JP2012039659A - 光分岐挿入多重化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光周波数間隔が異なるチャネルが多重された信号光を収容し、所望の光周波数間隔のチャネルに対するアド・ドロップを行う装置を提供する。
【解決手段】光分岐挿入多重化装置において、信号光を分岐する第１の光カプラーと、前記第１の光カプラーに接続され、波長分離の対象とするチャネルの光周波数間隔が互いに異なる複数の波長分離手段と、アドドロップ処理後の信号光を出力する第２の光カプラーと、前記第２の光カプラーに接続され、アド信号光を入力する複数の波長合成手段であって、波長合成の対象とするチャネルの光周波数間隔が互いに異なる複数の波長合成手段と、前記第１の光カプラーと前記第２の光カプラーに接続され、前記第１の光カプラーから受信する信号光から、前記複数の波長分離手段においてドロップ信号光として出力される信号光をブロックし、ブロック後の信号光を前記第２の光カプラーに送出する波長ブロック手段と、を備える。
【選択図】図９

Description

本発明は、光伝送ネットワークにおいて信号光の挿入分岐（アド・ドロップ）を行う光分岐挿入多重化装置（OADM：Optical Add/Drop Multiplexer）に関するものである。

データ通信需要の増大に伴い、大容量のトラフィックを伝送できる波長分割多重技術を用いた光伝送ネットワークが普及しつつある。そのような光伝送ネットワークでは、光伝送装置として、パス（特定の波長の信号光）の方路を切り替える光クロスコネクト装置(OXC : Optical cross Connect )や、リングネットワークからパスを分岐したり、パスを挿入したりする光分岐挿入多重化装置等が用いられる。

図１に、従来の光分岐挿入多重化装置の例を示す。図１に示すように、この光分岐挿入多重化装置１０は、光カプラー１１、１×Ｎ型波長選択スイッチ（以下、WSS( Wavelength Selective Switch)と呼ぶ）１２、及びＮ×１型WSS１３を備えている。１×Ｎ型WSS１２は、入力ポートから信号光を入力し、Ｎ個の出力ポートのうちの任意の出力ポートに任意の波長の信号光を出力する機能を備え、Ｎ×１型WSS１３は、Ｎ個の入力ポートから入力されたそれぞれの信号光から任意の波長を選択し、波長多重して出力ポートから出力する機能を備えている。なお、「任意の」とは、遠隔操作等で適宜設定できるという意味である。また、以下では、"波長"を"チャネル"と同義で使用する場合がある。

図２は、１×N型WSS１２の機能構成図である。図２に示すように、１×N型WSS１２は、波長分離部１５、波長選択部１６、及び波長多重部１７を備えている。１×N型WSS１２に入力された信号光は、波長分離部１５において所定の光周波数間隔で分離され、波長選択部１６は、分離された信号光の中から任意の波長の信号光を選択し、任意の出力ポートに向けて送り出す。そして、波長多重部１７は、各出力ポートに向けられた信号光を多重し、各出力ポートから出力する。N×１型WSS１３は、１×N型WSS１２の入力と出力を逆にしたものに相当する。

図１に示す光分岐挿入多重化装置１０では、入力された信号光が光カプラー１１でカプラ分岐され、一方は１×Ｎ型WSS１２に入力され、１×Ｎ型WSS１２において特定の波長の信号光がドロップ信号光としてドロップされる。光カプラー１１で分岐された他方の信号光はN×１型WSS１３に入力され、ドロップした波長の信号光がブロックされるとともに、クライアントネットワーク側から別の信号光がアドされ、これらが多重された信号光が出力される。

図１に示した光分岐挿入多重化装置１０では、ドロップ側の出力ポート、及びアド側の入力ポートにそれぞれ任意の波長を割り当てることができるので、図１に示す構成は、波長が任意に割り当てられるという意味でカラーレスの構成と呼ばれる。

図３に、光分岐挿入多重化装置の他の構成例を示す。図３に示すように、この光分岐挿入多重化装置２０は、光カプラー２１、分波器２２、分波器２３、２×１スイッチアレイ２４、及び合波器２５を有する。ここで、２×１スイッチアレイ２４は、２入力１出力の２×１スイッチを、信号光の多重波長数分備えたスイッチアレイである。なお、分波器２３、２×１スイッチアレイ２４、及び合波器２５からなる構成をアド用スイッチ部と呼ぶことにする。

この構成では、まず、信号光が光カプラー２１によりカプラ分岐される。分岐された一方の信号光は、分波器２２に入力され、分波器２２により波長分離された各波長の信号光が分波器２２の各出力ポートから出力される。

一方、光カプラー２１から出力された他方の信号光は分波器２３に入力され、波長分離された各波長の信号光が分波器２３の各出力ポートから出力される。そして、各波長の信号光が２×１スイッチアレイ２４における各２×１スイッチに入力される。また、クライアントネットワーク側からは、アドされる特定の波長の信号光が、その波長に対応する２×１スイッチに入力される。そして、クライアントネットワーク側からアドされるアド信号光に対応する２×１スイッチは、アド信号光を選択して出力し、それ以外の２×１スイッチは、分波器２３により波長分離された信号光を出力する。２×１スイッチアレイ２４から出力された各波長の信号光は、合波器２５に入力され、多重されて出力される。これにより、クライアントネットワーク側からの信号光のアドがなされる。

