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JP3751248B2 - 両方向波長分割多重アッド/ドロップ多重化器及びそれを備える両方向波長分割多重光伝送システム - Google Patents

両方向波長分割多重アッド/ドロップ多重化器及びそれを備える両方向波長分割多重光伝送システム Download PDF

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JP3751248B2
JP3751248B2 JP2001358443A JP2001358443A JP3751248B2 JP 3751248 B2 JP3751248 B2 JP 3751248B2 JP 2001358443 A JP2001358443 A JP 2001358443A JP 2001358443 A JP2001358443 A JP 2001358443A JP 3751248 B2 JP3751248 B2 JP 3751248B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing:以下、WDMと称する)光伝送に関し、特に、両方向WDMアッド/ドロップ多重化器(add/drop multiplexer)及びそれを備える両方向WDM光伝送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
複数のチャネルを伝送する方法の1つである波長分割多重方式(WDM)を使用すると、同一の光ファイバ内で複数の波長を伝送するようになる。ここで、各チャネルは、自分の波長を有し、全ての波長は、重複されないほどに離れている。従って、前記WDM方式を採用する光伝送システムは、伝送効率が向上し、特に、高速インターネット網において有用である。
【0003】
二地点間接続を基にする光通信ネットワークにおいて、2つの地点間に光信号を効率的に交換することは非常に難しい。従って、新しい光伝送信号をアッドし、光電変換を必要とせずに所定のノードで所望する光信号のみをドロップするアッド/ドロップ多重化器(Add/Drop Multiplexer: 以下、ADMと称する)が提案された。
【0004】
図1は、従来の単方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示す。前記従来の単方向WDM−ADM光伝送システムは、同一の光ファイバを通して同一の方向に進行する光信号のみをアッド及びドロップすることができる単方向WDM−ADMを備える。つまり、前記単方向WDM−ADMは、特定のノードから一方向に入ってくるWDM光信号を逆多重化器Demを利用して逆多重化(または、分離)した後、他のノードに光信号をドロップする。同時に、前記単方向WDM−ADMは、多重化器Muxを使用して特定のノードからの新しい光信号を多重化(または、組合せ)した後、同一の光ファイバを通して他のノードに送る。図1において、“A”で表示される上位ブロックは順方向(west→east)の単方向伝送を表現し、“B”で表示される下位ブロックは逆方向(east→west)の単方向伝送を表現する。
【0005】
しかしながら、前記単方向WDM−ADMが限定した光波長数を有する光バンドを通して光信号を伝送する時は、隣接したチャネル間に干渉が発生する。前記単方向WDM−ADMは、一つの光ファイバを通して比較的に数多い光チャネル信号を伝送することができない。従って、前記単方向WDM−ADMは、両方向に光信号を伝送するために、少なくとも2対の光ファイバを必要とするので、光ファイバ素子の数も2倍に増加する。従って、図1に示す単方向WDM−ADMの利用効率を改善し、光ファイバの構成要素が増加されることなく光ファイバの利用効率を向上させるために、同一の光ファイバを通して両方向に光信号を伝送することのできる両方向WDM−ADMが提案された。
【0006】
図2A及び図2Bは、同一の光ファイバを通して光信号が伝送できる従来の両方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示し、図3は、従来の両方向WDM−ADMの詳細構成を示す。前記従来の両方向WDM−ADMは、両方向光信号を逆多重化し、前記逆多重化された信号を単方向WDM−ADMのように処理した後、多重化して両方向に光信号を伝送する。
【0007】
図2A及び図2Bを参照すると、前記従来の両方向WDM光伝送システムは、“West”の送受信部210a(210b)、“East”の送受信部230a(230b)、及び両方向WDM−ADM220a(220b)からなる。前記送受信部210a(210b)及び230a(230b)は、複数の伝送ノードTP(Tx)と、 受信ノード(RX)と、前記伝送ノードTP(Tx)の光信号を多重化する多重化器Muxと、光ファイバを通して受信される光信号を逆多重化器Demに提供し、前記多重化器Muxから出力される光伝送信号を前記光ファイバに提供するために光信号の経路を設定する光サーキュレーター(optical circulator:Cir)とをそれぞれ含む。さらに、前記送受信部210a(210b)及び230a(230b)は、多重化された状態で減衰された両方向光伝送信号を増幅する光増幅器(Optical Amplifier: OA)またはエルビウム添加光ファイバ増幅器(Erbium Doped Fiber Amplifier: EDFA)と、高速に伝送される光伝送信号が通過する光ファイバで発生する色分散を補償する分散補償モジュール(Dispersion Compensation Module:DCM)または分散補償ファイバ(Dispersion Compensation Fiber:DCF)をそれぞれ含む。
