JP2005223418A - 波長ルータ及び光波長多重伝送システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の波長ルータは、N本の入力ポート及び出力ポートを備え、第1及び第2の光合分波回路,N個の光合波回路を有し、第1及び第2の光合分波回路がN本の入力ポート及び出力ポートを備え、入力された波長多重光信号を波長により所定の出力ポートに出力し、光合波回路が2本の入力ポートと1本の出力ポートを備え、波長ルータのM番目(1≦M≦N)の入力ポートが、Mが奇数の場合、第1の光合分波回路のM番目の入力ポートに接続され、Mが偶数の場合は第2の光合分波回路のM番目の入力ポートに接続され、2つの光合分波回路のM番目の出力ポートが、M番目の前記光合波回路の入力ポートに接続されており、M番目の光合波回路の出力ポートが波長ルータのM番目の出力ポートに接続されている。
【選択図】 図1
Description
さらに、スター型光波長分割多重ネットワークシステムは、周期的な入出力関係の分波特性を有する波長ルータを中心に、N個の送受信装置間が接続されるように配置されており、N波長の光信号を用いるだけで装置間を相互接続するN×Nの信号路を独立にフルメッシュ接続することが可能な光波長多重通信システムを実現できる(特許文献1参照)。
この図5において、符号501〜507はWDM信号(波長λ1〜λnの光信号を合波した信号)を送受信する送受信装置であり、 符号508はNポートの入出力を持つ周期的な入出力関係の分波特性を有する波長ルータである。
図5の例においては、波長ルータ508としてアレイ導波路回折格子型合分波回路(AWG)を用いており、波長ルータ508と各送受信装置501〜507とはそれぞれ上りと下りの2本の光ファイバで接続されている。
なお,送受信装置602〜604の構成は、送受信装置601と同様である。1台の送受信装置と波長ルータ609とは、上り及び下りあわせて2本の光ファイバで接続されている。
また、通信システムにおける波長ルータは、透過帯域の中心波長において、透過損失が最小となり、かつクロストークも最小となるように設計されている。
ここで,信号波長が透過帯域の中心波長からずれると損失が増大すると同時に,隣接チャネルへのクロストークが増大する。
これを避けるため、上記波長ルータにおけるクロストークを低減しようとすると、波長ルータの透過帯域を狭める必要がある。
しかしながら、透過帯域を狭めると、そのため光信号の透過損失が増大し、CWDMシステムにおいては、使用する周囲の環境温度を制限するなどの対策が必要となる。
この波長群ルーティングにおいては、波長ルータの透過帯域の中央から外れた波長の光信号を用いるため、隣接チャネルへのクロストーク成分が大きくなる。
この場合,所望のクロストーク特性を得ようとして、波長ルータの透過帯域を狭くすると、使用できる波長数を減らす必要があり、伝送効率を低下させることになる。
さらに、伝送速度40Gbit/sなどの高遮光伝送システムにおいては、透過帯域の狭い波長ルータを用いると、変調側波帯が歪むことにより、光信号の伝送エラーが生じるという問題がある。
本発明の波長ルータは、前記光合分波回路が、N本の入力ポートと2N本の出力ポートを備えた光分波回路と、N個の光合流回路とを有していることを特徴とする。
本発明の波長ルータは、前記光合分波回路が、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする。
そして、上記第一の光合分波回路および第二の光合分波回路は、各々N本の入力ポートとN本の出力ポートとを有しており、入力された波長多重光信号を波長により所定の出力ポートに出力する機能を備えている。
また、上記光合波回路各々は2本の入力ポートと1本の出力ポートとを備えており、上記波長ルータのM番目(Mは1≦M≦Nの範囲の整数)の入力ポートが、Mが奇数の場合に、上記第一の光合分波回路のM番目の入力ポートに接続され、Mが偶数の場合に、上記第二の光合分波回路のM番目の入力ポートに接続され、これら2つの光合分波回路のM番目の出力ポートが、M番目の光合波回路の入力ポートにそれぞれ接続されており、M番目の光合波回路の出力ポートが波長ルータのM番目の出力ポートに接続されている。
以下、本発明の第1の実施形態による波長ルータを図面を参照して説明する。図1は第1の実施形態の波長ルータを用いた光波長多重通信システムの構成例を示すブロック図である。
この図において、符号101〜104はWDM信号(波長λ1〜λ4の光信号を合波した信号)を送信する送信装置であり, 105〜108はWDM信号(波長λ1〜λ4の光信号を合波した信号)を受信する受信装置である。
そして、符号123は、4ポートの入出力、すなわち、入力ポートII1〜II4,出力ポートOO1〜OO4を有し、周期的な入出力関係の分波特性を有する4×4波長ルータでありる。
