JP2005513951A - 光通信ネットワークにおけるノイズ削減 - Google Patents

Abstract

ＤＷＤＭアド／ドロップ・ノードの追加経路は、ｎ個の信号源を結合するためのｎ：１カプラを備えている。結合される信号は増幅され、その後、多重分離される。分波器の各出力は、可変光減衰器（ＶＯＡ）を通過し、該ＶＯＡ出力は、追加信号を形成するように多重化される。追加信号を搬送していないチャネル、及び追加される信号を制御するのに用いられないチャネルは、それらのチャネルから広帯域ノイズの寄与を除去するようにゼロに減衰される。信号源は最大パワーで実行され、それらのチャネルの信号は、それらの増幅を制御するように、そして追加信号の光信号対ノイズ比を最適化するようにそれぞれのＶＯＡによって減衰される。

Description

本発明は、光通信ネットワークにおけるノイズの削減に関し、特に、信号がネットワーク・ノードにおいてネットワークに配置されている場合の追加経路のノイズ削減に関する。

アド／ドロップ多重化装置は、光通信ネットワークに広く用いられ、波長の非特異的なアド／ドロップポートを提供している。これにより、任意のトランスポンダーの供給及び調整が可能となる。図１は、アド／ドロップ多重化装置の利用例を示す。光ネットワークは、東／西の方向にトラフィックを搬送する１つのファイバ１０及び西／東の方向にトラフィックを搬送するもう一方のファイバ１２を有する二重ファイバＤＷＤＭ光ネットワークである。東及び西という用語は、ネットワークトラフィックが進行する方向を描写するのに便利なものとして用いられ、地理的な東又は西に対応するものではない。トラフィックは、典型的には、３２の波長チャネルの多重である。ネットワーク・ノードにおいて、トラフィックは、ネットワークから取り去られ、光分波器又はスプリッター及びバンドパスフィルタを用いて要素チャネルに分割され、光多重化装置及び追加カプラを用いてネットワークに追加される。

ネットワーク・ノードは、いずれかのネットワークファイバに対してトラフィックを付加するか又は取り除くことができる。それは、宛先ノードの位置に依存するネットワークの周囲の最短距離にトラフィックを経路指定することが望ましい。また、それは、Ｅ／Ｗ又はＷ／Ｅ経路のいずれかが故障してしまう場合にはフォールバック経路を有していることが望ましい。

従って、図１において、Ｅ／Ｗ及びＷ／Ｅのネットワークファイバの各々は、アンプステージ１４を備えている。これはより短いネットワークでは省略されるが、これはＥＤＦＡアンプである。適用される信号は、２つの信号出力経路を提供するために２：１カプラ１６で分割される。通過経路１８は、ネットワーク上に残るトラフィックを搬送し、ドロップ経路２０は、ネットワーク・ノードで処理するために信号多重をネットワークから取り除く。

２つのドロップ経路の各々は、光分波器２２に入力され、信号をその構成波長要素に分割する。受信トランスポンダーは、スイッチ２４を含み、２つの分波器のうちの１つから出力される信号を選択する。実際には、３２チャネルノードにおいて、このスイッチは、分波器の各々から３２チャネルを受信する。

通過経路上に残る信号は、チャネル制御ユニット２６を介して、その後、追加カプラ２８を通過し、ノードトランスポンダーの送信側からの信号は、ネットワークに追加される。追加カプラの出力は、必要に応じて最終的に３０で再度増幅される。

トランスポンダーの追加側は、アンプ３２及びｎ：１の追加カプラ３４を備えており、ここで、ｎはネットワークによって搬送される多重化装置における波長の数である。追加カプラは、ネットワークに配置されることになる個々の波長信号を追加するのに必要とされる。追加カプラの利用は、損失を受け、追加パワーレベルがアンプを必要とするようなるという不利な点を有する。従って、追加信号は、増幅される。これは、広帯域のノイズを次々に生じさせ、フォトニックアド／ドロップ・ノードを通過するそれらの信号と同様に、付加された信号のＯＳＮＲ（光信号対ノイズ比）を低下させているシステムを通過する。通過チャンルに追加されるノイズを除去するために追加アンプの後段に調整可能なフィルタ３６を追加することが知られている。

図において、追加カプラは、多重化装置３４として示されている。分離した多重化装置は、東及び西の経路に関して用いられる。

発生させられるノイズは、追加経路におけるアンプのゲインに依存する。このゲインは、追加経路における最大損失可能性によって決定される。信号が追加される場合、信号源のパワーは、追加の位置で必要とされるパワーに達するように各チャネルに基づいて調整される。従って、信号対ノイズ比は、追加経路の損失が最大損失可能性よりも小さい場合に最悪である。ＯＳＮＲは、ＥＤＦＡアンプからのノイズが最大損失を受けるような経路損失が最大である場合に最適化される。

