(57)【要約】【課題】送信側レーザの波長の遷移と受信側レーザの波長の遷移とを同期して行う。【解決手段】デジタルコヒーレント光伝送システム１００において、光送信装置１０は、送信側レーザ１４と、目標波長に近づくよう信号光の波長を制御する送信側レーザ制御部１５とを備える。光受信装置２０は、局部発振光を生成する受信側レーザ２４と、局部発振光の波長を制御する受信側レーザ制御部２４と、信号光と局部発振光とを混合してビート信号を出力するミキサ２６と、アナログデジタル変換部２７と、デジタル信号処理部２８とを備える。デジタル信号処理部２８は、信号光の波長と局部発振光の波長との差分を受信側レーザ制御部２５に出力する。受信側レーザ制御部２５は、デジタル信号処理部２８からの差分に基づいて、局部発振光の波長が信号光の波長に一致するよう受信側レーザ２４を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を送信する光送信装置と、前記光送信装置からの信号光を受信する光受信装置と、前記光送信装置および前記光受信装置を制御する監視制御装置とを備えるデジタルコヒーレント光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
信号光を生成する送信側レーザと、
前記監視制御装置から指示された目標波長に近づくよう前記送信側レーザの生成する信号光の波長を制御する送信側レーザ制御部と、を備え、
前記光受信装置は、
局部発振光を生成する受信側レーザと、
前記受信側レーザの生成する局部発振光の波長を制御する受信側レーザ制御部と、
前記送信側レーザからの信号光と前記受信側レーザからの局部発振光とを混合してビート信号を出力するミキサと、
前記ミキサから出力されたビート信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
前記アナログデジタル変換部からのデジタル信号をデジタル信号処理により復調するデジタル信号処理部と、を備え、
前記デジタル信号処理部は、信号光の波長と局部発振光の波長との差分を前記受信側レーザ制御部に出力するよう構成され、
前記受信側レーザ制御部は、前記デジタル信号処理部からの前記差分に基づいて、局部発振光の波長が信号光の波長に一致するよう前記受信側レーザを制御することを特徴とするデジタルコヒーレント光伝送システム。
【請求項２】
前記送信側レーザ制御部は、前記受信側レーザ制御部による受信側レーザの制御の応答速度以下の速度で、送信側レーザの信号光の波長を遷移させることを特徴とする請求項１に記載のデジタルコヒーレント光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムに関し、特にデジタルコヒーレント伝送方式を用いた光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送装置においては、グリッドレスという概念が導入され始めている。従来は等間隔（例えば５０ＧＨｚや１００ＧＨｚ間隔）の固定グリッド（ＩＴＵ−Ｔで規定）にチャネルを割り当てる方式であったが、フレックスグリッド方式では伝送帯域内において、任意の中心波長・波長間隔でチャネルを割り当てることができる。この方式では、ＷＤＭ装置内フィルタの中心波長・透過帯域をフレキシブルに可変することができるため、高速の信号には帯域を広く、低速の信号には帯域を狭くするというように、ＷＤＭ装置内のチャネル帯域を収容信号のビットレートに合わせることで、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）／ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨなどの様々なビットレートの信号を効率よくＷＤＭ伝送区間に収容することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４８９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなフレキシブルグリッド方式では、変調方式や波長設定などの設定パラメータをソフトウェアで変更可能なデジタルコヒーレント伝送方式の光伝送システムが用いられる。デジタルコヒーレント伝送方式は、光送信装置の送信側レーザからの信号光と、光受信装置の受信側レーザからの局部発振光とを干渉させ、そのビート信号を使用して受信するものである。デジタルコヒーレント伝送方式では、送信側レーザからの信号光の波長（光周波数）と、受信側レーザからの局部発振光の波長（光周波数）とを厳密に一致させる必要がある。
