(57)【要約】［課題］  簡単な構成で光送信機から光受信機の機能の設定を可能とする。［解決手段］  光送信機は、主信号を含む第１の光信号を生成する第１の送信回路と、制御信号を含む第２の光信号を生成する第２の送信回路と、第２の光信号を第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する第１の合波手段と、を備える。
2020066863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主信号を含む第１の光信号を生成する第１の送信手段と、
制御信号を含む第２の光信号を生成する第２の送信手段と、
前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する第１の合波手段と、
を備える光送信機。
【請求項２】
前記制御信号は前記チャンネル信号を受信する光受信機の機能の設定に用いられるパラメータを含む、請求項１に記載された光送信機。
【請求項３】
前記第２の光信号の帯域は前記第１の光信号の帯域よりも狭い、請求項１又は２に記載された光送信機。
【請求項４】
前記第２の光信号のピークパワーは前記第１の光信号のピークパワーよりも小さい、請求項１乃至３のいずれかに記載された光送信機。
【請求項５】
前記第１の光信号はマルチキャリア信号である、請求項１乃至４のいずれかに記載された光送信機。
【請求項６】
前記第１の光信号の中心周波数及び帯域幅の少なくとも一方はＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）勧告Ｇ．６９４．１に準拠する、請求項１乃至５のいずれかに記載された光送信機。
【請求項７】
互いに波長帯域が重複しない前記チャンネル信号を出力する、複数の、請求項１乃至６のいずれかに記載された光送信機と、
前記複数の光送信機から出力されるチャンネルを合波して波長多重信号を出力する第２の合波手段と、
を備える波長多重送信装置。
【請求項８】
主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離する第１の分波手段と、
前記制御信号に基づいて制御される、前記第１の光信号から主信号を復調する第１の受信手段と、
前記第２の光信号から前記制御信号を復調する第２の受信手段と、
を備える光受信機。
【請求項９】
前記制御信号は前記第１の受信手段の機能の設定に用いられるパラメータを含む、請求項８に記載された光受信機。
【請求項１０】
前記第１の分波手段は、前記第１の光信号の帯域よりも狭い帯域の光フィルタを用いて前記第２の光信号を前記チャンネル信号から分離する、請求項８又は９に記載された光受信機。
【請求項１１】
前記第１の光信号はマルチキャリア信号である、請求項８乃至１０のいずれかに記載された光受信機。
【請求項１２】
前記第１の光信号の中心周波数及び帯域幅の少なくとも一方はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１に準拠する、請求項８乃至１１のいずれかに記載された光受信機。
【請求項１３】
複数の前記チャンネル信号が波長多重された波長多重信号を分波して複数の前記チャンネル信号を出力する第２の分波手段と、
分波された前記チャンネル信号をそれぞれ受信する、複数の、請求項８乃至１２のいずれかに記載された光受信機と、
を備える波長多重受信装置。
【請求項１４】
前記複数のチャンネル信号に対応する複数のパラメータを前記波長多重信号から抽出し、抽出された前記パラメータを前記第１の受信手段に設定する監視手段をさらに備える、
請求項１３に記載された波長多重受信装置。
【請求項１５】
請求項７に記載された波長多重送信装置と、請求項１３又は１４に記載された波長多重受信装置とが伝送路により通信可能に接続された、光伝送システム。
【請求項１６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された光送信機と、請求項８乃至１２のいずれかに記載された光受信機と、を備えるトランスポンダ。
【請求項１７】
主信号を含む第１の光信号を生成し、
制御信号を含む第２の光信号を生成し、
前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する、
光送信方法。
【請求項１８】
主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離し、
前記第２の光信号から前記制御信号を復調し、
前記制御信号に基づいて前記第１の光信号から主信号を復調する、
光受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光送信機及び光受信機に関し、特に、主信号と制御信号とを波長多重して伝送するための光送信機及び光受信機、並びに、光送信方法及び光受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の波長多重光伝送システムでは新しい変調方式やＦＥＣ（Forward Error Correction）が導入されている。また、フレキシブルグリッドの採用やＯＡＤＭ（Optical Add-Drop Multiplexing）の導入によって、光回線に収容される光信号の構成は非常に複雑になっている。【０００３】
