(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光多重信号に含まれる波長ごとの光強度を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器の出力スペクトルを測定するモニタと、
前記モニタによる測定値と、あらかじめ設定された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する算出部と、
前記スペクトル狭窄化量及び前記スペクトル余剰量に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を制御する制御部と、
をし、
前記制御部は、前記可変減衰器の制御単位である可変減衰帯域に隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合に、前記２つの波長信号の境界に発生するスペクトルの狭窄化とスペクトルの余剰を、前記スペクトル狭窄化量と前記スペクトル余剰量に基づいて調整することを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記可変減衰帯域ごとに、前記スペクトル余剰量の所定範囲内で前記スペクトル狭窄化量が最小となるように、前記可変減衰器の前記減衰量を制御することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記可変減衰帯域に、前記隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合に、前記２つの波長信号のそれぞれに所定範囲内のスペクトルの余剰が発生するように、前記可変減衰帯域の前記減衰量を制御することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
【請求項４】
前記スペクトル余剰量の上限値を記憶するメモリ、
をさらに有し、
前記制御部は、前記スペクトル余剰量が前記上限値を超えない範囲内で前記スペクトル狭窄化量が最小となるように前記可変減衰器の前記減衰量を制御する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光伝送装置。
【請求項５】
前記制御部は、算出された前記スペクトル余剰量が前記上限値を超えている場合に、前記スペクトル余剰量が前記上限値となるように前記可変減衰器の前記減衰量を制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載の光伝送装置。
【請求項６】
光伝送装置と、
前記光伝送装置を制御するネットワーク制御装置と、
を含み、
前記光伝送装置は、
入力された光多重信号に含まれる波長信号ごとの出力強度に調整する可変減衰器と、
前記ネットワーク制御装置からの制御信号に基づいて、前記光伝送装置の可変減衰器の出力スペクトルを測定するモニタと、
前記モニタによる測定結果と、あらかじめ設定された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する算出部と、
前記スペクトル狭窄化量及び前記スペクトル余剰量に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記可変減衰器の制御単位である可変減衰帯域に隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合に、前記２つの波長信号の境界に発生するスペクトルの狭窄化とスペクトルの余剰を、前記スペクトル狭窄化量と前記スペクトル余剰量に基づいて調整することを特徴とする光伝送システム。
【請求項７】
光伝送装置において、可変減衰器を通過する光多重信号のスペクトルを測定し、
前記光伝送装置で、前記スペクトルの測定値とあらかじめ設定された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出し、
前記光伝送装置で、前記スペクトル狭窄化量と前記スペクトル余剰量とに基づいて、前記可変減衰器の減衰量を調整し、
前記可変減衰器の制御単位である可変減衰帯域に隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合に、前記２つの波長信号の境界に発生するスペクトルの狭窄化とスペクトルの余剰を、前記スペクトル狭窄化量と前記スペクトル余剰量に基づいて調整する、
ことを特徴とする光信号の出力制御方法。
【請求項８】
前記減衰量の調整は、前記可変減衰帯域ごとに、前記スペクトル余剰量の所定範囲内で前記スペクトル狭窄化量が最小となるように、前記可変減衰器の前記減衰量を制御することを特徴とする請求項７に記載の光信号の出力制御方法。
【請求項９】
前記減衰量の調整は、前記可変減衰帯域に、前記隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合に、前記２つの波長信号の各々にスペクトルの余剰が発生するように、前記可変減衰帯域の前記減衰量を制御することを特徴とする請求項７に記載の光信号の出力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光伝送装置と光伝送システム、及び光信号の出力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
増大し続けるネットワークトラフィックに対応するため、コヒーレント光直交周波数多重（ＣＯ−ＯＦＤＭ：Coherent Optical Orthogonal frequency division multiplexing）や、ナイキスト波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）等の高密度の光多重技術が研究されている。ＣＯ−ＯＦＤＭは、信号間の直交性を利用して複数の光信号を細かい周波数間隔で周波数軸上に配置する技術である。ナイキストＷＤＭは、シンボルレート周波数まで帯域を制限した光信号を高密度に波長分割多重する方式である。いずれの通信方式も周波性または波長の利用効率が高い。
【０００３】
複数のサブキャリア信号を多重または密に配置して一つの信号として伝送する方式は、スーパーチャネル伝送とも呼ばれている。複数のサブキャリア信号を一括して伝送することで、フレキシブルで大容量の光通信が実現する。スーパーチャネル伝送を行う際に、サブキャリア毎にあらかじめ伝送路への出力パワーレベルを制御（プリエンファシス）してサブキャリア間のクロストークを低減する方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、スーパーチャネル信号のエッジ帯域部分のサブキャリア信号の減衰量を小さくし、中央帯域部分のサブキャリア信号の減衰量を大きく設定して、光伝送品質の劣化を防止する方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、光チャネルモニタを用いて光信号の波長を検出し、波長選択スイッチに入力される光信号の中心波長と、波長選択スイッチのフィルタ透過帯域の中心波長のずれを補正する技術が知られている（たとえば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公報２０１４／０３１４４１６
【特許文献２】特開２０１３−１０６３２８号公報
