JP6589276B2 - 光伝送装置、光伝送システム、及び、送信波長制御方法 - Google Patents

Description

本明細書に記載する技術は、光伝送装置、光伝送システム、及び、送信波長制御方法に関する。

光通信技術の１つに、複数の波長（「チャネル」と称してもよい。）の光を高密度に波長多重して伝送する技術がある。

そのような光伝送技術は、「スーパーチャネル伝送」と称されることがある。スーパーチャネル伝送では、デジタル信号処理を用いて送信信号光のスペクトルを狭小化することで、チャネル間隔を通常の波長多重（ＷＤＭ）伝送におけるチャネル間隔よりも狭めることができる。したがって、光伝送システムにおいて利用可能な光伝送帯域の周波数利用効率を向上できる。

特開２０００−２２８６４９号公報 特開２０１４−７８８５１号公報

スーパーチャネル伝送のようにチャネル間隔が狭小化されている場合、隣接チャネル間に新たなチャネルを、どのようにして追加するかが検討事項の１つである。

例えば、新たなチャネルを追加しても、隣接チャネルの信号光に影響をいかにして与えないようにするかが検討事項の１つである。

１つの側面において、本明細書に記載する技術の目的の１つは、隣接するチャネル間に、当該チャネルに影響を与えずに、別のチャネルを追加できるようにすることにある。

１つの側面において、光伝送装置は、複数波長の光を含む波長多重光を送信する装置である。当該光伝送装置は、送信器と制御部とを備えてよい。送信器は、前記波長多重光において近接する第１波長と第２波長との間に設定される第３波長の光を送信してよい。制御部は、前記第３波長の光の送信開始時の帯域幅を、前記第１波長及び前記第２波長の間隙の幅よりも狭い帯域幅に制御してよい。更に、前記送信器は、主信号の周波数特性をデジタル信号処理にて制御可能なデジタル信号処理部と、前記第３波長の光を前記デジタル信号処理された前記主信号にて変調して主信号光を生成する光変調器と、を備えてよい。また、前記制御部は、前記デジタル信号処理における前記周波数特性を、前記第１帯域幅の前記主信号光が前記光変調器にて得られる周波数特性に制御してよい。

また、１つの側面において、光伝送システムは、複数波長の光を含む波長多重光を送信する送信局と、前記波長多重光を受信する受信局と、を備える。前記送信局は、前記の送信器と制御部とを備えてよい。

更に、１つの側面において、送信波長制御方法は、主信号の周波数特性をデジタル信号処理にて制御し、波長多重光において近接する第１波長と第２波長との間に設定される第３波長の光をデジタル信号処理された主信号にて変調して主信号光を光変調器により生成し、デジタル信号処理における周波数特性を、第１波長及び第２波長の間隙の幅よりも狭い第１帯域幅の主信号光が光変調器にて得られる周波数特性に制御することにより、第３波長の光の送信開始時における帯域幅を、前記第１波長及び前記第２波長との間隔よりも狭い前記第１帯域幅に制御してよい。

１つの側面として、波長多重光において隣接する第１波長及び第２波長の間に、これらの波長に影響を与えずに、第３波長を追加することが可能になる。

光伝送システムの一例としてのＷＤＭ光ネットワークの構成例を示すブロック図である。 図１に例示する光伝送装置の構成例を示すブロック図である。 図２に例示するトランスポンダの構成例を示すブロック図である。 （Ａ）は、通常のＷＤＭ光信号のチャネル配置の一例を示す図であり、（Ｂ）は、スーパーチャネル信号のチャネル配置の一例を示す図である。 図４（Ｂ）に例示するチャネル配置において送信波長制御を実施しない場合に確保可能な外縁マージンを説明するための図である。 図４（Ｂ）に例示するチャネル配置において送信波長制御を実施する場合に確保可能な外縁マージンを説明するための図である。 図１に例示する光伝送システムでのマルチチャネル受信を説明するためのブロック図である。 図７に例示する光伝送システムでの送信信号及び受信信号のスペクトルの一例を示す図である。 図７に例示する光伝送システムにチャネル間隔モニタを適用した構成例を示すブロック図である。 図７に例示する光伝送システムにおいてチャネル間隔のモニタ結果を周波数変調成分として対向への送信信号に重畳する態様を説明するブロック図である。 図１〜図３に例示するトランスポンダの構成例を示すブロック図である。 図１１に例示する受信デジタル信号処理部の構成例を示すブロック図である。 図１１に例示する光伝送システムにおいて送信信号に重畳される周波数変調パタンフレームのフォーマット例を示す図である。 図１１に例示する送信デジタル信号処理部で矩形状にスペクトル整形されたスーパーチャネル信号のチャネル配置の一例を示す図である。 スーパーチャネル信号に対するチャネル追加によってクロストークが発生し得ることを説明する模式図である。 実施形態に係る波長制御の概要を説明するための模式図である。 実施形態に係る波長制御の概要を説明するためのフローチャートである。 図１６及び図１７に例示した波長制御を実現するトランスポンダの構成例を示すブロック図である。 図１８に例示するテストパタン生成部によって生成されるテストパタンに応じた光スペクトルの一例を示す図である。 第１実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施例においてテストパタンの送信チャネルとは異なるチャネルに周波数変調成分が重畳されることを説明するための模式図である。 図１６及び図１７に例示した波長制御を実現する第２実施例に係るトランスポンダの構成例を示すブロック図である。 第２実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 図１６及び図１７に例示した波長制御を実現する第３実施例に係る送信デジタル信号処理部の構成例を示すブロック図である。 第３実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 第３実施例の変形例に係る送信デジタル信号処理部の構成例を示すブロック図である。 第３実施例の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。また、以下に説明する各実施形態は、適宜に組み合わせて実施しても構わない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一符号を付した部分は、特に断らない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

近年、通信機器のトラフィック拡大等に伴って、ネットワークの更なる大容量化及び高速化が期待されている。例えば、光ネットワークのエレメントの一例である光伝送装置には、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）変調方式を用いたデジタルコヒーレント信号処理技術が採用される場合がある。

デジタルコヒーレント信号処理技術の採用により、１波長（「チャネル」と称してもよい。）あたりの伝送速度を例えば１００ギガビット／秒（Ｇｂｐｓ）、あるいは１００Ｇｂｐｓを超える速度に高速化することが可能である。

また、光波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）技術を併用することにより、光ネットワークの最大伝送容量の拡大化することができる。例えば、１チャネルあたり、１００Ｇｂｐｓの光信号を最大で８８チャネル分だけ波長多重することができる。即ち、１光ファイバあたりの最大伝送容量を８．８テラビット／秒（Ｔｂｐｓ）に拡大することができる。

図１に、光伝送システムの一例としてのＷＤＭ光ネットワークの構成例を示す。図１に示すＷＤＭ光ネットワーク１は、例示的に、光伝送装置１０−１と、光伝送路２０を介して当該光伝送装置１０−１と光通信可能に接続された光伝送装置１０−２と、を備える。

光伝送装置１０−１及び１０−２を区別しなくてよい場合には、単に「光伝送装置１０」と表記することがある。光伝送装置１０は、ＷＤＭ光ネットワーク１のエレメント（ネットワークエレメント：ＮＥ）の一例である。ＮＥ１０には、光送信局や光受信局、光中継局、ＲＯＡＤＭ（reconfigurable optical add/drop multiplexer）等の光アドドロップ局等が該当してよい。「局」は、「ノード」と称されてもよい。

例示的に、図１において、ＮＥ１０−１は、光送信局（光送信ノード）に該当し、ＮＥ１０−２は、光受信局（光受信ノード）に該当する。

光伝送路２０は、例示的に、光ファイバ伝送路である。光伝送路２０には、ＷＤＭ光信号の伝送距離に応じて光増幅器（光アンプ）３０が適宜に設けられてもよい。光アンプ３０を備えたノードが、光中継ノードに該当すると捉えてもよい。なお、ＷＤＭ光信号の伝送距離によっては、光アンプ３０が設けられないこともある。

光伝送装置１０−１は、図１に例示するように、複数のトランスポンダ１１と、波長多重器（マルチプレクサ：ＭＵＸ）１２と、光増幅器（光アンプ）３０と、を備えてよい。

トランスポンダ１１は、例えばルータ等の通信機器４０と光ファイバ２２により接続されてよい。ここで、通信機器４０は、例えばクライアント側（「トリビュータリ側」と称してもよい。）の通信機器４０である。通信機器４０から送信された信号は、対応するトランスポンダ１１にて受信された後、いずれかの波長（チャネル）の光信号に変換されて、マルチプレクサ１２に入力される。

なお、各トランスポンダ１１とマルチプレクサ１２との間の接続に、光ファイバが用いられてもよい。別言すると、各トランスポンダ１１とマルチプレクサ１２とは、光通信可能に光学的に接続されればよい。

マルチプレクサ１２は、ＷＤＭカプラ等の合波カプラであってよく、各トランスポンダ１１から受信される光信号を波長多重することによりＷＤＭ光信号を生成して光伝送路２０へ送信する。当該送信に際して、ＷＤＭ光信号は、マルチプレクサ１２の後段（ポストステージ）に備えられた光アンプ３０によって所定の送信光パワーに増幅されてよい。

光伝送路２０へ送信されたＷＤＭ光信号は、光伝送装置１０−２にて受信される。光伝送装置１０−２は、例示的に、波長分離器（デマルチプレクサ：ＤＭＵＸ）１５と、複数のトランスポンダ１６と、を備える。デマルチプレクサ１５の前段（プレステージ）には、光伝送路２０から受信されるＷＤＭ光信号を増幅する光アンプ（プリアンプ）３０が備えられてよい。

デマルチプレクサ１５は、光伝送路２０から入力されるＷＤＭ光信号を波長毎に分離してトランスポンダ１６のいずれかに入力する。なお、トランスポンダ１６においてコヒーレント受信する場合には、デマルチプレクサ１５は、代替的に、ＷＤＭ光信号を分岐する光スプリッタであってもよい。光スプリッタは、分岐カプラであってもよい。

トランスポンダ１６は、デマルチプレクサ１５から入力された光信号を電気信号に光電変換して例えばルータ等の通信機器５０に送信する。ここで、通信機器５０は、例えばクライアント側の通信機器５０である。

なお、図１には、光伝送装置１０−１から光伝送装置１０−２への方方向の通信に着目した構成を例示しているが、逆方向の通信に関しても、上記と同様の構成でよい。別言すると、光伝送装置１０−１と光伝送装置１０−２との間（通信機器４０と通信機器５０との間）は、双方向通信が可能であってよい。

双方向通信は、光伝送装置１０−１と光伝送装置１０−２との間に、双方向のそれぞれについて個別に設けられた光伝送路２０を介して行なわれてよい。例えば、光伝送装置１０−２から光伝送装置１０−１への逆方向の通信は、図１において、光伝送装置１０−１を光伝送装置１０−２に読み替え、且つ、光伝送装置１０−２を光伝送装置１０−１に読み替えた構成によって実現されると捉えてよい。

双方向のうち、光伝送装置１０−１（又は１０−２）が光伝送路２０へＷＤＭ光信号を送信する方向を「アップストリーム方向」と称し、その逆方向を「ダウンストリーム方向」と称する。

したがって、光伝送装置１０−１及び１０−２は、それぞれ、アップストリーム方向に対応した送信系と、ダウンストリーム方向に対応した受信系と、を備えてよい。例えば図１では、トランスポンダ１１及びマルチプレクサ１２が光伝送装置１０−１の送信系に該当し、デマルチプレクサ１５及びトランスポンダ１６が光伝送装置１０−２の受信系に該当する。

