JP2014050002A - 波長可変光源、波長可変送信器及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、波長切替の高速性と高い波長安定性とを両立できる波長可変光源、波長可変送信器及び光伝送システムを提供することを目的とする。
【解決手段】波長可変光源１５０は、互いに波長の異なる複数の連続光を常時出力する多波長光出力手段１０と、外部からの波長制御信号に基づいて、多波長光出力手段１０が出力する連続光のうちの一つを選択して出力する光スイッチング手段２０と、を備える。波長可変送信器１０１は、波長可変光源１５０を備える。光伝送システム３０１は、波長可変送信器１０１をＯＮＵ１００に備える。
【選択図】図７

Description

本発明は、波長可変光源、波長可変送信器及び光伝送システムの構成に関する。

アクセスサービスの高速化に対するニーズの高まりにより、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の普及が世界的に進んでいる。ＦＴＴＨサービスの大部分は、１個の収容局側装置（ＯＬＴ： Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）が時分割多重（ＴＤＭ： Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）により複数の加入者側装置（ＯＮＵ： Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）を収容し、経済性に優れたＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにより提供されている。ＴＤＭ−ＰＯＮでは、図１に示すように、ＯＬＴにおける動的帯域割当計算に基づいて通知された送信タイミングで各ＯＮＵ内のバースト送信器が許容量のパケット信号光を送信し、各ＯＮＵからの強度および位相の異なるパケット信号光を時間軸上に多重した信号をＯＬＴ内のバースト受信器が受信する。現在の主力システムは伝送速度がギガビット級であるＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＯＮ）、Ｇ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−ｃａｐａｂｌｅ ＰＯＮ）であるが、映像配信サービスの進展に加え、大容量ファイルをアップロード／ダウンロードするアプリケーションの登場などにより、ＰＯＮシステムの更なる大容量化が求められている。しかしながら、ＴＤＭ−ＰＯＮでは、ラインレートの高速化によりシステム帯域を拡張するため、高速化や波長分散の影響により受信特性が大幅に劣化することに加え、バースト送受信器の経済性が課題となるため、１０ギガを超える大容量化は難しい。

１０ギガ超の大容量化に向けて、波長分割多重（ＷＤＭ： Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術の適用が検討されている。図２は、ＴＤＭ−ＰＯＮにＷＤＭ技術を組み合わせたＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮの一例である。各々のＯＮＵには１波長が割り当てられ、ＯＮＵ間で信号の時間的重なりが、ＯＬＴ内の光受信器の数Ｍ（Ｍは２以上の整数）まで許される。そのため、光受信器の増設により、１波長あたりのラインレートを高速化することなく、システム帯域を拡張できる。

同じ波長を割り当てられた各ＯＮＵは、ＯＬＴ内の同一の光受信器と論理的に接続し、帯域を共有する。各ＯＮＵへの割当波長が固定されている場合、各ＯＮＵとＯＬＴ内の光受信器との論理接続は不変であり、異なる光受信器と接続されているＯＮＵ間で帯域を共有することはできず帯域公平性は確保されない。

これに対して、非特許文献１では、ＯＮＵに波長可変機能を具備した波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮが提案されている。この方式では、ＯＮＵへの割当波長の変更によりＯＮＵ単位で論理接続する光受信器を変更し、全てのＯＮＵ間でシステム帯域を共有することができる。よって、ＯＬＴにおける動的割当計算に基づいて通知された送信波長および送信タイミングで各ＯＮＵ内の波長可変バースト送信器が許容量のパケット信号光を送信することで、全てのＯＮＵ間での帯域公平性を確保することができる。この時、波長切替時間は送信不能となるため、システム帯域利用効率を向上するためには、高速な波長切替が求められる。出力光波長の異なる直接変調レーザをアレイ状の配置し、バイアス電流のスイッチングにより発光するレーザを切り替える図３に示す波長可変送信器を用いることにより、高速な波長切替を実現できる。

Ｓ．Ｋｉｍｕｒａ， "１０−Ｇｂｉｔ／ｓ ＴＤＭ−ＰＯＮ ａｎｄ ｏｖｅｒ−４０−Ｇｂｉｔ／ｓ ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｔｈ ＯＰＥＸ−ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｂｕｒｓｔ−ｍｏｄｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ"， ＯＦＣ２００９，ＯＷＨ６，２００９

光アクセスシステムにおける運用コストの低減を狙いとして、ＰＯＮの多分岐／長延化の検討が進められている。１個のＰＯＮあたりの多分岐化により、一定数のＯＮＵを収容するのに必要となるＯＬＴ数を削減できるため、収容局における装置の維持・管理効率が向上する上、収容局内における消費電力の低減が見込める。また、ＰＯＮの長延化により、ＯＬＴをより上位の集約局に集約し局統合を図ることができるため、収容局のビルメンテナンスの不要化など抜本的なコスト低減が図れる。

