装置に着脱可能に接続されるようにしてもよい。さらに、重畳信号検出回路１４は、ＷＤＭ伝送装置２〜５に対して設けられてもよい。
【００２２】
図２は、ＷＤＭ伝送装置の構成を示す。図２に示すＷＤＭ伝送装置２０は、図１に示す例では、ＷＤＭ伝送装置２〜５に相当する。ＷＤＭ伝送装置２０は、光送信器２１−１〜２１−ｎ、マルチプレクサ２２、光受信器２３−１〜２３−ｎ、デマルチプレクサ２４を有する。
【００２３】
各光送信器２１−１〜２１−ｎは、入力データ列でキャリア光を変調することにより光信号を生成する。ここで、光送信器２１−１〜２１−ｎが使用するキャリア光の波長λ１〜λｎ（すなわち、光周波数）は、互いに異なっている。また、光信号を送信する光送信器２１−１〜２１−ｎには、ネットワーク管理システム１０により、パスＩＤが割り当てられる。パスＩＤは、パスＩＤ信号として対応する光送信器２１−１〜２１−ｎに与えられる。パスＩＤ信号は、例えば、所定長のコードである。この場合、各光パスを識別するコードは、互いに直交している。また、パスＩＤ信号は、互いに異なる周波数のトーン信号であってもよい。トーン信号は、特に限定されるものではないが、例えば、正弦波信号である。なお、パスＩＤ信号の速度（コードのビットレート、トーン信号の周波数など）は、データ列の速度と比較して十分に低速である。
【００２４】
光送信器２１−１〜２１−ｎは、周波数変調方式で光信号にパスＩＤ信号を重畳する。すなわち、光送信器２１−１〜２１−ｎは、周波数変調方式でパスＩＤ信号が重畳された光信号を出力する。そして、マルチプレクサ２２は、光送信器２１−１〜２１−ｎから出力される光信号を多重化してＷＤＭ信号を生成する。
【００２５】
なお、光送信器２１−１〜２１−ｎによる主信号データ列の変調方式は、互いに同じでなくてもよい。例えば、光送信器２１−１がＱＰＳＫ変調光信号を送信し、光送信器２１−２が１６ＱＡＭ変調光信号を送信してもよい。また、光送信器２１−１〜２１−ｎから出力される光信号のシンボルレートまたはビットレートは、互いに同じでなくてもよい。
【００２６】
デマルチプレクサ２４は、伝送路を介してＷＤＭ信号を受信し、多重化を解除して、光受信器２３−１〜２３−ｎに分離光信号を出力する。光受信器２３−１〜２３−ｎは、デマルチプレクサ２４からの出力である分離光信号を受信し、対応する送信器から送信されたデータ列を復調した上で出力する。
【００２７】
図３は、パスＩＤ信号を重畳する機能を備える光送信器の構成を示す。図３に示す光送信器は、図２に示す光送信器２１−１〜２１−ｎの実施例である。ただし、光信号に周波数変調方式でパスＩＤ信号を重畳する構成は、図３に示す構成または方法に限定されるものではない。
【００２８】
図３（ａ）に示す光送信器は、周波数チューナブルレーザ光源３１および光変調器３２を有する。周波数チューナブルレーザ光源３１は、周波数制御信号に応じた発振周波数で連続光を生成する。よって、周波数制御信号としてパスＩＤ信号を与えることにより、周波数チューナブルレーザ光源３１は、パスＩＤ信号に応じた発振周波数で連続光を生成することができる。光変調器３２は、主信号データ列で周波数チューナブルレーザ光源３１により生成される連続光を変調する。この結果、周波数変調方式でパスＩＤ信号が重畳された光信号が生成される。
【００２９】
図３（ｂ）に示す光送信器は、デジタル信号処理で周波数変調重畳を実現する。すなわち、符号マッピング回路３３は、主信号データ列をＩ成分データ列およびＱ成分データ列にマッピングする。積算回路３４は、パスＩＤ信号を積分する。なお、図３（ｂ）に示す構成では、パスＩＤ信号ｆ(t)は、コードまたはトーン信号の振幅時間波形を表すデジタルデータ列である。そして、積算回路３４は、積分結果として、下記の位相情報θ(t)を出力する。
θ(t)＝∫2πf(t)dt
ｍｏｄ２π回路３５は、積算回路３４の出力値を０〜２πの範囲内の値に変換する。ただし、積算回路３４の値域が０〜２πとなるように設計されている場合は、ｍｏｄ２π回路３５は省略可能である。
【００３０】
回転演算回路３６は、下記の演算により、位相情報θ(t)を利用してＩ成分データ列およびＱ成分データ列を回転させる。Ｉ、Ｑは、回転演算回路３６の入力データである。また、Ｉ’、Ｑ’は、回転演算回路３６の出力データである。
Ｉ’＝Ｉcosθ(t)−Ｑsinθ(t)
Ｑ’＝Ｉsinθ(t)＋Ｑcosθ(t)
【００３１】
回転演算回路３６により得られるデータＩ’およびデータＱ’は、それぞれＤ／Ａ変換器３７によりアナログ信号に変換されて光変調器３８に与えられる。そして、光変調器３８は、レーザ光源３９から出力される連続光をデータＩ’およびデータＱ’で変調することにより変調光信号を生成する。この結果、周波数変調方式でパスＩＤ信号が重畳された光信号が生成される。なお、Ｄ／Ａ変換器３７、光変調器３８、並びにその間の接続線路のアナログ特性として、周波数帯域制限、多重反射等による周波数特性リプル、非線形応答、遅延差（スキュー）などを無視できない場合は、それらの逆特性を有するディジタル信号処理回路をＤ／Ａ変換器３７の直前に挿入することによってこれを補正することも可能である。
【００３２】
図４は、周波数変調重畳について説明する図である。図４は、時刻Ｔ０、Ｔ１〜Ｔ４における光送信器の時間分解出力スペクトルを示している。それぞれの時刻における出力光スペクトルの広がりは、主信号データ列による高速変調に従って生じるスペクトル広がりを表しており、光主信号の変調方式や変調速度に応じてさまざまな幅や形状をとりうるものである。光送信器から出力される光信号には、図３を参照しながら説明したように、周波数変調方式でパスＩＤ信号が重畳されている。図４に示す例では、パスＩＤ信号はデジタルコードであり、時刻Ｔ１〜Ｔ４において光信号に重畳されるパスＩＤコードは「０１１０」であるものとする。また、光送信器が使用するキャリア光の中心周波数はｆ１であるものとする。
【００３３】
時刻Ｔ０においては、光信号にパスＩＤコードが重畳されていない。この場合、光送信器は、光信号の周波数をシフトさせない。したがって、時刻Ｔ０に出力される光信号のスペクトルの中心は、ｆ１である。
【００３４】
時刻Ｔ１においては、光信号に「０」が重畳される。この場合、この実施例では、光送信器は、光信号の周波数を−Δｆだけシフトさせる。したがって、時刻Ｔ１に出力される光信号のスペクトルの中心は、ｆ１−Δｆである。
【００３５】
時刻Ｔ２においては、光信号に「１」が重畳される。この場合、この実施例では、光送信器は、光信号の周波数を＋Δｆだけ偏移させる。したがって、時刻Ｔ２に出力される光信号のスペクトルの中心は、ｆ１＋Δｆである。同様に、時刻Ｔ３に出力される光信号のスペクトルの中心はｆ１＋Δｆであり、時刻Ｔ４に出力される光信号のスペクトルの中心はｆ１−Δｆである。
【００３６】
