JP2014220575A - 光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 サブキャリア信号の障害を効果的に復旧させる光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法を提供する。
【解決手段】 光伝送装置は、フレーム信号を分割するフレーム分割部と、前記フレーム分割部により分割された前記フレーム信号を、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部とを有し、前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替える。
【選択図】図５

Description

本件は、光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法に関する。

通信需要の増加に伴い、ＤＰ（Dual Polarization）−ＱＰＳＫ（Quaternary Phase-Shift Keying）などの多値変調技術が、光伝送に用いられている。例えば、１００（Ｇｂｐｓ）の光信号を、単一のキャリアによりコヒーレント伝送し、波長多重する伝送技術が知られている。

さらなる通信需要の増加に応じて、４００（Ｇｂｐｓ）や１（Ｔｂｐｓ）などの大容量伝送を実現するため、ＤＰ−６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）やＤＰ−２５６ＱＡＭなどの多値度が高い変調手段の適用が検討されている。しかし、このような多値変調手段を光通信に適用した場合、ＳＮ（Signal Noise）比が低下するため、伝送距離が短くなるという問題がある。

そこで、ＳＮ比を改善して長距離伝送を可能とするため、多値変調信号をサブキャリア信号とし、複数のサブキャリア信号を波長多重技術により束ねて伝送する方法が期待されている。複数のサブキャリア信号を束ねて得られるマルチキャリア信号は、「スーパーチャネル」などと呼ばれる。なお、この伝送方法を、本明細書では「マルチキャリア伝送」と表記する。

マルチキャリア伝送では、サブキャリア信号ごとに波長が異なり、各波長のスペクトルは、伝送容量を増加させるために狭い帯域内に配置される。このため、マルチキャリア伝送では、従来の固定帯域幅（例えば５０（ＧＨｚ）、１００（ＧＨｚ）など）に代え、可変帯域幅（７５（ＧＨｚ）、１３７．５（ＧＨｚ）など）を可能とするフレキシブルグリッド機能が用いられる。フレキシブルグリッド機能は、グリッドレス機能とも呼ばれ、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．６９４．１（ITU-T: International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector（国際電気通信連合））に規定されている。

例えば、４００（Ｇｂｐｓ）のマルチキャリア信号に関し、以下のような伝送手法が検討されている。
・１００（Ｇｂｐｓ）のＤＰ−ＱＰＳＫ変調信号をサブキャリア信号として、４つのサブキャリア信号を束ねて伝送
・２００（Ｇｂｐｓ）のＤＰ−１６ＱＡＭ変調信号をサブキャリア信号として、２つのサブキャリア信号を束ねて伝送
・５０（Ｇｂｐｓ）のＤＰ−ＢＰＳＫ（Binary PSK）変調信号をサブキャリア信号として、２つのサブキャリア信号を束ねて伝送（超長距離伝送用）

マルチキャリア伝送方法では、インバースマックス方式と同様に、例えば４００（Ｇｂｐｓ）で伝送されるフレーム信号が、４つのサブキャリア信号に分割されて、１００（Ｇｂｐｓ）で送信され、受信側で４つのサブキャリア信号を、元のフレーム信号に復元する。このため、各サブキャリア信号は、送信側及び受信側において、伝送レーンの並び順及び波長が一致しなければ、フレームを復元できず、ＬＯＦ（Loss Of Frame）などの障害が検出される。

マルチキャリア伝送の手法を用いた伝送システムは、大容量のデータを伝送するため、障害が発生した場合に伝送経路を切り替えるＡＰＳ（Auto Protection Switching）機能の性能が重要である。

ＡＰＳに関し、特許文献１には、伝送装置の故障を監視し、故障が発生した場合、予備の伝送装置の送信ラインに設けられたスイッチをオンし、故障した伝送装置の送信ラインに設けられたスイッチをオフする点が開示されている。また、特許文献２には、伝送速度が異なる複数の光パスを収容する光リングネットワークにおいて、光パス間の共有切り替えを実現する予備チャネルの波長予約方法が開示されている。

特開２００２−８４２２９号公報 特開２００６−３４５０６９号公報

グリッドレス機能を有する波長多重伝送装置において、波長選択スイッチ（WSS: Wavelength Selective Switch）などの波長制御デバイスは、微細な制御を行うので、故障により一部の波長のサブキャリア信号が不通状態になることが想定される。例えば、波長選択スイッチは、アレイ状に配置された多数のマイクロミラーの角度を個別に調整するため、一部のマイクロミラーが故障すると、該当する波長のサブキャリア信号が不通状態になる。一部の波長のサブキャリア信号が不通状態になると、上記のＬＯＦが検出され、フレームの復元が不可能となる。

リング型ネットワークでは、例えばＯＵＰＳＲ（Optical Uni-Direction Path Switched Ring）により、伝送経路を切り替えて障害の復旧が行われる。マルチキャリア伝送方法の場合、何れの波長のサブキャリア信号が障害により不通になっても復旧できるように、予備の伝送経路に全波長のサブキャリア信号の帯域が確保される。このため、ネットワークにおける帯域の使用効率が低下する。また、受信側において、予備系の伝送経路及び現用系の伝送経路から入力された各サブキャリア信号は、互いに遅延量の差（つまりLatency）を生ずるので、遅延調整処理を必要とする。

また、メッシュ型ネットワークでは、波長多重伝送装置に備えられたカラーレス（Color less）機能、ディレクションレス（Direction less）機能、及びコンテンションレス（Contention less）機能による伝送経路の切り替えが注目されている。これらの３つの機能は、ＣＤＣ機能と呼ばれている。

カラーレス機能は、入力ポートに任意の波長の光信号を入力すること、及び出力ポートから任意の波長の光信号を出力することを許容する機能である。ディレクションレス機能は、光信号を任意の方路に出力することを許容する機能である。コンテンションレス機能は、複数の同一波長の光信号を入力することを許容する機能である。このＣＤＣ機能により、ファイバ接続変更を伴わずに、遠隔制御による伝送経路の変更が可能となる。

しかし、メッシュ型ネットワークでは、障害が発生したノードのパタンに応じて、サブキャリア信号を迂回させる予備系の伝送経路が決定される。このため、予備系の伝送経路のパタンごとに帯域が確保され、帯域の使用効率、及び光信号のパス設定の自由度が低く、これに伴い伝送容量も低い。このため、メッシュ型ネットワークにおいて、上記のＯＵＰＳＲを用いることが困難であり、障害が発生したサブキャリア信号と同一波長の予備系の伝送経路の確保が難しいという問題がある。

そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、サブキャリア信号の障害を効果的に復旧させる光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法を提供することを目的とする。

本明細書に記載の光伝送装置は、フレーム信号を分割するフレーム分割部と、前記フレーム分割部により分割された前記フレーム信号を、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部とを有し、前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替える。

本明細書に記載の光伝送システムは、フレーム信号を分割するフレーム分割部と、前記フレーム分割部により分割された前記フレーム信号を、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部とを有する送信側光伝送装置と、前記送信処理部により送信された前記複数のサブキャリア信号を受信し、復調する受信処理部と、前記受信処理部により復調された前記複数のサブキャリア信号から、前記フレーム信号を復元するフレーム復元部とを有する受信側光伝送装置とを有し、前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替え、前記受信処理部は、受信波長のうち、前記障害が検出された波長を、前記予備波長に切り替える。

本明細書に記載の光伝送方法は、フレーム信号を分割し、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信し、障害が検出されたサブキャリア信号を予備波長のサブキャリア信号に切り替える方法である。

