CN1655480B

CN1655480B - 光分路插入复用装置

Info

Publication number: CN1655480B
Application number: CN2004100696847A
Authority: CN
Inventors: 佐佐木慎也; 菊池信彦; 关根贤郎
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-07-19
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-07-19
Also published as: US20050175041A1; JP2005229165A; US7903975B2; CN1655480A; JP4713837B2

Abstract

本发明提供一种对多个波长不同的光进行复用来传输数据的光传输系统。解决在采用波分复用信号于通信节点间进行双向传输的光通信系统中，在不同方向需要多台设置于通信节点上的光分路插入复用装置，使通信成本增高的问题。在光分路插入复用装置的输入输出端口上配置光环行器或者光耦合器，通过在每个方向对被波分复用后的信息进行集中，由一台光分路插入复用装置来处理双向传输的信号。

Description

光分路插入复用装置

技术领域

本发明涉及一种对多个波长不同的光进行复用来传输数据的光传输系统。特别涉及到从上述被复用后的光中将所希望波长的光分路或插入的光分路插入复用装置。

背景技术

在对波长不同的光信号进行复用，由光纤加以传输的波分复用光传输系统中，光分路插入复用装置已被广泛采用，该装置用来对在通信节点上所接收的希望波长的光信号进行分路，或者将在该通信节点上所发送的光信号插入上述波分复用信号中。

图2是采用光分路插入装置3-A和3-B的通信节点12的结构图。通信节点12通过多条光纤1、5、6及11与相邻的通信节点连结，波分复用信号在所传输的各方向上采用光纤，传输到通信节点间。例如图2的情形，从图面的左侧向右侧所传输的信号使用光纤1和5，另外从图面的右侧向左侧所传输的信号使用光纤11和6。

就通信节点12而言，在传输信号的每个方向分别需要一台光分路插入复用装置(在图2中是3-1和3-2)，该装置用来从波分复用信号之中对所希望波长的信号进行分路，或者将准备从节点12发送的光信号插入上述波分复用信号中，该波分复用信号是从相邻通信节点所传输来的。

有关该通信节点的构成，虽然各自需要与传输方向相应的光分路插入装置(其示例记述于专利文献1中)，但是该装置存在下述问题，即因价格高而使通信成本增加，还因是复杂的装置而使引起故障的概率达到2倍，降低通信系统的可靠性，并且占据较大的站内空间等。

专利文献1

特开平10-20143号公报

非专利文献1

OFC(Optical Fiber Communication Conference)’98 TUTORIALSESSIONS，1998年，p.177

发明内容

本发明所要解决的问题是，在通信节点间双向传输的场合下，需要多台光分路插入复用装置，使通信成本增高。

本发明的光分路插入装置用来从被波分复用后的光信号之中分支出具有所需波长的光信号，或者将应发送的光信号插入上述被波分复用后的光信号中，其特征为：具有多个第1光纤传输路径和第2光纤传输路径的对，该第1光纤传输路径用来将上述光信号向上行方向传输，该第2光纤传输路径用来将上述光信号向下行方向传输，具有：第1光循环器，设置于上述光分路插入复用装置的下行方向一侧的端子上，连接着上述第1光纤传输路径及上述第2光纤传输路径；第2光循环器，设置于上述光分路插入复用装置的上行方向一侧的端子上，连接着上述第1光纤传输路径及上述第2光纤传输路径；以及第1光合分波器和第2光合分波器，具有上述波分复用后的光信号通过的端子，将通过上述端子的上述光信号分波为多个波长不同的各个光或者将多个波长不同的光合波而通过上述端子，在未连接上述第1及第2光纤传输路径的上述第1光循环器的端子上连接有上述第1光合分波器的上述波分复用后的光信号通过的端子，在未连接上述第1及第2光纤传输路径的上述第2光循环器的端子上连接有上述第2光合分波器的上述波分复用后的光信号通过的端子。

本发明的最主要的特征为，在光分路插入复用装置的输入输出端口配置光环行器或光耦合器，在每个方向使被波分复用后的信号集中。

本发明的光分路插入装置可以用同一个装置实现对传输光信号各方向的每个波分复用信号进行分路、插入的功能，因此与以往的结构相比可以将成本大约减为一半。另外，存在下述优点，即因装置结构简单而使可靠性得到提高，并且可以减少装置的设置空间。