フレキシブルグリッドに関する国際標準としてＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１がある。この勧告では、波長グリッド上の最小チャンネル間隔は１２．５ＧＨｚである。また、主信号は１２．５ＧＨｚの整数倍（２５ＧＨｚ、５０ＧＨｚ等）の間隔で波長多重される。主信号の帯域幅は伝送速度や変調方式に応じて定めることができる。なお、ＩＴＵ−Ｔは、International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sectorの略である。本発明に関連して、特許文献１には、主信号と制御信号とを多重して伝送する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９７４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光伝送システムでは、光伝送装置（例えば光送信機及び光受信機）の設置時や光信号の波長増設時に、主信号に関する多くのパラメータを、光伝送装置に正しく設定する必要がある。この際、対向する光送信機と光受信機との間で主信号を伝送可能とするためには光送信機の設置作業者と光受信機の設置作業者とがこれらのパラメータをそれぞれ正確に設定する必要があった。また、主信号の波長増設等といった仕様の変更の際にも、光送信機の作業者と光受信機の作業者とが連絡を取りながらパラメータを変更する必要があった。このため、一般的な光伝送装置には、対向する光送信機と光受信機とのパラメータの設定が煩雑であるという課題があった。【０００６】
（発明の目的）
本発明は、簡単な構成で光受信機の機能を光送信機から設定可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光送信機は、主信号を含む第１の光信号を生成する第１の送信手段と、制御信号を含む第２の光信号を生成する第２の送信手段と、前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する第１の合波手段と、を備える。【０００８】
本発明の光受信機は、主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離する第１の分波手段と、前記制御信号に基づいて制御される、前記第１の光信号から主信号を復調する第１の受信手段と、前記第２の光信号から前記制御信号を復調する第２の受信手段と、を備える。【０００９】
本発明の光送信方法は、主信号を含む第１の光信号を生成し、制御信号を含む第２の光信号を生成し、前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する、手順を含む。【００１０】
本発明の光受信方法は、主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離し、前記第２の光信号から前記制御信号を復調し、前記制御信号に基づいて前記第１の光信号から主信号を復調する、手順を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、簡単な構成で光受信機の機能を光送信機から設定可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の光伝送システム１０の構成例を示すブロック図である。
【図２】主光信号が単一波長帯の信号である場合のチャンネル信号の例を示す図である。
【図３】スペクトルの上端に制御光信号が多重された場合のチャンネル信号の例を示す図である。
【図４】チャンネル信号を合波あるいは分波するための光フィルタの理想的な特性例を示す図である。
【図５】チャンネル信号を合波あるいは分波するための光フィルタの一般的な特性例を示す図である。
【図６】主光信号がマルチキャリア信号である場合のチャンネル信号の例を示す図である。
【図７】波長帯域が異なる複数のチャンネル信号が多重されたＷＤＭ信号の例を示す図である。
【図８】制御回路１１１及び２１１で管理されるパラメータの例を示す図である。
【図９】制御信号送信回路１１２及び制御信号受信回路２１２で通信される制御光信号の緒元の例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の光伝送システム２０の構成例を示すブロック図である。
【図１１】第３の実施形態の光送信機５０の構成例を示すブロック図である。
【図１２】第４の実施形態の光受信機６０の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の光伝送システム１０の構成例を示すブロック図である。光伝送システム１０は、ＷＤＭ送信装置１及びＷＤＭ受信装置２を備える。ＷＤＭは、Wavelength Division Multiplexing（波長分割多重）の略である。ＷＤＭ送信装置１とＷＤＭ受信装置２との間は、伝送路３で接続される。伝送路３は、光ファイバである。なお、各実施形態のブロック図において、矢印は信号の向きの一例を示し、信号の向きを限定しない。