本明細書に記載の光伝送装置、光伝送システム、及び光伝送方法は、サブキャリア信号の障害を効果的に復旧させるという効果を奏する。

第１比較例に係る光伝送システムの構成図である。 第２比較例に係る光伝送システムの構成図である。 第３比較例に係る光伝送システムの構成図である。 実施例に係る光伝送装置の構成図である。 実施例に係る光伝送システムの構成図である。 障害発生前のサブキャリア信号による伝送状態を示す図である。 障害発生後のサブキャリア信号による伝送状態を示す図である。 サブキャリア信号の波長の切り替え制御処理のラダーチャートである。 ＣＤＣ機能を備える光伝送装置の送信側の構成図である。 ＣＤＣ機能を備える光伝送装置の受信側の構成図である。 他の実施例に係る光伝送装置の構成図である。

（第１比較例）
図１は、第１比較例に係る光伝送システムの構成図である。光伝送システムは、ノード（Ａ）〜（Ｄ）が、光ファイバ（伝送路）を介してリング状に接続されて構成されたネットワークである。

光伝送システムは、上記のマルチキャリア伝送方法に従い、ノード（Ａ）からノード（Ｂ）を経由してノード（Ｃ）に、４つの波長λ１〜λ４のサブキャリア信号（光信号）を波長多重して得たマルチキャリア信号（多重光信号）を伝送する。４つの波長λ１〜λ４のサブキャリア信号は、例えば４００（Ｇｂｐｓ）のフレーム信号を分割して得られた一組の信号である。

各ノード（Ａ）〜（Ｄ）には、光伝送装置が設けられている。光伝送装置は、波長が異なる複数の光信号を多重して多重光信号を生成して、隣接ノードの光伝送装置に伝送する。光伝送装置は、ＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer）装置９０ａ〜９０ｄと、トランスポンダ装置７ａ，７ｃとを含む。各ＲＯＡＤＭ装置９０ａ〜９０ｄは、マルチキャリア信号を伝送するためにグリッドレス機能を備える。なお、ノード（Ｂ），（Ｄ）のトランスポンダ装置の図示は、省略されており、また、ノード（Ａ）のトランスポンダ装置７ａは、送信側の機能構成のみが図示され、ノード（Ｃ）のトランスポンダ装置７ｃは、受信側の機能構成のみが図示されている。

ノード（Ａ）のトランスポンダ装置７ａは、フレーム分割部７０ａと、４つの送信器（ＴＸ）７１ａ〜７４ａを含む。フレーム分割部７０ａは、電気的なフレーム信号Ｓｆを４つに分割して、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を生成する。フレーム分割部７０ａは、生成したサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を送信器７１ａ〜７４ａにそれぞれ出力する。送信器７１ａ〜７４ａは、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号に変調して出力する。

ＲＯＡＤＭ装置９０ａ及びトランスポンダ装置７ａの間には、２つの合波部（ＭＵＸ）９１ａ，９２ａと、４つの分岐部（ＢＲ：Bridge）８１ａ〜８４ａが設けられている。分岐部８１ａ〜８４ａは、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を２つの合波部９１ａ，９２ａにそれぞれ分岐して出力する。合波部９１ａ，９２ａは、入力されたサブキャリア信号を合波して、ＲＯＡＤＭ装置９０ａに出力する。なお、合波部９１ａ，９２ａは、マルチキャリア伝送を行うために、グリッドレス機能に対応する。

ＲＯＡＤＭ装置９０ａは、一方の合波部９１ａから入力されたサブキャリア信号を、ノード（Ｂ）に向かう方路に出力し、他方の合波部９２ａから入力されたサブキャリア信号を、ノード（Ｄ）に向かう方路に出力する。これにより、ＲＯＡＤＭ装置９０ａは、サブキャリア信号の伝送経路として、現用系の伝送経路Ｒ１及び予備系の伝送経路Ｒ２を確保する。なお、方路とは、隣接ノードとの間の伝送路である。

ＲＯＡＤＭ装置９０ａは、上述したマルチキャリア伝送に従って、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を多重して、マルチキャリア信号として伝送する。ＲＯＡＤＭ装置９０ａのグリッドレス機能により、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号のスペクトルは、例えば１３７．５（ＧＨｚ）または１５０（ＧＨｚ）の帯域の中に収容される。

ノード（Ａ）の光伝送装置から送信されたマルチキャリア信号は、現用系の伝送経路Ｒ１に沿って、ノード（Ｂ）の光伝送装置を介してノード（Ｃ）の光伝送装置に伝送される。

ノード（Ｃ）のＲＯＡＤＭ装置９０ｃ及びトランスポンダ装置７ｃの間には、２つの分波部（ＤＭＵＸ）９１ｃ，９２ｃと、４つのスイッチ部（ＳＷ）８１ｃ〜８４ｃが設けられている。ＲＯＡＤＭ装置９０ｃは、ノード（Ｂ）側の方路からのマルチキャリア信号を一方の分波部９２ｃに出力し、ノード（Ｄ）側の方路からのマルチキャリア信号を他方の分波部９１ｃに出力する。なお、ＲＯＡＤＭ装置９０ｃ及び分波部９１ｃ，９２ｃは、それぞれ、グリッドレス機能を備える。

分波部９１ｃ，９２ｃは、例えば光スプリッタであり、ＲＯＡＤＭ装置９０ｃから入力された波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を分波して、各スイッチ部８１ｃ〜８４ｃに出力する。スイッチ部８１ｃ〜８４ｃは、２つの分波部９１ｃ，９２ｃから、マルチキャリア信号の入力元をそれぞれ選択する。

ノード（Ｃ）のトランスポンダ装置７ｃは、フレーム復元部７０ｃと、４つの受信器（ＲＸ）７１ｃ〜７４ｃを含む。受信器７１ｃ〜７４ｃは、スイッチ部８１ｃ〜８４ｃから入力されたマルチキャリア信号から、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号をそれぞれ受信して復調することにより、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を生成する。つまり、スイッチ部８１ｃ〜８４ｃは、サブキャリア信号の入力元の方路を選択する。これにより、トランスポンダ装置７ｃは、サブキャリア信号の伝送経路を、現用系の伝送経路Ｒ１及び予備系の伝送経路Ｒ２から選択する。

受信器７１ｃ〜７４ｃは、生成したサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を、フレーム復元部７０ｃに出力する。フレーム復元部７０ｃは、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４からフレーム信号Ｓｆを復元する。フレーム復元部７０ｃは、各サブキャリア信号の伝送レーンの並び順及び波長λ１〜λ４が、送信側のトランスポンダ装置７ａと一致しなければ、フレームを復元できず、ＬＯＦ（Loss Of Frame）などの警報を検出する。

ノード（Ａ）の光伝送装置は、グラフＧ１に示されるように、現用系の伝送経路Ｒ１に沿って、ノード（Ｂ）の伝送装置を介して、ノード（Ｃ）の光伝送装置に、マルチキャリア信号を伝送する。ここで、仮に、ノード（Ｂ）の伝送装置に障害が発生し、グラフＧ２に示されるように、ノード（Ｂ）及びノード（Ｃ）間でマルチキャリア信号に含まれる全サブキャリア信号に障害が生じたとする。

この場合、光伝送システムは、ＯＵＰＳＲに従って、伝送経路を、現用系の伝送経路Ｒ１から予備系の伝送経路Ｒ２に切り替える。このとき、ノード（Ｃ）において、スイッチ部８１ｃ〜８４ｃの接続先が、一方の分波部９２ｃから他方の分波部９１ｃに切り替えられる。

