JP2003234721A

JP2003234721A - 光通信システム

Info

Publication number: JP2003234721A
Application number: JP2002029693A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kani; 淳一可児; Mitsuhiro Tejima; 光啓手島; Katsumi Iwatsuki; 岩月　　勝美
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2003-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】親局ノードから各子局ノードに光キャリアを
供給する光通信システムのノード間の距離が異なるとき
のノード間の損失のバラツキを最小限に抑える。【解決手段】リモートノードは、波長の異なる複数の
光キャリアを所定の分岐比でｍ本の下り光ファイバに分
岐する光分岐手段と、ｍ本の上り光ファイバからそれぞ
れ到着する波長多重光信号を所定の結合比で結合する光
結合手段とを備え、ｍ本の下り光ファイバおよび上り光
ファイバは、その距離が長くなるほど光分岐手段および
光結合手段の損失が小さいポートに接続する構成であ
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、親局ノードの多波
長光源から各子局ノードに光キャリアを供給し、各子局
ノードで光キャリアを変調して親局ノードに折り返す光
通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インターネットに代表されるマル
チメディアサービスの進展に伴い、バックボーンの光通
信ネットワークにおける転送容量の増加が必要になって
いる。この転送容量の増加を実現する技術として、１本
の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を波長多重し
て伝送するＷＤＭシステムが実用段階にある。

【０００３】ところで、広域の通信ネットワークは一般
に階層化されており、例えばアクセスノードからより上
位のリモートノードに送信された波長多重光信号はさら
に多重化され、さらに上位のノードに送信される。この
ような光通信ネットワークは、例えば図７のように構成
される。アクセスノード５０−１〜５０−ｍは、それぞ
れ波長λ1'〜λn'の光源５１と、各光源からの出力光を
変調するｎ’個の光変調器５２と、変調されたｎ’個の
光信号を合波する合波器５３から構成される。

【０００４】リモートノード６０は、各アクセスノード
５０−１〜５０−ｍから送信された波長多重光信号をそ
れぞれ分波するｍ個の分波器６１と、各波長の光信号を
それぞれ電気信号に変換するｎ（＝ｎ’×ｍ）個の光受
信器６２と、波長λ１〜λｎの光源６３と、各光源から
の出力光を光受信器６２から出力される電気信号で変調
するｎ個の光変調器６４と、変調されたｎ個の光信号を
合波する合波器６５から構成される。なお、光変調器を
用いず、光源を直接変調する構成としてもよい。

【０００５】一方、メンテナンスの容易さ等を考慮し、
親局で発生させた光キャリアを子局へ送り、子局でこの
光キャリアを変調して送り返す構成の光通信システムが
特開昭５３−４１１０４号公報に開示されている。さら
に、これをリング状の光通信システムに適用した例が特
開平７−２３１３０５号公報に開示されている。後者の
親局は多波長光源を有し、複数の子局でそれぞれ割り当
てられた波長の光キャリアを分離し、変調して送信する
構成になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す波長多重光
通信ネットワークでは、アクセスノードからセンタノー
ドに光信号を伝送する場合でも、リモートノードで各ア
クセスノードからの光信号を電気信号に変換し、さらに
互いに異なる波長の光信号に変換して波長多重して送信
する必要があった。

【０００７】また、親局ノードの多波長光源から各子局
ノードに光キャリアを供給する光通信システムでは、ノ
ード間の距離および損失が異なる場合を考慮した構成に
なっていなかった。

【０００８】本発明は、親局ノードの多波長光源から各
子局ノードに光キャリアを供給する光通信システムにお
いて、ノード間の距離が異なる場合を考慮し、ノード間
の損失のバラツキを最小限に抑えて効率的に分配・結合
ができる光通信システムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、リモ
ートノードから波長が異なる複数の光キャリアを複数ｍ
本の下り光ファイバを介して複数ｍ個のアクセスノード
にそれぞれ供給し、各アクセスノードで複数の光キャリ
アからそれぞれ割り当てられた複数の波長の光キャリア
を分波し、それぞれ変調・合波して生成した波長多重光
信号を複数ｍ本の上り光ファイバを介してそれぞれリモ
ートノードに送信し、リモートノードで各アクセスノー
ドからの波長多重光信号を結合して上位のノードに送信
する光通信システムにおいて、リモートノードは、波長
の異なる複数の光キャリアを所定の分岐比でｍ本の下り
光ファイバに分岐する光分岐手段と、ｍ本の上り光ファ
イバからそれぞれ到着する波長多重光信号を所定の結合
比で結合する光結合手段とを備え、ｍ本の下り光ファイ
バおよび上り光ファイバは、その距離が長くなるほど光
分岐手段および光結合手段の損失が小さいポートに接続
する構成である。

