JP2014207547A - Optical communication system - Google Patents

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良 小山
Ryo Koyama
良 小山
政宏 三好
Masahiro Miyoshi
政宏 三好
健吾 室田
Kengo Murota
健吾 室田
美穂 竹原
Miho Takehara
美穂 竹原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical communication system capable of coping with band variation, without installation of an additional link.SOLUTION: Optical circulators 11, 21 are disposed on both sides of an optical link 30 for connecting mutually opposite communication devices 10, 20. Photodetectors 12, 22 are connected to one port of the optical circulators 11, 21, whereas to another port, optical modulators 13, 23 are connected. The communication device 20 includes a light source 24 for inputting signal light to the optical modulator 23, whereas the other communication device 10 includes an optical splitter 14 for splitting the signal light input to the photodetector 12 to input to the optical modulator 13, to thereby configure a loop-back through the optical modulator 13. This enables the provision of an optical communication system in which data transmission direction can be reversed.

Description

本発明は、光通信システムにおいて、帯域の変動に柔軟に対応する技術に関する。   The present invention relates to a technique for flexibly responding to band fluctuations in an optical communication system.

光リンクにおいてＬＡＧ（リンクアグリゲーション）が広く利用されている。ＬＡＧにより複数の光リンクを１本の論理リンクとして扱うことで、伝送路に冗長性を持たせることができ、同時に、帯域に応じて柔軟にリンク数を変更できるという効果もある。また、使用する光リンクをスリープさせることで省電力化を実現できる。光リンクでは、複数リンクを１本のファイバにまとめるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）技術を利用したＷＤＭ−ＬＡＧが提案されている（特許文献１参照）。   LAG (link aggregation) is widely used in optical links. By treating a plurality of optical links as one logical link by LAG, it is possible to give redundancy to the transmission path, and at the same time, there is an effect that the number of links can be flexibly changed according to the band. In addition, power saving can be realized by putting an optical link to be used in sleep. As an optical link, WDM-LAG using a WDM (Wavelength Division Multiplexing) technique that combines a plurality of links into one fiber has been proposed (see Patent Document 1).

特開２０１０−２８３５７１号公報JP 2010-283571 A

昨今の増大するデータトラフィックに対して、ＬＡＧはリンク数を増やすことで対応可能であるが、通常のＬＡＧではリンク回線を多く用意することになり設備費用が増大する。データトラフィック量は時間により大きく変動するので、最大帯域に合わせてリンク数を用意すると、リンクの不稼働率が増大して効率が良くないという問題があった。映像配信サービスの増加に伴い、下りのトラフィック量が増大しているが、上り帯域については映像トラフィック等が少ないため、帯域が余っていることが多い。   LAG can cope with the recent increase in data traffic by increasing the number of links, but ordinary LAG requires many link lines and increases the equipment cost. Since the amount of data traffic fluctuates greatly with time, if the number of links is prepared in accordance with the maximum bandwidth, there is a problem that the link unavailability increases and the efficiency is not good. With the increase in video distribution services, the amount of downlink traffic is increasing, but the bandwidth is often surplus because there is little video traffic in the uplink bandwidth.

一方、ＷＤＭ−ＬＡＧでは、リンク数によらずファイバは１本で良いが、リンク数を増やすと波長数を増やさなければならない。波長数を増やすと波長間隔が狭まるため、高度な波長制御が必要となり、高価な光源が必要となるという問題があった。   On the other hand, in WDM-LAG, only one fiber is sufficient regardless of the number of links. However, when the number of links is increased, the number of wavelengths must be increased. When the number of wavelengths is increased, the wavelength interval is narrowed, so that advanced wavelength control is required and an expensive light source is required.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、リンクを増設せずに帯域の変動に対応可能な光通信システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical communication system that can cope with a change in bandwidth without adding a link.