【００１４】
（ＷＤＭ送信装置１の説明）
ＷＤＭ送信装置１は、ｋ個（ｋは自然数）の光送信機１１−１ｋと、波長多重回路１２０とを備える。光送信機１１−１ｋは、光伝送システム１０において要求される性能に応じて設定されるパラメータによって、多様な光送信信号を生成できる。本実施形態では光送信機１１−１ｋが備える光信号の送信機能について説明する。しかし、光送信機１１−１ｋは、後述する光受信機２１−２ｋと同様の受信機能をさらに備えるトランスポンダ（光送受信機）であってもよい。
【００１５】
光送信機１１−１ｋは、制御信号及び主信号を含む光信号を生成する。主信号は、光伝送システム１０においてユーザのデータを伝送するための信号である。制御信号は、ＷＤＭ送信装置１からＷＤＭ受信装置２を制御するためのパラメータを伝送する信号である。
【００１６】
光送信機１１−１ｋは、それぞれ、主信号送信回路１０１、制御回路１１１、制御信号送信回路１１２、合波器１０２を備える。主信号送信回路１０１は、制御回路１１１によって設定されたパラメータに基づいて、主信号を波長多重光伝送に適した光信号に変換して出力する。以降、主信号送信回路１０１が出力する光信号を「主光信号」と記載する。主信号送信回路１０１は電気−光変換回路であり、光変調器を備えてもよい。光送信機１１−１ｋの主信号送信回路１０１は、それぞれ、波長がλ１−λｋの光信号を生成する。なお、光送信機１１−１ｋが出力する主光信号の帯域幅は必ずしも同一ではなく、また、互いに重複しない。
【００１７】
制御回路１１１は、主信号送信回路１０１にパラメータを設定し、また光送信機と対向する光受信機に通知するパラメータを含む制御信号を生成する電気回路である。制御回路１１１は、例えば、主光信号の波長や帯域、変調方式等を指定するパラメータを主信号送信回路１０１に設定することで、主信号送信回路１０１を制御する。主信号送信回路１０１に設定されるパラメータ及び対向する光受信機に通知されるパラメータは、いずれも、光送信機と光受信機とが通信可能となるように定められる。これらのパラメータは互いに異なっていてもよい。光受信機に通知されるパラメータは、例えば、主信号受信回路２０１に対して、受信する主光信号の波長や帯域、変調方式等を設定する情報である。
【００１８】
制御信号送信回路１１２は、制御回路１１１から通知された制御信号を光信号に変換する。すなわち、制御信号送信回路１１２も、電気−光変換回路である。以降、制御信号送信回路１１２が出力する光信号を「制御光信号」と記載する。合波器１０２は、主信号送信回路１０１から出力された主光信号と制御信号送信回路１１２から出力された制御光信号とを合波した光信号（以下、「チャンネル信号」という。）を生成し、チャンネル信号を波長多重回路１２０へ出力する。光送信機１１−１ｋは、いずれもチャンネル信号を出力する上記の機能を備える。光送信機１１−１ｋが生成するチャンネル信号は、それぞれ、チャンネルが異なる信号として区別される。
【００１９】
波長多重回路１２０は、光送信機１１−１ｋが生成した各チャンネル信号を波長多重してＷＤＭ信号を生成し、ＷＤＭ信号を伝送路３へ出力する。なお、波長多重回路１２０が合波器１０２の機能を備えることで、光送信機１１−１ｋから合波器１０２を省くことができる。また、波長多重回路１２０及び合波器１０２の、一方又は両方はカプラでもよい。
【００２０】
（ＷＤＭ受信装置２の説明）
ＷＤＭ受信装置２は、伝送路３からＷＤＭ信号を受信する。ＷＤＭ受信装置２は、波長分離回路２２０及びｋ個の光受信機２１−２ｋを備える。波長分離回路２２０は、伝送路３から受信したＷＤＭ信号をチャンネル毎に（すなわちチャンネル信号に）分離する。光受信機２１−２ｋは、それぞれ、波長λ１−λｋの光信号を受信する。波長分離回路２２０で分離された各チャンネル信号は、波長多重回路１２０で波長多重される前の各チャンネル信号に対応する。
【００２１】
光受信機２１−２ｋは、パラメータの設定によって多様な光信号を受信できる。本実施形態では光受信機２１−２ｋが備える光信号の受信機能について説明する。光受信機２１−２ｋは光送信機１１−１ｋと同様の送信機能を備えるトランスポンダであってもよい。
【００２２】
光受信機２１−２ｋは、主信号受信回路２０１、分波器２０２、制御回路２１１、制御信号受信回路２１２を備える。分波器２０２は、波長分離回路２２０でチャンネル毎（すなわち、波長毎）に分離されたチャンネル信号を、主光信号と制御光信号とに分離する。主信号受信回路２０１は、主光信号から主信号を復調してＷＤＭ受信装置２の外部へ出力する。制御信号受信回路２１２は、制御光信号から制御信号を復調して制御信号を制御回路２１１へ出力する。制御回路２１１は、制御信号からパラメータを抽出する。抽出されたパラメータは、受信されたチャンネル信号を送信した光送信機の制御回路１１１において生成された制御信号に含まれる、パラメータである。そして、制御回路２１１は、抽出されたパラメータに基づいて、主信号受信回路２０１を制御する。
【００２３】