これにより、マルチキャリア信号の伝送経路が切り替えられ、ノード（Ａ）の光伝送装置は、グラフＧ３，Ｇ４に示されるように、予備系の伝送経路Ｒ２に沿って、ノード（Ｄ）の伝送装置を介して、ノード（Ｃ）の光伝送装置にマルチキャリア信号を伝送する。このようにして、サブキャリア信号の障害は復旧する。

（第２比較例）
図２は、第２比較例に係る光伝送システムの構成図である。図２において、図１と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

ノード（Ａ）の光伝送装置は、グラフＧ５に示されるように、現用系の伝送経路Ｒ１に沿って、ノード（Ｂ）の伝送装置を介して、ノード（Ｃ）の光伝送装置に、マルチキャリア信号を伝送する。ここで、仮に、ノード（Ｂ）の伝送装置に障害が発生し、グラフＧ６に示されるように、ノード（Ｂ）及びノード（Ｃ）間で、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号のうち、波長λ３のサブキャリア信号だけに障害が生じたとする。このような場合として、例えば光伝送装置に設けられた波長選択スイッチが、グリッドレス機能により微細な波長制御を行うため、部分的な故障により特定の波長の光を通過させることができなくなる場合が想定される。

この場合、受信側のノード（Ｃ）の光伝送装置において、フレーム復元部７０ｃは、波長λ３のサブキャリア信号の障害のため、サブフレーム信号Ｓｆ３を正常に取得できず、フレーム同期外れの警報（ＬＯＦ）を検出する。このため、フレーム復元部７０ｃは、フレーム信号Ｓｆを復元できない。すなわち、マルチキャリア信号に含まれる一部のサブキャリア信号の障害により、マルチキャリア信号全体が受信不可能となる。

このとき、波長λ１，λ２，λ４のサブキャリア信号には障害が生じていないため、波長λ３のサブキャリア信号のみの伝送経路が、ＯＵＰＳＲにより、予備系の伝送経路Ｒ２に切り替えられる。つまり、ノード（Ｃ）において、波長λ３に対応するスイッチ部８３ｃの接続先が、一方の分波部９２ｃから他方の分波部９１ｃに切り替えられる。

これにより、ノード（Ａ）の光伝送装置は、グラフＧ７，Ｇ８に示されるように、予備系の伝送経路Ｒ２に沿って、ノード（Ｄ）の伝送装置を介して、ノード（Ｃ）の光伝送装置に、波長λ３のサブキャリア信号を伝送する。このとき、ノード（Ｃ）において、波長λ３のサブキャリア信号は、他の波長λ１，λ２，λ４のサブキャリア信号とは伝送経路Ｒ１，Ｒ２が異なるため、他の波長λ１，λ２，λ４のサブキャリア信号との間に遅延量の差を生ずる。したがって、ノード（Ｃ）の光伝送装置は、受信器７１ｃ〜７４ｃ及びフレーム復元部７０ｃの間に、該遅延量を調整する遅延調整部７５が設けられている。

遅延調整部７５は、波長λ３のサブキャリア信号と他の波長λ１，λ２，λ４のサブキャリア信号の遅延量を調整して、フレーム復元部７０ｃに出力する。これにより、フレーム復元部７０ｃは、波長λ３のサブキャリア信号の伝送経路Ｒ２が他の波長λ１，λ２，λ４のサブキャリア信号とは異なっていても、フレーム信号Ｓｆを復元できる。このようにして、サブキャリア信号の障害は復旧する。なお、このとき、ＬＯＦの警報も解除される。

本比較例において、波長λ３のサブキャリア信号のみの伝送経路が、予備系の伝送経路Ｒ２に切り替えられるが、障害により何れのサブキャリア信号に障害が生ずるかを予測することは困難である。このため、何れのサブキャリア信号に障害が生じても復旧できるように、予備系の伝送経路Ｒ２には、予め全波長λ１〜λ４のサブキャリア信号の帯域が確保されている必要がある。したがって、ネットワーク内の帯域の使用効率が低下する。

また、本比較例では、受信側のノード（Ｃ）の光伝送装置に、遅延調整部７５が設けられている必要がある。このため、光伝送装置の構成が複雑化し、コストが増加する。

（第３比較例）
また、図３は、第３比較例に係る光伝送システムの構成図である。図３において、図１と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

光伝送システムは、ノード（Ａ）〜ノード（Ｇ）が、光ファイバを介してメッシュ状に接続されたネットワークである。ノード（Ａ）〜ノード（Ｇ）には、上述した比較例と同様の光伝送装置が設けられている。

ノード（Ａ）の光伝送装置は、マルチキャリア信号を、ノード（Ｅ）、ノード（Ｂ）、及びノード（Ｄ）の各光伝送装置を、この順に経由する伝送経路に従い、ノード（Ｃ）の光伝送装置に伝送する（グラフＧ９〜Ｇ１１参照）。このとき、グラフＧ１２に示されるように、ノード（Ｄ）の光伝送装置において、障害が発生し、ノード（Ｄ）及びノード（Ｃ）間で波長λ３のサブキャリア信号に障害が生じたと仮定する。

このとき、ノード（Ａ）及びノード（Ｃ）間の予備系の伝送経路の候補として、ノード（Ｅ）、ノード（Ｂ）、及びノード（Ｆ）を経由する経路と、ノード（Ｄ）及びノード（Ｇ）を経由する経路と、及びノード（Ｇ）のみを経由する経路とが挙げられる。しかし、メッシュ型ネットワークでは、上述したように、予備の伝送経路のパタンごとに帯域が確保され、帯域の使用効率、及び光信号のパス設定の自由度が低く、これに伴い伝送容量も低い。このため、メッシュ型ネットワークにおいて、上記のＯＵＰＳＲを用いることが困難であり、障害が発生したサブキャリア信号と同一波長の予備の伝送経路の確保が難しいという問題がある。

したがって、例えば、ノード（Ｆ）及びノード（Ｃ）間と、ノード（Ｄ）及びノード（Ｇ）間と、ノード（Ａ）及びノード（Ｇ）間（一点鎖線参照）において、波長λ１〜λ４の他の光信号が伝送され、該経路が使用中である場合が想定される。この場合、上記の各径路は、予備系の伝送経路として使用することができないので、受信側のノード（Ｃ）の光伝送装置は、フレーム信号Ｓｆを受信できず、障害は復旧されない。

（実施例）
そこで、実施例に係る光伝送装置は、フレーム信号Ｓｆを分割し、波長λ１〜λ４が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信し、障害が検出されたサブキャリア信号を、各波長λ１〜λ４とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替える。これにより、サブキャリア信号の障害が復旧する。

図４は、実施例に係る光伝送装置の構成図である。光伝送装置は、ＲＯＡＤＭ装置２０と、トランスポンダ装置１０と、制御装置６とを含む。図４において、ＲＯＡＤＭ装置２０及びトランスポンダ装置１０の送信側の構成及び受信側の構成は、制御装置６を挟んで、紙面の左側及び右側にそれぞれ記載されている。なお、図４には、光伝送装置が接続される複数の方路の１つに対応する送信側の構成及び受信側の構成のみが示されているが、他方路に対応する構成も同様である。

制御装置６は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)などの演算処理回路を有し、ＲＯＡＤＭ装置２０及びトランスポンダ装置１０の監視及び制御を行う。制御装置６は、光伝送装置が接続されたネットワークを管理するネットワーク管理装置と接続されている。

トランスポンダ装置１０は、フレーム分割部３１及びフレーム復元部３２を含むフレーム処理部３と、送信処理部１と、受信処理部２とを有する。ＲＯＡＤＭ装置２０は、光カプラ４５と、光スプリッタ５５と、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）４４，５４と、分波部４３，５３と、光チャネル監視部（ＯＣＭ：Optical Channel Monitor）４２，５２と、光増幅部４１，５１とを有する。