【特許文献３】特開２０１４−１１６６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数のサブキャリア信号やパルス信号を多重してひとつの光信号として伝送する際に、サブキャリア信号またはパルス信号ごとに光伝送路への出力レベルを制御することで、伝送路での信号品質の劣化を抑制することができる。
【０００７】
しかし、波長選択スイッチ等の可変減衰器では、減衰量制御が可能な波長粒度が限られている。複数のサブキャリア信号やパルス信号が密に多重される光信号では、ひとつの制御スロット（波長帯域）に、隣接する２つの信号成分が含まれる場合がある。一般的に、可変減衰器のひとつの制御スロットで１つの目標値が用いられることから、２つの信号成分が含まれる波長帯域において、それぞれの信号に対する減衰量に過不足が生じる。減衰量が不足しても過剰になっても信号品質が劣化する。
【０００８】
そこで、光多重伝送における信号品質の劣化を抑制することのできる光伝送装置と光伝送システム、及び光信号の出力制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様では、光伝送装置は、
入力された光多重信号のに含まれる波長信号ごとの出力強度を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器の出力スペクトルを測定するモニタと、
前記モニタによる測定値と、あらかじめ設定された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する算出部と、
前記スペクトル狭窄化量及び前記スペクトル余剰量に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を制御する制御部と、
を有する。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成により、光伝送において信号品質の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光伝送における技術課題を説明する図である。
【図２】技術課題を解決する基本概念を説明する図である。
【図３】第１実施形態の光伝送システムの概略図である。
【図４】第１実施形態の光伝送装置の概略構成図である。
【図５】スペクトル狭窄化と余剰を説明する図である。
【図６】第１実施形態の光信号の出力制御の基本概念を説明する図である。
【図７Ａ】光信号の出力制御方法のフローチャートである。
【図７Ｂ】光信号の出力制御方法のフローチャートである。
【図８】スペクトルモニタを有しないノードを含む第２実施形態の光伝送システムの概略図である。
【図９】スペクトルモニタを有していないノードを含む場合のノード間の構成例を示す図である。
【図１０】スペクトルモニタを有していないノードを含む場合の制御（１）を説明する図である。
【図１１】スペクトルモニタを有していないノードを含む場合の制御（１）を説明する図である。
【図１２】スペクトルモニタを有していないノードを含む場合のノード間の別の構成例を示す図である。
【図１３】スペクトルモニタを有する後段ノードでの制御（２）を説明する図である。
【図１４】第２実施形態の制御方法を示すフローチャートである。
【図１５】スペクトル余剰量の上限値の決定を説明する図である。
【図１６】スペクトル余剰量の上限値の決定を説明する手法を説明する図である。
【図１７】スペクトル余剰量の上限値の決定を説明する手法を説明する図である。
【図１８】スペクトル余剰量の上限値決定方法のフローチャートである。
【図１９】第３実施形態の光伝送装置の構成例を示す図である。
【図２０】図１９の光伝送装置における出力制御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】
【００１２】
図１は、発明者らが見出した光伝送における技術課題を説明する図である。図１（Ａ）で、複数の波長信号１０２−１〜１０２−４が密に配置され、光多重信号１０１として伝送される。波長信号１０２−１〜１０２−４は、たとえば、帯域が制限されたナイキストパルス信号、あるいはＣＯ−ＯＦＤＭ方式の通信で用いられるサブキャリア信号である。以下の説明では、ナイキストパルス信号やサブキャリア信号など、光多重される個々の信号を「波長信号」と称する。
【００１３】
波長信号１０２−１〜１０２−４は、信号の伝送品質が良好に維持されるように、個別に利得すなわち強度レベルが調整されて、光伝送路に出力される。たとえば、可変減衰器に入力される波長信号１０２−１〜１０２−４の信号レベルが破線のレベルにある場合、実線で示されるスペクトル形状になるように、波長信号ごとに光伝送路への出力レベルが調整される。図１の例では、両端の波長信号１０２−１と１０２−４の出力レベルが、中央部の波長信号１０２−２、１０２−３の出力レベルよりも小さくなるように調整されている。この制御により、両端の波長信号１０２−１、１０２−４から中央部の波長信号１０２−２、１０２−３への干渉を低減し、光多重信号１０１全体としての信号品質を均一化する。多重される波長信号ごとに減衰量を調整することで、伝送品質の劣化を抑制することができる。
【００１４】
しかし、可変減衰器あるいは波長選択スイッチを用いて波長信号ごとに減衰量を制御する際に、制御可能な波長粒度に限界がある。図１（Ａ）で、減衰量の制御可能な波長粒度もしくは可変減衰帯域は、各スロット１０３で表される。現段階で実用化が見込まれるもので、スロット幅は６．２５ＧＨｚ程度である。
【００１５】
互いに隣接する波長信号の境界部分、すなわち、２つの波長信号の成分が含まれるスロット１０３Ａでは、減衰量の過不足により、信号品質が劣化する。目標とする利得を実現するための減衰量は、各スロット１０３で１つの値が用いられる。この１つの値を用いて２つの波長信号成分の利得を調整する場合、隣接する２つの波長信号を同時に最適化することは困難である。
【００１６】
波長信号１０２−３の出力制御に目標値Ｔ１が設定され、波長信号１０２−４の出力制御に目標値Ｔ２が設定されているときに、制御対象のスロット１０３Ａで中間値が用いられる場合を考える。
【００１７】
図１（Ｂ）に示すように、波長信号１０２−３のエッジで目標とする利得が得られず、スペクトルの狭窄化（ＰＢＮ：Pass Band Narrowing）が発生する。スペクトルの狭窄化は斜線の領域Ａで示される。スペクトルの狭窄化は減衰量の超過に相当し、信号品質が劣化する。
【００１８】
他方、波長信号１０２−４のエッジでは、利得が目標値よりも高くなり、スペクトルの余剰化が発生する。スペクトルの余剰は、斜線の領域Ｂで示される。スペクトルの余剰は減衰量の不足に相当し、信号品質が劣化する。
【００１９】
図２は、図１で示した問題を解決する実施形態の基本概念を示す。可変減衰器の出力スペクトルをモニタし、目標値とモニタ値（測定値）とに基づいて、制御対象となる可変減衰帯域の利得すなわち減衰量を制御する。実施形態の構成と手法は、可変減衰器の出力制御の最小単位であるスロット（可変減衰帯域）１０３に、隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合に特に有効である。
【００２０】
制御対象のスロット１０３に隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合、一般的に考えられる制御方法は、スペクトル狭窄量（図１の斜線領域Ａ）と、スペクトル余剰量（図１の斜線領域Ｂ）の合計を最小にする制御である。スペクトルの狭窄量と余剰量の合計を最小にする制御を行う場合、波長信号１０２jと波長信号１０２j+1のスペクトルは、破線１０４で示される形状となる。
