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1. WO2020195475 - TRANSPONDEUR OPTIQUE ET SON PROCÉDÉ DE COMMANDE

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明 細 書

発明の名称 光トランスポンダ及びその制御方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008  

発明の効果

0009  

図面の簡単な説明

0010  

発明を実施するための形態

0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125  

符号の説明

0126  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : 光トランスポンダ及びその制御方法

技術分野

[0001]
 本発明は光トランスポンダ及びその制御方法に関し、特に、デジタルコヒーレント方式が適用された光通信システムで用いられる光トランスポンダ及びその制御方法に関する。

背景技術

[0002]
 近年の海底ケーブルシステムは、デジタルコヒーレント方式を採用した光トランスポンダ(以下、単に「トランスポンダ」という。)により、大容量高速伝送を実現する。デジタルコヒーレント方式では、伝送される信号にデジタル信号処理を行い、さらに光搬送波の周波数や位相、振幅を変調することで大容量伝送を実現する。一方、デジタルコヒーレント方式で用いられるトランスポンダはDSP(Digital Signal Processor)及びその周辺回路による高速な信号処理を行うため、消費電力が大きい。トランスポンダの消費電力の増加は環境負荷を高めるだけでなく、放熱構造の大型化や冷却用ファンによる騒音の要因となる。このため、DSPに起因する消費電力の増大は、トランスポンダを搭載した光伝送装置の高機能化や高集積化の障害となる。
[0003]
 本発明に関連して、特許文献1には、1台のクライアント装置のL2リンクアグリゲーション数に応じてWDMトランスポンダが制御される光伝送システムが記載されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2010-283571号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 海底ケーブルシステムの伝送容量(例えば波長多重数)は伝送される信号(クライアント信号)のピーク時の帯域に応じて設計される。しかし、システムに要求される帯域は通信需要の増減により変動し、多重可能な全ての波長を使用した伝送が常に求められるわけではない。また、一般的な海底ケーブルシステムでは、受信された光信号から電気信号を再生した後でなければ受信された光信号にクライアント信号が含まれているかどうかを判定できない。このため、本来ならば不要な信号であっても、トランスポンダにおいてDSPによるクライアント信号のデジタル信号処理を実施する必要がある。従って、クライアント信号のデータ量(帯域)が小さい場合であってもトランスポンダの電力消費を低減することは困難である。
[0006]
 (発明の目的)
 本発明は、トランスポンダの消費電力を低減することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
 本発明の光トランスポンダは、クライアント信号を送受信するクライアントインタフェースと、前記クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で伝送するための信号処理を行う信号処理手段及び前記クライアント信号と光信号との変換を行う光トランシーバを備えるラインインタフェースと、前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する制御手段と、を備える。
[0008]
 本発明の光トランスポンダの制御方法は、クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で送受信するための信号処理を信号処理手段により行い、前記クライアント信号と光信号との変換を行い、前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する、ことを特徴とする。

発明の効果

[0009]
 本発明のトランスポンダは、クライアント信号の帯域に応じた消費電力の低減を可能とする。

図面の簡単な説明

[0010]
[図1] 第1の実施形態の海底ケーブルシステム1000の構成例を示すブロック図である。
[図2] 第1の実施形態のトランスポンダ10の構成例を示すブロック図である。
[図3] 第2の実施形態のトランスポンダ11の構成例を示すブロック図である。
[図4] 第2の実施形態のラインインタフェース201の構成例を示すブロック図である。
[図5] 対向局のラインインタフェースへの稼働要求を示す情報の例を示す図である。
[図6] ラインインタフェースの稼働状態を示す情報の例を示す図である。
[図7] 制御部300の動作手順の例を示すフローチャートである。
[図8] 稼働状態となるラインインタフェースの数の変動の例を示す図である。
[図9] 端局1001が送信する光信号のスペクトルの例を説明する図である。
[図10] 第3の実施形態の海底ケーブルシステム2000の構成例を示すブロック図である。
[図11] 第4の実施形態のトランスポンダ12の構成例を示すブロック図である。
[図12] ラインインタフェースの選択例を示す図である。
[図13] 伝送方式が異なるラインインタフェースが混在する場合の波長配置の例を示す図である。