周波数偏移Δｆは、キャリア光の周波数と比較して十分に小さい。また、Δｆは、ＷＤＭ伝送システムの隣接チャネルと干渉しないように決定される。例えば、ITU-Tで規定されている50GHz/100GHz周波数グリッド上に波長チャネルが配置されるＷＤＭ伝送システムでは、Δｆは、特に限定されるものではないが、1MHz〜1GHz程度とする。Δｆを小さくすると、キャリア光自体の周波数揺らぎ（光源線幅）が雑音として無視できなくなり、重畳信号検出回路において重畳信号の検出感度が低くなる。よって、Δｆは、隣接チャネルとの干渉および検出感度を考慮して決定することが好ましい。
【００３７】
図４に示す実施例では、重畳信号が「０」および「１」であるときの周波数偏移がそれぞれ「−Δｆ」および「＋Δｆ」であるが、本発明はこの方式に限定されるものではない。例えば、重畳信号が「０」および「１」であるときの周波数偏移がそれぞれ「＋Δｆ」および「−Δｆ」であってもよい。また、重畳信号が「０（または、１）」であるときに周波数偏移をゼロとし、重畳信号が「１（または、０）」であるときに光周波数を偏移させてもよい。さらに、４値の周波数位相シフトキーイングとして、重畳信号２ビットに対して「００」「０１」「１０」および「１１」であるときの周波数偏移をそれぞれ「−Δｆ」「−０．５Δｆ」「＋０．５Δｆ」および「＋Δｆ」などとしてもよい。さらに、２値や４値以外の多値周波数位相シフトキーイングを用いて重畳信号を変調してもよい。
【００３８】
図４に示す実施例ではパスＩＤ信号がデジタル信号であるが、パスＩＤ信号がアナログ信号である場合も、光周波数を偏移させる方法は実質的に同じである。ただし、パスＩＤ信号がアナログ信号である場合には、周波数偏移量は、離散的ではなく、連続的に変化する。
【００３９】
図５は、実施形態の重畳信号検出回路の構成を示す。実施形態の重畳信号検出回路４０は、光フィルタ４１、低速受光器４２、検出器４３を有する。なお、重畳信号検出回路４０は、図１に示す光伝送システムにおいては、光ノード装置に設けられる重畳信号検出回路１４に相当する。
【００４０】
光フィルタ４１は、入力光信号をフィルタリングする。光フィルタ４１の透過率（または、損失）は、光信号の波長（すなわち、光周波数）に依存する。すなわち、光フィルタ４１は、波長依存性損失光フィルタである。
【００４１】
低速受光器４２は、例えばフォトダイオードを含み、入力光信号の強度に応じた光電流を出力する。すなわち、低速受光器４２は、光フィルタ４１によりフィルタリングされた光信号を電気信号に変換する。低速受光器４２の帯域は、光信号により伝送されるデータ信号のシンボルレートよりも低速であるものとする。特に限定されるものではないが、例えば、低速受光器４２の帯域を、信号により伝送されるデータ信号のシンボルレートの１％以下とする設計が考えられる。したがって、低速受光器４２においてデータ信号は平均化される。ただし、低速受光器４２の帯域は、光信号に重畳されているパスＩＤ信号の復調を実現する目的に対して十分高速であるものとする。特に限定されるものではないが、例えば、低速受光器４２の帯域は、信号により伝送されるデータ信号のシンボルレートの１％以下、かつ、パスＩＤ信号の周波数変調速度の０．５倍以上とする設計が考えられる。
【００４２】
検出器４３は、低速受光器４２により得られる電気信号からパスＩＤ信号を検出し、パスＩＤを取得する。重畳信号検出回路４０に複数の光信号を含むＷＤＭ信号が入力されるときは、検出器４３は、各光信号に重畳されているパスＩＤ信号をそれぞれ検出し、各パスＩＤを取得する。すなわち、検出器４３は、光送信器において光信号に重畳されたパスＩＤを識別することができる。なお、検出器４３は、複数の光信号にそれぞれ重畳されているパスＩＤ信号を同時に一括して検出してもよい。なお、検出器４３は、光受信器において光信号に重畳されたパスＩＤを出力する代わりに、あらかじめ期待されるパスＩＤが光信号に重畳されているかどうかの有無判定を行い、その有無判定結果を出力するように構成されていてもよい。
【００４３】
図６は、光フィルタ４１および低速受光器４２の動作を説明する図である。図６は、光信号のスペクトルを示す図、光フィルタ４１の特性を示す図、光フィルタ４１の出力光の平均パワーを示す図を含む。
【００４４】
スペクトル０は、重畳信号が「０」であるときの光信号のスペクトルを表し、中心周波数はｆ１−Δｆである。また、スペクトル１は、重畳信号が「１」であるときの光信号のスペクトルを表し、中心周波数はｆ１＋Δｆである。なお、破線で表されているスペクトルは、重畳信号が与えられていない状態を表し、中心周波数はｆ１である。
【００４５】
光フィルタ４１の透過率は、上述したように、光信号の波長（すなわち、光周波数）に依存する。図６に示す例では、光フィルタ４１は、ｆ１を含む周波数領域において、光周波数が高くなると透過率が大きくなり、光周波数が低くなると透過率が小さくなるように設計されている。
【００４６】
ここで、パスＩＤ信号が重畳されていない光信号（即ち、中心周波数ｆ１の光信号）が光フィルタ４１に入力されたときに、光フィルタ４１の出力光平均パワーがＰ１であるとする。この場合、「０」が重畳されている光信号（すなわち、中心周波数ｆ１−Δｆの光信号）が光フィルタ４１に入力されると、周波数偏移により透過率が小さくなるので、光フィルタ４１の出力光平均パワーはＰ１よりも小さくなる。これに対して、「１」が重畳されている光信号（すなわち、中心周波数ｆ１＋Δｆの光信号）が光フィルタ４１に入力されると、周波数偏移により透過率が大きくなるので、光フィルタ４１の出力光平均パワーはＰ１よりも大きくなる。
【００４７】
光フィルタ４１の出力光パワーの平均化は、低速受光器４２により実現される。すなわち、低速受光器４２は、光フィルタ４１によりフィルタリングされた光信号の平均パワーを表す電気信号を生成する。たとえば、光信号に図４に示すパスＩＤコード「０１１０」が重畳されているときは、低速受光器４２は、順番に「０」「１」「１」「０」を出力する。なお、「０」は、低速受光器４２の出力信号が表すパワーがＰ１よりも小さい状態に対応し、「１」は、低速受光器４２の出力信号が表すパワーがＰ１よりも大きい状態に対応する。このように、光フィルタ４１および低速受光器４２は、光送信器において周波数変調方式で光信号に重畳されたパスＩＤを、強度変調信号に変換して出力することができる。
【００４８】
図７は、検出器４３の実施例を示す。検出器４３は、低速受光器４２により得られる電気信号からパスＩＤ信号を検出してパスＩＤを取得する。ここで、重畳信号検出回路４０は、ＷＤＭ信号に含まれている複数の光信号にそれぞれ重畳されているパスＩＤ信号を検出する。
【００４９】