ＰＯＮの多分岐／長延化を実現するためには、ＯＮＵとＯＬＴとの間での許容損失を拡大する必要がある。光増幅器を用いた光中継により、大幅な許容損失の拡大が可能であるが、伝送路中に電源供給が必要な光増幅器を配置する必要がある。これに対して、受信端での高受信感度化技術であるコヒーレント受信を適用することにより、伝送路中にて電源供給することなく許容損失を拡大できる。一方で、コヒーレント受信では、信号光と局発光の干渉成分を信号成分として取り出すため、信号光と局発光の干渉成分の周波数が受信器の電気帯域内となるように、信号光と局発光の波長を高精度に安定させる必要がある。

ここで、図３に示す波長可変送信器では、波長切替時に直接変調レーザのバイアス電流をＯＮ／ＯＦＦするため、高速な波長切替が実現できる一方で、高精度な波長安定性を得ることが難しい。そのため、波長切替の高速性を特徴とする波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮでは、コヒーレント受信を適用して多分岐／長延化を実現することが困難であるという課題があった。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、波長切替の高速性と高い波長安定性とを両立できる波長可変光源、波長可変送信器及び光伝送システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、常時発光している複数の波長の連続光から所望の波長を選択して出力することとした。

具体的には、本発明に係る波長可変光源は、互いに波長の異なる複数の連続光を常時出力する多波長光出力手段と、外部からの波長制御信号に基づいて、前記多波長光出力手段が出力する前記連続光のうちの一つを選択して出力する光スイッチング手段と、を備える。

本波長可変光源は、各波長の光を常時発光させているので波長が高い精度で安定している。また、光スイッチング手段として入力電気信号に対して高速応答性のある光スイッチを用いることで高速な波長切替が実現できる。従って、本発明は、波長切替の高速性と高い波長安定性とを両立できる波長可変光源を提供することができる。

具体的には、本発明に係る波長可変光源の前記光スイッチング手段は、前記波長制御信号に基づいて、前記多波長光出力手段が出力する前記連続光を全て遮断できる。波長制御信号に出力ＯＦＦの情報を含めることで波長可変光源から間欠的な出力光を出力することができ、送信器においてバースト信号を発生させる手段を不要とすることができる。

本発明に係る波長可変送信器は、前記波長可変光源と、前記波長可変光源からの出力光を外部からのパケット信号で変調する光変調手段と、前記パケット信号のパケット長にわたって前記光変調手段の出力光を透過し、前記パケット信号のパケット間で前記光変調手段の出力光を遮断するバースト信号光生成手段と、を備えており、
前記波長可変光源は、少なくとも前記パケット信号のパケット長にわたって出力光の波長を固定するように制御する前記波長制御信号が入力されることを特徴とする。本波長可変送信器は、前記波長可変光源からの出力光を変調する。従って、本発明は、波長切替の高速性と高い波長安定性とを両立できる波長可変送信器を提供することができる。

本発明に係る波長可変送信器は、前記波長可変光源と、前記波長可変光源からの出力光を外部からのパケット信号で変調する光変調手段と、を備えており、
前記波長可変光源は、前記パケット信号のパケット長にわたって波長が固定された出力光を出力し、前記パケット信号のパケット間で出力光を遮断するように制御する前記波長制御信号が入力されることを特徴とする。波長可変光源が間欠的な出力光を出力できる場合、波長可変送信器は、波長切替の高速性と高い波長安定性とを両立できるだけでなく、バースト信号光生成手段を不要とすることができる。

本発明に係る光伝送システムは、複数の子ノードと１個の親ノードが光ファイバ伝送路を介して接続された光伝送システムであって、
前記子ノードは、前記波長可変送信器を有しており、前記波長可変送信器が出力する信号光が前記親ノードから予め通知された送信波長となるように前記波長制御信号で前記波長可変光源を制御し、前記親ノードから予め通知された時刻に、前記親ノードから予め通知された許容量と等しいパケット長の前記パケット信号を前記光変調手段へ入力し、
前記親ノードは、前記複数の子ノードからの信号光を分岐して出力する光分岐手段と、前記光分岐手段で分岐された信号光が入力され、前記信号光の中から特定の波長の信号光を選択的に受信するコヒーレント受信器と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る他の光伝送システムは、複数の子ノードと１個の親ノードが光ファイバ伝送路を介して接続された光伝送システムであって、
前記子ノードは、前記波長可変送信器を有しており、前記波長可変送信器が出力する信号光が前記親ノードから予め通知された送信波長となるように前記波長制御信号で前記波長可変光源を制御し、前記親ノードから予め通知された時刻に、前記親ノードから予め通知された許容量と等しいパケット長の前記パケット信号を前記光変調手段へ入力し、
前記親ノードは、前記複数の子ノードからの信号光を波長に応じて振り分けて別々の出力端から出力する波長ルーティング手段と、前記波長ルーティング手段からの信号光と所定の周波数差の波長の局発光を用いて前記信号光を受信するコヒーレント受信器と、を有することを特徴とする。本光伝送システムは、子ノードが前記波長可変送信器を有しており、前記波長可変送信器から信号光を親ノードが受信する。従って、本発明は、波長切替の高速性と高い波長安定性とを両立できる光伝送システムを提供することができる。