図３に示す光分岐挿入多重化装置２０では、ドロップ側の分波器２２の各出力ポートに対応する各波長が固定されているとともに、アド側の２×１スイッチアレイの各入力ポートに対応する各波長も固定されている。図３に示すような構成は、波長が固定されているという意味でカラードの構成と呼ばれる。

A. H. Gnauck, et.al.,「Spectrally efficient 1-Tb/s (25 x 42.7 Gb/s) RZ-DQPSK transmission over 28 100km SSMF Spans with 7 optica add/drops」, ECOC2004, PDTh4.4.1 E. Bert Basch, et.al.,「Architectural tradeoffs for reconfigurable dense wavelength-division multiplexing systems」, JQE, Vol. 12, No. 4, JULY/AUGUST 2006

さて、現在、1波あたりの伝送速度が１０Gbpsもしくは４０Gbps である８０波（光周波数間隔は５０GHz）の信号光に対応した光分岐挿入多重化装置が研究・開発されている（非特許文献１）。

また、トラフィックの増加等により、１波あたりの伝送速度を１００Gbpsにする 等の高速化が必要になっている。１波あたりの伝送速度を高速化すると、１波で使用する周波数帯域が増えるため、光周波数間隔（チャネル間隔）を現在の５０GHz から １００GHz、２００GHz へと増やす必要が生じる。

このように高速化が進むと、光伝送路には、１０Gbpsの信号光、４０Gbps の信号光、及び１００Gbpsの信号光が混在して多重されて伝送されると考えられる。つまり、光伝送路において、５０GHzの光周波数間隔で伝送可能な信号光と、１００GHz、２００GHzの光周波数間隔を必要とする信号光とが混在することになる。

そうなると、光分岐挿入多重化装置においても上記各信号光が混在した信号光に対して所望の光周波数間隔のチャネルの信号光に対するアド・ドロップを行う必要が生じる。しかしながら、通常の一個のWSS、分波器、合波器等において、1チャネルあたりの占有周波数帯域は固定であるため、このようなWSS、分波器、合波器等により構成される従来の光分岐挿入多重化装置では、光周波数間隔が異なるチャネルの信号光が多重された信号光に対し所望のアド・ドロップを行うことはできない。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、光周波数間隔が異なるチャネルが多重された信号光を収容し、所望の光周波数間隔のチャネルに対するアド・ドロップを行うことを可能とする光分岐挿入多重化装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、第１の光分岐挿入多重化手段と第２の光分岐挿入多重化手段を含む複数の光分岐挿入多重化手段を備えた光分岐挿入多重化装置であって、前記第１の光分岐挿入多重化手段は、第１の光周波数間隔のチャネル毎にアドドロップ処理を行う機能を備え、前記第２の光分岐挿入多重化手段は、前記第１の光周波数間隔と異なる第２の光周波数間隔のチャネル毎にアドドロップ処理を行う機能を備え、前記第１の光分岐挿入多重化手段のドロップ側の信号光入力部と前記第２の光分岐挿入多重化手段のドロップ側の信号光入力部とが、前記光分岐挿入多重化装置の処理対象の信号光を入力する光カプラーに接続され、前記第１の光分岐挿入多重化手段のアド側の信号光出力部と前記第２の光分岐挿入多重化手段のアド側の信号光出力部とが、前記光分岐挿入多重化装置のアドドロップ処理後の信号光を出力する光カプラーに接続されたことを特徴とする光分岐挿入多重化装置として構成される。

また、本発明は、入力された信号光を分岐する第１の光カプラーと、前記第１の光カプラーに接続され、波長分離の対象とするチャネルの光周波数間隔が互いに異なる複数の波長分離手段と、アドドロップ処理後の信号光を出力する第２の光カプラーと、前記第２の光カプラーに接続され、アド信号光を入力する複数の波長合成手段であって、波長合成の対象とするチャネルの光周波数間隔が互いに異なる複数の波長合成手段と、前記第１の光カプラーと前記第２の光カプラーに接続され、前記第１の光カプラーから受信する信号光から、前記複数の波長分離手段においてドロップ信号光として出力される信号光をブロックし、ブロック後の信号光を前記第２の光カプラーに送出する波長ブロック手段と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入多重化装置として構成することもできる。

前記光分岐挿入多重化装置において、前記複数の波長分離手段及び前記複数の波長合成手段のうちのいずれか１つ又は複数が波長選択スイッチであることとしてもよい。

また、前記波長ブロック手段は、前記光分岐挿入多重化装置に入力される信号光に含まれるチャネルのうち、光周波数間隔が最小のチャネルの当該光周波数間隔の半分の光周波数間隔毎に信号光のレベル調整を行う機能を備えることとしてもよい。

また、本発明は、入力ポートから信号光を入力し、第１の光周波数間隔のチャネルを波長選択の単位とする波長選択スイッチと、前記波長選択スイッチの出力ポートに接続され、前記第１の光周波数間隔よりも小さい第２の光周波数間隔のチャネルを波長分離の単位とする波長分離手段とを少なくとも備え、信号光のドロップを行うドロップ手段と、前記波長選択スイッチの別の出力ポートから出力される信号光を受信し、当該信号光とアド信号光との波長合成を行って、波長合成した信号光を出力するアド手段と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入多重化装置として構成することもできる。また、前記波長分離手段として、波長選択スイッチを用いてよい。

また、前記アド手段は、前記波長選択スイッチから出力された信号光を入力ポートから入力し、前記第１の光周波数間隔のチャネルを波長選択の単位とする波長選択スイッチと、当該波長選択スイッチの別の入力ポートに接続され、前記第１の光周波数間隔よりも小さい前記第２の光周波数間隔のチャネルを波長合成の単位とし、アド信号光を入力する波長合成手段とを少なくとも備えることとしてもよい。