符号109〜116は、送受信装置101〜108と波長ルータ123とを接続する光ファイバである。
なお、送受信装置101〜108の構成は、図5に示した従来例の送受信装置801〜804と同様である。
例えば、図1においては、光合分波回路117及び118として、波長周回性アレイ導波路回折格子型合分波回路(AWG)が用いられ、光合波回路119〜122としてインタリーバ(導波路型波長スプリッタ)を用いられている。
光合分波回路117及び118は、入力されたWDM信号を、後に説明する図2のテーブルの波長と入力及び出力ポートとの関係に基づき、一端、個々の光信号に分波して、このテーブルの関係に対応するように、分波した光信号を多重化して出力する。
また、2つの上記光合分波回路117及び118は、各々1番目の出力ポートO1が1番目の光合波回路119の入力ポートに接続されている。
ここで、第一の光合分波回路117の1番目の出力ポートO1が波長λ1,3に対応しており、第二の光合分波回路118の1番目の出力ポートO1波長λ2,4に対応している。
1番目の光合波回路119は、出力ポートが波長ルータ123の1番目の出力ポートOO1に接続されている。
同様に、2番目,3番目,4番目の光合波回路120,121,122各々は、波長ルータ123の2番目,3番目,4番目の出力ポートOO2,OO3,OO4にそれぞれ接続されている。
縦の欄に記載された番号I1〜I4は光合分波回路117及び118の入力ポート番号であり、横の欄に記載された番号O1〜O4は光合分波回路117及び118の出力ポート番号である。
例えば、光合分波回路117及び118においては、上記図2に示すテーブルから、入力ポートI1から出力ポートO2へ光信号を送信するため、波長λ2の光信号を使用し、逆に入力ポートI2から出力ポートO1へ光信号を送るには、波長λ2を使えばよいことがわかる。光合分波回路117及び118における他の入力及び出力ポート間においても同様である。
ここで、波長ルータ123の入力ポートII1,II2,II3,II4各々は、送信装置101,102,103,104にそれぞれ対応して接続されている。
そして、インタリーバ119〜122は、波長ルーティングされたWDM信号を合波して、各々対応する受信装置105〜108へ送信される。
また、非隣接ポートからのクロストークを、−40dB以下に遮蔽する特性を容易に実現できるので、クロストークによる信号劣化が生じない。上記非隣接ポートとしては、例えば、図1に示すように、入力ポートII1とII3とが、または、入力ポートII2とII4と、または入力ポートII1とII4とが、各々対応している。
図3は、本発明の第2の実施形態の波長ルータを用いて構成した光波長多重通信システムの構成例を示すブロック図である。
この図において、符号231〜304は、WDM信号(波長λ1〜λ4の光信号を合波した信号)を送信する送信装置である。
符号305〜308は、WDM信号(波長λ1〜λ4の光信号を合波した信号)を受信する受信装置である。
符号331は、4ポートの入出力、すなわち入力ポートII1〜II4,出力ポートOO1〜OO4を有し、周期的な入出力関係の分波特性を有する4×4波長ルータである。
なお、送受信装置301〜308の構成は、図6に示した従来例の送受信装置601〜604と同様である。
ここで、波長ルータ331は、2つの光合分波回路317及び318と、入力される複数の光信号を合波する光合流回路319〜330とを有している。
図3に示す構成例においては、光合分波回路317及び318として、4×8アレイ導波路回折格子型合分波回路(AWG)を用い、光合波回路329〜322としてインタリーバを用い、光合流回路323〜330として光カプラを用いている。
光合分波回路317及び318は、N本の入力ポートと2N本の出力ポートを備え、入力されたWDM信号を、後に説明する図4のテーブルの波長と入力及び出力ポートとの関係に基づき、一端、個々の光信号に分波して、このテーブルの関係に対応するように、分波した光信号を多重化して出力する。
一方、光合分波回路317は、1番目および5番目の出力ポートO1,O5が、1番目の光合流回路323の入力ポートに接続されている。
また、光合分波回路318は、1番目および5番目の出力ポートO1,O5が、5番目の光合流回路327の入力ポートに接続されている。
さらに、1番目の光合流回路323および5番目の光合流回路327各々の出力ポートは、1番目の光合波回路319の入力ポートに接続され、この1番目の光合波回路319の出力ポートは、波長ルータ123の1番目の出力ポートOO1に接続されている。
番号II1〜II4は波長ルータの入力ポート番号であり、番号OO1〜OO4は出力ポート番号である。