本発明に係る光伝送システムの前記コヒーレント受信器は、前記局発光を出力する局発光源として前記波長可変光源を有することを特徴とする。

本発明は、波長切替の高速性と高い波長安定性とを両立できる波長可変光源、波長可変送信器及び光伝送システムを提供することができる。

ＴＤＭ−ＰＯＮを説明する図である。 ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを説明する図である。 従来の波長可変送信器を説明する図である。 本発明に係る光伝送システムを説明する図である。 本発明に係る光伝送システムを説明する図である。 本発明に係る波長可変送信器を説明する図である。 本発明に係る波長可変光源を説明する図である。 本発明に係る波長可変送信器を説明する図である。 本発明に係る光伝送システムが有するコヒーレント受信器を説明する図である。 本発明に係る波長可変光源を説明する図である。 本発明に係る波長可変光源を説明する図である。 本発明に係る波長可変送信器を説明する図である。 本発明に係る波長可変光源を説明する図である。 本発明に係る光伝送システムを説明する図である。 本発明に係る光伝送システムを説明する図である。 波長ルーティング手段の入出力関係を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（第１の実施形態）
第１の実施形態における光伝送システム３０１である波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮにおける上り方向通信の構成を図４に示す。光伝送システム３０１は、複数の子ノード（ＯＮＵ１００）と１個の親ノード（ＯＬＴ２００）が光ファイバ伝送路５０を介して接続された光伝送システムであって、
ＯＮＵ１００は、
波長可変送信器１０１を有しており、波長可変送信器１０１が出力する信号光がＯＬＴ２００から予め通知された送信波長となるように波長制御信号で波長可変光源（図４において不図示）を制御し、ＯＬＴ２００から予め通知された時刻に、ＯＬＴ２００から予め通知された許容量と等しいパケット長のパケット信号を光変調手段（図４において不図示）へ入力し、
ＯＬＴ２００は、
複数のＯＮＵ１００からの信号光を分岐して出力する光分岐手段２４０と、光分岐手段２４０で分岐された信号光が入力され、信号光の中から特定の波長の信号光を選択的に受信するコヒーレント受信器２０１と、を有する。

複数のＯＮＵ１００＃Ｋ（Ｋは２以上の整数）内の波長可変送信器１０１（波長可変範囲：λ_１〜λ_Ｎ（Ｎは２以上の整数））と、ＯＬＴ２００内のＭ個（Ｍ＝２，３，・・・，Ｎ）のコヒーレント受信器２０１とが光ファイバ伝送路５０を介して接続されている。ＯＬＴ２００内のコヒーレント受信器２０１＃ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）は、波長λ_ｍの信号光を選択的に受信する。各々のＯＮＵ１００は、波長λ_１〜λ_Ｍのいずれか１つが割り当てられ、当該波長の信号光を送信する。ここで、同一のコヒーレント受信器２０１を宛先とするパケット信号光が衝突しないように、光伝送システム３０１は、各々のＯＮＵ１００はＯＬＴ２００から予め通知された時刻に許容量の信号光を送信する。波長可変送信器１０１の波長可変機能により、ＯＮＵ１００単位で論理的に接続するコヒーレント受信器２０１を変更できるため、Ｍ個のコヒーレント受信器２０１の帯域を全てのＯＮＵ１００間で共有することが可能である。図４はＯＬＴ２００内の光分岐手段が複数の入力端を有する構成であるが、図５のように単一の入力端のみを有する構成も可能である。

図６は、ＯＮＵ１００内の波長可変送信器１０１を説明する図である。波長可変送信器１０１は、波長可変光源１５０と、波長可変光源１５０からの出力光を外部からのパケット信号で変調する光変調手段１６０と、パケット信号のパケット長にわたって光変調手段１６０の出力光を透過し、パケット信号のパケット間で光変調手段１６０の出力光を遮断するバースト信号光生成手段１７０と、を備えており、
波長可変光源１５０は、少なくともパケット信号のパケット長にわたって出力光の波長を固定するように制御する波長制御信号が入力されることを特徴とする。

