(57)【要約】  ノードから端局へ送信される光信号のパワーを大きく変化させることなく、端局で必要とされない信号が端局で傍受されることを防止するために、ノード装置は、第１の端局から受信した第２の端局を宛先とする第１の光信号と、第１の端局から受信した第３の端局を宛先とする第１の光信号とは波長帯域が異なる第２の光信号と、を出力する第１の光ユニットと、第１の光ユニットから出力された第１及び第２の光信号が入力され、第１の光信号の周波数を所定の量シフトして第４の光信号とするとともに第２の光信号をそのまま通過させて第２及び第４の光信号を結合して第３の端局に送信する第２の光ユニットと、を備える。
2016051774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端局から受信した第２の端局を宛先とする第１の光信号と、前記第１の端局から受信した第３の端局を宛先とする、前記第１の光信号とは波長帯域が異なる第２の光信号と、を出力する第１の光ユニットと、
前記第１の光ユニットから出力された前記第１及び第２の光信号が入力され、前記第１の光信号の周波数を所定の量シフトして第４の光信号とするとともに前記第２の光信号をそのまま通過させて前記第２及び第４の光信号を結合して前記第３の端局に送信する第２の光ユニットと、
を備えるノード装置。
【請求項２】
前記所定の量は、前記第４の光信号が前記第３の端局で受信不可能となるように定められる、請求項１に記載されたノード装置。
【請求項３】
前記所定の量は、前記第４の光信号のキャリアの周波数が、前記第３の端局が受信可能な周波数グリッドの中間の周波数となるように定められる、請求項１又は２に記載されたノード装置。
【請求項４】
前記第２の光ユニットは、前記第１の光ユニットから出力された前記第１の光信号及び前記第２の光信号をそれぞれ異なるポートから出力するＷＳＳ（wavelength selective switch）モジュールと、前記ＷＳＳモジュールから出力された前記第１の光信号の周波数を前記所定の値シフトして前記第４の光信号を生成する周波数シフタと、前記第２及び第４の光信号を結合して前記第３の端局に送信する第２のカプラと、を備える請求項１乃至３のいずれかに記載されたノード装置。
【請求項５】
前記第２の光ユニットは、前記第１の光ユニットから出力された前記第１及び第２の光信号を前記第１の光信号と前記第２の光信号とに分離する３ポート波長フィルタと、前記３ポート波長フィルタで分離された前記第１の光信号の周波数を所定の値シフトして前記第４の光信号として出力する周波数シフタと、前記３ポート波長フィルタで分離された前記第２の光信号と前記第４の光信号とを結合して前記第３の端局に送信する第２のカプラと、を備える請求項１乃至３のいずれかに記載されたノード装置。
【請求項６】
前記第１の光ユニットは、前記第１の端局から受信した前記第１及び第２の光信号を２分岐して出力する第１のカプラと、前記第１のカプラで２分岐された光信号の一方から前記第２の光信号を除去して前記第１の光信号を出力する第１の波長フィルタと、前記第１の波長フィルタから出力される前記第１の光信号を２分岐して出力する第３のカプラと、を備え、
前記第２の光ユニットは、前記第１のカプラで２分岐された光信号の他方から前記第１の光信号を除去して前記第２の光信号を出力する第２の波長フィルタと、前記第３のカプラから出力される一方の光信号の周波数を所定の値だけシフトして前記第４の光信号として出力する周波数シフタと、前記第４の光信号と前記第２の波長フィルタから出力される前記第２の光信号とを結合して前記第３の端局に送信する第４のカプラと、
を備える請求項１乃至３のいずれかに記載されたノード装置。
【請求項７】
前記第３の端局から受信した前記第２の端局を宛先とする第３の光信号と、前記第１の光ユニットから出力された前記第１の光信号とを結合して前記第２の端局に送信する第３の光ユニットを備える、請求項１乃至６のいずれかに記載されたノード装置。
【請求項８】
前記第３の光ユニットはＷＳＳモジュールを含んで構成される、請求項７に記載されたノード装置。
【請求項９】
第１乃至第３の端局が、請求項１乃至８のいずれかに記載されたノード装置と伝送路を介して接続された、通信システム。
【請求項１０】
第１の端局から受信した第２の端局を宛先とする第１の光信号と、前記第１の端局から受信した前記第１の光信号とは波長帯域が異なる第３の端局を宛先とする第２の光信号と、を出力し、
前記出力された前記第１の光信号の周波数を所定の値だけシフトして第４の光信号とし、
前記第２及び第４の光信号を結合して前記第３の端局に送信する、