図７（ａ）は、光パスを識別するパスＩＤがコードで実現されている場合の検出器４３の一例を示す。パスＩＤを表すパスＩＤコードのビット長は、互いに同じであるものとする。また、ＷＤＭ信号は、ｎ本の波長チャネルを収容可能であるものとする。この場合、検出器４３は、サンプリング器５１、シフトレジスタ５２−１〜５２−ｍ、相関器５３−１〜５３−ｍ、判定器５４−１〜５４−ｍを有する。このとき、ｍは１以上の任意の整数であり、ｎとｍを等しくしてもよい。
【００５０】
サンプリング器５１は、低速受光器４２から出力される電気信号をサンプリングする。サンプリングクロックの周波数は、たとえば、パスＩＤコードのビットレート（または、チップレート）と同じである。そして、サンプリング器５１により得られるサンプルデータ列は、シフトレジスタ５２−１〜５２−ｍに導かれる。シフトレジスタ５２−１〜５２−ｍの長さは、パスＩＤコードのビット長と同じである。
【００５１】
相関器５３−１〜５３−ｍには、それぞれ、対応するコード１〜ｍが与えられる。コード１〜ｍは、例えば、図１に示すネットワーク管理システム１０から与えられる。また、コード１〜ｍは、入力ＷＤＭ信号中の光信号に重畳されていることが期待されるコードである。そして、相関器５３−１〜５３−ｍは、それぞれ、コード１〜ｍとシフトレジスタ５２−１〜５２−ｍに保持されているサンプルデータ列との相関を計算する。
【００５２】
判定器５４−１〜５４−ｍは、それぞれ、相関器５３−１〜５３−ｍにより計算された相関値と閾値とを比較する。そして、判定器５４−１〜５４−ｍは、この比較の結果に基づいて、コード１〜ｍが検出されたか否かを判定する。例えば、相関器５３−１により計算された相関値が閾値よりも高ければ、判定器５４−１は、入力ＷＤＭ信号からコード１が検出されたと判定する。この場合、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号の中にコード１により識別される光パスが設定されていると判定する。一方、相関器５３−１により計算された相関値が閾値以下であれば、判定器５４−１は、入力ＷＤＭ信号からコード１が検出されなかったと判定する。この場合、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号の中にコード１により識別される光パスが設定されていないと判定する。  相関器５３−１〜５３−ｍは、互いに独立して並列に、対応するコード１〜ｍとサンプルデータ列との相関を計算することができる。また、判定器５４−１〜５４−ｍは、互いに独立して並列に、相関器５３−１〜５３−ｍにより計算された相関値と閾値とを比較することができる。したがって、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号からコード１〜ｍが検出されるか否かを一括して同時に判定することができる。すなわち、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号の中にコード１〜ｍにより識別される光パスが設定されているか否かを一括して同時に判定することができる。
【００５３】
図７（ｂ）は、光パスを識別するパスＩＤがトーン信号で実現されている場合の検出器４３の一例を示す。パスＩＤを表すトーン信号１〜ｍの周波数は、互いに異なっている。ここでは、図２に示すＷＤＭ伝送装置において、各光信号に重畳されるトーン信号１〜ｍの周波数は、それぞれλ(t1)〜λ(tm)であるものとする。また、ＷＤＭ信号は、ｎ本の波長チャネルを収容可能であるものとする。この場合、検出器４３は、バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍ、判定器５６−１〜５６−ｍを有する。
【００５４】
図７（ｂ）に示す検出器４３において、低速受光器４２から出力される電気信号は、バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍに入力される。バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍの通過周波数は、それぞれ、λ(t1)〜λ(tm)である。
【００５５】
判定器５６−１〜５６−ｍは、それぞれ、バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍの出力レベルと閾値とを比較する。そして、判定器５６−１〜５６−ｍは、この比較の結果に基づいて、トーン信号１〜ｍが検出されたか否かを判定する。例えば、バンドパスフィルタ５５−１の出力レベルが閾値よりも高ければ、判定器５６−１は、入力ＷＤＭ信号からトーン信号１が検出されたと判定する。この場合、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号の中にトーン信号１により識別される光パスが設定されていると判定する。一方、バンドパスフィルタ５５−１の出力レベルが閾値以下であれば、判定器５６−１は、入力ＷＤＭ信号からトーン信号１が検出されなかったと判定する。この場合、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号の中にトーン信号１により識別される光パスが設定されていないと判定する。
【００５６】
バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍは、互いに独立して並列に、低速受光器４２から出力される電気信号をフィルタリングすることができる。なお、バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍは、その通過帯域の中心周波数が可変できるようになっていてもよい。また、判定器５６−１〜５６−ｍは、互いに独立して並列に、バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍの出力レベルと閾値とを比較することができる。したがって、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号からトーン信号１〜ｍが検出されるか否かを一括して同時に判定することができる。すなわち、重畳信号検出回路４０は、入力ＷＤＭ信号の中にトーン信号１〜ｍにより識別される光パスが設定されているか否かを一括して同時に判定することができる。また、バンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍならびに判定器５６−１〜５６−ｍは、一台のＡＤ変換器、信号バッファメモリ、高速フーリエ変換回路を含んで構成される信号処理回路で一括して構成することも可能である。
【００５７】