また、本発明は、入力された信号光を波長分離し、波長分離した信号光の中からドロップ信号光を出力するドロップ手段と、入力された信号光から前記ドロップ信号光を除いた信号光、又は前記入力された信号光をカプラ分岐した信号光を入力ポートから入力し、第１の光周波数間隔のチャネルを波長選択の単位とする波長選択スイッチと、当該波長選択スイッチの別の入力ポートに接続され、前記第１の光周波数間隔よりも小さい第２の光周波数間隔のチャネルを波長合成の単位とし、アド信号光を入力する波長合成手段とを少なくとも備えたアド手段と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入多重化装置として構成することもできる。前記波長合成手段として、波長選択スイッチを用いてよい。

本発明によれば、光周波数間隔が異なるチャネルが多重された信号光を収容し、所望の光周波数間隔のチャネルに対するアド・ドロップを行うことを可能とする光分岐挿入多重化装置を提供することが可能となる。

従来の光分岐挿入多重化装置の構成の例を示す図である。 WSSの機能構成図である。 従来の光分岐挿入多重化装置の構成の例を示す図である。 実施の形態１−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 信号配置例１を示す図である。 信号配置例２を示す図である。 実施の形態１−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 実施の形態１−３に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 実施の形態２−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 実施の形態２−１に係る光分岐挿入多重化装置の他の例の構成図である。 実施の形態２−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 実施の形態２−２に係る光分岐挿入多重化装置の他の例の構成図である。 実施の形態３−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 実施の形態３−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 実施の形態４−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 実施の形態４−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。 各構成のまとめを示す図である。 各構成のまとめを示す図である。 各構成のまとめを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の機能を有する構成部には同一の参照符号を付与するものとする。

（実施の形態１−１）
図４は、本発明の実施の形態１−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。図４に示すように、この光分岐挿入多重化装置３０は、光カプラー３１、１×N型のドロップ用WSS３２（５０GHz間隔）、及びN×１型のアド用WSS３３（５０GHz間隔）を有する５０GHz間隔用の光分岐挿入多重化装置３４と、光カプラー３５、１×N型のドロップ用WSS３６（１００GHz間隔）、及びN×１型のアド用WSS３７（１００GHz間隔）を有する１００GHz間隔用の光分岐挿入多重化装置３８と、光カプラー３９、１×N型のドロップ用WSS４０（２００GHz間隔）、及びN×１型のアド用WSS４１（２００GHz間隔）を有する２００GHz間隔用の光分岐挿入多重化装置４２とが、光カプラー４３と光カプラー４４により並列に接続されて構成されたものである。

ここで、５０GHz間隔用のWSSとは、図２に示した構成において、５０GHzの光周波数帯域を単位として信号光を分離し、分離された各信号光を選択してスイッチ可能なWSSである。そして、５０GHz間隔用の光分岐挿入多重化装置は、チャネルを５０GHzの間隔で配置する信号光（波長多重信号光）に対するアドドロップを行うのに適した装置である。１００GHz間隔用、２００GHz間隔用についても同様である。また、本実施の形態（他の実施の形態も同様）において、５０GHzのチャネル間隔は、１波あたり１０Gbpsの伝送速度で伝送を行う場合に使用することとしているため、各図では"１０Gbps用"と記載している。"４０Gbps用"、"１００Gbps用"も同様の意味である。

なお、各WSSは、図２を用いて説明したとおりの構成を有し、波長分離部１５及び波長多重部１７は、例えばＡＷＧもしくは回折格子を用いて構成することができ、波長選択部１６は、例えばＭＥＭＳもしくは液晶型スイッチを用いて構成することができる。他の実施の形態でも同様である。

図４に示す光分岐挿入多重化装置３０において、入力された信号光は光カプラー４３により３方向に分岐され、それぞれ光カプラー３１、光カプラー３５、光カプラー３９に入力される。光カプラー３１、光カプラー３５、光カプラー３９はそれぞれドロップ側の信号光入力部である。そして図１に示した構成と同様にして、光カプラー３１に入力された信号光は分岐され、一方はドロップ用WSS３２に入力されて特定の波長の信号光がドロップされ、分岐された他方の信号光はアド用WSS３３に入力され、アドされた信号光と多重されて出力ポートから出力され、光カプラー４４に到達する。なお、アド用WSS３３の出力ポートはアド側の信号光出力部の例である。他の光カプラー３５、光カプラー３９に入力された信号光についても同様にしてアドドロップ処理がなされる。ただし、光信号処理（分離、スイッチ、合成）の単位となる光周波数帯域はそれぞれ異なる。各アド用WSSから出力された信号光を受信した光カプラー４４は、それらの信号光を多重して光伝送路に送出する。

図４に示した構成によれば、光カプラー４３で信号光を分岐し、各分岐ルートで、それぞれの光周波数間隔に対応したアドドロップ処理を行うこととしたので、異なる複数の光周波数間隔のチャネルが混在した信号光において、所望の光周波数間隔のチャネルに対するアドドロップを自由に行うことが可能となる。

