JP2004159215A - 双方向波長多重光アッド・ドロップ装置 - Google Patents
双方向波長多重光アッド・ドロップ装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置は、循環方向が同一の完全循環型のA、B、C、Dの4端子を有する第1及び第2のサーキュレータを備える。第1及び第2のサーキュレータのA端子はそれぞれ、ネットワーク側の第1、第2の入出力ポートに接続され、第1及び第2のサーキュレータのC端子はそれぞれ、光送受信装置と接続されている第1、第2の入出力ポートに接続されている。また、第1のサーキュレータのB端子及び第2のサーキュレータのD端子間、及び、第2のサーキュレータのB端子及び第1のサーキュレータのD端子間には、アッド又はドロップ波長を反射波長とする1又は複数のファイバブラッグ回折格子が介在する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は双方向波長多重光アッド・ドロップ装置に関し、例えば、リング状光ネットワークやバス状光ネットワークに適用し得るものである。
【0002】
【従来の技術】
双方向のリング状光ネットワークにおいては、同一の光ファイバを双方向共に適用することが、コスト面や、ネットワークの柔軟性に容易に対応できる面(例えば光ファイバの敷設作業が少ない等)などから好ましい。また、双方向共に同一の光ファイバを適用したリング状光ネットワークにおいても、多数の通信チャネル数に容易に対応できるなどから、波長多重光を伝送に利用することが好ましい。
【0003】
このような同一の光ファイバによって双方向に対応したり、波長多重光を取り扱ったりするリング状光ネットワークにおいては、双方向波長多重光アッド・ドロップ装置が重要な構成要素となっている。すなわち、リング状光ネットワークを巡回している波長多重光から該当する波長成分光を、対応する光送受信装置にドロップしたり、対応する光送受信装置からの所定の波長成分光をリング状光ネットワークを巡回している波長多重光にアッドしたりする双方向波長多重光アッド・ドロップ装置が重要な構成要素となっている。
【0004】
そして、従来から、双方向波長多重光アッド・ドロップ装置として各種のものが提案されている(非特許文献1、非特許文献2参照)。
【0005】
【非特許文献1】
K.−P.Ho,and S.−K.Liaw,“Eight−channel bidirectional WDM add/drop multiplexer.”Electron. Technol. Lett., vol.34,pp.947−948,1998
【0006】
【非特許文献2】
J.Kim,and B.Lee,“Bidirectional wavelength add−drop multiplexer using multiport optical circulators and fiber Bragg gratings.” IEEE Photon. Technol. Lett., vol.12,pp.561−563,2000
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の各種の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置は、双方向にしかも波長多重光に対応すべく、多くの光学素子から構成されており、当該アッド・ドロップ装置における伝送ロスなどが大きいものであった。
【0008】
そのため、伝送ロスなどを抑えることができる、簡易な構成の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置が望まれている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、順方向を伝送方向とする波長多重光から自ノードに割り当てられた波長成分光をドロップすると共に、逆方向を伝送方向とする波長多重光から自ノードに割り当てられた波長成分光をドロップし、かつ、対応する光送受信装置からの順方向への波長成分光を順方向の波長多重光にアッドすると共に、上記光送受信装置からの逆方向への波長成分光を逆方向の波長多重光にアッドする双方向波長多重光アッド・ドロップ装置を、以下のように構成したことを特徴とする。
【0010】
すなわち、循環方向が同一の完全循環型のA、B、C、Dの4端子を有する第1及び第2のサーキュレータを備え、第1のサーキュレータのA端子は、逆方向に隣接するノード側と繋がっている第1の入出力ポートに接続され、第2のサーキュレータのA端子は、順方向に隣接するノード側と繋がっている第2の入出力ポートに接続され、第1のサーキュレータのC端子は、上記光送受信装置と接続されている第1の入出力ポートに接続され、第2のサーキュレータのC端子は、上記光送受信装置と接続されている第2の入出力ポートに接続され、第1のサーキュレータのB端子及び第2のサーキュレータのD端子は、順方向に伝送されている波長多重光から自ノードがドロップする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子、及び、順方向に伝送されている波長多重光に自ノードがアッドする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子を有する1本の光伝送路を介して接続され、第2のサーキュレータのB端子及び第1のサーキュレータのD端子は、逆方向に伝送されている波長多重光から自ノードがドロップする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子、及び、逆方向に伝送されている波長多重光に自ノードがアッドする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子を有する1本の光伝送路を介して接続されていることを特徴とする。