図７は、波長可変光源１５０の構成例を説明する図である。波長可変光源１５０は、互いに波長の異なる複数の連続光を常時出力する多波長光出力手段１０と、外部からの波長制御信号に基づいて、多波長光出力手段１０が出力する連続光のうちの一つを選択して出力する光スイッチング手段２０と、を備える。図７の波長可変光源１５０は、多波長光出力手段１０として各々異なる波長で常時発光しているＮ個の光源１１を有する。そして、光スイッチング手段２０は各光源１１と接続される。

光スイッチング手段２０は、外部から入力される波長制御信号に応じてＮ個の光源１１の出力光のうちの１つを選択的に出力する。この時、波長制御信号は、波長可変光源１５０からの出力光の波長がＯＬＴ２００から予め通知された送信波長となるように光スイッチング手段２０を制御する。光スイッチング手段２０として、入力電気信号に対して高速応答性を有する音響光学効果や電気光学効果に基づくＮ×１光スイッチを用いることにより、高速な波長切替を実現できる。ここで、図３に示す波長可変送信器と異なり、個々の光源のバイアス電流は一定であるために、各光源１１の波長は高い精度で安定している。よって、波長切替の高速性と高い波長安定性を両立できる。

図６に示すように、波長可変光源１５０の出力光波長は、少なくともパケット信号のパケット長にわたって固定されている。図６は波長可変光源１５０の出力光波長がパケットごとに切り替わるが、図８のように複数パケットごとに切り替わるように波長可変光源１５０を制御することも可能である。

光変調手段１６０は、外部から入力されるパケット信号により、波長可変光源１５０からの出力光を変調する。パケット信号はパケット長がＯＬＴ２００から予め通知された送信許容量と等しく、同じく通知された時刻に入力される。例えば、光変調手段１６０は、半導体や二オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）を材料とするマッハツェンダー型変調器、電界吸収型（ＥＡ： Ｅｌｅｃｔｒｏ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）変調器、半導体光増幅器（ＳＯＡ： Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）変調器などである。

バースト信号光生成手段１７０は、外部から入力されるゲート信号に応じたＯＮ／ＯＦＦにより、光変調手段１６０からの出力光を透過または遮断する。ゲート信号は、光変調手段１６０に入力されるパケット信号と同期している。バースト信号光生成手段１７０がパケット信号のパケット長にわたってＯＮとなり、他の時間にＯＦＦとなることで、パケット信号の各パケット間における光変調器からの出力光が遮断され、バースト信号光が生成される（図６、図８）。入力電気信号に対して高速応答性を有する音響光学効果や電気光学効果に基づく１×２光スイッチなどがバースト信号光生成手段１７０として用いられる。

ＯＬＴ２００は、光分岐手段２４０とＭ個のコヒーレント受信器２０１を備える。光分岐手段２４０は、ＯＮＵ１００から伝送された信号光を分岐して、各コヒーレント受信器２０１へ出力する。例えば、光分岐手段２４０は、光ファイバやＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により作成された光スプリッタなどである。

図９は、ＯＬＴ２００が有するコヒーレント受信器２０１を説明する図である。コヒーレント受信器２０１は、局発光源７１、光混合手段７２、光検波器７３、信号復調部７４を含む。波長λ_ｍである信号光を選択的に受信するコヒーレント受信器２０１＃ｍ内の局発光源７１の波長は、λ_ｍと所定の周波数差となるように高い精度で設定される。光混合手段７２は、入力された信号光と局発光を、各出力端における両光の光位相差が出力端間で所定の相対差となるように混合して出力する。例えば、光混合手段７２は、ＰＬＣや空間系で作成された９０°光ハイブリッドである。光検波器７３は、光混合手段７２からの出力を２乗検波し、混合された信号光と局発光の干渉成分を取り出す。信号復調部７４は、光検波器７３からの出力からＯＮＵ１００内で光変調器１６０に入力されたパケット信号を復調する。例えば、信号復調部７４は、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器８１の後段にディジタル信号処理（ＤＳＰ： Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）回路８２を配置し、光検波器７３の出力をサンプリングして得たディジタル信号を用いたＤＳＰ８２により信号復調を行う構成とすることができる。

光伝送システム３０１は、ＯＮＵ１００内の波長可変送信器１０１が図７に示す波長可変光源１５０を備えることにより、波長切替の高速性とコヒーレント受信において要求される高い波長安定性とを両立している。よって、光伝送システム３０１は、波長切替の高速性を特徴とし、コヒーレント受信の適用による多分岐／長延化が可能な波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを実現できる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態の光伝送システム３０１において、ＯＮＵ１００内の波長可変送信器１０１が有する波長可変光源１５０の構成（図７）を他の構成としてもよい。第２の実施形態は他の構成の波長可変光源の一例である。図１０は、他の構成である波長可変光源１５１を説明する図である。波長可変光源１５１は、多波長光源１２、波長分波手段１３、光スイッチング手段２０を有する。