ここで、本実施の形態における信号光の光周波数軸上の配置方法の例を説明する。

＜信号配置例１＞
信号配置例１を図５を参照して説明する。信号配置例１は、各伝送速度の信号光の中心周波数をITUグリッド上に配置するものである。図５（ａ）に示すように、１００Gbpsの信号光であれば、２００GHz間隔のグリッド上にその信号光の中心周波数を配置する。４０Gbpsの信号であれば、１００GHz間隔のグリッド上にその信号の中心周波数を配置し、１０Gbpsの信号であれば、５０GHz間隔のグリッド上にその信号の中心周波数を配置する。図５（ａ）に示すように、各信号光に対応するMUX/DEMUX（合波、分波）の通過帯域は各信号光毎にずれる。

また、例えば、１００Gbpsの信号光A（１波）、４０Gbpsの信号光B、C（２波）、及び１０Gbpsの信号D〜G（４波）が図５（ａ）に示す各周波数グリッド（点線で示される）上に配置され、これらが多重された場合に、図５（ｂ）に示すとおりの配置になる。図５（ｂ）のＪ、Ｋに示すように、光周波数間隔の異なる信号光をグリッド上に配置する場合には、信号伝送に使用されない光周波数帯域が生じる。

また、図５（ａ）に示したように、MUX/DEMUXの通過帯域は各信号光毎にずれるので、例えば、２００GHz帯域単位で信号光を分離／多重する１種類のWSSを用いた場合、信号光B,Cや信号光D〜Gを抜き出したり、多重したりすることはできない。ただし、本実施の形態１−１及び後述する実施の形態１−２、１−３のように各種の光分岐挿入多重化装置を並列に接続する構成では、各光分岐挿入多重化装置がそれぞれの光周波数間隔のチャネルを処理すればよいので図５に示す信号を処理できる。

信号配置例１は、信号光の中心周波数がグリッドに固定されるので、中心周波数グリッド固定型と呼ぶ。

＜信号配置例２＞
信号配置例２を図６を参照して説明する。信号配置例２は、全ての信号光をITUグリッドに配置しようとはせず、各信号光の光周波数の位置を、１チャネル毎の占有周波数帯域が一定で固定されているWSSや分波器、合波器の通過帯域に合うように配置したものであり、この配置を"占有帯域固定型"と呼ぶことにする。

図６（ａ）の例では、２００GHz間隔の信号光は２００GHzグリッドに配置される。１００GHz間隔の信号光は、１００GHzグリッド＋５０GHzの位置に配置され、結果として２００GHzの帯域の中に２つ配置される形になる。また、５０GHz間隔の信号光は、５０GHzグリッド＋２５GHzの位置に配置され、結果として２００GHzの帯域の中に４つ配置される形になる。

そして、これらの信号光を多重した場合は図６（ｂ）に示すようになり、図５（ｂ）に示した不使用の帯域部分がなくなる。また、図６（ｂ）に示した信号光の場合、例えば、２００GHz間隔の信号光を処理するWSS、分波器等により各信号光L、M、Nを切り取ることができ、切り取った帯域の中から所望の帯域の信号光を取り出すといったことが可能になる。

また、例えば、図６（ａ）に示す２００GHzの信号光を処理するWSSにおいては、光信号処理を行う際の中心周波数を２００GHzグリッドの値に設定し、透過帯域幅を２００GHzに設定する。１００GHzの信号光を処理するWSSにおいては、中心周波数を１００GHzグリッド＋５０GHzの値に設定し、透過帯域幅を１００GHzに設定する。また、５０GHzの信号光を処理するWSSにおいては、中心周波数を５０GHzグリッド＋２５GHzの値に設定し、透過帯域幅を５０GHzに設定すればよい。

いうまでもなく、実施の形態１−１、１−２、１−３の構成は信号配置例２で配置された信号光に対応できる。

（実施の形態１−２）
図７は、実施の形態１−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。図７に示すように、この光分岐挿入多重化装置５０は、光カプラー３１、ドロップ用分波器５１（５０GHz間隔）、N×１型のアド用WSS３３（５０GHz間隔）、及びアド用合波器５２（５０GHz間隔）を有する５０GHz間隔用の光分岐挿入多重化装置５７と、光カプラー３５、ドロップ用分波器５３（１００GHz間隔）、N×１型のアド用WSS３７（１００GHz間隔）、及びアド用合波器５４（１００GHz間隔）を有する１００GHz間隔用の光分岐挿入多重化装置５８と、光カプラー３９、ドロップ用分波器５５（２００GHz間隔）、N×１型のアド用WSS４１（２００GHz間隔）、及びアド用合波器５６（２００GHz間隔）を有する２００GHz間隔用の光分岐挿入多重化装置５９とが、光カプラー４３と光カプラー４４により並列に接続されて構成されたものである。

図７に示す光分岐挿入多重化装置５０は、実施の形態１−１における光分岐挿入多重化装置３０のドロップ用WSSが、ドロップ用分波器に置き換えられ、アド用WSSにアド用合波器が接続された構成であり、カラード構成となっている。

図７に示す光分岐挿入多重化装置５０においても、実施の形態１−１と同様に光カプラーで信号光を分岐し、各分岐ルートで、それぞれの光周波数間隔に対応した信号光のアドドロップ処理を行うこととしたので、光周波数間隔が混在したチャネルを多重した信号光において、所望の光周波数間隔のチャネルに対するアドドロップを行うことが可能となる。

なお、本実施の形態では、入力側の光カプラーを用いた分岐において、分岐先に備えられるPDの感度を勘案して分岐比を決定し、極力光損失にならないように分岐比を調整する。更に、出力側の光挿入装置から光信号が出力されるとき、波長の異なる各信号レベルは等化されて出力される。

