JP2000236303A

JP2000236303A - 光伝送システム

Info

Publication number: JP2000236303A
Application number: JP11034215A
Authority: JP
Inventors: Yukio Horiuchi; 幸夫堀内; Yasuyuki Nagao; 康之長尾; Shu Yamamoto; 周山本; Shiro Ryu; 史郎笠
Original assignee: KDD Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】リング状光伝送路に波長透過性を持たせて、
複数のノード局を接続する。【解決手段】１対の光ファイバ線路３２ａ，３２ｂか
らなる光伝送路３２上にＮ個のノード局３４−１〜３４
−Ｎが接続する。センタ局３０は２つの通信終端装置３
６Ａ，３６Ｂが、光ファイバ線路３２ａ，３２ｂの両端
に接続する。通信終端装置３６Ａ，３６Ｂは同じ構成か
らなる。センタ局３０から各ノード局３４−１〜３４−
Ｎへの信号伝送には、各ノード局３４−１〜３４−Ｎに
受信用に割り当てられた波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮを使用し、
逆方向には、各ノード局３４−１〜３４−Ｎに送信用に
割り当てられた波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮを使用する。光ファ
イバ線路３２ａ，３２ｂ上の伝送帯域を２分し、一方
に、受信波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮを配置し、他方に送信波長
λ_Ｔ１〜λ_ＴＮを配置する。各ノード局３４−１〜３４
−Ｎは２×２の光カップラ５２，５４でそれぞれ光ファ
イバ線路３２ａ，３２ｂに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送システムに
関し、より具体的には、複数地点間で光信号を伝送する
光伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数地点間で光信号を伝送する光伝送シ
ステムでは、当初、各ノード局で電気ＡＤＭ（Ａｄｄ
ＤｒｏｐＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）装置により信号を
アド・ドロップしていたが、それでは、光伝送路の容量
を活かしきれないだけでなく、非常に高価な電気ＡＤＭ
装置を各ノード局に設けなければならない。電気ＡＤＭ
方式は、リング上を伝搬する基幹信号の容量によってリ
ング内の総容量が制限されてしまい、今後の爆発的な通
信容量の増加には対応しきれない。また、ＳＴＭ信号を
分解・合成する電気ＡＤＭ装置は非常に高価である。通
信容量が少ないノード局でも、通信容量の多いノード局
と同様に高価なＡＤＭ装置を配備する必要があり、不経
済である。

【０００３】これに対して、光ＡＤＭ装置と波長分割多
重伝送方式を併用する図７に示す光伝送方式が提案され
た。複数（図７では、６こ）のノード局１０−１〜１０
−６が、リング状の光伝送路１２にそれぞれ光ＡＤＭ装
置１４−１〜１４−６により接続する。光ＡＤＭ装置１
４−１〜14−６は特定の光信号波長を合分波する機能を
有する装置であり、光ファイバグレーティング、光フィ
ルタ及びアレイ導波路光子（ＡＷＧ）などから構成され
る。光伝送路１２は、時計方向に信号光を伝搬する光フ
ァイバ線路１２ａと、反時計方向に信号光を伝搬する光
ファイバ線路１２ｂとからなり、２つのノード局間に着
目すると、２つの通信経路を具備することになり、通常
は、一方を現用とし、他方を予備とする。これに対応し
て、各ノード局１０−１〜１０−６は、２系統の光送受
信装置１６Ａ，１６Ｂを具備する。光送受信装置１６
Ａ，１６Ｂは通常、一方が現用、他方が予備となる。ど
ちらを現用とするかは、通信相手に応じて異なることも
ある。光伝送路１２上を複数の波長の信号光が同時に伝
送できる。各光ＡＤＭ装置１４−１〜１４−６は、自局
宛の特定波長の信号光をアド・ドロップし、他局宛ての
他の波長の信号光をスルーする。

【０００４】例えば、ノード局１０−１，１０−４間の
２つの通信路を説明する。図７には、ノード局１０−
１，１０−４間の信号伝送方向を破線で図示した。

【０００５】一方の通信路（例えば、現用系）での通信
では、ノード局１０−１，１０−４の送受信装置１６Ａ
を使用する。ノード局１０−１の送受信装置１６Ａは、
光ＡＤＭ装置１４−１にノード局１０−４宛の特定波長
λの信号光を出力する。光ＡＤＭ装置１４−１は、波長
λのこの信号光を、光ファイバ線路１２ｂを反時計方向
に出力する。ノード局１０−１からノード局１０−４に
宛てた波長λの信号光は、光ファイバ線路１２ｂを反時
計方向に伝送する間に光ＡＤＭ装置１４−６，１４−５
をスルーし、最終的に光ＡＤＭ装置１４−４でドロップ
されて、ノード局１０−４の送受信装置１６Ａに入力す
る。逆に、ノード局１０−４の送受信装置１６Ａが、ノ
ード局１０−１宛に波長λの信号光を光ＡＤＭ装置１４
−４に出力する。光ＡＤＭ装置１４−４は、送受信装置
１６Ａからの波長λの信号光を光ファイバ線路１２ａに
時計方向に出力する。ノード局１０−４からノード局１
０−１に宛てた波長λの信号光は、光ファイバ線路１２
ａを時計方向に伝送する間に光ＡＤＭ装置１４−５，１
４−６をスルーし、最終的に光ＡＤＭ装置１４−１でド
ロップされて、ノード局１０−１の送受信装置１６Ａに
入力する。