多波長光源１２は、少なくともＮ個（Ｎは２以上の整数）の波長成分を有する多波長光を出力する。例えば、多波長光源１２は、単一モード光の出力を高周波正弦波で変調して多波長化する構成、モード同期レーザなどであり、各波長は安定している。

波長分波手段１３は、少なくともＮ個の出力端を有し、多波長光源１２からの多波長光を波長成分ごとに分波して出力する。例えば、波長分波手段１３は、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ： Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）や多層膜フィルタなどである。

光スイッチング手段２０は、図７での説明と同様である。

波長可変光源１５１は、多波長光の波長成分から選択する成分を変更することにより波長切替を行うことができ、高い波長安定性を有する。本実施形態の光伝送システムは、多波長光源１５１を用いることにより、波長切替の高速性とコヒーレント受信において要求される高い波長安定性とを両立できる。よって、本実施形態の光伝送システムは、波長切替の高速性を特徴とし、コヒーレント受信の適用による多分岐／長延化が可能な波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを実現できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は他の構成の波長可変光源の一例である。図１１は、他の構成である波長可変光源１５２を説明する図である。波長可変光源１５２は、多波長光出力手段１０として各々異なる波長で常時発光しているＮ個の光源１１を有し、光スイッチング手段２０として電気スイッチ２１、Ｎ個の光スイッチング器２２、及び光合波手段２３を有する。

光スイッチング器２２は、各々異なる波長で常時発光している光源１１と１対１に接続し、外部から入力される波長制御信号を受信した電気スイッチ２１が各光スイッチング器２２をＯＮ／ＯＦＦすることより、光源１１の出力光を透過または遮断する。この時、波長制御信号は、ＯＬＴ２００から予め通知された波長を出力する光源１１と接続する光スイッチング器２２がＯＮとなるように光スイッチング手段２０を制御する。光合波手段２３は、Ｎ個の光スイッチング器２２の出力を束ねる。例えば、光合波手段２３は、光ファイバやＰＬＣにより作成された光カプラである。また、光合波手段２３は、ＡＷＧや多層膜フィルタ等であってもよい。

例えば、光スイッチング器２２は、入力電気信号に対して高速応答性を有する音響光学効果や電気光学効果に基づく１×２光スイッチなどであり、高速な波長切替を実現できる。また、電気スイッチ２１は、全ての光スイッチング器２２をＯＦＦすることができる。このため、光スイッチング手段２０は、波長制御信号に基づいて、多波長光出力手段１０が出力する連続光を全て遮断できる。

波長可変光源１５２は、図６や図８の波長可変送信器１０１に搭載することができるが、図１２の波長可変送信器１０２に搭載することもできる。波長可変送信器１０２は、波長可変光源１５２と、波長可変光源１５２からの出力光を外部からのパケット信号で変調する光変調手段１６０と、を備えており、波長可変光源１５２は、パケット信号のパケット長にわたって波長が固定された出力光を出力し、パケット信号のパケット間で出力光を遮断するように制御する波長制御信号が入力される。

例えば、図１２のようにパケット信号に同期した間欠的な波長制御信号を光スイッチング手段２０へ入力することで、波長可変光源１５２はパケット信号に同期した間欠的で波長可変の光を出力することができる。波長可変送信器１０２は、図６や図８において必要であったバースト信号光生成手段１７０を不要化することも可能である。

波長可変光源１５２は、図３に示す波長可変送信器と異なり、個々の光源１１のバイアス電流は一定であるために、各光源１１の波長は高い精度で安定している。このため、本実施形態は、ＯＮＵ１００内の波長可変送信器１０２が図１１に示す波長可変光源１５２を備えることにより、波長切替の高速性とコヒーレント受信において要求される高い波長安定性とを両立できる。よって、波長切替の高速性を特徴とし、コヒーレント受信の適用による多分岐／長延化が可能な波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを実現できる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は他の構成の波長可変光源の一例である。図１３は、他の構成である波長可変光源１５３を説明する図である。波長可変光源１５３は、多波長光源１２、波長分波手段１３、光スイッチング手段２０を有する。

多波長光出力手段１０の多波長光源１２及び波長分波手段１３は、実施形態２の図１０の説明と同じである。光スイッチング手段２０の電気スイッチ２１、Ｎ個の光スイッチング器２２、及び光合波手段２３は、実施形態３の図１１の説明と同じである。このため、光スイッチング手段２０は、波長制御信号に基づいて、多波長光出力手段１０が出力する連続光を全て遮断できる。