附图说明

图1是说明实施示例1所示本发明实施例的结构图。

图2是说明以往实施例的结构图。

图3是说明实施示例2所示本发明实施示例的结构图。

图4表示的是通信节点间的连接。

图5表示的是光分路插入复用装置内部结构的一个示例。

图6表示的是光分路插入复用装置内部结构的其它示例。

图7表示的是光分路插入复用装置内部结构的其它示例。

图8表示的是光分路插入复用装置内部结构的其它示例。

图9表示的是实施相邻节点间的光传输时通信节点内的光收发机配置。

图10是表示通信节点的光学部件成本比较的曲线图。

图11是表示通信节点的光学部件成本比较的第2曲线图。

具体实施方式

在采用多条光纤来连接相邻通信节点的光传输系统中，以最小的装置结构来实现下述目的，即实现各节点上信号光的分支插入复用功能这种目的。

<第1实施方式>

图1是本发明装置一个实施示例的结构图。通信节点12通过光纤1、5、6及11与相邻节点连接。在光纤1和6传输的光信号其传输方向相互相反。在光纤1和6传输的光通过光环行器7被波分复用，与光分路插入复用装置3的输入输出端口2相接。同样，在光纤5和11传输的光信号其传输方向相互相反。在光纤5和11传输的光通过光环行器10被波分复用，与光分路插入复用装置3的输入输出端口4相接。

对于通信节点12，在光分路插入复用装置3中从波分复用信号将发给通信节点12的特定波长i的光信号进行分路，输出到分支插入端口8-i或9-i(i＝1、2、…n)。还有，8-i的这种记述-i表现出与波长i对应。就通信节点12来说，在光分路插入复用装置3中将发送给其它通信节点的波长i的光信号，从分支插入端口8-i或9-i(i＝1、2、…n)插入上述波分复用信号中。在图中虽然作为分支插入端口只描述出8-1、9-1、8-n、9-n，但是实际上也同时存在与其它波长对应的分支插入端口。不言而喻，最大端口数目与波分复用数目n相等。还有，将有关分支插入端口8-i和9-i的不同予以说明。在从下述波分复用信号之中对波长i的光信号进行分路的场合下，进行输出的分支插入端口是8-i，上述波分复用信号是从光分路插入复用装置3的输入输出端口2所入射的。另-方面，在从从输入输出端口4所入射的波分复用信号中对波长i的光进行分路的场合下，进行输出的分支插入端口是9-i。若从分支插入端口8-i插入波长i的光信号，则该光信号通过光分路插入复用装置3与其它波分复用信号进行波分复用，从输入输出端口2射出。若从分支插入端口9-i插入波长i的光信号，则该光信号通过光分路插入复用装置3与其它波分复用信号进行波分复用，从输入输出端口4射出。上面是端口8-i和9-i的定义。

下面，有关通信节点间的连接予以说明。例如，如图4所示，设通信节点12-1、12及12-2相连接。来自通信节点12-1的波分复用信号在光纤1中传输，向通信节点12入射。该波分复用信号通过图1的光环行器7，从输入输出端口2到达光分路插入复用装置3。就该装置而言，从传输来的波分复用信号之中对发给通信节点的光信号如波长1进行分路，输出到分支插入端口8-1。

从通信节点12向图4的通信节点12-1所发送的光信号如波长n，从图1的分支插入端口8-n经由光分路插入复用装置3被插入上述波分复用信号，从输入输出端口2通过光环行器7向光纤6进行发送。

作为光分路插入复用装置3内部的具体结构来说，一部分已为众所周知。图5是其第一示例。17-1、17-2是具有下述两种功能的光合分波器，这两种功能一是将波分复用信号分波成不同波长的光信号，二是相反将不同波长的光信号波分复用到一个光纤中。

例如，从输入输出端口2所入射的波分复用信号(波长设为λ1、λ2、…λn)，通过光合分波器17-1被分波成波长不同的n个光信号，各波长的光信号从分支插入端口8-1、…8-n被输出。在该图中，虽然只描述出与波长λ1和波长λn对应的光分路插入复用装置插入端口8-1、8-n、9-1、9-n，但是实际上存在与波分复用信号的n个波长λ1、λ2、…λn对应的分支插入端口8-i和9-i(i＝1、2、…n)。

对于经过通信节点的波长的光信号的场合下，例如当设波长为λ1时，采用短的光纤来连接分支插入端口8-1和9-1，以此通过光合分波器17-2与其它波长的信号进行波分复用，从输入输出端口4发送。另一方面，在通过该通信节点接收的波长的信号的场合下，例如将其波长设为λn，将分支插入端口8-n与设置于节点内的光接收机连接，以此可以进行接收。另外，在从该通信节点向其它通信节点发送信号的场合下，例如将其波长设为λn，对分支插入端口9-n和设置于节点内的光发送机进行连接。该光通过光合分波器17-2与其它波长的光信号进行波分复用，从输入输出端口4发送。