このように、実施形態の重畳信号検出回路は、データ信号を伝送するための変調方式に依存することなく、光信号に重畳されているパスＩＤ信号を検出できる。よって、光ノード装置は、光信号からパスＩＤ信号を検出するために、光変調方式に応じた光復調回路を設ける必要はない。したがって、重畳信号検出回路は、簡単な構成で実現され、そのサイズは小さくなる。
【００５８】
ここで、重畳信号検出回路４３における判定器５４−１〜５４−ｍまたは５６−１〜５６−ｍの並列数ｍは、ＷＤＭ信号が収容しうる最大の波長チャネル数ｎと等しくすることができる。このような設計により、パスＩＤが期待通りに検出されたことを確認するための判定に要する時間を最小化しつつすることができる。一方で、ｍがｎよりも小さく設計することもできる。この場合、重畳信号検出回路４３の回路規模は削減できる一方で、すべての波長チャネルに対してパスＩＤが期待通りに検出されたことを確認するためには、相関器５３−１〜５３−ｍに入力するコード１〜ｍ、またはバンドパスフィルタ５５−１〜５５−ｍの通過帯域の中心周波数を、逐次切り替えながら複数ステップにわたって判定を行う手順が必要となるため、判定に要する時間が増大する。また、ｍをｎよりも大きくする設計とすると、重畳信号検出回路４３の回路規模は増大するものの、パスＩＤが期待通りに検出されたことを確認するための判定に要する時間を最小化できるばかりでなく、この検出器には到達することが期待されないパスＩＤとの比較も一括して可能となるため、ネットワークにおける接続ミス等に起因する、障害発生の状況をより短時間で詳細に検出することが可能となる。
【００５９】
図８は、光フィルタ４１の実施例を示す。この実施例では、ＷＤＭ伝送の各波長チャネルは、一定の間隔の周波数グリッド上に設定される。図８に示す例では、光周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、．．．を利用して波長チャネルが設定される。この場合、光伝送システム１の波長チャネルの最小間隔は、周波数グリッドの間隔に相当する。例えば、光伝送システム１が50GHz間隔の周波数グリッドを採用している場合は、ＷＤＭ伝送の波長チャネルの最小間隔は、50GHzである。なお、ITU-T勧告Ｇ．６９４．１では、50GHz間隔および100GHz間隔を含む周波数グリッドが規定されている。
【００６０】
図８においては、各波長チャネルの光信号のスペクトルが示されている。スペクトルの形状は、光信号の変調方式およびシンボルレートに依存する。例えば、シンボルレートが高くなると、スペクトルの幅は広くなる。このように、図８に示す例では、様々な変調方式および／またはシンボルレートの光信号が混在している。
【００６１】
光フィルタ４１は、透過率（または、損失）が周波数に対して周期的に変化する特性を有する。このとき、光フィルタ４１は、ＷＤＭ伝送の波長チャネルの最小間隔と整数比の関係を有する自由スペクトル領域（ＦＳＲ：Free Spectral Range）を有するように設計される。好ましくは、光フィルタ４１の自由スペクトル領域は、ＷＤＭ伝送の波長チャネルの最小間隔の整数分の１となるように、設計される。なお、図８に示す例では、光フィルタ４１の自由スペクトル領域は、ＷＤＭ伝送の波長チャネルの最小間隔とほぼ同じに設計されている。
【００６２】
また、必ずしも最適ではないが、別の実施例として、光フィルタ４１の自由スペクトル領域が、ＷＤＭ伝送の波長チャネルの最小間隔の整数分の１ではない、互いに整数比とするような値に設計することで、問題なく動作する設計とすることもできる。例えば、光フィルタ４１の自由スペクトル領域が、ＷＤＭ伝送の波長チャネルの最小間隔の２倍とする設計が可能である。この場合、偶数番目と奇数番目の周波数グリッドに対して光フィルタ４１の透過率の傾きの符号が逆となるため、低速受光器４２から出力される光電流波形の極性が反転することに注意が必要となる。
【００６３】
光フィルタ４１の透過率は、周波数に対して周期的にピークおよび極小を繰り返す。このとき、光フィルタ４１は、例えば、透過率がピークから極小へ変化する領域または透過率が極小からピークへ変化する領域に周波数グリッドが配置されるように設計される。好ましくは、光フィルタ４１は、透過率のピークと極小との中間点またはその近傍に周波数グリッドが配置されるように設計される。光フィルタ４１の透過率をこのように設計すれば、光信号の周波数偏移は、効率的に光強度の変化に変換される。
【００６４】
光周波数に対して周期的に透過率が変化する光フィルタは、例えば、ファブリ・ペローエタロンを利用して実現される。ファブリ・ペローエタロンにおいては、エタロンの厚さおよび材質を適切に設計することにより、光周波数に対する透過率の変化の周期を任意に決定することができ、また、所望の透過中心波長を得ることができる。
【００６５】
光周波数に対して周期的に透過率が変化する光フィルタは、ファブリ・ペローエタロンに限定されるものではない。すなわち、上述の光フィルタは、例えば、非対称マッハツェンダ干渉計（遅延干渉計、ＤＬＩ：Delay Line Interferometer）、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）、特にその一種であるsuperstructureＦＢＧで実現してもよい。
【００６６】
図９は、光フィルタ４１の他の実施例を示す。図９に示す例は、ＷＤＭ伝送の各波長チャネルは、フレキシブル周波数グリッドを利用して設定される。
フレキシブル周波数グリッドにおいては、周波数スロットが定義される。そして、ＷＤＭ伝送の各波長チャネルは、１または複数の周波数スロットを利用して設定される。例えば、シンボルレートの低い波長チャネルに対しては１つの周波数スロットが割り当てられる。また、シンボルレートの高い波長チャネルに対しては複数の周波数スロットが割り当てられる。図９に示す例では、１つの周波数スロットが割り当てられた波長チャネル、２つの周波数スロットが割り当てられた波長チャネル、４つの周波数スロットが割り当てられた波長チャネルが混在している。なお、１つの周波数スロットの幅は、解像度または周波数分解能と呼ばれることがある。
【００６７】
光伝送システム１がフレキシブル周波数グリッドを採用する場合には、光フィルタ４１は、周波数スロットの幅の解像度と整数比の関係を有する自由スペクトル領域を有するように設計される。好ましくは、光フィルタ４１の自由スペクトル領域は、周波数スロットの幅の解像度の整数分の１となるように、設計される。なお、図９に示す例では、光フィルタ４１の自由スペクトル領域は、周波数スロットの幅の解像度とほぼ同じに設計されている。
【００６８】
光伝送システム１がフレキシブル周波数グリッドを採用する場合においても、光フィルタ４１は、例えば、ファブリ・ペローエタロンを利用して実現される。また、光フィルタ４１は、ＤＬＩやsuperstructureＦＢＧ等で実現してもよい。
【００６９】