別言すると、光伝送装置１０−１は、図１には図示を省略しているが、受信系として、光伝送装置１０−２の受信系と同様に、デマルチプレクサ１５及びトランスポンダ１６を備えている、と捉えてよい。また、光伝送装置１０−２は、図１には図示を省略しているが、送信系として、光伝送装置１０−１の送信系と同様に、トランスポンダ１１及びマルチプレクサ１２を備えている、と捉えてよい。ただし、トランスポンダ１１（又は１６）は、送受信に共用であってよい。別言すると、トランスポンダ１１及び１６は、同じ構成（送信部及び受信部）を有していてよい。

図２に、双方向通信をサポートする光伝送装置１０の構成例を示す。図２に示す光伝送装置１０は、例示的に、複数のトランスポンダ１１１と、波長多重分離ブロック１１２と、光アンプブロック１１３と、ラインカード制御部１１４−１と、ネットワーク制御部１１４−２と、を備える。なお、「ブロック」は、「モジュール」と称してもよい。

トランスポンダ１１１は、それぞれ、図１に例示したトランスポンダ１１又は１６に相当する。トランスポンダ１１１のそれぞれは、例示的に、ルータ等の通信機器４０又は５０と光学的に双方向通信可能に接続されて、通信機器４０又は５０との間で光信号の送受信が可能である。

各トランスポンダ１１１は、光伝送装置１０の「光送信機」のエレメントであると捉えてよく、また、光伝送装置１０の「光受信機」のエレメントでもあると捉えてよい。

波長多重分離ブロック１１２は、例示的に、アップストリーム方向に対応したマルチプレクサ（ＭＵＸ）１１２ａと、ダウンストリーム方向に対応したデマルチプレクサ（ＤＭＵＸ）１１２ｂと、を備える。マルチプレクサ１１２ａは、図１に例示したマルチプレクサ１２に相当し、デマルチプレクサ１１２ｂは、図１に例示したデマルチプレクサ１５に相当する、と捉えてよい。

各トランスポンダ１１１の出力ポート（送信ポート）がマルチプレクサ１１２ａの入力ポートに光ファイバ等を用いて光学的に接続される。また、各トランスポンダ１１１の入力ポート（受信ポート）がデマルチプレクサ１１２ｂの出力ポートのいずれかに光ファイバ等を用いて光学的に接続される。

したがって、マルチプレクサ１１２ａは、各トランスポンダ１１１の送信ポートから送信された光信号を波長多重してＷＤＭ光信号を生成する。また、デマルチプレクサ１１２ｂは、光アンプブロック１１３から受信されるＷＤＭ光信号を波長毎に分離してトランスポンダ１１１の受信ポートへ入力する。

光アンプブロック１１３は、アップストリーム方向に対応した光アンプ１１３ａと、ダウンストリーム方向に対応した光アンプ１１３ｂと、を備える。光アンプ１１３ａは、マルチプレクサ１１２ａから入力されるＷＤＭ光信号を所定の送信パワーに増幅して光伝送路２０へ送信する。光アンプ１１３ｂは、光伝送路２０から受信されるＷＤＭ光信号を所定の受信パワーに増幅してデマルチプレクサ１１２ｂに入力する。

なお、光アンプブロック１１３は、ＷＤＭ光信号の伝送距離によっては必要ない場合もある。

ラインカード制御部１１４−１は、各トランスポンダ１１１と電気的或いは光学的に接続され、ラインカード制御部１１４−１で受信したデータの行き先に応じたスイッチング処理を行なう。したがって、「ラインカード制御部」は、「スイッチング部」あるいは「スイッチングボード」と称してもよい。スイッチングされたデータは、各トランスポンダ１１１を経由して、通信機器４０側、或いは、光伝送路２０（光ネットワーク）側へ送出される。

ネットワーク制御部１１４−２は、ラインカード制御部１１４−１、波長多重分離ブロック１１２、及び、光アンプブロック１１３の動作を統括的に制御する。なお、ラインカード制御部１１４−１とネットワーク制御部１１４−２とは、１つの制御部として一体化されてもよい。ラインカード制御部１１４−１とネットワーク制御部１１４−２とを区別しなくてよい場合は単に「制御部１１４」と表記することがある。

図３に、図２に例示したトランスポンダ１１１の構成例を示す。トランスポンダ１１１は、例示的に、広帯域（ワイドバンド：ＷＢ）光送受信モジュール１１１１、フレーマ１１１２、及び、狭帯域（ナローバンド：ＮＢ）光送受信モジュール１１１３を備える。「光送受信モジュール」は、「光送受信器」と称してもよい。

ＷＢ光送受信モジュール１１１１は、例示的に、クライアント側のルータ等の通信機器４０又は５０と、ワイドバンドの光（以下「ＷＢ光」と表記することがある。）にて信号を送受信する。ＷＢ光にて送受信される信号は、例示的に、ＳＯＮＥＴ（Synchronous Optical Network）やイーサネット（登録商標）等で用いられるフレーム信号であってよい。

例えば、ＷＢモジュール１１１１は、通信機器４０（又は５０）から受信されるＷＢ光を電気信号に変換してフレーマ１１１２に入力する。また、ＷＢモジュール１１１１は、フレーマ１１１２から受信した電気信号をＷＢ光に変換して通信機器４０（又は５０）に送信する。

フレーマ１１１２は、例示的に、ＷＢモジュール１１１１にて光電変換された信号を例えばＯＴＵ（Optical channel Transport Unit）フレーム信号にマッピングしてＮＢ光送受信モジュール１１３に入力する。また、フレーマ１１１２は、ＳＯＮＥＴやイーサネット（登録商標）等のフレーム信号をデマッピングしてＷＢ光送受信モジュール１１１１に入力する。なお、当該フレーム信号は、ＮＢ光送受信モジュール１１１３からのＯＴＵフレーム信号にマッピングされている。フレーム信号の処理には、誤り訂正符号の付加等の処理が含まれてよい。

ＮＢ光送受信モジュール１１１３は、例示的に、ナローバンドの光（以下「ＮＢ光」と表記することがある。）にて光伝送路２０との間でフレーム信号（例えば、ＯＴＮフレーム信号）の送受信を行なう。

例えば、ＮＢ光送受信モジュール１１１３は、フレーマ１１１２で生成された、電気信号のＯＴＵフレーム信号をＮＢ光に変換して図２に例示したマルチプレクサ１１２ａへ出力する。また、ＮＢ光送受信モジュール１１１３は、例えば図２に例示したデマルチプレクサ１１２ｂからＮＢ光にて入力されるＯＴＮフレーム信号を電気信号に変換してフレーマ１１１２へ出力する。

以上のように、トランスポンダ１１１は、トリビュータリ側とネットワーク（光伝送路２０）側との間で送受信される光及びフレーム信号の変換処理を通じて、通信機器４０と通信機器５０との間の双方向通信を可能にする。

ところで、光伝送技術においては、更なる大容量化のため、ＷＤＭ技術に加えて、「スーパーチャネル」と呼ばれる技術の利用が検討、議論されている。これまでのＷＤＭ技術では、チャネル間干渉が十分に抑えられるだけの間隔に波長間隔が設定されていた。例えば図４（Ａ）に示すように、１チャネルあたり１００Ｇｂｐｓの光信号であれば、ＷＤＭ光信号において各チャネルは５０ＧＨｚ程度の間隔で配置されることがある。

これに対し、スーパーチャネル技術では、デジタル信号処理によるスペクトル整形処理を用いることで、チャネル間干渉を抑制しながらチャネル間隔をより狭めることができる。例えば、レイズドコサインフィルタ等のＳｉｎｃ関数形状の時間応答を示すフィルタを用いて、主信号（例えば、ＮＲＺ信号）を畳み込み処理することで、主信号光の周波数スペクトルを狭帯域化し、且つ、矩形形状に整形することができる。

これにより、１チャネルあたり１００Ｇｂｐｓの光信号であれば、例えば図４（Ｂ）に示すように、ＷＤＭ光信号におけるチャネル間隔は５０ＧＨｚよりも狭い間隔（例えば、３６ＧＨｚ程度）にまで近接させることが可能になる。

なお、送信光源（例えば、レーザダイオード：ＬＤ）の発光波長に変動（「揺らぎ」と称してよい。）が生じる場合には、当該揺らぎを考慮してチャネル間隔にマージンを設定してよい。例えば、ＬＤの発光波長が、環境条件や経時変動等に起因して、或る周波数レンジ（例えば、±１．５ＧＨｚ）で変動する場合、当該周波数レンジをチャネル間隔のマージンに設定してよい。なお、ＬＤの発光波長の変動は、ＥＯＬ（End Of Life）変動と称してもよい。

仮に、スペクトル整形処理によって、１チャネルあたりの周波数帯域幅を３２ＧＨｚに狭帯域化できたとして、ＥＯＬ変動として±１．５ＧＨｚのマージン（３ＧＨｚ）を考慮すると、１チャネルあたりの周波数帯域幅は３５ＧＨｚとなる。したがって、各チャネルを１ＧＨｚのガードバンドを挟んで配置すれば、チャネル間隔は３６ＧＨｚとなる。

ここで、或る周波数帯域、例えば、ＷＤＭ光信号が通過する波長選択スイッチ（ＷＳＳ）の透過帯域（「周波数グリッド」と称してもよい。）に、複数チャネルを配置（多重）することを想定する。なお、ＷＳＳは、光伝送装置１０に用いられる光デバイスの一例であり、その透過帯域は、ＷＤＭ光信号の帯域特性等の伝送特性に影響するパラメータの一例である。

ＷＳＳの透過帯域において、当該透過帯域のエッジに相当する周波数と、当該周波数に最も近接するチャネルのエッジに相当する周波数と、の差分は、「外縁マージン」と称してよい。外縁マージンを大きく確保できれば、ＷＤＭ光信号のマルチスパン伝送時の伝送特性の劣化を抑制することができる。

非限定的な一例として、図５に例示するように、１６２．５ＧＨｚの周波数グリッドに４チャネルを多重することを想定すると、外縁マージンとして７．５ＧＨｚ程度を確保できる。

しかし、この程度のマージンでは、マルチスパン伝送時の伝送特性の劣化が無視できない程度に増大するおそれがある。また、この場合の周波数利用効率は、図４（Ａ）に例示した通常のＷＤＭ伝送におけるチャネル間隔５０ＧＨｚの場合に比べて２３．１％程度増加するに留まる。

スーパーチャネルを実用的に実現するには、より幅の広い外縁マージンを確保して伝送特性を向上させたい。あるいは、更なる大容量伝送のため、周波数利用効率を更に向上したい。

そこで、例えば、光ネットワークあるいは光伝送装置の運用中において、送信ＬＤの発光波長を適応的に制御することで、送信ＬＤの発光波長の揺らぎを抑制して、確保できる外縁マージンの拡大化を図ることが考えられる。

図５に例示したスーパーチャネルのチャネル配置において、送信ＬＤの波長制御を実施しないとすると、送信ＬＤの変動として、４チャネルの左右方向（計８か所）の変動分をマージンとして考慮する必要がある。

これに対し、例えば図６に示すように、４チャネルのうちの１チャネルを基準チャネルとして、送信ＬＤの波長制御を実施すれば、他の３チャネルの変動分はマージンに見込まなくてよくなる。なお、基準チャネルは、波長制御の対象外のチャネルである。別言すると、４チャネルのうちの基準チャネルについての変動分さえマージンに見込めばよい。ただし、波長制御誤差（例えば、５００ＭＨｚ程度）は、見込むこととしてよい。