そして、実施形態３の説明同様に、パケット信号に同期した間欠的な波長制御信号を光スイッチング手段２０へ入力することで、波長可変光源１５３もパケット信号に同期した間欠的で波長可変の光を出力することができる。このため、図６や図８の波長可変送信器１０１だけでなく図１２の波長可変送信器１０２にも搭載することができる。

本実施形態におけるＯＮＵ１００内の波長可変光源１５３は、多波長光の波長成分から選択する成分を変更することにより波長切替を行うことができ、高い波長安定性を有する。本実施形態の光伝送システムは、多波長光源１５３を用いることにより、波長切替の高速性とコヒーレント受信において要求される高い波長安定性とを両立できる。よって、本実施形態の光伝送システムは、波長切替の高速性を特徴とし、コヒーレント受信の適用による多分岐／長延化が可能な波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを実現できる。

（第５の実施形態）
図１４は、本実施形態の光伝送システム３０２を説明する図である。光伝送システム３０２は、複数の子ノード（ＯＮＵ１００）と１個の親ノード（ＯＬＴ２００）が光ファイバ伝送路５０を介して接続された光伝送システムであって、
ＯＮＵ１００は、
波長可変送信器（１０１又は１０２）を有しており、波長可変送信器（１０１又は１０２）が出力する信号光がＯＬＴ２００から予め通知された送信波長となるように波長制御信号で波長可変光源（図１４において不図示）を制御し、ＯＬＴ２００から予め通知された時刻に、ＯＬＴ２００から予め通知された許容量と等しいパケット長のパケット信号を光変調手段（図１４において不図示）へ入力し、
ＯＬＴ２００は、
複数のＯＮＵ１００からの信号光を波長に応じて振り分けて別々の出力端から出力する波長ルーティング手段２５０と、波長ルーティング手段２５０からの信号光と所定の周波数差の波長の局発光を用いて信号光を受信するコヒーレント受信器２０１と、を有する。

光伝送システム３０２は、第１〜４の実施形態におけるＯＬＴ２００内の光分岐手段２４０が波長ルーティング手段２５０に置き換わった構成である。波長ルーティング手段２５０は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の入力端とＭ個（Ｍ＝２，３，・・・，Ｎ）の出力端を有し、ＯＮＵ１００から伝送された信号光を波長に応じて振り分けてＭ個のコヒーレント受信器２０１へ出力する。各々のＯＮＵ１００は、送信信号光が波長ルーティング手段２５０において宛先とするコヒーレント受信器２０１へ振り分けられるようにλ_１〜λ_Ｎのいずれか１つの波長が割り当てられ、当該波長の信号光を送信する。ここで、同一のコヒーレント受信器２０１を宛先とする信号光が衝突しないように、各々のＯＮＵ１００はＯＬＴ２００から予め通知された時刻に許容量の信号光を送信する。波長可変送信器（１０１又は１０２）の波長可変機能により、ＯＮＵ１００単位で論理的に接続するコヒーレント受信器２０１を変更できるため、Ｍ個のコヒーレント受信器２０１の帯域を全てのＯＮＵ１００間で共有することが可能である。図１４はＯＬＴ２００内の波長ルーティング手段２５０が複数の入力端を有する構成であるが、図１５のように単一の入力端のみを有する構成も可能である。

例えば、波長ルーティング手段２５０は、各入力端から入力された波長λ_１〜λ_Ｎの光を図１６で表わされるように波長に応じて出力端＃１〜＃Ｍへ振り分ける周回性ＡＷＧなどである。

本実施形態のコヒーレント受信器２０１は、第１の実施形態の図９で説明した構成を同様であるが、局発光源７１が波長可変である必要がある。コヒーレント受信器２０１内の局発光源７１の波長は、入力信号光と所定の周波数差となるように高い精度で設定される必要がある。ここで、コヒーレント受信器２０１へ入力される信号光は、論理的に接続する各々のＯＮＵ１００が送信する波長λ_１〜λ_Ｎの信号光が時間多重されている。よって、局発光源７１は、パケット単位での高速な波長切り替えを、高い波長精度で実現することが求められる。このような要求を満たす光源として、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ： Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザが挙げられる。また、第１〜４の実施形態で説明した波長可変光源（１５０〜１５３）を用いることもできる。

本実施形態は、第１〜４の実施形態と同様に、ＯＮＵ１００内の波長可変光源（１５０〜１５３）により、波長切替の高速性とコヒーレント受信において要求される高い波長安定性とを両立している。よって、本実施形態の光伝送システムは、波長切替の高速性を特徴とし、コヒーレント受信の適用による多分岐／長延化が可能な波長可変型ＷＤＭ／ＴＤＭ−ＰＯＮを実現できる。