このようにして、主信号受信回路２０１の機能を設定するパラメータが光送信機１１−１ｋから、そのチャンネル信号を受信する光受信機２１−２ｋに伝達される。その結果、光伝送システム１０では、ＷＤＭ受信装置２の光受信機２１−２ｋへのパラメータ設定を、ＷＤＭ受信装置２に作業者を配置することなくＷＤＭ送信装置１から自動的に行うことができる。
【００２４】
なお、分波器２０２は、分波器２０２が備えられた光受信機が受信するチャンネルの主光信号と制御光信号とをＷＤＭ信号から直接分離してもよい。この場合は、ＷＤＭ受信装置２から波長分離回路２２０を省くことができる。あるいは、波長分離回路２２０が分波器２０２の機能をさらに備えてもよい。この場合は、波長分離回路２２０は主光信号と制御光信号とに分離された光信号を、それぞれ、光受信機２１−２ｋに出力する。
【００２５】
（光伝送システム１０の動作の説明）
次に、光伝送システム１０の動作について、光送信機１１から光受信機２１への伝送を例に、より詳細に説明する。光送信機１１が備える主信号送信回路１０１は、主光信号の波長、帯域幅、伝送速度、変調方式といった機能を切り替えることができる。制御回路１１１は、これらの機能の切り替えに用いられるパラメータを生成して、主信号送信回路１０１に設定する。パラメータを生成するための情報はＷＤＭ送信装置１の外部から制御回路１１１へ入力されてもよい。パラメータを生成するための情報は随時変更されてもよい。制御回路１１１は、これらの機能に対応して主信号受信回路２０１に設定されるパラメータを含む制御信号を生成して、制御信号送信回路１１２へ出力する。制御信号は伝送可能な電気信号であり、例えば非同期シリアルデジタル信号である。
【００２６】
制御信号送信回路１１２は制御回路１１１から入力された制御信号を制御光信号に変換する。制御光信号は光信号であり、その波長は主信号送信回路１０１で生成される主光信号の波長帯域に依存する。本実施形態では、制御光信号の波長は主光信号の波長帯域の末端（上端あるいは下端）に設定される。主信号送信回路１０１が出力する主光信号と制御信号送信回路１１２が出力する制御光信号は合波器１０２で多重され、１つのチャンネル信号として波長多重回路１２０へ出力される。
【００２７】
光送信機１２−１ｋも、光送信機１１と同様の動作を行う。各光送信機１１−１ｋが出力するチャンネル信号（すなわち、主光信号及び制御光信号が波長多重された光信号）の波長帯域は重複しないように設定される。波長多重回路１２０は光送信機１１−１ｋが出力するチャンネル信号を波長多重し、ＷＤＭ信号として伝送路へ送出する。
【００２８】
図２−図７を用いて、チャンネル信号及びＷＤＭ信号について説明する。図２−図７において、縦軸は主光信号及び制御光信号のパワーであり、横軸は波長である。光信号の波長及び帯域幅と周波数との間の換算は容易である。図２は、主光信号が単一波長帯の信号である場合に、主光信号のスペクトルの下端（短波長側の端）に制御光信号が多重された場合のスペクトルの例を示す。主光信号の波長帯域（スロット幅）は２５ＧＨｚである。主光信号が２５ＧＨｚグリッド上に配置される場合には、制御光信号の位置は主光信号の中心周波数から１２．５ＧＨｚ離れた（周波数が高い）位置であり、短波長側の隣接グリッドとの境界である。制御光信号は低速の制御情報のみを含むため主光信号と比べて帯域が狭い。例えば、制御光信号の帯域幅は、数ｋＨｚ−数十ＭＨｚである。従って、図２−図６において制御光信号のスペクトルは線状となる。制御光信号が多重される位置（図２では主光信号のスペクトルの下端）は、主光信号と制御光信号とを多重した場合に制御光信号と主信号光とが互いの伝送品質に与える影響が無視できる範囲で主光信号の中心波長に最も近い波長としてもよい。
【００２９】
図３は、スロット幅が２５ＧＨｚの主光信号のスペクトルの上端（長波長側の端）に制御光信号が多重された場合のスペクトルの例を示す。図３に示すように、制御光信号が主光信号のスペクトルの上端に多重されてもよい。この場合でも、制御光信号と主信号光とが互いの伝送品質に与える影響が無視できる波長に制御光信号が多重されてもよい。
【００３０】
図４及び図５は、波長多重回路１２０又は波長分離回路２２０において、図２に示したチャンネル信号を合波あるいは分波するための光フィルタの特性の例を追加した図である。図４及び図５において、光フィルタの特性に関しては、縦軸は透過率を示す。図４の破線は理想的な光フィルタの特性の例を示す。光フィルタは、目的とするチャンネルの主光信号の波長帯域を透過する光バンドバスフィルタである。図４の光フィルタの波長帯域幅を若干広げることで、制御光信号も波長多重回路１２０において主光信号とともにＷＤＭ信号へ合波され、あるいは波長分離回路２２０において主光信号とともにＷＤＭ信号から分離される。実際には、一般的な光バンドパスフィルタの通過帯域は図４のような理想的な矩形ではなく、図５に示すように透過特性の裾が台形状に広がる。このため、波長多重回路１２０及び波長分離回路２２０は、一般的な光バンドパスフィルタを用いて制御光信号を合分波できる。
【００３１】