このような波長制御を実施することで、例えば次表１の例１に示すように、外縁マージンとして１１ＧＨｚ程度を確保することができ、マルチスパン伝送時の伝送特性劣化を抑えることができる。

あるいは、表１の例２に示すように、確保できる外縁マージンは例１よりも小さくなるものの、１５０．０ＧＨｚのグリッドで４チャネルを多重することが現実的に可能になる。この例２では、周波数利用効率を例１での２３．１％よりも大きく向上（例えば、３３．３％）できる。

次に、図７を参照して、スーパーチャネルの送信信号と受信信号とについて説明する。図７の左上に例示する送信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１は、それぞれ、例えば図２及び図３に例示したトランスポンダ１１１のＮＢ光送受信モジュール１１１３に備えられたアップストリーム方向の送信器に相当すると捉えてよい。

また、図７の右上に例示する受信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１は、それぞれ、例えば図２及び図３に例示したトランスポンダ１１１のＮＢ光送受信モジュール１１１３に備えられたダウンストリーム方向の受信器に相当すると捉えてよい。

更に、図７の右下に例示する送信器Ａ２，Ｂ２及びＣ２は、それぞれ、例えば図２及び図３に例示したトランスポンダ１１１のＮＢ光送受信モジュール１１１３に備えられたアップストリーム方向の送信器に相当すると捉えてよい。

また、図７の左下に例示する受信器Ａ２，Ｂ２及びＣ２は、それぞれ、例えば図２及び図３に例示したトランスポンダ１１１のＮＢ光送受信モジュール１１１３に備えられたアップストリーム方向の送信器に相当すると捉えてよい。

各送信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）から送信された光信号Ａ〜Ｃは、既述のマルチプレクサ１２にてスーパーチャネルを成すＷＤＭ光信号に波長多重されて光ネットワーク６０へ送信される。

なお、光信号Ａ〜Ｃは、それぞれ、各送信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）における送信光源の発光波長λ_Ａ〜λ_Ｃに対応した波長の光信号であると捉えてよい。スーパーチャネルを成す波長（λ_Ａ〜λ_Ｃ）は、「サブチャネル」と称してもよいし「サブキャリア」と称してもよい。また、光ネットワーク６０は、図１に例示した光伝送路２０及び光アンプ３０を含む概念として捉えてよい。

光ネットワーク６０を伝送されたスーパーチャネルの送信信号（ＷＤＭ光信号）は、既述の光スプリッタ１５にて、受信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）の数に応じた分岐数に分岐されて、受信器Ａ〜Ｃにそれぞれ入力される。

別言すると、受信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）は、それぞれ、光信号Ａ〜Ｃが波長多重された同じＷＤＭ光信号を受信する。当該受信は、「マルチチャネル受信」あるいは「マルチキャリア受信」と称してよい。

各受信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）は、それぞれ、コヒーレント受信に用いられる局発光源（例えばＬＤ）を備える。局発光源の発光波長は、それぞれ、対応する送信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１（Ａ２，Ｂ２及びＣ２）の送信光源の発光波長と一致している。なお、以下において、送信光源の発光波長を「送信波長」と称することがあり、局発光源の発光波長を「受信波長」と称することがある。

例えば、受信器Ａ１（Ａ２）の受信波長は、送信器Ａ１（Ａ２）の送信波長（λ_Ａ）と一致し、受信器Ｂ１（Ｂ２）の受信波長は、送信器Ｂ１（Ｂ２）の送信波長（λ_Ｂ）と一致している。同様に、受信器Ｃ１（Ｃ２）の受信波長は、送信器Ｃ１（Ｃ２）の送信波長（λ_Ｃ）と一致している。

なお、この例では、送信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１から受信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１へ送信される光信号の波長と、送信器Ａ２，Ｂ２及びＣ２から受信器Ａ２，Ｂ２及びＣ２へ逆方向に送信される光信号の波長と、がそれぞれ一致しているが、異なっていてもよい。

受信器Ａ１（Ａ２）では、光スプリッタ１５から分岐入力されるＷＤＭ光信号のうち、送信器Ａ１（Ａ２）の送信波長λ_Ａの信号が抽出、受信される。受信器Ｂ１（Ｂ２）では、当該ＷＤＭ光信号のうち、送信器Ｂ１（Ｂ２）の送信波長λ_Ｂの信号が抽出、受信される。同様に、受信器Ｃ１（Ｃ２）では、送信器Ｃ１（Ｃ２）の送信波長λ_Ｃの信号がＷＤＭ光信号から抽出、受信される。

ただし、スーパーチャネルのＷＤＭ光信号は、隣接チャネルが近接しているため、隣接チャネルの信号成分の一部が受信器Ａ〜Ｃでの受信信号に含まれ得る（「残留し得る」と称してもよい）。

例えば、受信器Ａ１（Ａ２）では、隣接チャネル（波長λ_Ｂ）の信号成分の一部が受信信号に含まれ得る。受信器Ｂ１（Ｂ２）では、隣接チャネル（波長λ_Ａ及びλ_Ｃ）の信号成分の一部が受信信号に含まれ得る。受信器Ｃ１（Ｃ２）では、隣接チャネル（波長λ_Ｂ）の信号成分の一部が受信信号に含まれ得る。

図８に、スーパーチャネルの送信信号（波長多重後）のスペクトル（符号３００参照）と、受信器でのデジタル信号処理によって得られる受信信号のスペクトル（符号４００参照）と、の一例を示す。

図８には、受信信号のスペクトルの一例として、受信器において、スーパーチャネルの送信信号をＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）にて２倍オーバーサンプリング相当のサンプリング周波数でサンプリングしたときのスペクトルを例示している。なお、スーパーチャネルの送信信号は、例示的に、ボーレートが３２ギガボー（Ｇｂａｕｄ）の信号である。

図８に例示するように、受信信号のスペクトルには、局発光源の波長に対応した周波数を中心周波数にもつスペクトルだけでなく、当該スペクトルに対して低周波側及び高周波側のいずれか一方又は双方に隣接チャネルの信号成分スペクトルが含まれ得る。

ここで、図７に例示した構成において、送信器の送信波長を制御する方法について検討する。例えば、送信器Ｂ２の送信波長が、送信器Ａ２及び送信器Ｃ２の送信波長と比べて期待する位置に無い場合に、当該波長位置を制御することを想定する。

図９に、マルチプレクサ１２にて波長多重された後の送信信号を基にチャネル間隔をモニタすることができた場合の、波長制御方法の一例を示す。図９には、光ネットワーク６０（例えば、光中継ノードやＲＯＡＤＭ等のＮＥ）にモニタ６１を設けて、当該モニタ６１にて波長多重後の送信信号をモニタする様子を例示している。

モニタ６１において送信信号のチャネル間隔をモニタできれば、期待する波長位置に無い送信波長（例えば、λ_Ｂ）を検出できる。検出結果を対応する送信器（例えば、送信器Ｂ１及びＢ２）にフィードバックすることで、送信波長λ_Ｂを本来の期待波長位置に制御することが可能である。

しかし、この方法では、光ネットワーク６０にモニタ６１を追加するための作業やコストがかかる。また、モニタしたチャネル間隔を、送信器にフィードバックするための制御信号パスも追加となる。このように、光ネットワーク６０においてチャネル間隔をモニタする方法は、コストへの影響が大きく、導入する上で大きな障壁となり得る。

これに対し、例えば図１０に示すように、受信器Ｂ２にてチャネル間隔をモニタできれば、対向の送信器Ｂ２の送信波長のずれを当該受信器Ｂ２にて検出（「測定」と称してもよい。）できる。

そして、その検出結果（あるいは、当該検出結果に応じた波長制御情報でもよい）を、例えば送信器Ｂ１から受信器Ｂ１を通じて受信器Ｂ２に通知すれば、送信器Ｂ２の送信波長のずれを最小化制御することが可能となる。

当該通知は、例示的に、送信器Ｂ１の送信光を周波数変調して通知情報（波長ずれ検出結果又は波長制御情報）を当該送信光に重畳することで行なってよい。通知情報は、監視制御情報の一例であると捉えてよい。監視制御情報が重畳された送信光は、ＳＶ（Supervisory）光成分あるいは光監視チャネル（ＯＳＣ）成分を含む光であると捉えてよい。

受信器Ｂ１は、周波数変調により受信信号に重畳された制御通知情報を復調して検出する。検出した通知情報に基づいて、送信器Ｂ２の送信波長を制御することで、当該送信器Ｂ２の送信波長ずれを補償することができる。なお、送信器Ａ２及びＣ２の送信波長ずれや、送信器Ａ１，Ｂ１及びＣ１の送信波長ずれも、上記と同様にして受信器でのモニタ結果を対応する送信器へフィードバックすることで補償可能である。

ここで、受信器Ｂ２及び送信器Ｂ１の組は、例えば図２に例示した１つのトランスポンダ１１１に含まれると捉えてよい。同様に、受信器Ｂ１及び送信器Ｂ２の組も、別ノードの図２に例示した１つのトランスポンダ１１１に含まれると捉えてよい。

したがって、同一トランスポンダ１１１内での受信器Ｂ２（Ｂ１）−送信器Ｂ１（Ｂ２）間の情報の送受信は容易であり、送信器Ｂ２（Ｂ１）の送信波長ずれの制御も容易に実現できる。例えば、送信波長ずれの制御は、図２に例示した制御部１１４、あるいは、トランスポンダ１１１に内蔵の制御部（図２において図示省略）によって実施されてよい。

このように、受信器でチャネル間隔をモニタすることができれば、光ネットワーク６０に対してモニタや制御信号パスを追加せずに、低コストで波長制御を実現することができる。

次に、図１１に、上述した送信光源の波長制御を実現するトランスポンダの構成例を示す。図１１に示すトランスポンダ７０及び８０は、例えば既述の光伝送路２０（別言すると、光ネットワーク６０）を介して双方向の光通信が可能に接続されている。なお、図１１に示すトランスポンダ７０及び８０は、図３に例示したＮＢ光送受信モジュール１１１３に相当すると捉えてもよい。

一方のトランスポンダ７０は、例えば図１の光伝送装置１０−１に備えられた図２のトランスポンダ１１１のいずれかに相当し、また、図１０に例示した受信器Ｂ２を含むトランスポンダに相当すると捉えてよい。したがって、トランスポンダ７０は、図１０にて説明したチャネル間隔モニタ機能を具備するトランスポンダに相当すると捉えてよい。そのため、以下、トランスポンダ７０を便宜的に「モニタトランスポンダ７０」と称することがある。

他方のトランスポンダ８０は、例えば図１の光伝送装置１０−２に備えられた図２のトランスポンダ１１１のいずれかに相当し、また、図１０に例示した送信器Ｂ２を含むトランスポンダ７０に相当すると捉えてよい。したがって、トランスポンダ８０は、図１０にて説明したチャネル間隔モニタ結果に基づいて送信波長が制御される対象のトランスポンダに相当すると捉えてよい。そのため、トランスポンダ８０を便宜的に「波長制御対象トランスポンダ８０」と称することがある。

波長制御対象トランスポンダ８０が備えられた光伝送装置１０−２は、デジタル信号処理を用いて波形（スペクトル）整形された複数の送信信号をＷＤＭ光信号にて送信する第１の光伝送装置の一例に相当すると捉えてよい。

これに対し、モニタトランスポンダ７０が備えられた光伝送装置１０−１は、光伝送装置１０−１が送信したＷＤＭ光信号をデジタルコヒーレント受信する第２の光伝送装置の一例に相当すると捉えてよい。

