(57)【要約】【課題】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。【解決手段】  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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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。【選択図】      図１
2016066935.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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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】
前記擾乱の量は、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】
前記擾乱の量は、前記第３の端局における前記第４の光信号の誤り率に基づいて定められる、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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に前記擾乱を与えて前記第４の光信号を生成する偏波回転器と、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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に前記擾乱を与えて前記第４の光信号として出力する偏波回転器と、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偏波及び位相の少なくとも一方に前記擾乱を与えて前記第４の光信号として出力する偏波回転器と、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】
前記偏波回転器は、
入力された前記第１の光信号を偏波分離する偏波ビームスプリッタと、
前記偏波分離された前記第１の光信号の一方に位相変化及び偏波回転を与える偏波回転板と、
前記偏波分離された前記第１の光信号の他方と前記半波長板を通過した前記第１の光信号とを結合して前記第４の光信号として出力する第５のカプラと、
を備える請求項４乃至６のいずれかに記載されたノード装置。
【請求項８】
前記偏波回転板は半波長板である、請求項７に記載されたノード装置。
【請求項９】
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８のいずれかに記載されたノード装置。
【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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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（すなわち周波数）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であり、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。また、ノード９１０は、トランク局５１から受信した光信号１３からサブバンド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て、光信号１４としてトランク局５２に送信する。また、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、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。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。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】
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、それぞれ、図７に示した光信号１〜３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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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、光フィルタを用いたＯＡＤＭ装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１１−０８２７５１号公報（［００２０］−［００２１］段落、図１）
【特許文献２】特表２０１２−５２７１８９号公報（［００２１］−［００２４］段落、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
（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】
【００１６】
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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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。
【００１７】
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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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。
【発明の効果】
【００１８】
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】
【００１９】
【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】偏波回転器の構成を示すブロック図である。
【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】
【００２０】
（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、端局が受信できない状態に変化する。以下、光信号を端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。
【００２１】
各実施形態では、ブランチ局へ送信される光信号が無効化される例が説明される。光信号の無効化は偏波回転器によって行われる。偏波回転器は、偏波ビームスプリッタ、偏波回転板（例えばλ／２波長板）及びカプラを備え、入力された光信号の位相及び偏波に擾乱を与えることで、光信号を無効化する。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、光信号の無効化は位相及び偏波の擾乱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光信号が無効化されることで、光信号に含まれる情報のセキュリティが確保される。
【００２２】
（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。
【００２３】
海底通信システム１００では、偏波多重コヒーレント伝送が用いられる。すなわち、海底通信システム１００では、光信号は位相変調され、さらに、位相変調された２つの独立した情報が、互いに直交する偏波で多重されて伝送される。このように、偏波多重コヒーレント伝送では、光信号の位相及び偏波によって情報が伝送される。
【００２４】
ノード１１０は、カプラ６、ＷＳＳ（Wavelength Selectable Switch）モジュール１６及び１７、偏波回転器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。
【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、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する。