本発明に係る光通信システムは、対向する第１、第２の通信装置を接続する光リンクと、前記光リンクの両側に接続した光サーキュレータと、前記光サーキュレータそれぞれの一方のポートに接続した受光器と、前記光サーキュレータそれぞれの別のポートに接続した光変調器と、前記第１の通信装置の前記光変調器に信号光を入力する光源と、前記第２の通信装置の前記受光器に入力される信号光を分岐して前記光変調器へ入力する光分岐器と、を有することを特徴とする。   The optical communication system according to the present invention includes an optical link connecting the first and second communication devices facing each other, an optical circulator connected to both sides of the optical link, and a light reception connected to one port of each of the optical circulators. An optical modulator connected to another port of each of the optical circulators, a light source that inputs signal light to the optical modulator of the first communication device, and a light receiver of the second communication device An optical branching device for branching the input signal light and inputting it to the optical modulator.

本発明によれば、リンクを増設せずに帯域の変動に対応可能な光通信システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical communication system which can respond to the fluctuation | variation of a band without adding a link can be provided.

本実施の形態における光通信システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical communication system in this Embodiment. 上記光通信システムの信号光の進路を説明する図である。It is a figure explaining the course of the signal light of the above-mentioned optical communication system. 本実施の形態における光通信システムがデータの送信方向を切り替える処理の流れを示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the flow of the process which the optical communication system in this Embodiment switches the transmission direction of data. 複数の光リンクをＬＡＧによって論理的に束ねた光通信システムに本実施の形態における光通信システムを適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied the optical communication system in this Embodiment to the optical communication system which bundled several optical links logically by LAG. 複数の光リンクを１本のファイバにまとめたＷＤＭ構成に本実施の形態における光通信システムを適用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which applied the optical communication system in this Embodiment to the WDM structure which put together the some optical link on one fiber.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施の形態における光通信システムの構成を示すブロック図である。同図に示す光通信システムは、通信装置１０，２０を光リンク３０で接続している。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical communication system according to the present embodiment. In the optical communication system shown in the figure, communication apparatuses 10 and 20 are connected by an optical link 30.

通信装置１０，２０それぞれにおいて、光リンク３０の両側に光サーキュレータ１１，２１を接続し、光サーキュレータ１１，２１の一方のポートに受光器１２，２２、別のポートに光変調器１３，２３を接続する。通信装置２０は、光変調器２３に信号光を入力する光源２４を備える。別の通信装置１０は、受光器１２に入力される信号光を分岐して光変調器１３へ入力する光分岐器１４を備える。   In each of the communication devices 10 and 20, the optical circulators 11 and 21 are connected to both sides of the optical link 30, the light receivers 12 and 22 are connected to one port of the optical circulators 11 and 21, and the optical modulators 13 and 23 are connected to the other port. Connecting. The communication device 20 includes a light source 24 that inputs signal light to the optical modulator 23. Another communication device 10 includes an optical branching device 14 that branches the signal light input to the light receiver 12 and inputs the branched signal light to the optical modulator 13.

光変調器１３，２３から光サーキュレータ１１，２１に入射した信号光は光リンク３０へ出射し、対向する通信装置１０，２０へ向かう。光リンク３０から光サーキュレータ１１，２１に入射した信号光は受光器１２，２２を接続したポートから出射し、受光器１２，２２で受信される。通信装置１０では、光リンク３０から光サーキュレータ１１、光分岐器１４を介して光変調器１３に信号光が入力され、光変調器１３から光サーキュレータ１１に入射した信号光は光リンク３０に戻るので、光サーキュレータ１１により光変調器１３を介したループバックが構成される。   The signal light that has entered the optical circulators 11 and 21 from the optical modulators 13 and 23 is emitted to the optical link 30 and is directed to the facing communication devices 10 and 20. The signal light that has entered the optical circulators 11 and 21 from the optical link 30 is emitted from the port to which the light receivers 12 and 22 are connected, and is received by the light receivers 12 and 22. In the communication apparatus 10, signal light is input from the optical link 30 to the optical modulator 13 via the optical circulator 11 and the optical splitter 14, and the signal light incident on the optical circulator 11 from the optical modulator 13 returns to the optical link 30. Therefore, the optical circulator 11 constitutes a loopback via the optical modulator 13.