図１０は、重畳信号検出回路を備えるＲＯＡＤＭの一例を示す。図１０に示すＲＯＡＤＭ６０は、光ノード装置の一例である。ＲＯＡＤＭ６０は、光アンプ６１、光スプリッタ６２、波長ブロッカ６３、光スプリッタ６４、光カプラ６５、光アンプ６６、低速受光器４２、検出器４３を有する。
【００７０】
光アンプ６１は、入力ＷＤＭ信号を増幅する。光スプリッタ６２は、光アンプ６１により増幅されたＷＤＭ信号を波長ブロッカ６３に導くと共に、そのＷＤＭ信号を分岐してドロップ信号を生成する。ドロップ信号は、例えば、不図示の波長選択分岐器またはデマルチプレクサに導かれる。波長選択分岐器は、指定された波長をドロップ信号から選択してクライアント端末に導く。デマルチプレクサは、ドロップ信号を波長ごとに分離する。この場合、デマルチプレクサにより得られる複数の光信号の一部または全部がクライアント端末に導かれる。
【００７１】
波長ブロッカ６３は、例えば、ネットワーク管理システム１０からの指示に応じて、入力ＷＤＭ信号中の指定された波長を通過させ、他の波長をブロックする。なお、波長ブロッカ６３は、後で説明するが、図５に示す重畳信号検出回路４０の光フィルタ４１として動作する。
【００７２】
光スプリッタ６４は、波長ブロッカ６３から出力される光信号を分岐して光カプラ６５および低速受光器４２に導く。光カプラ６５は、光スプリッタ６４から出力される光信号にアド信号を加えることにより、出力ＷＤＭ信号を生成する。アド信号は、例えば、クライアント端末から送信される。そして、光アンプ６６は、光カプラ６５により得られる出力ＷＤＭ信号を増幅する。
【００７３】
低速受光器４２および検出器４３の動作は、図５を参照しながら説明した通りである。すなわち、低速受光器４２は、光スプリッタ６４から導かれてくる光信号を電気信号に変換する。検出器４３は、低速受信器４２により生成される電気信号から、入力ＷＤＭ信号の中の１または複数の光信号にそれぞれ重畳されているパスＩＤ信号を検出する。
【００７４】
図１１は、波長ブロッカ６３により実現される光フィルタについて説明する図である。ここでは、入力ＷＤＭ信号が波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ７を含むものとする。波長ブロッカ６３は、例えば、ユーザまたはネットワーク管理システム１０から与えられる選択指示に従って、光フィルタ機能を提供する。ここで、選択指示は、波長チャネル毎に、３つの状態の中の１つを指定することができる。第１の状態は、入力光信号をブロックする。第２の状態は、入力光信号に重畳されているパスＩＤ信号を検出するとともに、入力光信号を通過させる。第３の状態は、パスＩＤ信号を検出することなく、入力光信号を通過させる。図１１に示す実施例では、波長ブロッカ６３は、以下の選択指示を受けているものとする。
（１）波長チャネルｃｈ３をブロックする（第１の状態）
（２）波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６において光信号に重畳されているパスＩＤ信号を検出する（第２の状態）
（３）波長チャネルｃｈ２、ｃｈ５、ｃｈ７においては、パスＩＤ信号は検出しない（第３の状態）
【００７５】
この場合、波長ブロッカ６３は、図１１に示す透過特性を提供する。すなわち、波長ブロッカ６３は、波長チャネルｃｈ３に対応する周波数領域に対して十分に小さい透過率を提供する。また、波長ブロッカ６３は、波長チャネルｃｈ２、ｃｈ５、ｃｈ７に対応する周波数領域に対して十分に大きい透過率を提供する。波長チャネルｃｈ２、ｃｈ５、ｃｈ７に対して提供される透過率は、周波数に対してほぼ一定である。さらに、波長ブロッカ６３は、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６に対応する周波数領域に対しては、それぞれ、周波数に依存する透過率を提供する。すなわち、波長ブロッカ６３は、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６に対して、それぞれ、周波数依存性損失を有する光フィルタを提供する。図１１に示す例では、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６に対応する各周波数領域において、周波数が高くなると透過率が高くなっている。ただし、光フィルタの構造・特性上の特徴や、運用状態によっては、ｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６に対応する各周波数領域のうち、一部または全部について周波数が高くなると透過率が低くなるような透過特性を実現して運用することが有利になるような場合もありうる。
【００７６】
図１１に示す波長チャネルｃｈ１〜ｃｈ７を含むＷＤＭ信号が波長ブロッカ６３に入力される。そうすると、波長チャネルｃｈ３の光信号は、波長ブロッカ６３によりブロックされる。すなわち、波長ブロッカ６３は、波長チャネルｃｈ３の光信号を出力しない。また、波長チャネルｃｈ２、ｃｈ５、ｃｈ７の光信号は、波長ブロッカ６３によりブロックされない。すなわち、波長ブロッカ６３は、波長チャネルｃｈ２、ｃｈ５、ｃｈ７の光信号を出力する。
【００７７】
波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６の光信号は、周波数依存性損失を有する光フィルタによりフィルタリングされた上で出力される。周波数依存性損失を有する光フィルタを用いたフィルタリング動作は、図６を参照しながら説明した通りである。したがって、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６の光信号に周波数変調方式でパスＩＤ信号が重畳されていれば、波長ブロッカ６３の出力光の平均パワーは、重畳されているパスＩＤ信号に応じて変化する。例えば、波長チャネルｃｈ１の光信号にパスＩＤコード１が重畳され、波長チャネルｃｈ４の光信号にパスＩＤコード４が重畳されているときは、波長ブロッカ６３の出力光の平均パワーは、パスＩＤコード１およびパスＩＤコード４に応じて変化する。
【００７８】
波長ブロッカ６３の出力光は、光スプリッタ６４により分岐されて低速受光器４２に導かれる。低速受光器４２は、図６を参照しながら説明したように、波長ブロッカ６３の出力光パワーを平均化する。この結果、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６の光信号に周波数変調方式でパスＩＤ信号が重畳されていれば、低速受光器４２により、そのパスＩＤ信号を表す強度変調信号が得られる。例えば、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４の光信号にそれぞれパスＩＤコード１、パスＩＤコード４が重畳されているときは、低速受光器４２により、パスＩＤコード１およびパスＩＤコード４を表す強度変調信号が得られる。したがって、検出器４３は、この強度変調信号から２つのパスＩＤを検出することができる。