【0011】
ここで、上記複数のファイバブラッグ回折格子の少なくとも一部が反射波長を変化できる波長可変型のものであることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
(A)第1の実施形態
以下、本発明による双方向波長多重光アッド・ドロップ装置の第1の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【0013】
(A−1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置のリング状光ネットワークにおける位置付けを示すブロック図である。
【0014】
図1において、リング状光ネットワーク1は、時計回り及び反時計回りを共に伝送方向とするものであり、このリング状光ネットワーク1には、複数(図1は6個の例)のノードN−1〜N−6が設けられている。隣接する2個のノード間はそれぞれ、1本の光伝送路(ここでは光ファイバとする)2−12、…、2−61によって接続されている。
【0015】
各ノードN−1、…、N−6はそれぞれ、第1の実施形態の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置(以下、単に、アッド・ドロップ装置と呼ぶ)10−1、…、10−6、及び、光送受信装置11−1、…、11−6を有する。
【0016】
各アッド・ドロップ装置10−1、…、10−6はそれぞれ、時計回り方向及び反時計回り方向に巡回している波長多重光から自ノードに割り当てられている波長成分光を分離(ドロップ)して対応する光送受信装置11−1、…、11−6に与えると共に、他の波長成分光をそのまま通過させるものである。また、各アッド・ドロップ装置10−1、…、10−6はそれぞれ、対応する光送受信装置11−1、…、11−6から与えられた波長成分光を、時計回り方向又は反時計回り方向に巡回している波長多重光に多重(アッド)するものである。
【0017】
なお、各ノードN−1、…、N−6におけるアッド・ドロップ装置10−1、…、10−6と、光送受信装置11−1、…、11−6とは、2本の光伝送路(ここでは光ファイバとする)によって接続されている。
【0018】
各アッド・ドロップ装置10−1、…、10−6は、割り当てられている波長成分の相違を除けば、同様な構成を有している。図2は、第1の実施形態のアッド・ドロップ装置10(10−1、…、10−6)の構成を示すブロック図である。
【0019】
図2において、第1の実施形態のアッド・ドロップ装置10は、2個のサーキュレータ21及び22と、4個のファイバブラッグ回折格子31〜34とを有している。
【0020】
各サーキュレータ21、22はそれぞれ、4端子(A,B,C,D)の完全循環型のものであり、循環方向は同一のものである(図2は循環方向が時計回り方向の例を示している)。すなわち、端子Aからの入力光を端子Bに出力し、端子Bからの入力光を端子Cに出力し、端子Cからの入力光を端子Dに出力し、端子Dからの入力光を端子Aに出力するものである。
【0021】
第1のサーキュレータ21のA端子は、時計回り方向に隣接するノード(図示せず)と繋がっている光ファイバとの入出力ポートY1に接続されており、第2のサーキュレータ22のA端子は、反時計回り方向に隣接するノード(図示せず)と繋がっている光ファイバとの入出力ポートY2に接続されている。
【0022】
また、第1のサーキュレータ21のC端子は、対応する光送受信装置(図示せず)と接続されている第1の光ファイバとの入出力ポートX1に接続されており、第2のサーキュレータ22のC端子は、対応する光送受信装置(図示せず)と接続されている第2の光ファイバとの入出力ポートX2に接続されている。
【0023】
さらに、第1のサーキュレータ21のB端子及び第2のサーキュレータ22のD端子は、ファイバブラッグ回折格子31及び32を有する1本の光伝送路を介して接続されており、第2のサーキュレータ22のB端子及び第1のサーキュレータ21のD端子は、ファイバブラッグ回折格子33及び34を有する1本の光伝送路を介して接続されている。
【0024】
第1のファイバブラッグ回折格子31の反射波長λEDは、反時計回り方向に巡回している波長多重光から自ノードにドロップする波長成分になされている。第2のファイバブラッグ回折格子32の反射波長λEAは、反時計回り方向に巡回している波長多重光に自ノードがアッドする波長成分になされている。第3のファイバブラッグ回折格子33の反射波長λWDは、時計回り方向に巡回している波長多重光から自ノードにドロップする波長成分になされている。第4のファイバブラッグ回折格子34の反射波長λWAは、時計回り方向に巡回している波長多重光に自ノードがアッドする波長成分になされている。
【0025】