【０００６】他方の通信路（例えば、予備系）での通信
では、ノード局１０−１，１０−４の送受信装置１６Ｂ
を使用する。ノード局１０−１の送受信装置１６Ｂは、
光ＡＤＭ装置１４−１にノード局１０−４宛の波長λの
信号光を出力する。光ＡＤＭ装置１４−１は、この波長
λの信号光を光ファイバ線路１２ａ上に時計方向に出力
する。ノード局１０−１からノード局１０−４に宛てた
波長λの信号光は、光ファイバ線路１２ａを時計方向に
伝送する間に光ＡＤＭ装置１４−２，１４−３をスルー
し、最終的に光ＡＤＭ装置１４−４でドロップされて、
ノード局１０−４の送受信装置１６Ｂに入力する。逆
に、ノード局１０−４の送受信装置１６Ｂは、ノード局
１０−１宛の波長λの信号光を光ＡＤＭ装置１４−４に
出力する。光ＡＤＭ装置１４−４は、送受信装置１６Ｂ
からの波長λの信号光を光ファイバ線路１２ｂ上に反時
計方向に出力する。ノード局１０−４からノード局１０
−１に宛てた波長λの信号光は、光ファイバ線路１２ｂ
を反時計方向に伝送する間に光ＡＤＭ装置１４−３，１
４−２をスルーし、最終的に光ＡＤＭ装置１４−１でド
ロップされて、ノード局１０−１の送受信装置１６Ｂに
入力する。

【０００７】このようにして、任意の２つのノード局は
２つの経路ノード局ちらでも信号を送受信できる。一方
の経路を現用とし、他方を予備とすることで、線路障害
時にも即座に、通信を復旧できる。波長分割多重方式を
併用して、ノード局間に固有波長の光信号を割り当てる
ことで、２ノード間の通信を複数、同時に実行できる。
ノード局間（例えば、ノード局１０−１，１０−４間）
の通信に割り当てられた波長λは、２つの経路のどちら
でも干渉無しに利用でき、波長資源を有効活用できる。

【０００８】信号の送信元と送信先の組合せに対して固
有の波長を割り当てる場合、光ＡＤＭ装置14−１〜14−
６は、通信相手となり得るノード局が複数のときには、
各ノード局との間の通信に割り当てられる複数の波長に
対応できる必要がある。しかし、信号の相手に対して固
有の波長を割り当てる方法もある。その場合、光ＡＤＭ
装置１４−１〜１４−６は、自ノード局に割り当てられ
た波長のみをドロップすればよいので、構成を簡略化で
きる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ＡＤＭ方式で
は、光ＡＤＭ装置１４−１〜１４−６が、所定波長成分
のみを分離・合成できなければならず、そのために、極
めて急峻な分光特性を具備しなければならない。また、
同一リング内で同一波長を再利用するためには、その波
長成分の漏洩を極めて低くしなければならない。これら
の要求を満たすには、光ファイバグレーティング及びＡ
ＷＧなどの高度な光部品を使用する必要があり、しか
も、時間的にその特性が安定する必要があることから、
このような高度な光部品の特性を厳密に管理する手段を
設けなければならない。そのような光ＡＤＭ装置は、非
常に高価になる。

【００１０】また、リング光伝送路１２上に光ＡＤＭ装
置１４−１〜１４−６が存在するので、リング光伝送路
１２に波長透過性がなくなる。この結果、ノード局間通
信に割り当てる波長の変更が容易でなくなるだけでな
く、運用管理・保守が困難になるという欠点がある。

【００１１】本発明は、これらの問題点を解決し、より
安価に構築できる光伝送システムを提示することを目的
とする。

【００１２】本発明はまた、伝送容量の増加に容易に対
応できる光伝送システムを提示することを目的とする。

【００１３】本発明はまた、光伝送路の波長透過性を確
保できる光伝送システムを提示することを目的とする。

【００１４】本発明は更に、運用管理と保守が容易な光
伝送システムを提示することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明では、当該第１及
び第２の光ファイバ線路の途中に接続した１以上のノー
ド局に、個別に送信波長と受信波長を割り当てる。第１
及び第２の光ファイバ線路の両端に接続した第１及び第
２の通信終端装置から各ノード局への信号伝送には、各
ノード局の受信波長を使用し、逆方向には各ノード局の
送信波長を使用する。そして、当該第１及び第２の光フ
ァイバ線路における伝送波長帯域内の長波長側帯域及び
短波長側帯域の一方に当該送信波長を所属させ、他方に
当該受信波長を所属させる。

【００１６】これにより、ノード局において第１及び第
２の光ファイバ線路から信号光を分岐する素子して簡易
な合分波手段を採用でき、しかも、自局に必要な信号を
分離するのが容易になる。ノード局の合分波手段として
波長特性を有しないものを使用できるので、第１及び第
２の光ファイバ線路が波長に対して透明になる。その結
果、ノード局の増減も容易になるる。

【００１７】当該第１及び第２の通信終端装置をセンタ
局内に配置することで、リング状伝送路を構成できる。
冗長性のある光伝送システムを構築でき、伝送容量の変
更にも柔軟に対応できる。

【００１８】通信終端装置での合分波に双方向で波長分
離と波長多重を行なえる合分波素子、例えば、アレイ導
波路格子を使用することにより、信頼性が向上し、保守
管理が容易になる。特定の波長成分を抽出する素子を設
けることにより、合分波素子におけるクロストークの弊
害及び、対向する通信終端装置からの大パワーの妨害信
号も効果的に抑制できるる。

【００１９】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロ
ック図を示す。３０はセンタ局であり、１対の光ファイ
バ線路３２ａ，３２ｂからなる光伝送路３２上にＮ個の
ノード局３４−１〜３４−Ｎが接続する。

【００２１】センタ局３０は２つの通信終端装置３６
Ａ，３６Ｂを具備し、通信終端装置３６Ａから出力され
る信号光が光ファイバ線路３２ａを伝搬して通信終端装
置３６Ｂに入力し、通信終端装置３６Ｂから出力される
信号光が光ファイバ線路３２ｂを伝搬して通信終端装置
３６Ａに入力する。すなわち、図１上で、光ファイバ線
路３２ａ上の信号光は、右回り（時計方向）に伝搬し、
光ファイバ線路３２ｂ上の信号光は、左回り（反時計方
向）に伝搬する。