まず、送信側の構成について説明する。フレーム分割部３１は、外部のネットワークから受信した、例えば４００（Ｇｂｐｓ）のフレーム信号Ｓｆを分割して、複数のサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を生成する。生成されたサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４は、送信処理部１に出力される。

送信処理部１は、フレーム分割部３１により分割されたフレーム信号Ｓｆを、波長λ１〜λ４が異なる４つのサブキャリア信号に変調して送信する。各サブキャリア信号の伝送速度は、フレーム信号Ｓｆの伝送速度を４００（Ｇｂｐｓ）とすると、１００（Ｇｂｐｓ）である。

送信処理部１は、４つの波長λ１〜λ４にそれぞれ対応する４つの送信器１１〜１４を有する。送信器１１〜１４は、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４がそれぞれ入力され、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４に基づいて、異なる波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を生成して送信する。送信器１１〜１４は、電気−光変換部（Ｅ／Ｏ）１１１，１２１，１３１，１４１と、デジタル−アナログ変換部（Ｄ／Ａ）１１２，１２２，１３２，１４２と、変調部１１３，１２３，１３３，１４３とを有する。

変調部１１３，１２３，１３３，１４３は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの演算処理回路を有し、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４をそれぞれ変調する。変調方式としては、例えばＤＰ−ＱＰＳＫが挙げられるが、これに限定されない。

デジタル−アナログ変換部１１２，１２２，１３１，１４１は、変調されたサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。電気−光変換部１１１，１２１，１３１，１４１は、アナログ信号に変換されたサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を、電気−光変換により波長λ１〜λ４の光、つまりサブキャリア信号に変換する。

電気−光変換部１１１，１２１，１３１，１４１は、サブキャリア信号の波長λ１〜λ４の光を出力する光源としてそれぞれ機能する。電気−光変換部１１１，１２１，１３１，１４１は、偏波制御による光位相の調整手段を備え、出力光の波長が可変である。電気−光変換部１１１，１２１，１３１，１４１の出力光の波長は、制御装置６から設定される。

送信処理部１は、複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、複数のサブキャリア信号の各波長λ１〜λ４とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替える。ここで、制御装置６は、サブキャリア信号の何れかに障害が生じたことを契機として、送信処理部１に、障害が生じたサブキャリア信号の波長を、予備波長に変更する設定を行う。

送信処理部１は、電気−光変換部１１１，１２１，１３１，１４１のうち、障害が検出されたサブキャリア信号の電気−光変換部の光の波長を、予備波長に切り替える。つまり、制御装置６は、４つの送信器１１〜１４のうち、障害が生じたサブキャリア信号を送信する送信器の送信波長を切り替える制御を行う。送信波長の切り替え制御は、他波長のサブキャリア信号に影響しないように、例えば、当該波長の出力光を徐々に弱めて停止させ、予備波長に変更した後、出力光を徐々に強くするように行われると望ましい。送信器１１〜１４によりそれぞれ生成された波長λ１〜λ４のサブキャリア信号は、ＲＯＡＤＭ装置２０に出力される。

ＲＯＡＤＭ装置２０において、各波長λ１〜λ４のサブキャリア信号は、光カプラ４５に入力される。光カプラ４５は、各波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を合波して、波長選択スイッチ４４に導く。光カプラ４５の各入力ポートは、任意の波長のサブキャリア信号の入力が可能であるため、光カプラ４５により上記のカラーレス機能が実現される。また、光カプラ４５は、マルチキャリア伝送を行うため、グリッドレス機能も備える。

また、図示を省略するが、光カプラ４５には、各波長λ１〜λ４のサブキャリア信号に加え、他のトランスポンダ装置からの光信号が入力されてもよい。なお、本実施例では、サブキャリア信号の合波手段として、光カプラ４５を挙げるが、他の合波手段を採用してもよい。

波長選択スイッチ４４は、各波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を波長多重して、マルチキャリア信号として出力する。より具体的には、波長選択スイッチ４４は、入力された光信号のうち、制御装置６からの設定に基づいて所定の波長の光信号を選択し、選択された波長の光信号を波長多重して、分波部４３に出力する。波長選択スイッチ４４は、各波長λ１〜λ４のサブキャリア信号に加え、他方路からの光信号も入力されて、これらを波長多重する。

分波部４３は、例えば光スプリッタであり、波長選択スイッチ４４から入力されたマルチキャリア信号を分波して、光増幅部４１及び光チャネル監視部４２に導く。光チャネル監視部４２は、例えば、マルチキャリア信号の光レベルを波長成分ごとに監視する。より具体的には、光チャネル監視部４２は、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号うち、何れかの波長のサブキャリア信号の光レベルまたはエラーレートが閾値より小さくなった場合、該サブキャリア信号の障害を検出する。光チャネル監視部４２は、サブキャリア信号の障害を検出すると、障害の検出を制御装置６に通知する。

また、光増幅器４１は、マルチキャリア信号を増幅して、該当する方路へ出力する。光増幅器４１は、例えばエルビウム添加ファイバを利用してマルチキャリア信号を増幅する。

次に、受信側の構成について説明する。光増幅器５１は、該当する方路から入力されたマルチキャリア信号を増幅して分波部５３に出力する。分波部５３は、例えば光スプリッタであり、マルチキャリア信号を分波して波長選択スイッチ５４及び光チャネル監視部５２に導く。

光チャネル監視部５２は、上記の光チャネル監視部４２と同様に、マルチキャリア信号に含まれるサブキャリア信号を監視して障害を検出する。障害を検出した場合、光チャネル監視部５２は、制御装置６に障害の検出を通知する。

波長選択スイッチ５４は、マルチキャリア信号を光スプリッタ５５に出力する。マルチキャリア信号を中継して他方路へと送信する場合、波長選択スイッチ５４は、マルチキャリア信号を当該方路の送信側の波長選択スイッチ４４に出力する。波長選択スイッチ５４は、制御装置６から設定された波長を選択して、選択した波長の光を波長多重して出力する。

光スプリッタ５５は、入力されたマルチキャリア信号を分波して、受信処理部２に導く。受信処理部２は、送信処理部１により送信された複数のサブキャリア信号を受信し、復調する。

受信処理部２は、波長λ１〜λ４にそれぞれ対応する受信器２１〜２４を有する。受信器２１〜２４は、光−電気変換部（Ｏ／Ｅ）２１１，２２１，２３１，２４１と、アナログ−デジタル変換部（Ａ／Ｄ）２１２，２２２，２３１，２４１と、復調部２１３，２２３，２３３，２４３とを含む。

光−電気変換部２１１，２２１，２３１，２４１は、光スプリッタ５５から入力されたマルチキャリア信号に含まれる波長λ１〜λ４のサブキャリア信号をそれぞれ電気信号に変換して、アナログ−デジタル変換部２１２，２２２，２３１，２４１に出力する。光−電気変換部２１１，２２１，２３１，２４１は、偏波制御による光位相の調整手段を備え、入力光の波長が可変である。光−電気変換部２１１，２２１，２３１，２４１の入力光の波長は、制御装置６から設定される。

受信処理部２は、受信波長のうち、障害が検出されたサブキャリア信号の波長を、予備波長に切り替える。つまり、制御装置６は、４つの受信器２１〜２４のうち、障害が生じたサブキャリア信号を受信する受信器の受信波長を切り替える制御を行う。