発明を実施するための形態

[0011]
 (第1の実施形態)
 図1は、第1の実施形態の海底ケーブルシステム1000の構成例を示すブロック図である。端局1001及び1002は陸上に設置された光伝送装置であり、海底ケーブル40を介して対向して通信可能なように接続される。海底ケーブル40は光中継器を含む光伝送路である。海底ケーブル40には、一般的な海底ケーブルシステムで用いられる海底光分岐結合装置などがさらに含まれてもよい。なお、各図面において信号に付された矢印は例示であり、信号の向きを限定しない。
[0012]
 端局1001及び1002は、それぞれ、トランスポンダ10、多重分離部20及びダミー光源(Dummy Light Source)50を備える。同一の仕様のトランスポンダ10及び多重分離部20を、端局1001及び1002で共通に用いることができる。以下では端局1001について説明するが、端局1002も同様の機能を備える。
[0013]
 トランスポンダ10は、端局1001及び1002の外部にある複数のクライアント装置30と接続され、クライアント装置30との間でクライアント信号を送受信する。クライアント装置30は、例えば、海底ケーブルシステム1000のユーザのネットワークに接続された通信装置である。1台のクライアント装置30は、複数の伝送路によってトランスポンダ10と接続されてもよい。トランスポンダ10は、クライアント装置30から受信したクライアント信号に応じてデジタルコヒーレント方式により変調された複数の光信号を生成し、多重分離部20へ出力する。トランスポンダ10が出力する複数の光信号の波長は互いに異なる。さらに、端局1001のトランスポンダ10は、多重分離部20から受信した、端局1002が送信した光信号をデジタルコヒーレント方式により検波してクライアント信号を復調する。端局1001において復調されたクライアント信号は、端局1002に接続された複数のクライアント装置30が出力したクライアント信号である。端局1001のトランスポンダ10は、復調されたクライアント信号を、端局1001に接続されたクライアント装置30へ出力する。
[0014]
 端局1001の多重分離部20は、トランスポンダ10で生成された光信号を波長毎に異なるポートから受信し、波長多重してWDM(Wavelength Division Multiplexing)信号を生成する。生成されたWDM信号は海底ケーブル40を介して端局1002へ送信される。また、端局1001の多重分離部20は、海底ケーブル40を介して端局1002から受信したWDM信号を光搬送波の波長毎に分波して、分波された光信号を異なるポートからトランスポンダ10の異なるポートへ出力する。例えば、誘電体多層膜フィルタやAWG(Arrayed Waveguide Grating)を用いて多重分離部20を実現できる。
[0015]
 ダミー光源50は、海底ケーブル40の伝送特性の波長依存性を補償するための光を出力する。例えば、海底ケーブル40に光増幅器が含まれる場合、ダミー光源50がダミー光を出力することにより光増幅器の利得の波長依存性が低減されるため、WDM信号のスペクトルをより平坦化できる。ダミー光の波長はトランスポンダ10が送信する光搬送波の波長と重複しないように設定される。このような波長依存性の補償が必要ない場合には、ダミー光源50は用いられなくともよい。
[0016]
 図2は、端局1001及び1002が備えるトランスポンダ10の構成例を示すブロック図である。トランスポンダ10は、クライアントインタフェース100、ラインインタフェース200及び制御部300を備える。なお、図1に示したように、クライアントインタフェース100は複数のクライアント装置30と接続されうる。また、ラインインタフェース200は、多重分離部20との間で複数の光信号を送受信できる。
[0017]
 クライアントインタフェース100は、クライアント装置30との間でクライアント信号を送受信する。クライアントインタフェース100は、クライアント装置30からパケット信号を受信し、ラインインタフェース200へ出力する。また、クライアントインタフェース100は、ラインインタフェース200から入力された、対向する端局(以下、「対向局」という。)が送信した光信号に含まれるクライアント信号をクライアント装置30に出力する。パケット信号は、例えばイーサネット(登録商標)あるいはLAN(Local Area Network)で用いられるパケットデータを含む信号である。
[0018]
 ラインインタフェース200は、光トランシーバ210及び信号処理部220を備える。ラインインタフェース200は、クライアントインタフェース100で入出力されるパケット信号と光信号との間の変換を行う。光トランシーバ210は光送受信器であり、信号処理部220で処理されたクライアント信号のコヒーレント変調及び対向局から受信された光信号のコヒーレント検波を行う。信号処理部220はDSP221を備え、クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で送受信するためのデジタル信号処理を行う。
[0019]
 光トランシーバ210は、多重分離部20から入力された、対向局から受信した光信号をコヒーレント検波する。信号処理部220は、検波された信号に分散補償等のデジタルコヒーレント方式で行われる信号処理を施してクライアント信号を復調し、クライアントインタフェース100に出力する。
[0020]
 また、信号処理部220は、クライアントインタフェース100から入力されたクライアント信号に、コヒーレント変調に先立ち、オーバーヘッド処理などの信号処理を行う。光トランシーバ210は、信号処理部220で処理されたクライアント信号をコヒーレント変調して光信号に変換し、多重分離部20へ出力する。
[0021]
 制御部300は、トランスポンダ10の各部を制御する。制御部300は、クライアントインタフェース100が送受信するクライアント信号の帯域に応じて、信号処理部220の稼働を制御する。例えば、制御部300は、複数の信号処理部220がそれぞれ備えるDSP221を、個別に、クライアント信号の帯域に応じて稼働させ(アクティブとし)あるいは休止させる(インアクティブとする)。DSP221が稼働している信号処理部220は、送受信されるクライアント信号のデジタル信号処理を行う。DSP221が休止している信号処理部220は休止し、クライアント信号の処理を行わない。
[0022]
 例えば、トランスポンダ10が送受信するクライアント信号のデータ量の減少によってクライアント信号の伝送に必要な帯域が減少すると、制御部300はトランスポンダ10が備えるDSP221の稼働を抑制する。トランスポンダ10が複数のDSP221を備える場合には、制御部300は、クライアント信号の帯域の減少に応じてDSP221の稼働数を減らし、処理に必要がないDSP221を休止させる。
[0023]
 このような構成を備えるトランスポンダ10は、トランスポンダ10及び端局1001、1002の消費電力を低減できる。その理由は、制御部300がクライアント信号の帯域に応じてDSP221の稼働を制御するからである。
[0024]
 (第2の実施形態)
 図3は、本発明の第2の実施形態のトランスポンダ11の構成例を示すブロック図である。トランスポンダ11は、第1の実施形態で説明したトランスポンダ10に加えてスイッチ400を備える。また、トランスポンダ11は端局1001及び1002においてトランスポンダ10に代えて用いられうる。トランスポンダ11は、10個のクライアントインタフェース101-110、8個のラインインタフェース201-208、制御部300及びスイッチ400を備える。図3のクライアントインタフェース101-110は図2のクライアントインタフェース100に対応する。図3のラインインタフェース201-208は図2のラインインタフェース200に対応する。
[0025]
 クライアントインタフェース101-110は、それぞれ、トランスポンダ11の外部にあるクライアント装置30との間でクライアント信号を送受信する。クライアントインタフェース101-110は、対向局へ伝送されるクライアント信号をそれぞれに接続されたクライアント装置30から受信し、スイッチ400へ出力する。また、クライアントインタフェース101-110は、スイッチ400が出力したクライアント信号をクライアント装置30へ出力する。スイッチ400がクライアントインタフェース101-110へ出力するクライアント信号は、ラインインタフェース201-208において、対向局から受信された光信号から復調されたクライアント信号である。1台のクライアント装置30が、複数のクライアントインタフェースと接続されてもよい。
[0026]
 ラインインタフェース201-208は、いずれも、図2のラインインタフェース200と同様に光トランシーバ210及び信号処理部220を備える。ラインインタフェース201-208は、スイッチ400から入力されたクライアント信号にデジタル信号処理を施し、処理された信号を光信号に変換して多重分離部20へ出力する。スイッチ400からラインインタフェース201-208へ入力されるクライアント信号は、対向局へ送信されるクライアント信号である。また、ラインインタフェース201-208は、多重分離部20においてWDM信号から分離された光信号をコヒーレント検波し、さらにデジタル信号処理を行ってクライアント信号を生成し、スイッチ400へ出力する。ラインインタフェース201-208がスイッチ400へ出力するクライアント信号は、対向局においてスイッチ400がラインインタフェース201-208へ出力したクライアント信号である。
[0027]
 ラインインタフェース201-208が送受信する光信号の波長と多重分離部20の各ポートで入出力される光信号の波長とは、対向する同一の参照符号を持つラインインタフェース間が接続されるように設定される。すなわち、端局1001のラインインタフェース201-208が送信する光信号の波長がそれぞれλ1-λ8である場合、端局1001の多重分離部20は、波長λ1-λ8の光信号を合波したWDM信号を海底ケーブル40へ出力する。端局1002の多重分離部20はこのWDM信号を波長λ1-λ8の光信号に分波し、それぞれ、端局1002のラインインタフェース201-208へ出力する。その結果、例えば、端局1002のラインインタフェース201は、端局1001のラインインタフェース201が送信した波長λ1の光信号を受信する。
[0028]