【００２２】通信終端装置３６Ａ，３６Ｂは全く同じ構
成からなる。本実施例では、光伝送路３２上の各ノード
局３４−１〜３４−Ｎに固有の送信波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮ
及び受信波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮが割り当てられている。従
って、通信終端装置３６Ａ，３６Ｂには、Ａ系統とし
て、各ノード局３４−１〜３４−Ｎに固有の受信波長λ
_Ｒ１〜λ_ＲＮと同じ波長の信号光を出力する光送信器３
８Ａ−１〜３８Ａ−Ｎを設けると共に、Ｂ系統として、
同様に、各ノード局３４−１〜３４−Ｎに固有の受信波
長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮと同じ波長の信号光を出力する光送信
器３８Ｂ−１〜３８Ｂ−Ｎを設ける。勿論、光送信器３
８Ａ−ｉ，３８Ｂ−ｉ（但し、ｉ＝１〜Ｎ）は、同じ波
長の信号光を出力する。例えば、光送信器３８Ａ−１，
３８Ｂ−１は、波長λ_Ｒ１の信号光を出力する。波長λ
_Ｒ１はノード局３４−１の受信波長であるもので、光送
信器３８Ａ−１，３８Ｂ−１から出力される信号光は、
ノード局３４−１で受信される。

【００２３】同じ受信波長の複数のノード局がある場
合、対応する光送信器を共有できる。すなわち、λ_Ｒ１
〜λ_ＲＮは全て異なる波長である必要はなく、その何れ
か２以上が同じ波長であってもよい。その場合、その光
送信器から出力される信号光のパケット又はフレーム内
に宛先を識別できるように各ノード局へのデータを収容
すればよい。

【００２４】波長多重分離器４０Ａは、光送信器３８Ａ
−１〜３８Ａ−Ｎの出力光を波長多重し、波長多重分離
器４０Ｂは、光送信器３８Ｂ−１〜３８Ｂ−Ｎの出力を
波長多重する。波長多重分離器４０Ａ，４０Ｂは、例え
ばアレイ導波路格子からなる。波長多重分離器４０Ａ，
４０Ｂにより波長多重された信号光は、光フィルタ４２
Ａ，４２Ｂにより不要な帯域成分を除去され、光アンプ
４４Ａ，４４Ｂにより増幅されて、光ファイバ線路３２
ａ，３２ｂに供給される。

【００２５】逆に、光ファイバ線路３２ｂ，３２ａから
通信終端装置３６Ａ，３６Ｂに入射する信号光は、光ア
ンプ４６Ａ，４６Ｂにより増幅され、光フィルタ４８
Ａ，４８Ｂにより不要な帯域成分を除去されて、波長多
重分離器４０Ａ，４０Ｂに入力する。波長多重分離器４
０Ａは、光フィルタ４８Ａから入射する光を、ノード局
３４−１〜３４−Ｎの送信波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮとして割
り当てられた波長毎に分離して光受信器５０Ａ−１〜５
０Ａ−Ｎに供給する。同様に、波長多重分離器４０Ｂ
は、光フィルタ４８Ｂから入射する光を、ノード局３４
−１〜３４−Ｎの送信波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮとして割り当
てられた波長毎に分離して光受信器５０Ｂ−１〜５０Ｂ
−Ｎに供給する。光受信器５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｎ，５
０Ｂ−１〜５０Ｂ−Ｎは、入力する信号光からデータを
復調する。

【００２６】ノード局３４−１〜３４−Ｎの構成を説明
する。ノード局３４−１〜３４−Ｎの構成はいずれも同
じであるので、ノード局３４−１についてのみ、その内
部構成を図示した。ノード局３４−１は、光ファイバ線
路３２ａに接続する２×２の光カップラ５２及び光ファ
イバ線路３２ｂに接続する光カップラ５４を具備する。
ノード局３４−１は更に、Ａ系統として、センタ局３０
の通信終端装置３６Ａ宛てに波長λ_Ｔ１の信号光を出力
する光送信器５６Ａ、及び、通信終端装置３６Ａからの
受信波長λ_Ｒ１の信号光を受信する光受信器５８Ａを具
備し、Ｂ系統として、センタ局３０の通信終端装置３６
Ｂ宛てに波長λ_Ｔ１の信号光を出力する光送信器５６
Ｂ、及び、通信終端装置３６Ｂからの受信波長λ_Ｒ１の
信号光を受信する光受信器５８Ｂを具備する。

【００２７】本実施例では、１対の光ファイバ線路３２
ａ，３２ｂからなる光伝送路３２の両側を１つのセンタ
局３０に接続することにより、光伝送路３２をループ上
とし、その上に各ノード局３４−１〜３４−Ｎを接続す
る。このような構成により、センタ局３０とノード局３
４−１〜３４−Ｎとの間の通信には、２系統の通信路を
確保できる。光伝送路３２がその途中で断線しても、セ
ンタ局３０と各ノード局３４−０１〜３４−Ｎとの間の
通信路を確保できることになり、通常は、一方の通信路
が現用となり、他方の通信路が予備となる。

【００２８】また、各ノード局３４−１〜３４−Ｎに互
いに異なる送信波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮ及び受信波長λ_Ｒ１
〜λ_ＲＮを割り当て、しかも送信波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮと
受信波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮを異なるものとすることで、各
ノード局３４−１〜３４−Ｎでの光ファイバ線路３２
ａ，３２ｂとの接続に光カップラ５２，５４という単純
な合分波素子を使用しながらも、互いに干渉しない独立
した信号チャネルを確保できる。しかも、２系統の同時
使用も可能になり、伝送容量を簡単に２倍にできる。

【００２９】センタ局３０とノード局３４−１との間の
通信を例に、信号伝送の様子を説明する。先ず、センタ
局３０の通信終端装置３６Ａ並びにノード局３４−１の
光送信器５６Ａ及び光受信器５８Ａを使用する場合を説
明する。