【００７９】
このように、図１０に示す例では、重畳信号検出回路は、ＲＯＡＤＭに内蔵される波長ブロッカ６３を利用して実現される。この構成においては、ＲＯＡＤＭは、指定された波長をブロックしながら、指定された波長チャネルの光信号に重畳されているパスＩＤ信号を検出することができる。また、この構成によれば、波長ブロッカ６３が波長依存性損失光フィルタとして利用されるので、ＲＯＡＤＭ内のスペース効率が高い。
【００８０】
なお、波長チャネルｃｈ１、ｃｈ４、ｃｈ６の光信号は、周波数依存性損失を有する光フィルタによるフィルタリングの影響を受けるものの、ブロックされずにＲＯＡＤＭノードから出力されるため、光フィルタの周波数依存性損失を適切に設定することにより、回線運用中の波長パスの信号品質に対する影響を最小限にとどめながら、検出対象とすることも可能である。
【００８１】
図１２は、波長ブロッカ６３の構成の一例を示す。波長ブロッカ６３は、この例では、分離素子７１、液晶素子７２−１〜７２−ｐ、結合素子７３を有する。分離素子７１は、例えば、入力ＷＤＭ信号を波長成分ごとに分光して液晶素子７２−１〜７２−ｐに導く。
【００８２】
液晶素子７２−１〜７２−ｐには、それぞれ制御端子７４−１〜７４−ｐが設けられている。液晶素子７２−１〜７２−ｐの透過率は、それぞれ、対応する制御端子７４−１〜７４−ｐに印加される電圧により制御される。なお、各液晶素子７２−１〜７２−ｐは、必ずしも互いに分離されていなくてもよい。結合素子７３は、液晶素子７２−１〜７２−ｐの出力光を結合する。
【００８３】
図１３は、波長ブロッカ６３の動作を説明する図である。波長ブロッカ６３は、この例では、図１２に示すように、複数の液晶素子を備えているものとする。そして、各液晶素子の透過率は、制御端子を介して印加される電圧に依存する。図１３に示す例では、電圧Ｖ１が印加されると、液晶素子の透過率はＴ１に制御される。Ｔ１は、入力光を実質的にブロックする透過率である。電圧Ｖ２が印加されると、液晶素子の透過率はＴ２に制御される。Ｔ２は、入力光を小さい損失で通過させる透過率である。
【００８４】
図１３に示す例では、１つの波長チャネルに対して、３つの液晶素子が割り当てられている。たとえば、波長チャネルｃｈ１に対して液晶素子７２−１〜７２−３が割り当てられ、波長チャネルｃｈ２に対して液晶素子７２−４〜７２−６が割り当てられ、波長チャネルｃｈ３に対して液晶素子７２−７〜７２−９が割り当てられている。
【００８５】
液晶素子７２−１〜７２−３に対しては、互いに異なる電圧が印加される。この実施例では、液晶素子７２−１の印加電圧よりも液晶素子７２−２の印加電圧の方が高く、液晶素子７２−３の印加電圧は液晶素子７２−１、７２−２の印加電圧よりも高い。そうすると、液晶素子７２−１、７２−２、７２−３の透過率は、順番に大きくなっていく。この結果、波長チャネルｃｈ１に対して、周波数に対して傾斜する透過率を有する光フィルタが提供される。なお、液晶素子７２−１〜７２−３には、波長チャネルｃｈ１の光信号が波長ブロッカ６３を通過するように、Ｖ２に近い電圧が印加される。
【００８６】
液晶素子７２−４〜７２−６に対しては、いずれも電圧Ｖ２が印加される。この結果、波長チャネルｃｈ２に対しては、ほぼ一定の透過率Ｔ２を有する光フィルタが提供されるので、波長チャネルｃｈ２の光信号は波長ブロッカ６３を通過する。液晶素子７２−７〜７２−９に対しては、いずれも電圧Ｖ１が印加される。この結果、波長チャネルｃｈ３に対しては、ほぼ一定の透過率Ｔ１を有する光フィルタが提供されるので、波長チャネルｃｈ３の光信号は波長ブロッカ６３によりブロックされる。他の波長チャネルについての説明は省略する。
【００８７】
このように、各液晶素子の印加電圧を制御することにより、波長チャネルごとに、所望の透過特性を有する光フィルタを形成することができる。したがって、ＲＯＡＤＭは、ＷＤＭ信号の中の指定された波長をブロックしながら、所望の１または複数の波長チャネルの光信号に重畳されているパスＩＤ信号を検出できる。
【００８８】
図１４は、波長ブロッカ６３を制御する制御系について説明する図である。図１４において、波長ブロッカ制御回路８１は、与えられた選択指示に応じて制御電圧印加回路８２を制御する。このとき、波長ブロッカ制御回路８１は、検出器４３によるパスＩＤの検出結果を参照しながら制御電圧印加回路８２を制御してもよい。上記選択指示は、ブロックする波長チャネル、通過させる波長チャネル、パスＩＤ信号を検出する対象の波長チャネルを指定することができる。また、この選択指示は、例えば、ユーザ或いはネットワーク管理システム１０から与えられる。そして、制御電圧印加回路８２は、波長ブロッカ制御回路８１の制御に従って、波長ブロッカ６３内の各液晶素子に印加する電圧を生成する。なお、波長ブロッカ制御回路８１は、例えば、プロセッサを含むマイコンで実現してもよい。
【００８９】
なお、図１２における液晶素子７２−１〜７２−ｐは、光偏光または光偏波制御等の空間光変調を実現可能なピクセル化された光空間変調器であれば液晶に限らない。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）による可動微小ミラーアレイや、可変ホログラム素子などによって実現することも可能である。
【００９０】
図１５は、重畳信号検出回路を備えるＲＯＡＤＭの他の例を示す。図１５に示す実施例では、ＲＯＡＤＭ６０は、光アンプ６１、光スプリッタ６２、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）６７、光スプリッタ６４、光アンプ６６、低速受光器４２、検出器４３を有する。
【００９１】
波長選択スイッチ６７は、入力ＷＤＭ信号およびアド信号から指定された波長を選択する。このとき、波長選択スイッチ６７は、図１０に示す波長ブロッカ６３と類似の光フィルタ機能を提供する。ただし、波長選択スイッチ６７は、複数の入力ポートを備える。すなわち、波長選択スイッチ６７は、入力ＷＤＭ信号を受信するポートに加えて、１または複数のアド信号を受信するポートを備えている。また、波長選択スイッチ６７は、複数の出力ポートを備えてもよい。波長選択スイッチ６７の構成および動作は、本出願に係る技術分野の当業者であれば、図１０に示す波長ブロッカ６３の構成および動作から理解できるので、説明を省略する。
【００９２】
このように、実施形態の重畳信号検出回路４０は、ＲＯＡＤＭ６０において、波長選択スイッチ６７、低速受光器４２、検出器４３を利用して実現することもできる。