ノード装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノード装置及びノード装置の制御方法に関し、特に、トランク局間の光信号をブランチ局に分岐する機能を備えるノード装置及びノード装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海底ケーブルを用いる海底通信システムにおいて、波長単位で光信号の分離と結合とを行う機能を備えたＯＡＤＭ（optical add-drop multiplexing、光分岐挿入）システム及びＲＯＡＤＭ（reconfigurable OADM）システムの導入が進んでいる。【０００３】
図６は、ＯＡＤＭシステムあるいはＲＯＡＤＭシステム（以下、「ＯＡＤＭ／ＲＯＡＤＭシステム」という。）が導入された海底通信システム９００の一般的な構成を示すブロック図である。ノード９１０は、ＯＡＤＭ／ＲＯＡＤＭ機能を備える。【０００４】
サブバンド（Sub-band）１〜３は、光信号の波長帯域を示す。トランク局５１から送信される、波長帯域がサブバンド１である光信号の宛先はトランク局５２である。波長帯域がサブバンド２である光信号の宛先はブランチ局５３である。なお、以下では、「波長帯域がサブバンド１（又は２、３）である光信号」をそれぞれ「サブバンド１（又は２、３）の光信号」と記載する。【０００５】
ノード９１０は、トランク局５１から受信した光信号１３のうち、サブバンド２の光信号をブランチ局５３に送信する。ノード９１０は、トランク局５１から受信した光信号１３に含まれるサブバンド１の光信号を２分岐して、それぞれをトランク局５２及びブランチ局５３に送信する。さらに、ノード９１０は、ブランチ局５３から受信した光信号１５からダミー信号を除去する。そして、ノード９１０は、ブランチ局５３から受信したサブバンド３の光信号とトランク局５１から受信したサブバンド１の光信号とを結合した光信号１４を、トランク局５２に送信する。ノード９１０とトランク局５１、５２及びブランチ局５３との間の海底ケーブルの途中には、図示されない光海底中継器が設置されている。【０００６】
図６において、ブランチ局５３宛の光信号はサブバンド２の光信号のみであるため、トランク局５２宛であるサブバンド１の光信号はブランチ局５３に送信される必要はない。しかし、サブバンド１の光信号をブランチ局５３にも送信することで、ノード９１０とブランチ局５３との間に設置された光海底中継器への入力パワーが、光信号１３と比較して大きく低下しないようにできる。その結果、入力パワーを大きく低下させることなく、海底通信システム９００で用いられる光海底中継器を、海底通信システム９００に共通の所定の定格の範囲内で動作させることができる。同様の理由で、ブランチ局５３からは、サブバンド３の光信号に加えてダミー信号５が送信される。【０００７】
図７は、ノード９１０で送受信される光信号１３〜１５の波長帯域を示す図である。図７において、光信号１３の波長帯域は、サブバンド１の光信号１及びサブバンド２の光信号２の２つの波長帯域に分割されている。光信号１４の波長帯域は、サブバンド１の光信号１及びサブバンド３の光信号３の２つの波長帯域に分割されている。さらに、光信号１５の波長帯域は、ダミー信号及びサブバンド３の光信号３の２つの波長帯域に分割されている。サブバンド１の波長帯域とダミー信号の波長帯域とは一致する。サブバンド２の波長帯域とサブバンド３の波長帯域も一致する。サブバンド１の波長帯域とサブバンド２の波長帯域とは重複しない。光信号１３〜１５は、それぞれ、少なくとも１個のキャリア（光搬送波）を伝送可能なチャネルを持つ。サブバンド１〜３の光信号も、それぞれ、少なくとも１個のキャリアを伝送可能なチャネルを持つ。それぞれのキャリアは、波長多重されて光信号１３〜１５として伝送される。【０００８】
キャリアとして用いられる光信号の周波数は、例えばＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１で規定される。ＩＴＵ−Ｔは、The International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sectorの略である。この勧告では、ＯＡＤＭ／ＲＯＡＤＭシステムで用いられるＷＤＭ（wavelength division multiplexing、波長分割多重）で用いられるキャリアの周波数群が、周波数グリッドとして規定されている。周波数グリッドでは、キャリアの周波数は一定の間隔で配置される。【０００９】