 スイッチ400は、クライアントインタフェース側とラインインタフェース側とにそれぞれ複数のポートを持つパケットスイッチである。スイッチ400は、制御部300の指示により、それぞれのポートに接続されたクライアントインタフェース101-110とラインインタフェース201-208との間を接続する。スイッチ400は、クライアント信号の合計帯域及びラインインタフェース201-208のそれぞれの帯域に応じて、クライアントインタフェース101-110と、DSP221が稼働する1つ以上のラインインタフェース201-208との間を接続する。
[0029]
 本実施形態のスイッチ400はトランスポンダ11の内部に配置される。スイッチ400をトランスポンダ11の内部に配置することで、スイッチ400の各ポートの速度をクライアントインタフェース101-110及びラインインタフェース201-208と整合させるように設計することが容易となる。その結果、トランスポンダ11の効率的で詳細な帯域制御が可能となる。一方、スイッチ400をトランスポンダ11の外部に単独の装置として配置すると、スイッチ400とトランスポンダ11との間を汎用的な物理インタフェースで接続する必要が生じる。この場合には、スイッチ400とトランスポンダ11との間の速度を含む物理インタフェースの仕様の選択肢が限定されるため、クライアント信号を帯域に応じてラインインタフェース201-208に柔軟に分配することが困難となる。
[0030]
 ラインインタフェース201-208は、それぞれ、制御部300からの指示により稼働状態と休止状態とのいずれかに設定される。DSP221が稼働しているラインインタフェースは稼働状態であり、信号処理部220はクライアント信号を送受信するためのデジタル信号処理を行う。DSP221が休止しているラインインタフェースは、休止状態である。この場合、信号処理部220はクライアント信号に対するデジタル信号処理を行わない。このため、DSP221を休止させることでラインインタフェースの消費電力を低下させることができる。なお、ラインインタフェース201-208は、休止状態であっても、DSP221を使用しない回路を動作させてもよい。後述するように、信号処理部220が備えるダミーパターン生成部251は、DSP221が休止するとダミーパターンを生成して光トランシーバ210へ出力する。そして、休止状態にあるラインインタフェースは、ダミーパターンで変調された光信号を生成する。
[0031]
 制御部300は、クライアント信号の帯域に応じて、スイッチ400のクライアントインタフェース側のポートとラインインタフェース側のポートとの接続及びラインインタフェース200が備えるDSP221の稼働を制御する。制御部300は、トランスポンダ11に接続されたクライアントインタフェース101-110から受信するクライアント信号の帯域(通信量)を取得する。制御部300は、ラインインタフェース201-208との通信機能を備え、ラインインタフェース201-208を独立に稼働状態に設定し、あるいは休止状態に設定することができる。
[0032]
 図4は、第2の実施形態のラインインタフェース201の構成例を示すブロック図である。以下ではラインインタフェース201の構成及び機能について説明する。ラインインタフェース202-208はラインインタフェース201と同様の構成及び機能を備える。ラインインタフェース201は、ライン制御部231、送信信号処理部232、変調器233、光源234、偏波合成器235、光増幅器(AMP)236を備える。また、ラインインタフェース201は、光増幅器237、偏波分離器238、90度ハイブリッド239、光源240、受信信号処理部241を備える。
[0033]
 DSP221は図4には図示されていないが図1と同様に信号処理部220に備えられる。1個のDSP221がラインインタフェース201の送信信号処理部232及び受信信号処理部241の機能を実現してもよい。
[0034]
 送信信号処理部232及び受信信号処理部241は、図2の信号処理部220の機能を実現する構成の一例である。また、変調器233、光源234、偏波合成器235、光増幅器236-237、偏波分離器238、90度ハイブリッド239、光源240は、図2の光トランシーバ210の機能を実現する構成の一例である。
[0035]
 ライン制御部231は、図3に示したトランスポンダ11の制御部300と通信し、制御部300からの指示に応じてDSP221の稼働及び休止を制御する。制御部300の機能とライン制御部231の機能は、1個の制御部に統合されてもよい。ライン制御部231は、制御部300から通知されるラインインタフェース201-208の「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」を送信信号処理部232に通知する。また、ライン制御部231は、対向局が送信した「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」を受信信号処理部241から読み出し、制御部300に通知する。「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」については後述する。
[0036]
 送信信号処理部232は、スイッチ400を介してクライアント装置30からクライアント信号を受信する。送信信号処理部232は、受信したクライアント信号のFEC(Forward Error Correction、前方誤り訂正)符号化、クライアント信号を変調器233へ出力する前のデジタル信号処理をDSP221によって行う。DSP221は、偏波多重のための偏波位相分離や、光伝送路40における歪みを補償するためのプリエンファシス処理を行ってもよい。稼働状態に設定されたラインインタフェース201は、DSP221を稼働させてクライアント信号のデジタル信号処理を行う。休止状態に設定されたラインインタフェース201は、DSP221を休止させ、低消費電力状態に移行する。
[0037]
 送信信号処理部232は、ダミーパターン生成部251及びヘッダ処理部252を備える。ダミーパターン生成部251はDSP221とは独立した回路であり、送信信号処理部232の外部に配されてもよい。ダミーパターン生成部251は、DSP221が休止中であってもDSP221を用いることなくダミーパターンを生成できる。信号処理部220は、DSP221が休止すると、ダミーパターン生成部251で生成されたダミーパターンを光変調器233へ出力する。ダミーパターンは例えばクライアント信号と同様の速度を持つランダムデータである。休止状態にあるラインインタフェースの光トランシーバ210はダミーパターンを用いて光搬送波を変調する。すなわち、ラインインタフェース201は、稼働状態であっても休止状態であっても光トランシーバ210から光信号を多重分離部20へ出力する。信号処理部220は、DSP221が稼働するとダミーパターン生成部251を停止し、DSP221で処理されたクライアント信号を変調器233へ出力する。
[0038]
 ヘッダ処理部252は、送信されるクライアント信号に付加されるFEC_OHの空き領域に、トランスポンダ11の「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」を格納して対向局のトランスポンダに通知する。FEC_OHは、Forward Error Correction Over Headの略である。ヘッダ処理部252の機能はDSP221によって実現される。
[0039]
 コヒーレント光伝送方式の1つとして、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式が知られている。QPSK方式では、異なるデータで変調された、互いに位相が90度異なる2つの光搬送波が多重される。さらに、偏波面が直交する2つのQPSK光信号を多重して伝送する偏波多重方式を併用することで、4個のデータを同時に変調して伝送できる。偏波多重QPSK方式の光トランシーバの構成はよく知られているため、以下ではラインインタフェース201が備える光送受信機能の周知の構成については簡単に説明する。また、ラインインタフェース202-208も、ラインインタフェース201と同様に光信号を送受信する。
[0040]
 図4の光トランシーバ210は、変復調方式が偏波多重QPSK方式である場合の構成例を示す。ただし、光トランシーバ210の変復調方式は偏波多重QPSK方式に限定されない。送信信号処理部232は、スイッチ400から入力されたクライアント信号にデジタル信号処理を施し、直並列変換によって4個の信号に分離する。変調器233は4個のマッハツェンダー型光変調器を含む。変調器233は、送信信号処理部232から出力された4個の信号を用いて光源234が出力する光搬送波を変調し、偏波合成器235へ出力する。光源234は光搬送波を生成する光源である。光源234の波長はラインインタフェース201-208でそれぞれ異なる。
[0041]
 変調器233から出力された4個の光信号から、偏波が互いに直交する2組のQPSK信号が生成される。偏波合成器235は2組のQPSK信号を偏波多重(偏波合成)して光増幅器236へ出力する。光増幅器236は、送信される光信号を増幅するブースターアンプである。光増幅器236で増幅された光信号は多重分離部20へ出力される。
[0042]
 多重分離部20は、ラインインタフェース201-208から出力された偏波多重QPSK信号を合波してWDM信号を生成し、対向局へ送信する。また、多重分離部20は対向局から偏波多重QPSK信号が波長多重されたWDM信号を受信し、波長毎に分離された偏波多重QPSK信号をラインインタフェース201-208へ出力する。以下においても、ラインインタフェース201を例に説明する。
[0043]
 ラインインタフェース201は、偏波多重QPSK信号を多重分離部20から受信し、光増幅器237で増幅する。光増幅器237は、受信した光信号を増幅するプリアンプである。光増幅器237で増幅された光信号は、偏波分離器238で2個のQPSK信号に分離される。偏波分離されたQPSK信号は、2台の90度ハイブリッド239にそれぞれ入力される。90度ハイブリッド239は、QPSK信号とローカル光とのビート信号から4個の受信信号を生成して受信信号処理部241へ出力する。光源240はQPSK信号をコヒーレント検波するためのローカル光の光源である。
[0044]
 受信信号処理部241は、90度ハイブリッド239から出力された4個の受信信号に対してデジタル信号処理を行い、1個のクライアント信号を復調する。受信信号処理部241は、ライン制御部231からの指示によりラインインタフェース201が稼働状態とされた場合には、DSP221を用いてコヒーレント方式の受信機が備えるデジタル信号処理を実行する。例えば、受信信号処理部241は、伝送中に生じた波長分散、偏波分散等を補償するとともに、FECによる誤り訂正を行う。ラインインタフェース201が休止状態とされた場合にはライン制御部231の指示によりラインインタフェース201のDSP221が休止する。この場合、DSP221を用いる受信信号処理部241の機能は動作を停止するため、ラインインタフェース201はクライアント信号を復調せず、低消費電力状態に移行する。