【００２１】
これに対し、実施形態ではスペクトル狭窄化による信号品質の劣化に着目して、スペクトルの狭窄化を優先的に補償し、スペクトル余剰化を一定範囲内で許容する。許容し得るスペクトル余剰量に上限値を設定し、スペクトル余剰量が上限値を超えない範囲内でスペクトルの狭窄化を最小にする。
【００２２】
このような制御を行うことで、波長信号１０２jと波長信号１０２j+1のスペクトルは、実線１０５で示される形状となる。波長信号１０２jでは、光伝送路への出力レベルとして目標値Ｔ１が得られる。波長信号１０２j+1では、波長信号１０２−３と隣接する側のエッジで、スペクトルの余剰量が大きくなる。
【００２３】
所定範囲内でスペクトル余剰が生じたとしても、スペクトルの余剰は受信側のデジタル信号処理の適応等化時に補償可能である。一方、狭窄化（欠損）が生じたスペクトルについては、受信側での補償が困難である。受信側の適応等化では雑音も増強されるため、狭窄化された部分の品質の劣化が避け難いからである。
【００２４】
そこで、光伝送路へ出力される光信号に対して、許容されるスペクトル余剰量の上限を超えない範囲でスペクトルの狭窄化を最小にする制御を行う。この制御により、可変減衰器の出力制御の最小単位である１つのスロット（可変減衰帯域）内に、隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合でも、伝送品質の劣化を防止することができる。以下で具体的な実施形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図３は、第１実施形態の光伝送システム１を示す。光伝送システム１は、光ファイバ等の光伝送路４によって接続される複数の光伝送装置２と、光伝送装置２を管理するネットワーク制御装置３を含む。光伝送システム１では、複数の波長信号が多重された光多重信号が伝送される。
【００２５】
図４は、光伝送装置２の基本構成図である。図４では、実施形態の制御技術を説明するための最小限度の構成要素だけが示されている。したがって、光伝送路４からの入力端と光伝送路４への出力端に配置される光増幅器等は省略されている。光伝送装置２は、信号を次ノードに中継する中継用の伝送装置として用いられてもよいし、信号を挿入（アド）及び分岐（ドロップ）する光アド／ドロップ装置として用いられてもよい。
【００２６】
光伝送装置２は、可変減衰器２１と、光分岐部２３と、スペクトルモニタ２５と、メモリ２６と、制御値算出部３１と、出力制御部３２を有する。可変減衰器２１は、波長分波機能と減衰量調整機能を有し、光伝送路４から受信した光多重信号に含まれる波長信号の利得すなわち減衰量を、波長信号ごとに調整して出力する。可変減衰器２１における波長分波は、屈折率分布アレイ導波路や回折格子等の分波手段で実現される。減衰量の調整は電圧によるアナログ的な調整であってもよいし、マイクロミラー等を用いて結合比をデジタル的に制御してもよい。
【００２７】
可変減衰器２１から出力される光信号の一部は、フォトカプラ等の光分岐部２３で分岐され、スペクトルモニタ２５に入力される。スペクトルモニタ２５は、後述するように、たとえば波長可変フィルタと光検出器とアナログ／デジタル変換器で形成される。スペクトルモニタ２５は所定の分解能で光信号のスペクトルを測定し、デジタルサンプリングによる電気信号として出力する。スペクトルモニタ２５の出力は、制御値算出部３１の入力に接続される。
【００２８】
メモリ２６は、波長信号ごとに設定された出力制御の目標値を記憶する。メモリ２６に記憶された目標値は、適宜、制御値算出部３１によって読み出される。メモリ２６はまた許容可能なスペクトル余剰量の上限値を記憶する。スペクトル余剰量の上限値は、受信側の光伝送装置の性能に応じて決まる値であり、たとえばネットワークの起動時に測定され決定される。上限値の決定方法については後述する。
【００２９】
制御値算出部３１は、スペクトルモニタ２５により得られた測定値と、メモリ２６から読み出された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を計算する。制御対象のスロット１０３に隣接する２つの波長信号の成分が含まれている場合は、スペクトルの狭窄化と余剰化の両方が発生し得る。制御値算出部３１は、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を制御値として出力制御部３２に出力する。出力制御部３２は、制御値算出部３１で算出された制御値に基づいて、可変減衰器２１の減衰量、すなわち出力値を制御する。
【００３０】
制御値算出部３１と出力制御部３２は、個別のアナログ回路またはデジタル回路で実現されてもよいし、ひとつのマイクロプロセッサ３０で実現されてもよい。また、メモリ２６、制御値算出部３１、及び出力制御部３２が、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのひとつの集積回路で実現されてもよい。
＜可変減衰器の出力値制御＞
図５及び図６を参照して、スペクトル狭窄化量の算出と減衰量の制御を説明する。図５（Ａ）で、黒丸で示される点がスペクトルモニタ２５から出力されるモニタ値（Ｓout）であり、白丸で示される点が目標値（Ｓtarget）である。スペクトルモニタ２５でモニタされているモニタ波長λにおけるスペクトルの目標値をＳtarget(λ)とする。減衰量がαATTであるときの波長λにおけるスペクトルのモニタ値をＳout(λ,αATT)とする。
【００３１】
Ｓtarget(λ)：波長λにおけるスペクトルの目標値
Ｓout(λ,αATT)：減衰量αATTのときの波長λにおけるスペクトルのモニタ値
減衰量がαATTのときの波長λにおけるモニタ値と目標値の差分をＸ（λ，αATT）とすると、差分Ｘ（λ，αATT）は式（１）で表される。
【００３２】
【数１】
0006578962.tif 000002
たとえば、モニタ値Ｓoutが０．８、目標値が１の場合、差分Ｘは−０．２となる。この場合、図５（Ｂ）でＵPBNで示されるように、スペクトルに狭窄化が生じている。図５（Ｂ）の横軸は波長λ、縦軸は［（Ｓout／Ｓtarget）−１］で表される差分Ｘである。差分Ｘがプラスで表されるときは、スペクトルの余剰Ｕoverが生じている。
【００３３】
減衰量がαATTのときのスペクトル狭窄化量の積分値は、式（２）で表される。
【００３４】
【数２】
0006578962.tif 000003
式（２）において、「if」以下は、Ｓout（λ，αATT）＜Ｓtarget（λ）のときに積分するという条件、すなわちモニタ値が目標値を下回る部分のみを積分するという条件を示す。
【００３５】
減衰量がαATTのときの波長λにおけるモニタ値と目標値の差分（絶対値）の総量は、式（３）で表される。
【００３６】
【数３】
0006578962.tif 000004
このＵerror(αATT)は、図５（Ｂ）のＵPBNとＵoverの面積の合計に相当する。したがって、スペクトル余剰量の積分値Ｕover(αATT)は、式（４）により、Ｕerror(αATT)からＵPBN(αATT)を引き算した値として求められる。
【００３７】
【数４】
0006578962.tif 000005
図６（Ａ）は、ＵPBNとＵoverとＵerrorの関係を示す。一般的な出力制御としては、モニタ値と目標値の差分の総量であるＵerrorを最小にする減衰量（横軸のＰ2点での減衰量）が選択されると考えられる。これに対し、実施形態では、スペクトル余剰量の上限を超えない範囲内で、スペクトル狭窄化量ＵPBNを最小にする減衰量（横軸のＰ１点での減衰量）を決定する。