この状況は望ましいものではなく、本発明は追加チャネルＯＳＮＲを改善するか又は最適化することによって克服することを探索する。

その広範な形態において、本発明は、追加コンテンツを有しない信号経路上のＥＤＦＡノイズをフィルタリングすることによって、また、増幅後に追加された信号の信号増幅を制御することによって、前記問題を克服する。

より詳細には、ｎチャネルＤＷＤＭ光ネットワーク用の光ネットワーク・ノードであって、
ｎチャネル波長多重を前記ネットワークに追加するための追加経路を備えている前記ノードであって、
幾つかの前記ｎチャネルは、追加されることになる信号を前記ネットワークに搬送する前記ノードにおいて、
前記追加経路は、前記ｎ信号チャネルを結合するためのｎチャネル信号コンバイナーと、
前記信号コンバイナーの出力を増幅するための光増幅器と、
前記ネットワークに追加されることになる信号を搬送していないチャネルを遮るための、又は追加される信号の振幅を制御するための、チャネル損失毎に可変の多数チャネル波長選択フィルタと、
前記追加経路を前記ネットワークに結合するための追加カプラと、を備えることを特徴とする前記ノードを提供する。

また、本発明は、ｎチャネルＤＷＤＭをｎチャネルＤＷＤＭネットワークに追加する方法であって、
ｎチャネル追加信号出力を提供するために複数の信号源からの信号を結合する段階と、
結合された出力を増幅する段階と、
前記ネットワークに追加されることになる信号を搬送していない、前記結合された信号の波長チャネルを選択的に遮るために、又は追加される信号の振幅を制御するために、チャネル減衰毎に可変の多数チャネル波長選択フィルタを用いる段階と、
前記ｎチャネル追加信号を光ネットワークに結合する段階と、を備える方法を提供する。

本発明の実施例において、波長選択フィルタは、ネットワークに追加されることになる信号を搬送しているチャネルを減衰させて、それらの増幅を制御する。

望ましくは、選択バンドパスフィルタは、ｎ出力を有するｎチャネル分波器と、ｎ入力を有するｎチャネル多重化装置と、前記分波器出力の各々と多重化装置入力の各々の間に配置される可変光減衰器とを備えており、前記チャネルの信号がネットワークに追加されることになる場合、可変減衰器は、任意の所定のチャネルにおいてそのチャネルの信号を遮るように設定される。

追加信号コンバイナーの増幅された出力のチャネルを多重分離することによって、可変光減衰器は、前記信号が追加信号を搬送しない場合、各チャネルにおいて広帯域のノイズに対するそのチャネルの寄与をフィルタ処理するのに選択的に用いられ得る。これは、追加経路の広帯域ノイズが削減され得るという利点を有する。

望ましくは、追加信号源は高出力（フルパワー）で実行され、そして、それぞれのＶＯＡはこれらのチャネルにおける信号のパワーを制御するのに用いられる。

これは、さらに、追加経路信号のＯＳＮＲを改善するという利点を有する。

ここで、本発明の実施例は、もっぱら例を通して、そして添付図を参照して、描写される。

図２に示される追加経路は、３２の信号チャネルを結合する３２：１コンバイナー１３４を備えており、アンプ１３２によって増幅され、その後、ＷＤＭ多重化装置／分波器装置１４０に進行する単一出力信号を作り出す。この装置は、図３に、より詳細に例証される。装置１４０の出力は、ネットワークのＥ／ＷとＷ／Ｅの経路の一方に関して追加カプラ１２８に対する追加入力を形成する。

図３は、多重化装置／分波器装置１４０をより詳細に示す。前記装置は、光分波器１４２を備えており、多重波長入力信号を受信し、それをｎ個の単一波長出力に分割する。この例において、ｎ＝３２であり、これはネットワークによってサポートされているチャネル数である。分波器１４２の１：ｎ出力の各々は、個々の可変光減衰器（ＶＯＡ）１４４（１）．．．１４４（ｎ）を通過する。３２個の可変光減衰器の出力は、光多重化装置１４６に対する１：３２入力を形成し、３２個の信号経路を再多重化して、追加カプラー２８の１つによってネットワークに逆に追加されることになるＤＷＤＭ多重を出力する。

従って、装置１４０は、チャネルに亘ってフィルタリングすることを提供する２ポート装置であるが、また、チャネルのうちのある１つのチャネルに基づいて通過損失を調整し得る。