すなわち、図１の波長分離回路２２０において、図２の波長帯域を持つ主光信号を分離する時に、制御光信号とともに分離することができる。すなわち、主光信号と制御光信号とをひとまとまりの波長信号（１つのチャンネル信号）として扱うことができる。光バンドパスフィルタの帯域を変えることで、主光信号のスロット幅が異なる場合や、主光信号が複数のキャリアからなるマルチキャリア信号である場合にも、同様に主光信号と制御光信号とを１つのチャンネル信号として扱うことができる。なお、制御光信号が主光信号のスペクトルの上端に多重された、図３に示した場合も同様であることは明らかである。
【００３２】
図６は、主光信号がマルチキャリア信号である場合の、チャンネル信号のスペクトルの例を示す図である。図６のマルチキャリア信号は、１本のスロット幅が１２．５ＧＨｚである４本のキャリアからなる。制御光信号は、マルチキャリア信号のスペクトルの下端に波長多重される。図６の例では、サブキャリア１−４の４波を用いた並列伝送によって、キャリア１本あたりの伝送速度を下げることができる。
【００３３】
図７は、波長帯域が異なる複数のチャンネル信号が多重されたＷＤＭ信号の例を示す図である。図７は、光送信機１１−１５がそれぞれチャンネル信号１−５を生成し、波長多重回路１２０でチャンネル信号１−５が多重されて光受信機２１−２５に送信される場合の例を示す。図７には、各チャンネルの帯域幅が記載されている。チャンネル４の主信号光は、帯域が５０ＧＨｚのサブキャリアを４本含む。チャンネル２−４の制御光信号は、それぞれ、隣接するチャンネル信号との境界の波長に配置される。
【００３４】
図７の各チャンネル信号に含まれる主光信号の帯域幅及び中心周波数の間隔は、いずれも６．２５ＧＨｚの整数倍である。図７では、チャンネル信号１、２、３、４，５の帯域幅は、それぞれ、１２．５ＧＨｚ、５０ＧＨｚ、２５ＧＨｚ、２００ＧＨｚ、２５ＧＨｚである。この場合、チャンネル信号１とチャンネル信号２との中心周波数間隔は３１．２５ＧＨｚ、チャンネル信号２とチャンネル信号３との中心周波数間隔は３７．５ＧＨｚである。チャンネル信号３とチャンネル信号４との中心周波数間隔は１１２．５ＧＨｚ、チャンネル信号４とチャンネル信号５との中心周波数間隔は１１２．５ＧＨｚである。主光信号に対応する制御光信号は、各主信号光のスペクトルの下端に多重される。隣接する主光信号のスペクトルは重複しない。このため、各主信号光のスペクトルの下端に配置された各情報転送信号と各主信号光とが互いの伝送品質に与える影響は無視できる。
【００３５】
制御光信号は、チャンネル信号の一部として主光信号とともに伝送される。波長分離回路２２０は、図７のＷＤＭ信号をチャンネル信号に分離して、対応する波長を受信する光受信機２１−２５へそれぞれ出力する。すなわち、波長分離回路２２０は、チャンネル１のチャンネル信号を光受信機２１へ出力する。同様に、チャンネル２−５のチャンネル信号は、それぞれ、光受信機２２−２５へ出力される。チャンネル信号の数は、伝送路３を介して主信号を伝送する光送信機及び光受信機の数に依存して最大ｋ個まで増加する。チャンネル信号と当該チャンネル信号を受信する光受信機２１−２ｋとは、主光信号の中心波長によって対応づけられてもよい。
【００３６】
光受信機２１が備える分波器２０２は、それぞれ、波長分離回路２２０から入力された光受信機２１宛のチャンネル信号を、制御光信号と主光信号とに分離する。制御信号受信回路２１２は、分離された制御光信号から制御信号を復調する。制御回路２１１は、制御信号受信回路２１２から制御信号を受信し、制御信号からパラメータを抽出する。抽出されるパラメータは、制御回路１１１において生成された、主信号受信回路２０１に設定されるパラメータである。制御回路２１１は抽出されたパラメータを主信号受信回路２０１に設定することで、主信号受信回路２０１を制御する。主信号受信回路２０１では、設定されたパラメータに基づいて主光信号の受信機能が実現される。主信号受信回路２０１は、分波器２０２で分離された主光信号から主信号を復調する。復調された主信号は、ＷＤＭ受信装置２の外部に接続された他の伝送装置へ出力されてもよい。光受信機２２−２ｋも、光受信機２１と同様の動作を行う。
【００３７】
制御光信号が光主信号の伝送品質に与える影響をさらに低減するためには、主光信号に対する制御光信号のレベルは低いことが好ましい。この場合、制御信号受信回路２１２は、主光信号と比較して低いパワーの制御光信号を検波する必要がある。しかし、制御光信号の周波数帯域は主光信号の周波数帯域と比較して充分に狭いため、制御信号受信回路２１２は、狭帯域フィルタを用いることで制御光信号を高感度に受信できる。また、制御光信号は主光信号のスペクトルの下端にあるため、主信号受信回路２０１は制御光信号を主信号の帯域外の雑音として受信してもよい。この場合、主信号受信回路２０１においては、主光信号の伝送品質に大きな影響を与えることなく制御光信号は等化フィルタで除去される。
【００３８】
図８は、制御回路１１１及び２１１で管理されるパラメータの例を示す図である。パラメータとして、主光信号の公称波長、帯域幅、伝送速度、変調方式などがある。パラメータの種類や値は図８の記載には限定されない。光送信機１１−１ｋと光受信機２１−２ｋとの間の通信に必要な設定をパラメータとして定義することができる。図８において、ＱＰＳＫはQuadrature Phase Shift Keying、ＱＡＭはQuadrature Amplitude Modulation、ＬＤＰＣはlow-density parity-check code、の略である。