本実施の形態における光通信システムは、通信装置１０，２０それぞれの光変調器１３，２３の電源オン・オフを制御し、データを送信する側の光変調器１３，２３が送信すべきデータで信号光を変調することでデータの送信方向を切り替える。   The optical communication system in the present embodiment controls the power on / off of the optical modulators 13 and 23 of the communication devices 10 and 20, respectively, and is data to be transmitted by the optical modulators 13 and 23 on the data transmission side. The data transmission direction is switched by modulating the signal light.

次に、図を用いて信号光の進路について説明する。   Next, the path of signal light will be described with reference to the drawings.

図２（ａ）は、通信装置２０から通信装置１０へデータを送信する場合の信号光の進路を説明する図である。通信装置２０から通信装置１０へデータを送信する場合、通信装置２０の光変調器２３は電源オン、通信装置１０の光変調器１３は電源オフとする。   FIG. 2A is a diagram illustrating the path of signal light when data is transmitted from the communication device 20 to the communication device 10. When transmitting data from the communication device 20 to the communication device 10, the optical modulator 23 of the communication device 20 is turned on, and the optical modulator 13 of the communication device 10 is turned off.

光源２４を出射した信号光は光変調器２３に入り、光変調器２３において送信すべきデータで変調され、光サーキュレータ２１から光リンク３０に入射して通信装置１０に届く。通信装置１０では、信号光が光サーキュレータ１１、光分岐器１４を介して受光器１２で受信され、通信装置２０が送信したデータが通信装置１０で取得される。   The signal light emitted from the light source 24 enters the optical modulator 23, is modulated by data to be transmitted by the optical modulator 23, enters the optical link 30 from the optical circulator 21, and reaches the communication device 10. In the communication device 10, the signal light is received by the light receiver 12 via the optical circulator 11 and the optical splitter 14, and the data transmitted by the communication device 20 is acquired by the communication device 10.

図２（ｂ）は、図２（ａ）とは逆に、通信装置１０から通信装置２０へデータを送信する場合の信号光の進路を説明する図である。通信装置１０から通信装置２０へデータを送信する場合、通信装置１０の光変調器１３は電源オン、通信装置２０の光変調器２３は電源オフとする。   FIG. 2B is a diagram illustrating the path of signal light when data is transmitted from the communication device 10 to the communication device 20, contrary to FIG. 2A. When data is transmitted from the communication device 10 to the communication device 20, the optical modulator 13 of the communication device 10 is turned on, and the optical modulator 23 of the communication device 20 is turned off.

通信装置１０から通信装置２０へデータを送信する場合も、光源２４から出射する信号光を用いる。光源２４を出射した信号光は光変調器２３を通過し、光サーキュレータ２１から光リンク３０に入射して通信装置１０に届く。光変調器２３は電源オフであるので信号光は変調されずに通信装置１０に届く。通信装置１０では、信号光が光サーキュレータ１１、光分岐器１４を介して光変調器１３に入り、光変調器１３において送信すべきデータで変調され、光サーキュレータ１１から光リンク３０に入射して通信装置２０に届く。光リンク３０から通信装置２０に入射した信号光は、光サーキュレータ２１から受光器２２に入力されて、通信装置１０が送信したデータが通信装置２０で取得される。   Even when data is transmitted from the communication device 10 to the communication device 20, signal light emitted from the light source 24 is used. The signal light emitted from the light source 24 passes through the optical modulator 23, enters the optical link 30 from the optical circulator 21, and reaches the communication device 10. Since the optical modulator 23 is powered off, the signal light reaches the communication device 10 without being modulated. In the communication device 10, the signal light enters the optical modulator 13 via the optical circulator 11 and the optical splitter 14, is modulated with data to be transmitted by the optical modulator 13, and enters the optical link 30 from the optical circulator 11. It reaches the communication device 20. The signal light incident on the communication device 20 from the optical link 30 is input from the optical circulator 21 to the light receiver 22, and data transmitted by the communication device 10 is acquired by the communication device 20.