上述示例虽然有关从输入输出端口2入射的情形已做出说明，但是有关通过输入输出端口4入射波分复用信号的情形也是完全相同的。也就是说，该光分路插入复用装置与光信号的行进方向无关地进行动作。

图6表示光分路插入复用装置3内部结构的其它示例。17-1和17-2是光合分波器。2和4是输入输出端口。另外，8-1、8-n、9-1、9-n是光分路插入复用装置插入端口。20-1、20-n是2输入2输出(下面，记为2×2)的光开关。在图中，虽然只描述出2个2×2的光开关，但是实际的2×2光开关最大设置数目是被波分复用后的光信号数目n，与光合分波器17-1和17-2各波长(λ1、λ2、…λn)的端口相接。例如，从输入输出端口2所入射的波分复用信号(波长是λ1、λ2、…λn)，通过光合分波器17-1被分波成波长不同的n个光信号，分别向n个2×2光开关20-1、…20-n入射。若使这些光开关成为条(bar)状，则与成条状的光开关相应波长的光通过通信节点，若使光开关成为十字状，则可以通过通信节点对与成十字状的光开关相应波长的光进行分路或插入。通过这些2×2光开关后的光信号由光合分波器17-2进行波分复用，从输入输出端口4射出，传输到下一个通信节点。

上述示例虽然对通过输入输出端口2入射波分复用信号的情形已做出说明，但是通过输入输出端口4入射波分复用信号的情形也是相同的。也就是说，该光分路插入复用装置与光信号的行进方向无关地进行动作。

在图7中表示光分路插入复用装置3内部结构的第三示例。在该图中，21-1和22-1是对波长λ1的光信号进行转换的1输入2输出光开关。同样，21-n和22-n是对波长λn的光信号进行转换的光开关。也就是说，图7的结构是将图6的2输入2输出光开关置换成2台1输入2输出的光开关后的结构。

在图8中表示光分路插入复用装置3内部结构的第四示例。在该图中，23-1是只对波长λ1的光进行反射的光纤布拉格光栅，另外24-1和25-1是光环行器。同样，23-n是只对波长λn的光进行反射的光纤布拉格光栅，24-n和25-n是光环行器。也就是说，这种结构的光分路插入复用装置3，2台光环行器与它们之间与所连接的光纤布拉格光栅的组合，最大只按照波分复用数目(该图的场合下为n)被串联连接。n个光纤布拉格光栅被制作出，以分别反射波分复用信号之中波长λ1、λ2、…λn的光。

下面说明图8光分路插入复用装置3的动作。其示例为，波长λ1～λn的波分复用信号从输入输出端口2入射到光分路插入复用装置3中的情形。假设波长λ1、λ2、…λn-1的光信号通过通信节点，该通信节点设置有该光分路插入复用装置3。另外，假设波长λn的光信号由该通信节点进行接收。这种场合下，虽然波长λ1的光通过光环行器24-1，由光纤布拉格光栅23-1进行反射被导入作为分支插入端口的8-1，但是由于采用光纤来连接该分支插入端口8-1和9-1，因而该光信号被导入光环行器25-1，再次通过光纤布拉格光栅23-1进行反射，并再次通过光环行器25-1，此后通过全部光环行器和光纤布拉格光栅从输入输出端口4射出。通过通信节点的其它波长λ 2、…λn-1的光也和该波长λ1相同。

另一方面，波长λn的光信号通过光环行器24-1、光纤布拉格光栅23-1及光环行器25-1。同样，通过与其它波长对应的光环行器和光纤布拉格光栅，到达光环行器24-n。通过该光环行器后的光由光纤布拉格光栅23-n进行反射，再次通过光环行器24-n向分支插入端口8-n射出。因对该端口8-n连接接收机，而接收波长λn的光信号。

在从该通信节点将波长λn的光信号传输到其它通信节点(作为示例假设图4的12-2)的场合下，由于对分支插入端口9-n连接发送机，因而该光通过光环行器25-n由光纤布拉格光栅23-n进行反射，并再次通过光环行器25-n与其它波长λ1、…λn-1的光信号一起从输入输出端口4射出，传输到下一个通信节点。

上述示例虽然对通过输入输出端口2入射波分复用信号的情形已做出说明，但是通过输入输出端口4入射波分复用信号的情形也是相同的。也就是说，该光分路插入复用装置与光信号的行进方向无关，进行动作。