モニタトランスポンダ７０は、例示的に、送信器７１、受信器７２及び制御部７３を備える。送信器７１は、図１０に例示した送信器Ｂ１に相当すると捉えてよく、受信器７２は、図１０に例示した受信器Ｂ２に相当すると捉えてよい。

送信器７１は、例示的に、送信デジタル信号処理部７１１、ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）７１２、光変調器７１３、及び、送信光源（例えばＬＤ）７１４を備える。

送信デジタル信号処理部７１１は、送信デジタルデータ信号に対してスペクトル整形や搬送波（キャリア）周波数制御、非線形補償等のデジタル信号処理を施す。

ＤＡＣ７１２は、送信デジタル信号処理部７１１でデジタル信号処理された送信デジタルデータ信号をアナログデータ信号に変換する。ＤＡＣ７１２により得られたアナログデータ信号は、光変調器７１３の駆動信号として光変調器７１３に与えられる。

光変調器７１３は、ＤＡＣ７１２から与えられる駆動信号によって送信光源７１４の出力光を変調することで送信変調信号光を生成する。送信変調信号光は、対向のトランスポンダ８０へ通じる光伝送路２０へ送信される。送信光源７１４は、発光波長が可変の光源（例えば、チューナブルＬＤ）であってよい。

なお、送信デジタル信号処理部７１１でのキャリア周波数制御において、既述の監視制御情報に応じた周波数制御が行なわれることで、監視制御情報を送信変調信号光に周波数変調成分として重畳することができる。

一方、受信器７２は、ＷＤＭ光信号をデジタルコヒーレント受信する受信部の一例であり、例示的に、受信フロントエンド（ＦＥ）７２１、ＡＤＣ７２２、及び、受信デジタル信号処理部７２３を備える。

受信ＦＥ７２１は、例示的に、既述の局発光源や、光位相ハイブリッド、フォトディテクタ（ＰＤ）等の光電変換器を備える。局発光源の出力光と、光伝送路２０から受信されるＷＤＭ光信号と、を光位相ハイブリッドにて同じ位相及び異なる位相（例えば、９０度異なる位相）で干渉させることで、受信希望チャネルに相当する信号光の電界複素情報を測定して信号光を復調することができる。復調された信号光は例えばＰＤにてアナログ電気信号に光電変換されてＡＤＣ７２２に入力される。なお、受信ＦＥ７２１は、「受信器７２１」と言い換えてもよい。

ＡＤＣ７２２は、受信ＦＥ７２１にて復調された信号光のアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換して受信デジタル信号処理部７２３に入力する。

受信デジタル信号処理部７２３は、受信ＦＥ７２１にて復調された信号光に相当するデジタル電気信号に対してデジタル信号処理を施す。デジタル信号処理には、例示的に、分散補償、サンプリング位相同期、適応等化、周波数オフセット補償、搬送波位相復元等の処理が含まれてよい。受信デジタル信号処理部７２３は、例示的に、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、大規模集積回路（ＬＳＩ）等を用いて実現可能である。

具体的な一例として、受信デジタル信号処理部７２３は、例えば図１２に示すように、分散補償部９１、サンプリング位相同期部９２、適応等化部９３、周波数オフセット補償部９４、及び、搬送波位相復元部９５を備えてよい。なお、トランスポンダ８０の受信デジタル信号処理部８２３も、図１２の構成と同一若しくは同様であってよい。

分散補償部９１は、ＡＤＣ７２２から入力されたデジタル電気信号に対して、例えばトランスバーサルフィルタ等で波長分散による波形歪みをモデル化したデジタルフィルタを用いて波長分散処理を施す。

サンプリング位相同期部９２は、ＡＤＣ７２２でのサンプリングのタイミング（周波数及び位相）をデータパルスの中央に同期させるための処理を行なう。

適応等化部９３は、例えば、複数の線形フィルタを備え、各フィルタのパラメータを信号光の偏波変動よりも十分高速かつ適応的に更新することで、偏波変動や偏波モード分散（ＰＭＤ）に起因する波形歪みを適応的に等化（補償）する。当該等化処理は、例示的に、シンボルレートで行なわれてよい。

周波数オフセット補償部９４は、受信信号光と局発光源の出力光との間の周波数オフセットを補償（補正）する。周波数オフセットの推定には、例示的に、累乗法と呼ばれる推定方式や、累乗法よりも周波数オフセットの推定可能範囲を拡大化できるＰＡＤＥ（Pre-decision based Angle Differential frequency offset Estimator）法と呼ばれる推定方式等を適用してよい。

搬送波位相復元部９５は、周波数オフセット補償部９４にて周波数オフセットが補償された受信デジタル信号から雑音成分を除去し、正しい搬送波（キャリア）位相を推定し、受信デジタル信号の位相を推定したキャリア位相に同期させる。キャリア位相の推定には、例示的に、デジタルループフィルタを用いて雑音の影響を除去するフィードバック法や、位相検出器で検出した推定位相差を平均化することで雑音の影響を除去するフィードフォワード法等を適用してよい。

なお、分散補償部９１、サンプリング位相同期部９２、適応等化部９３、周波数オフセット補償部９４、及び、搬送波位相復元部９５は、例示的に、ＤＳＰ等の演算能力を備えた演算装置によって実現されてよい。演算装置は、「プロセッサデバイス」あるいは「プロセッサ回路」と称してもよい。

次に、図１１に戻り、制御部７３は、上述した送信器７１及び受信器７２の動作を制御する。また、制御部７３は、受信器７２で得られる受信デジタル信号を基にチャネル間隔をモニタし、モニタ結果（あるいはモニタ結果に基づく波長制御情報）を送信器７１の送信光に重畳させる。

そのため、制御部７３は、例示的に、主信号データ取得部７３１、波長間隔モニタ７３２、及び、周波数変調パタン生成部７３３を備える。

主信号データ取得部７３１は、例えば図１２に示すように、ＡＤＣ７２２の出力から、チャネル間隔のモニタに足るデータ長の主信号データを取得（キャプチャ）する。主信号データのキャプチャ位置は、分散補償部９１の出力（サンプリング位相同期部９２の入力）でもよい。

分散補償部９１による分散補償が十分に機能し、安定的な主信号データが得られれば、チャネル間隔モニタの精度向上が見込める。なお、主信号データのキャプチャ位置としては、他に、適応等化部９３の出力や、搬送波位相復元部９５の出力等も考えられる。

ただし、これらの出力は、受信データ信号のレートがシンボルレートに低下している（別言すると、ダウンサンプリングされている）。そのため、図８にて説明したようにオーバーサンプリングによれば観測可能な隣接チャネルの信号成分が十分に観測できないおそれがある。

その結果、後述するモニタ手法では、必要十分な精度でチャネル間隔をモニタできない可能性がある。別言すると、主信号データのキャプチャ位置は、隣接チャネルの信号成分が十分に観測可能なレートを有するデータ信号であれば、ＡＤＣ７２２の出力や分散補償部９２の出力に限られない。

波長間隔モニタ７３２は、主信号データ取得部７３１でキャプチャされた主信号データ（以下「キャプチャデータ」ともいう。）を解析してチャネル間隔を求める。例示的に、波長間隔モニタ７３２は、キャプチャデータに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算を施すことで、キャプチャデータを時間領域のデータから周波数領域のデータ（別言すると、周波数スペクトル信号）に変換する。なお、ＦＦＴ演算に代えてＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）演算を用いてもよい。

ここで、図８にて説明したように、スーパーチャネルのようにチャネル間隔が狭い場合、ＦＦＴ演算により得られた周波数スペクトル信号（以下、単に「スペクトル信号」とも称する。）には、隣接チャネルのスペクトルの一部が含まれていることがある。例えば、パワーの落ち込みが最大となる周波数（例示的に、約１８ＧＨｚ）を基準に、高周波側に隣接チャネルのスペクトルの一部が現れることがある。

波長間隔モニタ７３２は、当該周波数スペクトルを基に、チャネルとチャネルとの間隙の幅を測定し、その測定結果を基に、対向のトランスポンダ８０における送信器８１の送信波長の波長制御量を決定する。

チャネルの間隙幅を測定する方法の一例としては、スペクトルの縦軸（パワー）に判定閾値を設定し、この判定閾値よりもスペクトルのパワーが下回る区間を、間隙幅として測定する方法が挙げられる。

図１１に戻り、周波数パタン生成部７３３は、波長間隔モニタ７３２で決定した波長制御量を示す情報（以下「波長制御情報」と称することがある。）を、例えば「１」又は「０」の２値で表される周波数変調のパタンに組み込む。

周波数変調のパタン（以下「周波数変調パタン」と称することがある。）は、送信器７１の送信デジタル信号処理部７１１に与えられる。送信デジタル信号処理部７１１は、周波数変調パタンに従って送信デジタルデータ信号に対して周波数変調を施す。

これにより、波長制御情報が監視制御情報の一例として対向のトランスポンダ８０への送信変調信号光に重畳される。したがって、送信器７１は、波長間隔モニタ７３２でのモニタ結果に応じた波長制御情報をトランスポンダ８０へ送信する送信部の一例であると捉えてよい。

なお、波長制御情報の重畳は、例示的に、送信デジタル信号処理部７１１において送信デジタルデータ信号をデジタル信号処理によってスペクトル整形した信号の、搬送波周波数を制御することで実現されてよい。

図１３に、周波数変調パタンのフレームフォーマットの一例を示す。図１３に例示するようなフレーム（以下「周波数変調パタンフレーム」と称することがある。）に波長制御情報がマッピングされる。

フレーム先頭には、トランスポンダ７０及び８０間で既知の信号の一例であるプリアンブルを付与してよい。受信側であるトランスポンダ８０は、プリアンブルを検出することでフレーム先頭を識別することが可能になる。

フレーム末尾には、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）のような誤り検出符号を付与してよい。受信側では、当該誤り検出符号を利用して受信フレームの有効性を確認することが可能になる。

また、周波数変調パタンフレームには、例示的に、波長制御情報による波長制御対象の送受信器ペアを識別可能にする情報（「送受信器識別ＩＤ」と称してよい。）がマッピングされてよい。

送受信器識別ＩＤや波長制御情報が１フレーム内に収まりきらない場合には、送受信器識別ＩＤや波長制御情報を分割してマルチフレームにて送信してもよい。マルチフレーム送信の場合には、マルチフレーム番号が周波数変調パタンフレームに付与されてよい。

なお、本例では、トランスポンダ８０への送信変調信号光に、波長間隔モニタ７３２でのモニタ結果に応じた波長制御情報を重畳するが、モニタ結果そのものをトランスポンダ８０への送信変調信号光に重畳してもよい。

トランスポンダ８０では、受信したモニタ結果から波長制御情報を決定すればよい。別言すると、波長制御情報は、モニタ側及び波長制御対象側のいずれで決定してもよい。

次に、図１１に例示した（波長制御対象）トランスポンダ８０の構成例について説明する。図１１に示す波長制御対象トランスポンダ８０は、例示的に、送信器８１、受信器８２、及び、制御部８３を備える。

送信器８１は、例示的に、送信デジタル信号処理部８１１、ＤＡＣ８１２、光変調器８１３、及び、送信光源（例えばＬＤ）８１４を備える。

送信デジタル信号処理部８１１、ＤＡＣ８１２、及び、光変調器８１３は、それぞれ、トランスポンダ７０における送信デジタル信号処理部７１１、ＤＡＣ７１２、及び、光変調器７１３と同一若しくは同様であってよい。

