JP2919133B2 - 波長スイッチング装置および波長スイッチング方法 - Google Patents

波長スイッチング装置および波長スイッチング方法

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JP2919133B2
JP2919133B2 JP3276693A JP27669391A JP2919133B2 JP 2919133 B2 JP2919133 B2 JP 2919133B2 JP 3276693 A JP3276693 A JP 3276693A JP 27669391 A JP27669391 A JP 27669391A JP 2919133 B2 JP2919133 B2 JP 2919133B2
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optical
transmission
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克己 江村
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光波長多重ネットワーク
システムに用いられる波長スイッチング装置および波長
スイッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光の波長多重あるいは光周波数多重を用
いたネットワークは各波長毎に独立に情報を伝送するこ
とができるので通信容量の飛躍的増大が可能であり、次
世代のネットワークとして期待されている。光周波数多
重システムとしては100chの多重システムの実験が
報告されるなど、容量の増大へ向けての技術開発が活発
に進められている(例えばH.Toba et a
l.,“100−channel optical F
DM transmission/distribut
ion at 622Mb/s over 50 k
m”TechnicalDigest on OFC '
90,paper PD1,1990)。このように波
長多重された光をネットワークにおいてさらに有効に利
用するには、通信したい端末同士がその時空いている波
長を利用するランダムアクセス方式が有効である。この
ランダムアクセス方式においては送信部において波長切
り替えを行う必要がある。また光周波数多重を用いた光
交換システムにおいても波長切り替えが重要な技術とな
っている(例えばN.Shimosaka et a
t.,“Photonic wavelength−d
ivision and time−division
hybrid switching systemu
tilizing coherent optical
detection”,Photonics Tec
hnol.Letters,vol.2,No.4,p
p.301−303,1990)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常、波長切り替えは
半導体レーザの注入電流を変化させることによって行
う。この場合、半導体レーザのFM変調特性が完全にフ
ラットではないため、半導体レーザへの注入電流を理想
的な矩形波で変調し波長変換を行った場合でも、波長変
換後の光波長は一定せず、ある程度のふらつきをみせ
る。この場合、例えば受信部で光フィルタによりある波
長の信号を取り出そうとすると、波長変換時の波長ふら
つきのため信号の一部分に欠けや信号レベルの低下が見
られた。このため波長切り替えを用いたシステムを安定
に動作させることが難しいという問題があった。
【0004】そこで本発明の目的は波長切り替えを行っ
ても切り替え後の波長が安定に保たれる波長スイッチン
グ装置および波長スイッチング方法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の波長スイ
ッチング装置は、各々発振波長の切り替えを行うふたつ
以上の波長スイッチングレーザと前記波長スイッチング
レーザの内で出力波長の安定した波長スイッチングレー
ザの出力をひとつ選び出力する光スイッチを少なくとも
含んで構成される。
【0006】請求項2記載の波長スイッチング方法は、
請求項1に記載の波長スイッチング装置を用い、光スイ
ッチにより複数の波長スイッチングレーザの出力光を順
次に選択し、該各波長スイッチングレーザの発振波長切
り替えを、前記光スイッチにより他の波長スイッチング
レーザの出力光が選択されている間に行うことを特徴と
する。
【0007】請求項3記載の波長スイッチング方法は、
請求項1に記載の波長スイッチング装置を用い、各波長
スイッチングレーザには、発振波長を切り替える波長域
として、異なった波長帯を割り当て、該各波長スイッチ
ングレーザは割り当てられた波長域内で波長スイッチン
グを行い、波長域間のスイッチングは光スイッチにより
行うことを特徴とする。
【0008】
【作用】図2は典型的な半導体レーザのFM変調特性を
示した図である。この半導体レーザの注入電流をステッ
プ状に変化させて、発振波長を切り換えた場合には、そ
の発振波長は図3に示されるような変化を示す。図3か
らも明らかなように、波長のふらつきは、波長切り替え
直後が最も大きい。また長時間では半導体レーザの不均
一な低域FM変調特性の影響で光周波数のドリフトが見
られるが、このドリフトの影響に関しては高速温度制御
回路の適用等で回避することができる。従って、波長切
り替え直後のふらつきを除けば、ほぼ安定な波長切り替
えが実現されることになる。ここで例えば図1に示され
る様に、2個の半導体レーザ(LD)を用い、それぞれ
の波長を順次に切り換えたとする。このときにふたつの
LDの切り替えのタンミングを図4に示されるようにず
らし、波長が安定している部分のみを光スイッチで抜き
出すようにすれば、波長が切り替わった時にも安定な光
出力が得られるようになる。
【0009】また波長切り替え時の波長ふらつきは、波
長切り替えの幅が大きいほど大きくなる。そこで、ひと
つのLDがカバーする波長範囲を限定するものも安定な
波長切り替えを実現するための一手段である。そこで複
数のLDを用意し、各LDが切り替える波長範囲を限定
し、波長の切り替え範囲が異なるLD間にまたがる場合
には、その切り替えを光スイッチにより行うようにする
ことによっても安定な波長切り替えが実現される。