[0045]
 受信信号処理部241は、ヘッダ処理部261を備える。ヘッダ処理部261は、受信信号のFEC_OH(FECオーバヘッド)を終端し、対向局が送信した、送信先の端局のラインインタフェースへの稼働要求(「Line Activate要求情報」)及び対向局の稼働状態情報(「Line Active状態情報」)を抽出する。受信信号処理部241は、抽出されたこれらの情報をライン制御部231に通知する。ヘッダ処理部261の機能は、DSP221により実現される。
[0046]
 図5は、対向局のラインインタフェースへの稼働要求(「Line Activate要求情報」)を示す情報の例を示す図である。図5においてLine(1)は対向局の1番目のラインインタフェース201を意味する。例えば、端局1001が送信する「Line(1) Activate要求」は、対向局である端局1002のトランスポンダが備える1番目のラインインタフェース201(Line(1))を稼働状態あるいは休止状態とする要求を含む。また、端局1001が受信する「Line(1) Activate要求」は端局1001のトランスポンダが備える1番目のラインインタフェース201(Line(1))を稼働状態とする(Activateする)あるいは休止状態とする、端局1002からの要求を含む。
[0047]
 端局1001が備えるラインインタフェース201-208の少なくとも1個の送信信号処理部232のヘッダ処理部252は、FEC_OHの未使用領域にこれらの「Line Activate要求情報」を格納して、対向局(端局1002)に送信する。端局1001は、稼働状態とした端局1001のラインインタフェース(例えば201-204)と同一のラインインタフェース(201-204)を端局1002でも稼働状態とするように、「Line Activate要求情報」を生成する。この場合、「Line(1) Activate要求」-「Line(4) Activate要求」はラインインタフェース201-204を稼働状態とする要求を含む。これにより、端局1001と端局1002とのラインインタフェース201-208を同一の稼働状態で動作させることができる。
[0048]
 さらに、制御部300は、「Line Active要求情報」に、スイッチ400のクライアントインタフェース側のポートとラインインタフェース側のポートとの接続の設定(以下、「ポート設定」という。)を含ませてもよい。対向局がこのポート設定を用いることにより、ポート設定を対向する端局同士で同じにできる。上述のように、端局1001と端局1002とでラインインタフェース201-208はそれぞれ対向している。従って、スイッチ400のポート設定を端局1001と端局1002とで共用することで、端局1001のクライアントインタフェース101-110を、それぞれ、端局1002において同一の参照符号を付したクライアントインタフェースと接続できる。ただし、上述のポート設定の手順は例であり、必須ではない。クライアント信号の伝送のためには、海底ケーブルシステム1000の仕様に応じて端局1001のクライアントインタフェース101-110と端局1002のクライアントインタフェース101-110とが接続されればよい。例えば、仕様に基づいて端局1001のクライアントインタフェース101と端局1002のクライアントインタフェース110とが接続されてもよい。この場合、スイッチ400のポート設定は、端局1001と端局1002とで異なる。
[0049]
 図6は、ラインインタフェースの稼働状態を示す情報(「Line Active状態情報」)の例を示す図である。「Line Active状態情報」はラインインタフェース201-208がそれぞれ稼働状態(Active)か休止状態(Inactive)かを示す情報を含む。例えば、図6において「Line(1) Active状態」はこの情報を送信する端局のラインインタフェース201の稼働状態の情報である。端局1001が端局1002へ送信する「Line(1) Active状態」は端局1001のラインインタフェース201の状態を示す。
[0050]
 端局1001は、送信信号処理部232のヘッダ処理部252においてFEC_OHの未使用領域にLine Activate要求情報とともにこれらのLine Active状態情報を格納して、対向局(端局1002)に送信する。同様に、端局1002も、FEC_OHの未使用領域にLine Activate要求情報及びLine Active状態情報を格納して、端局1001に送信する。端局1001は、端局1002から受信した「Line Active状態情報」から、端局1002のラインインタフェースの稼働状態を知ることができる。端局1001は、既に端局1002に送信した「Line Activate要求情報」と、端局1002から受信した「Line Active状態情報」とを比較することで、要求したラインインタフェースが端局1002で稼働状態となっているかどうかを知ることができる。端局1001は、要求したラインインタフェースが端局1002で稼働状態となっていない場合には、再度「Line Activate要求情報」を端局1002に送信してもよい。あるいは、端局1001は、稼働を要求した端局1002のラインインタフェースが故障していると判断し、稼働させるラインインタフェースを変更してもよい。
[0051]
 (a)ラインインタフェースの稼働状態の設定
 ラインインタフェース201-208の稼働状態の設定手順について説明する。図1に示すように、端局1001と端局1002とは、クライアント装置30の間でクライアント信号を双方向に伝送するように海底ケーブル40を介して接続される。端局1001と端局1002との構成は同一であり、端局1002も端局1001と同様に動作する。
[0052]
 (a1)端局1001の制御部300は、クライアントインタフェース101-110からスイッチ400へ入力されるクライアント信号の帯域(通信量)をクライアントインタフェース101-110毎にスイッチ400から取得する。そして、制御部300は、端局1001とクライアント装置30との間の通信で使用されるクライアント信号の合計帯域を算出する。
[0053]
 (a2)端局1001の制御部300は、ラインインタフェース201-208が処理可能な帯域に基づいて、クライアント信号を端局1002へ伝送するために必要なラインインタフェースの数を算出する。ラインインタフェース201-208に振り分けられるそれぞれのクライアント信号の帯域は、ラインインタフェース201-208のそれぞれが処理可能な帯域を超えないように設定される。そして、制御部300は、ライン制御部231に、ラインインタフェース201-208のうち、算出された数のラインインタフェースを稼働状態にするように指示する。ラインインタフェース201-208の稼働状態及び休止状態の設定は、ライン制御部231が、ラインインタフェース201-208のそれぞれのDSP221を稼働させあるいは休止させることにより行われる。
[0054]
 (a3)端局1001の制御部300は、クライアントインタフェース101-110からスイッチ400に入力されるクライアント信号を、稼働状態にしたラインインタフェースに振り分けるようにスイッチ400に指示する。
[0055]
 (a4)端局1001のラインインタフェース201-208のうち少なくとも1個は、図5に示した「Line Activate要求」と図6に示した「Line Active状態」を、ヘッダ処理部252において送信信号のFEC_OHの未使用領域に格納する。送信信号は、送信信号処理部232において信号処理された、端局1002へ伝送されるクライアント信号である。これらの情報が格納された信号は光トランシーバ210で変調されて、端局1002へ送信される。
[0056]
 (a5)対向局(端局1002)のラインインタフェース201-208のうち少なくとも1個は、端局1001においてFEC_OHに格納された「Line Activate要求」と「Line Active状態」とを読み出す。端局1002のライン制御部231は、読み出されたこれらの情報を端局1002の制御部300に通知する。
[0057]
 (a6)端局1002の制御部300は、端局1001が送信した「Line Activate要求」の要求に応じて、ラインインタフェース201-208を稼働状態又は休止状態とする。そして、制御部300は、稼働状態としたラインインタフェースで復調された端局1001からのクライアント信号を、スイッチ400を用いて端局1002のクライアントインタフェース101-110に振り分けて出力する。例えば、端局1002の制御部300は、端局1001から通知された「Line Activate要求」で指定されたラインインタフェースを端局1002において稼働させる。
[0058]
 また、制御部300は、スイッチ400においてポートベースVLAN(Port Based Virtual Local Area Network)を適用することで、クライアントインタフェース101-110とラインインタフェース201-208との接続を設定してもよい。クライアント信号を送信する側の制御部300は、スイッチ400のポート設定を「Line Active要求情報」に含ませて対向局に送信し、対向局は当該ポート設定に基づいて対向局のスイッチ400のポートVLANを設定してもよい。これにより、対向する端局間で同一のクライアントインタフェース(例えばクライアントインタフェース101同士)が接続される。
[0059]
 なお、「Line Activate要求情報」と「Line Active状態情報」を端局1001と端局1002とで送受信するために、システムの運用開始時点では少なくとも1対向のラインインタフェースを稼働状態としておくことが好ましい。
[0060]
 続いて、トランスポンダ11の各部の動作の詳細について、端局1001を例に説明する。
[0061]
 (b)制御部300の動作
 制御部300の動作については、図7のフローチャートを参照して説明する。
[0062]
 (b1)端局1001の制御部300は、クライアントインタフェース101-110から入力されるクライアント信号(パケット信号)の通信量の情報をスイッチ400から取得する。そして、全てのクライアントインタフェース101-110から入力されるパケットの合計帯域を計算する(図7のステップS01)。
[0063]