（実施の形態１−３）
図８は、実施の形態１−３に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。この光分岐挿入多重化装置６０は、実施の形態１−２に係る光分岐挿入多重化装置５０における各光周波数間隔に対応する光分岐挿入多重化装置において、アド側をアド用スイッチ部に置き換えたものである。各光周波数間隔に対応する光分岐挿入多重化装置６４〜６６の動作は、図３で説明した構成の動作と同様である。この構成は、図７に示した構成と同様にカラード構成である。

実施の形態１−１〜１−３では、光カプラーを介して光分岐挿入多重化装置を並列に接続することにより、本発明の課題を解決する構成を示したが、並列に接続される各光分岐挿入多重化装置は、実施の形態１−１〜１−３に示すものに限られるわけではない。並列に接続される各光分岐挿入多重化装置が、異なる光周波数間隔の信号光に対応するものであれば、並列に接続される各光分岐挿入多重化装置の構成はどのようなものであってもよい。例えば、並列に接続される各光分岐挿入多重化装置として、本明細書において説明するいずれかの光分岐挿入多重化装置を使用してもよい。

なお、上記実施の形態１−１〜１−３では、光カプラーを介して並列に接続する光分岐挿入多重化装置の数を３つにしているが、その数は３つに限られず、信号光に多重されるチャネルの種類（伝送速度の種類）に応じてその数を任意に定めればよい。ただし、その数は２以上である。

なお、本実施の形態では、入力側の光カプラーを用いた分岐において、分岐先に備えられるPDの感度を勘案して分岐比を決定し、極力光損失にならないように分岐比を調整する。更に、出力側の光挿入装置から光信号が出力されるとき、波長の異なる各信号レベルは等化されて出力される。

（実施の形態２−１）
図９に、本発明の実施の形態２−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図を示す。図９に示すように、この光分岐挿入多重化装置７０は、１×N型のドロップ用WSS７１（２００GHz間隔）、１×N型のドロップ用WSS７２（１００GHz間隔）、１×N型のドロップ用WSS７３（５０GHz間隔）、これらのWSSと接続される光カプラー７４、N×１型のアド用WSS７５（２００GHz間隔）、N×１型のアド用WSS７６（１００GHz間隔）、N×１型のアド用WSS７７（５０GHz間隔）、これらのWSSと接続される光カプラー７８、及び、両光カプラーと接続される２５GHz間隔の波長ブロッカ７９（WB：Wavelength Blocker）を有する。

なお、図９には、各WSSに接続されるトランスポンダが示されているが、トランスポンダは、本発明の実施の形態に係る光分岐挿入多重化装置の構成要素でなくてもよい。トランスポンダが示されている他の図でも同様である。

波長ブロッカ７９は、２５GHz間隔で任意の波長の信号光のレベルを調整する機能を有しており、光分岐挿入多重化装置７０においては、ドロップする信号光をブロックし、他の信号光を透過させるように動作するものである。

図９に示す構成において、光カプラー７４に入力された信号光は、各ドロップ用WSS、及び波長ブロッカ７９に向けて分岐される。

各ドロップ用WSSに向けて分岐された信号光は、各ドロップ用WSSに対応する光周波数間隔のチャネルを単位として各ドロップ用WSSにおいて信号光のドロップがなされる。つまり、ドロップ用WSS７１（２００GHz間隔）においてはドロップするものとして予め定められた波長の１００Gbps信号光がドロップされ、ドロップ用WSS７２（１００GHz間隔）においては４０Gbps信号光がドロップされ、ドロップ用WSS７３（５０GHz間隔）においては１０Gbps信号光がドロップされる。

また、波長ブロッカ７９は、光カプラー７４で分岐された信号光を受信し、ドロップ用WSS７１〜７３においてドロップされた波長をブロックし、他の波長を透過させる。そして、波長ブロッカから出力された信号光は光カプラー７８に入力される。一方、各アド用WSS７５〜７７からは、それぞれに対応する光周波数間隔のチャネルの信号光が出力され、これらの信号光と、波長ブロッカ７９から出力された信号光とが光カプラー７８において多重され、出力される。

上記のような構成及び動作により、異なる複数の光周波数間隔のチャネルが混在した信号光において、所望の光周波数間隔のチャネルに対するアドドロップを行うことが可能となる。

本実施の形態における光分岐挿入多重化装置７０は、中心周波数グリッド固定型の信号配置例１（図５）、占有帯域固定型の信号配置例２（図６）のいずれにも適用できる。

なお、中心周波数グリッド固定型の信号配置の場合において、例えば、図５（ｂ）に示したように各信号光が多重された信号光に対し、５０GHz間隔の信号全てをドロップするような場合は、波長ブロッカ７９において、５０GHz間隔の信号Ｄ〜Ｇをブロックするのみならず、図５（ｂ）に示す空きの帯域Ｋの部分の光もブロックする必要がある。ここをブロックしない場合、例えば、アド側で１００GHzの信号光Ｂ、Ｃに隣接する１００GHz帯域の信号光がアドされた場合に、その信号光に対するノイズとなってしまうからである。このような理由から、本実施の形態における波長ブロッカ７９は、最小の光周波数間隔（５０GHz）の半分の２５GHz間隔でレベル調整を可能としている。また、波長ブロッカ７９の透過スペクトルはフラットである。