上面的图5、6、7及8是光分路插入复用装置3的具体结构示例，而其结构并不限定为上面的4个示例。还有，图5和图8的结构示例记载于非专利文献1中。

现有关在设置有实施示例1光分路插入复用装置的通信节点间实行通信时的光收发机配置，在下面进行说明。

作为示例，说明图4的通信节点12和通信节点12-1采用波长λi进行通信的情形。其它波长(λ1、…λi-1、λi+1、…λn)则假设为通过(through)通信节点。

图9表示包括光收发机的节点结构。26-i和26-i-1设为波长i的光发送机，27-i和27-i-1设为波长i的光接收机。这些光收发机如图所示，经过光环行器28-i和28-i-1与光分路插入复用装置3及3-1的分支插入端口8-i和9-i-1相接。

通信节点12内来自光发送机26-i的波长i的光信号，通过光环行器28-I，由光分路插入复用装置3与其它波长的光进行波分复用，经过光环行器在传输用光纤6传输，到达通信节点12-1。波长i的光信号由光分路插入复用装置3-1从其它波长的光信号进行分路，从分支插入端口9-i-1射出。该波长i的信号通过光环行器28-i-1由光接收机27-i-1进行接收。

同样地，通信节点12-1内从光发送机26-i-1射出的波长i的光信号，由光分路插入复用装置3-1与其它的波分复用信号进行复用，在传输用光纤1传输，到达通信节点12。波长i的光信号由光分路插入复用装置3从其它波长的光信号进行分路，从分支插入端口8-i射出。该波长i的信号通过光环行器28-i由光接收机27-i进行接收。根据上面，通信节点12和12-1可以采用波长i的光信号进行通信。还有，就上述图9的说明来说需注明，虽然28-i和28-i-1作为光环行器已进行说明，但是也可以取代这些光环行器而使用光耦合器。

如果采用根据本实施示例1的光环行器，则具有下述特征，即光环行器的插入损耗是0.5dB左右，光的传输损耗小，特别在与下述实施示例2之间的比较方面损耗较小。另外，在光环行器中具有下述优点，即因为存在光的传输方向性，所以不需要同时使用光隔离器而可以减少相应的的部件件数。

<实施示例2>

图3表示本发明的第二实施示例。与第一实施示例的不同之处在于，取代图1的光环行器7和10而采用光耦合器13和14。通信节点12通过光纤1、5、6及11与相邻节点相接。在光纤1和6传输的光信号其传输的方向相互相反。在光纤1和6传输的光由光耦合器13进行波分复用，与光分路插入复用装置3的输入输出端口2相接。同样，在光纤5和11传输的光信号其传输的方向相互相反。在光纤5和11传输的光由光耦合器14进行波分复用，与光分路插入复用装置3的输入输出端口4相接。

为了使用光耦合器对相互反向行进的波分复用信号进行波分复用，例如使从输入输出端口2所射出并朝向图面左侧通信节点的波分复用信号，从光耦合器13向传输用光纤1及6的双方进行传输。因此，在光纤1中使用光隔离器15，以使光信号不向反方向传输。同样，使用光隔离器16，以使从端口4向图面右侧的通信节点所传输的波分复用信号不向反方向在光纤11传输。

图3的光分路插入复用装置3的具体结构可以采用与第一实施示例所示的图5、6、7及8相同的结构。

采用第二实施示例具体在通信节点间以波长i的光信号进行通信的收发机配置，可以采用与第一实施示例所说明的配置相同的结构。也就是说，其结构如图9所示。

根据该实施示例2，虽然光耦合器的插入损耗在3dB以上，但是与实施示例1所使用的光环行器相比，光耦合器具有可以减少部件成本的优点，即使考虑到与光耦合器同时使用的隔离器部件成本，也具有在总量上可使装置成本减半的优点。

最后，与以往示例相比较，预先对作为本发明目的的光分路插入复用装置低成本化进行定量评估。作为成本，将考虑通信节点的光学部件成本。波分复用信号的复用数目设为16。通信节点的光学部件成本为由其通信节点进行分路并复用的光信号数目的函数。在图10中，作为光分路插入复用装置内部结构假定图5的结构，表示对下述两种光学部件的成本进行比较的曲线图，这两种光学部件一是作为以往的上行方向和下行方向具有各种装置的通信节点光学部件，二是本发明实施示例1时的光学部件。在本发明的场合下，表示出图9的28-i是光环行器和光耦合器的两种情形。由该附图得知，就以往示例来说，不依赖于该通信节点上进行分支插入的信号数目，需要一定的光学部件成本，就本发明来说，与进行分支插入的信号数目成比例，通信节点的光学部件成本增加。在图9的28-i也就是对收发机的信号进行合分波的光学器件采用光环行器的场合下，可知，分支插入信号的数目为8以下并且光学部件成本比以往示例价格低。另外，在图9的28-i也就是对收发机的信号进行合分波的光学器件采用光耦合器的场合下，可知，分支插入信号的数目为16以下，也就是说在所有的场合下，本发明的光学部件成本比以往示例的成本价格低。