図８は、図６に示した海底通信システム９００の、より詳細な構成を示す図である。海底通信システム９００は、トランク局５１及び５２、ブランチ局５３及びノード９１０を備える。トランク局５１、５２及びブランチ局５３は、図７に示した光信号１〜３及びダミー信号を、ノード９１０を介して送受信する。ノード９１０は、カプラ６及び１２、波長フィルタ７及び８を備える。トランク局５１、５２及びブランチ局５３とノード９１０との間は、光海底中継器５４を含む海底ケーブルで接続される。図８において、トランク局５１から送信される光信号１、２は図６の光信号１３に対応する。同様に、トランク局５２で受信される光信号１、３は図６の光信号１４に対応する。ブランチ局５３から送信される光信号３及びダミー信号５は図６の光信号１５に対応する。【００１０】
トランク局５１は、サブバンド１の光信号１及びサブバンド２の光信号２を送信する。ノード９１０のカプラ６において光信号１、２は２分岐される。２分岐された光信号の一方はブランチ局５３に送信される。カプラ６において２分岐された光信号の他方は、波長フィルタ７及びカプラ１２を通過してトランク局５２に送信される。波長フィルタ７は、サブバンド１の波長帯域の光信号を透過し、サブバンド２の波長帯域の光信号を阻止する。波長フィルタ８は、光信号３を透過し、ダミー信号５を阻止する。【００１１】
上述したように、ノード９１０からブランチ局５３への伝送路に設置された光海底中継器５４を定格の範囲内で動作させるために、ノード９１０からブランチ局５３へは光信号２に加えて光信号１も送信される。その結果、ブランチ局５３では、目的とする光信号２が受信される一方、トランク局５２へ伝送される光信号１も受信される。【００１２】
本発明に関連して、特許文献１には、伝送路に配置された遮断フィルタを用いて不要な光信号をサブバンド単位で遮断することで、不要な光信号が端局装置で受信されることを防ぐための技術が記載されている。特許文献２には、中心周波数をシフト可能なＷＳＳ（Wavelength Selectable Switch、波長選択スイッチ）を備えたＯＡＤＭ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１１−０８２７５１号公報（［００２０］−［００２１］段落、図１）
【特許文献２】特開２０１２−０２９３３６号公報（［０１９６］段落、［図４４］）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
図８に示した海底通信システム９００においては、ノード９１０とブランチ局５３との間に設置された光海底中継器５４を定格の範囲内で動作させるために、本来は必要とされないサブバンド１の光信号１がブランチ局５３へ送信される。すなわち、ブランチ局５３は、トランク局５２を宛先とするサブバンド１の光信号１を受信できる。このため、ブランチ局５３におけるサブバンド１の光信号のセキュリティが充分に確保されない恐れがある。【００１５】
特許文献１には、ブランチ局で必要とされない波長帯域（Ｓ帯またはＬ帯）の光信号を、光フィルタを用いて除去する構成が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、Ｓ帯又はＬ帯の波長帯域の光信号が全て光フィルタで除去されるため、ブランチ局宛の光信号のパワーが大きく低下する。その結果、ブランチ局宛の光信号を増幅する光海底中継器への入力パワーが低下し、光海底中継器の動作条件が定格外となる恐れがある。このため、特許文献１に記載された技術には、光海底中継器への入力パワーの変動によって光海底中継器の動作条件が定格外となる恐れがあるという課題がある。また、特許文献２は、ブランチ局宛でない光信号のセキュリティが充分に確保されない恐れがあるという課題を解決する手段を記載していない。【００１６】
（発明の目的）
本発明は、ノードから端局へ送信される光信号のパワーを大きく変化させることなく、端局で必要とされない信号が端局で傍受されることを防止するためのノード装置及びノード装置の制御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】
【００１７】
本発明のノード装置は、第１の端局から受信した第２の端局を宛先とする第１の光信号と、第１の端局から受信した、第３の端局を宛先とする第１の光信号とは波長帯域が異なる第２の光信号と、を出力する第１の光ユニットと、第１の光ユニットから出力された第１及び第２の光信号が入力され、第１の光信号の周波数を所定の量シフトして第４の光信号とするとともに第２の光信号をそのまま通過させて第２及び第４の光信号を結合して第３の端局に送信する第２の光ユニットと、を備える。【００１８】