アナログ−デジタル変換部２１２，２２２，２３２，２４２は、光−電気変換部２１１，２２１，２３１，２４１から入力されたアナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する。復調部２１３，２２３，２３３，２４３は、例えばＤＳＰなどの演算処理回路であり、アナログ−デジタル変換部２１２，２２２，２３２，２４２から入力されたデジタル信号をそれぞれ復調することにより、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を生成する。復調方式は、送信側の変調部１１３，１２３，１３３，１４３の変調方式に従う。生成されたサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４は、フレーム復元部３２に出力される。

フレーム復元部３２は、受信処理部２により復調された複数のサブキャリア信号、つまりサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４からフレーム信号Ｓｆを復元する。復元されたフレーム信号Ｓｆは、外部のネットワークに送信される。

上述したように、送信処理部１は、複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、複数のサブキャリア信号の各波長λ１〜λ４とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替える。また、受信処理部２は、受信波長λ１〜λ４のうち、障害が検出された波長を、予備波長に切り替える。

したがって、送信側の光伝送装置及び受信側の光伝送装置間において、予備波長を共通とすることにより、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号うち、障害が検出された波長のサブキャリア信号に代えて、予備波長のサブキャリア信号が伝送される。これにより、伝送経路を切り替えることなく、サブキャリア信号の障害が復旧する。

本実施例のサブキャリア信号は、４つの１００（Ｇｂｐｓ）のＤＰ−ＱＰＳＫ変調信号としたが、これに限定されない。サブキャリア信号は、例えば、２つの２００（Ｇｂｐｓ）のＤＰ−１６ＱＡＭ信号であってもよいし、または、８つの５０（Ｇｂｐｓ）のＤＰ−ＢＰＳＫ信号であってもよい。なお、送信器１１〜１４及び受信器２１〜２４の数は、それぞれ、前者の場合、２つであり、後者の場合、８つとなる。

次に、本実施例に係る光伝送装置を光伝送システムに適用した例について述べる。図５は、実施例に係る光伝送システムの構成図である。光伝送システムは、ノード（Ａ）〜（Ｃ）が直列に接続されたネットワークである。ネットワークの形態は、これに限定されず、リング型やメッシュ型であってもよい。なお、図５内の符号に関し、数字部分は、図４に示された構成の符号に対応し、符号の末尾に付された「ａ」〜「ｃ」は、ノード（Ａ）〜（Ｃ）にそれぞれ対応する。

ノード（Ａ）〜（Ｃ）には、それぞれ光伝送装置が設けられている。ノード（Ａ）の光伝送装置は、マルチキャリア信号を、ノード（Ｂ）の光伝送装置を介してノード（Ｃ）の光伝送装置に伝送する。図５において、光伝送装置の構成は、部分的に記載されている。ノード（Ａ）の光伝送装置については、送信側の構成が記載され、ノード（Ｃ）の光伝送装置については、送信側の構成が記載されている。また、ノード（Ｂ）の光伝送装置は、受信側の波長選択スイッチ５４ｂ、送信側の波長選択スイッチ４４ｂ、及び光チャネル監視部４２ｂのみが示されている。

また、各ノード（Ａ）〜（Ｃ）の光伝送装置の制御装置６ａ〜６ｃは、ＬＡＮ（Local Area Network）などの管理用ネットワークＮＷを介して、ネットワーク管理装置６０に接続されている。これにより、制御装置６ａ〜６ｃは、ネットワーク管理装置６０を経由して通信する。

ノード（Ａ）において、トランスポンダ装置１０ａは、フレーム分割部３１ａによりフレーム信号Ｓｆを分割して、送信器１１ａ〜１４ａにより波長λ１〜λ４のサブキャリア信号をそれぞれ送信する。また、ＲＯＡＤＭ装置２０ａは、光カプラ４５ａにより波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を合波し、波長選択スイッチ４４ａにより波長多重して、マルチキャリア信号を生成し、ノード（Ｂ）側の方路へ送信する。

マルチキャリア信号は、グラフＧ１３に示されるように、ＢＷ（ＧＨｚ）の帯域幅を有し、個々のサブキャリア信号は、ＢＷ／４（ＧＨｚ）の帯域幅を有する。ここで、帯域幅ＢＷ（ＧＨｚ）は、サブキャリア信号に用いられた変調方式、スペクトル、及び隣接する波長のクロストークの影響などを考慮して決定される自由な帯域である。このため、ＲＯＡＤＭ装置２０ａ〜２０ｃの各波長選択スイッチ４４ａ，５４ｂ，４４ｂ，５４ｃは、グリッドレス機能を備える。

また、予備波長λｐの帯域幅は、少なくともＢＷ／４（ＧＨｚ）の帯域幅を有する。予備波長λｐの帯域は、障害の発生を契機として、制御装置６ａにより、ネットワーク内の未使用の帯域から選択される。もっとも、波長λｐの帯域は、ネットワーク内に予め確保されてもよい。

ノード（Ｂ）のＲＯＡＤＭ装置２０ｂにおいて受信されたマルチキャリア信号は、受信側の波長選択スイッチ５４ｂ及び送信側の波長選択スイッチ４４ｂを通過して、ノード（Ｃ）側の方路へと送信される。

ノード（Ｃ）において、ＲＯＡＤＭ装置２０ｃは、波長選択スイッチ５４ｃによりマルチキャリア信号を波長多重光信号から分離して、光スプリッタ５５により各受信器２１ｃ〜２４ｃに導く。トランスポンダ装置１０ｃにおいて、受信器２１ｃ〜２４ｃは、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号をそれぞれ復調して、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を出力する。フレーム復元部３２ｃは、サブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４からフレーム信号Ｓｆを復元する。なお、トランスポンダ装置１０ｃは、ノード（Ａ）のトランスポンダ装置１０ａと、各波長λ１〜λ４のサブキャリア信号の伝送レーンの並び順及び波長が同一である。

上述した光伝送システムにおいて、ノード（Ｂ）の送信側の波長選択スイッチ４４ｂに障害が生じ、グラフＧ２に示されるように、波長λ３のサブキャリア信号に障害が生じたと仮定する。このような場合として、例えば波長選択スイッチ４４ｂが、グリッドレス機能により微細な波長制御を行うため、部分的な故障により特定の波長λ３の光を通過させることができなくなる場合が想定される。また、この障害によって、フレーム復元部３２ｃは、サブフレーム信号Ｓｆ３を正常に受信できなくなるので、警報（ＬＯＦ）を発出する。

波長λ３のサブキャリア信号の障害は、波長選択スイッチ４４ｂから出力された光を監視する光チャネル監視部４２ｂにより検出される。光チャネル監視部４２ｂは、波長λ３のサブキャリア信号の障害を、制御装置６ｂに通知する。制御装置６ｂは、ネットワーク管理装置６０を介して、他ノード（Ａ），（Ｃ）の制御装置６ａ，６ｂに障害を通知する。

ノード（Ａ）において、制御装置６ａは、当該光伝送装置が接続されたネットワークにおいて未使用の波長の中から予備波長λｐを選択する。このように、予備波長λｐを、ネットワーク内の未使用の波長から選択することにより、予備波長λｐの帯域を予め確保する場合より帯域の使用効率を高めることができる。

制御装置６ａは、障害が生じた波長λ３に対応する送信器１３ａに、サブキャリア信号の送信波長λ３を予備波長λｐに切り替えるように指示する。これにより、送信器１３ａは、波長λ３のサブキャリア信号に代えて、波長λｐのサブキャリア信号を送信する。

また、制御装置６ａは、送信側の波長選択スイッチ４４ａに、通過させる光信号の波長λ３を予備波長λｐに切り替えるように指示する。これにより、グラフＧ１３に示されるように、波長λ３のサブキャリア信号に代え、予備波長λｐのサブキャリア信号が、波長選択スイッチ４４ａを通過してノード（Ｂ）側の方路に送信される。