【００１０】請求項２の発明は、リモートノードから波
長が異なる複数の光キャリアを１本の下り光ファイバを
介して複数ｍ個のアクセスノードにそれぞれ供給し、各
アクセスノードで複数の光キャリアからそれぞれ割り当
てられた複数の波長の光キャリアを分波し、それぞれ変
調・合波して生成した波長多重光信号を１本の上り光フ
ァイバを介してリモートノードに送信し、リモートノー
ドで各アクセスノードからの波長多重光信号を上位のノ
ードに送信する光通信システムにおいて、各アクセスノ
ードは、１本の下り光ファイバから波長の異なる複数の
光キャリアをそれぞれ所定の分岐比で分岐して取り込む
光分岐手段と、１本の上り光ファイバに各波長多重光信
号を所定の結合比で結合する光結合手段とを備え、各ア
クセスノードの光分岐手段および光結合手段は、リモー
トノードからの距離に応じて下り光ファイバから分岐す
る分岐比および上り光ファイバへ結合する結合比が異な
るように設定された構成である。

【００１１】また、リモートノードから各アクセスノー
ドへの下り側については請求項１に記載の構成をとり、
各アクセスノードからリモートノードへの上り側につい
ては請求項２に記載の構成をとってもよい（請求項
３）。

【００１２】また、リモートノードから各アクセスノー
ドへの下り側については請求項２に記載の構成をとり、
各アクセスノードからリモートノードへの上り側につい
ては請求項１に記載の構成をとってもよい（請求項
４）。

【００１３】また、光分岐手段は、分岐出力ポートによ
って透過波長が異なる波長選択性を有する構成であり、
光結合出力は、結合入力ポートによって透過波長が異な
る波長選択性を有する構成としてよい（請求項５）。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の光通信システムの第１の実施形態を示す。

【００１５】図において、リモートノード１０は、多波
長光源１１から出力される波長が異なる複数の光キャリ
ア（波長λ１〜λｎの多波長光）を光分岐手段１２でｍ
分岐し、ｍ本の光ファイバ１−１〜１−ｍに送出する。
各光ファイバの他端には、アクセスノード２０−１〜２
０−ｍがそれぞれ接続される。

【００１６】各アクセスノードは、波長λ１〜λｎの多
波長光のうちそれぞれ割り当てられた複数の波長の光キ
ャリアを分波する光分波器２１と、分波した各波長の光
キャリアを変調する複数の光変調器２２と、各光変調器
から出力される光信号を合波する光合波器２３から構成
される。各アクセスノードの光合波器２３から出力され
る波長多重光信号は、それぞれｍ本の光ファイバ２−１
〜２−ｍに送出される。なお、各アクセスノードで分波
する複数の光キャリアの波長（波長群）は、各アクセス
ノードで異なるように割り当てられる。ただし、各アク
セスノードで分波する波長数は２以上であれば、それぞ
れ異なる波長数であってもよい。

【００１７】各アクセスノードから光ファイバ２−１〜
２−ｍを介して伝送された波長多重光信号は、リモート
ノード１０の光結合手段１３に入力して結合され、上位
のノード（例えばセンタノード）に送信される。なお、
図１に示すリモートノード１０および各アクセスノード
２０−１〜２０−ｍの適当な位置に光増幅器を配置して
もよい。

【００１８】ここで、本実施形態の特徴は、リモートノ
ード１０の光分岐手段１２および光結合手段１３とし
て、分岐比および結合比が等しくないものを用いる。す
なわち、光分岐手段１２の各分岐出力ポートおよび光結
合手段１３の各結合入力ポートに対する損失が異なるも
のを用いる。そして、光ファイバ１−１〜２−ｍおよび
光ファイバ２−１〜２−ｍの距離が長くなるほど損失が
小さい分岐出力ポートおよび結合入力ポートに接続す
る。これにより、各アクセスノードに到達する多波長光
のレベルをほぼ均等にでき、またリモートノードで結合
する各アクセスノードからの波長多重光信号をほぼ均等
に結合することができる。