【００３８】
図６（Ｂ）は、可変減衰器２１の減衰量αATTと信号品質（たとえばビット誤り率ＢＥＲ）の関係を示す。スペクトル余剰化は、受信側の適応等化等で一定程度まで補償が可能なので、信号品質に対する影響が少ない。これに対し、スペクトルの狭窄化は、信号品質と相関する。減衰量αATTが大きくなるほど、すなわち狭窄化量が大きいほど、ＢＥＲが大きくなり信号品質が劣化する。そこで、スペクトル余剰化が許容される範囲内で、スペクトル狭窄化量ＵPBNをできる限り小さくする制御を行う。
【００３９】
光伝送装置２の出力制御部３２は、制御値算出部３１によって算出されたスペクトル狭窄化量ＵPBNとスペクトル余剰量Ｕoverに基づいて、スペクトル狭窄化量ＵPBNが最小になり、かつスペクトル余剰量Ｕoverが許容上限値を超えないように、可変減衰器２１の出力を制御する。
【００４０】
図７Ａは、光伝送装置２における光信号の出力制御方法のフローチャートである。スペクトルモニタ２５により可変減衰器２１の出力スペクトルを測定する（Ｓ１１）。制御値算出部３１は、制御対象のスロット１０３ごとに、スペクトルモニタ２５の測定値とメモリ２６から読み出した目標値を比較し、上記の式（１）〜（４）からスペクトルの狭窄化量ＵPBN(αATT)と余剰量Ｕover(αATT)を計算する（Ｓ１２）。制御対象のスロットに隣接する２つの波長信号が含まれている場合は、スペクトルの狭窄化とスペクトルの余剰化の双方が発生し得る。
【００４１】
出力制御部３２は、可変減衰器２１の出力値または減衰量αATTを、スペクトルの狭窄化量ＵPBN(αATT)が最小になる値に変更する（Ｓ１３）。さらに、スペクトルの狭窄化量ＵPBN(αATT)を最小にしたときのスペクトル余剰量Ｕover(αATT)が、上限値以下であるか否かを判断する（Ｓ１４）。スペクトル余剰量Ｕover(αATT)が上限値以下であれば（Ｓ１４でＹＥＳ）、Ｓ１３で可変減衰器２１に設定された減衰量αATTを維持する。スペクトル余剰量Ｕover(αATT)が上限を超える場合は（Ｓ１４でＮＯ）、出力制御部３２は、スペクトル余剰量Ｕover(αATT)が上限値になるように、可変減衰器２１の制御対象スロットの出力値または減衰量を変更する（Ｓ１５）。
【００４２】
Ｓ１２〜Ｓ１５の処理が終わると、未制御のスロット（可変減衰帯域）が残っているか否かを判断し（Ｓ１６）、すべてのスロットについて出力制御が終わるまでＳ１２〜Ｓ１５を繰り返す。この処理フローは通信開始前に行われてもよいし、運用中に行って伝送品質を保持してもよい。
【００４３】
実施形態の出力制御は、可変減衰器２１の制御対象のスロット内に隣接する２つの波長信号の成分が含まれているときに特に有効である。可変減衰制御の最小単位であるスロット内で、スペクトルの狭窄化と余剰化の双方が発生している場合でも、スペクトル余剰量の上限値を超えない限り、スペクトル狭窄化を最小にする制御が優先される。これにより信号の伝送品質が維持される。
【００４４】
制御対象のスロットに単一の波長信号のみが含まれている場合は、Ｓoutが目標値Ｓtargetに一致するようｎ制御する。もしくは、２つの波長信号の成分が含まれるスロットのみを対象にＳ１２〜Ｓ１５を実施してもよい。
【００４５】
図７Ｂは、スロットに単一の波長信号が含まれるか否かを判断するステップを含むフローチャートである。図７Ａと同じステップには同じ符号を付けて説明を省略する。ステップＳ１１でのスペクトル測定後に、スロット内に単一の波長信号成分だけが含まれるか否かを判断し（Ｓ１０１）する。単一の波長信号成分ン岳の場合は（Ｓ１０１でＹＥＳ）、Ｓoutを目標値Ｓtargetに一致するように制御してＳ１６に進む。
【００４６】
Ｓ１０１の判断を、すべてのスロットについて行った後にＳ１２〜Ｓ１５及びＳ１０２を実行してもよい。
【００４７】
この方法により、スペクトル余剰量が上限値に収まる範囲内でスペクトル狭窄化量を最小にするように、可変減衰器２１の出力が制御される。
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、光伝送システム１に含まれるすべての光伝送装置２がスペクトルモニタ２５を有している場合を想定して、単一ノード（光伝送装置２）で光伝送路４への出力レベルを最適化する例を説明した。しかし、ネットワーク内の光ノードのすべてがスペクトルモニタを有しているとは限らない。そこで、第２実施形態では、ネットワークがスペクトルモニタ２５を有していない光ノードを含む場合の出力制御を説明する。
【００４８】
図８は、スペクトルモニタ２５を有していない光ノード２００を含む光伝送システム１Ａの概略図である。図８の例では、ノード２とノード５が、スペクトルモニタ２５を有する光伝送装置２−１、２−２である。ノード１、３、４、６、７は、スペクトルモニタ２５を有していない光ノード２００である。光伝送装置２−１及び２−２は、スペクトルモニタ２５を有していない光ノード２００の存在を前提として出力制御を行う。
【００４９】
スペクトルモニタ２５を有していない光ノード２００の存在を前提とする制御として、
（１）後段のノードにスペクトルモニタ２５を有する他の光伝送装置２が無い場合の制御（制御（１））と、
（２）スペクトルモニタ２５を有する光伝送装置２の間に、スペクトルモニタ２５を有していない光ノード２００が挟まれている場合の制御（制御（２））、
を説明する。
【００５０】
図９〜１１は、制御（１）を説明する図である。図９において、スペクトルモニタを有する光伝送装置２−２から、スペクトルモニタを有していない光ノード２００に光多重信号が伝送される場合を考える。
【００５１】
光伝送装置２−２は、図４の光伝送装置２と同じ構成である。可変減衰器２１は、波長選択型の可変減衰器２１であり、たとえば減衰量調整機能を有する波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）を用いることができる。波長選択型の可変減衰器２１では、たとえば各波長の光を対応する入出力ポートへ結合させる際の結合比を制御することで、出力レベルを調整することができる。
【００５２】
スペクトルモニタ２５を有していない光ノード２００では、制御部２３２はメモリ２２６に記憶されている目標値に合わせて、可変減衰器２１の出力レベルまたは減衰量を調整する。光ノード２００では、１つの制御対象スロットに隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合も、単一の目標値に合わせる制御が行われる。したがって、隣接する波長信号の境界部分でスペクトルの狭窄化が生じ得る。
【００５３】
図１０は、図９の光伝送装置２−２で行われる出力制御を説明する概念図である。制御対象となるスロット１０３Ａに、隣接する２つの波長信号１０２jと波長信号１０２j+1が含まれている。実線１０５は、第１実施形態の単一ノードにおけるスペクトル最適化で得られる出力スペクトルである。太線１０６は、第２実施形態で光伝送装置２−２の制御（１）により得られる出力スペクトルである。太線１０６では、隣接する波長信号１０２jと波長信号１０２j+1の双方に、スペクトルの余剰を生じさせている。可変減衰器２１の制御対象のスロットの出力値は、スペクトル余剰量の上限に達するまで増加される。
【００５４】