【００３９】
図９は、制御信号送信回路１１２と制御信号受信回路２１２との間で通信される制御光信号のパラメータの例を示す図である。制御光信号のパラメータはあらかじめ光伝送システム１０の仕様で定められた固定値としてよく、また、図９の例には限定されない。制御光信号の変調方式は振幅変調、位相変調あるいはさらに他の変調方式でもよい。振幅変調と比べて位相変調は光出力の変化が小さいため、制御光信号を位相変調で生成することで、制御光信号が主光信号に与える影響をより低減できる。
【００４０】
以上のように主光信号と制御光信号とを１つのチャンネル信号として伝送することで、光送信機１１−１ｋで生成されたパラメータを、簡単な構成で光受信機２１−２ｋに伝達できる。その結果、本実施形態の光伝送システム１０は、簡単な構成で光受信機の機能を光送信機から設定可能とする。
【００４１】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態の光伝送システム２０の構成例を示すブロック図である。光伝送システム２０は、第１の実施形態の光伝送システム１０と比較して、ＷＤＭ受信装置２に代えてＷＤＭ受信装置２Ａを備える。ＷＤＭ送信装置１とＷＤＭ受信装置２Ａとの間は、伝送路３で接続される。
【００４２】
ＷＤＭ受信装置２Ａは、ＷＤＭ受信装置２と比較して、監視回路４１を備える点で相違する。また、ＷＤＭ受信装置２Ａが備える波長分離回路２２０Ａは、ＷＤＭ信号を所定の分岐比で分岐して監視回路４１に入力する。監視回路４１は、制御回路４１１及び制御信号受信回路４１２を備える。
【００４３】
制御信号受信回路４１２は、光フィルタを備えた光−電気変換回路である。制御信号受信回路４１２は、波長分離回路２２０Ａから入力されたＷＤＭ信号に含まれる制御光信号を受信する。ＷＤＭ信号がマルチキャリア信号を含む場合には、各チャンネル信号の境界の位置が固定されない。このため、制御信号受信回路４１２において、ＷＤＭ信号のスペクトルのみによって各チャンネルを識別することが困難な場合がある。そこで、制御信号受信回路４１２は波長可変光バンドパスフィルタを備える。波長可変光バンドパスフィルタが透過波長を狭帯域で掃引することで、制御光信号のみをチャンネル毎に検出できる。その結果、ＷＤＭ信号に含まれる制御光信号を識別し、チャンネル信号の帯域幅やパラメータをチャンネル毎に取得できる。制御信号受信回路４１２は、区別された制御光信号から、それぞれに含まれる制御信号を復調する。復調された制御信号は、制御回路４１１へ出力される。
【００４４】
制御回路４１１は、復調されたそれぞれの制御信号から、チャンネル信号毎のパラメータを抽出する。また、制御回路４１１は、検出された制御光信号の波長から、ＷＤＭ信号に含まれるチャンネル信号の数や、それぞれのチャンネル信号の主光信号の帯域幅の情報を取得してもよい。制御回路４１１は、抽出されたパラメータや主光信号の帯域幅等の情報を記憶する。そして、制御回路４１１が光受信機２１−２ｋの機能をパラメータに基づいて制御してもよい。このような構成を備える光伝送システム２０は、監視回路４１が制御光信号を受信可能なチャンネルの光受信機は制御信号受信回路２１２及び制御回路２１１を備える必要がなく、当該光受信機の構成が簡略化できる。監視回路４１がＷＤＭ受信装置２Ａで受信される全てのチャンネル信号の制御光信号を検波可能である場合は、光受信機２１−２ｋは制御信号受信回路２１２及び制御回路２１１を備える必要がない。
【００４５】
あるいは、光受信機２１−２ｋは制御回路２１１及び制御回路４１１の任意の一方から制御を受けてもよい。この場合には、光伝送システム２０は、パラメータの抽出機能が冗長化される。
【００４６】
（第３の実施形態）
図１１は、本発明の第３の実施形態の光送信機５０の構成例を示すブロック図である。光送信機５０は、第１の送信部５１と、第２の送信部５２と、第１の合波部５３と、を備える。第１の送信部５１は、主信号を含む第１の光信号を生成する。第２の送信部５２は、制御信号を含む第２の光信号を生成する。第１の合波部５３は、第２の光信号を第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する。このような構成を備える光送信機５０は、制御信号を含む第２の光信号が第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重されるため、制御信号を主信号と同一のチャンネル信号として光受信機へ伝送することができる。その結果、光送信機５０は、光送信機５０で生成された制御信号を用いて、簡単な構成で光受信機の機能を設定できる。
【００４７】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態の光受信機６０の構成例を示すブロック図である。光受信機６０は、第１の受信部６１と、第２の受信部６２と、第１の分波部６３と、を備える。第１の分波部６３は、主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離する。第１の受信部６１は、第１の光信号から主信号を復調する。また、第１の受信部６１の機能は、制御信号に基づいて設定される。第２の受信部６２は、制御信号を復調する。