図示は省略しているが、光送受信装置(11)は、入出力ポートX1に対しては、時計回り方向に巡回している波長多重光に自ノードがアッドする波長成分光(λWA)を入射し、入出力ポートX2に対しては、反時計回り方向に巡回している波長多重光に自ノードがアッドする波長成分光(λEA)を入射するようになされている。
【0026】
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態のアッド・ドロップ装置10の動作について、図面を参照しながら説明する。
【0027】
まず、反時計回り方向に巡回している波長多重光から、自ノードを宛先とする波長成分光(λED)をドロップする動作を説明する。なお、図3には、この場合の光経路を示している。
【0028】
反時計回り方向に巡回している波長多重光は、入出力ポートY1から、第1のサーキュレータ21のA端子に入射されそのB端子から出力される。この波長多重光に、自ノードがドロップする波長成分光(λED)が含まれていると、第1のファイバブラッグ回折格子31によって、その波長成分光(λED)だけが反射され、他の波長成分光は第1のファイバブラッグ回折格子31をそのまま通過する。
【0029】
第1のファイバブラッグ回折格子31で反射された波長成分光(λED)は、第1のサーキュレータ21のB端子に入射されそのC端子から出力されて、入出力ポートX1を介して図示しない光送受信装置11に与えられる。
【0030】
一方、第1のファイバブラッグ回折格子31を通過した波長多重光(ドロップされた波長成分光以外)は、第2のファイバブラッグ回折格子32もそのまま通過して第2のサーキュレータ22のD端子に入射されそのA端子から出力されて、入出力ポートY2を介して、反時計回り方向に次の図示しないノードに向けて送出される。
【0031】
なお、仮に、反時計回り方向に巡回している波長多重光に、第2のファイバブラッグ回折格子32の反射波長λEAの波長成分光が含まれていた場合には、反射箇所は異なるが、上述の波長成分光(λED)の場合と同様にしてドロップされる。
【0032】
次に、時計回り方向に巡回している波長多重光から、自ノードを宛先とする波長成分光(λWD)をドロップする動作を説明する。なお、図4には、この場合の光経路を示している。
【0033】
時計回り方向に巡回している波長多重光は、入出力ポートY2から、第2のサーキュレータ22のA端子に入射されそのB端子から出力される。この波長多重光に、自ノードがドロップする波長成分光(λWD)が含まれていると、第3のファイバブラッグ回折格子33によって、その波長成分光(λWD)だけが反射され、他の波長成分光は第3のファイバブラッグ回折格子33をそのまま通過する。
【0034】
第3のファイバブラッグ回折格子33で反射された波長成分光(λWD)は、第2のサーキュレータ22のB端子に入射されそのC端子から出力されて、入出力ポートX2を介して図示しない光送受信装置11に与えられる。
【0035】
一方、第3のファイバブラッグ回折格子33を通過した波長多重光(ドロップされた波長成分光以外)は、第4のファイバブラッグ回折格子34もそのまま通過して第1のサーキュレータ21のD端子に入射されそのA端子から出力されて、入出力ポートY1を介して、時計回り方向に次の図示しないノードに向けて送出される。
【0036】
なお、仮に、時計回り方向に巡回している波長多重光に、第4のファイバブラッグ回折格子34の反射波長λWAの波長成分光が含まれていた場合には、反射箇所は異なるが、上述の波長成分光(λWD)の場合と同様にしてドロップされる。
【0037】
次に、反時計回り方向に巡回している波長多重光に、自ノードを送信元とする波長成分光(λEA)をアッドする動作を説明する。なお、図5には、この場合の光経路を示している。
【0038】
時計回り方向に巡回している波長多重光にアッドする波長成分光(λEA)は、図示しない光送受信装置から入出力ポートX2に入射される。この波長成分光(λEA)は、第2のサーキュレータ22のC端子に入射されそのD端子から出力される。その後、第2のファイバブラッグ回折格子32によって反射され、第2のサーキュレータ22のD端子に入射されそのA端子から出力され、入出力ポートY2を介して、反時計回り方向に次の図示しないノードに向けて送出される。
【0039】
なお、仮に、図示しない光送受信装置から入出力ポートX2に、第1のファイバブラッグ回折格子31の反射波長λEDの波長成分光が入射された場合には、反射箇所は異なるが、上述の波長成分光(λEA)の場合と同様にしてアッドされる。
【0040】
次に、時計回り方向に巡回している波長多重光に、自ノードを送信元とする波長成分光(λWA)をアッドする動作を説明する。なお、図6には、この場合の光経路を示している。
【0041】
時計回り方向に巡回している波長多重光にアッドする波長成分光(λWA)は、図示しない光送受信装置から入出力ポートX1に入射される。この波長成分光(λWA)は、第1のサーキュレータ21のC端子に入射されそのD端子から出力される。その後、第4のファイバブラッグ回折格子34によって反射され、第1のサーキュレータ21のD端子に入射されそのA端子から出力され、入出力ポートY1を介して、時計回り方向に次の図示しないノードに向けて送出される。
【0042】
なお、仮に、図示しない光送受信装置から入出力ポートX1に、第3のファイバブラッグ回折格子33の反射波長λWDの波長成分光が入射された場合には、反射箇所は異なるが、上述の波長成分光(λWA)の場合と同様にしてアッドされる。
【0043】
(A−3)第1の実施形態の効果