図１１は、可変減衰器２１の出力または減衰量の制御を示す概念図である。単一ノードでの光信号レベルの最適化では、スペクトル余剰量の上限を超えない範囲内で、スペクトル狭窄化を最小にする制御が行われる。そのため、可変減衰器２１の制御対象となっているスロットの減衰量αATTは、Ｐ１点に制御される。
【００５５】
これに対し、制御（１）ではスペクトルの狭窄化が生じた部分で、スペクトル狭窄化を最小にするにとどまらず、スペクトル余剰量の上限までスペクトル余剰を生じさせて、目標値を超える出力とする。可変減衰器２１での減衰量αATTは、Ｐ１点よりもさらに小さいＰ３点の値に設定される。この制御はスペクトルの狭窄化量をゼロ、すなわち最小にするという点では、第１実施形態の出力制御と共通する。ただし、スペクトル狭窄化をあらかじめ防止するため、目標値を超えてスペクトルの余剰を生じさせる。
【００５６】
スペクトル狭窄化が生じている波長信号の出力値を目標値よりも高くするか否かは、ネットワークトポロジーの変更あるいはパスの切り替えの都度、ネットワーク制御装置３から光伝送装置２−２に通知されてもよい。光伝送装置２−２は、可変減衰器２１の制御対象スロットに隣接する２つの波長信号が含まれる場合に、式（１）〜式（４）によりスペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する。光伝送装置２−２は、スペクトル狭窄化を補正し、かつスペクトル余剰量が上限に達するまで可変減衰器２１の制御対象スロットの出力を引き上げる。これにより、後段の光ノード２００で、多重された波長信号に対する減衰量の調整に過不足が生じ得る場合も、スペクトルの狭窄化を最小限に抑えることができる。
【００５７】
図１２〜１４は、制御（２）を説明する図である。図１２では、スペクトルモニタを有する光伝送装置２−１と光伝送装置２−２の間に、スペクトルモニタを有していない光ノード２００が挟まれている。光伝送装置２−１と２−２は、間に存在する光ノード２００で生じ得るスペクトル狭窄化を補償し、かつスペクトル余剰量を許容範囲内に維持する制御を行う。光伝送装置２−１と２−２の構成自体は、図４の光伝送装置２の構成と同じである。可変減衰器２１として、たとえば減衰量調整機能を有する波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を用いる。光ノード２００は、図９の光ノード２００と同様である。
【００５８】
光伝送装置２−１、２−２は、ネットワークトポロジーの変更あるいはパスの切り替えの都度、ネットワーク制御装置３から、スペクトル狭窄化が生じている波長信号の出力値を目標値よりも出力を高くする制御を行うか否かを示す制御信号を受信する。
【００５９】
前段の光伝送装置２−１は、ネットワーク制御装置３からの指示に基づいて、スペクトル狭窄化を補正し、かつスペクトル余剰量が上限に達するまで、可変減衰器２１の制御対象スロットの出力を高める。このように出力制御された光多重信号が後段の光伝送装置２−２に入力される際に、光伝送路４や光ノード２００の性能等の影響により、スペクトル余剰量が上限を上回っている場合があり得る。この場合、光伝送装置２−２は、算出されたスペクトル狭窄量とスペクトル余剰量に基づいて、スペクトル狭窄化量の最小化が満たされる範囲で、スペクトル余剰量を上限の範囲内に戻るように、自装置の可変減衰器２１の出力を弱める（減衰量を増やす）。これにより、光伝送路４に出力される光多重信号の品質劣化を抑制することができる。
【００６０】
図１３は、光伝送装置２−２における出力制御の概念図である。スペクトル狭窄量とスペクトル余剰のトータルＵerrorが最小となる点Ｐ２から減衰量を減らして、スペクトル狭窄化の発生を優先的に防止する点は、第１実施形態の出力制御と同様である。可変減衰器２１の制御対象スロットの減衰量αATTが、前回の処理で点Ｐ４に設定されていたとする。前回の処理では、点Ｐ４の減衰量でスペクトル狭窄量は最小、かつスペクトル余剰量は上限値となる。今回の処理で、測定値と目標値とに基づいて式（１）〜（４）から算出されたスペクトル余剰量が、上限を超えたとする。この場合、光伝送装置２−２は、スペクトル余剰量が上限に戻るまで、可変減衰器２１の制御対象スロットの出力を弱める。すなわち、可変減衰器２１の制御スロットの減衰量αATTを、点Ｐ４から点Ｐ５に増大する。
【００６１】
この処理により、光伝送路４に出力される光多重信号の品質の劣化を抑制することができる。
【００６２】
図１４は、光伝送システム１Ａに含まれる光伝送装置２−１、２−２で行われる制御を示すフローチャートである。制御フローは、フローＡとフローＢを含む。フローＡは制御（１）における光伝送装置２−２、または制御（２）における前段の光伝送装置２−１で行われる処理である。フローＢは、制御（２）における後段の光伝送装置２−２で行われる処理である。以下の説明では、光伝送装置２−１、２−２を「光伝送装置２」と総称する。
【００６３】
光伝送装置２は、自装置内のスペクトルモニタ２５により、ＷＳＳ等の可変減衰器２１の出力スペクトルを測定する（Ｓ２１）。制御値算出部３１は、スペクトルモニタ２５で得られた測定値と、メモリ２６から読み出した目標値とを比較し、式（１）〜（４）からスペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する（Ｓ２２）。
【００６４】
次に、算出されたスペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量に基づいて、出力制御部３２は可変減衰器２１の制御対象スロットの出力値を、スペクトル余剰量が上限となる値に変更する（Ｓ２３）。この出力値の変更により、スペクトル狭窄化量は最小（ゼロ）となる。制御対象のスロットに隣接する２つの波長信号の成分が含まれている場合は、双方の波長信号にスペクトル余剰が生じ得る。可変減衰器２１の制御対象スロットに単一の波長信号が含まれている場合は、測定値が目標値を超える場合も、目標値に満たない場合も、可変減衰器２１の出力はスペクトル余剰量の上限値に相当する出力レベルに制御される。
【００６５】
光伝送装置２の後段にスペクトルモニタが可能なノードが存在するか否かで（Ｓ２５）処理の流れが分岐する。光伝送装置２の後段にスペクトルモニタが可能なノードが存在しない場合は（Ｓ２５でＮＯ）、上記の制御（１）に対応し、ネットワーク内の光伝送装置２の出力制御は終了する。後段の光ノード２００（図８参照）は、可変減衰器の出力を目標値に合わせる一般的な出力制御を行う。隣接する２つの波長信号の境界部分でスペクトルの狭窄化が生じ得る場合でも、前段の光伝送装置２によりあらかじめ出力が補償されているので、伝送品質の劣化を防止することができる。
【００６６】
光伝送装置２の後段にスペクトルモニタが可能なノードが存在する場合は（Ｓ２５でＹＥＳ）、制御（２）に対応し、後段の光伝送装置２で制御フローＢが行われる。
【００６７】
後段の光伝送装置２は、自装置内のスペクトルモニタ２５により、ＷＳＳ等の可変減衰器２１の出力スペクトルを測定する（Ｓ３１）。制御値算出部３１は、スペクトルモニタ２５による測定値と、メモリ２６から読み出した目標値とを比較し、式（１）〜（４）からスペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する（Ｓ３２）。
【００６８】
後段の光伝送装置２の出力制御部３２は、ステップＳ３２で算出されたスペクトル余剰量が上限を超えている場合は、スペクトル余剰量を上限値に戻す。より具体的には、可変減衰器２１の制御対象スロットの減衰量を増加し、かつスペクトル余剰量の上限値の範囲内でスペクトル狭窄化量が最小となるように、可変減衰器２１の出力値を変更する（Ｓ３３）。スペクトル余剰量の上限の範囲内でスペクトルの狭窄化が最小に抑えられるので、伝送品質の劣化を抑制することができる。