 (b2)制御部300は、算出された合計帯域に応じて、稼働させるラインインタフェースの数を算出し(ステップS02)、稼働させるラインインタフェースをラインインタフェース201-208から選択する(ステップS03)。そして、制御部300は、各ラインインタフェースのライン制御部231に選択されたラインインタフェースを通知することで、ラインインタフェース201-208の稼働状態を設定する。さらに、稼働させるラインインタフェースの選択結果に基づいて図5の「Line Activate要求情報」を生成して各ライン制御部231へ通知する(ステップS04)。また、ラインインタフェース201-208の稼働状態に基づいて、スイッチ400にクライアント信号の振り分けを指示する(ステップS05)。
[0064]
 (b3)制御部300は、ラインインタフェース201-208の各ライン制御部231から受信信号処理部241の処理状態を取得する(ステップS06)。DSP221が休止状態にあるか、あるいは受信した信号の同期が取れていない場合には当該受信信号処理部241は休止状態(Inactive)であると判断される。当該ラインインタフェースのDSP221が稼働し、クライアント信号が正常に復調されている場合は、受信信号処理部241は稼働状態(Active)であると判断される(ステップS07)。制御部300はこの判断結果から図6に示すラインインタフェース201-208のLine Active状態情報を生成し、ライン制御部231に通知する(ステップS08)。
[0065]
 (b4)制御部300は、端局1002から通知された端局1001のトランスポンダに対する「Line Activate要求情報」をライン制御部231から取得する(ステップS09)。端局1001の、休止状態に設定されたラインインタフェースに対して端局1002から稼働状態への設定要求が受信されたかどうかが確認される(ステップS10)。稼働が要求された場合には(ステップS10:YES)、端局1001の制御部300は要求を受けたラインインタフェースの休止状態を解除し、稼働状態とする(ステップS11)。また、ステップS07において休止状態と判断されたラインインタフェースに対して、端局1002から休止状態への設定要求があるかどうかが確認される(ステップS12)。休止状態への設定要求がある場合は、当該ラインインタフェースを休止状態とする(ステップS13)。ここで、クライアント信号の送信のために稼働状態となっているラインインタフェースに対して対向局から休止の要求が通知された場合には、当該ラインインタフェースはクライアント信号の送信を継続するために稼働状態を維持する。
[0066]
 ステップS11又はS13でラインインタフェースの稼働状態が変化した場合には、制御部300は、最新の稼働状態に基づいてラインインタフェース201-208とクライアントインタフェース101-110とを接続する。なお、受信した「Line Activate要求情報」にスイッチ400のポート設定の情報が含まれている場合には、制御部300は当該情報に基づいてスイッチ400のポート間の接続を設定してもよい。受信した設定でスイッチ400を動作させることができない場合にはその旨を示す警報を対向局に返信してもよい。制御部300は、以上の手順を繰り返す。
[0067]
 (c)スイッチ400の動作
 (c1)端局1001のスイッチ400は、制御部300の指示に応じて、クライアントインタフェース101-110のそれぞれから受信したクライアント信号を稼働状態にあるラインインタフェースに分散させるようにこれらの間を接続する。スイッチ400は、1個のクライアント装置のクライアント信号を複数のラインインタフェースに分配してもよい。1個のラインインタフェースは、処理可能な帯域内で、複数のクライアントインタフェースから受信したクライアント信号を処理する。また、スイッチ400は、ラインインタフェース201-208から受信したクライアント信号をクライアントインタフェース101-110に振り分けて出力する。スイッチ400は、ポートベースVLANにより、受信したクライアント信号を、その宛先のクライアント装置30が接続されたクライアントインタフェース101-110のいずれかに振り分けてもよい。
[0068]
 (c2)スイッチ400は、クライアントインタフェース101-110のそれぞれから入力されるクライアント信号の帯域(通信量)を監視する。スイッチ400は、制御部300からの要求により、クライアントインタフェース101-110のそれぞれの通信量を制御部300に通知する。
[0069]
 (d)ライン制御部231の動作
 (d1)端局1001のライン制御部231は、制御部300からの指示により、端局1001のラインインタフェース201-208に対して、稼働状態の設定及び休止状態の設定を行う。
[0070]
 (d2)端局1001のライン制御部231は、端局1001の制御部300が生成した「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」を制御部300から取得し、送信信号処理部232に通知する。
[0071]
 (d3)端局1002が生成した「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」は、光信号のFEC_OHの未使用領域に格納されて端局1001に通知される。端局1001のライン制御部231は、制御部300からの指示により、端局1002から通知された「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」を受信信号処理部241から取得し、制御部300に通知する。
[0072]
 (e.送信信号処理部232の動作)
 (e1)送信信号処理部232は、ライン制御部231から、稼働状態とする指示をラインインタフェースが受けた場合は、DSP221を休止状態から復帰させる。そして、送信信号処理部232の出力をダミーパターンからDSP221の出力(すなわち、DSP221によって信号処理されたクライアント信号)に変更する。反対に、休止状態とする指示をラインインタフェースが受けた場合は、送信信号処理部232はDSP221を休止状態に移行させ、送信信号処理部232の出力をダミーパターン生成部251が生成するダミーパターンに切り替える。
[0073]
 (e2)端局1001の送信信号処理部232は、ライン制御部231から通知された端局1001の「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」をFEC_OHの未使用領域に格納する。具体的には、ヘッダ処理部252は、信号処理されたクライアント信号のFEC_OHの未使用領域に格納する。格納されたこれらの情報は、端局1002に送信される。
[0074]
 (f.受信信号処理部241の動作)
 (f1)受信信号処理部241は、ライン制御部231から、稼働状態とする指示をラインインタフェースが受けた場合は、DSP221を休止状態から復帰させ、クライアント信号をスイッチ400に出力する処理を再開する。休止状態とする指示をラインインタフェースが受けた場合は、受信信号処理部241はDSP221を休止状態に遷移させ、受信信号処理部241の処理を停止する。
[0075]
 (f2)受信信号処理部241は、ライン制御部231からの指示により、受信信号のFEC_OHの未使用領域から抽出した、対向局から通知された「Line Activate要求情報」及び「Line Active状態情報」をライン制御部231に通知する。
[0076]
 図8は、端局1001が備えるクライアントインタフェース101-110においてクライアント装置30から受信されるクライアント信号の合計帯域が時間的に変動した場合の、稼働状態となるラインインタフェースの数の変動の例を示す。図8の縦軸はクライアント信号の合計帯域であり、横軸は時間である。図8の右側のA-Dは稼働状態にあるラインインタフェースの数に応じた、ラインインタフェース201-208が処理可能なクライアント信号の合計帯域の上限を示す。Aは1台のラインインタフェースースのみが稼働状態にある場合の帯域の上限である。同様に、Bは2台、Cは3台、Dは4台のラインインタフェースが稼働状態にある場合のそれぞれの帯域の上限を示す。縦軸は帯域の相対的な関係を示すものであり、帯域の絶対値を示すものではない。また、図8ではラインインタフェース201-208の性能は同一であり、それぞれが処理可能な帯域は等しいとする。
[0077]
 図8には、稼働状態となるラインインタフェースの数が「稼働させるラインインタフェース数」の横に示される。この数は、端局1001がクライアント装置30から受信するクライアント信号の合計帯域の変動に応じて稼働する、ラインインタフェースの数を示す。例えば、クライアント信号の帯域がA以下である場合には少なくとも1台のラインインタフェースを稼働状態とすればよい。また、クライアント信号の帯域がBを超えC以下である場合には少なくとも3台のラインインタフェースを稼働状態とすればよい。
[0078]
 図8では稼働状態とするラインインタフェースの数の切り替えの閾値となる帯域にはヒステリシスを与えていない。しかし、ラインインタフェースの稼働数の増減の頻度を下げるために、以下のようにヒステリシスを与えてもよい。
(1)稼働状態にあるラインインタフェースで処理可能な帯域の未使用帯域の合計が、1台のラインインタフェースの帯域の20%未満となった場合、稼働状態とするラインインタフェースを1台増やす。
(2)稼働状態にあるラインインタフェースで処理可能な帯域の未使用帯域の合計が、1台のラインインタフェースの帯域の150%を超えた場合、稼働状態にあるラインインタフェースを1台減らす。
[0079]
 図9は、端局1001が送信する光信号のスペクトルの例を説明する図である。図の横軸は波長、縦軸は光信号の強度である。図9の(A)は、ラインインタフェース201-208(図9のLine(1)-Line(8))が稼働状態にある場合の、端局1001から端局1002へ送信されるWDM信号のスペクトルの例である。長波長側にはLine(1)-Line(4)(ラインインタフェース201-204)から出力された光信号が配置され、短波長側にはLine(5)-Line(8)(ラインインタフェース205-208)から出力された光信号が配置される。また、これらの光信号の間の波長帯にダミー光が送信されている。ダミー光は図1に示したダミー光源50が生成した光であり、光増幅器の利得傾斜を補償するために用いられる。
[0080]