【００３０】センタ局３０の通信終端装置３６Ａからノ
ード局３４−１への信号伝送では、光送信器３８Ａ−１
が、ノード局３４−１に向けた信号光（波長λ_Ｒ１）を
出力する。光送信器３８Ａ−１の出力光は、波長多重分
離器４０Ａにより他の光送信器３８Ａ−２〜３８Ａ−Ｎ
の出力光と合波され、光フィルタ４２Ａ及び光アンプ４
４Ａを介して光ファイバ線路３２ａに送出される。光フ
ァイバ線路３２ａを伝搬した光（波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮの
波長多重信号光）は、光カップラ５２により２分割さ
れ、一方がそのまま次のノード局３４−２に向かって光
ファイバ線路３２ａを伝搬し、他方が光受信器５８Ａに
入射する。ノード局３４−１の光受信器５８Ａは、ノー
ド局３４−１の受信用に割り当てられた波長λ_Ｒ１のみ
を入力光から抽出して電気信号に変換し、データ復調す
る。このようにして、センタ局３０の通信終端装置３６
Ａからノード局３４−１に信号が伝送される。

【００３１】ノード局３４−１からセンタ局３０の通信
終端装置３６Ａへ向けた信号伝送では、ノード局３４−
１の光送信器５６Ａが、センタ局３０に向けた信号光
（波長λ_Ｔ１）を出力する。光送信器５６Ａの出力光
は、光カップラ５４により２分割され、一方が光受信器
５８Ｂに入力し、他方が光ファイバ線路３２ｂに結合
し、光ファイバ線路３２ｂを伝搬してセンタ局３０の通
信終端装置３６Ａに入射する。通信終端装置３６Ａで
は、光アンプ４６Ａが、光ファイバ線路３２ｂからの光
を光増幅し、光フィルタ４８Ａが、光アンプ４６Ａの出
力光から、通信終端装置３６Ａの受信帯域（λ_Ｔ１〜λ
_ＴＮ）以外の波長帯域を除去する。波長多重分離器４０
Ａは、光フィルタ４８Ａの出力光を各波長λ_Ｔ１〜λ
_ＴＮに分離して、光受信器５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｎに供
給する。このようにして、ノード局３４−１の光送信器
５６Ａから出力された信号光が光受信器５０Ａ−１に入
力する。光受信器５０Ａ−１は入力する信号光を電気信
号に変換し、データを復調して出力する。

【００３２】このようにして、センタ局３０とノード局
３４−１は、センタ局３０の通信終端装置３６Ａとノー
ド局３４−１の光送信器５６Ａ及び光受信器５８Ａを使
用して、通信できる。この通信は、通信終端装置３６Ａ
とノード局３４−１との間の光伝送路３２で障害が発生
しない限り、維持できる。換言すると、ノード局３４−
１と通信終端装置３６Ｂとの間で光伝送路３２に破断な
どの障害が発生しても、センタ局３０の通信終端装置３
６Ａとノード局３４−１の光送信器５６Ａ及び光受信器
５８Ａを使用することにより、センタ局３０とノード局
３４−１との間の通信は可能である。

【００３３】次に、センタ局３０の通信終端装置３６Ｂ
並びにノード局３４−１の光送信器５６Ｂ及び光受信器
５８Ｂを使用する場合を説明する。

【００３４】センタ局３０の通信終端装置３６Ａからノ
ード局３４−１への信号伝送では、光送信器３８Ｂ−１
が、ノード局３４−１に向けた信号光（波長λ_Ｒ１）を
出力する。光送信器３８Ｂ−１の出力光は、波長多重分
離器４０Ｂにより他の光送信器３８Ｂ−２〜３８Ｂ−Ｎ
の出力光と合波され、光フィルタ４２Ｂ及び光アンプ４
４Ｂを介して光ファイバ線路３２ｂに送出される。光フ
ァイバ線路３２ｂを伝搬した光（波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮの
波長多重信号光）は、ノード局３４−Ｎ〜３４−２にお
いてノード局３４−１の光カップラ５４に対応する光カ
ップラにより分割を繰り返されてノード局３４−１に入
射する。ノード局３４−１では、光カップラ５４がノー
ド局３４−２から光ファイバ線路３２ｂを伝搬して入射
する光を２分割し、一方はセンタ局３０の通信終端装置
３６Ａに向かって光ファイバ線路３２ｂを伝搬し、他方
は、光受信器５８Ｂに入射する。光受信器５８Ｂも、光
受信器５８Ａと同様に、ノード局３４−１の受信用に割
り当てられた波長λ_Ｒ１のみを入力光から抽出して電気
信号に変換し、データ復調する。このようにして、セン
タ局３０の通信終端装置３６Ｂからノード局３４−１に
信号が伝送される。

【００３５】ノード局３４−１からセンタ局３０の通信
終端装置３６Ｂへ向けた信号伝送では、ノード局３４−
１の光送信器５６Ｂが、センタ局３０に向けた信号光
（波長λ_Ｔ１）を出力する。光送信器５６Ｂの出力光
は、光カップラ５２により２分割され、一方が光受信器
５８Ａに入力し、他方が光ファイバ線路３２ａに結合
し、光ファイバ線路３２ａをノード局３４−２に向かっ
て伝搬する。光ファイバ線路３２ａを伝搬する光は、ノ
ード局３４−２〜３４−Ｎで、ノード局３４−１の光カ
ップラ５２に対応する光カップラにより分割を繰り返さ
れてセンタ局３０の通信終端装置３６Ｂに入射する。通
信終端装置３６Ｂでは、光アンプ４６Ｂが、光ファイバ
線路３２ａからの光を光増幅し、光フィルタ４８Ｂが、
光アンプ４６Ｂの出力光から、通信終端装置３６Ｂの受
信帯域（λ_Ｔ１〜λ_ＴＮ）以外の波長帯域を除去する。
波長多重分離器４０Ｂは、光フィルタ４８Ｂの出力光を
各波長λ _Ｔ１〜λ_ＴＮに分離して、光受信器５０Ａ−１
〜５０Ａ−Ｎに供給する。このようにして、ノード局３
４−１の光送信器５６Ｂから出力された信号光が光受信
器５０Ｂ−１に入力する。光受信器５０Ａ−１は入力す
る信号光を電気信号に変換し、データを復調して出力す
る。