【００１９】図２は、光分岐手段１２および光結合手段
１３の構成例を示す。ここでは４ポートタイプのものを
示す。光分岐手段１２および光結合手段１３は、光を
１：１に分岐（結合）する１×２光カプラ３１を３段縦
続に接続した構成により実現される。これにより、４ポ
ートの分岐比（結合比）は４：２：１：１に設定するこ
とができる。

【００２０】（第２の実施形態）図３は、本発明の光通
信システムの第２の実施形態を示す。

【００２１】図において、リモートノード１０は、多波
長光源１１から出力される波長が異なる複数の光キャリ
ア（波長λ１〜λｎの多波長光）を１本の光ファイバ１
に送出する。アクセスノード２０−１〜２０−ｍは、光
ファイバ１に並列に接続され、それぞれ光分岐手段２４
を介して多波長光を所定の分岐比で分岐して取り込む。

【００２２】各アクセスノードは、分岐した波長λ１〜
λｎの多波長光のうちそれぞれ割り当てられた複数の波
長の光キャリアを分波する光分波器２１と、分波した各
波長の光キャリアを変調する複数の光変調器２２と、各
光変調器から出力される光信号を合波する光合波器２３
から構成される。各アクセスノードの光合波器２３から
出力される波長多重光信号は、それぞれ所定の結合比の
光結合手段２５を介して光ファイバ２に結合（波長多
重）される。なお、各アクセスノードで分波する複数の
光キャリアの波長（波長群）は、各アクセスノードで異
なるように割り当てられる。ただし、各アクセスノード
で分波する波長数は２以上であれば、それぞれ異なる波
長数であってもよい。

【００２３】各アクセスノードから光ファイバ２を介し
て伝送された波長多重光信号は、リモートノード１０を
介して上位のノード（例えばセンタノード）に送信され
る。なお、図３に示すリモートノード１０および各アク
セスノード２０−１〜２０−ｍの適当な位置に光増幅器
を配置してもよい。

【００２４】ここで、本実施形態の特徴は、アクセスノ
ード２０−１〜２０−ｍの光分岐手段２４および光結合
手段２５として、分岐比および結合比が順次異なるもの
を用いる。例えば、リモートノード１０に一番近いアク
セスノード２０−１の光分岐手段２４の分岐比として
ａ：１のものを用い、１／（ａ＋１）のパワーの多波長
光を取り込む。次のアクセスノード２０−２の光分岐手
段２４の分岐比としてｂ：１のものを用い、１／（ｂ＋
１）のパワーの多波長光を取り込む。このとき、ａ＞ｂ
とすることにより、アクセスノード２０−１，２０−２
に取り込む多波長光のパワーをほぼ均一にすることがで
きる。光結合手段２５についても同様である。

【００２５】（第３の実施形態）図４は、本発明の光通
信システムの第３の実施形態を示す。

【００２６】図において、リモートノード１０は、多波
長光源１１から出力される波長が異なる複数の光キャリ
ア（波長λ１〜λｎの多波長光）を光分岐手段１２でｍ
分岐し、ｍ本の光ファイバ１−１〜１−ｍに送出する。
各光ファイバの他端には、アクセスノード２０−１〜２
０−ｍがそれぞれ接続される。

【００２７】各アクセスノードは、波長λ１〜λｎの多
波長光のうちそれぞれ割り当てられた複数の波長の光キ
ャリアを分波する光分波器２１と、分波した各波長の光
キャリアを変調する複数の光変調器２２と、各光変調器
から出力される光信号を合波する光合波器２３から構成
される。各アクセスノードの光合波器２３から出力され
る波長多重光信号は、それぞれ所定の結合比の光結合手
段２５を介して光ファイバ２に結合（波長多重）され
る。なお、各アクセスノードで分波する複数の光キャリ
アの波長（波長群）は、各アクセスノードで異なるよう
に割り当てられる。ただし、各アクセスノードで分波す
る波長数は２以上であれば、それぞれ異なる波長数であ
ってもよい。

【００２８】各アクセスノードから光ファイバ２を介し
て伝送された波長多重光信号は、リモートノード１０を
介して上位のノード（例えばセンタノード）に送信され
る。なお、図４に示すリモートノード１０および各アク
セスノード２０−１〜２０−ｍの適当な位置に光増幅器
を配置してもよい。