＜スペクトル余剰量の上限値の決定＞
図１５〜図１８を参照して、スペクトル余剰量の上限値の決定を説明する。以下で説明するスペクトル余剰量の上限値の決定は、第１実施形態と第２実施形態の双方に適用される。
【００６９】
スペクトル余剰量の上限値は、受信側の性能（適応等化能力）によって決まる。図１５（Ａ）は、減衰量αATTの関数として、スペクトル余剰量Ｕoverとビットエラー率ＢＥＲを示す。受信側の適応等化で補償可能なＢＥＲの上限は、閾値Ｑである。後段ノードのＢＥＲが閾値Ｑであるときのスペクトル余剰量Ｕoverを、スペクトル余剰量の上限値Ｒとする。なお、信号品質としてはＢＥＲに限定されず、キャリア対雑音比（ＣＮ比）等、他のパラメータを用いてもよい。
【００７０】
図１５（Ｂ）に示すように、送信側では、スペクトル余剰量Ｕoverの上限を超えない範囲で、可変減衰器の出力レベル（または減衰量）を制御する。
【００７１】
図１６は、スペクトル余剰量の上限値の決定に用いられる光伝送装置２Ａと光伝送装置２Ｂの構成を示す。スペクトルの余剰量の上限は、たとえばネットワーク起動時に光伝送装置２Ａと光伝送装置２Ｂを接続した状態で、ＢＥＲとともにスペクトル余剰量を測定することで決定される。図１６では、便宜上、光伝送装置２Ａから光伝送装置２Ｂへテスト用の光信号が伝送される際に必要な構成のみを示している。
【００７２】
光伝送装置２Ａは、波長選択型の可変減衰器（ＷＳＳ等）２１、光分岐部２３、スペクトルモニタ２５、メモリ２６、制御値算出部３１、出力制御部３２に加えて、受信器２７Ａ、送信器２８Ａ、及び光合波器２９を有する。
【００７３】
光伝送装置２Ｂは、波長選択型の可変減衰器（ＷＳＳ等）２１、光分岐部２３、スペクトルモニタ２５、メモリ２６、制御値算出部３１、出力制御部３２に加えて、受信器２７Ｂ、送信器２８Ｂ、光合波器２９、及び上限値決定部３３を有する。制御値算出部３１、上限値決定部３３、出力制御部３２は、たとえばひとつのプロセッサ３０Ｂによって実現されてもよいし、個別の回路として形成されてもよい。また、上限値決定部３３は、出力制御部３２の一部に組み込まれてもよい。
【００７４】
光伝送装置２Ａの送信器２８Ａからテスト用の光信号が出力される。テスト用の光信号は、光合波器２９を経て光伝送路４に出力され、光伝送装置２Ｂで受信される。光伝送装置２Ｂでは、可変減衰器２１で各波長信号が分波されて、受信器２７Ｂに入力される。光信号の一部は光分岐部２３によりスペクトルモニタ２５で測定される。受信器２７Ｂはたとえば誤り検出回路を有し、誤り検出回路の出力に基づいてＢＥＲが計測される。計測されたＢＥＲは、たとえばメモリ２６に記憶される。
【００７５】
制御値算出部３１は、スペクトルモニタ２５の測定値とメモリ２６に記憶された目標値に基づいて、スペクトル余剰量を計算する。出力制御部３２は、ＢＥＲが許容限界である閾値Ｑに達するまで、可変減衰器２１の出力値を増大する（減衰量を低減する）。出力制御部３２の制御により、可変減衰器２１の出力値を増大させながら、ＢＥＲとスペクトル余剰量を計測する。ＢＥＲが閾値Ｑに達したならば、上限値決定部３３はそのときのスペクトル余剰量を、スペクトル余剰量の上限値に決定する。
【００７６】
図１６の構成では、光伝送路４の影響も含めて、スペクトル余剰量の上限値が決定される。
【００７７】
図１７は、スペクトル余剰量の上限値の決定の別の手法を示す。図１７では、光伝送装置２Ｂ自体で、スペクトル余剰量の上限値を決定する。図１７では、図示の便宜上、スペクトル余剰量の上限値の決定に必要な構成要素のみが示されている。光伝送装置２Ｂの送信器２８Ｂから、光合波器２９を介して、自装置の受信器２７Ｂに向けてテスト用の光信号が送信される。可変減衰器２１で各波長信号が分波され、受信器２７ＢでＢＥＲが測定される。光信号の一部は光分岐部２３で分岐され、スペクトルモニタ２５で測定される。
【００７８】
出力制御部３２の制御下で、可変減衰器２１の出力値を増大させながら、ＢＥＲとスペクトル余剰量を計測する。上限値決定部３３は、ＢＥＲが許容され得る上限の閾値Ｑとなったときのスペクトル余剰量を上限値に決定する。決定されたスペクトル余剰量の上限値は、前段の光伝送装置２Ａから光伝送路４への出力制御に用いられる。図１７の構成によると、他の光伝送装置２Ａとの間で送受信のセットアップを行わなくても、スペクトル余剰量の上限値を決定することができる。
【００７９】
図１８は、スペクトル余剰量の上限決定のフローチャートである。光伝送装置２Ａの送信器２８Ａから順方向に、または光伝送装置２Ｂの送信器２８Ｂから逆方向に、テスト用の光信号を送信する（Ｓ４１）。光伝送装置２Ｂ内のスペクトルモニタ２５により、受信端でのスペクトルを測定する（Ｓ４２）。
【００８０】
光伝送装置２Ｂの制御値算出部３１において、メモリ２６から読み出した目標値と測定値とを比較してスペクトル余剰量を算出する（Ｓ４３）。ステップＳ４３と同時に、またはＳ４３と前後して、光伝送装置２Ｂの受信器２７Ｂにて、ＢＥＲ等の信号品質を測定する（Ｓ４４）。上限値決定部３３にて、信号品質が許容される限界値（閾値Ｑ）に達するか否かを判断する（Ｓ４５）。限界値に達する場合は（Ｓ４５でＹＥＳ）、このときのスペクトル余剰量を上限値として決定する（Ｓ４７）。信号品質が限界値に達していない場合は、光伝送装置２Ｂの出力制御部３２により、可変減衰器２１の出力値を増加し（Ｓ４６）、ステップＳ４２に戻る。信号品質が許容限界（閾値Ｑ）に達するまでステップＳ４２〜Ｓ４５を繰り返すことで、スペクトル余剰量の上限値が決定される。
＜第３実施形態＞
図１９は、第３実施形態の光伝送装置２Ｃの構成例を示す。光伝送装置２Ｃは、ネットっワーク制御装置３からの制御信号に応じて、出力制御や、スペクトル余剰量の上限値の決定を行う。図１９では、図示の便宜上、光信号が紙面の左側から右側へ伝送されるときの構成を示す。
【００８１】
スペクトル余剰量の上限を超えない範囲でスペクトル狭窄化を最小にする出力制御は、ネットワーク制御装置３からの制御信号をトリガとして行われてもよい。また、ネットワーク余剰量の上限値の決定も、ネットワーク制御装置３からの制御信号により、行われてもよい。
【００８２】
光伝送装置２Ｃは、第１の光増幅器４１、第２の光増幅器４２、第１の可変減衰器２１ａ、第２の可変減衰器２１ｂ、第１の光分岐部２２、第２の光分岐部２３、第１のスペクトルモニタ２４、第２のスペクトルモニタ２５、受信器２７、及び送信器２８を有する。第２のスペクトルモニタ２５は、主として、スペクトル狭窄化を最小にする出力制御に用いられる。第１のスペクトルモニタ２４は、主として、スペクトル余剰量の上限値の決定に用いられる。
【００８３】
光伝送装置２Ｃはまた、目標値メモリ２６１、測定値メモリ２６２、ノード制御回路３３１、制御値算出回路３１１、及び出力制御回路３２１を有する。目標値メモリ２６１にはスペクトル制御の目標値が記憶される。測定値メモリ２６２には、スペクトルの測定結果、信号品質の測定結果、スペクトル余剰量の上限値等が記憶される。ノード制御回路３３１は、ネットワーク制御装置３との間の通信インタフェースの一部に含まれてもよい。制御値算出回路３１１と出力制御回路３２１は論理回路で形成され、比較演算回路、積分回路等を含む。
【００８４】