次に、データの送信方向の切り替え動作について説明する。   Next, the switching operation of the data transmission direction will be described.

図３は、本実施の形態における光通信システムがデータの送信方向を切り替える処理の流れを示すシーケンス図である。   FIG. 3 is a sequence diagram showing the flow of processing for switching the data transmission direction by the optical communication system according to the present embodiment.

図１の光通信システムにおいて、通信装置２０の光変調器２３は電源オン、通信装置１０の光変調器１３は電源オフであり、通信装置２０から通信装置１０へデータが送信されている（ステップＳ１０１）。   In the optical communication system of FIG. 1, the optical modulator 23 of the communication device 20 is powered on, the optical modulator 13 of the communication device 10 is powered off, and data is transmitted from the communication device 20 to the communication device 10 (steps). S101).

一定時間通信無しの場合、光変調器２３の電源をオフにする（ステップＳ１０２）。   If there is no communication for a certain period of time, the optical modulator 23 is turned off (step S102).

通信装置２０は、定期的に、光変調器２３の電源を一時的にオンにして、通信装置１０がデータ送信を要求しているか否かを確認する要求確認信号を送信する（ステップＳ１０３）。なお、通信装置１０はデータ送信を要求しない場合は、要求確認信号に対する応答は返信しない。   The communication apparatus 20 periodically turns on the power of the optical modulator 23 and transmits a request confirmation signal for confirming whether the communication apparatus 10 requests data transmission (step S103). If the communication device 10 does not request data transmission, the communication device 10 does not return a response to the request confirmation signal.

ここで、通信装置１０がデータの送信を希望する通信要求を受けると（ステップＳ１０４）、光変調器１３の電源をオンにする（ステップＳ１０５）。   Here, when the communication apparatus 10 receives a communication request for data transmission (step S104), the optical modulator 13 is turned on (step S105).

そして、通信装置１０は、通信装置２０から要求確認信号を受信すると（ステップＳ１０６）、データ送信を要求する要求信号を返信する（ステップＳ１０７）。   Then, when receiving a request confirmation signal from the communication device 20 (step S106), the communication device 10 returns a request signal for requesting data transmission (step S107).

通信装置２０は、通信装置１０から要求信号を受信すると、要求承諾信号を返信し（ステップＳ１０８）、光変調器２３の電源をオフにする（ステップＳ１０９）。   When receiving the request signal from the communication device 10, the communication device 20 returns a request acceptance signal (step S108), and turns off the power of the optical modulator 23 (step S109).

ここまでの処理により、通信装置１０の光変調器１３は電源オン、通信装置２０の光変調器２３は電源オフとなり、通信装置１０が送信側、通信装置２０が受信側となる。そして、通信装置１０から通信装置２０へデータが送信される（ステップＳ１１０）。   By the processing so far, the optical modulator 13 of the communication device 10 is powered on, the optical modulator 23 of the communication device 20 is powered off, the communication device 10 is the transmission side, and the communication device 20 is the reception side. Then, data is transmitted from the communication device 10 to the communication device 20 (step S110).

通信装置２０はデータの送信を希望する通信要求を受けると（ステップＳ１１１）、光変調器２３の電源をオンにする（ステップＳ１１２）。   When receiving a communication request for data transmission (step S111), the communication device 20 turns on the power of the optical modulator 23 (step S112).

通信装置１０は、データ送信が終了すると、要求確認信号を通信装置２０へ送信する（ステップＳ１１３）。   When the data transmission is completed, the communication device 10 transmits a request confirmation signal to the communication device 20 (step S113).

通信装置２０は、通信装置１０から要求確認信号を受信すると、要求信号を返信する（ステップＳ１１４）。   Upon receiving the request confirmation signal from the communication device 10, the communication device 20 returns a request signal (step S114).