【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、偏波回転器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、偏波回転器１０に入力される。偏波回転器１０は、光信号１の位相及び偏波に擾乱を与えることで、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として偏波回転器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。偏波回転器１０における光信号１の位相及び偏波に擾乱を与え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とをノード１１０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。偏波回転器１０において、光信号１は、位相及び偏波に擾乱を与えられ、光信号４となる。光信号４は、本来の光信号１に、キャリアの位相及び偏波が異なる光信号１が結合された信号である。光信号１の位相及び偏波に擾乱を与えることにより、光信号１の位相及び偏波に雑音が重畳される。偏波回転器１０によって偏波及び位相に擾乱が与えられることにより、光信号１に含まれるキャリアの位相及び偏波が変化し、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、偏波回転器１０の構成を示すブロック図である。偏波回転器１０は、ＰＢＳ１０Ａ、半波長板（λ／２波長板）１０Ｂ及びカプラ１０Ｃを備える。ＰＢＳ１０Ａは、入射された光を偏波が直交する光信号１Ａ及び光信号１Ｃに分離する偏波ビームスプリッタ（polarization beam splitter）である。光信号１Ａは、半波長板１０Ｂに入力される。半波長板１０Ｂは、入力された光信号１Ａの偏波面を所定の角度だけ回転させ、光信号１Ｂとして出力する。例えば、半波長板１０Ｂは、光信号１Ａの偏波を９０度回転させる。さらに、光信号１Ａは、半波長板１０Ｂを通過することで、その位相が変化する。カプラ１０Ｃは例えば方向性結合器であり、半波長板１０Ｂから出力される光信号１ＢとＰＢＳ１０Ａから出力される光信号１Ｃとを結合して、光信号４として出力する。
【００３５】
カプラ１０Ｃに入力される光信号１Ｂの偏波角及び位相は、半波長板１０Ｂの通過により、光信号１Ｃの偏波角及び位相とは異なるものとなる。従って、カプラ１０Ｃにおいて光信号１Ｂ及び光信号１Ｃが結合されることにより、光信号４には、偏波角及び位相の異なる、光信号１に由来する２つの光信号が混在することになる。いいかえれば、光信号４は、光信号１の偏波及び位相に雑音成分が付加されたものとなる。すなわち、光信号４は、光信号１に対して偏波及び位相に擾乱が与えられた信号である。
【００３６】
なお、偏波回転器１０は、光信号１の偏波及び位相のみに擾乱を与えるため、光信号４の周波数帯域は光信号１の周波数帯域と同一である。
【００３７】
偏波多重コヒーレント伝送では、光信号は、偏波及び位相によって情報が伝送される。しかしながら、偏波回転器１０は上述の手順で光信号１の偏波及び位相に擾乱を与え、光信号４として出力するため、ブランチ局５３は、光信号４の偏波及び位相を正確に検出することが困難となる。その結果、ブランチ局５３で受信される光信号４の受信誤り率が上昇し、ブランチ局５３においては、光信号４は受信困難、もしくは受信不能となる。
【００３８】
以上のように、偏波回転器１０は、光信号１の偏波及び位相に擾乱を与えることにより、光信号１を無効化し、光信号４として出力する。一方、サブバンド２の光信号２は偏波回転器１０を通過しないため、光信号２は無効化されない。また、光信号２と光信号４とは波長帯域が異なるため、ブランチ局５３は、容易に光信号２のみを抽出できる。従って、ブランチ局５３は光信号４の擾乱の影響を受けることなく、光信号２を復調できる。
【００３９】
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。
【００４０】
また、偏波回転器１０は、入力された光信号１の偏波及び位相に擾乱を与える処理のみを行い、光信号１のパワーを大きく減衰させない。従って、例えば、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大きな低下は生じない。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の入出力パワーも大きく低下しない。その結果、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。
【００４１】
なお、偏波回転器１０において光信号１Ａに与えられる偏波の回転方向、回転量及び位相変化量は、ブランチ局５３における光信号４の復調が困難となるように、任意に定められればよい。また、光信号１Ａに与えられる偏波の回転方向、回転量及び位相変化量は、ブランチ局５３における光信号４の受信誤り率が所定の値以上となるように定められてもよい。
【００４２】
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偏波及び位相に擾乱が与えられることにより、必要とされない光信号の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２及び光信号４の総パワーは偏波及び位相の擾乱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。
【００４３】
すなわち、第１の実施形態の海底通信システム１００は、ノードが端局へ送信す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。
【００４４】
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ニ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。従って、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。
【００４５】
（第１の実施形態の第１の変形例）
偏波回転器１０で用いられるカプラ１０Ｃとして、ＰＢＳが用いられてもよい。カプラ１０ＣとしてＰＢＳを用い、光信号１Ｂ及び光信号１Ｃを互いに偏波が直交する光信号として結合させることで、カプラ１０Ｃから出力される光信号４のパワーの低下をより小さくできる。その結果、光海底中継器５４への入力パワーの低下をさらに抑制できる。
【００４６】
（第１の実施形態の第２の変形例）
第１の実施形態では、光信号１は偏波回転器１０により偏波及び位相の両方について擾乱が与えられた。しかし、ブランチ局５３において光信号４が復調不可能であれば、偏波回転器１０は、偏波又は位相のいずれかのみの擾乱を光信号１に与えてもよい。
【００４７】
（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。
【００４８】
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。
【００４９】
ノード２１０では、カプラ６で分岐されてブランチ局５３の方向に向かう光信号１、２は、３ポート波長フィルタ９によって、サブバンド１の光信号１とサブバンド２の光信号２とに分離される。光信号１は、偏波回転器１０によって、第１の実施形態と同様に偏波及び位相に擾乱が与えられる。すなわち、光信号１の偏波及び位相は、偏波回転器１０によって擾乱を受け、光信号４として偏波回転器１０から出力される。カプラ１１は、光信号４と光信号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。
【００５０】
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。
【００５１】
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から受信されたダミー光信号５は、カプラ１２に接続された波長フィルタ８によって阻止され、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。
【００５２】
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１を、偏波及び位相に擾乱を与え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。
【００５３】
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２０１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、ノード２１０のコストが低減されるという効果を奏する。
【００５４】