可変減衰器２１ｂの出力制御に際して、ノード制御回路３３１は、ネットワーク制御装置３から、出力制御を指示する制御信号Ａを受信する。制御信号Ａは、たとえば、ネットワーク制御装置３によるネットワーク伝送品質の監視結果に基づいて、光信号の伝送品質が許容レベルを下回るパス上のノードに対して送信される。制御信号Ａには、出力制御の指示、測定波長情報等が含まれる。
【００８５】
ノード制御回路３３１は、ネットワーク制御装置３から制御信号Ａを受け取ると、スペクトルモニタ２５にスペクトル測定指示と、測定波長情報を含む制御信号を供給する。ノード制御回路３３１からスペクトルモニタ２５への制御信号の供給は、図中の太い破線で示されている。スペクトルモニタ２５は、たとえば、波長可変フィルタ２５１、フォトディテクタ２５２、アナログデジタル変換器２５３を有する。スペクトルモニタ２５は、制御信号に基づいて、可変減衰器２１ｂの出力信号をモニタし、測定結果と測定波長情報を制御値算出回路３１１に供給する。制御値算出回路３１１に出力される信号は、アナログデジタル変換器２５３によりサンプリングされたデジタル信号である。制御値算出回路３１１には、目標値メモリ２６１からスペクトル制御の目標値も入力される。
【００８６】
制御値算出回路３１１は、目標値とスペクトル測定結果とに基づいて、式（１）〜（４）からスペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する。算出されたスペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量は、測定値メモリ２６２に記憶される。算出値は、出力制御回路３２１に入力されてもよい。出力制御回路３２１は、測定値メモリ２６２に記憶されたスペクトル余剰量の上限値を参照して、スペクトル狭窄化量が最小となり、かつスペクトル余剰量が上限を超えないように可変減衰器２１ａと可変減衰器２１ｂの出力値あるいは減衰量を制御する。
【００８７】
次に、ネットワーク制御に基づいてスペクトル余剰量の上限値を決定する場合を説明する。ノード制御回路３３１は、ネットワーク制御装置３から、スペクトル余剰量の上限値の決定を指示する制御信号Ｂを受信する。制御信号Ｂに応じて、ノード制御回路３３１は第１のスペクトルモニタ２４と、受信器２７と、送信器２８に、上限値決定のための制御信号を供給する。上限値決定のための制御信号には、たとえばテスト用の光信号の送信命令、第１のスペクトルモニタ２４に対するスペクトルモニタ開始の指示、テスト用の光信号の品質測定命令等が含まれる。
【００８８】
送信器２８は、テスト用の光信号を送信する。テスト用の光信号は、可変減衰器２１ｂ及び２１ａにより逆方向に伝送されて、受信器２７で受信される。受信器２７は、制御信号に応じて、テスト用の光信号の受信品質（ＢＥＲなど）を計測する。ＢＥＲの計測値は測定値メモリ２６２に記憶される。
【００８９】
出力制御回路３２１は、測定値メモリ２５６に記憶されるＢＥＲ計測値が、許容限界である閾値Ｑに達するまで、可変減衰器２１ａ及び２１ｂの出力値を増加させる。受信器２７は増加された出力値でＢＥＲを計測し、順次測定値メモリ２６２に書き込む。
【００９０】
第１のスペクトルモニタ２４は、上限値決定のための制御信号に従ってテスト用の光信号の品質測定を開始し、可変減衰器２１ａ及び２１ｂでの出力値の増加の都度、テスト用の光信号の品質を測定する。第１のスペクトルモニタ２４の構成は、第２のスペクトルモニタ２５の構成と同様であり、波長可変フィルタ２４１、フォトディテクタ２４２、アナログデジタル変換器２４３を有する。第１のスペクトルモニタ２４の測定結果は、制御値算出回路３１１に入力される。
【００９１】
制御値算出回路３１１は、第１のスペクトルモニタ２４の測定結果と目標値メモリ２６１に記憶された目標値に基づいて、スペクトル余剰量を計算する。
【００９２】
出力制御回路３２１は、測定値メモリ２６２に書き込まれたＢＥＲ計測値が許容限界である閾値Ｑに達したときのスペクトル余剰量を上限値に決定する。上限値は、制御値算出回路３１１から測定値メモリ２６２に記憶される。
【００９３】
図１９では、制御値算出回路３１１と出力制御回路３２１は個別の回路で形成されているが、制御値算出回路３１１と出力制御回路３２１の機能をひとつのマイクロプロセッサで実現してもよい。あるいは、目標値メモリ２６１及び測定値メモリ２６２とともに、ひとつの集積回路として形成されてもよい。
【００９４】
図２０は、図１９の光伝送装置２Ｃにおける出力制御のフローチャートである。ネットワーク制御装置３から光伝送装置２Ｃに、光信号の出力値の調整を指示する制御信号Ａを送信する（Ｓ５１）。制御信号Ａを受けて、ノード制御回路３３１は、第２のスペクトルモニタ２５にスペクトル測定指示と測定波長情報を供給する（Ｓ５２）。スペクトルモニタ２５による測定結果は、測定波長（モニタ波長）とともに制御値算出回路３１１に入力される（Ｓ５３）。
【００９５】
制御値算出回路３１１には、目標値メモリ２６１から波長信号ごとの目標値が入力される（Ｓ５４）。制御値算出回路３１１は、目標値とスペクトルモニタ２５による測定値に基づいて、式（１）〜（４）からスペクトル狭窄化量と余剰量を算出する。算出値は測定値メモリに記憶される（Ｓ５５）。
【００９６】
出力制御回路３２１は、測定値メモリ２６２からスペクトル余剰量の上限値とスペクトル狭窄化量を読み出す。これにより、測定値メモリ２６２からスペクトル余剰量の上限値とスペクトル狭窄化量が出力制御回路３２１に供給される（Ｓ５６）。
【００９７】
出力制御回路３２１は、スペクトル狭窄化量が最小であるか否かを判断し（Ｓ５７）、最小であれば（Ｓ５７でＹＥＳ），その時点で用いられている出力値または減衰量を維持して処理を終了する。スペクトル狭窄化量が最小になっていない場合は（Ｓ５７でＮＯ）、スペクトル余剰量が上限値に達しているか否かを判断する（Ｓ５８）。スペクトル余剰量が上限値に達していれば（Ｓ５８でＹＥＳ）、スペクトル狭窄化の最小化の過程でスペクトル余剰量が許容限界になったと判断して、処理を終了する。この場合、処理が終了された時点での出力値または減衰量が用いられる。
【００９８】
スペクトル余剰量が上限に達していない場合は（Ｓ５８でＮＯ）、さらに出力値を上げることができるので、出力制御回路３２１は、可変減衰器２１ａと２１ｂに出力値の増加（または減衰量の減少）を指示する制御信号を、制御帯域とともに送信する（Ｓ５９）。その後、処理はステップＳ５２に戻って、更新された出力値または減衰量でＳ５２〜Ｓ５８を繰り返し、スペクトル余剰量が上限に達した時点で処理を終了する。
【００９９】
可変減衰器の出力がスペクトル余剰量の上限まで引き上げられた場合に、スペクトルの狭窄化が依然発生していることは考えにくいが、狭窄化が発生し得る場合であっても伝送品質への影響は最大限に抑制されている。これにより、光伝送路４へ出力される光信号の伝送品質を良好に維持することができる。
【０１００】
スペクトル余剰化の上限値決定のフローは、ノード制御回路３３１がネットワーク制御装置３から制御信号を受け取ることを除いて、図１８の処理フローと同様であるため、図示を省略する。
【０１０１】
ネットワーク制御装置３からの制御信号に基づくスペクトル狭窄化の最小化処理は、第２実施形態のように、スペクトルモニタを有していない光ノード２００を含む光伝送システム１Ａにも適用可能である。
【０１０２】
以上の説明に対し、以下の付記を提示する。
（付記１）
入力された光多重信号に含まれる波長信号ごとの出力強度を調整する可変減衰器と、
前記可変減衰器の出力スペクトルを測定するモニタと、