【００３６】このようにして、センタ局３０とノード局
３４−１は、センタ局３０の通信終端装置３６Ｂとノー
ド局３４−１の光送信器５６Ｂ及び光受信器５８Ｂを使
用して、通信できる。この通信は、通信終端装置３６Ｂ
とノード局３４−１との間の光伝送路３２で障害が発生
しない限り、維持できる。換言すると、ノード局３４−
１と通信終端装置３６Ａとの間で光伝送路３２に破断な
どの障害が発生しても、センタ局３０の通信終端装置３
６Ｂとノード局３４−１の光送信器５６Ｂ及び光受信器
５８Ｂを使用することにより、センタ局３０とノード局
３４−１との間の通信は可能である。

【００３７】次に、各ノード局３４−１〜３４−Ｎに割
り当てられる送信波長λ_Ｔ１〜λ_Ｔ _Ｎと受信波長λ_Ｒ１
〜λ_ＲＮの関係を説明する。本実施例では、光伝送路３
２上の信号波長帯を長波長群と短波長群の２つに分割
し、一方に送信波長λ_Ｔ１〜λ _ＴＮを割り当て、他方に
受信波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮを割り当てる。どちらの波長群
を送信波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮに割り当てても良い。このよ
うにする理由を以下に説明する。

【００３８】各ノード局３４−１〜３４−Ｎでは、光伝
送路３２の光ファイバ線路３２ａ，３２ｂとの接続に２
×２の光カップラ５２，５４を使用する。光カップラ５
２、５４の分岐比又は分割比は、本線への損失が少なく
なるように、本線同士を接続するストレート方向又はス
ルー方向の割合を高くし、本線と光送信器５６Ａ，５６
Ｂ又は光受信器５８Ａ，５８Ｂを接続するクロス方向の
結合割合を低くしてある。従って、光ファイバ線路３２
ａ，３２ｂから光カップラ５２，５４で分岐されて光受
信器５８Ａ，５８Ｂに入力する光パワーは小さいが、光
送信器５６Ｂ，５６Ａから出力される光は、光カップラ
５２，５４を少ない損失でスルーして、光カップラ５
２，５４を介して対向する光受信器５８Ａ，５８Ｂに入
射する。すなわち、例えばノード局３４−１では、光受
信器５８Ａ，５８Ｂには、センタ局３０からの弱い光
（λ_Ｒ１〜λ_ＲＮ）と、光送信器５６Ｂ，５６Ａからの
強い光（λ_Ｔ１）が入射する。光受信局５８Ａ，５８Ｂ
は、これらの入力光から波長λ _Ｒ１の成分を抽出しなけ
ればならない。通常、所望波長の光信号を抽出するには
干渉膜型光フィルタを用いるが、この種の安価な光フィ
ルタでは、隣接した波長域の信号を十分に抑圧して分離
することができない。しかし、上述のように、送信波長
λ_Ｔ１〜λ_ＴＮと受信波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮを上述のよう
に長波長群と短波長群とに分離すると、安価な光フィル
タでも、混在する強い波長λ_Ｔ１を抑圧して目的の波長
λ_Ｒ１を分離及び抽出できる。

【００３９】波長多重分離器４０Ａ，４０Ｂは、アレイ
導波路格子を使用するのが好ましい。合波と分波で共通
する波長特性を享受でき、かつ、後述するように、１つ
の素子で合波と分波の両方を実現できるからである。

【００４０】図２は、８つの合分波ポート＃１〜＃８と
２つの共通ポート＃１，＃２を具備する８×２のアレイ
導波路格子の模式図を示す。図３は、そのルーティング
特性を示す。合分波ポート＃１〜＃８にそれぞれ一定周
期の波長λ１〜λ８の光が入力すると、その波長λ１〜
λ８の光を波長多重した光が共通ポート＃１から出力さ
れる。逆に、共通ポート＃１に波長λ１〜λ８の光を波
長多重した光が入力した場合、各波長λ１〜λ８は分離
されてそれぞれ合分波ポート＃１〜＃８から出力され
る。共通ポート＃１に隣接する共通ポート＃２に対して
は、波長が１つずれて同様の関係が成立する。すなわ
ち、合分波ポート＃１〜＃８にそれぞれ一定周期の波長
λ２〜λ９の光が入力すると、その波長λ２〜λ９の光
を波長多重した光が共通ポート＃２から出力される。逆
に、共通ポート＃２に波長λ２〜λ９の光を波長多重し
た光が入力した場合、各波長λ２〜λ９は分離されてそ
れぞれ合分波ポート＃１〜＃８から出力される。このよ
うに、アレイ導波路格子は、入出力特性に関して波長の
周期性と可逆性を具備する。

【００４１】例えば、送信波長が４つ、受信波長が４つ
の場合（すなわち、最低でも、４つのノード局を接続で
きる光伝送システム）を例に、波長多重分離器４０Ａ，
４０Ｂにアレイ導波路格子を使用した場合の作用を説明
する。この場合、図４に示すように、λ１，λ２，λ
３，λ４を各ノード局＃１，＃２，＃３，＃４の受信波
長とし、λ６，λ７，λ８，λ９を各ノード局＃１，＃
２，＃３，＃４の送信波長とする。そして、合分波ポー
ト＃１〜＃４をノード局＃１，＃２，＃３，＃４に送信
すべき信号光の送信信号入力端子とし、合分波ポート＃
５〜＃８を、各ノード局＃１〜＃４からの信号光を出力
する受信信号出力端子とする。共通ポート＃１は、光伝
送路３２ａ，３２ｂに送出される信号を出力する送信ポ
ートとなり、共通ポート＃２は光伝送路３２ａ，３２ｂ
を伝搬した信号光が入力する受信ポートになる。

【００４２】図１との対応では、合分波ポート＃１〜＃
４はそれぞれ光送信器３８Ａ−１〜３８Ａ−Ｎ又は同３
８Ｂ−１〜３８Ｂ−Ｎの出力に接続し、合分波ポート＃
５〜＃８はそれぞれ光受信器５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｎ又
は同５０Ｂ−１〜５０Ｂ−Ｎの入力に接続する。共通ポ
ート＃１は、光フィルタ４２Ａ又は同４２Ｂ及び光アン
プ４４Ａ又は４４Ｂを介して光伝送路３２ａ又は同３２
ｂに接続し、共通ポート＃２は、光フィルタ４８Ａ又は
同４８Ｂ及び光アンプ４６Ａ又は４６Ｂを介して光伝送
路３２ｂ又は同３２ａに接続する。