ノード（Ｂ）において、制御装置６ｂは、受信側の波長選択スイッチ５４ｂ及び送信側の波長選択スイッチ４４ｂに、通過させる光信号の波長λ３を予備波長λｐに切り替えるように指示する。これにより、波長選択スイッチ５４ｂ，４４ｂの通過帯域の波長は、波長λ３から予備波長λｐに切り替えられる。

したがって、ノード（Ｂ）のＲＯＡＤＭ装置２０ｂにおいて、グラフＧ１４に示されるように、波長λ３のサブキャリア信号に代え、予備波長λｐのサブキャリア信号が、波長選択スイッチ５４ｂ，４４ｂを通過して、ノード（Ｃ）側の方路に送信される。なお、ノード（Ｂ）以外にも伝送経路上の他の中継ノードが存在する場合、各中継ノードのＲＯＡＤＭ装置も同様の制御を行うことにより、予備波長λｐのサブキャリア信号を中継する。

ノード（Ｃ）において、制御装置６ｃは、受信側の波長選択スイッチ５４ｃに、通過させる光信号の波長λ３を予備波長λｐに切り替えるように設定する。これにより、予備波長λｐのサブキャリア信号が、波長λ３のサブキャリア信号に代えて、光スプリッタ５５ｃを介して、各受信器２１ａ〜２４ｃに入力される。

また、制御装置６ｃは、受信器２３ｃに、受信波長λ３を、予備波長λｐに切り替えるように指示する。これにより、受信器２３ｃは、波長λ３のサブキャリア信号に代えて、予備波長λｐのサブキャリア信号を受信し、フレーム復元部３２ｃに再びサブフレーム信号Ｓｆ３が入力される。

このとき、送信器１３ａの送信波長及び受信器２３ｃの受信波長は、共通の予備波長λｐになるため、送信側及び受信側において、伝送レーンの並び順及び波長が一致する。よって、警報（ＬＯＦ）が解除され、サブキャリア信号の障害が復旧する。

また、本実施例において、ＲＯＡＤＭ装置２０ａは、光カプラ４５ａによりカラーレス機能を備え、ＲＯＡＤＭ装置２０ｃは、光スプリッタ４５ｃによりカラーレス機能を備える。したがって、各ＲＯＡＤＭ装置２０ａ，２０ｃは、トランスポンダ装置１０ａ，１０ｃとの光ファイバの接続を変更することなく、予備波長λｐのサブキャリア信号を伝送できる。

次に、図６及び図７を参照して、上述したサブキャリア信号の障害の復旧処理について述べる。図６には、障害発生前のサブキャリア信号による伝送状態が示されている。図６には、ノード（Ａ）のトランスポンダ装置１０ａの送信側の構成及び制御装置６ａと、ノード（Ｃ）のトランスポンダ装置１０ｃの受信側の構成及び制御装置６ｃが示されている。また、図６の紙面中央には、ノード（Ａ）及びノード（Ｃ）間を伝送される信号が、縦軸を波長（周波数）として模式的に示されている。

送信器１１ａ〜１４ａは、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号をそれぞれ送信し、受信器２１ｃ〜２４ｃは、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号をそれぞれ受信する。また、各制御装置６ａ，６ｃは、送信処理部１（１ａ）の送信波長（送信周波数）を設定する送信波長設定部６１ａ，６１ｃと、受信処理部２（２ｃ）の受信波長（受信周波数）を設定する受信波長設定部６２ａ，６２ｃとをそれぞれ有する。

図７には、障害発生後のサブキャリア信号による伝送状態が示されている。波長λ３のサブキャリア信号に障害が生ずると、ノード（Ａ）の制御装置６ａは、ネットワーク内の未使用の帯域から予備波長λｐの帯域を選択する。そして、ノード（Ａ）の送信波長設定部６２ａは、送信器１３ａの送信波長を予備波長λｐに設定し、ノード（Ｃ）の受信波長設定部６２ｃは、受信器２３ｃの受信波長を予備波長λｐに設定する。

これにより、ノード（Ａ）及びノード（Ｃ）の各光伝送装置間において、予備波長λｐのサブキャリア信号が伝送される。なお、予備波長λｐの帯域を、１つのマルチキャリア信号だけでなく、他のマルチキャリア信号との間で共用することにより、障害の復旧に使用される帯域を最小化し、ネットワーク内の帯域の使用効率を高めてもよい。

図８は、サブキャリア信号の波長の切り替え制御処理のラダーチャートである。図８は、図５に示された構成のうち、制御装置６ａ〜６ｃ、波長選択スイッチ４４ａ，４４ｂ，５４ｂ，５４ｃ、送信処理部１ａ、受信処理部２ｃ、及び光チャネル監視部４２ｂの処理を示す。

ノード（Ｂ）において、光チャネル監視部４２ｂは、波長λ３のサブキャリア信号の障害を検出すると、制御装置６ｃに障害の検出を通知する（ステップＳｔ１１）。次に、制御装置６ｃは、ネットワーク管理装置６０を介して、ノード（Ａ）及びノード（Ｃ）の各制御装置６ａ，６ｃに障害通知を送信する（ステップＳｔ１２）。障害通知は、制御装置６ａ，６ｃにより受信される（ステップＳｔ１，Ｓｔ２１）。なお、障害通知の送信手段は、ネットワーク管理装置６０に限定されず、光伝送装置が伝送する波長多重光信号の１波長を制御チャネルに割り当て、該制御チャネルを使用して、障害通知を送信してもよい。また、多重光信号の帯域外に割り当てられた監視制御用の専用波長ＯＳＣ（Optical Supervisory Channel）回線などを介して障害通知を送信することもできる。

次に、ノード（Ａ）の制御装置６ａは、ネットワーク管理装置６０と通信することにより、ネットワーク内の未使用帯域を検出する（ステップＳｔ２）。制御装置６ａは、予備波長λｐの帯域を検出すると、サブキャリア信号の切り替えを決定する（ステップＳｔ３）。なお、予備波長λｐの帯域は、未使用帯域から選択される帯域に限定されず、予め確保された帯域であってもよい。

次に、制御装置６ａは、障害が生じたサブキャリア信号の波長をλ３からλｐに切り替えるように、他のノード（Ｂ）及びノード（Ｃ）の各制御装置６ｂ，６ｃに指示を送信する（ステップＳｔ４）。指示は、制御装置６ｂ，６ｃにより受信される（ステップＳｔ１３，Ｓｔ２２）。なお、指示の送信手段は、ネットワーク管理装置６０に限定されず、上記の制御チャネルであってもよい。

次に、制御装置６ａは、波長選択スイッチ４４ａ及び送信処理部１ａに、波長の切り替え設定を行う（ステップＳｔ５）。これにより、波長選択スイッチ４４ａは、通過帯域の波長λ３を予備波長λｐに切り替える（ステップＳｔ６）。また、送信処理部１ａは、送信器１３ａの送信波長λ３を予備波長λｐに切り替える（ステップＳｔ７）。

また、ノード（Ｂ）の制御装置６ｂは、波長選択スイッチ４４ｂ，５４ｂに、波長の切り替え設定を行う（ステップＳｔ１４）。これにより、波長選択スイッチ４４ｂ，５４ｂは、通過帯域の波長λ３を予備波長λｐに切り替える（ステップＳｔ１５）。