【0008】
図2A、図2B、及び図3に示すように、前記両方向WDM−ADM220a(220b)は、それぞれ順方向(west→east)光信号経路または逆方向(east→west)光信号経路を設定する光サーキュレーター(optical circulator:Cir)と、2対の多重化器Mux及び逆多重化器Demから構成されて、一対は“East”側に、他対は“West”側に設置され、チャネルに/から光信号をアッド/ドロップするアッド/ドロップ多重化器ADMとを備える。前記ADMにおいて、前記多重化器Muxの出力ノード及び前記逆多重化器Demの入力ノードは、通常、関連した光ファイバ増幅器EDFAに連結される。また、前記両方向WDM−ADM220a(220b)は、“East”方向及び“West”方向に前記分散補償器DCM(または、DCF)をさらに含む。
【0009】
前記従来の両方向WDM−ADM光伝送システムにおいて、光ファイバは、前記両方向WDM−ADM220a(220b)を通して前記送受信部210a(210b)及び230a(230b)間に光信号を伝送する。従って、図1に示す前記単方向WDM−ADM光伝送システムとは違って、前記両方向WDM−ADM光伝送システムは、同一の光ファイバを共有することができる。しかしながら、図1に示す前記単方向WDM−ADM光伝送システムと比較して、前記両方向WDM−ADM220a(220b)は、前記光信号の経路を調節するために複数の光サーキュレーターを別途に備えなければならないので、光素子の数が増加するようになる。
【0010】
さらに、図4のように、前記両方向WDM−ADM光伝送システムは、それぞれ“West”の光信号伝送のためには下位波長帯域を、“East”の光信号の伝送のためには上位波長帯域を使用する。従って、前記波長帯域の使用効率は、前記単方向WDM−ADMと比較して変わらない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡単で効率の高い両方向WDM−ADM及び、それを備える両方向WDM光伝送システムを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、送信の前にマルチチャネルの光信号を多重化し、受信されたマルチチャネルの光信号を逆多重化する第1及び第2送受信部と、前記第1送受信部から受信された光信号のチャネル及び前記第2送受信部から受信された光信号のチャネルをインターリービングし、前記インターリービングされた光信号をチャネル別にアッド/ドロップし、前記アッド/ドロップされた光信号を第1光信号及び第2光信号にデインターリービングし、前記第1及び第2光信号を前記第1及び第2送受信部に提供する両方向WDM−ADMと、を含む両方向WDM光伝送システムを提供する。
【0013】
前記WDM−ADMは、前記第1ノードで受信された前記順方向光信号及び前記第2ノードで受信された前記逆方向光信号をインターリービングして前記第3ノードを通して出力する第1インターリーバと、前記第1インターリーバから出力された前記インターリービングされた光信号に/から選択されたチャネルをアッドまたはドロップするアッド/ドロップ多重化器と、前記アッド/ドロップ多重化器から第3ノードで受信された光信号をチャネル別に前記順方向光信号及び前記逆方向光信号にデインターリービングし、前記デインターリービングされた順方向光信号及び前記逆方向光信号をそれぞれ前記第2及び第1ノードを通して出力する第2インターリーバと、を含むことが望ましい。
【0014】
さらに、前記本発明のWDM−ADMは、前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノード及び出力ノードにそれぞれ提供される第1及び第2光増幅器と、前記第1インターリーバの第3ノードと前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノードとの間に提供される色分散補償モジュールと、を含む。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
【0016】
図5A及び図5Bは、本発明の実施形態による両方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示す。図6は、本発明の実施形態による両方向WDM−ADMの構成を示す略図である。まず、図5A及び図5Bを参照すると、本発明による両方向WDM−ADM光伝送システムは、“West”の送受信部510a及び510b、“East”の送受信部530a及び530b、両方向WDM−ADM520a及び520bからなる。それぞれの送受信部510a、510b、530a、530bは、複数の伝送ノード(TP、Tx)及び受信ノード(RX)と、前記伝送ノード(TP、Tx)の光信号を多重化する多重化器Muxと、前記光ファイバを通して受信される光信号を前記逆多重化器Demに提供し、前記多重化器Muxから出力される光伝送信号を前記光ファイバに提供するように光信号の経路を設定する光サーキュレーターCirとを含む。また、それぞれの送受信部510a、510b、530a、530bは、多重化されて減衰された両方向光伝送信号を増幅する光増幅器OAまたはEDFA、及び高速に伝送される光伝送信号が通過する光ファイバで発生する色分散を補償する分散補償モジュールDCMまたは分散補償ファイバDCFをさらに含む。