 図9の(B)は、Line(1)-Line(4)が稼働しLine(5)-Line(8)が休止している場合の、端局1001から端局1002へ送信される光信号のスペクトルの例である。長波長側の光信号はLine(1)-Line(4)から出力された光信号であり、クライアント信号が伝送される。一方、短波長側の光信号は、端局1001のLine(5)-Line(8)のダミーパターン生成部251が生成したダミー信号で変調された光信号である。このように、端局1001はラインインタフェース201-208の一部が休止している場合でもダミー信号で変調された光信号を送信する。このため、図9の(B)では、図9の(A)と比較して光増幅器の波長特性が変動しない。従って、クライアント信号の帯域が小さい場合には一部のラインインタフェースを休止させて端局1001及び1002の消費電力が低減される一方、伝送される光信号のスペクトルのプロファイルの変動を抑制できる。その結果、クライアント信号の帯域の変動に伴う光信号の伝送品質の変動を抑制できる。
[0081]
 図9の(C)は、休止しているラインインタフェース(Line(5)-Line(8))が光信号を出力しない場合のWDM信号のスペクトルの例である。海底ケーブル40内の光中継器は伝送される光信号の総パワーを維持するように動作する。このため、図9の(C)では伝送路の利得傾斜が変化することで、特に光中継器を用いた長距離伝送においてWDM信号の伝送品質が変動する恐れがある。
[0082]
 本実施形態では、ダミーパターンで変調された光搬送波は、光信号のプロファイルをクライアント信号の伝送時と同様に保つ。例えば、ダミー信号は、変調された光信号がクライアント信号の伝送時と同じ光出力、同じ伝送速度となるように設定される。特許文献1には、L1リンクを削除されたインタフェースでは監視信号あるいは監視光が伝送路に送出されることが記載されている。しかし、特許文献1の監視信号は低速信号であり、監視光は連続光であるため、リンクの削除前の光信号のプロファイルを維持することできない。従って、特許文献1の構成はリンクの削除に伴いWDM信号の伝送品質が低下する恐れがある。
[0083]
 このように、トランスポンダ11は、ラインインタフェース201-208の電力消費を抑制しつつ、クライアント信号の帯域の増減によって光信号の伝送品質に影響を与えることを抑制できる。その理由は、休止しているラインインタフェースからは、ダミー信号で変調された光信号が出力され、光信号のプロファイルが維持されるからである。
[0084]
 また、トランスポンダ11は、ラインインタフェース201-208のいずれかがが故障した場合、故障したラインインタフェースを休止させ、他の休止中のラインインタフェースを稼働させてもよい。これにより、ラインインタフェースの冗長構成を実現でき、海底ケーブルシステム1000の信頼性が向上する。
[0085]
 (第3の実施形態)
 図10は、本発明の第3の実施形態の海底ケーブルシステム2000の構成例を示すブロック図である。海底ケーブルシステム2000では、対向する端局2001、2002の間に2本の光伝送路41及び光伝送路42が存在し、それぞれ4台のラインインタフェースが対向して接続されている。光伝送路41及び42は中継器(Repeater)を含む。多重分離部21はラインインタフェース201-204で送受信される光信号の多重分離を行い、多重分離部22はラインインタフェース205-208で送受信される光信号の多重分離を行う。
[0086]
 本実施形態の端局2001及び2002は、ラインインタフェースを複数の経路に振り分けることで、一方の経路で障害が発生した場合に、他方の経路に接続されたラインインタフェースを用いてクライアント信号の伝送を継続できる。例えば、端局2001の制御部300は、光伝送路41に障害が発生すると、ラインインタフェース201-204で送信していたクライアント信号をさらに送信可能な帯域を確保するようにラインインタフェース205-208の稼働状態を変更する。そして、制御部300は、スイッチ400の設定を変更するとともにラインインタフェース201-204を休止状態とする。
[0087]
 海底ケーブルシステム2000は、光伝送路41及び光伝送路42にラインインタフェース201-208で送受信される光信号を振り分ける。その結果、一方の光伝送路が通信不能となった場合も、他方の光伝送路に接続されるラインインタフェースの稼働数を上げることで、クライアント信号の伝送を継続できる。
[0088]
 (第4の実施形態)
 図11は、本発明の第4の実施形態のトランスポンダ12の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、クライアントインタフェース101-110及びラインインタフェース201-208に具体的な帯域が設定される。以下では、トランスポンダ12におけるラインインタフェース201-208の稼働及び休止の設定例を説明する。同一の構成を持つトランスポンダ12が、図1に示すトランスポンダ10に代えて対向する端局1001及び1002に搭載される。
[0089]
 図11において、クライアントインタフェース101-110は100GbE(ギガビットイーサネット)インタフェースであり、いずれも、100Gb/s(ギガビット毎秒)のデータ伝送能力を持つ。ラインインタフェース201及び202はBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調によってそれぞれ50Gb/sのデータ伝送能力を持つ。ラインインタフェース203及び204はQPSK変調によってそれぞれ100Gb/sのデータ伝送能力を持つ。ラインインタフェース205及び206は8QAM(Quadrature Amplitude Modulation)変調によってそれぞれ150Gb/sのデータ伝送能力を持つ。ラインインタフェース207及び208は16QAM変調によってそれぞれ200Gb/sのデータ伝送能力を持つ。いずれの変調方式においても、偏波多重方式が併用されてもよい。
[0090]
 トランスポンダ12は、先に説明したトランスポンダ11と同様に、スイッチ400が、クライアントインタフェース101-110とラインインタフェース201-208との間に配置される。
[0091]
 制御部300は、ラインインタフェースで処理可能な帯域の合計がクライアント信号の合計帯域以上となるように、稼働状態とするラインインタフェースを選択する。また、稼働状態とするラインインタェース数が最小となるようにラインインタフェースを選択することにより、ラインインタフェース全体の消費電力をより低減できる。
[0092]
 図12は、図11のトランスポンダ12における、稼働させるラインインタフェースの選択例を示す図である。曲線は、クライアント信号の合計帯域の時間的な変動を示す。横軸は時間及びその時間において稼働状態にあるラインインタフェースが処理可能な帯域である。縦軸はクライアント信号の合計帯域を示す。白丸印は、その時間において稼働状態に設定されるラインインタフェース201-208(Line(1)-Line(8))を示す。
[0093]
 端局1001の制御部300は、クライアントインタフェース101-110から取得したクライアント信号の合計帯域に基づいて、稼働させるラインインタフェースをラインインタフェース201-208から選択する。そして、制御部300は選択されたラインインタフェースを稼働させるとともに、選択結果に基づく「Line Activate要求情報」を対向局(端局1002)に通知する。その結果、端局1002においても端局1001と同様の構成及び帯域でトランスポンダ12のラインインタフェースが稼働する。
[0094]
 図12では、まず、クライアント信号の合計帯域が50G(50Gb/s)を超えているため、制御部300は150Gの帯域を持つラインインタフェース205(Line(5))を稼働させる。その後クライアント信号の合計帯域の増加に伴い、制御部300は稼働させるラインインタフェースをLine(7)(合計帯域200Gb/s)、Line(1)+Line(7)(合計帯域250Gb/s)、Line(3)+Line(7)(合計帯域300Gb/s)、と切り替える。また、クライアント信号の合計帯域が350Gを超えた場合には、Line(3)、Line(7)、Line(8)を稼働させることで、クライアントインタフェースは500Gb/sの帯域を確保できる。クライアント信号の合計帯域よりも多い容量をクライアントインタフェースで確保することで、急激にクライアント信号の合計帯域が増加した場合に直ちにクライアントインタフェースの帯域が逼迫することを回避できる。
[0095]
 このように、稼働状態とするラインインタフェースをクライアント信号の合計帯域に応じて選択することで、クライアント信号の帯域が増加しても稼働させるラインインタフェースの数を抑制できる。その結果、トランスポンダ12の消費電力を抑制できる。
[0096]
 (第5の実施形態)
 第4の実施形態のように、トランスポンダ12に異なる種類のラインインタフェースが搭載されている場合に、光トランシーバの変調方式、FECの形式、FEC_OHサイズをラインインタフェース毎に変更してもよい。これにより、クライアント信号の合計帯域や伝送品質に応じて、より好ましい方式でWDM信号を伝送できる。
[0097]
 例えば、伝送特性が良好な波長帯の光信号に対しては、WDM信号の波長間隔を狭め、FEC_OHのサイズを小さくし、データ速度を高く設定する。これにより、広帯域のクライアント信号を伝送できる。
[0098]
 伝送特性が良好でない波長帯の光信号に対してはWDM信号の波長間隔を広くして光搬送波間の干渉を抑制し、FEC_OHのサイズを拡大するとともにデータ速度を低く設定することで誤り耐性を向上させる。これにより、クライアント信号の伝送品質を確保できる。
[0099]
 図13は、伝送方式が異なるラインインタフェースが混在する場合の波長配置の例を示す図である。図13では、短波長側の光信号の伝送特性が比較的悪く、長波長側の光信号の伝送特性が比較的良好な場合を示す。帯域50Gb/sのラインインタフェースは、BPSK変調によりクライアント信号を伝送する。帯域100Gb/sのラインインタフェースは、QPSK変調によりクライアント信号を伝送する。同様に、帯域150Gb/s及び帯域200Gb/sのラインインタフェースは、それぞれ、8QAM変調及び16QAM変調によりクライアント信号を伝送する。帯域50G及び帯域100Gのラインインタフェースで生成されるそれぞれの光信号の波長間隔は、帯域150G及び帯域200Gのラインインタフェースで生成される光信号の波長間隔よりも広い。このように、ラインインタフェース毎により適した伝送方式を選択することで、高い伝送品質と広帯域伝送とを両立できる。
[0100]
 各実施形態に記載された機能の一部又は全部は、制御部300又はライン制御部231が備える中央処理装置又はDSP221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。記録媒体としてはトランスポンダが備える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。