【０００５】
運用中のフレックスグリッドＷＤＭ回線において新規にチャネルを増設する際には、運用中の収容回線に瞬断等の影響を与えることなく既設チャネルの波長を遷移することで、ＷＤＭ伝送帯域内で新たにチャネル帯域を確保する。このような処理は、光波長の断片化された領域を連続した領域に集約することで、大容量データへ割り当て可能な帯域を確保することから「波長デフラグメンテーション」とも呼ばれる。システム運用中の波長デフラグメンテーションでは、無瞬断を実現するために、送信側レーザの波長の遷移と同期して受信側レーザの波長を遷移させることが要求される。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信側レーザの波長の遷移と受信側レーザの波長の遷移とを同期して行うことのできるデジタルコヒーレント光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のデジタルコヒーレント光伝送システムは、信号光を送信する光送信装置と、光送信装置からの信号光を受信する光受信装置と、光送信装置および光受信装置を制御する監視制御装置とを備える。光送信装置は、信号光を生成する送信側レーザと、監視制御装置から指示された目標波長に近づくよう送信側レーザの生成する信号光の波長を制御する送信側レーザ制御部とを備える。光受信装置は、局部発振光を生成する受信側レーザと、受信側レーザの生成する局部発振光の波長を制御する受信側レーザ制御部と、送信側レーザからの信号光と受信側レーザからの局部発振光とを混合してビート信号を出力するミキサと、ミキサから出力されたビート信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、アナログデジタル変換部からのデジタル信号をデジタル信号処理により復調するデジタル信号処理部とを備える。デジタル信号処理部は、信号光の波長と局部発振光の波長との差分を受信側レーザ制御部に出力するよう構成される。受信側レーザ制御部は、デジタル信号処理部からの差分に基づいて、局部発振光の波長が信号光の波長に一致するよう受信側レーザを制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、デジタルコヒーレント光伝送システムにおいて、送信側レーザの波長の遷移と受信側レーザの波長の遷移とを同期して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルコヒーレント光伝送システムを説明するための図である。
【図２】比較のため、固定グリッド方式の波長グリッドを示す図である。
【図３】フレキシブルグリッド方式の波長グリッドを示す図である。
【図４】フレキシブルグリッド方式の波長グリッドを示す図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、送信側レーザと受信側レーザの波長遷移を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係るデジタルコヒーレント光伝送システムにおける波長遷移を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルコヒーレント光伝送システム１００を説明するための図である。図１に示すように、デジタルコヒーレント光伝送システム１００は、信号光を送信する光送信装置１０と、光送信装置１０から送信された信号光を伝送する光伝送路（光ファイバ）３０と、光伝送路３０を介して信号光を受信する光受信装置２０と、光送信装置１０および光受信装置２０を監視・制御する監視制御装置４０とを備える。
【００１２】
光送信装置１０は、送信側トランスポンダ（Ｔｘ−ＴＲＰＮ）１１と、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：wavelength selective switch）１２と、光増幅器１３とを備える。図１では１つの送信側トランスポンダ１１のみ図示しているが、実際には光送信装置１０は複数の送信側トランスポンダ１１を備えてよい。
【００１３】
送信側トランスポンダ１１は、信号光を生成する送信側レーザ１４と、送信側レーザ１４の発光波長を制御する送信側レーザ制御部１５とを備える。送信側レーザ制御部１５は、監視制御装置４０から指示された目標波長λｔに近づくよう送信側レーザ１４の生成する信号光の波長λＴｘを制御する。
【００１４】