【0017】
図5A、図5B、及び図6に示すように、本発明による両方向WDM−ADM520a及び520bは、それぞれの入力ノードの光信号の経路を対応する出力ノードにスイッチングする光サーキュレーターCir1、Cir2と、逆多重化器Dem及び多重化器Muxから構成されて、所望する光信号をアッド及びドロップするアッド/ドロップ多重化器ADMとをそれぞれ備える。前記ADMにおいて、前記多重化器Muxの出力ノード及び前記逆多重化器Demの入力ノードは、関連した光ファイバ増幅器EDFA(または、OA)に連結される。また、本発明による前記両方向WDM−ADM520a及び520bは、“East”方向及び“West”方向に分散補償器DCM(または、DCF)をさらに備える。
【0018】
さらに、前記両方向WDM−ADM520a及び520bは、第1及び第2ノードを通して受信される光信号を波長別にインターリービングし、前記インターリービングされた光信号を第3ノードに出力することで、隣接チャネル間の間隔を狭くするインターリーバIL1、IL2を備える。また、それぞれの前記インターリーバIL1、IL2は、前記第3ノードで受信される光信号を波長別にデインターリービングし、前記デインターリービングされた光信号を前記第1及び第2ノードに出力する。
【0019】
本発明による前記両方向WDM−ADM520a及び520bにおいて、第1方向(West)から受信される光信号は、前記第1光サーキュレーターCir1を通して前記第1インターリーバIL1の第1ノードに入力され、第2方向(East)から受信される光信号は、前記第2光サーキュレーターCir2を通して前記第1インターリーバIL1の第2ノードに入力される。前記第1インターリーバIL1は、前記第1及び第2ノードで受信される光信号を波長別にインターリービングし、前記インターリービングされた光信号を第3ノードを通して前記ADMに提供する。前記ADMの出力は、前記第2インターリーバIL2の第3ノードに入力される。前記第2インターリーバIL2は、第3ノードで受信された光信号を波長別にデインターリービングし、前記デインターリービングされた光信号を第1及び第2ノードを通してそれぞれ前記第1及び第2光サーキュレーターCir1、Cir2に相違する方向に出力する。
【0020】
ここで、本発明による前記両方向 WDM−ADM520a及び520bの動作を図5B及び図6を参照してより詳細に説明する。本発明による両方向WDM−ADM光伝送システムにおいて、左側(West)送受信部510bから出力される奇数番目の光信号Tx1、Tx3、Tx5、Tx7は、第1多重化器Mux1、光サーキュレーターCir、及び光ファイバFiber1を通して前記両方向WDM−ADM520bの第1光サーキュレーターCir1に入力される。同様に、右側(East)送受信部530bから出力された偶数番目の光信号Tx2、Tx4、Tx6、Tx8は、第2多重化器Mux2、光サーキュレーターCir、及び光ファイバFiber2を通して前記両方向WDM−ADM520bの第2光サーキュレーターCir2に入力される。
【0021】
前記両方向WDM−ADM520bにおいて、前記“West”の送受信部510bから出力される光信号は、前記第1光サーキュレーターCir1を通して前記第1インターリーバIL1の第1ノードに提供され、前記East送信部530bから出力される光信号は、前記第2光サーキュレーターCir2を通して前記第1インターリーバIL1の第2ノードに提供される。
【0022】
前記第1インターリーバIL1は、図7に示すように、前記第1ノードで受信される奇数番目の波長の光信号及び前記第2ノードで受信される偶数番目の波長の光信号を相互インターリービングし、前記インターリービングされた光信号を前記分散補償モジュールDCM2を通して前記ADMに提供する。
【0023】
図6を参照すると、前記ADMにおいて、前記入力された光信号は、光増幅器EDFA(OA5)によって増幅され、逆多重化器Dem3によって波長別に逆多重化される。前記逆多重化された光信号のうち、前記ノードで所望する光信号はドロップされ、残りの光信号及び新しくアッドされた光信号は、前記多重化器Mux3によって多重化された後、光増幅器EDFA(OA6)を通して前記第2インターリーバIL2の第3ノードに出力される。
【0024】
前記第2インターリーバIL2の第3ノードで入力された光信号は、奇数チャネル及び偶数チャネルにデインターリービングされる。前記奇数チャネルは、前記第2インターリーバIL2の第2ノード及び前記第2光サーキュレーターCir2を通して“East”の伝送光ファイバFiber2に提供され、前記偶数チャネルは、前記第2インターリーバIL2の第1ノード及び前記第1光サーキュレーターCir1を通して“West”の伝送光ファイバFiber1に提供される。
【0025】