[0101]
 また、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。
[0102]
 (付記1)
 クライアント信号を送受信するクライアントインタフェースと、
 前記クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で伝送するための信号処理を行う信号処理手段及び前記クライアント信号と光信号との変換を行う光トランシーバを備えるラインインタフェースと、
 前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する制御手段と、
を備える光トランスポンダ。
[0103]
 (付記2)
 複数の前記ラインインタフェースのそれぞれが前記信号処理手段を備え、
 前記制御手段は前記クライアント信号の帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースの稼働数を算出し、前記稼働数に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、付記1に記載された光トランスポンダ。
[0104]
 (付記3)
 前記制御手段は前記ラインインタフェースの帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、付記2に記載された光トランスポンダ。
[0105]
 (付記4)
 前記制御手段は、前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段の稼働状態及び休止状態の情報、並びに、対向局が備える信号処理手段の稼働及び休止を指示する情報を生成し、
 前記ラインインタフェースは、生成された前記情報を前記対向局に送信する、
付記1乃至3のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[0106]
 (付記5)
 前記ラインインタフェースは、
  前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号に応じて光搬送波を変調し、変調された前記光搬送波を生成して前記光トランスポンダから出力する光送信手段、及び、
  前記光トランスポンダに入力される光信号を復調し、復調された前記クライアント信号を前記光トランスポンダから出力する光受信手段を備え、
 前記光送信手段及び光受信手段のそれぞれが前記信号処理手段を備える、
付記1乃至4のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[0107]
 (付記6)
 前記ラインインタフェースはダミーパターンを生成するダミーパターン生成部をさらに備え、
 前記信号処理手段が休止している場合には、前記光トランシーバは前記ダミーパターンで変調された光信号を出力し、
 前記ダミーパターンで変調された光信号は、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号で変調された光信号と同様の光プロファイルを備える、
付記1乃至5のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[0108]
 (付記7)
 前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとを接続するスイッチをさらに備え、
 前記スイッチは、
 前記制御手段の指示に応じて、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号の帯域に応じて、前記クライアントインタフェースと、稼働させる複数の前記ラインインタフェースとを接続する、
付記1乃至6のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[0109]
 (付記8)
 前記制御手段は、前記スイッチの前記クライアント信号と前記ラインインタフェースとの接続設定を生成し、
 前記ラインインタフェースは、生成された前記接続設定を送信する、
付記7に記載された光トランスポンダ。
[0110]
 (付記9)
 前記スイッチにおける前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとの接続は、ポートベースVLAN(virtual local area network)で設定される、
付記7又は8に記載された光トランスポンダ。
[0111]
 (付記10)
 付記1乃至9のいずれかに記載された光トランスポンダと、
 前記光トランスポンダが出力した光信号を波長多重して伝送路へ出力し、前記伝送路から入力された波長多重光信号を分離して前記光トランスポンダへ出力する多重分離手段をさらに備える、端局装置。
[0112]
 (付記11)
 付記10に記載された端局装置と前記伝送路とを備え、
 2台以上の前記端局装置が前記伝送路を介して通信可能なように接続された、光伝送システム。
[0113]
 (付記12)
 クライアントインタフェースにより、クライアント信号を送受信し、
 ラインインタフェースが備える信号処理手段により、前記クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で伝送するための信号処理を行い、
 前記ラインインタフェースが備える光トランシーバにより、前記クライアント信号と光信号との変換を行い、
 制御手段により、前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する、
光トランスポンダの制御方法。
[0114]
 (付記13)
 前記制御手段により、前記クライアント信号の帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースの稼働数を算出し、前記稼働数に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、
付記12に記載された光トランスポンダの制御方法。
[0115]
 (付記14)
 前記制御手段により、前記ラインインタフェースの帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、
付記13に記載された光トランスポンダの制御方法。
[0116]
 (付記15)
 前記制御手段により、前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段の稼働状態及び休止状態の情報、並びに、対向局が備える信号処理手段の稼働及び休止を指示する情報を生成し、
 前記ラインインタフェースにより、生成された前記情報を前記対向局に送信する、
付記12乃至14のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[0117]
 (付記16)
 前記信号処理手段を備える光送信手段により、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号に応じて光搬送波を変調し、変調された前記光搬送波を生成して前記光トランスポンダから出力し、
 前記信号処理手段を備える光受信手段により、前記光トランスポンダに入力される光信号を復調し、復調された前記クライアント信号を前記光トランスポンダから出力する、
付記12至15のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[0118]
 (付記17)
 前記信号処理手段が休止している場合には、前記光トランシーバはダミーパターンで変調された光信号を出力し、
 前記ダミーパターンで変調された光信号は、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号で変調された光信号と同様の光プロファイルを備える、
付記12乃至16のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[0119]
 (付記18)
 前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとを接続するスイッチにより、
 前記制御手段の指示に応じて、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号の帯域に応じて、前記クライアントインタフェースと、稼働させる複数の前記ラインインタフェースとを接続する、
付記12乃至17のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[0120]
 (付記19)
 前記制御手段により、前記スイッチの前記クライアント信号と前記ラインインタフェースとの接続設定を生成し、
 前記ラインインタフェースにより、生成された前記接続設定を送信する、
付記18に記載された光トランスポンダの制御方法。
[0121]
 (付記20)
 前記スイッチにおける前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとの接続は、ポートベースVLAN(virtual local area network)で設定される、
付記18又は19に記載された光トランスポンダの制御方法。
[0122]
 (付記21)
 クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で送受信するための信号処理を信号処理手段により行い、
 前記クライアント信号と光信号との変換を行い、
 前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する、
光トランスポンダの制御方法。
[0123]
 以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本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。各実施形態では本発明を海底ケーブルシステムに適用した例を説明した。しかし、本発明は陸上の光伝送システムにも適用できる。
[0124]
 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。
[0125]
 この出願は、2019年3月26日に出願された日本出願特願2019-059075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