以下は、本実施形態の波長可変光源、波長可変送信器及び光伝送システムを説明したものである。
（１）
各々異なる波長で常時発光しているＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源と、
前記Ｎ個の光源と接続され、外部から入力される波長制御信号に応じて前記Ｎ個の光源の出力光のうちの１つを選択的に出力する光スイッチング手段を備えることを特徴とする波長可変光源。
（２）
少なくともＮ個（Ｎは２以上の整数）の波長成分を有する多波長光を出力する多波長光源と、
少なくともＮ個の出力端を有し、前記多波長光源からの多波長光を波長成分ごとに分波して出力する波長分波手段と、
前記波長分波手段の前記Ｎ個の出力端と接続され、外部から入力される波長制御信号に応じて前記Ｎ個の出力端の出力光のうちの１つを選択的に出力する光スイッチング手段を備えることを特徴とする波長可変光源。
（３）
各々異なる波長で常時発光しているＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源と、
前記Ｎ個の光源と１対１に接続され、外部から入力される波長制御信号に応じたＯＮ／ＯＦＦにより前記光源の出力光を透過または遮断するＮ個の光スイッチング手段と、
前記Ｎ個の光スイッチング手段の出力を束ねる光合波手段を備え、
各々の前記光スイッチング手段へ入力される前記波長制御信号により、同一時刻において最大１個の光スイッチング手段がＯＮとなることを特徴とする波長可変光源。
（４）
少なくともＮ個（Ｎは２以上の整数）の波長成分を有する多波長光を出力する多波長光源と、
少なくともＮ個の出力端を有し、前記多波長光源からの多波長光を波長成分ごとに分波して出力する波長分波手段と、
前記波長分波手段の前記Ｎ個の出力端と１対１に接続され、外部から入力される波長制御信号に応じたＯＮ／ＯＦＦにより前記Ｎ個の出力端からの出力光を透過または遮断するＮ個の光スイッチング手段と、
前記Ｎ個の光スイッチング手段の出力を束ねる光合波手段を備え、
各々の前記光スイッチング手段へ入力される前記波長制御信号により、同一時刻において最大１個の光スイッチング手段がＯＮとなることを特徴とする波長可変光源。
（５）
上記（１）から（４）に記載のいずれかの波長可変光源と、
前記波長可変光源からの出力光を外部から入力されるパケット信号により変調する光変調手段と、
外部から入力されるゲート信号に応じたＯＮ／ＯＦＦにより、前記光変調手段の出力光を透過または遮断するバースト信号光生成手段を備え、
前記ゲート信号は、前記パケット信号と同期しており、前記パケット信号のパケット長にわたって前記バースト信号光生成手段がＯＮとなり、
前記波長可変光源の出力光の波長は、少なくとも前記パケット信号のパケット長にわたって固定されていることを特徴とする波長可変送信器。
（６）
上記（３）または（４）に記載の波長可変光源と、
前記波長可変光源からの出力光を外部から入力されるパケット信号により変調する光変調手段を備え、
前記波長制御信号は、前記パケット信号と同期しており、前記パケット信号のパケット長にわたって前記Ｎ個の光スイッチング手段のうちの１個がＯＮとなることを特徴とする波長可変送信器。
（７）
複数のＯＮＵ１００と１個のＯＬＴ２００が光ファイバ伝送路を介して接続された光伝送システムにおいて、
前記ＯＮＵ１００は、請求項５または６に記載の波長可変送信器を備え、
前記波長制御信号は、前記波長可変光源からの出力光の波長が前記ＯＬＴ２００から予め通知された送信波長となるように前記光スイッチング手段へ入力され、
前記パケット信号は、そのパケット長が前記ＯＬＴ２００から予め通知された許容量と等しく、前記ＯＬＴ２００から予め通知された時刻に前記光変調手段へ入力され、
前記ＯＬＴ２００は、前記複数のＯＮＵ１００からの信号光を分岐して出力する光分岐手段と、
前記光分岐手段と接続されたコヒーレント受信器を備え、
前記コヒーレント受信器は、入力される信号光の中から特定の波長の信号光を選択的に受信することを特徴とする光伝送システム。
（８）
複数のＯＮＵ１００と１個のＯＬＴ２００が光ファイバ伝送路を介して接続された光伝送システムにおいて、
前記ＯＮＵ１００は、請求項５または６に記載の波長可変送信器を備え、
前記波長制御信号は、前記波長可変光源からの出力光の波長が前記ＯＬＴ２００から予め通知された送信波長となるように前記光スイッチング手段へ入力され、
前記パケット信号は、そのパケット長が前記ＯＬＴ２００から予め通知された許容量と等しく、前記ＯＬＴ２００から予め通知された時刻に前記光変調手段へ入力され、
前記ＯＬＴ２００は、前記複数のＯＮＵ１００からの信号光を波長に応じて振り分けて別々の出力端から出力する波長ルーティング手段と、
前記波長ルーティング手段と接続されたコヒーレント受信器を備え、
前記コヒーレント受信器内の局発光源の波長は、入力される信号光の波長と所定の周波数差となるように設定されることを特徴とする光伝送システム。
（９）
上記（８）に記載の光伝送システムにおいて、
前記局発光源が、請求項１から４のいずれかに記載の波長可変光源であることを特徴とする光伝送システム。