例えば、送信デジタル信号処理部８１１は、送信デジタルデータ信号に対して波形（スペクトル）整形や搬送波（キャリア）周波数制御、非線形補償等のデジタル信号処理を施す。

ＤＡＣ８１２は、送信デジタル信号処理部８１１でデジタル信号処理された送信デジタルデータ信号をアナログデータ信号に変換する。ＤＡＣ８１２により得られたアナログデータ信号は、光変調器８１３の駆動信号として光変調器８１３に与えられる。

光変調器８１３は、ＤＡＣ８１２から与えられる駆動信号によって送信光源８１４の出力光を変調することで送信変調信号光を生成する。送信変調信号光は、対向のトランスポンダ７０へ通じる光伝送路２０へ送信される。送信光源８１４も、送信光源７１４と同様に、発光波長が可変の光源（例えば、チューナブルＬＤ）であってよい。

なお、図１１には図示を省略しているが、送信器８１においても、トランスポンダ７０の送信器７１と同様に、送信デジタル信号処理部８１１にて、監視制御情報を送信変調信号光に周波数変調成分として重畳してよい。

受信器８２は、例示的に、受信ＦＥ８２１、ＡＤＣ８２２、及び、受信デジタル信号処理部８２３を備える。これらの受信ＦＥ８２１、ＡＤＣ８２２、及び、受信デジタル信号処理部８２３は、トランスポンダ７０の受信器７２における受信ＦＥ７２１、ＡＤＣ７２２、及び、受信デジタル信号処理部７２３と同一若しくは同様であってよい。

オプションとして、受信器８２は、周波数変調（ＦＭ）検波部８２０を例えば受信ＦＥ８２１の前段に備えてよい。ＦＭ検波部８２０は、既述のように対向のトランスポンダ７０の送信器７１において波長制御情報が周波数変調によって重畳された信号光を受信して重畳信号をＦＭ検波する。検波信号は、例示的に、制御部８３（後述する周波数パタン復号部８３１）に与えられる。

次に、制御部８３は、例示的に、周波数変調パタン復号部８３１と、波長制御量算出部８３２と、を備える。

周波数変調パタン復号部８３１は、受信器８２で受信された信号光に重畳された周波数変調パタンを復号する。上述のように受信器８２にＦＭ検波部８２０が備えられていれば、周波数変調パタン復号部８３１は、ＦＭ検波信号から周波数変調パタンを復号する。

受信器８２にＦＭ検波部８２０が備えられない場合、制御部８３に、搬送波周波数オフセットモニタ８３０を備えてよい。

搬送波周波数オフセットモニタ８３０は、受信デジタル信号処理部８２３でデジタル信号処理される受信デジタルデータ信号に対してＦＭ検波に相当する処理を施すことにより、ＦＭ検波部８２０によって得られる検波信号相当の信号を得る。

例えば、周波数オフセット補償部９４（図１２参照）による周波数オフセットの推定過程でＦＭ検波信号を得るようにしてよい。

この場合、周波数変調パタン復号部８３１は、搬送波周波数オフセットモニタ８３０で得られたＦＭ検波信号から、「１」又は「０」の２値で表される周波数変調パタンを復号する。

波長制御量算出部８３２は、周波数変調パタン復号部８３１で復号された周波数変調パタンが示す波長制御情報を基に波長制御量を算出、決定し、当該波長制御量に応じて送信器８３の送信光源８１３の発光波長を制御する。

発光波長の制御は、段階的に行なってよい。例えば、波長制御量が所定の閾値よりも大きい場合、波長制御量を数回分に分割して分割した量ずつ少しずつ発光波長をずらしていくように制御量を調整してよい。

あるいは、チャネル間隔をモニタしてから発光波長を調整するまでのフィードバックループに遅延が含まれる場合、安定的に引き込むために１回の制御量を調整してよい。あるいは、波長制御量にランダムな誤差が含まれる場合、複数回分の制御量を用いて平均化することで、その誤差を小さくすることができる。このような目的で制御量の調整をしてもよい。

なお、上述したトランスポンダ７０における制御部７３を含むモニタ機能は、対向のトランスポンダ８０（例えば、制御部８３）にも備えられていて構わない。同様に、トランスポンダ８０における制御部８３を含む送信波長制御機能は、トランスポンダ７０（例えば、制御部７３）にも備えられていて構わない。別言すると、トランスポンダ７０及び８０は、それぞれ、モニタトランスポンダとしての機能と波長制御対象トランスポンダとしての機能とを兼ね備えていて構わない。

また、「チャネル間隔」は、通常であれば、或るチャネルの中心波長と、隣のチャネルの中心波長との間の距離を意味する。ただし、図４（Ｂ）に例示したように、スーパーチャネルでは、各チャネルのスペクトルを矩形整形しているため、スペクトル幅は、この矩形の幅に相当すると考えてよい。

例えば図１４に模式的に示すように、スペクトル幅は、矩形の全幅で３２ＧＨｚ、半幅で１６ＧＨｚと考えてよい。そのため、チャネルとチャネルとの間隙の幅を測定できれば、「間隙の幅（例えば、３ＧＨｚ）＋スペクトルの全幅（例えば、３２ＧＨｚ）＝チャネル間隔（例えば、３５ＧＨｚ）」という計算で、間隙の幅をチャネル間隔に換算することができる。

（送信波長制御の一例）
次に、波長間隔モニタ７３２で決定した波長制御量に応じた波長制御情報を受信した波長制御対象トランスポンダ８０での送信波長制御の一例について説明する。

図１１にて説明したように、波長制御対象トランスポンダ８０では、制御部８３の周波数変調パタン復号部８３１にて、受信器８２で受信された信号光に周波数変調成分として重畳されている周波数変調パタンが復号される。

周波数変調成分は、例えば、周期的に変化する２種類の周波数オフセット値「＋Δｆ」及び「−Δｆ」を含んでいる。「＋Δｆ」＝「１」及び「−Δｆ」＝「０」に対応付けることで、「１」又は「０」の２値の周波数変調パタンを表現できる。したがって、例えば搬送波周波数オフセットモニタ８３０（図１１参照）にて、２種類の周波数オフセット値を検波により検出することで、波長制御情報を含む周波数変調パタンを復元することができる。

周波数変調パタン復号部８３１は、復元された周波数変調パタン（フレーム：図１３参照）の中からプリアンブルを検出してフレーム先頭位置を検出する。そして、周波数変調パタン復号部８３１は、検出したフレーム先頭位置から、フレーム長に対応するビット数を取り出し、フレーム末尾のＣＲＣを用いて誤り検出の計算を行なう。

誤り検出の結果、誤りがあれば、周波数変調パタン復号部８３１は、該当フレームを破棄する。誤りが無ければ、周波数変調パタン復号部８３１は、フレームにマッピングされている波長制御情報を抽出して波長制御量算出部８３２に与える。

波長制御量算出部８３２は、周波数変調パタン復号部８３１から与えられた波長制御情報が示す波長制御量に応じて、送信器８１における送信光源８１４の発光波長を制御する。なお、波長制御量が例えば所定の閾値よりも大きい場合、波長制御量算出部８３２は、波長制御量を複数に分割して、分割した量ずつ送信光源８１４の発光波長をずらしてゆくように制御量を調整してよい。

ここで、波長制御量算出部８３２は、隣り合うチャネル同士のチャネル間隔が一定となるように送信光源８１４の発光波長を制御する。ただし、波長制御量算出部８３２は、波長多重された複数チャネルの全てを制御対象とはせずに、いずれかのチャネルを波長制御しない基準チャネルに設定し、当該基準チャネルを基準に他のチャネルの波長制御を行なってよい。

以上のように、スーパーチャネルのチャネル間隔を、受信側トランスポンダ７０にて、スペクトルアナライザ等の高価な測定器を用いずに簡易にモニタすることができる。したがって、図９にて説明したようにモニタ６１を光ネットワーク６０に設けなくてよく、作業やコストの増大を抑止できる。

また、モニタ結果に応じた波長制御情報を受信側トランスポンダ７０から送信側トランスポンダ８０へ送信される変調信号光に重畳することで、送信光源８１４の発光波長を制御することができる。したがって、図９にて説明したようにフィードバックのための制御信号パスを追加的に設けなくて済む。

結果的に、送信光源８１４の波長制御を低コストで実現でき、送信光源８１４の波長揺らぎに依存せずにチャネル間隔を接近させることが可能となる。よって、表１に例示したように、外縁マージン確保による伝送品質の向上や、周波数帯域の利用効率向上を図ることができる。

ところで、光伝送システム１においては、その運用中に、新たな信号光波長が追加的に設定されることがある。あるいは、そのようなニーズがある。しかし、上述したチャネル間隔制御によって、新たな信号光を追加できるだけのチャネル間隔（別言すると、帯域幅）が確保されていないことがある。そのような空き波長領域に、追加チャネルの信号光を追加してしまうと、追加チャネルの信号光スペクトルが隣接チャネルに干渉し得る。

図１５に、チャネル追加によりチャネル間干渉が生じる例を模式的に示す。図１５には、チャネルＡ及びチャネルＣとの間に、チャネルＢを新たに追加するケースを例示している。チャネルＡ〜Ｃは、例示的に、或るスーパーチャネルのサブチャネルに設定されてよい。

チャネルＡとチャネルＣとの間隔は、上述したチャネル間隔制御によって、適切なチャネル間隔に制御されていてよい。ここで、光伝送システム１で利用可能な周波数（又は波長）リソースの利用効率を最大化するために、既にチャネルＡとチャネルＣとの間隔が可能な限り狭められていることがある。例えば、１チャネルあたり片側で１．５ＧＨｚ（両側で３ＧＨｚ）程度のマージンにチャネル間隔が狭められていることがある。

当該チャネル間隔（帯域幅）が、チャネルＢを追加できるだけの帯域幅でないにもかかわらず、チャネルＢを追加してしまうと、追加チャネルＢと、隣接する既存チャネルＡ及びＣの一方又は双方と、の間で信号光スペクトルの干渉が生じる。当該チャネル間干渉は、「クロストーク」と称してもよい。

クロストークが生じると、各チャネルＡ〜Ｃの一部又は全部の伝送特性が劣化し、最悪の場合、受信側（例えば、既述の受信器８２）において、受信信号のフレーム同期を維持できない等の理由によって信号を正しく受信できず、信号断となるおそれがある。

そこで、以下に説明する実施形態では、既存チャネルの運用中や波長制御中に、チャネルを追加するのに足りる帯域幅が確保されていない波長領域に対して、クロストークを発生させずにチャネルの追加を可能にする波長制御の一例について説明する。

図１６に、当該波長制御の一例を模式的に示す。図１６の（１）は、図１５のケースと同様に、チャネルＡとチャネルＣとが既存チャネルとして設定されて運用中である様子を例示している。

ここで、既存チャネルＡ及びＣのチャネル間隔は、チャネルＢを通常の主信号光スペクトル幅のまま追加するのには不十分な間隔に波長制御されていると仮定する。「通常の主信号光スペクトル幅」は、主信号をエラーフリーで伝送可能なスペクトル幅に相当すると捉えてよい。そのようなスペクトル幅は、既存チャネルＡ及びＣの主信号光スペクトル幅と同じか実質的に同じであると捉えてよい。

この場合、図１６の（２）に例示するように、チャネルＢの光スペクトルを通常の主信号光スペクトル幅（別言すると、チャネルＡ−Ｃ間の間隔）よりも狭い帯域幅に狭帯域化する。その上で、チャネルＡとチャネルＣとの間に、狭帯域化されたチャネルＢを追加する。「チャネルの追加」は、当該チャネルによる信号光の送信開始と捉えてもよい。