[0126]
 10-12 トランスポンダ
 20-22 多重分離部
 30 クライアント装置
 40 海底ケーブル
 41-42 光伝送路
 50 ダミー光源
 100-110 クライアントインタフェース
 200-208 ラインインタフェース
 210 光トランシーバ
 220 信号処理部
 221 DSP
 231 ライン制御部
 232 送信信号処理部
 233 光変調器
 234、240 光源
 235 偏波合成器
 236-237 光増幅器
 238 偏波分離器
 241 受信信号処理部
 251 ダミーパターン生成部
 252 ヘッダ処理部
 261 ヘッダ処理部
 300 制御部
 400 スイッチ
 1000、2000 海底ケーブルシステム
 1001-1002 端局
 2001-2002 端局

請求の範囲

[請求項1]
 クライアント信号を送受信するクライアントインタフェースと、
 前記クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で伝送するための信号処理を行う信号処理手段及び前記クライアント信号と光信号との変換を行う光トランシーバを備えるラインインタフェースと、
 前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する制御手段と、
を備える光トランスポンダ。
[請求項2]
 複数の前記ラインインタフェースのそれぞれが前記信号処理手段を備え、
 前記制御手段は前記クライアント信号の帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースの稼働数を算出し、前記稼働数に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、請求項1に記載された光トランスポンダ。
[請求項3]
 前記制御手段は前記ラインインタフェースの帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、請求項2に記載された光トランスポンダ。
[請求項4]
 前記制御手段は、前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段の稼働状態及び休止状態の情報、並びに、対向局が備える信号処理手段の稼働及び休止を指示する情報を生成し、
 前記ラインインタフェースは、生成された前記情報を前記対向局に送信する、
請求項1乃至3のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[請求項5]
 前記ラインインタフェースは、
  前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号に応じて光搬送波を変調し、変調された前記光搬送波を生成して前記光トランスポンダから出力する光送信手段、及び、
  前記光トランスポンダに入力される光信号を復調し、復調された前記クライアント信号を前記光トランスポンダから出力する光受信手段を備え、
 前記光送信手段及び光受信手段のそれぞれが前記信号処理手段を備える、
請求項1乃至4のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[請求項6]
 前記ラインインタフェースはダミーパターンを生成するダミーパターン生成部をさらに備え、
 前記信号処理手段が休止している場合には、前記光トランシーバは前記ダミーパターンで変調された光信号を出力し、
 前記ダミーパターンで変調された光信号は、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号で変調された光信号と同様の光プロファイルを備える、
請求項1乃至5のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[請求項7]
 前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとを接続するスイッチをさらに備え、
 前記スイッチは、
 前記制御手段の指示に応じて、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号の帯域に応じて、前記クライアントインタフェースと、稼働させる複数の前記ラインインタフェースとを接続する、
請求項1乃至6のいずれかに記載された光トランスポンダ。
[請求項8]
 前記制御手段は、前記スイッチの前記クライアント信号と前記ラインインタフェースとの接続設定を生成し、
 前記ラインインタフェースは、生成された前記接続設定を送信する、
請求項7に記載された光トランスポンダ。
[請求項9]
 前記スイッチにおける前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとの接続は、ポートベースVLAN(virtual local area network)で設定される、
請求項7又は8に記載された光トランスポンダ。
[請求項10]
 請求項1乃至9のいずれかに記載された光トランスポンダと、
 前記光トランスポンダが出力した光信号を波長多重して伝送路へ出力し、前記伝送路から入力された波長多重光信号を分離して前記光トランスポンダへ出力する多重分離手段をさらに備える、端局装置。
[請求項11]
 請求項10に記載された端局装置と前記伝送路とを備え、
 2台以上の前記端局装置が前記伝送路を介して通信可能なように接続された、光伝送システム。
[請求項12]
 クライアントインタフェースにより、クライアント信号を送受信し、
 ラインインタフェースが備える信号処理手段により、前記クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で伝送するための信号処理を行い、
 前記ラインインタフェースが備える光トランシーバにより、前記クライアント信号と光信号との変換を行い、
 制御手段により、前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する、
光トランスポンダの制御方法。
[請求項13]
 前記制御手段により、前記クライアント信号の帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースの稼働数を算出し、前記稼働数に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、
請求項12に記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項14]
 前記制御手段により、前記ラインインタフェースの帯域に応じて複数の前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段を稼働又は休止させる、
請求項13に記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項15]
 前記制御手段により、前記ラインインタフェースのそれぞれの前記信号処理手段の稼働状態及び休止状態の情報、並びに、対向局が備える信号処理手段の稼働及び休止を指示する情報を生成し、
 前記ラインインタフェースにより、生成された前記情報を前記対向局に送信する、
請求項12乃至14のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項16]
 前記信号処理手段を備える光送信手段により、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号に応じて光搬送波を変調し、変調された前記光搬送波を生成して前記光トランスポンダから出力し、
 前記信号処理手段を備える光受信手段により、前記光トランスポンダに入力される光信号を復調し、復調された前記クライアント信号を前記光トランスポンダから出力する、
請求項12至15のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項17]
 前記信号処理手段が休止している場合には、前記光トランシーバはダミーパターンで変調された光信号を出力し、
 前記ダミーパターンで変調された光信号は、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号で変調された光信号と同様の光プロファイルを備える、
請求項12乃至16のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項18]
 前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとを接続するスイッチにより、
 前記制御手段の指示に応じて、前記光トランスポンダに入力される前記クライアント信号の帯域に応じて、前記クライアントインタフェースと、稼働させる複数の前記ラインインタフェースとを接続する、
請求項12乃至17のいずれかに記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項19]
 前記制御手段により、前記スイッチの前記クライアント信号と前記ラインインタフェースとの接続設定を生成し、
 前記ラインインタフェースにより、生成された前記接続設定を送信する、
請求項18に記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項20]
 前記スイッチにおける前記クライアントインタフェースと前記ラインインタフェースとの接続は、ポートベースVLAN(virtual local area network)で設定される、
請求項18又は19に記載された光トランスポンダの制御方法。
[請求項21]
 クライアント信号をデジタルコヒーレント方式で送受信するための信号処理を信号処理手段により行い、
 前記クライアント信号と光信号との変換を行い、
 前記クライアント信号の帯域に応じて前記信号処理手段の稼働を制御する、
光トランスポンダの制御方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]