上記第1の実施形態によれば、2個のサーキュレータ及び数個(4個)のファイバブラッグ回折格子という、光学素子数が少ない簡単な構成で双方向波長多重光アッド・ドロップ装置を実現することができる。
【0044】
また、アッド又はドロップに介在する光学素子数が少ないので、アッド動作時やドロップ動作時でのロスを最小限に抑えることができ、また、単にノードを通過していく波長多重光の伝送ロスなども抑えることができる。
【0045】
さらに、第1の実施形態の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置内においては、反時計回り方向の波長多重光の経路と、時計回り方向の波長多重光の経路とがほぼ完璧に分離されているので、反時計回り方向の波長多重光と時計回り方向の波長多重光とのクロストークを抑えることができる。
【0046】
(B)第2の実施形態
次に、本発明による双方向波長多重光アッド・ドロップ装置の第2の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【0047】
図7は、第2の実施形態のアッド・ドロップ装置の構成を示すブロック図であり、第1の実施形態に係る図2との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。
【0048】
第2の実施形態のアッド・ドロップ装置10Aは、ドロップする波長成分を反射波長とする第1及び第3のファイバブラッグ回折格子31や33、及び、アッドする波長成分を反射波長とする第2及び第4のファイバブラッグ回折格子32や34を、可変波長のファイバブラッグ回折格子31A〜34Aに置き換えたものである。
【0049】
なお、可変波長のファイバブラッグ回折格子は、例えば、その伸縮により反射波長を変化できるものである。
【0050】
第2の実施形態のアッド・ドロップ装置10Aは、その設置時や、ドロップ波長やアッド波長についての割当て波長の変更時などに、当該ノードがドロップする波長成分や、当該ノードがアッドする波長成分を、可変波長の第1〜第4のファイバブラッグ回折格子31〜34に対する反射波長の設定によって設定させる。
【0051】
この設定後においては、第2の実施形態のアッド・ドロップ装置10Aは、第1の実施形態のアッド・ドロップ装置10と同様に動作する。
【0052】
第2の実施形態のアッド・ドロップ装置10Aによっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。これに加え、各ノードにおけるドロップ波長やアッド波長を任意に設定できるという効果をも奏する。
【0053】
(C)他の実施形態
上記各実施形態においては、反時計回り方向に巡回する波長多重光からドロップする波長成分λEDと、反時計回り方向に巡回する波長多重光にアッドする波長成分λEAとの関係に言及しなかったが、同一の波長成分であっても良く、異なる波長成分であっても良い。
【0054】
ドロップする波長成分λEDとアッドする波長成分λEAとが同一の場合においては、第1のファイバブラッグ回折格子31及び第2のファイバブラッグ回折格子32をまとめて1個のファイバブラッグ回折格子を適用しても良く、ドロップする波長成分λEDとアッドする波長成分λEAとが同一であっても第1のファイバブラッグ回折格子31及び第2のファイバブラッグ回折格子32を別個に設けても良い。前者の場合には、アッド動作のタイミングとドロップ動作のタイミングが明確に切り分けられている場合に有効である。
【0055】
時計回り方向に巡回する波長多重光からドロップする波長成分λWDと、時計回り方向に巡回する波長多重光にアッドする波長成分λWAとの関係も、上述と同様である。
【0056】
また、上記各実施形態では、各巡回方向についてドロップする波長成分が1個ずつであり、また、各巡回方向についてアッドする波長成分が1個ずつのものを示したが、各巡回方向についてドロップする波長成分の数やアッドする波長成分の数は、1個に限定されるものではない。
【0057】
例えば、反時計回り方向に巡回する波長多重光からドロップする波長成分が複数の場合には、第1のサーキュレータ21のB端子及び第2のサーキュレータ22のD端子間の1本の光伝送路に、それぞれの波長成分を反射波長とするファイバブラッグ回折格子を介挿すれば良い。また例えば、反時計回り方向に巡回する波長多重光にアッドする波長成分が複数の場合には、第1のサーキュレータ21のB端子及び第2のサーキュレータ22のD端子間の1本の光伝送路に、それぞれの波長成分を反射波長とするファイバブラッグ回折格子を介挿すれば良い。
【0058】
時計回り方向についても、ドロップする波長成分が複数の場合やアッドする波長成分が複数の場合には、同様である。
【0059】
さらに、上記第1の実施形態では、反射波長が固定のファイバブラッグ回折格子を適用した場合を示し、上記第2の実施形態では、反射波長が可変のファイバブラッグ回折格子を適用した場合を示したが、反射波長が固定のファイバブラッグ回折格子と反射波長が可変のファイバブラッグ回折格子とを混在させて適用するようにしても良い。
【0060】
なお、双方向波長多重光アッド・ドロップ装置に光増幅機能を持たせる場合には、光伝送経路の適宜の位置に光増幅器(例えばEDFA)を設ければ良い。
【0061】