狭帯域化された光スペクトルのチャネルＢを追加することで、追加チャネルＢと既存チャネルＡ及びＣとの間にチャネル間干渉が生じることを防止できる。

なお、チャネルＡ及びＣの「送信器」は、例えば図１０に示した「送信器Ａ１」及び「送信器Ｃ１」（又は、「送信器Ａ２」及び「送信器Ｃ２」）であってよい。追加チャネルＢの「送信器」は、例えば図１０に示した「送信器Ｂ１」（又は、「送信器Ｂ２」）であってよい。

別言すると、チャネルＢの追加は、送信器Ｂ１（又は送信器Ｂ２）の追加（増設）、あるいは、ディゼーブル状態にある既設の送信器Ｂ１（又は送信器Ｂ２）をイネーブル状態に制御することと捉えてもよい。

送信器Ｂ１（又は送信器Ｂ２）にて狭帯域化するチャネルＢの信号は、主信号（あるいは主信号から生成された信号）であってもなくてもよい。例えば、チャネルＢを追加する際（別言すると、送信開始時）の信号は、主信号とは異なる、狭帯域スペクトルを生成可能な予め設定された信号であってよい。当該信号は、「テスト信号」と称してもよいし「パイロット信号」と称してもよい。

テスト信号は、例示的に、「０」と「１」とが１又は複数個ずつ繰り返される周期的なパタン信号であってよい。周期的なパタン信号は、主信号に比べて情報量が少ないから、光変調器７１３で生成される信号光のスペクトルを狭帯域化し易い。なお、「パタン信号」を便宜的に「テストパタン」と称することがある。

チャネルＢを追加した後は、図１６の（３）に例示するように、追加チャネルＢのスペクトル幅を徐々に拡大してゆく。ここで、チャネルＡ及びＣは、既述のチャネル間隔モニタによって隣接チャネルとの間隔が適切な間隔になるように適応的に制御されてよい。そうすると、チャネルＡ及びＣは、追加チャネルＢのスペクトル幅の拡大に応じて、徐々にチャネルＢから離れる方向にシフトしてゆく。

その後、図１６の（４）に例示するように、チャネルＢのスペクトル幅が通常の主信号光のスペクトル幅（例えば、チャネルＡ及びＢのスペクトル幅と同じスペクトル幅）にまで拡大されると、チャネルＢの送信信号をテストパタンから主信号に切り替える。

「通常の主信号光のスペクトル幅」は、チャネルＢの追加時（送信開始時）の狭帯域化された帯域幅を「第１帯域幅」と捉えた場合の、第２帯域幅の一例である。したがって、追加チャネルＢのスペクトル幅を徐々に拡大してゆくことは、第１帯域幅から第２帯域幅に向かってチャネルＢのスペクトル幅を徐々に拡大してゆくことに相当する、と捉えてよい。

以後、図１６の（５）に例示するように、追加チャネルＢに対して、他のチャネルＡ及びＣに対する既述の波長制御と同様の波長制御を適用してよい。これにより、チャネルＡ〜Ｃのチャネル間隔がそれぞれ適切な間隔になるように適応的に制御される。

以上の波長制御を図１７にフローチャート（処理Ｐ１１〜Ｐ１６）として表す。図１７において、処理Ｐ１１及びＰ１２が、図１６の（２）に例示した「チャネルＢのテストパタンでの追加」に対応する。処理Ｐ１３は、図１６の（３）に例示した「チャネルＢのスペクトル幅の拡大」に対応する。

処理Ｐ１４は、図１６の（４）において、チャネルＢのスペクトル幅が、主信号光を例えばエラーフリーで伝送するのに足りる幅にまで拡大されたか否かを判定する処理に相当する。

判定の結果、スペクトル幅の拡大が未だ不十分であれば（処理Ｐ１４でＮＯの場合）、スペクトル幅の拡大が継続される。一方、判定の結果、スペクトル幅の拡大が十分であれば（処理Ｐ１４でＹＥＳの場合）、スペクトル幅の拡大は停止され、チャネルＢにて送信する信号がテストパタンから主信号に切り替えられる（処理Ｐ１５）。

その後、処理Ｐ１６において、図１６の（５）に例示したように、各チャネルＡ〜Ｃのチャネル間隔制御が実施される。

以上のようにして、スーパーチャネルにおけるチャネル間隔が周波数利用効率向上のために可能な限り狭められていても、隣接チャネルに影響を与えずに（例えば、クロストークを発生させずに）、新たなチャネルを追加することが可能となる。

したがって、光伝送システム１のチャネル設計時や運用時に、将来的な使用を想定した空きチャネル分の帯域を確保しておく必要がなく、波長配置の自由度も高まる。結果として、光伝送システム１における周波数帯域の利用効率を向上することができる。

以下、上述したチャネル追加時の波長制御を実現する、いくつかの実施例について説明する。

（第１実施例）
図１８は、第１実施例に係るトランスポンダの構成例を示すブロック図であり、図１１に対応する図である。図１８においても、図１１と同様に、トランスポンダ７０とトランスポンダ８０とが光伝送路２０（別言すると、図１０に例示した光ネットワーク６０）を介して双方向の光通信が可能なように接続されている。

図１８に例示するトランスポンダ７０は、図１１に例示した構成に比して、制御部７３にテストパタン生成部７３４が備えられ、かつ、送信器７１に切替スイッチ（ＳＷ）７１５が備えられた点が異なる。なお、図１８において、図１１にて既述の符号と同一符号を付した部分は、特に断らない限り、既述の部分と同一若しくは同様の部分である。

テストパタン生成部７３４は、既述のテストパタンを生成する。テストパタン生成部７３４は、複数種類のテストパタンを生成可能であってよい。複数種類のテストパタンは、例えば、狭帯域化の程度に応じて選択されてよい。

狭帯域化の程度は、既述のチャネル間隔モニタによるモニタ結果に基づいて決定されてよい。別言すると、テストパタン生成部７３４は、既述のチャネル間隔モニタによってモニタされたチャネル間隔に応じて適切なテストパタンを適応的に選択、生成してよい。例えば、テストパタン生成部７３４は、モニタされたチャネル間隔が狭いほど、より狭帯域なスペクトルが生成されるテストパタンを選択してよい。

切替スイッチ７１５は、例示的に、送信デジタル処理部７１１とＤＡＣ７１２との間に備えられて、送信デジタル信号処理部７１１の出力信号と、テストパタン生成部７３４の出力信号と、を切り替えて（選択的に）ＤＡＣ７１２に出力する。

切替スイッチ７１５による信号切替は、例示的に、制御部７３によって制御されてよい。制御部７３は、図２に例示したラインカード制御部１１４−１から、切替スイッチ７１５のための切替制御信号を受信してよい。

切替スイッチ７１５のための切替制御信号は、ＮＭＳ（Network Management System）やＯＰＳ（Operation System）等と称される、光伝送システム１を制御する制御システムから光伝送装置１０に与えられてよい。あるいは、切替スイッチ７１５のための切替制御信号は、光伝送装置１０に接続可能なオペレータ端末から当該光伝送装置１０に入力されてもよい。

例えば、追加チャネルに対応する送信器７１の切替スイッチ７１５が、制御部７３によって、テストパタン生成部７３４で生成されたテストパタンを選択するように切り替えられる。これにより、テストパタン生成部７３４で生成されたテストパタンが、ＤＡＣ７１２に入力される。

ＤＡＣ７１２は、切替スイッチ７１５から入力されたテストパタンをアナログ信号に変換して、光変調器７１３の駆動信号として光変調器７１３に与える。

光変調器７１３は、既述のように、ＤＡＣ７１２から与えられる駆動信号によって送信光源７１４の出力光を変調することで送信変調信号光を生成する。

当該送信変調信号光は、テストパタンに応じた駆動信号にて変調されているため、通常の主信号の送信変調信号光よりもスペクトルが狭帯域化されている。

以上の処理は、例えば図２０の処理Ｐ２１及びＰ２２に相当し、また、図１６の（１）及び（２）、並びに、図１７の処理Ｐ１１及びＰ１２に対応する。

ここで、追加チャネルの初期送信段階では、特定のテストパタンを選択し、その後に、徐々に狭帯域化スペクトルの幅が拡大してゆくように、段階的にテストパタンを切り替えてよい。

例えば、テストパタン生成部７３４は、図１９に例示するように、４種類のテストパタンによって、狭帯域化の程度が異なる４種類のスペクトルＡ〜Ｃ及びＮを生成可能であると仮定する。

なお、スペクトルＡ〜Ｃ及びＮに対応するテストパタンを、便宜的に、「テストパタンＡ〜Ｃ及びＮ」と称することがある。スペクトルＮは、通常（Normal）の主信号光のスペクトルＮに対応すると捉えてよい。また、テストパタンによって生成されるスペクトルを、便宜的に、「テストパタンスペクトル」と称することがある。

初期送信段階では、テストパタン生成部７３４は、例えば、チャネル間隔モニタでモニタされたチャネル間隔に対して挿入可能な最小スペクトル幅のテストパタンＡを選択する。

その後、テストパタン生成部７３４は、テストパタンＡを、より広帯域なスペクトルＢが得られるテストパタンＢに切り替え、更に、テストパタンＢを、更に広帯域なスペクトルＣが得られるテストパタンＣに切り替える。

このようにしてテストパタンＡ〜Ｃが段階的に選択されることで、追加チャネルの送信光スペクトルが徐々に拡大される。

例えば、テストパタン生成部７３４は、対向局（受信局）でモニタされたチャネル間隔の通知を受けて、現状のチャネル間隔が、段階的に選択される次のテストパタンスペクトルを挿入するのに足りる間隔（帯域幅）になっているか否かを判定する。

判定の結果、次のテストパタンスペクトルを挿入するのに足りる帯域幅が確保されていれば、テストパタン生成部７３４は、現状のテストパタンを次のテストパタンに切り替える。テストパタン生成部７３４は、このような帯域幅判定とテストパタン切替とを、通常の主信号光に対応するスペクトル幅が得られるテストパタンＮが選択可能になるまで繰り返す。

当該処理は、例えば図２０の処理Ｐ２４のＮＯルートから処理Ｐ２３に至るループ処理に相当し、また、図１６の（３）及び図１７の処理Ｐ１４のＮＯルートから処理Ｐ１３に至るループ処理に対応する。

最終的に、テストパタン生成部７３４は、テストパタンＮを選択することで、追加チャネルの送信光スペクトルの帯域幅を通常の主信号光のスペクトルＮの帯域幅にまで拡大、変更する。これにより、テストパタンを主信号に切り替えてよい状態になる。

したがって、制御部７３は、送信デジタル信号処理部７１１から出力される送信デジタルデータ信号がＤＡＣ７１２に入力されるように、切替スイッチ７１５を切り替え制御する。当該切り替え制御は、例えば図２０の処理Ｐ２５に相当し、また、図１６の（４）及び図１７の処理Ｐ１５に対応する。

これにより、主信号である送信デジタルデータ信号が、図１１にて既述のように、ＤＡＣ７１２にてアナログ信号に変換されて、当該アナログ信号に応じた駆動信号が光変調器７１３に入力される。

光変調器７１３は、当該駆動信号によって送信光源７１４の出力光を変調することで、追加チャネルの主信号光である送信変調信号光を生成する。生成された追加チャネルの主信号光は、光伝送路２０へ送信される。

以後、追加チャネルを含む複数のチャネルに関して、既述のチャネル間隔制御が実施されて、各チャネルのチャネル間隔が適切な間隔なるように制御される。当該処理は、例えば図２０の処理Ｐ２６に相当し、また、図１６の（５）及び図１７の処理Ｐ１６に対応する。