通信装置１０は、要求信号を受信すると、要求承諾信号を返信し（ステップＳ１１５）、光変調器１３の電源をオフにする（ステップＳ１１６）。   When receiving the request signal, the communication device 10 returns a request acceptance signal (step S115), and turns off the power of the optical modulator 13 (step S116).

ここまでの処理により、通信装置１０が受信側、通信装置２０が送信側となる。そして、通信装置２０から通信装置１０へデータが送信される（ステップＳ１１７）。   By the processing so far, the communication device 10 becomes the reception side and the communication device 20 becomes the transmission side. Then, data is transmitted from the communication device 20 to the communication device 10 (step S117).

なお、上記の処理において、通信が行われていない場合は光源２４の電源をオフにして省電力化を図る。   In the above processing, when communication is not being performed, the light source 24 is turned off to save power.

次に、複数の光リンクをＬＡＧによって論理的に束ねた光通信システムに本実施の形態における光通信システムを適用した例について説明する。   Next, an example in which the optical communication system according to the present embodiment is applied to an optical communication system in which a plurality of optical links are logically bundled by LAG will be described.

図４は、複数の光リンクをＬＡＧによって論理的に束ねた光通信システムに本実施の形態における光通信システムを適用した例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an example in which the optical communication system according to the present embodiment is applied to an optical communication system in which a plurality of optical links are logically bundled by LAG.

図４に示す例では、対向する通信装置を接続した上下それぞれ２本の光リンクのうちの図中の真ん中の２つの光リンクについて、光リンクの両側に光サーキュレータ、光変調器、受光器を設置し、光源を備えない側をループバック構成とすることで通信方向の反転を可能とした。通信方向の反転を可能とすることにより、光リンクを増設せずに帯域の変動に対応可能となる。同図の例では、例えば１本の光リンクの帯域が１Ｇｂｐｓであるとすると、片側で最大３Ｇｂｐｓの帯域を確保することができる。   In the example shown in FIG. 4, an optical circulator, an optical modulator, and a light receiver are provided on both sides of the optical link for the two optical links in the middle of the two optical links in the figure, each of which is connected to opposite communication devices. The communication direction can be reversed by installing a loopback configuration on the side without the light source. By enabling the reversal of the communication direction, it becomes possible to cope with fluctuations in bandwidth without adding an optical link. In the example shown in the figure, for example, if the bandwidth of one optical link is 1 Gbps, a maximum bandwidth of 3 Gbps can be secured on one side.

図５は、複数の光リンクを１本のファイバにまとめたＷＤＭ構成に本実施の形態における光通信システムを適用した例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which the optical communication system according to the present embodiment is applied to a WDM configuration in which a plurality of optical links are combined into one fiber.

図５に示す例では、複数の光リンクで接続される対向する通信装置のそれぞれに光合分波器を備えてＷＤＭ−ＬＡＧ構成とし、図中の真ん中の２つの光リンクについて、光リンクの両側に光サーキュレータ、光変調器、受光器を設置し、光源を備えない側をループバック構成とすることで通信方向の反転を可能とした。通信方向の反転を可能とすることにより、トータルの波長数を増やさずに帯域の変動に対応可能となる。   In the example shown in FIG. 5, an optical multiplexer / demultiplexer is provided in each of the opposing communication devices connected by a plurality of optical links to form a WDM-LAG configuration, and the two optical links in the middle in the figure are both sides of the optical link. An optical circulator, an optical modulator, and a photoreceiver were installed in the system, and the communication direction could be reversed by setting the loopback configuration on the side not equipped with the light source. By enabling reversal of the communication direction, it becomes possible to cope with fluctuations in the band without increasing the total number of wavelengths.