【００２９】ここで、本実施形態の特徴は、リモートノ
ード１０の光分岐手段１２として、分岐比が等しくない
ものを用い、アクセスノード２０−１〜２０−ｍの光結
合手段２５として、結合比が順次異なるものを用いる。
すなわち、リモートノードから各アクセスノードへの下
り側については第１の実施形態の構成をとり、アクセス
ノードからリモートノードへの上り側については第２の
実施形態の構成をとる。これにより、各アクセスノード
に到達する多波長光のレベルをほぼ均等にでき、またリ
モートノードに到着する各アクセスノードからの波長多
重光信号をほぼ均等にすることができる。

【００３０】（第４の実施形態）図５は、本発明の光通
信システムの第４の実施形態を示す。

【００３１】図において、リモートノード１０は、多波
長光源１１から出力される波長が異なる複数の光キャリ
ア（波長λ１〜λｎの多波長光）を１本の光ファイバ１
に送出する。アクセスノード２０−１〜２０−ｍは、光
ファイバ１に並列に接続され、それぞれ光分岐手段２４
を介して多波長光を所定の分岐比で分岐して取り込む。

【００３２】各アクセスノードは、分岐した波長λ１〜
λｎの多波長光のうちそれぞれ割り当てられた複数の波
長の光キャリアを分波する光分波器２１と、分波した各
波長の光キャリアを変調する複数の光変調器２２と、各
光変調器から出力される光信号を合波する光合波器２３
から構成される。各アクセスノードの光合波器２３から
出力される波長多重光信号は、それぞれｍ本の光ファイ
バ２−１〜２−ｍに送出される。なお、各アクセスノー
ドで分波する複数の光キャリアの波長（波長群）は、各
アクセスノードで異なるように割り当てられる。ただ
し、各アクセスノードで分波する波長数は２以上であれ
ば、それぞれ異なる波長数であってもよい。

【００３３】各アクセスノードから光ファイバ２−１〜
２−ｍを介して伝送された波長多重光信号は、リモート
ノード１０の光結合手段１３に入力して結合され、上位
のノード（例えばセンタノード）に送信される。なお、
図１に示すリモートノード１０および各アクセスノード
２０−１〜２０−ｍの適当な位置に光増幅器を配置して
もよい。

【００３４】ここで、本実施形態の特徴は、アクセスノ
ード２０−１〜２０−ｍの光分岐手段２４として分岐比
が順次異なるものを用い、リモートノード１０の光結合
手段１３として結合比が異なるものを用いる。すなわ
ち、リモートノードから各アクセスノードへの下り側に
ついては第２の実施形態の構成をとり、アクセスノード
からリモートノードへの上り側については第１の実施形
態の構成をとる。これにより、各アクセスノードに到達
する多波長光のレベルをほぼ均等にでき、またリモート
ノードで各アクセスノードからの波長多重光信号をほぼ
均等に結合することができる。

【００３５】（第５の実施形態）リモートノード１０の
多波長光源１０から出力される波長λ１〜λｎの多波長
光のうち、アクセスノード２０−１，２０−２，…，２
０−ｍに割り当てた多波長光の複数の波長を波長群１，
波長群２，…，波長群ｍと呼ぶ。

【００３６】第１の実施形態〜第４の実施形態に示した
光分岐手段１２，２４および光結合手段１３，２５は波
長依存性のないものである。したがって、アクセスノー
ド２０−１〜２０−ｍには、それぞれ波長λ１〜λｎの
多波長光がすべて入力される。本実施形態では、光分岐
手段１２，２４および光結合手段１３，２５として、各
アクセスノードに割り当てた波長群を分波または合波す
る構成のものを用いる。例えば、リモートノード１０の
光分岐手段１２として図２に示す１×２光カプラ３１を
３段組み合わせたものを用いる場合には、それぞれを波
長選択性のある１×２ＷＤＭカプラに代える。第１段の
ＷＤＭカプラでは波長群１〜３と波長群４を分波し、第
２段のＷＤＭカプラでは波長群１〜２と波長群３を分波
し、第３段のＷＤＭカプラでは波長群１と波長群２を分
波する。また、図３のアクセスノード２０−１の光分岐
手段２４では波長群１と波長群２〜ｍを分波し、光結合
手段２５では波長群１と波長群２〜ｍを結合するＷＤＭ
カプラを用いる。