なお、上述したチャネル追加時のスペクトル拡大制御と、既述のチャネル間隔制御と、は、並行して（あるいは交互に）実施されてよい。これにより、クロストークの発生を効果的に抑えながらチャネル追加が可能となる。

また、図１８に例示した構成では、切替スイッチ７１５が送信デジタル信号処理部７１１とＤＡＣ７１５との間に設けられているため、テストパタンは、送信デジタル信号処理による、既述の監視制御情報を重畳するための周波数変調を受けない。

テストパタンを周波数変調しないので、主信号との比較と同様に、送信する情報量が減らせる。したがって、テストパタンに周波数変調をかける場合に比して、当該テストパタンを基に生成されるスペクトルの帯域幅を、より狭帯域化し易くなる。

ただし、テストパタンを周波数変調しないため、例えば、追加チャネルの波長情報やチャネル間隔モニタのモニタ結果等を含む情報を対向局に通知するには、テストパタンの波長とは異なる波長の主信号光に当該情報を周波数変調により重畳する。

例えば図２１に模式的に示すように、追加チャネルがチャネルＢであれば、追加チャネルＢとは異なるチャネルＡ（チャネルＣでもよい。）の主信号光に通知情報を周波数変調により重畳してよい。

この場合、テストパタンの送信チャネルＢと通知情報の送信チャネルＡ（又はＣ）とが異なるため、対向局の受信器で、周波数変調成分である重畳信号の検波に失敗したとしても、上述したチャネルＢの追加に伴う波長制御は可能である。

（第２実施例）
次に、第２実施例について、図２２及び図２３を参照して説明する。図２２は、第２実施例に係るトランスポンダの構成例を示すブロック図であり、図１１及び図１８に対応する図である。

図２２においても、図１１及び図１８と同様に、トランスポンダ７０とトランスポンダ８０とが光伝送路２０（別言すると、図１０に例示した光ネットワーク６０）を介して双方向の光通信が可能なように接続されている。

図２２に例示するトランスポンダ７０は、第１実施例の図１８に例示した構成に比して、切替スイッチ７１５が、送信デジタル信号処理部７１１の前段に設けられている点が異なる。なお、図２２において、図１１及び図１８にて既述の符号と同一符号を付した部分は、特に断らない限り、既述の部分と同一若しくは同様の部分である。

第２実施例の切替スイッチ７１５は、周波数変調パタン生成部７３３で生成された周波数パタンと、テストパタン生成部７３４で生成されたテストパタンと、のいずれかを切り替えて（選択的に）送信デジタル信号処理部７１１に入力する。

そのため、第２実施例の送信デジタル信号処理部７１１は、第１実施例とは異なり、テストパタンをデジタル信号処理にて周波数変調することが可能である。当該周波数変調によって、主信号だけでなくテストパタンにも情報を周波数変調成分として重畳することが可能である。

したがって、第２実施例の送信器７１は、第１実施例とは異なり、追加チャネルのテストパタンに対向局宛の情報を重畳して送信することができる。したがって、追加チャネルの波長情報等を第１実施例のように異なるチャネルの主信号光に重畳しなくてよい。よって、追加するチャネルに対して、異なる波長を利用せず、自波長に閉じた制御が可能となり、制御構成をより簡易にすることができる。

第２実施例における、その他のチャネル追加時の波長制御は、第１実施例と同様でよい。例えば図２３に、第２実施例の動作を説明するフローチャートを示す。図２３と第１実施例の図２０とを比較すれば容易に理解できるように、第２実施例では、図２０の処理Ｐ２１及びＰ２５が、それぞれ、図２３において、処理Ｐ２１ａ及びＰ２５ａに置き換えられている。

テストパタンへの切替処理Ｐ２１ａでは、追加チャネルに対応する送信器７１の切替スイッチ７１５が、テストパタン生成部７３４で生成されたテストパタンを選択するように切り替えられて、テストパタンが送信デジタル信号処理部７１１に入力される。以後の処理Ｐ２２〜Ｐ２４（テストパタンスペクトル幅の拡大制御）は、第１実施例と同様でよい。

主信号への切替処理Ｐ２５ａでは、追加チャネルに対応する送信器７１の切替スイッチ７１５が、周波数変調パタン生成部７３３で生成された周波数変調パタンを選択するように切り替えられる。別言すれば、テストパタンの送信デジタル信号処理部７１１への入力が停止される。

送信デジタル信号処理部７１１は、切替スイッチ７１５の切り替えに応じて、主信号である送信デジタルデータ信号を生成してＤＡＣ７１１へ出力する。その際、送信デジタル信号処理部７１１は、送信デジタルデータ信号に対して、既述のとおり周波数変調パタンを組み込んでよい。これにより、追加チャネルの主信号光に周波数変調成分が重畳される。以後の処理Ｐ２６（既述のチャネル間隔制御）は、第１実施例と同様でよい。

なお、テストパタンスペクトルの狭帯域化の程度によっては、テストパタンに重畳された周波数変調成分の検波に対向局が失敗する可能性がある。したがって、波長情報やチャネル間隔モニタ結果等の情報は、例えば第１実施例（図２１参照）と同様に、テストパタンの送信チャネル（追加チャネル）とは異なる他のチャネルの主信号光に重畳して送信してもよい。

（第３実施例）
次に、図２４及び図２５を参照して、第３実施例について説明する。上述した第１及び第２実施例では、追加対象のチャネルの信号に、狭帯域スペクトルを生成可能なテストパタンを用いる例について説明した。これに対し、第３実施例では、テストパタンを用いずに、追加チャネルの主信号光スペクトルを狭帯域化する例について説明する。

例えば、送信デジタル信号処理部７１１での主信号のデジタル信号処理に用いられるフィルタ特性を調整することで、光変調器７１３によって生成される主信号光スペクトルを狭帯域化することができる。

追加対象のチャネルの主信号光スペクトルを狭帯域化した上で、当該チャネルを追加することで、第１及び第２実施例と同様に、クロストークを発生させずに新たなチャネルを追加することが可能となる。

図２４は、第３実施例に係る送信デジタル信号処理部７１１の構成例を示すブロック図である。図２４に例示する構成は、例示的に、図１１に示した送信デジタル信号処理部７１１の構成例に相当すると捉えてよい。

図２４に示す送信デジタル信号処理部７１１は、例示的に、スペクトル整形部７１１１と、搬送波周波数制御部７１１２と、アナログ非線形性補償部７１１３と、周波数応答調整部７１１４と、を備える。

スペクトル整形部７１１１は、例えば既述のように、レイズドコサインフィルタ等のＳｉｎｃ関数形状の時間応答を示すフィルタを用いて、主信号である送信デジタルデータ信号（例えば、ＮＲＺ信号）を畳み込み処理する。これにより、光変調器７１３によって生成される主信号光スペクトルを狭帯域化し、且つ、矩形形状に整形することができる。

搬送波周波数制御部７１１２は、例えば、周波数変調パタン生成部７３３（図１１参照）で生成された周波数変調パタンに従って、スペクトル整形処理された主信号の搬送波周波数を制御することで、当該主信号を周波数変調する。当該周波数変調によって、既述のとおり、主信号に周波数変調成分が重畳される。

アナログ非線形補償部７１１３は、搬送波周波数制御部７１１２にて周波数変調された主信号の非線形性（非線形歪み）を補償する。

周波数応答調整部（「イコライザ」と称してもよい。）７１１４は、アナログ非線形補償部７１１３にて非線形性が補償された主信号の周波数応答特性を、例えばデジタルフィルタを用いて調整する。デジタルフィルタには、例示的に、ステップ調整、タップ係数調整、振幅調整、オフセット調整等の各種パラメータがある。

これらのパラメータ（「フィルタパラメータ」と称してよい。）を調整することで、デジタルフィルタのフィルタ特性を変更でき、例えば、主信号の周波数特性を、高周波数帯域側の帯域が制限されるように制御することが可能である。当該帯域制限によって、主信号光スペクトルの狭帯域化が可能となる。フィルタパラメータの調整は、例示的に、既述の制御部７３によって行なわれてよい。

図２５に、第３実施例の動作例をフローチャートにて例示する。図２５に例示するように、チャネル追加時には、追加対象のチャネルに対応する送信デジタル信号処理部７１１におけるイコライザ７１１４のフィルタパラメータの設定を、制御部７３によって調整、変更する（処理Ｐ３１）。

フィルタパラメータの設定変更は、例示的に、主信号光スペクトルが狭帯域化されるようになされる。狭帯域化の程度は、当該主信号光スペクトルのチャネル追加によって隣接チャネルとの間にクロストークが発生しない程度であってよい。例えば、主信号光スペクトル幅が最小化されるように、フィルタパラメータを設定してよい。

当該フィルタパラメータの設定により、狭帯域化された主信号光スペクトルが光変調器７１３にて生成されて光伝送路２０へ追加チャネルにて送信される（処理Ｐ３２）。

その後、制御部７３は、追加チャネルの主信号光スペクトル幅が徐々に拡大してゆくように（例えば図１６の（３）を参照。）、フィルタパラメータを変更する（処理Ｐ３３）。

本実施例においても、追加チャネルとは異なる他のチャネルは、既述のチャネル間隔モニタによって隣接チャネルとの間隔が適切な間隔になるように適応的に制御されてよい。

したがって、追加チャネルの隣接チャネルは、追加チャネルの主信号光スペクトル幅の拡大に応じて、徐々に追加チャネルから離れる方向にシフトしてゆく。

その後、制御部７３は、例えば、対向局でモニタされたチャネル間隔の通知を受けて、追加チャネルの現状の主信号光スペクトル幅（帯域幅）が、主信号光をエラーフリーで伝送するのに足りる、通常の主信号光スペクトル幅にまで拡大されたか否かを判定する（処理Ｐ３４）。

判定の結果、主信号光をエラーフリーで伝送するのに足りる帯域幅が確保されていなければ（処理Ｐ３４でＮＯの場合）、制御部７３は、十分な帯域幅が確保されるまで、フィルタパラメータの変更と帯域幅判定とを繰り返す。

十分な帯域幅が確保されれば（処理Ｐ３４でＹＥＳの場合）、制御部７３は、フィルタパラメータの設定を、通常の主信号光スペクトルが得られる設定に変更する（処理Ｐ３５）。これにより、光変調器７１３にて、通常の主信号光スペクトルをもつ追加チャネルの主信号光が生成されて、光伝送路２０へ送信される。

以後、図１６の（５）に例示したように、追加チャネルに対して、他のチャネルに対する既述の波長制御と同様の波長制御を適用してよい。これにより、追加チャネルを含む各チャネルのチャネル間隔がそれぞれ適切な間隔になるように適応的に制御される（処理Ｐ３６）。

上述した第３実施例によれば、第２実施例と同様に、波長情報やチャネル間隔モニタ結果等を対向局と通信するための周波数変調信号を追加チャネルの波長にて送受信できる。

また、第３実施例では、第１実施例及び第２実施例に例示したような特別なテストパタンを送信器７１において生成しなくてよい。したがって、第１実施例及び第２実施例に比して、送信器７１の回路規模や消費電力の削減を図ることが可能である。

更に、第３実施例では、送信デジタル信号処理における主信号のフィルタパラメータを変更することで、追加チャネルの主信号光スペクトル幅を容易に変更できるため、追加チャネルの主信号光スペクトル幅の微調整が可能である。