図１０は、本実施の形態に示した光分岐挿入多重化装置７０において、波長ブロッカ７９を、５０GHz間隔の波長ブロッカ８１に置き換えた光分岐挿入多重化装置８０を示す図である。これ以外は図９と同じである。図１０に示す構成では、２５GHzの帯域を選択してブロックすることができないため、中心周波数グリッド固定型の信号配置には適用できず、占有帯域固定型の信号配置にのみ適用できる。

なお、本実施の形態では、入力側の光カプラーを用いた分岐において、分岐先に備えられるPDの感度を勘案して分岐比を決定し、極力光損失にならないように分岐比を調整する。更に、出力側の光挿入装置から光信号が出力されるとき、波長の異なる各信号レベルは等化されて出力される。

（実施の形態２−２）
図１１に、実施の形態２−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図を示す。図９に示すとおり、この光分岐挿入多重化装置９０は、実施の形態２−１の図９に示す構成において、ドロップ用WSS７１〜７３をドロップ用分波器９１〜９３に置き換え、アド用WSS７５〜７７をアド用合波器９４〜９６に置き換えたものである。実施の形態２−１がカラーレス構成であるのに対し、実施の形態２−２がカラード構成である点が相違するが、アドドロップに係る動作は同様である。図１１に示す構成も、図９に示す構成と同様に、２５GHz間隔の波長ブロッカ７９を使用しているので、中心周波数グリッド固定型の信号配置と占有帯域固定型の信号配置のどちらにも適用できる。

図１２は、本実施の形態において、２５GHz間隔の波長ブロッカ７９に代えて５０GHz間隔の波長ブロッカ８１を使用した光分岐挿入多重化装置１００を示す図である。図１０に示す構成と同様に、この場合は占有帯域固定型の信号配置にのみ適用できる。

なお、実施の形態２−１、２−２において、ドロップ側にWSSを使用し、アド側に合波器を使用する構成や、ドロップ側に分波器を使用し、アド側にWSSを使用する構成とすることもできる。更に、合波器とWSSを混在させたり、分波器とWSSを混在させることもできる。

なお、本実施の形態では、入力側の光カプラーを用いた分岐において、分岐先に備えられるPDの感度を勘案して分岐比を決定し、極力光損失にならないように分岐比を調整する。更に、出力側の光挿入装置から光信号が出力されるとき、波長の異なる各信号レベルは等化されて出力される。

（実施の形態３−１）
図１３は、本発明の実施の形態３−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。図１０に示すように、この光分岐挿入多重化装置１１０は、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）、ドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）、ドロップ用WSS１０３（５０GHz間隔）、アド用WSS１０４（２００GHz間隔）、アド用WSS１０５（１００GHz間隔）、アド用WSS１０６（５０GHz間隔）を有し、ドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）とドロップ用WSS（５０GHz間隔）１０３がドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）に接続され、アド用WSS１０５（１００GHz間隔）とアド用WSS１０６（５０GHz間隔）がアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に接続されている。また、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）とアド用WSS１０４（２００GHz間隔）が接続され、ドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）とアド用WSS１０５（１００GHz間隔）が接続され、ドロップ用WSS１０３（５０GHz間隔）とアド用WSS１０６（５０GHz間隔）が接続される。

この光分岐挿入多重化装置１１０において、信号光が入力されたドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）は、２００GHzの光周波数帯域を単位として波長選択スイッチ処理を行う。つまり、入力信号光に多重された信号光のうち、ドロップする１００Gbpsの信号光は１００G用トランスポンダに接続された出力ポートから出力する。また、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）は、４０Gbpsのドロップ信号光を含む２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光（複数のチャネルを含み得る）をドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）が接続された出力ポートから出力し、１０Gbpsのドロップ信号光を含む２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光（複数のチャネルを含み得る）をドロップ用WSS１０３（５０GHz間隔）が接続された出力ポートから出力する。

また、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）は、入力信号光から、上記のようにしてドロップ側に出力した２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光を除いた信号光をアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に向けて送出する。ドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）は、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）から受信した２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光の中から、ドロップすべき１００GHz間隔のチャネルの信号光をドロップし、ドロップされない１００GHz間隔のチャネルの信号光のみをアド用WSS１０５（１００GHz間隔）に向けて送出する。更に、ドロップ用WSS１０３（５０GHz間隔）は、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）から受信した２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光の中から、ドロップすべき５０GHz間隔のチャネルの信号光をドロップし、ドロップされない５０GHz間隔のチャネルの信号光のみをアド用WSS１０６（５０GHz間隔）に向けて送出する。

アド用WSS１０６（５０GHz間隔）は、ドロップ用WSS１０３（５０GHz間隔）から受信した信号光と、アドされた信号光とを多重した信号光をアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に向けて送出し、アド用WSS１０５（１００GHz間隔）は、ドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）から受信した信号光と、アドされた信号光とを多重した信号光をアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に向けて送出する。そして、アド用WSS１０４（２００GHz間隔）は、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）から受信した信号光と、アド用WSS１０５（１００GHz間隔）から受信した信号光と、アド用WSS１０６（５０GHz間隔）から受信した信号光と、アド用WSS１０４（２００GHz間隔）に直接アドされた信号光とを多重して、光伝送路に送出する。