（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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、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、偏波回転器１０によって、第１及び第２の実施形態と同様に偏波及び位相の擾乱を受け、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。
【００５７】
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と偏波回転器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。
【００５８】
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、ノード３１０において、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。
【００５９】
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偏波及び位相に偏波回転器１０を用いて擾乱を与えることにより無効化する。従って、第３の実施形態の海底通信システム３００も、ノードからブランチ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、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。
【００６０】
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。
【００６１】
（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。
【００６２】
第１の光ユニット（図１のカプラ６）は、第１の信号（光信号１）と第２の信号（光信号２）とを出力する。第１の信号は、第１の端局（トランク局５１）から受信された、第２の端局（トランク局５２）を宛先とする信号である。第２の信号は、第１の端局から受信された、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。
【００６３】
第２の光ユニット（ＷＳＳモジュール１６、偏波回転器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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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。
【００６４】
このような構成を備えるノード装置は、第１の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えることにより、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。
【００６５】
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、偏波回転器１０、カプラ１１を含んで構成されてもよい。
【００６６】
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、偏波回転器１０、カプラ１１を含んで構成されてもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
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。また、偏波回転器による光信号の無効化は、ブランチ局へ送信される光信号のみならず、必要に応じて、トランク局へ送信される光信号に対して行われてもよい。
【００６９】
なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、これらには限定されない。
【００７０】
（付記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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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。
【００７１】
（付記２）
前記擾乱の量は、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、付記１に記載されたノード装置。
【００７２】
（付記３）
前記擾乱の量は、前記第３の端局における前記第４の光信号の誤り率に基づいて定められる、付記１又は２に記載されたノード装置。
【００７３】
（付記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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に前記擾乱を与えて前記第４の光信号を生成する偏波回転器と、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、を備える付記１乃至３のいずれかに記載されたノード装置。
【００７４】
（付記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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に前記擾乱を与えて前記第４の光信号として出力する偏波回転器と、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、を備える付記１乃至３のいずれかに記載されたノード装置。
【００７５】
（付記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偏波及び位相の少なくとも一方に前記擾乱を与えて前記第４の光信号として出力する偏波回転器と、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、
を備える付記１乃至３のいずれかに記載されたノード装置。
【００７６】
（付記７）
前記偏波回転器は、
入力された前記第１の光信号を偏波分離する偏波ビームスプリッタと、
前記偏波分離された前記第１の光信号の一方に位相変化及び偏波回転を与える偏波回転板と、
前記偏波分離された前記第１の光信号の他方と前記半波長板を通過した前記第１の光信号とを結合して前記第４の光信号として出力する第５のカプラと、
を備える付記４乃至６のいずれかに記載されたノード装置。
【００７７】
（付記８）
前記偏波回転板は半波長板である、付記７に記載されたノード装置。
【００７８】
（付記９）
前記擾乱は、前記位相変化と前記偏波回転とによって与えられる、付記７又は８に記載されたノード装置。
【００７９】
（付記１０）
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、付記１乃至９のいずれかに記載されたノード装置。
【００８０】
（付記１１）
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、付記１０に記載されたノード装置。
【００８１】
（付記１２）
第１乃至第３の端局が、付記１乃至１１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。
【００８２】
（付記１３）
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の光信号の偏波及び位相の少なくとも一方に擾乱を与えて第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。
【符号の説明】
【００８３】
１００、２００、３００、９００    海底通信システム
１１０、２１０、３１０、９１０    ノード
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、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    偏波回転器
１０Ａ  ＰＢＳ
１０Ｂ  半波長板
１０Ｃ  カプラ
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】
2016066935.tif 000003
【図２】
2016066935.tif 000004
【図３】
2016066935.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016066935.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016066935.tif 000009
【図８】
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