本発明のノード装置の制御方法は、第１の端局から受信した第２の端局を宛先とする第１の光信号と、第１の端局から受信した第１の光信号とは波長帯域が異なる第３の端局を宛先とする第２の光信号と、を出力し、出力された第１の光信号の周波数を所定の値だけシフトして第４の光信号とし、第２及び第４の光信号を結合して第３の端局に送信する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のノード装置及びノード装置の制御方法は、ノードから端局へ送信される光信号のパワーを大きく低下させることなく、端局で必要とされない信号が端局で傍受されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態の海底通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】サブバンド及びダミー信号の、それぞれの波長帯域の関係を示す図である。
【図３】周波数シフタによる周波数シフトを説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の海底通信システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の海底通信システムの構成を示すブロック図である。
【図６】ＯＡＤＭ／ＲＯＡＤＭシステムが導入された海底通信システムの一般的な構成を示すブロック図である。
【図７】ノードで送受信される光信号の波長帯域を示す図である。
【図８】一般的な海底通信システムの詳細な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施形態の概要）
以下の実施形態では、端局（トランク局及びブランチ局をいう。）及びノードで構成される海底通信システムにおいて、ノードから端局へ送信される光信号のうち、当該端局に必要のない光信号が、ノードにおいて無効化される。光信号の無効化は、光信号に含まれるキャリア（光搬送波）の中心周波数をシフトさせる機能を備えた周波数シフタによって行われる。
【００２２】
具体的には、周波数シフタは、ブランチ局宛でない光信号に含まれるキャリアの周波数を、ブランチ局が受信可能な周波数以外の周波数にシフトさせる。以下、光信号をブランチ局が受信できない状態に変化させることを「無効化する」という。ブランチ局は、無効化された光信号を復調できない。さらに、光信号の無効化は周波数シフトのみによって行われるため、ブランチ局宛の光信号のパワーは低下しない。このようにして、ブランチ局において必要とされないトランク信号が無効化される。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の海底通信システム１００の構成を示すブロック図である。海底通信システム１００は、トランク局５１、５２及びブランチ局５３がノード１１０に接続された、海底ケーブル通信システムである。トランク局５１、５２及びブランチ局５３とノード１１０との間は、海底光ケーブルによって接続される。それぞれの海底光ケーブルには、光海底中継器５４が設置される。光海底中継器５４の数量及び設置間隔は、海底通信システム１００の設置条件により定まる。
【００２４】
ノード１１０は、カプラ６、ＷＳＳ（Wavelength Selectable Switch）モジュール１６及び１７、周波数シフタ１０、カプラ（ＣＰＬ）１１を備える。カプラ６は、１：１の方向性結合器である。ＷＳＳモジュール１６、１７は、入力されたＷＤＭ信号に対して所定の分離及び結合操作を行って出力する。カプラ１１としては、後述するサブバンド１’の光信号４とサブバンド２の光信号２とを波長多重可能な合波器が使用される。あるいは、カプラ１１として、方向性結合器が用いられてもよい。
【００２５】
トランク局５１は、サブバンド１の光信号１とサブバンド２の光信号２とを波長多重して、ノード１１０に送信する。光信号１の宛先はトランク局５２であり、光信号２の宛先はブランチ局５３である。ブランチ局５３は、サブバンド３の光信号３とダミー信号５とをノード１１０に送信する。光信号３の宛先はトランク局５２である。ダミー信号５は、伝送すべき情報を持たない信号である。光信号１〜光信号３に含まれるキャリアの周波数群（周波数グリッド）は、いずれも、所定の規格（例えば、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１）に準拠している。トランク局５１及び５２、ブランチ局５３及びノード１１０は、いずれも、光信号１〜３が準拠する周波数グリッドの光を送受信する。
【００２６】
サブバンド１〜３の光信号１〜３及びダミー信号５の、それぞれの波長帯域の関係を、図２に示す。サブバンド１とダミー信号５との波長帯域は同一であり、サブバンド２とサブバンド３との波長帯域は同一である。さらに、サブバンド１の波長帯域とサブバンド２の波長帯域とは重複しない。トランク局５１からノード１１０へは、サブバンド１の光信号１とサブバンド２の光信号２とが波長多重されて伝送される。ノード１１０からトランク局５２へは、サブバンド１の光信号１とサブバンド３の光信号３とが波長多重されて伝送される。ブランチ局５３からノード１１０へは、ダミー信号５とサブバンド３の光信号とが波長多重されて伝送される。