例えば、図６（ｂ）に示す占有帯域固定型で信号光が配置された信号光を受信した場合において、信号光XとＹをドロップし、同じ位置にある信号光をアドすることを想定する。この場合、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）は、２００GHz間隔のチャネルMとチャネルNをそれぞれドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）とドロップ用WSS１０３（５０GHz間隔）に対して出力する。そして、ドロップ用WSS１０２（１００GHz間隔）は、１００GHz間隔のチャネルXの信号光をドロップするとともに、チャネルPの信号をアド用WSS１０５（１００GHz間隔）に送信する。また、ドロップ用WSS１０３（５０GHz間隔）は、５０GHz間隔のチャネルYの信号光をドロップするとともに、チャネルH、I、Rの信号光をアド用WSS１０６（５０GHz間隔）に送信する。

アド用WSS１０５（１００GHz間隔）とアド用WSS１０６（５０GHz間隔）にはそれぞれドロップしたチャネルの周波数位置に対応する信号光がアドされ、ドロップ側のWSSから受信した信号光と多重されてアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に送られ、アド用WSS１０４（２００GHz間隔）では、入力された信号光を多重することにより、再度図６（ｂ）に示すような信号光を生成して、出力する。

上記のように本実施の形態３−１に係る光分岐挿入多重化装置１１０は、処理対象の光周波数間隔が異なるWSSを階層的に接続することにより構成しているため、大きな帯域の中に小さな帯域を複数含むように信号光を配置できる占有帯域固定型に適用できるが、異なる周波数間隔の信号光間の関係をこのような関係にすることができない中心周波数グリッド固定型の信号配置では実施の形態３−１の構成を適用することはできない。

（実施の形態３−２）
図１４は、本発明の実施の形態３−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。図１４に示すように、この光分岐挿入多重化装置１２０は、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）、ドロップ用分波器１１１（２００GHz間隔）、ドロップ用分波器１１２（１００GHz間隔）、ドロップ用分波器１１３（５０GHz間隔）、アド用WSS１０４（２００GHz間隔）、アド用合波器１１４（２００GHz間隔）、アド用合波器１１５（１００GHz間隔）、アド用合波器１１６（５０GHz間隔）を有し、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）とアド用WSS１０４（２００GHz間隔）が接続される。

この光分岐挿入多重化装置１２０において、信号光が入力されたドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）は、２００GHz光周波数間隔の各チャネルを単位として波長選択スイッチ処理を行う。つまり、入力信号光に多重された信号光のうち、ドロップすべき１００Gbpsの信号光を多重した信号光をドロップ用分波器１１１（２００GHz間隔）が接続された出力ポートから出力する。また、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）は、４０Gbpsのドロップ信号光を含む２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光（複数のチャネルを含み得る）をドロップ用分波器１１２（１００GHz間隔）が接続された出力ポートから出力し、１０Gbpsのドロップ信号光を含む２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光（複数のチャネルを含み得る）をドロップ用分波器１１３（５０GHz間隔）が接続された出力ポートから出力する。

そして、各ドロップ用分波器は、自身が処理対象とする光周波数間隔のチャネルの信号光を分波し、対応するトランスポンダに出力する。

また、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）は、入力信号光から、上記のようにしてドロップ側に出力した２００GHz光周波数間隔のチャネルの信号光を除いた信号光をアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に向けて送出する。

一方、アド用WSS１０４（２００GHz間隔）は、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）から受信した信号光と、各合波器１１４〜１１６から送出されるアド信号光とを多重した信号光を光伝送路に送出する。本実施の形態３−２は、カラード構成である点で実施の形態３−１と相違する。

（実施の形態４−１）
図１５は、本発明の実施の形態４−１に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。図に示すように、この光分岐挿入多重化装置１３０は、光カプラー１２４、ドロップ用WSS１２１（２００GHz間隔）、ドロップ用WSS１２２（１００GHz間隔）、ドロップ用WSS１２３（５０GHz間隔）、アド用WSS１０４（２００GHz間隔）、アド用WSS１０５（１００GHz間隔）、アド用WSS１０６（５０GHz間隔）を有し、ドロップ用WSS１２１（２００GHz間隔）、ドロップ用WSS１２２（１００GHz間隔）、ドロップ用WSS１２３（５０GHz間隔）、及びアド用WSS１０４（２００GHz間隔）が光カプラー１２４に接続され、アド用WSS１０５（１００GHz間隔）とアド用WSS１０６（５０GHz間隔）がアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に接続されている。

図１５に示すように、この光分岐挿入多重化装置１３０におけるドロップ側の構成は、実施の形態１−１における構成と同様に、チャネルの種類（光周波数間隔、伝送速度の種類）に対応する各ドロップ用WSSを光カプラー１２４により並列に接続した構成であり、この光分岐挿入多重化装置１３０におけるアド側の構成は、実施の形態３−１の図１３に示した構成と同様にWSSを階層的に接続した構成である。

この光分岐挿入多重化装置１３０において、光カプラー１２４により分岐された信号光は、ドロップ用の各WSSに入力され、ドロップ用の各WSSはそれぞれに対応する光周波数間隔のチャネル単位でドロップ信号光を抽出して出力する。

一方、アド側では、アド用WSS１０５（５０GHz間隔）とアド用WSS１０６（１００GHz間隔）のそれぞれがそれぞれの光周波数間隔のチャネル単位でアド信号光を受信し、多重してアド用WSS１０４（２００GHz間隔）に送出する。アド用WSS１０４（２００GHz間隔）は、光カプラー１２４から入力される信号光のうち、ドロップ側でドロップされた信号光を含む２００GHz間隔のチャネルの信号光を除いた信号光と、アド用WSS１０６（５０GHz間隔）とアド用WSS１０５（１００GHz間隔）のそれぞれから受信した信号光とを多重して出力する。