その後、前記奇数チャネルは、図5Bに示されるように、前記光サーキュレーターCir、前記分散補償モジュールDCM3、及び前記光増幅器OA4を通して前記“East”の送受信部530bに到達した後、前記逆多重化器Dem2によって波長別に逆多重化される。前記逆多重化された偶数チャネルは、それぞれ奇数番目の受信ノードRx1、Rx3、Rx5、Rx7に提供される。同様に、前記偶数チャネルは、前記光サーキュレーターCir、前記分散補償モジュールDCM1、及び前記光増幅器OA2を通して前記“West”の送受信部510aに到達した後、前記逆多重化器Dem1によって波長別に逆多重化される。前記逆多重化された偶数番目のチャネルは、それぞれ偶数番目の受信ノードRx2、Rx4、Rx6、Rx8に提供される。
【0026】
一方、前記本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に挙げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施形態によって限られるべきでなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって定められるべきである。
【0027】
【発明の効果】
前述してきたように、本発明による前記両方向WDM−ADM光伝送システムは、従来の両方向WDM−ADM光伝送システムと比較して、簡単な構造を使用して両方向伝送を支援することで前記光ファイバ内の伝送効率を向上させることができる。前記本発明の光伝送システムは、従来の光伝送システムと比較して、前記インターリーバをさらに備えるにもかかわらず、前記色分散補償モジュールDCM、前記光増幅器OA、前記多重化器Mux、及び逆多重化器Demの数が少なくなるので、前記システムのコストを低減することができる。さらに、前記本発明の光伝送システムは、一方に進行する波長及び他方に進行する波長を相互インターリービングすることによって、前記波長帯域を半分に低減することができる。従って、前記新しい光伝送システムは、波長の利用効率が高い。さらに、両方向伝送を支援しながらも、前記新しい光伝送システムは、複雑な両方向光増幅器の代わりに、前記単方向光増幅器を使用するので、システムの安定化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の単方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示す図である。
【図2A】 従来の両方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示す図である。
【図2B】 従来の両方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示す図である。
【図3】 従来の両方向WDM−ADMの構成を示す図である。
【図4】 従来の両方向WDM−ADMの波長配置を示す図である。
【図5A】 本発明の実施形態による両方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示す図である。
【図5B】 本発明の実施形態による両方向WDM−ADM光伝送システムの構成を示す図である。
【図6】 本発明の実施形態による両方向WDM−ADMの構成を示す図である。
【図7】 本発明の実施形態による両方向WDM−ADMの波長配置を示す図である。
【符号の説明】
510a、510b “West”の送受信部
520a、520b 両方向WDM−ADM
530a、530b “East”の送受信部

Claims (9)

  1. 波長分割多重ネットワークシステムにおいて、各ノードで光ファイバを通して順方向及び逆方向に波長分割多重信号を伝送する両方向アッド/ドロップ多重化器において、
    両方向信号をアッド及びドロップする手段を備え、
    前記順方向及び逆方向のチャネルをインターリービングし、前記インターリービングされた光信号をチャネル別にアッド/ドロップし、前記アッド/ドロップされた光信号を順方向光信号及び逆方向光信号にデインターリービングすることを特徴とする両方向アッド/ドロップ多重化器。
  2. 前記両方向アッド/ドロップ多重化器において、
    第1ノードと、第2ノードと、及び第3ノードを備えて、前記第1ノードで受信された前記順方向光信号及び前記第2ノードで受信された前記逆方向光信号をインターリービングして前記第3ノードを通して出力する第1インターリーバと、
    前記第1インターリーバから出力された前記インターリービングされた順方向及び逆方向光信号に/から選択されたチャネルをアッド及びドロップするアッド/ドロップ多重化器と、
    第1及び第2ノードを備えて、前記アッド/ドロップ多重化器から出力された光信号をチャネル別に前記順方向光信号及び前記逆方向光信号にデインターリービングし、前記デインターリービングされた順方向光信号及び逆方向光信号をそれぞれ前記第1及び第2ノードに出力する第2インターリーバと、
    を含むことを特徴とする請求項1記載の両方向アッド/ドロップ多重化器。
  3. 前記両方向アッド/ドロップ多重化器において、
    前記順方向光信号を前記第1インターリーバの第1ノードに提供し、前記第2インターリーバの第1ノードで出力された前記逆方向光信号を前記光ファイバに提供する第1光サーキュレーターと、