【００２７】
図１に示すように、トランク局５１から送信された光信号１と光信号２とは、カプラ６においてトランク局５２の方向とブランチ局５３の方向とに分岐される。ブランチ局５３の方向に分岐された光信号１、２は、ＷＳＳモジュール１６に入力される。ＷＳＳモジュール１６は、入力された光を複数の波長帯に分離し、分離された波長帯毎に光を透過させあるいは阻止することができる。したがって、ＷＳＳモジュール１６は、光信号１と光信号２とを分離して、それぞれを異なるポートから出力できる。
【００２８】
ここで、光信号１の宛先はトランク局５２であり、光信号１はブランチ局５３では必要とされない。このため、光信号１をブランチ局５３が受信できない信号とするために、ＷＳＳモジュール１６から出力された光信号１は、周波数シフタ１０により無効化される。
【００２９】
ＷＳＳモジュール１６から出力された光信号１は、周波数シフタ１０に入力される。周波数シフタ１０は、光信号１の周波数をブランチ局５３で受信不可能な周波数へシフトさせることで、光信号１を無効化する。無効化された光信号１は、光信号４として周波数シフタ１０から出力される。光信号４は、ＷＳＳモジュール１６から出力された光信号２とカプラ１１で結合されて、ブランチ局５３へ送信される。周波数シフタ１０における光信号１の周波数をシフトさせる処理の詳細については後述する。
【００３０】
一方、カプラ６からトランク局５２の方向に分岐された光信号１、２は、ＷＳＳモジュール１７に入力される。ＷＳＳモジュール１７は、トランク局５１から受信されたサブバンド２の光信号２を阻止し、サブバンド１の光信号１を通過させる。
【００３１】
ブランチ局５３は、サブバンド３の光信号３とダミー信号５とをトランク局５２に送信する。光信号３は、ブランチ局５３から伝送される、トランク局５２を宛先とする信号である。光信号３の波長帯域は、光信号２と同一である。ダミー信号５は、ブランチ局５３からノード１１０に向かう光信号の総パワーを上げて、伝送路上の光海底中継器５４を定格の範囲内で動作させるために用いられる。ダミー信号５は、サブバンド１の波長帯域の光信号である。
【００３２】
ブランチ局５３から送信された光信号３とダミー信号５とは、ＷＳＳモジュール１７に入力される。ＷＳＳモジュール１７は、ダミー信号５の波長帯域を阻止するとともに、トランク局５１から受信された光信号１とブランチ局５３から受信された光信号３とを波長多重してトランク局５２へ送信する。光信号１の波長帯域はサブバンド１であり、光信号３の波長帯域はサブバンド３であるので、光信号１と光信号３との波長帯域は重複しない。トランク局５２は、ＷＳＳモジュール１７が送信した光信号１と光信号３とを受信する。
【００３３】
続いて、ノード１１０からブランチ局５３へ送信される光信号に関して説明する。光信号１に含まれるキャリアの周波数は、周波数シフタ１０により、ブランチ局５３が受信可能な周波数グリッドに含まれるキャリア周波数とは異なる周波数にシフトされる。このような、光信号１に含まれるキャリアの周波数を、ブランチ局５３が受信可能な周波数とは異なる周波数にシフトする操作を、以下では「周波数シフト」と記載する。周波数シフトにより、光信号１に含まれるキャリアの周波数が変化し、光信号１はブランチ局５３において受信不可能な光信号４となる。
【００３４】
図３は周波数シフタ１０による周波数シフトを説明する図である。周波数シフタ１０は、入力された光信号の周波数を所定の量だけシフトさせる機能を備えたデバイスである。周波数シフタとしては、例えば、音響光学効果あるいは電気光学効果に基づいて光信号の周波数シフトを行うデバイスが知られている。周波数シフタ１０には、サブバンド１の光信号１が入力される。サブバンド１には、波長の異なる複数のキャリアが含まれる。図３は、光信号１に周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の３個のキャリアが含まれる例を模式的に示す。周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３は、海底通信システム１００で用いられる周波数グリッドで規定された周波数である。したがって、ブランチ局５３も、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を含む周波数グリッドの光信号のみを送受信できる。図３ではｆ１＜ｆ２＜ｆ３であり、ｆ１とｆ２の間隔及びｆ２とｆ３の間隔はいずれも２Δｆである。
【００３５】