上記では、本発明の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置を、リング状光ネットワークに適用する場合を示したが、他の光ネットワークに本発明の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置を適用することができる。例えば、図8に示すようなバス状光ネットワークに対しても、本発明の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置10を適用することができる。なお、図8における終端装置12は、バス状伝送路の終端処理を行っているものである。
【0062】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、2個のサーキュレータ及び数個のファイバブラッグ回折格子という、光学素子数が少ない簡単な構成で双方向波長多重光アッド・ドロップ装置を実現できる。
【0063】
また、アッド又はドロップ動作に介在する光学素子数が少ないので、アッド動作時やドロップ動作時でのロスを最小限に抑えることができ、また、単にノードを通過していく波長多重光の伝送ロスなども抑えることができる。
【0064】
さらに、本発明の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置内においては、順方向の波長多重光の経路と、逆方向の波長多重光の経路とがほぼ完璧に分離されているので、順方向の波長多重光と逆方向の波長多重光とのクロストークを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置を適用し得るリング状光ネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図2】第1の実施形態の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置の構成を示すブロック図である。
【図3】第1の実施形態の反時計回りに巡回する波長多重光からのドロップ経路の説明図である。
【図4】第1の実施形態の時計回りに巡回する波長多重光からのドロップ経路の説明図である。
【図5】第1の実施形態の反時計回りに巡回する波長多重光へのアッド経路の説明図である。
【図6】第1の実施形態の時計回りに巡回する波長多重光へのアッド経路の説明図である。
【図7】第2の実施形態の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置の構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置を適用し得るバス状光ネットワークの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10、10A、10−1〜10−6…双方向波長多重光アッド・ドロップ装置、
11−1〜11−6…光送受信装置、
21、22…サーキュレータ、
31〜34…ファイバブラッグ回折格子、
31A〜34A…可変波長のファイバブラッグ回折格子、
X1、X2…光送受信側との入出力ポート、
Y1、Y2…ネットワーク側との入出力ポート。
Claims (2)
- 順方向を伝送方向とする波長多重光から自ノードに割り当てられた波長成分光をドロップすると共に、逆方向を伝送方向とする波長多重光から自ノードに割り当てられた波長成分光をドロップし、かつ、対応する光送受信装置からの順方向への波長成分光を順方向の波長多重光にアッドすると共に、上記光送受信装置からの逆方向への波長成分光を逆方向の波長多重光にアッドする双方向波長多重光アッド・ドロップ装置において、
循環方向が同一の完全循環型のA、B、C、Dの4端子を有する第1及び第2のサーキュレータを備え、
第1のサーキュレータのA端子は、逆方向に隣接するノード側と繋がっている第1の入出力ポートに接続され、第2のサーキュレータのA端子は、順方向に隣接するノード側と繋がっている第2の入出力ポートに接続され、
第1のサーキュレータのC端子は、上記光送受信装置と接続されている第1の入出力ポートに接続され、第2のサーキュレータのC端子は、上記光送受信装置と接続されている第2の入出力ポートに接続され、
第1のサーキュレータのB端子及び第2のサーキュレータのD端子は、順方向に伝送されている波長多重光から自ノードがドロップする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子、及び、順方向に伝送されている波長多重光に自ノードがアッドする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子を有する1本の光伝送路を介して接続され、
第2のサーキュレータのB端子及び第1のサーキュレータのD端子は、逆方向に伝送されている波長多重光から自ノードがドロップする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子、及び、逆方向に伝送されている波長多重光に自ノードがアッドする波長成分光を反射する少なくとも1個のファイバブラッグ回折格子を有する1本の光伝送路を介して接続されている
ことを特徴とする双方向波長多重光アッド・ドロップ装置。 - 上記複数のファイバブラッグ回折格子の少なくとも一部が反射波長を変化できる波長可変型のものであることを特徴とする請求項1に記載の双方向波長多重光アッド・ドロップ装置。
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