    前記逆方向光信号を前記第1インターリーバの第2ノードに提供し、前記第2インターリーバの第2ノードで出力された前記順方向光信号を前記光ファイバに提供する第2光サーキュレーターと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項2記載の両方向アッド/ドロップ多重化器。
  4. 前記両方向アッド/ドロップ多重化器において、
    前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノード及び出力ノードにそれぞれ提供される第1及び第2光増幅器と、
    前記第1インターリーバの第3ノードと前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノードとの間に提供されて色分散を補償する分散補償モジュールと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項2記載の両方向アッド/ドロップ多重化器。
  5. 両方向波長分割多重光伝送システムにおいて、
    送信の前にマルチチャネルの光信号を多重化し、受信されたマルチチャネルの光信号を逆多重化する第1及び第2送受信部と、
    前記第1送受信部から受信された光信号チャネル及び前記第2送受信部から受信された光信号チャネルをインターリービングし、前記インターリービングされた光信号をチャネル別にアッド/ドロップし、前記アッド/ドロップされた光信号を第1光信号及び第2光信号にデインターリービングし、前記第1及び第2光信号をそれぞれ前記第1及び第2送受信部に提供する両方向WDM−ADMと、
    を含むことを特徴とする両方向波長分割多重光伝送システム。
  6. 両方向波長分割多重光伝送システムにおいて、前記WDM−ADMは、
    第1ノード、第2ノード、及び第3ノードを備えて、前記第1ノードで受信された前記順方向光信号及び前記第2ノードで受信された前記逆方向光信号をインターリービングして前記第3ノードを通して出力する第1インターリーバと、
    前記第1インターリーバから出力された前記インターリービングされた順方向及び逆方向光信号に/から選択されたチャネルをアッド及びドロップするアッド/ドロップ多重化器と、
    第1及び第2ノードを備えて、前記アッド/ドロップ多重化器から出力された光信号をチャネル別に前記順方向光信号及び前記逆方向光信号にデインターリービングし、前記デインターリービングされた順方向光信号及び前記逆方向光信号をそれぞれ前記第1及び第2ノードを通して出力する第2インターリーバと、
    を含むことを特徴とする請求項5記載の両方向波長分割多重光伝送システム。
  7. 両方向波長分割多重光伝送システムにおいて、前記WDM−ADMは、
    前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノード及び出力ノードに提供される第1及び第2光増幅器と、
    前記第1インターリーバの第3ノードと前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノードとの間に提供される色分散補償モジュールと、
    を含む請求項5記載の両方向波長分割多重光伝送システム。
  8. 両方向波長分割多重光伝送システムにおいて、
    送信の前にマルチチャネルの光信号を多重化し、受信されたマルチチャネルの光信号を逆多重化する第1及び第2送受信部と、
    第1ノード、第2ノード、及び第3ノードを備えて、前記第1ノードで受信された前記順方向光信号及び前記第2ノードで受信された前記逆方向光信号をインターリービングして前記第3ノードを通して出力する第1インターリーバと、前記第1インターリーバから出力された前記インターリービングされた順方向及び逆方向光信号に/から選択されたチャネルをアッド及びドロップするアッド/ドロップ多重化器と、第1及び第2ノードを備えて、前記アッド/ドロップ多重化器から出力された光信号をチャネル別に前記順方向光信号及び前記逆方向光信号にデインターリービングし、前記デインターリービングされた順方向光信号及び前記逆方向光信号をそれぞれ前記第1及び第2ノードを通して出力する第2インターリーバと、前記順方向光信号を前記第1インターリーバの第1ノードに提供し、前記第2インターリーバの第1ノードで出力された前記逆方向光信号を前記光ファイバに提供する第1光サーキュレーターと、前記逆方向光信号を前記第1インターリーバの第2ノードに提供し、前記第2インターリーバの第2ノードで出力された前記順方向光信号を前記光ファイバに提供する第2光サーキュレーターと、から構成される両方向WDM−ADMと、
    を含むことを特徴とする両方向波長分割多重光伝送システム。
  9. 両方向波長分割多重光伝送システムにおいて、前記WDM−ADMは、
    前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノード及び出力ノードに提供される第1及び第2光増幅器と、
    前記第1インターリーバの第3ノードと前記アッド/ドロップ多重化器の入力ノードとの間に提供されて色分散を補償する分散補償モジュールと、
    を含むことを特徴とする請求項8記載の両方向波長分割多重光伝送システム。
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