重畳信号検出回路４０は、ＲＯＡＤＭにおいて、図１６（ａ）に示すように、波長選択分岐器９１、低速受光器４２、検出器４３で実現してもよい。波長選択分岐器９１は、光スプリッタ６２により分岐された入力ＷＤＭ信号から、指定された波長を選択する。波長選択分岐器９１により選択された波長の光信号は、それぞれドロップ信号として、例えばクライアント端末へ送信される。また、波長選択分岐器９１は、図１０に示す波長ブロッカ６３と類似の光フィルタ機能を提供する。
【００９３】
低速受光器４２には、波長選択分岐器９１により選択された波長の光信号の少なくとも１つが導かれる。波長選択分岐器９１から低速受光器４２へ複数の光信号を導く場合、例えば、光カプラまたは光セレクタを用いてそれら複数の光信号を集線してもよい。そして、低速受光器４２は、波長選択分岐器９１の出力光を電気信号に変換し、検出器４３は、その電気信号からパスＩＤ信号を検出する。
【００９４】
重畳信号検出回路４０は、ＲＯＡＤＭにおいて、図１６（ｂ）に示すように、波長選択合波器９２、低速受光器４２、検出器４３で実現してもよい。波長選択合波器９２は、複数のアド信号の中から、出力ＷＤＭ信号に挿入するアド信号を選択する。そして、波長選択合波器９２は、選択したアド信号を合波して光カプラ６５に導く。また、波長選択合波器９２は、図１０に示す波長ブロッカ６３と類似の光フィルタ機能を提供する。
【００９５】
波長選択合波器９２の出力光は、光スプリッタ等を用いて、低速受光器４２にも導かれる。そして、低速受光器４２は、波長選択合波器９２の出力光を電気信号に変換し、検出器４３は、その電気信号からパスＩＤ信号を検出する。
【００９６】
なお、図１０に示すＲＯＡＤＭ６０において、波長ブロッカ６３が光フィルタ（図１２に示す例では、液晶素子）を制御するための光チャネルモニタ（ＯＣＭ：Optical Channel Monitor）を有する場合には、低速受光器４２の代わりにＯＣＭを利用して重畳信号検出回路を実現してもよい。同様に、図１５、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すＲＯＡＤＭにおいて、低速受光器４２の代わりに、波長選択スイッチ６７、波長選択分岐器９１、波長選択合波器９２が備えるＯＣＭを利用して重畳信号検出回路を実現してもよい。これらの構成によれば、重畳信号を検出するための専用の受光器を設ける必要がないので、低コスト化を図ることができる。さらに、ＯＣＭは、入力光を波長成分毎に分解した上で光パワーを測定するため、パスＩＤの検出結果を、信号波長と対応づけながら確認することまで可能になる。この機能によって、例えば送信器で送出する光波長の設定に誤りがあった場合に、これを検出することも可能となる。
【００９７】
図１７は、実施形態の重畳信号伝送方法を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、図３に示す光送信器および図５に示す重畳信号検出回路により実行される。
【００９８】
Ｓ１において、光送信器は、データ信号を伝送する光信号に、周波数変調方式でパスＩＤ信号を重畳する。パスＩＤ信号の速度は、データ信号のシンボルレートと比較して十分に低速である。また、パスＩＤ信号は、コードまたはトーン信号で実現される。
【００９９】
Ｓ２において、重畳信号検出回路４０は、光フィルタ４１を用いて、パスＩＤ信号が重畳されている光信号をフィルタリングする。光フィルタ４１は、波長依存性損失を有している。
【０１００】
Ｓ３において、低速受光器４２は、光フィルタ４１によりフィルタリングされた光信号を電気信号に変換する。低速受光器４２の帯域は、データ信号のシンボルレートよりも低速であり、かつパスＩＤ信号の速度を検出可能な程度に高速である。この結果、パスＩＤを表す電気信号波形が得られる。
【０１０１】
Ｓ４において、検出器４３は、低速受光器４２により生成される電気信号（光電流）の波形成分を取得する。この波形成分は、パスＩＤ信号に対応する。Ｓ５において、検出器４３は、Ｓ４で取得した波形成分に基づいて、パスＩＤを識別する。パスＩＤがコードで表されている場合は、検出器４３は、相関器を利用してパスＩＤを識別する。また、パスＩＤがトーン信号で表されている場合は、検出器４３は、周波数検出によりパスＩＤを識別する。このように、Ｓ２〜Ｓ５は、重畳信号検出方法の一例である。
【０１０２】
上述のフローチャートのＳ１は、例えば、図２に示す各光送信器２１−１〜２１−ｎにより実行される。このとき、光送信器２１−１〜２１−ｎは、同時に、パスＩＤ信号を光信号に重畳してもよい。この場合、重畳信号検出回路４０は、Ｓ５において、複数のパスＩＤを同時に検出する。また、光送信器２１−１〜２１−ｎは、順番に、パスＩＤ信号を光信号に重畳してもよい。この場合、重畳信号検出回路４０は、Ｓ２〜Ｓ５の処理を繰り返すことにより、各パスＩＤを順番に検出する。そうすると、重畳信号検出回路４０は、光信号の波長λ１〜λｎに対応づけてパスＩＤを検出することができる。
【０１０３】
なお、上述の説明では、データ信号を伝送する光信号に光パスを識別するパスＩＤ信号が重畳される。しかし、本発明は、光信号にパスＩＤ信号を重畳する構成または方法に限定されるものではない。すなわち、本発明は、光信号に対して任意の信号を重畳する構成および方法に適用可能である。
【０１０４】
また、実施形態の重畳信号検出回路および方法は、偏波多重システムにも適用可能である。偏波多重システムにおいては、各波長チャネルは、互いに直交する２つの偏波（Ｘ偏波およびＹ偏波）を利用して、２つの光信号（Ｘ偏波光信号およびＹ偏波光信号）を伝送することができる。そして、光送信器は、Ｘ偏波光信号およびＹ偏波光信号に対して異なるパスＩＤ信号を重畳してもよい。あるいは、Ｘ偏波光信号およびＹ偏波光信号のうち片方にのみパスＩＤ信号を重畳してもよい。
【０１０５】
この場合、光ノード装置に設けられる重畳信号検出回路において、偏波多重光信号は、偏波ごとに分離することなく光フィルタ４１に入力される。そして、低速受光器４２は、光フィルタ４１によりフィルタリングされた偏波多重光信号を電気信号に変換する。そして、検出器４３は、Ｘ偏波光信号およびＹ偏波光信号にそれぞれ重畳されているパスＩＤを検出する。すなわち、光フィルタ４１および低速受光器４２として、偏波に依存しないデバイスを使用することができる。このように、実施形態の重畳信号検出回路および方法は、偏波多重システムにおいても、偏波分離器、偏波コントローラ、偏光子などの偏波デバイスを使用することなく、光信号に重畳されている信号を検出できる。
【０１０６】
以上記載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。なお、本発明は、以下の付記に限定されるものではない。
（付記１）