【００４３】図５は、図２に示すようアレイ導波路格子
を波長多重分離器４０Ａ，４０Ｂとして使用した場合の
ルーティング特性を示す。合分波ポート＃１〜＃４に波
長λ１〜λ４の光が入力すると、これらは波長多重され
て共通ポート＃１から出力される。波長λ６〜λ９を波
長多重した光が共通ポート＃２に入力すると、各波長λ
６〜λ９が波長分離され、合分波ポート＃５〜＃８から
出力される。

【００４４】共通ポート＃１を受信ポート、共通ポート
＃２を送信ポートとしても良い。その場合、波長λ１〜
λ４は各ノード局の送信波長となり、波長λ５〜λ９は
各ノード局の受信波長となる。合分波ポート＃１〜＃４
には波長λ１〜λ４の光受信器の入力を接続し、合分波
ポート＃５〜＃８には波長λ６〜λ９の光送信器の出力
を接続する。

【００４５】図４に示すアレイ導波路格子では、λ１〜
λ９の波長を利用可能であるが、本実施例では、これら
を図６に示すように、λ１〜λ４からなる短波長群と、
λ６〜λ９からなる長波長群に分離する。図６は、光伝
送路３２上での波長配置例を示す。例えば、短波長群を
センタ局３０から各ノード局３４−１〜３４−Ｎへの信
号送信に使用し、長波長群を各ノード局３４−１〜３４
−Ｎからセンタ局３０への信号送信に使用する。中間の
波長λ５を使用しないことで、１つのアレイ導波路格子
を波長多重用と波長分離用に共用できる。

【００４６】このように、各ノード局３４−１〜３４−
Ｎの送信波長λ_Ｔ１〜λ_ＴＮと受信波長λ_Ｒ１〜λ_ＲＮ
を上述のように長波長群と短波長群とに分離すると、受
信光に送信光が混合して光受信器５８Ａ，５８Ｂに入射
しても、安価な光フィルタで強い送信光を効率的に抑制
できる。従って、回線との接続に、簡単な構成の光カッ
プラ５２，５４を使用できる。これらは、ノード局３４
−１〜３４−Ｎのコスト及び装置設置スペースの低減に
寄与する。

【００４７】波長多重分離器４０Ａ，４０Ｂとして１台
のアレイ導波路格子を使用することにより、センタ局３
０のコストと装置設置スペースを低減できる。波長多重
用に波長分離用に別個のアレイ導波路格子を使用する場
合、それらの波長特性を同じに維持するために厳密な温
度管理が必要になるが、本実施例では、１台のアレイ導
波路格子で波長多重と波長分離を行なわせるので、この
ような厳密な温度管理が不要になる。また、送信用と受
信用に別個のアレイ導波路格子を使用する場合、その一
方でも故障すればシステム障害となるので信頼性が低い
が、本実施例では、１つのアレイ導波路格子でよくなる
ので、信頼性が向上する。

【００４８】通信終端装置３６Ａ，３６Ｂには、ノード
局３４−１〜３４−Ｎの光送信器５６Ａ，５６Ｂから出
力される信号光のみならず、対向する通信終端装置３６
Ｂ，３６Ａから出力される信号光も光伝送路３２から入
力する。ノード局３４−１〜３４−Ｎの光送信器５６
Ａ，５６Ｂから出力される信号光は光カップラ５２，５
４により大きな損失を受けるているが、対向する通信終
端装置３６Ｂ、３６Ａが送出する波長多重信号光は、途
中のノード局３４−１〜３４−Ｎの光カップラ５２，５
４による損失をあまり受けない。従って、通信終端装置
３６Ａ，３６Ｂの入力光の中では、所望のノード局３４
−１〜３４−Ｎからの信号よりも、対向する通信終端装
置３６Ｂ，３６Ａからの信号光のパワーの方が大きくな
る場合がある。この場合、アレイ導波路格子からなる波
長多重分離器４０Ａ，４０Ｂに通信終端装置３６Ａ，３
６Ｂの入力光（又はそれを光増幅した信号）を入力する
と、波長多重分離器４０Ａ，４０Ｂにおけるクロストー
クが無視できないものになりうる。図３を参照して説明
する。

【００４９】例えば、共通ポート＃１にλ１〜λ８の波
長多重信号が入力したとする。各波長λ１〜λ８はそれ
ぞれ、合分波ポート＃１〜＃８から出力される。しか
し、アレイ導波路格子は、これらの所定波長を低損失で
対応する合分波ポート＃１〜＃８から出力するが、実際
には、所定波長以外の信号成分（妨害信号）も漏洩す
る。これはクロストークと呼ばれ、所定の分波波長に対
して約３０ｄＢ低いレベルで漏洩する。

【００５０】従って、例えば、合分波ポート＃１はλ１
を出力するが、これ以外のλ２〜λ８の妨害信号成分も
それぞれ３０ｄＢ低いレベルで出力する。λ１〜λ８の
信号光パワーが同じであるとすると、λ２〜λ８の７波
分の妨害信号成分の総パワーは、単一波信号の光パワー
より８．５ｄＢ上昇するので、波長λ２〜λ８からなる
妨害信号成分は、所望波長λ１より２１．５ｄＢ低いだ
けとなる。所望波長の信号パワーと妨害信号成分の比が
この程度であれば、信号品質には問題がないが、前述の
ように、対向する通信終端装置３６ｂ又は３６Ａからの
波長多重信号光のパワーが高くなりうる場合には問題と
なる。