【００３７】図６は、ＷＤＭカプラの構成例を示す。図
において、ＷＤＭカプラは、特定の波長群のみを反射す
るファイバグレーティング４１と光サーキュレータ４２
から構成される。例えば、波長群１〜３と波長群４を分
波するＷＤＭカプラとしては、波長群１〜４の光を光サ
ーキュレータ４２を介してファイバグレーティング４１
に入力し、ファイバグレーティング４１で反射する波長
群４の光を光サーキュレータ４２を介して出力する。こ
のとき、波長群１〜３の光はファイバグレーティング４
１を透過する。また、ＷＤＭカプラは、特定の波長を透
過しそれ以外を反射する誘電体多層膜フィルタを用いて
も構成することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光通信シ
ステムは、リモートノードと各アクセスノードとの間の
距離が異なる場合でも、ノード間の損失のバラツキを最
小限に抑えて効率的に分配・結合を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光通信システムの第１の実施形態を示
すブロック図。

【図２】光分岐手段12・光結合手段13の構成例を示す
図。

【図３】本発明の光通信システムの第２の実施形態を示
すブロック図。

【図４】本発明の光通信システムの第３の実施形態を示
すブロック図。

【図５】本発明の光通信システムの第４の実施形態を示
すブロック図。

【図６】ＷＤＭカプラの構成例を示す図。

【図７】従来の波長多重光通信ネットワークの構成例を
示す図。

【符号の説明】

１光ファイバ（下り）２光ファイバ（上り）１０リモートノード１１多波長光源１２光分岐手段１３光結合手段２０アクセスノード２１光分波器２２光変調器２３光合波器２４光分岐手段２５光結合手段３１１×２光カプラ４１グレーティングフィルタ４２光サーキュレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩月勝美東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内Ｆターム(参考） 5K002 AA01 AA06 BA04 BA05 CA14 DA02 DA04 DA09 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リモートノードから波長が異なる複数の
光キャリアを複数ｍ本の下り光ファイバを介して複数ｍ
個のアクセスノードにそれぞれ供給し、各アクセスノー
ドで前記複数の光キャリアからそれぞれ割り当てられた
複数の波長の光キャリアを分波し、それぞれ変調・合波
して生成した波長多重光信号を複数ｍ本の上り光ファイ
バを介してそれぞれリモートノードに送信し、リモート
ノードで各アクセスノードからの波長多重光信号を結合
して上位のノードに送信する光通信システムにおいて、前記リモートノードは、前記波長の異なる複数の光キャ
リアを所定の分岐比でｍ本の下り光ファイバに分岐する
光分岐手段と、前記ｍ本の上り光ファイバからそれぞれ
到着する波長多重光信号を所定の結合比で結合する光結
合手段とを備え、前記ｍ本の下り光ファイバおよび上り
光ファイバは、その距離が長くなるほど前記光分岐手段
および前記光結合手段の損失が小さいポートに接続する
構成であることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】リモートノードから波長が異なる複数の
光キャリアを１本の下り光ファイバを介して複数ｍ個の
アクセスノードにそれぞれ供給し、各アクセスノードで
前記複数の光キャリアからそれぞれ割り当てられた複数
の波長の光キャリアを分波し、それぞれ変調・合波して
生成した波長多重光信号を１本の上り光ファイバを介し
てリモートノードに送信し、リモートノードで各アクセ
スノードからの波長多重光信号を上位のノードに送信す
る光通信システムにおいて、前記各アクセスノードは、前記１本の下り光ファイバか
ら前記波長の異なる複数の光キャリアをそれぞれ所定の
分岐比で分岐して取り込む光分岐手段と、前記１本の上
り光ファイバに前記各波長多重光信号を所定の結合比で
結合する光結合手段とを備え、前記各アクセスノードの
光分岐手段および光結合手段は、前記リモートノードか
らの距離に応じて下り光ファイバから分岐する分岐比お
よび上り光ファイバへ結合する結合比が異なるように設
定された構成であることを特徴とする光通信システム。
【請求項３】前記リモートノードから前記各アクセス
ノードへの下り側については請求項１に記載の構成をと
り、前記各アクセスノードから前記リモートノードへの
上り側については請求項２に記載の構成をとることを特
徴とする光通信システム。
【請求項４】前記リモートノードから前記各アクセス
ノードへの下り側については請求項２に記載の構成をと
り、前記各アクセスノードから前記リモートノードへの
上り側については請求項１に記載の構成をとることを特
徴とする光通信システム。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の光通信
システムにおいて、前記光分岐手段は、分岐出力ポートによって透過波長が
異なる波長選択性を有する構成であり、前記光結合出力は、結合入力ポートによって透過波長が
異なる波長選択性を有する構成であることを特徴とする
光通信システム。