実施の形態４−１の構成は、アド側が階層構成になっているため、占有帯域固定型の信号配置のみに適用できる。

なお、本実施の形態では、入力側の光カプラーを用いた分岐において、分岐先に備えられるPDの感度を勘案して分岐比を決定し、極力光損失にならないように分岐比を調整する。更に、出力側の光挿入装置から光信号が出力されるとき、波長の異なる各信号レベルは等化されて出力される。

（実施の形態４−２）
図１６は、本発明の実施の形態４−２に係る光分岐挿入多重化装置の構成図である。図１６に示すように、この光分岐挿入多重化装置１４０は、実施の形態３−２の図１４に示した構成において、ドロップ用WSS１０１（２００GHz間隔）を光カプラー１３１に置き換えた構成に相当する。

この光分岐挿入多重化装置１４０では、光カプラー１３１により分岐された信号光は、ドロップ用の各分波器１１１〜１１３に入力され、それぞれに対応する光周波数間隔で信号光が分波されて出力される。

アド側においてアド用WSS１０４（２００GHz間隔）は、光カプラー１３１から入力される信号光のうち、ドロップ側でドロップされた信号光を含む２００GHz間隔のチャネルの信号光を除いた信号光と、各合波器１１４〜１１６から送出されるアド信号光とを多重し、光伝送路に送出する。この構成もアド側が階層構成になっているため、占有帯域固定型の信号配置のみに適用できる。

また、本実施の形態では、入力側の光カプラーを用いた分岐において、分岐先に備えられるPDの感度を勘案して分岐比を決定し、極力光損失にならないように分岐比を調整する。更に、出力側の光挿入装置から光信号が出力されるとき、波長の異なる各信号レベルは等化されて出力される。

なお、上記の実施の形態２−１〜４−２において、２００GHz間隔用、１００GHz間隔用、５０GHz間隔用の３種類のWSS、分波器、合波器を用いる構成を示したが、その種類の数は３つに限られず、信号光に多重されるチャネルの種類（伝送速度の種類）に応じてその数を任意に定めればよい。ただし、その数は２以上である。

（まとめ）
上述した実施の形態２−１から実施の形態４−２に示した各構成を、ドロップ側とアド側でWSSが使用されるか、それとも光カプラーが使用されるかという観点でまとめたものを図１７と図１８に示す。図１７は、占有帯域固定の信号配置にのみ使用できるものを示し、図１８は、占有帯域固定の信号配置のみならず、中心周波数グリッド固定の信号配置にも適用できる構成である。また、各図において該当する構成のイメージを示している。図１７において、アド側カプラ、ドロップ側WSSとした構成は、例えば、実施の形態４−１、４−２の構成において、アド側とドロップ側を逆にし、ドロップ側に階層構成を用い、アド側に光カプラー分岐構成を用いたものである。

なお、実施の形態１−１〜１−３は、占有帯域固定の信号配置のみならず、中心周波数グリッド固定型の信号配置にも適用できる構成であり、前述したように、光カプラーにより並列に接続される各光分岐挿入多重化装置の構成は特定のものに限定されない。

図１９に、別の観点でまとめた図を示す。図１９は、各構成の特徴及び、各特徴毎に、カラーレス、カラード、使用可能な信号配置をまとめた図である。波長ブロッカを使用した実施の形態２−１、２−２の構成は、異なる光周波数間隔のチャネルを対象とするWSS等を光カプラーを介して接続して別ルートとする構成を含むので、図１９に示すような分類にしている。

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

１１、２１、３１、３５、３９、４３、４４、７４、７８、１２４、１３１ 光カプラー
１２、３２、３６、４０、７１〜７３、１０１〜１０３、１２１〜１２３ ドロップ用WSS
１３、３３、３７、４１、７５〜７７、１０４〜１０６、アド用WSS
２２、２３、５１、５３、５５、９１〜９３、１１１〜１１３ 分波器
２５、５２、５４、５６、９４〜９６、１１４〜１１６ 合波器
１０〜１４０ 光分岐挿入多重化装置
１５ 波長分離部
１６ 波長選択部
１７ 波長多重部
２４ SWアレイ
７９、８１ 波長ブロッカ

Claims (3)

1. 入力された信号光を分岐する第１の光カプラーと、
   前記第１の光カプラーに接続され、波長分離の対象とするチャネルの光周波数間隔が互いに異なる複数の波長分離手段と、
   アドドロップ処理後の信号光を出力する第２の光カプラーと、
   前記第２の光カプラーに接続され、アド信号光を入力する複数の波長合成手段であって、波長合成の対象とするチャネルの光周波数間隔が互いに異なる複数の波長合成手段と、
   前記第１の光カプラーと前記第２の光カプラーに接続され、前記第１の光カプラーから受信する信号光から、前記複数の波長分離手段においてドロップ信号光として出力される信号光をブロックし、ブロック後の信号光を前記第２の光カプラーに送出する波長ブロック手段と、
   を備えたことを特徴とする光分岐挿入多重化装置。
2. 前記複数の波長分離手段及び前記複数の波長合成手段のうちのいずれか１つ又は複数が波長選択スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の光分岐挿入多重化装置。
3. 前記波長ブロック手段は、前記光分岐挿入多重化装置に入力される信号光に含まれるチャネルのうち、光周波数間隔が最小のチャネルの当該光周波数間隔の半分の光周波数間隔毎に信号光のレベル調整を行う機能を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の光分岐挿入多重化装置。

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