周波数シフタ１０は、光信号１に含まれる３個のキャリアのそれぞれに対して、周波数を高い側（短波長側）にΔｆだけシフトさせる。すなわち、光信号１の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の４個のキャリアの周波数は、それぞれｆ１＋Δｆ、ｆ２＋Δｆ、ｆ３＋Δｆとなる。サブバンド１の光信号１は、周波数シフタ１０を通過すると、サブバンド１’の光信号４となる。サブバンド１及び１’に含まれる各キャリアの周波数間隔は２Δｆである。すなわち、各キャリアの周波数は、キャリア間隔の半分の周波数だけ高周波側にシフトされる。周波数がシフトされたキャリアの中心周波数は、ブランチ局５３の周波数グリッドで規定されたキャリアの周波数とは一致せず、規定された周波数の中間にある。このため、ブランチ局５３は光信号４に含まれるキャリアを受信して復調できない。このようにして、周波数シフタ１０は、光信号１の周波数をブランチ局５３で受信できない周波数にシフトさせることにより、光信号１を無効化し、光信号４として出力する。サブバンド２の光信号２は周波数シフタ１０を通過しないため、光信号２は無効化されない。したがって、ブランチ局５３は光信号２を正常に復調できる。
【００３６】
このように、ブランチ局５３は光信号４を受信できないため、本実施形態の海底通信システム１００は、トランク局５１からブランチ局５３に分岐された光信号のうち、ブランチ局５３で必要のない光信号１の傍受を困難とさせることができる。
【００３７】
また、周波数シフタ１０は、入力された光信号１の周波数をシフトさせる処理のみを行い、光信号１のパワーを減衰させない。したがって、光フィルタによってサブバンド１の光信号１の全体が阻止される構成と比較して、光信号１の阻止によるノード１１０からブランチ局５３へ送信される光信号のパワーの低下は生じない。このため、ノード１１０からブランチ局５３へ向かう伝送路に設置された光海底中継器５４の入出力パワーも低下しない。したがって、本実施形態の海底通信システム１００は、ブランチ側の光海底中継器を定格動作させつつ、ブランチ局における不要な光信号のセキュリティを確保することができる。
【００３８】
なお、周波数シフタ１０における周波数シフトの方向は、キャリア周波数の高い側でもよく、低い側でもよい。また、周波数シフト量は、周波数グリッドの周波数間隔の半分でなくともよい。周波数シフト量は、光信号４がブランチ局５３で受信不可能となる量であればよい。なお、周波数シフト量は、サブバンド１’の波長範囲がサブバンド２と重複しないように設定されるものとする。
【００３９】
以上説明したように、第１の実施形態の海底通信システム１００は、ブランチ局で必要とされない光信号のセキュリティを確保しながら、目的とする光信号のみをブランチ局に伝送できる。その理由は、ブランチ局において必要とされない光信号の周波数がシフトされることにより、ブランチ局での傍受が困難となるからである。また、ノード１１０からブランチ局５３へ向かう光信号１及び光信号４の総パワーは周波数シフトによっては低下しないため、ブランチ局へ向かう光海底中継器を定格の範囲内で動作させることができる。
【００４０】
すなわち、第１の実施形態の海底通信システム１００は、ノードがブランチ局へ送信する光信号のパワーを低下させることなく、ブランチ局で必要とされない信号がブランチ局で傍受されることを防止できる。
【００４１】
さらに、第１の実施形態の海底通信システム１００は、ＷＳＳモジュールを使用することにより、少ない部品点数でノードを構成できる。また、ＷＳＳモジュールのフィルタリング波長の設定はノードの稼働後であっても変更できる。したがって、第１の実施形態の海底通信システム１００は、小型のノード及び保守が容易な海底通信システムを実現できる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の海底通信システム２００の構成を示すブロック図である。以降の図面では、既出の図面に記載された要素と同一の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。海底通信システム２００は、トランク局５１及び５２、ブランチ局５３及びノード２１０を備える。トランク局５１、５２及びブランチ局５３とノード２１０との間は、海底光ケーブルによって接続される。ノード２１０は、図１に記載されたノード１１０と比較して、ＷＳＳモジュール１６、１７を備えない点、及び、波長フィルタ７、８及び３ポート波長フィルタ９、カプラ１２を備える点で相違する。
【００４３】
波長フィルタ７は、サブバンド１の波長帯域の光信号を透過し、サブバンド２の波長帯域の光信号を阻止する。波長フィルタ８は、サブバンド２及び３の波長帯域の光信号を透過し、サブバンド１の波長帯域の光信号及びダミー信号５を阻止する。３ポート波長フィルタ９は、サブバンド１及びサブバンド２の光信号が波長多重された光信号を、サブバンド１の光信号１及びサブバンド２の光信号２に分離する。