１０：多波長光出力手段
１１：光源
１２：多波長光源
１３：波長分波手段
２０：光スイッチング手段
２１：電気スイッチ
２２：光スイッチング器
２３：光合波手段
５０：光ファイバ伝送路
７１：局発光源
７２：光混合手段
７３：光検波器
７４：信号復調部
８１：Ａ／Ｄ変換器
８２：ＤＳＰ回路
１００：ＯＮＵ（子ノード）
１０１、１０２：波長可変送信器
１５０〜１５３：波長可変光源
１６０：光変調手段
１７０：バースト信号光生成手段
２００：ＯＬＴ
２０１：コヒーレント受信器
２４０：光分岐手段
２５０：波長ルーティング手段

Claims (7)

1. 互いに波長の異なる複数の連続光を常時出力する多波長光出力手段と、
   外部からの波長制御信号に基づいて、前記多波長光出力手段が出力する前記連続光のうちの一つを選択して出力する光スイッチング手段と、
   を備える波長可変光源。
2. 前記光スイッチング手段は、前記波長制御信号に基づいて、前記多波長光出力手段が出力する前記連続光を全て遮断できることを特徴とする請求項１に記載の波長可変光源。
3. 請求項１又は２に記載の波長可変光源と、
   前記波長可変光源からの出力光を外部からのパケット信号で変調する光変調手段と、
   前記パケット信号のパケット長にわたって前記光変調手段の出力光を透過し、前記パケット信号のパケット間で前記光変調手段の出力光を遮断するバースト信号光生成手段と、
   を備えており、
   前記波長可変光源は、少なくとも前記パケット信号のパケット長にわたって出力光の波長を固定するように制御する前記波長制御信号が入力されることを特徴とする波長可変送信器。
4. 請求項２に記載の波長可変光源と、
   前記波長可変光源からの出力光を外部からのパケット信号で変調する光変調手段と、
   を備えており、
   前記波長可変光源は、前記パケット信号のパケット長にわたって波長が固定された出力光を出力し、前記パケット信号のパケット間で出力光を遮断するように制御する前記波長制御信号が入力されることを特徴とする波長可変送信器。
5. 複数の子ノードと１個の親ノードが光ファイバ伝送路を介して接続された光伝送システムであって、
   前記子ノードは、
   請求項３又は４に記載の波長可変送信器を有しており、
   前記波長可変送信器が出力する信号光が前記親ノードから予め通知された送信波長となるように前記波長制御信号で前記波長可変光源を制御し、
   前記親ノードから予め通知された時刻に、前記親ノードから予め通知された許容量と等しいパケット長の前記パケット信号を前記光変調手段へ入力し、
   前記親ノードは、
   前記複数の子ノードからの信号光を分岐して出力する光分岐手段と、
   前記光分岐手段で分岐された信号光が入力され、前記信号光の中から特定の波長の信号光を選択的に受信するコヒーレント受信器と、
   を有することを特徴とする光伝送システム。
6. 複数の子ノードと１個の親ノードが光ファイバ伝送路を介して接続された光伝送システムであって、
   前記子ノードは、
   請求項３又は４に記載の波長可変送信器を有しており、
   前記波長可変送信器が出力する信号光が前記親ノードから予め通知された送信波長となるように前記波長制御信号で前記波長可変光源を制御し、
   前記親ノードから予め通知された時刻に、前記親ノードから予め通知された許容量と等しいパケット長の前記パケット信号を前記光変調手段へ入力し、
   前記親ノードは、
   前記複数の子ノードからの信号光を波長に応じて振り分けて別々の出力端から出力する波長ルーティング手段と、
   前記波長ルーティング手段からの信号光と所定の周波数差の波長の局発光を用いて前記信号光を受信するコヒーレント受信器と、
   を有することを特徴とする光伝送システム。
7. 前記コヒーレント受信器は、前記局発光を出力する局発光源として請求項１又は２に記載の波長可変光源を有することを特徴とする請求項６に記載の光伝送システム。

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