可変光減衰器（ＶＯＡｓ）は、周知のものであり、共通して光ネットワークに用いられる。それらは、他のアプリケーションに対するのと同様に、光パワーレベルを釣り合わせて、そのパワーを異なるＤＷＤＭチャネルの間で一様にするのに用いられ得る。ＶＯＡｓは、多重化装置の出力におけるパワーレベルを一様にするのに用いられる。図３の実施例において、多重化装置、分波器及びＶＯＡアレーは、追加されていないチャネルのノイズを遮るのに用いられるか、又は追加されるチャネルを制御するのに用いられる。追加されている光源は、最大パワーで実行され、それらの出力振幅は、前記チャネルに割当てられるそれぞれのＶＯＡ１４４によって制御される。最悪のケースは、追加経路損失が最大である場合に生じ、この場合はＶＯＡｓの利用の前に成し遂げられた最良のＯＳＮＲに等しい。追加経路損失が減少するに連れて、装置１４０は、出力に達する信号振幅を制御するためにより大きな減衰を生じさせる。従って、信号振幅は、同じままであるが、ＥＤＦＡノイズはより大きな減衰を経て、追加される信号のＯＳＮＲを改善する。

図４は、図２及び３の装置が図１の追加ドロップ・ノードにどのように取り込まれ得るかを示す。多重化装置／分波器装置１４０がＥ／Ｗ及びＷ／Ｅファイバ経路に対する追加経路の各々の追加経路に挿入されることが評価される。図４において、図１の参照は、１００にまで増大されているが、構成要素は別様に変更されてはいない。

描写される本実施例に対しては、様々な変更が可能であり、当業者には思い浮かぶであろう。本発明は、任意の特定の光ネットワークタイプに対して限定されておらず、ネットワーク増幅の有無に関わらずリングタイプやラインタイプのネットワークに用いられ得る。様々な装置が光多重化装置、分波器及び様々な光減衰器としての利用に適合し得る。本発明は、請求の範囲によってのみ限定される。

光ネットワークにおける周知のアド／ドロップ・ノードの概略図である。 本発明を具現化するために変更された図１のノードの一部を表示したものである。 図２の多重化装置／分波器の配置をより詳細に表示したものである。 本発明を具現化するアド／ドロップ・ノードを図１と同様に表示したものである。

Claims (8)

1. ｎチャネルＤＷＤＭ光ネットワークのための光ネットワーク・ノードであって、
   ｎチャネル波長多重を前記ネットワークに追加するための追加経路を備えている前記ノードであって、
   前記ｎチャネルの幾つかは、追加されることになる信号を前記ネットワークに搬送する前記ノードにおいて、
   前記追加経路は、前記ｎ信号チャネルを結合するためのｎチャネル信号コンバイナと、
   前記信号コンバイナの出力を増幅するための光増幅器と、
   前記ネットワークに追加されることになる信号を搬送していないチャネルを遮るための、又は追加される信号の振幅を制御するための、チャネル損失毎に可変の多数チャネル波長選択フィルタと、
   前記追加経路を前記ネットワークに結合するための追加カプラと、を備えることを特徴とする光ネットワーク・ノード。
2. 前記多重チャネル波長選択フィルタは、
   ｎ出力を有するｎチャネル分波器と、
   ｎ入力を有するｎチャネル多重化装置と、
   前記分波器出力と多重化装置入力のそれぞれの間に配置される可変光減衰器と、
   を備えている光ネットワーク・ノードにおいて、
   任意の所定チャネルに関して前記可変減衰器は、前記チャネルの信号が前記ネットワークに追加されることにならない場合に前記チャネル上の信号を遮るように設定されるか、又は前記追加される信号の振幅を制御するのに用いられることを特徴とする請求項１に記載の光ネットワークノード。
3. 前記ｎチャネル信号を最大パワーで発生させるための信号源実行手段を備えている請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載の光ネットワーク・ノード。
4. 複数のノードを有する請求項１から３のいずれか１つに記載のＤＷＤＭ光通信ネットワーク。
5. ｎチャネルＤＷＤＭをｎチャネルＤＷＤＭネットワークに追加する方法であって、
   ｎチャネル追加信号出力を提供するために複数の信号源からの信号を結合する段階と、
   結合された出力を増幅する段階と、
   前記ネットワークに追加されることになる信号を搬送していない、前記結合された信号の波長チャネルを選択的に遮るために、又は追加される信号の振幅を制御するために、チャネル減衰毎に可変の多数チャネル波長選択フィルタを用いる段階と、
   前記ｎチャネル追加信号を光ネットワークに結合する段階と、を備える方法。
6. 前記ネットワークに追加される信号の光信号対ノイズ比を最適化するために高出力で前記信号源を実行することを備えている請求項５に記載の方法。
7. ｎチャネル分波器を用いて前記結合され増幅された追加信号を多重分離すること、
   前記分波器の出力チャネルの各々を可変光減衰器（ＶＯＡ）に通過させること、及び
   前記ネットワーク追加信号を形成するために前記ＶＯＡ出力を多重化すること、を備えている請求項５又は６のいずれか１つに記載の方法。
8. 信号搬送チャネルは、それらのチャネルに対応する分波器からの出力をゼロに減衰することによって遮られないことを特徴とする請求項７に記載の方法。

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