光合分波回路217は、図4に示すテーブルに基づいて、入力ポートI1から入力されたWDM信号において、波長λ1〜λ4各々の光信号を、出力ポートO5〜O8に対して順次出力する。
同様に、光合分波回路217は、入力ポートI2から入力されたWDM信号において、波長λ1〜λ4の光信号を、出力ポートO4〜O7へ順次出力する。
ここで、隣り合うノード(例えば、ノード1及びノード2)からのWDM信号は、それぞれ異なった光合分波回路317及び318により波長ルーティングされる。
これにより、波長ルータ123においては、図7で説明したような隣接ポートからのクロストーク成分が、光合波回路319〜322のインターリーブ機能により除去される。上記隣接ポートとしては、例えば、図3に示すように、入力ポートII1とII2とが、または、入力ポートII3とII4とが、各々対応している。
ここで,光合流回路323〜330として、光カプラの替わりにインタリーバを用いることもできる。
以上の第1及び第2の実施形態においては、光合波回路や光合分波回路として単一素子のAWGを用いたが、他の素子、例えば分波AWGとファイバ配線の組み合わせ、あるいは誘電体多層膜を用いた合分波回路とファイバ配線の組み合わせでも、同様の効果が得られる。
105,106,107,108…受信装置
109,110,111,112,113,114,115,116…光ファイバ
117,118…光合分波回路
119,120,121,122…光合波回路
301,302,303,304…送信装置
305,306,307,308…受信装置
309,310,311,312,313,314,315,316…光ファイバ
317,318…光合分波回路
319,320,321,322…光合波回路
Claims (5)
- N本(Nは1以上の整数)の入力ポートとN本の出力ポートを備え、第一の光合分波回路と第二の光合分波回路と、N個の光合波回路を具備する波長ルータであって、
前記第一の光合分波回路および第二の光合分波回路は、N本の入力ポートとN本の出力ポートとを各々備え、入力された波長多重光信号を波長により所定の出力ポートに出力する機能を有し、
前記光合波回路が2本の入力ポートと1本の出力ポートとを備え、
前記波長ルータのM番目(Mは1≦M≦Nの範囲の整数)の入力ポートが、Mが奇数の場合前記第一の光合分波回路のM番目の入力ポートに、接続され、Mが偶数の場合は前記第二の光合分波回路のM番目の入力ポートに接続され、
前記2つの光合分波回路のM番目の出力ポートが、M番目の前記光合波回路の入力ポートにそれぞれ接続されており、
M番目の前記光合波回路の出力ポートが前記波長ルータのM番目の出力ポートに接続されていること特徴とする波長ルータ。 - 前記光合波回路が、インターリーバで構成されることを特徴とする特許請求項1に記載の波長ルータ。
- 前記光合分波回路が、N本の入力ポートと2N本の出力ポートを備えた光分波回路と、N個の光合流回路とを有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の波長ルータ。
- 前記光合分波回路が、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項3に記載の波長ルータ。
- 互いに波長の異なる光信号を発生する複数の光送信器、及びこの複数の光送信器の出力光信号を多重化する合波器を含む光送信手段と、この光送信手段の出力光信号が入力される光ファイバ伝送路と、この光ファイバ伝送路における光信号を波長によって経路振り分けを行う波長ルータと、この光ファイバ伝送路が伝送した光信号を波長毎に分波する分波器と、この分波器により分波された波長毎に光信号を受信する複数の光受信器とを含む光受信手段とを備えた光波長多重伝送システムにおいて、
前記波長ルータが、N本(Nは整数)の入力ポートとN本の出力ポートを備え、第一の光合分波回路と第二の光合分波回路と、N個の光合波回路を具備する波長ルータであり、
前記第一の光合分波回路および第二の光合分波回路は、N本の入力ポートとN本の出力ポートとを各々備え、入力された波長多重光信号を波長により所定の出力ポートに出力する機能を有しており、
前記光合波回路が2本の入力ポートと1本の出力ポートとを備え、
前記波長ルータのM番目(Mは1≦M≦Nの範囲の整数)の入力ポートが、Mが奇数の場合前記第一の光合分波回路のM番目の入力ポートに、接続され、Mが偶数の場合は前記第二の光合分波回路のM番目の入力ポートに接続され、
前記2つの光合分波回路のM番目の出力ポートが、M番目の前記光合波回路の入力ポートにそれぞれ接続されており、
M番目の前記光合波回路の出力ポートが前記波長ルータのM番目の出力ポートに接続されていること特徴とする光波長多重伝送システム。
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