【００５１】例えば、波長λ５〜λ８の信号をセンタ局
３０の通信終端装置３６Ｂからの信号とし、通信終端装
置３６Ａが、この信号光をノード局３４−１〜３４−Ｎ
からのλ１〜λ４の信号光パワーより１０ｄＢ高く受信
したとする。この場合、波長λ２〜λ４の総信号パワー
は波長λ１の信号光パワーより約１ｄＢ高くなる程度で
あるが、波長λ５〜λ８の総信号パワーは波長λ１の光
パワーよりも約１６ｄＢ、高くなり、波長λ２〜λ８の
妨害波の総パワーは波長λ１の光パワーより約１６．３
ｄＢ高くなる。このような信号をアレイ導波路格子で分
波すると、合分波ポート＃１の出力光における所望波長
λ１の成分と波長λ２〜λ８の妨害信号成分の比は約１
３．７ｄＢとなる。これは、無視できない大きさであ
り、通信品質が劣化する。いうまでもないが、波長数が
増加した場合には更に通信品質が劣化する。

【００５２】これを回避するには、各合分波ポートに上
述の妨害波を除去するための光フィルタを接続する必要
が生じ、そうすると装置コストが上昇してしまう。本実
施例では、通信終端装置３６Ａ，３６Ｂの受信側光アン
プ４６Ａ、４６Ｂの出力側（又は入力側）に設けること
で、コスト上昇を抑制しつつ、妨害波を効果的に抑制し
ている。従って、光フィルタ４６Ａ，４６Ｂは、ノード
局３４−１〜３４−Ｎからセンタ局３０向けの波長群を
透過させる帯域光フィルタであっても、センタ局３０か
らノード局３４−１〜３４−ｎ向けの波長群の透過を阻
止する帯域除去光フィルタであってもよい。

【００５３】勿論、通信終端装置３６Ａ，３６Ｂの出力
段に、図１に示したように、センタ局３０からノード局
３４−１〜３４−Ｎ向けの波長群を透過させる帯域光フ
ィルタ、又は、ノード局３４−１〜３４−Ｎからセンタ
局３０向けの波長群の透過を阻止する帯域除去光フィル
タからなる光フィルタ４２Ａ，４２Ｂを挿入するのが有
益である。通信終端装置３６Ａ，３６Ｂの波長多重分離
器４０Ａ，４０Ｂそれぞれを単一のアレイ導波路格子で
実現した場合、波長多重分離器４０Ａ，４０Ｂを構成す
るアレイ導波路格子に入射するノード局３４−１〜３４
−Ｎからセンタ局３０に向けた波長群の信号が、アレイ
導波路格子の内部反射及び合分波ポートのコネクタ反射
などによって、アレイ導波路格子の送信側共通ポートを
介して再びノード局３４−１〜３４−ｎ方向に伝搬する
ことがありうる。光フィルタ４２Ａ，４２Ｂを設けるこ
とにより、このような反射光がノード局３４−１〜３４
−ｎの出力する同一波長の光と干渉するのを防止でき
る。

【００５４】また、通信終端装置３６Ａ，３６Ｂの受信
側光アンプ４６Ａ，４６Ｂの増幅特性としても、ノード
局３４−１〜３４−Ｎの光送信器５６Ａ，５６Ｂから出
力される信号光の光パワーに比べて、対向する通信終端
装置３６Ｂ，３６Ａから出力される信号光の光パワーよ
り大きくなると、ノード局３４−１〜３４−Ｎの光送信
器５６Ａ，５６Ｂから出力される信号光に対する光増幅
特性が劣化し、ノード局３４−１〜３４−Ｎからの信号
光を予定の光強度で出力できなくなることがある。この
ような弊害は、飽和点の高い光アンプを使用することで
回避できるが、光フィルタ４８Ａ，４８Ｂを光アンプ４
６Ａ，４６Ｂの入力側に移動することでも、改善でき
る。

【００５５】上記実施例では、一般的に、各ノード局３
４−１〜３４−Ｎからセンタ局３０への光信号波長、及
びセンタ局３０から各ノード局３４−１〜３４−Ｎをノ
ード局３４−１〜３４−Ｎ毎に異なるとして説明した
が、波長割り当てがこのように対称的でない場合にも、
本発明を適用できる。例えば、、各ノード局３４−１〜
３４−Ｎからセンタ局３０への信号伝送用に、各ノード
局３４−１〜３４−Ｎに互いに異なる受信波長を割り当
てるが、センタ局３０から各ノード局３４−１〜３４−
Ｎへの信号伝送には、通信容量に応じて複数のノード局
に共有の受信波長を割り当てる。通信容量の必要性に応
じた伝送理システムを構築でき、波長を有効活用でき
る。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、高価な光ＡＤＭを用いなくても、
複数のノード局を安価な光カップラを介してリング光伝
送路に接続でき、ノード局の設備コストを低減できる。
また、リング光伝送路の波長透過性が確保できるので、
ノード局の増設及び信号波長の変更が容易になり、伝送
線路の保守管理も容易となる。センタ局の通信終端装置
では、１つのアレイ導波路格子を送受信に共用すること
により、コストを低減でき、保守性及び信頼性が向上す
る。

【００５７】従来の光ＡＤＭ方式に比べると約２倍の波
長占有帯域が必要となるが、もともと光ファイバが有す
る莫大な波長域を考えると、あまり問題とならない。通
常、光ケーブルは１００芯以上の光ファイバを具備する
ので、別の光ファイバを使用する方が経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図であ
る。