以上説明したように、本実施の形態によれば、対向する通信装置１０，２０を接続する光リンク３０の両側に光サーキュレータ１１，２１を配置し、光サーキュレータ１１，２１の一方のポートに受光器１２，２２、別のポートに光変調器１３，２３を接続し、通信装置２０は光変調器２３に信号光を入力する光源２４を備え、別の通信装置１０は受光器１２に入力される信号光を分岐して光変調器１３へ入力する光分岐器１４を備えて、光変調器１３を介したループバックを構成することにより、データの送信方向が反転可能な光通信システムを提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, the optical circulators 11 and 21 are arranged on both sides of the optical link 30 that connects the opposing communication devices 10 and 20, and light is received at one port of the optical circulators 11 and 21. The optical modulators 13 and 23 are connected to other ports, the communication device 20 includes a light source 24 for inputting signal light to the optical modulator 23, and the other communication device 10 is input to the light receiver 12. An optical communication system capable of reversing the data transmission direction by providing a loopback via the optical modulator 13 with an optical splitter 14 that branches the signal light to be input to the optical modulator 13 is provided. can do.

本実施の形態によれば、データの送信方向が反転可能な光通信システムを含む複数の光リンクをＬＡＧによって論理的に束ねることにより、光リンクを増設することなく帯域の変動に対応が可能となり、ＬＡＧ数内で柔軟な帯域割り当てができ、効率的なユーザ収容を図ることができる。また、データの送信方向が反転可能な光通信システムを含む複数の光リンクをＷＤＭによって１本のファイバに論理的に束ねることにより、波長数を増やさずに帯域の変動に対応が可能となる。波長数を抑制することができるため光源を増やす必要がなく、機器コスト、ランニングコストを低減でき、省電力化を図ることができる。   According to this embodiment, a plurality of optical links including an optical communication system capable of reversing the data transmission direction are logically bundled by LAG, so that it is possible to cope with a change in bandwidth without adding an optical link. Therefore, flexible band allocation can be performed within the number of LAGs, and efficient user accommodation can be achieved. Further, by logically bundling a plurality of optical links including an optical communication system capable of reversing the data transmission direction into one fiber by WDM, it becomes possible to cope with band fluctuations without increasing the number of wavelengths. Since the number of wavelengths can be suppressed, there is no need to increase the number of light sources, equipment costs and running costs can be reduced, and power saving can be achieved.

１０，２０…通信装置
１１，２１…光サーキュレータ
１２，２２…受光器
１３，２３…光変調器
１４…光分岐器
２４…光源
３０…光リンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 ... Communication apparatus 11, 21 ... Optical circulator 12, 22 ... Light receiver 13, 23 ... Optical modulator 14 ... Optical branching device 24 ... Light source 30 ... Optical link

Claims (3)

対向する第１、第２の通信装置を接続する光リンクと、
前記光リンクの両側に接続した光サーキュレータと、
前記光サーキュレータそれぞれの一方のポートに接続した受光器と、
前記光サーキュレータそれぞれの別のポートに接続した光変調器と、
前記第１の通信装置の前記光変調器に信号光を入力する光源と、
前記第２の通信装置の前記受光器に入力される信号光を分岐して前記光変調器へ入力する光分岐器と、
を有することを特徴とする光通信システム。 An optical link connecting the opposing first and second communication devices;
An optical circulator connected to both sides of the optical link;
A light receiver connected to one port of each of the optical circulators;
An optical modulator connected to a separate port of each of the optical circulators;
A light source for inputting signal light to the optical modulator of the first communication device;
An optical branching device for branching the signal light input to the light receiver of the second communication device and inputting the branched signal light to the optical modulator;
An optical communication system comprising: 請求項１に記載の光通信システムの光リンクを含む複数の光リンクをリンクアグリゲーションによって論理的に束ねたことを特徴とする光通信システム。   An optical communication system, wherein a plurality of optical links including the optical link of the optical communication system according to claim 1 are logically bundled by link aggregation. 請求項１に記載の光通信システムの光リンクを含む複数の光リンクを波長分割多重によって１本のファイバに論理的に束ねたことを特徴とする光通信システム。   2. An optical communication system, wherein a plurality of optical links including the optical link of the optical communication system according to claim 1 are logically bundled into one fiber by wavelength division multiplexing.
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