【００４８】
このような構成を備える光受信機６０は、主信号を含む第１の光信号と制御信号を含む第２の光信号とが波長多重された光信号を受信する。第２の光信号は第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重されているため、光受信機６０は、第１及び第２の光信号を同一のチャンネル信号として受信できる。従って、光受信機６０は、簡単な構成で、光送信機で生成された制御信号を用いて、光受信機６０の機能を設定できる。
【００４９】
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。
【００５０】
（付記１）
主信号を含む第１の光信号を生成する第１の送信手段と、
制御信号を含む第２の光信号を生成する第２の送信手段と、
前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する第１の合波手段と、
を備える光送信機。
【００５１】
（付記２）
前記制御信号は前記チャンネル信号を受信する光受信機の機能の設定に用いられるパラメータを含む、付記１に記載された光送信機。
【００５２】
（付記３）
前記第２の光信号の帯域は前記第１の光信号の帯域よりも狭い、付記１又は２に記載された光送信機。
【００５３】
（付記４）
前記第２の光信号のピークパワーは前記第１の光信号のピークパワーよりも小さい、付記１乃至３のいずれかに記載された光送信機。
【００５４】
（付記５）
前記第１の光信号はマルチキャリア信号である、付記１乃至４のいずれかに記載された光送信機。
【００５５】
（付記６）
前記第１の光信号の中心周波数及び帯域幅の少なくとも一方はＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）勧告Ｇ．６９４．１に準拠する、付記１乃至５のいずれかに記載された光送信機。
【００５６】
（付記７）
互いに波長帯域が重複しない前記チャンネル信号を出力する、複数の、付記１乃至６のいずれかに記載された光送信機と、
前記複数の光送信機から出力されるチャンネルを合波して波長多重信号を出力する第２の合波手段と、
を備える波長多重送信装置。
【００５７】
（付記８）
主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離する第１の分波手段と、
前記制御信号に基づいて制御される、前記第１の光信号から主信号を復調する第１の受信手段と、
前記第２の光信号から前記制御信号を復調する第２の受信手段と、
を備える光受信機。
【００５８】
（付記９）
前記制御信号は前記第１の受信手段の機能の設定に用いられるパラメータを含む、付記８に記載された光受信機。
【００５９】
（付記１０）
前記第１の分波手段は、前記第１の光信号の帯域よりも狭い帯域の光フィルタを用いて前記第２の光信号を前記チャンネル信号から分離する、付記８又は９に記載された光受信機。
【００６０】
（付記１１）
前記第１の光信号はマルチキャリア信号である、付記８乃至１０のいずれかに記載された光受信機。
【００６１】
（付記１２）
前記第１の光信号の中心周波数及び帯域幅の少なくとも一方はＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１に準拠する、付記８乃至１１のいずれかに記載された光受信機。
【００６２】
（付記１３）
複数の前記チャンネル信号が波長多重された波長多重信号を分波して複数の前記チャンネル信号を出力する第２の分波手段と、
分波された前記チャンネル信号をそれぞれ受信する、複数の付記８乃至１２のいずれかに記載された光受信機と、
を備える波長多重受信装置。
【００６３】
（付記１４）
前記複数のチャンネル信号に対応する複数のパラメータを前記波長多重信号から抽出し、抽出された前記パラメータを前記第１の受信手段に設定する監視手段をさらに備える、
付記１３に記載された波長多重受信装置。
【００６４】
（付記１５）
付記７に記載された波長多重送信装置と、付記１３又は１４に記載された波長多重受信装置とが伝送路により通信可能に接続された、光伝送システム。
【００６５】
（付記１６）
付記１乃至５のいずれかに記載された光送信機と、付記８乃至１２のいずれかに記載された光受信機と、を備えるトランスポンダ。
【００６６】
（付記１７）
主信号を含む第１の光信号を生成し、
制御信号を含む第２の光信号を生成し、
前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する、
光送信方法。
【００６７】
（付記１８）
主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離し、
前記第２の光信号から前記制御信号を復調し、
前記制御信号に基づいて前記第１の光信号から主信号を復調する、
光受信方法。
【００６８】
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。
【００６９】
また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。