【００４４】
３ポート波長フィルタ９は、カプラ６で分岐されてブランチ局５３の方向に向かう光信号１、２を、サブバンド１の光信号１とサブバンド２の光信号２とに分離する。３ポート波長フィルタ９は、例えば、波長により反射率及び透過率が変化する誘電体多層膜フィルタを用いてサブバンド１の光信号１とサブバンド２の光信号２とを分離する。光信号１は、周波数シフタ１０によって、第１の実施形態と同様の周波数シフトによって無効化される。すなわち、光信号１に含まれるキャリアの周波数は、周波数シフタ１０によって図３と同様に周波数シフトを受け、光信号４として周波数シフタ１０から出力される。カプラ１１は、サブバンド１’の光信号４とサブバンド２の光信号２とを結合させ、結合した光信号をブランチ局５３に送信する。カプラ１１から出力された光信号２、４は、光海底中継器５４を含む海底ケーブルを伝送してブランチ局５３に到達する。第１の実施形態と同様に、カプラ１１として、サブバンド１’の光信号４とサブバンド２の光信号２とを波長多重可能な合波器、あるいは、方向性結合器が使用される。
【００４５】
一方、カプラ６で分岐された、トランク局５２の方向に伝送される光信号１、２は、波長フィルタ７によってサブバンド２の光信号２が除去されてサブバンド１の光信号１のみがカプラ１２に入力される。
【００４６】
ブランチ局５３は、トランク局５２を宛先とする光信号３及びダミー信号５をノード２１０へ送信する。ブランチ局５３から受信されたサブバンド１の波長帯域を持つダミー信号５は波長フィルタ８によって阻止され、サブバンド３の光信号３のみがカプラ１２に入力される。カプラ１２は、光信号１と光信号３とを合波して、トランク局５２へ出力する。カプラ１２として、方向性結合器が使用される。あるいは、カプラ１２として、サブバンド１の光信号１とサブバンド３の光信号３とを波長多重可能な合波器が使用される。
【００４７】
このように、第２の実施形態の海底通信システム２００は、第１の実施形態の海底通信システム１００と同様に、ブランチ局において必要とされない光信号の周波数をシフトさせることにより無効化する。その結果、第２の実施形態の海底通信システム２００は、ノードがブランチ局へ送信する光信号のパワーを低下させることなく、ブランチ局で必要とされない信号がブランチ局で傍受されることを防止できる。
【００４８】
さらに、第２の実施形態の海底通信システム２００は、第１の実施形態と比較して、ノード２１０を構成する部品の点数は増加するが、比較的高価なＷＳＳモジュールを必要としない。このため、第２の実施形態の海底通信システム２００は、第１の実施形態の海底通信システム１００と比較して、ノード２１０のコストが低減されるという効果を奏する。
【００４９】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の海底通信システム３００の構成を示すブロック図である。海底通信システム３００は、トランク局５１及び５２、ブランチ局５３及びノード３１０を備える。トランク局５１、５２及びブランチ局５３とノード３１０との間は、海底光ケーブルによって接続される。ノード３１０は、図４に記載されたノード２１０と比較して、３ポート波長フィルタ９を備えない点、及び、カプラ１８及び２個の波長フィルタ８を備える点で相違する。
【００５０】
ノード３１０では、カプラ６で分岐されてブランチ局５３の方向に向かう、一方の光信号１、２は、波長フィルタ８によって、サブバンド２の光信号２のみが透過され、サブバンド１の光信号１は阻止される。
【００５１】
一方、カプラ６で分岐された他方の光信号は、波長フィルタ７によって光信号２が阻止されて光信号１のみがカプラ１８に入力される。カプラ１８は、波長フィルタ７から入力された光信号１を２分岐する。カプラ１８で分岐された光信号１の一方は、周波数シフタ１０によって、第１及び第２の実施形態と同様に周波数シフトを受け、光信号４として出力される。カプラ１８で分岐された光信号１の他方は、カプラ１２に入力される。
【００５２】
カプラ１１は、カプラ６及び波長フィルタ８を通過した光信号２と周波数シフタ１０から出力された光信号４とを結合させ、ブランチ局５３へ送信する。カプラ１１から送信された光信号２及び光信号４は、光海底中継器５４を含む海底ケーブルを伝送されてブランチ局５３に到達する。
【００５３】