波長選択スイッチ１２は、各送信側トランスポンダ１１からの各波長の信号光の挿入・分岐を行う。波長選択スイッチ１２は、監視制御装置４０からの指示に基づき制御される。光増幅器１３は、波長選択スイッチ１２からの波長多重信号（ＷＤＭ信号）を増幅し、光伝送路３０に出力する。
【００１５】
光受信装置２０は、受信側トランスポンダ（Ｒｘ−ＴＲＰＮ）２１と、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）２２と、光増幅器２３とを備える。図１では１つの受信側トランスポンダ２１のみ図示しているが、実際には光受信装置２０は複数の受信側トランスポンダ２１を備えてよい。
【００１６】
光増幅器２３は、光伝送路３０から受信した波長多重信号を増幅する。波長選択スイッチ２２は、波長多重信号からの各波長の信号光の挿入・分岐を行う。波長選択スイッチ２２は、監視制御装置４０からの指示に基づき制御される。
【００１７】
受信側トランスポンダ２１は、受信側レーザ２４と、受信側レーザ制御部２５と、ミキサ２６と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）２７と、デジタル信号処理部（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）２８とを備える。受信側トランスポンダ２１は、デジタルコヒーレント受信方式の光受信器である。
【００１８】
受信側レーザ２４は、局部発振光を生成する。受信側レーザ制御部２５は、受信側レーザ２４の生成する局部発振光の波長λＲｘを制御する。一般によく知られているように、デジタルコヒーレント伝送方式では、受信した信号光の波長λＴｘと局部発振光の波長λＲｘを厳密に一致させる必要がある。
【００１９】
ミキサ２６は、送信側レーザ１４からの信号光と受信側レーザ２４からの局部発振光とを混合してビート信号を出力する。ミキサ２６は、信号光と局部発振光を結合するカプラと、該カプラからの出力光を電気信号に変換するＰＤ（Photodiode）とから構成される。ＰＤから出力された電気信号は、アナログデジタル変換部２７に入力される。
【００２０】
アナログデジタル変換部２７は、ミキサ２６から出力されたビート信号をデジタル信号に変換する。アナログデジタル変換部２７から出力されたデジタル信号は、デジタル信号処理部２８に入力される。
【００２１】
デジタル信号処理部２８は、アナログデジタル変換部２７から出力されたデジタル信号をデジタル信号処理により復調する。デジタル信号処理部２８は、信号光と局部発振光との周波数・位相ずれ補償等を行う。さらに、デジタル信号処理部２８は、波長分散補償などの波形整形も行う。デジタルコヒーレント受信方式におけるデジタル信号処理部２８のデジタル信号処理については公知であるので詳細な説明は省略する。
【００２２】
本実施形態に係るデジタルコヒーレント光伝送システム１００は、フレキシブルグリッド方式で動作可能である。以下、図２〜図４を参照して、フレキシブルグリッド方式について説明する。
【００２３】
図２は、比較のため、固定グリッド方式の波長グリッドを示す。図２では、１０ＧＨｚの信号光がチャネル１として割り当てられ、１００ＧＨｚの信号光がチャネル２として割り当てられている。固定グリッド方式では、信号光の帯域にかかわらず、チャネルの間隔は固定されている。
【００２４】
図３は、フレキシブルグリッド方式の波長グリッドを示す。図３では、チャネル１のＷＳＳ透過帯域が、チャネル１のＷＳＳ透過帯域が１０ＧＨｚの信号光の帯域に合わせて狭められている。これにより、波長グリッド上においてＣＨ１の両隣の帯域が空くので、この帯域に他のチャネルを割り当てることで、伝送帯域を有効利用できる。
【００２５】
図４も、フレキシブルグリッド方式の波長グリッドを示す。図４では、図３に示す状態からさらに、１０ＧＨｚの信号光の中心波長が長波長側に移動されている。これにより、チャネル１の短波長側に大きなまとまった帯域が空くので、伝送帯域をさらに有効利用できる。
【００２６】
このように、フレキシブルグリッド方式では、既設チャネルの波長を遷移することで、ＷＤＭ伝送帯域内に新たなチャネル領域を確保することができる。上述したように、このような処理は「波長デフラグメンテーション」と呼ばれる。デジタルコヒーレント光伝送システム１００を運用中に、すなわち既設チャネルの信号が疎通している状態で波長デフラグメンテーションを行う場合には、既設チャネルの瞬断を避けるために、送信側レーザ１４の波長λＴｘと同期して受信側レーザ２４の波長λＲｘを遷移させることが要求される。
【００２７】