【００７０】
以上の各実施形態に記載されたＷＤＭ送信装置１、ＷＤＭ受信装置２及びＷＤＭ受信装置２Ａの機能は、それぞれが備える中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）がプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。ＣＰＵは例えば制御回路１１１、２１１、４１１に備えられるコンピュータである。ＣＰＵは、制御回路１１１、２１１、４１１の外部に備えられてもよい。
この出願は、２０１８年９月２７日に出願された日本出願特願２０１８−１８１８２０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】
【００７１】
１    ＷＤＭ送信装置
２、２Ａ    ＷＤＭ受信装置
３    伝送路
１０、２０    光伝送システム
１１−１ｋ、５０    光送信機
１２０    波長多重回路
１０１    主信号送信回路
１０２    合波器
１１１、２１１、４１１    制御回路
１１２    制御信号送信回路
２１−２ｋ    光受信機
２２０、２２０Ａ    波長分離回路
２０１    主信号受信回路
２０２    分波器
２１２、４１２    制御信号受信回路
４１    監視回路
５１    第１の送信部
５２    第２の送信部
５３    第１の合波部
６１    第１の受信部
６２    第２の受信部
６３    第１の分波部
【図１】
2020066863.tif 000003
【図２】
2020066863.tif 000004
【図３】
2020066863.tif 000005
【図４】
2020066863.tif 000006
【図５】
2020066863.tif 000007
【図６】
2020066863.tif 000008
【図７】
2020066863.tif 000009
【図８】
2020066863.tif 000010
【図９】
2020066863.tif 000011
【図１０】
2020066863.tif 000012
【図１１】
2020066863.tif 000013
【図１２】
2020066863.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和3年3月2日(2021.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主信号を含む第１の光信号を生成する第１の送信手段と、
制御信号を含む第２の光信号を生成する第２の送信手段と、
前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する第１の合波手段と、
を備える光送信機。
【請求項２】
前記制御信号は前記チャンネル信号を受信する光受信機の機能の設定に用いられるパラメータを含む、請求項１に記載された光送信機。
【請求項３】
前記第２の光信号の帯域は前記第１の光信号の帯域よりも狭い、請求項１又は２に記載された光送信機。
【請求項４】
前記第２の光信号のピークパワーは前記第１の光信号のピークパワーよりも小さい、請求項１乃至３のいずれかに記載された光送信機。
【請求項５】
前記第１の光信号はマルチキャリア信号である、請求項１乃至４のいずれかに記載された光送信機。
【請求項６】
前記第１の光信号の中心周波数及び帯域幅の少なくとも一方はＩＴＵ−Ｔ（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）勧告Ｇ．６９４．１に準拠する、請求項１乃至５のいずれかに記載された光送信機。
【請求項７】
互いに波長帯域が重複しない前記チャンネル信号を出力する、複数の、請求項１乃至６のいずれかに記載された光送信機と、
前記複数の光送信機から出力されるチャンネル信号を合波して波長多重信号を出力する第２の合波手段と、
を備える波長多重送信装置。
【請求項８】
主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離する第１の分波手段と、
前記制御信号に基づいて制御される、前記第１の光信号から主信号を復調する第１の受信手段と、
前記第２の光信号から前記制御信号を復調する第２の受信手段と、
を備える光受信機。
【請求項９】
主信号を含む第１の光信号を生成し、
制御信号を含む第２の光信号を生成し、
前記第２の光信号を、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重したチャンネル信号を生成する、
光送信方法。
【請求項１０】
主信号を含む第１の光信号と、前記第１の光信号の波長帯域の一端に波長多重された、制御信号を含む第２の光信号とを、受信したチャンネル信号から分離し、
前記第２の光信号から前記制御信号を復調し、
前記制御信号に基づいて前記第１の光信号から主信号を復調する、
光受信方法。
【国際調査報告】
2020066863.tif 000015
2020066863.tif 000016
2020066863.tif 000017
2020066863.tif 000018