【図２】アレイ導波路格子の伝達特性の説明図であ
る。

【図３】８×２のアレイ導波路格子のルーティング特
性表である。

【図４】波長多重分離器４０Ａ，４０Ｂとして、４つ
の送信波長、４つの受信波長を合分波するアレイ導波路
格子を使用した例の模式図である。

【図５】図４の合分波特性である。

【図６】光信号の波長配置図である。

【図７】光ＡＤＭ方式の従来例の概略構成ブロック図
である。

【符号の説明】

１０−１〜１０−６：ノード局１２：リング状光伝送路１２ａ，１２ｂ：光ファイバ線路１４−１〜１４−６：光ＡＤＭ（ＡｄｄＤｒｏｐＭ
ｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）装置１６Ａ，１６Ｂ：光送受信装置３０：センタ局３２：光伝送路３２ａ，３２ｂ：光ファイバ線路３４−１〜３４−Ｎ：ノード局３６Ａ，３６Ｂ：通信終端装置３８Ａ−１〜３８Ａ−Ｎ：光送信器３８Ｂ−１〜３８Ｂ−Ｎ：光送信器４０Ａ，４０Ｂ：波長多重分離器４２Ａ，４２Ｂ：光フィルタ４４Ａ，４４Ｂ：光アンプ４６Ａ，４６Ｂ：光アンプ４８Ａ，４８Ｂ：光フィルタ５０Ａ−１〜５０Ａ−Ｎ：光受信器５０Ｂ−１〜５０Ｂ−Ｎ：光受信器５２，５４：光カップラ５６Ａ，５６Ｂ：光送信器５８Ａ，５８Ｂ：光受信器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本周東京都新宿区西新宿２丁目３番２号ケイディディ株式会社内 (72)発明者笠史郎東京都新宿区西新宿２丁目３番２号ケイディディ株式会社内Ｆターム(参考） 5K002 AA05 BA05 BA31 CA13 DA02 DA08 DA11 EA03 FA01 5K069 BA09 CA06 CB10 DA05 EA24 EA25 EA28 EA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１及び第２の光ファイバ線路と、当該第１及び第２の光ファイバ線路の途中に接続し、個
別に送信波長と受信波長を割り当てられた１以上のノー
ド局と、当該１以上のノード局の各受信波長の信号光を出力する
１以上の第１の光送信手段、当該１以上のノード局から
の、各送信波長に対応する信号光を受信する１以上の第
１の光受信手段、及び、当該第１の光送信手段の出力光
を合波して当該第１の光ファイバ線路の一端に供給し、
当該第２の光ファイバ線路の一端から入力する光を各送
信波長に分波して対応する当該第１の光受信手段に供給
する第１の合分波手段を具備する第１の通信終端装置
と、当該１以上のノード局の各受信波長の信号光を出力する
１以上の第２の光送信手段、当該１以上のノード局から
の、各送信波長に対応する信号光を受信する１以上の第
２の光受信手段、及び、当該第２の光送信手段の出力光
を合波して当該第２の光ファイバ線路の他端に供給し、
当該第１の光ファイバ線路の他端から入力する光を各送
信波長に分波して対応する当該第２の光受信手段に供給
する第２の合分波手段を具備する第２の通信終端装置と
からなり、当該第１及び第２の光ファイバ線路の伝送波
長帯域内の長波長側帯域及び短波長側帯域の一方に当該
送信波長が所属し、他方に当該受信波長が所属すること
を特徴とする光伝送システム。
【請求項２】当該第１及び第２の通信終端装置がセン
タ局内に配備される請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項３】当該第１の合分波手段が、Ｎ個の合分波
ポート及び２つの共通ポートを具備する波長多重分離素
子と、当該波長多重分離素子の第１の共通ポートから出
力される波長多重光から当該受信波長の成分を抽出し
て、当該第１の光ファイバ線路に供給する第１の波長選
択手段と、当該第２の光ファイバ線路から入力する光か
ら当該送信波長の成分を抽出して、当該合分波素子の第
２の共通ポートに供給する第２の波長選択手段とからな
る請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項４】当該第１の波長選択手段が、当該波長多
重分離素子の第１の共通ポートから出力される波長多重
光から当該受信波長の成分を抽出する第１の光フィルタ
と、当該第１の光フィルタの出力光を光増幅して当該第
１の光ファイバ線路に供給する第１の光アンプとからな
り、当該第２の波長選択手段が、当該第２の光ファイバ
線路から入力する光を光増幅する第２の光アンプと、当
該第２の光アンプの出力光から当該送信波長の成分を抽
出して、当該波長多重分離素子の第２の共通ポートに供
給する第２の光フィルタとからなる請求項３に記載の光
伝送システム。
【請求項５】当該第２の合分波手段が、Ｎ個の合分波
ポート及び２つの共通ポートを具備する波長多重分離素
子と、当該波長多重分離素子の第１の共通ポートから出
力される波長多重光から当該受信波長の成分を抽出し
て、当該第２の光ファイバ線路に供給する第１の波長選
択手段と、当該第１の光ファイバ線路から入力する光か
ら当該送信波長の成分を抽出して、当該波長多重分離素
子の第２の共通ポートに供給する第２の波長選択手段と
からなる請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項６】当該第１の波長選択手段が、当該波長多
重分離素子の第１の共通ポートから出力される波長多重
光から当該受信波長の成分を抽出する第１の光フィルタ
と、当該第１の光フィルタの出力光を光増幅して当該第
２の光ファイバ線路に供給する第１の光アンプとからな
り、当該第２の波長選択手段が、当該第１の光ファイバ
線路から入力する光を光増幅する第２の光アンプと、当
該第２の光アンプの出力光から当該送信波長の成分を抽
出して当該波長多重分離素子の第２の共通ポートに供給
する第２の光フィルタとからなる請求項５に記載の光伝
送システム。
【請求項７】当該各ノード局は、第１及び第２の光送
信器と、第１及び第２の光受信器と、当該第１の光ファ
イバ線路に結合し、当該第１の光ファイバ線路の信号上
流側から入力する光を分割し、一方を当該第１の光受信
器に供給すると共に他方を当該第１の光ファイバ線路の
信号下流側に供給し、当該第２の光送信器の出力光を当
該第１の光ファイバ線路の信号下流側に供給する第１の
光カップラと、当該第２の光ファイバ線路に結合し、当
該第２の光ファイバ線路の信号上流側から入力する光を
分割し、一方を当該第２の光受信器に供給すると共に他
方を当該第２の光ファイバ線路の信号下流側に供給し、
当該第１の光送信器の出力光を当該第２の光ファイバ線
路の信号下流側に供給する第２の光カップラとを具備す
る請求項１に記載の光伝送システム。
【請求項８】当該受信波長が、複数のノード局で共有
される請求項１に記載の光伝送システム。