本実施形態に係るデジタルコヒーレント光伝送システム１００においては、上記のような要求を満たすために、デジタル信号処理部２８は、信号光の波長λＴｘと局部発振光の波長λＲｘとの差分Δλを受信側レーザ制御部２５に出力するよう構成される。このΔλは、デジタル信号処理部２８における信号光と局部発振光との周波数ずれ補償において算出される信号光と局部発振光との周波数差から導くことができる。そして、受信側レーザ制御部２５は、デジタル信号処理部２８からの差分Δλに基づいて、局部発振光の波長λＲｘが信号光の波長λＴｘに一致するよう受信側レーザ２４を制御する。すなわち、受信側レーザ制御部２５は、差分Δλがゼロになるようフィードバック制御を行う。
【００２８】
図５（ａ）および図５（ｂ）は、送信側レーザ１４と受信側レーザ２４の波長遷移を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、監視制御装置４０からの指示により、送信側レーザ１４の波長λＴｘが、初期波長λｉから目標波長λｔまで遷移するとする。この場合、受信側レーザ制御部２５は、信号光の波長λＴｘと局部発振光の波長λＲｘとの差分Δλがゼロになるよう受信側レーザ２４を制御するので、局部発振光の波長λＲｘも信号光の波長λＴｘに追従して移動し、初期波長λｉから目標波長λｔまで遷移する。
【００２９】
ここで、送信側レーザ制御部１５は、受信側レーザ制御部２５による受信側レーザ２４の制御の応答速度以下の速度で、送信側レーザ１４の波長λＴｘを遷移させることが望ましい。信号光の波長λＴｘの遷移速度が受信側レーザ２４の制御の応答速度を超える場合、局部発振光の波長λＲｘが信号光の波長λＴｘに追従できず、瞬断が生じるおそれがあるためである。
【００３０】
図６は、本発明の実施形態に係るデジタルコヒーレント光伝送システムにおける波長遷移を説明するためのフローチャートである。
【００３１】
まず、監視制御装置４０から光送信装置１０の送信側レーザ制御部１５に対して目標波長λｔが指示される（Ｓ１０）。
【００３２】
次に、送信側レーザ制御部１５は、送信側レーザ１４の波長λＴｘを所定量遷移させる（Ｓ１２）。この所定量は、受信側レーザ制御部２５による受信側レーザ２４の制御の応答速度を考慮して設定される。
【００３３】
送信側レーザ１４の波長λＴｘが所定量遷移すると、受信側レーザ制御部２５は、波長λＴｘと波長λＲｘとの差分Δλがゼロになるよう、受信側レーザ２４を制御する（Ｓ１４）。これにより、局所発振光の波長λＲｘが信号光の波長λＴｘに一致する。
【００３４】
次に、送信側レーザ制御部１５は、送信側レーザ１４の波長λＴｘが目標波長λｔとなったか否か判定する（Ｓ１６）。送信側レーザ１４の波長λＴｘが目標波長λｔとなっていない場合（Ｓ１６のＮ）、Ｓ１２に戻り、再度送信側レーザ１４の波長λＴｘを所定量移動させる。一方、送信側レーザ１４の波長λＴｘが目標波長λｔとなった場合（Ｓ１６のＹ）、波長遷移の処理を終了する。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態に係るデジタルコヒーレント光伝送システム１００によれば、送信側レーザ１４の波長λＴｘの遷移と受信側レーザ２４の波長λＲｘの遷移とを同期して行うことができる。受信側レーザ２４の波長λＲｘは、送信側レーザ１４の波長λＴｘに追従して遷移するので、既設のチャネルの瞬断を起こすことなく、波長デフラグメンテーションを実行することができる。これにより、フレキシブルグリッド方式の実現が可能となり、伝送帯域を有効に利用できる。
【００３６】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せによりいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３７】
１０  光送信装置、  １１  送信側トランスポンダ、  １２  波長選択スイッチ、  １４  送信側レーザ、  １５  送信側レーザ制御部、  ２０  光受信装置、  ２１  受信側トランスポンダ、  ２４  受信側レーザ、  ２５  受信側レーザ制御部、  ２６  ミキサ、  ２７  アナログデジタル変換部、  ２８  デジタル信号処理部、  ３０  光伝送路、  ４０  監視制御装置、  １００  デジタルコヒーレント光伝送システム。
【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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