また、ノード（Ｃ）の制御装置６ｃは、波長選択スイッチ５４ｃ及び受信処理部２ｃに、波長の切り替え設定を行う（ステップＳｔ２３）。これにより、波長選択スイッチ５４ｃは、通過帯域の波長λ３を予備波長λｐに切り替える（ステップＳｔ２４）。また、受信処理部２ｃは、受信器２３ｃの受信波長λ３を予備波長λｐに切り替える（ステップＳｔ２５）。このようにして、サブキャリア信号の波長の切り替え制御処理は実行される。

このように、本実施例では、伝送路を切り替えることなく、障害が生じたサブキャリア信号を、該サブキャリア信号の波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に変更することにより、障害を復旧させる。このため、本実施例では、上述した第１比較例及び第２比較例とは異なり、予備系の伝送経路に全てのサブキャリア信号の帯域を確保することなく、障害を復旧させるので、ネットワークの帯域の使用効率が向上する。さらに、本実施例では、予備系の伝送経路を確保しないので、上述した第３実施例のようなメッシュ型のネットワークに接続された場合でも、サブキャリア信号の障害を復旧させることが可能である。

これまで述べた実施例において、ＲＯＡＤＭ装置２０は、カラーレス機能及びグリッドレス機能を備えているが、さらにディレクションレス機能及びコンテンションレス機能を備えてもよい。つまり、ＲＯＡＤＭ装置２０は、上記のＣＤＣ機能を備えてもよい。

図９は、ＣＤＣ機能を備える光伝送装置の送信側の構成図である。図９において、図４と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

トランスポンダ装置１０は、フレーム分割部３１と、送信処理部１とを有する。ＲＯＡＤＭ装置２０は、Ｍ個の光カプラ４７と、Ｎ個の光スイッチ４６と、Ｍ個の波長選択スイッチ４４と、Ｍ個の光増幅部４１とを有する。なお、図９において、光チャネル監視部４２及び分波部４３の図示は、省略されている。

光カプラ４７は、１×Ｎ分岐のカプラであり、Ｎ個の光スイッチ４６の各々と接続されている。光スイッチ４６は、１×Ｍポートのスイッチであり、Ｍ個の光カプラ４７の各々と接続されている。

送信処理部１の各送信器１１〜１４は、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号を別々の光スイッチ４６に出力する。光スイッチ４６は、制御装置６の設定により、入力されたサブキャリア信号の送信先を、Ｍ個の光カプラ４７から選択する。各光カプラ４７は、各方路＃１〜＃Ｍに対応する光増幅部４１及び波長選択スイッチ４４に接続されている。このため、波長λ１〜λ４のサブキャリア信号は、任意の方路へと送信される。

図１０は、ＣＤＣ機能を備える光伝送装置の受信側の構成図である。図１０において、図４と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

トランスポンダ装置１０は、フレーム復元部３２と、受信処理部２とを有する。ＲＯＡＤＭ装置２０は、Ｍ個の光スプリッタ５７と、Ｎ個の光スイッチ５６と、Ｍ個の波長選択スイッチ５４と、Ｍ個の光増幅部５１とを有する。なお、図１０において、光チャネル監視部５２及び分波部５３の図示は、省略されている。

光スプリッタ５７は、１×Ｎ分岐のカプラであり、Ｎ個の光スイッチ５６の各々と接続されている。光スイッチ５６は、１×Ｍポートのスイッチであり、Ｍ個の光スプリッタ５７の各々と接続されている。

光スプリッタ５７は、方路＃１〜＃Ｍの光増幅器５１及び波長選択スイッチ５４から入力された多重光信号（マルチキャリア信号）を、光スイッチ５６の各々に導く。光スイッチ５６は、制御装置６による設定に従い、Ｍ個の光スプリッタ５７から多重光信号の入力元を選択する。光スイッチ５６から出力された光信号は、受信処理部２の各受信器２１〜２４に入力される。

このように、図９及び図１０に示された光伝送装置は、光スイッチ４６，５６により任意の方路へ光信号を送信でき、任意の方路から光信号を受信できるので、ディレクションレス機能を備える。また、光伝送装置は、光スイッチ４６，５６により同一波長の光信号を異なる方路に送信できるので、コンテンションレス機能を備える。

この光伝送装置は、例えばメッシュ型ネットワークに接続された場合、複数の方路を介して複数の他の光伝送装置に接続されても、上記のＣＤＣ機能により、装置内のファイバの接続を変更することなく、サブキャリア信号の故障を復旧させることが可能である。

また、これまで述べた実施例では、送信側の光伝送装置において、送信器１１〜１４の送信波長を予備波長λｐに切り替えるが、これに限定されない。例えば、送信器１１〜１４とは別に、予備波長λｐのサブキャリア信号を送信する予備送信器を設けてもよい。

図１１は、この場合の実施例に係る光伝送装置の構成図である。図１１において、図４と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

光伝送装置は、ＲＯＡＤＭ装置２０と、トランスポンダ装置１０と、制御装置６ｓとを含む。トランスポンダ装置１０は、フレーム分割部３１ｓ及びフレーム復元部３２を含むフレーム処理部３と、送信処理部１と、受信処理部２とを有する。ＲＯＡＤＭ装置２０は、光カプラ４５と、光スプリッタ５５と、波長選択スイッチ４４，５４と、分波部４３，５３と、光チャネル監視部４２，５２と、光増幅部４１，５１とを有する。

送信処理部１は、送信器１１〜１４と、予備送信器１５とを有する。予備送信器１５は、他の送信器１１〜１４と同様に、電気−光変換部１５１と、デジタル−アナログ変換部１５２と、変調部１５３とを有する。

予備送信器１５の電気−光変換部１５１は、予備波長λｐの光を出力する光源として機能する。予備送信器１５は、送信器１１〜１４とは異なる予備波長λｐのサブキャリア信号を生成して、光カプラ４５に出力する。予備波長λｐは、制御装置６ｓから設定される。

制御装置６ｓは、障害の通知を受信すると（図８のステップＳｔ１参照）、送信処理部１に、送信器１１〜１４のうち、障害が生じたサブキャリア信号の波長に対応する送信器の停止指示を与える。送信処理部１は、送信器１１〜１４のうち、障害が生じたサブキャリア信号の波長に対応する送信器の出力を停止する。例えば波長λ３のサブキャリア信号に障害が生じた場合、送信処理部１は、送信器１３の出力を停止する。

また、制御装置６ｓは、フレーム分割部３１ｓに、障害が生じたサブキャリア信号の波長を通知する。フレーム分割部３１ｓは、フレーム信号Ｓｆを分割してサブフレーム信号Ｓｆ１〜Ｓｆ４を生成し、送信器１１〜１４に出力する。フレーム分割部３１ｓは、制御装置６ｓから、障害が生じたサブキャリア信号の波長を通知されると、送信器１１〜１４のうち、当該波長に対応する送信器へのサブフレーム信号の出力を停止し、該サブフレーム信号を予備送信器１５に出力する。例えば波長λ３のサブキャリア信号に障害が生じた場合、フレーム分割部３１ｓは、送信器１３へのサブフレーム信号Ｓｆ３の出力を停止して、予備送信器１５にサブフレーム信号Ｓｆ３を出力する。

このように、送信処理部１は、サブキャリア信号の波長λ１〜λ４の光をそれぞれ出力する送信器１１〜１４と、予備波長λｐの光を出力する予備送信器１５とを有する。送信処理部１は、複数の送信器１１〜１４のうち、障害が検出されたサブキャリア信号の送信器の出力を停止し、予備送信器１５の出力を開始する。