在图11中表示成本比较的第2示例。在该附图的场合下，作为光分路插入复用装置内部结构假定为图6。由图11可知，此时也是图9的28-i为光环行器的场合下，分支插入信号的数目为8以下，本发明的光学部件成本变得比以往示例的成本价格低，在图9的28-i为光耦合器时所有的场合下，本发明的光学部件成本都比以往示例的成本价格低。

如同由上述2个示例得知的那样，根据本发明可以实现通信节点的低成本化。

Claims

1.一种光分路插入复用装置，用来从被波分复用后的光信号之中分支出具有所需波长的光信号，或者将应发送的光信号插入上述被波分复用后的光信号中，其特征为：

具有多个第1光纤传输路径和第2光纤传输路径的对，该第1光纤传输路径用来将上述光信号向上行方向传输，该第2光纤传输路径用来将上述光信号向下行方向传输，

具有：

第1光循环器，设置于上述光分路插入复用装置的下行方向一侧的端子上，连接着上述第1光纤传输路径及上述第2光纤传输路径；

第2光循环器，设置于上述光分路插入复用装置的上行方向一侧的端子上，连接着上述第1光纤传输路径及上述第2光纤传输路径；以及

第1光合分波器和第2光合分波器，具有上述波分复用后的光信号通过的端子，将通过上述端子的上述光信号分波为多个波长不同的各个光、或者将多个波长不同的光合波而通过上述端子，

在未连接上述第1及第2光纤传输路径的上述第1光循环器的端子上，连接有上述第1光合分波器的上述波分复用后的光信号通过的端子，

在未连接上述第1及第2光纤传输路径的上述第2光循环器的端子上，连接有上述第2光合分波器的上述波分复用后的光信号通过的端子。

2.一种光分路插入复用装置，用来从被波分复用后的光信号之中分支出具有所需波长的光信号，或者将应发送的光信号插入上述被波分复用后的光信号中，其特征为：

具有多个第1光纤传输路径和第2光纤传输路径的对，该第1光纤传输路径用来将上述光信号向上行方向传输，该第2光纤传输路径用来将上述光信号向下行方向传输，具有：

第1光耦合器，设置于上述光分路插入复用装置的下行方向一侧的端子上，连接着上述第1光纤传输路径及上述第2光纤传输路径；

第2光耦合器，设置于上述光分路插入复用装置的上行方向一侧的端子上，连接着上述第1光纤传输路径及上述第2光纤传输路径，以及

在未连接上述第1及第2光纤传输路径的上述第1光耦合器的端子上，连接有上述第1光合分波器的上述波分复用后的光信号通过的端子，

在未连接上述第1及第2光纤传输路径的上述第2光耦合器的端子上，连接有上述第2光合分波器的上述波分复用后的光信号通过的端子。

3.根据权利要求2记载的光分路插入复用装置，其特征为：

在上述第1光纤传输路径内设置光隔离器，用来阻止向下行方向传输的光信号的传输，上述光隔离器与上述第1光耦合器的端子连接，

在上述第2光纤传输路径内设置光隔离器，用来阻止向上行方向传输的光信号的传输，上述光隔离器与上述第2光耦合器的端子连接。

4.一种光分路插入复用装置，用来从被波分复用后的光信号之中分支出具有所需波长的光信号，或者将应发送的光信号插入上述被波分复用后的光信号中，其特征为，具有：

第1光纤传输路径和第2光纤传输路径，该第1光纤传输路径用来将上述光信号向上行方向传输，该第2光纤传输路径用来将上述光信号向下行方向传输，以及

并设置有光合分波装置，

在该光合分波装置的第1端子上连接上述第1光纤传输路径，

在该光合分波装置的第2端子上连接上述第2光纤传输路径，

在该光合分波装置的第3端子上连接有上述光分路插入复用装置的一端，

在上述光合分波装置的第3端子上连接有上述第1或者第2光合分波器的上述光信号通过的端子。

5.根据权利要求4记载的光分路插入复用装置，其特征为：

上述光合分波装置使用光循环器。

6.根据权利要求4记载的光分路插入复用装置，其特征为：

上述光合分波装置使用光耦合器。

7.根据权利要求6记载的光分路插入复用装置，其特征为：

在上述第1及第2光纤传输路径的至少一个上设有光隔离器，用来阻止向与传输上述光信号的方向相反方向传输的光信号，上述光隔离器与上述光耦合器的一个端子连接。