なお、フィルタパラメータ変更による主信号光スペクトルの狭帯域化の程度によっては、当該主信号光に重畳された周波数変調成分の検波に対向局が失敗する可能性がある。したがって、波長情報やチャネル間隔モニタ結果等の情報は、例えば図２１に例示したように、追加チャネルとは異なる他のチャネルの主信号光に重畳して送信してもよい。

（第３実施例の変形例）
上述した第３実施例では、送信デジタル信号処理部７１１におけるイコライザ７１１４のフィルタパラメータを調整することで、追加チャネルの主信号光スペクトル幅を調整する例について説明した。

ただし、追加チャネルについての主信号光スペクトル幅の調整は、例えば、主信号に適用するローパスフィルタ（ＬＰＦ）を変更することによっても実現可能である。例えば図２６に示すように、イコライザ７１１４とは別に、イコライザ７１１４の出力に、ＬＰＦ７１１５が設けられてよい。

ＬＰＦ７１１５は、イコライザ７１１４と同様に、デジタルフィルタにて実現されてよい。ＬＰＦ７１１５のフィルタパラメータ（タップ係数）も、イコライザ７１１４のフィルタパラメータと同様に、制御部７３によって制御されてよい。

ＬＰＦ７１１５は、主信号の高周波数帯域を制限できるという点で、既述のデジタルフィルタと同様である。イコライザ７１１４とＬＰＦ７１１５との組み合わせによって、主信号に適用するフィルタ特性が実現されてよい。

イコライザ７１１４とＬＰＦ７１１５とに共通の制御部７３によって、イコライザ７１１４及びＬＰＦ７１１５のフィルタパラメータを制御できるから、制御を簡易化でき、制御の高速化を図ることができる。

図２７に、第３実施例の変形例の動作例をフローチャートにて例示する。図２７に例示するように、チャネル追加時には、制御部７３によって、追加対象のチャネルに対して、ＬＰＦ７１１５を、例えば最も狭い帯域特性が得られるフィルタパラメータに設定する（処理Ｐ４１）。

これにより、主信号光スペクトル幅が最小化される。別言すると、主信号光スペクトルのチャネル追加によって隣接チャネルとの間にクロストークが発生しないように主信号光スペクトルがＬＰＦ７１１５によって帯域制限される。

当該ＬＰＦ７１１５の適用により、狭帯域化された主信号光スペクトルが光変調器７１３にて生成されて光伝送路２０へ追加チャネルにて送信される（処理Ｐ４２）。

その後、制御部７３は、追加チャネルの主信号光スペクトル幅が徐々に拡大してゆくように（例えば図１６の（３）を参照。）、ＬＰＦ７１１５のフィルタパラメータ（タップ係数）を変更する（処理Ｐ４３）。

本実施例においても、追加チャネルとは異なる他のチャネルは、既述のチャネル間隔モニタによって隣接チャネルとの間隔が適切な間隔になるように適応的に制御されてよい。

したがって、追加チャネルの隣接チャネルは、追加チャネルの主信号光スペクトル幅の拡大に応じて、徐々に追加チャネルから離れる方向にシフトしてゆく。

その後、制御部７３は、例えば、対向局でモニタされたチャネル間隔の通知を受けて、追加チャネルの現状の主信号光スペクトル幅（帯域幅）が、主信号光をエラーフリーで伝送するのに足りる帯域幅にまで拡大されたか否かを判定する（処理Ｐ４４）。

判定の結果、十分な帯域幅が確保されていなければ（処理Ｐ４４でＮＯの場合）、制御部７３は、十分な帯域幅が確保されるまで、ＬＰＦ７１１５のフィルタパラメータの変更と帯域幅判定とを繰り返す。

十分な帯域幅が確保されれば（処理Ｐ４４でＹＥＳの場合）、制御部７３は、ＬＰＦ７１１５のフィルタパラメータを、通常の主信号光スペクトル幅が得られるパラメータに変更する（処理Ｐ４５）。これにより、光変調器７１３にて、通常の主信号光スペクトルをもつ追加チャネルの主信号光が生成されて、光伝送路２０へ送信される。

以後、図１６の（５）に例示したように、追加チャネルに対して、他のチャネルに対する既述の波長制御と同様の波長制御を適用してよい。これにより、追加チャネルを含む各チャネルのチャネル間隔がそれぞれ適切な間隔になるように適応的に制御される（処理Ｐ４６）。

（その他）
なお、上述した例では、図１６に例示したように、狭帯域化したテストパタンスペクトル（あるいは、主信号光スペクトル）の幅が徐々に拡大されるのに応じて、追加チャネルの隣接チャネル間隔がチャネル間隔制御によって広がる例について説明した。

しかし、例えば、予め隣接チャネル間隔を広げておいてから、追加チャネルを追加するようにしてもよい。例えば、クロストークを発生させずに追加チャネルの主信号光スペクトルを追加するのに足りる帯域幅が確保される程度に、予め隣接チャネル間隔を広げておいてよい。あるいは、当該隣接チャネル間隔の拡大制御の過程で、狭帯域化した追加チャネルのスペクトルを追加するようにしてもよい。

１ ＷＤＭ光ネットワーク（光伝送システム）
１０，１０−１，１０−２ 光伝送装置
１１，１６，１１１ トランスポンダ
１１２ 波長多重分離ブロック
１１２ａ マルチプレクサ（ＭＵＸ）
１１２ｂ デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ）
１１３ 光アンプブロック
１１３ａ，１１３ｂ 光アンプ
１１４−１ ラインカード制御部
１１４−２ ネットワーク制御部
１１１１ 広帯域（ワイドバンド：ＷＢ）光送受信モジュール
１１１２ フレーマ
１１１３ 狭帯域（ナローバンド：ＮＢ）光送受信モジュール
１２ 波長多重器（マルチプレクサ：ＭＵＸ）
１５ 波長分離器（デマルチプレクサ：ＤＭＵＸ）
２０ 光伝送路
３０ 光増幅器（光アンプ）
４０，５０ 通信機器
７０ トランスポンダ（モニタトランスポンダ）
７１ 送信器
７１１ 送信デジタル信号処理部
７１１１ スペクトル整形部
７１１２ 搬送波周波数制御部
７１１３ アナログ非線形性補償部
７１１４ 周波数応答調整部
７１１５ ＬＰＦ
７１２ ＤＡＣ（Digital to Analogue Converter）
７１３ 光変調器
７１４ 送信光源
７１５ 切替スイッチ（ＳＷ）
７２ 受信器
７２１ 受信フロントエンド（ＦＥ）
７２２ ＡＤＣ（Analogue to Digital Converter）
７２３ 受信デジタル信号処理部
７３ 制御部
７３１ 主信号データ取得部
７３２ 波長間隔モニタ
７３３ 周波数変調パタン生成部
７３４ テストパタン生成部
８０ トランスポンダ（波長制御対象トランスポンダ）
８１ 送信器
８１１ 送信デジタル信号処理部
８１２ ＤＡＣ
８１３ 光変調器
８１４ 送信光源
８２ 受信器
８２０ 周波数変調（ＦＭ）検波部
８２１ 受信ＦＥ
８２２ ＡＤＣ
８２３ 受信デジタル信号処理部
８３ 制御部
８３０ 搬送波周波数オフセットモニタ
８３１ 周波数変調パタン復号部
８３２ 波長制御量算出部
９１ 分散補償部
９２ サンプリング位相同期部
９３ 適応等化部
９４ 周波数オフセット補償部
９５ 搬送波位相復元部

Claims (10)

1. 複数波長の光を含む波長多重光を送信する光伝送装置であって、
   前記波長多重光において近接する第１波長と第２波長との間に設定される第３波長の光を送信する送信器と、
   前記第３波長の光の送信開始時の帯域幅を、前記第１波長及び前記第２波長の間隙の幅よりも狭い第１帯域幅に制御する制御部と、
   を備え、
   前記送信器は、
   主信号の周波数特性をデジタル信号処理にて制御可能なデジタル信号処理部と、
   前記第３波長の光を前記デジタル信号処理された前記主信号にて変調して主信号光を生成する光変調器と、を備え、
   前記制御部は、
   前記デジタル信号処理における前記周波数特性を、前記第１帯域幅の前記主信号光が前記光変調器にて得られる周波数特性に制御する、光伝送装置。
2. 前記光変調器は、
   前記第３波長の光を駆動信号によって変調し、
   前記制御部は、
   パタン信号を生成するパタン信号生成部を備え、
   前記送信開始時の前記駆動信号を、前記第１帯域幅の変調信号光が前記光変調器にて得られる前記パタン信号に制御する、請求項１に記載の光伝送装置。
3. 前記制御部は、
   前記送信開始後に前記第１帯域幅が主信号光をエラーフリーで伝送するのに足りる第２帯域幅に向けて徐々に拡大されるように前記パタン信号を制御する、請求項２に記載の光伝送装置。
4. 前記制御部は、
   前記第１帯域幅の前記第２帯域幅への到達に応じて、前記駆動信号を前記パタン信号から主信号に切り替える、請求項３に記載の光伝送装置。
5. 前記パタン信号をデジタル信号処理にて周波数変調するデジタル信号処理部を備えた、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光伝送装置。
6. 前記制御部は、
   前記送信開始後に前記第１帯域幅が前記主信号光をエラーフリーで伝送するのに足りる第２帯域幅に向けて徐々に拡大されるように前記周波数特性を制御する、請求項１に記載の光伝送装置。
7. 複数波長の光を含む波長多重光を送信する光伝送装置であって、
   前記波長多重光において近接する第１波長と第２波長との間に設定される第３波長の光を送信する送信器と、
   前記第３波長の光の送信開始時の帯域幅を、前記第１波長及び前記第２波長の間隙の幅よりも狭い第１帯域幅に制御する制御部と、
   を備え、
   前記送信器は、
   前記第３波長の光を駆動信号によって変調する光変調器を備え、
   前記制御部は、
   パタン信号を生成するパタン信号生成部を備え、
   前記送信開始時の前記駆動信号を、前記第１帯域幅の変調信号光が前記光変調器にて得られる前記パタン信号に制御する、光伝送装置。
8. 複数波長の光を含む波長多重光を送信する送信局と、
   前記波長多重光を受信する受信局と、を備え、
   前記送信局は、
   前記波長多重光において近接する第１波長と第２波長との間に設定される第３波長の光を送信する送信器と、
   前記第３波長の光の送信開始時の帯域幅を、前記第１波長及び前記第２波長の間隙の幅よりも狭い第１帯域幅に制御する制御部と、
   を備え、
   前記送信器は、
   主信号の周波数特性をデジタル信号処理にて制御可能なデジタル信号処理部と、
   前記第３波長の光を前記デジタル信号処理された前記主信号にて変調して主信号光を生成する光変調器と、を備え、
   前記制御部は、
   前記デジタル信号処理における前記周波数特性を、前記第１帯域幅の前記主信号光が前記光変調器にて得られる周波数特性に制御する、光伝送システム。
9. 前記受信局は、
   前記第１波長と前記第２波長との間隔をモニタし、モニタ結果を前記送信局に通知する、請求項８に記載の光伝送システム。
10. 主信号の周波数特性をデジタル信号処理にて制御し、
    波長多重光において近接する第１波長と第２波長との間に設定される第３波長の光を前記デジタル信号処理された前記主信号にて変調して主信号光を光変調器により生成し、
    前記デジタル信号処理における前記周波数特性を、前記第１波長及び前記第２波長の間隙の幅よりも狭い第１帯域幅の前記主信号光が前記光変調器にて得られる周波数特性に制御することにより、前記第３波長の光の送信開始時における帯域幅を前記第１帯域幅に制御する、送信波長制御方法。

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