これにより、送信処理部１は、上述した実施例と同様に、障害が生じたサブキャリア信号を、予備波長λｐのサブキャリア信号に切り替えて、障害を復旧させる。このとき、予備波長λｐのサブキャリア信号は、他の波長λ１〜λ４のサブキャリア信号と同じ伝送経路を伝送されるので、予備送信器１５の数は、少なくとも１つでよい。これに対し、波長の切り替えなしで予備系の伝送経路を用いて障害を復旧させる場合、何れの波長λ１〜λ４のサブキャリア信号に障害が生ずるのか予想できないので、全ての波長λ１〜λ４に対応する予備送信器を設ける必要がある。つまり、全てのサブキャリア信号の数と同数分の予備送信器が必要になり、装置コストが増加する。

これまで述べたように、実施例に係る光伝送装置は、フレーム分割部３１，３１ｓと、送信処理部１とを有する。フレーム分割部３１，３１ｓは、フレーム信号Ｓｆを分割する。送信処理部１は、フレーム分割部３１，３１ｓにより分割されたフレーム信号Ｓｆを、波長λ１〜λ４が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する。送信処理部１は、複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、複数のサブキャリア信号の各波長λ１〜λ４とは異なる予備波長λｐのサブキャリア信号に切り替える。

実施例に係る光伝送装置は、フレーム信号Ｓｆを、複数のサブキャリア信号として伝送し、サブキャリア信号の１つに障害が生じた場合、該サブキャリア信号を予備波長λｐのサブキャリア信号に変更して伝送する。このため、実施例に係る光伝送装置は、サブキャリア信号の伝送経路を切り替えることなく、障害を復旧させることができる。

したがって、実施例に係る光伝送装置は、上記の第１比較例及び第２比較例とは異なり、予備系の伝送経路に全てのサブキャリア信号の帯域を確保することなく、障害を復旧させるので、ネットワークの帯域の使用効率が向上する。また、実施例に係る光伝送装置は、予備系の伝送経路を確保しないので、上記の第３比較例のようなメッシュ型ネットワークに接続された場合でも、サブキャリア信号の障害を復旧させることが可能である。

また、実施例に係る光伝送システムは、送信側光伝送装置及び受信側光伝送装置を有する。送信側光伝送装置は、フレーム信号Ｓｆを分割するフレーム分割部３１，３１ｓと、フレーム分割部３１，３１ｓにより分割されたフレーム信号Ｓｆを、波長λ１〜λ４が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部１とを有する。受信側光伝送装置は、送信処理部１により送信された複数のサブキャリア信号を受信し、復調する受信処理部２と、受信処理部２により復調された複数のサブキャリア信号から、フレーム信号Ｓｆを復元するフレーム復元部３２とを有する。

送信処理部１は、複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、複数のサブキャリア信号の各波長λ１〜λ４とは異なる予備波長λｐのサブキャリア信号に切り替える。受信処理部２は、受信波長λ１〜λ４のうち、障害が検出された波長を、予備波長λｐに切り替える。

実施例に係る光伝送システムは、実施例に係る光伝送システムと同一の構成を有するので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。

また、実施例に係る光伝送方法は、フレーム信号Ｓｆを分割し、波長λ１〜λ４が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信し、障害が検出されたサブキャリア信号を、複数のサブキャリア信号の各波長λ１〜λ４とは異なる予備波長λｐのサブキャリア信号に切り替える方法である。

実施例に係る光伝送方法は、実施例に係る光伝送装置と同一の構成を有するので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。

以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） フレーム信号を分割するフレーム分割部と、
前記フレーム分割部により分割された前記フレーム信号を、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部とを有し、
前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替えることを特徴とする光伝送装置。
（付記２） 前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源を有し、前記複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源が出力する光の波長を、前記予備波長に切り替えることを特徴とする付記１に記載の光伝送装置。
（付記３） 前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源と、前記予備波長の光を出力する予備光源とを有し、前記複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源の出力を停止し、前記予備光源の出力を開始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） 前記予備波長は、当該光伝送装置が接続されたネットワークにおいて未使用の波長の中から選択されることを特徴とする付記１乃至３の何れかに記載の光伝送装置。
（付記５） フレーム信号を分割するフレーム分割部と、前記フレーム分割部により分割された前記フレーム信号を、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部とを有する送信側光伝送装置と、
前記送信処理部により送信された前記複数のサブキャリア信号を受信し、復調する受信処理部と、前記受信処理部により復調された前記複数のサブキャリア信号から、前記フレーム信号を復元するフレーム復元部とを有する受信側光伝送装置とを有し、
前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替え、
前記受信処理部は、受信波長のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の波長を、前記予備波長に切り替えることを特徴とする光伝送システム。
（付記６） 前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源を有し、前記複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源が出力する光の波長を、前記予備波長に切り替えることを特徴とする付記５に記載の光伝送システム。
（付記７） 前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源と、前記予備波長の光を出力する予備光源とを有し、前記複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源の出力を停止し、前記予備光源の出力を開始することを特徴とする付記５に記載の光伝送システム。
（付記８） 前記予備波長は、前記送信側光伝送装置及び前記受信側光伝送装置が接続されたネットワークにおいて未使用の波長の中から選択されることを特徴とする付記５乃至７の何れかに記載の光伝送システム。
（付記９） フレーム信号を分割し、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信し、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替えることを特徴とする光伝送方法。
（付記１０） 前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源が出力する光の波長を、前記予備波長に切り替えることを特徴とする付記９に記載の光伝送方法。
（付記１１） 前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源の出力を停止し、前記予備波長の光を出力する予備光源の出力を開始することを特徴とする付記９に記載の光伝送方法。

１０ ＲＯＡＤＭ装置
２０ トランスポンダ装置
１ 送信処理部
１１〜１４ 送信器
１１１，１２１，１２１，１４１ 電気−光変換部（光源）
１５１ 電気−光変換部（予備光源）
１５ 予備送信器
２ 受信処理部
２１〜２４ 受信器
３１，３１ｓ フレーム分割部
３２ フレーム復元部
４１，５１ 波長選択スイッチ
Ｓｆ フレーム信号
λｐ 予備波長

Claims (6)

1. フレーム信号を分割するフレーム分割部と、
   前記フレーム分割部により分割された前記フレーム信号を、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部とを有し、
   前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替えることを特徴とする光伝送装置。
2. 前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源を有し、前記複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源が出力する光の波長を、前記予備波長に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
3. 前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号の波長の光をそれぞれ出力する複数の光源と、前記予備波長の光を出力する予備光源とを有し、前記複数の光源のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の光源の出力を停止し、前記予備光源の出力を開始することを特徴とする請求項１に記載の光伝送装置。
4. 前記予備波長は、当該光伝送装置が接続されたネットワークにおいて未使用の波長の中から選択されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光伝送装置。
5. フレーム信号を分割するフレーム分割部と、前記フレーム分割部により分割された前記フレーム信号を、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信する送信処理部とを有する送信側光伝送装置と、
   前記送信処理部により送信された前記複数のサブキャリア信号を受信し、復調する受信処理部と、前記受信処理部により復調された前記複数のサブキャリア信号から、前記フレーム信号を復元するフレーム復元部とを有する受信側光伝送装置とを有し、
   前記送信処理部は、前記複数のサブキャリア信号のうち、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替え、
   前記受信処理部は、受信波長のうち、前記障害が検出されたサブキャリア信号の波長を、前記予備波長に切り替えることを特徴とする光伝送システム。
6. フレーム信号を分割し、波長が異なる複数のサブキャリア信号に変調して送信し、障害が検出されたサブキャリア信号を、前記複数のサブキャリア信号の各波長とは異なる予備波長のサブキャリア信号に切り替えることを特徴とする光伝送方法。

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