ＷＤＭシステムにおいて、光信号に重畳された信号を検出する重畳信号検出回路であって、
重畳信号が周波数変調方式で重畳された、データ信号を伝送する複数の光信号をそれぞれフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を電気信号に一括変換する受光器と、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器と、
を有する重畳信号検出回路。
（付記２）
前記光フィルタは、前記ＷＤＭシステムの波長チャネルの間隔と整数比の関係を有する自由スペクトル領域を有する
ことを特徴とする付記１に記載の重畳信号検出回路。
（付記３）
前記光フィルタは、前記ＷＤＭシステムの周波数スロット幅の解像度と整数比の関係を有する自由スペクトル領域を有する
ことを特徴とする付記１に記載の重畳信号検出回路。
（付記４）
前記光フィルタは、
複数の光フィルタ素子と、
それぞれ対応する重畳信号が周波数変調方式で重畳された複数の光信号を含むＷＤＭ信号を、波長に応じて分離して前記複数の光フィルタ素子に導く光分離素子と、
前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御するコントローラと、
前記複数の光フィルタ素子の出力信号を結合する光結合素子、を備える
ことを特徴とする付記１に記載の重畳信号検出回路。
（付記５）
前記コントローラは、前記ＷＤＭ信号の中の対象波長チャネルに対応する光フィルタ素子の透過率を波長に依存して変化するように制御し、
前記検出器は、前記対象波長チャネルの光信号に重畳されている重畳信号を検出する
ことを特徴とする付記４に記載の重畳信号検出回路。
（付記６）
前記受光器の帯域は、前記データ信号のシンボルレートよりも低速であり、かつ前記重畳信号の変調速度の０．５倍よりも高速である
ことを特徴とする付記１〜５のいずれか１つに記載の重畳信号検出回路。
（付記７）
ＷＤＭ伝送システムに設けられる光ノード装置であって、
重畳信号が周波数変調方式で重畳された、データ信号を伝送する複数の光信号をそれぞれフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を電気信号に一括変換する受光器と、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器と、
を有する光ノード装置。
（付記８）
前記光フィルタは、波長ブロッカ、波長選択スイッチ、波長選択分岐器、または波長選択合波器である
ことを特徴とする付記７に記載の光ノード装置。
（付記９）
前記受光器は、前記波長ブロッカ、波長選択スイッチ、波長選択分岐器、または波長選択合波器が備える光チャネルモニタである
ことを特徴とする付記８に記載の光ノード装置。
（付記１０）
前記光フィルタは、
複数の光フィルタ素子と、
それぞれ対応する重畳信号が周波数変調方式で重畳された複数の光信号を含むＷＤＭ信号を、波長に応じて分離して前記複数の光フィルタ素子に導く光分離素子と、
前記複数の光フィルタ素子の透過率を制御するコントローラと、
前記複数の光フィルタ素子の出力信号を結合する光結合素子、を備える
ことを特徴とする付記７に記載の光ノード装置。
（付記１１）
前記コントローラは、選択指示が第１の状態を指示している波長チャネルに対応する光フィルタ素子の透過率を、入力光をブロックするように制御し、
前記コントローラは、前記選択指示が第２の状態を指示している波長チャネルに対応する光フィルタ素子の透過率を、波長に依存して変化するように制御する
ことを特徴とする付記１０に記載の光ノード装置。
（付記１２）
前記コントローラは、前記選択指示が第３の状態を指示している波長チャネルに対応する光フィルタ素子の透過率を、波長に対して実質的に依存せずに、入力光を通過させるように制御する
ことを特徴とする付記１１に記載の光ノード装置。
（付記１３）
ＷＤＭ信号を送信するＷＤＭ伝送装置および前記ＷＤＭ信号を処理する光ノード装置を含む光伝送システムであって、
前記ＷＤＭ伝送装置は、前記ＷＤＭ信号に含まれる、データ信号を伝送する複数の光信号に、それぞれ重畳信号を周波数変調方式で重畳する光送信器を備え、
前記光ノード装置は、
前記複数の光信号をそれぞれフィルタリングする波長依存性損失を有する光フィルタと、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を電気信号に一括変換する受光器と、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する検出器、を備える
ことを特徴とする光伝送システム。
（付記１４）
ＷＤＭシステムにおいて、光信号に重畳された信号を検出する重畳信号検出方法であって、
重畳信号が周波数変調方式で重畳された、データ信号を伝送する複数の光信号をそれぞれ波長依存性損失を有する光フィルタでフィルタリングし、
前記光フィルタによりフィルタリングされた複数の光信号を受光器で電気信号に一括変換し、
前記受光器により得られる前記電気信号から前記複数の光信号にそれぞれ重畳されている重畳信号により伝送される情報を取得する、
ことを特徴とする重畳信号検出方法。
【符号の説明】
【０１０７】
１  光伝送システム
２〜５  ＷＤＭ伝送装置
６〜８  光分岐挿入装置
９  波長クロスコネクト
１０  ネットワーク管理システム
１４、４０  重畳信号検出回路
４１  光フィルタ
４２  低速受光器
４３  検出器
６０  光分岐挿入装置（ＲＯＡＤＭ）
６３  波長ブロッカ
６７  波長選択スイッチ（ＷＳＳ）
７１  分離素子
７２−１〜７２−ｐ  液晶素子
７３  結合素子
８１  波長ブロッカ制御回路
９１  波長選択分岐器
９２  波長選択合波器
【図１】
0005811631.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005811631.tif 000006
【図６】
0005811631.tif 000007
【図７】
0005811631.tif 000008
【図８】
0005811631.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005811631.tif 000011
【図１１】
0005811631.tif 000012
【図１２】
0005811631.tif 000013
【図１３】
0005811631.tif 000014
【図１４】
0005811631.tif 000015
【図１５】
0005811631.tif 000016
【図１６】
0005811631.tif 000017
【図１７】
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