前記モニタによる測定値と、あらかじめ設定された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する算出部と、
前記スペクトル狭窄化量及び前記スペクトル余剰量に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を制御する制御部と、
を有することを特徴とする光伝送装置。
（付記２）
前記制御部は、前記可変減衰器の制御単位である可変減衰帯域ごとに、前記スペクトル余剰量が所定範囲内で前記スペクトル狭窄化量が最小となるように、前記可変減衰器の前記減衰量を制御することを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。
（付記３）
前記制御部は、前記可変減衰器の制御単位である可変減衰帯域に、隣接する２つの前記波長信号の成分が含まれる場合に、前記２つの前記波長信号のそれぞれに所定範囲内のスペクトルの余剰が発生するように、前記可変減衰帯域の前記減衰量を制御することを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。
（付記４）
前記スペクトル余剰量の上限値を記憶するメモリ、
をさらに有し、
前記制御部は、前記スペクトル余剰量が前記上限値を超えない範囲内で前記スペクトル狭窄化量が最小となるように前記可変減衰器の前記減衰量を制御する、
ことを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の光伝送装置。
（付記５）
前記制御部は、算出された前記スペクトル余剰量が前記上限値を超えている場合に、前記スペクトル余剰量が前記上限値となるように前記可変減衰器の前記減衰量を制御する、
ことを特徴とする付記４に記載の光伝送装置。
（付記６）
前記上限値は、前記光多重信号の出力先ノードの受信品質に応じた値であることを特徴とする付記４に記載の光伝送装置。
（付記７）
テスト信号を送信する送信器と、
前記光伝送装置内で前記送信器から前記テスト信号を受信する受信器と、
前記受信器で測定される前記テスト信号の信号品質と、前記算出部により算出された前記スペクトル余剰量とに基づいて、前記上限値を決定する決定部と、
を有することを特徴とする付記４に記載の光伝送装置。
（付記８）
他の光伝送装置からテスト信号を受信する受信器と、
前記受信器で測定される前記テスト信号の信号品質と、前記算出部により算出された前記スペクトル余剰量とに基づいて、前記上限値を決定する決定部と、
を有することを特徴とする付記４に記載の光伝送装置。
（付記９）
付記１〜８の何れかに記載の光伝送装置と、
前記光伝送装置を制御するネットワーク制御装置と
を含む光伝送システム。
（付記１０）
光伝送装置と、
前記光伝送装置を制御するネットワーク制御装置と、
を含み、
前記光伝送装置は、
入力された光多重信号に含まれる波長信号ごとの出力強度を調整する可変減衰器と、
前記ネットワーク制御装置からの制御信号に基づいて、前記光伝送装置の可変減衰器の出力スペクトルを測定するモニタと、
前記モニタによる測定結果と、あらかじめ設定された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出する算出部と、
前記スペクトル狭窄化量及び前記スペクトル余剰量に基づいて、前記可変減衰器の減衰量を制御する制御部と、
を有することを特徴とする光伝送システム。
（付記１１）
前記光伝送装置の後段に配置され、スペクトルモニタを有していない光ノードと、
前記光伝送装置と前記光ノードを接続する光伝送路と、
を有し、前記光伝送装置は、前記スペクトル余剰量が許容される上限値にあり、前記スペクトル狭窄化量が最小となるように出力強度が制御された前記光多重信号を前記光伝送路に出力する、
ことを特徴とする付記１０に記載の光伝送システム。
（付記１２）
前記光ノードの後段に配置される第２の光伝送装置、
をさらに有し、
前記第２の光伝送装置は、前記第２の光伝送装置で算出される前記スペクトル余剰量が前記上限値を超える場合に、前記スペクトル余剰量が前記許容上限値になるように、前記光多重信号の出力強度を制御する、
ことを特徴とする付記１１に記載の光伝送システム。
（付記１３）
光伝送装置において、可変減衰器を通過する光多重信号のスペクトルを測定し、
前記光伝送装置で、前記スペクトルの測定値とあらかじめ設定された目標値とに基づいて、スペクトル狭窄化量とスペクトル余剰量を算出し、
前記光伝送装置で、前記スペクトル狭窄化量と前記スペクトル余剰量とに基づいて、前記可変減衰器の減衰量を調整する、
ことを特徴とする光信号の出力制御方法。
（付記１４）
前記減衰量の調整は、前記可変減衰器の制御単位である可変減衰帯域ごとに、前記スペクトル余剰量が所定の範囲内で前記スペクトル狭窄化量が最小にとなるように前記可変減衰器の前記減衰量を制御することを特徴とする付記１３に記載の光信号の出力制御方法。
（付記１５）
前記減衰量の調整は、前記可変減衰器の制御単位である可変減衰帯域に、前記光多重信号に含まれる隣接する２つの波長信号の成分が含まれる場合に、前記２つの前記波長信号の各々にスペクトルの余剰が発生するように、前記可変減衰帯域の前記減衰量を制御することを特徴とする付記１３に記載の光信号の出力制御方法。
（付記１６）
前記スペクトル余剰量の上限値をメモリに記憶し、
前記減衰量の調整は、前記スペクトル余剰量が前記上限値を超えない範囲内で前記スペクトル狭窄化量を最小となるように前記可変減衰器の減衰量を制御することを特徴とする付記１３〜１５のいずれかに記載の光信号の出力制御方法。
（付記１７）
前記減衰量の調整は、算出された前記スペクトル余剰量が前記上限値を超えている場合に、前記スペクトル余剰量が前記上限値となるように前記可変減衰器の減衰量を制御する
ことを特徴とする付記１６に記載の光信号の出力制御方法。
（付記１８）
前記上限値を、前記光多重信号の出力先ノードの受信品質に応じて決定する、
ことを特徴とする付記１６に記載の光信号の出力制御方法。
（付記１９）
前記光伝送装置内の送信器から前記光伝送装置内の受信器にテスト信号を送信し、
前記受信器で測定される前記テスト信号の信号品質と、前記算出部により算出された前記スペクトル余剰量とに基づいて、前記上限値を決定する、
ことを特徴とする付記１６に記載の光信号の出力制御方法。
（付記２０）
前記光伝送装置で他の光伝送装置からテスト信号を受信し、
前記受信器で測定される前記テスト信号の信号品質と、前記算出部により算出された前記スペクトル余剰量とに基づいて、前記上限値を決定する、
ことを特徴とする付記１６に記載の光信号の出力制御方法。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１Ａ  光伝送システム
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２−１、２−２  光伝送装置
３  ネットワーク制御装置
２１、２１ａ、２１ｂ  可変減衰器
２３  光分岐部
２４、２５  スペクトルモニタ
２６  メモリ
２７、２７Ａ、２７Ｂ  受信器
２８、２８Ａ、２８Ｂ  送信器
３１  制御値算出部
３２  出力制御部
３３  上限値決定部
２６１  目標値メモリ
２６２  測定値メモリ
３１１  制御値算出回路
３２１  出力制御回路
３３１  ノード制御回路
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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