ブランチ局５３は、ノード３１０から送信された光信号２及び光信号４を受信する。ブランチ局５３は、ダミー信号５及びトランク局５２を宛先とする光信号３をノード３１０へ送信する。ダミー信号５は、カプラ１２と接続された波長フィルタ８によって除去され、光信号３のみがカプラ１２に入力される。カプラ１２は、カプラ１８から出力された光信号１と波長フィルタ８から出力された光信号３とを結合して、トランク局５２へ送信する。なお、第１及び第２の実施形態と同様に、カプラ１１には、方向性結合器あるいは合波器を用いることができる。加えて、第２の実施形態と同様に、カプラ１２にも、方向性結合器あるいは合波器を用いることができる。
【００５４】
第３の実施形態の海底通信システム３００も、第１及び第２の実施形態の海底通信システム１００、２００と同様に、ブランチ局において必要とされない光信号の周波数をシフトさせることにより無効化する。したがって、第３の実施形態の海底通信システム３００は、ノードからブランチ局へ送信される光信号のパワーを低下させることなく、ブランチ局で必要とされない信号がブランチ局で傍受されることを防止できる。
【００５５】
さらに、第３の実施形態の海底通信システム３００は、第２の実施形態の海底通信システム２００と同様にＷＳＳモジュールを用いていないため、ノード３１０のコストが低減されるという効果を奏する。
【００５６】
（実施形態の最小構成）
第１の実施形態の海底通信システム１００の効果は、図１のノード１１０の構成の一部を備える以下のノード装置によってももたらされる。すなわち、ノード装置は、第１の光ユニットと第２の光ユニットとを備える。第１の光ユニット（図１のカプラ６）は、第１の光信号（光信号１）と第２の光信号（光信号２）とを出力する。第１の光信号は、第１の端局（トランク局５１）から受信した第２の端局（トランク局５２）を宛先とする信号である。第２の光信号は、第１の端局から受信した第３の端局（ブランチ局５３）を宛先とする、第１の光信号とは波長帯域が異なる信号である。第２の光ユニット（ＷＳＳモジュール１６、周波数シフタ１０及びカプラ１１）には、第１の光ユニットから出力された第１及び第２の光信号が入力され、第１の光信号の周波数を所定の値シフトして第４の光信号（光信号４）とする。また、第２の光ユニットは、第２の光信号をそのまま通過させて第２及び第４の光信号を結合して第３の端局に送信する。
【００５７】
このような構成を備えるノード装置は、第１の光信号の周波数を所定の値シフトすることにより、第３の端局における第１の光信号の傍受を困難とする。したがって、上記のノード装置も、第１の実施形態のノード装置と同様に、ノード装置からブランチ局に送信される光信号のパワーを大きく低下させることなく、ブランチ局で必要とされない信号がブランチ局で傍受されることを防止できる。
【００５８】
さらに、上述した第１の光ユニットは、図４で説明したノード２１０のカプラ６を含んで構成され、さらに、上述した第２の光ユニットは、図４で説明したノード２１０の、３ポート波長フィルタ９、周波数シフタ１０、カプラ１１を含んで構成されてもよい。
【００５９】
あるいは、上述した第１の光ユニットは、図５で説明したノード３１０の、カプラ６、波長フィルタ７、カプラ１８を含んで構成され、さらに、第２の光ユニットは、図５で説明したノード３１０の、カプラ６とカプラ１１との間に接続された波長フィルタ８、周波数シフタ１０、カプラ１１を含んで構成されてもよい。
【００６０】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記の実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６１】
例えば、各実施形態では海底通信システムを例として説明したが、各実施形態の構成は陸上の通信システムにも適用可能である。
【００６２】
また、各図面において、信号の方向を示す矢印は説明における信号の方向を示すものであり、信号の方向を限定しない。
【００６３】
この出願は、２０１４年１０月１日に出願された日本出願特願２０１４−２０２８９１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６４】
１００、２００、３００、９００    海底通信システム
１１０、２１０、３１０、９１０    ノード
１、２、３、４、１３、１４、１５    光信号
５    ダミー信号
６、１１、１２、１８    カプラ
７、８  波長フィルタ
９    ３ポート波長フィルタ
１０    周波数シフタ
１６、１７    ＷＳＳモジュール
５１、５２    トランク局
５３    ブランチ局
５４    光海底中継器
【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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【国際調査報告】
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