【0010】
【実施例】図5は本発明の第1の実施例を説明するため
のブロック図である。本実施例は波長切り替え送信部の
例である。この送信部においては送信相手先に対応して
送信波長を切り替えている。本実施例では送信パケット
単位で行われているので、高速での波長切り替えが必要
となる。この高速波長切り替えは以下の手順で行われ
た。
【0011】まず送信相手先情報を含む、送信信号1は
まず送信バッファメモリ2に入力される。送信バッファ
メモリ2はまず相手先情報から所要の送信光周波数を読
み取る。この情報をもとに送信バッファメモリ2は、第
1の送信光源3及び第2送信光源4の送信光周波数を設
定する。このときに送信光源3,4は交互に所要光周波
数を送出するようにする。さらに送信バッファメモリ2
は光スイッチ5に切り替え信号を送ることにより、ふた
つの送信光源3,4の出力の内、所要の光周波数の光が
選択的に出力されるようにする。この切り替えのタイミ
ングに合わせてさらに光変調器6を用いて送出光に送信
信号を印加することで、波長切り替え送信部が実現され
る。
【0012】本実施例においては、送信信号は622M
b/sの変調速度で変調されており、各パケットは40
ビットで構成されている。図6は本実施例の各部の光出
力のタイミングを示した図である。図中fi は光周波数
を表している。ここで送信光源3,4の波長切り替え時
間は10nsであったが、光スイッチ5による切り替え
時間は100psと高速であった。このため光変調器6
での変調信号印加にあたっては各パケット間に1ビット
のガードタイムを設けるだけで劣化のない波長切り替え
を実現することができた。また、波長切り替え時の光周
波数間隔は10GHzに設定したが、光スイッチ5の出
力の光周波数のふらつきは設定周波数に対し、±500
MHzに抑えられた。
【0013】図7は本発明の第2の実施例を説明するた
めのブロック図である。本実施例では第1の送信光源3
は光周波数f1 からf5 を送出する。一方、第2の送信
光源4は光周波数f6 からf10を送出する。光スイッチ
5は第1の送信光源3と第2送信光源4の間で周波数が
切り替わるときにのみスイッチングを行う。また本実施
例においては、送信信号の変調は送信光源3,4として
用いた半導体レーザを直接光周波数偏移変調することで
行った。その他の構成は第1の実施例と同様である。
【0014】図8は、本発明の第2の実施例(図7)の
波長切り替えのタイミングを示した図である。本実施例
においては送信光源毎にその受け持つ波長範囲が規定さ
れているので、同一の送信光源から連続するパケットに
対応した光周波数出力が送出される場合がある。このた
め送信光源の波長切り替え自体を高速で行う必要があ
る。本実施例の場合、ひとつの光源が受け持つ光周波数
範囲を限定することで、切り替え時間の高速化を図っ
た。この結果、本実施例では送信光源3,4の波長切り
替えを1nsの高速で実現した。また光スイッチ5の切
り替え時間は500ps以下であった。本実施例の各パ
ケット間に2ビットのガードタイムを設けた。このガー
ドタイムのため、同一の光源から出力された波長切り替
え信号を連続して利用した場合にも、送信信号は所望の
光周波数の±1GHz以内の値を保つことができた。こ
の安定した波長切り替え動作にはひとつの送信光源が受
け持つ波長範囲を限定した効果も大きい。
【0015】本発明には以上の実施例の他にも様々な変
形例が考えられる。たとえば本発明の波長スイッチング
装置をヘテロダイン光受信器の局部発振光源として用い
ることにより、波長切り替え光受信装置を構成すること
ができる。実施例で述べた波長切り替え送信装置と、こ
の波長切り替え光受信装置を組み合わせることにより、
フレキシブルな光ネットワークを実現することができ
る。
【0016】また実施例ではパケット長が一定の場合の
例を述べたが、本発明の波長スイッチング装置および波
長スイッチング方法は様々な長さのデータに対応して波
長を切り替える必要があるマルチメディアネットワーク
等にも適用することができる。
【0017】光源の波長安定化に必要な時間が長い場合
や、切り替える波長数が多い場合には三つ以上の送信光
源を利用するのが有効である。この場合、光スイッチ5
の構成は送信光源の数に対応したものに変える必要があ
る。光スイッチ5をどの様に動作させるかはその応用に
よって種々考えられる。その代表的なものは第1、第2
の実施例に示した通りである。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように本発明の波長スイッチ
ング装置および波長スイッチング方法を用いることで高
速の波長切り替えを切り替え時の波長ふらつき無しに実
現することができる。本発明を用いることで様々な光周
波数多重ネットワークをフレキシブルに構成することが
可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成を示した図。
【図2】典型的な半導体レーザのFM変調特性を示した
図。
【図3】波長切り替え時の半導体レーザの出力特性を示
した図。
【図4】本発明における波長切り替えの様子を示した
図。
【図5】本発明の第1の実施例を説明するためのブロッ
ク図。
【図6】本発明の第1の実施例における各部の光周波数
出力のタイミングを示した図。
【図7】本発明の第2の実施例を説明するためのブロッ
ク図。
【図8】本発明の第2の実施例における各部の光周波数
出力のタイミングを示した図。
【符号の説明】
1 送信信号 2 送信バッファメモリ 3,4 送信光源 5 光スイッチ 6 光変調器

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各々発振波長の切り替えを行うふたつ以上
    の波長スイッチングレーザと、前記波長スイッチングレ
    ーザの内で出力波長の安定した波長スイッチングレーザ
    の出力をひとつ選び出力する光スイッチとを少なくとも
    含んで構成される波長スイッチング装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の波長スイッチング装置を
    用い、光スイッチにより複数の波長スイッチングレーザ
    の出力光を順次に選択し、該各波長スイッチングレーザ
    の発振波長切り替えを、前記光スイッチにより他の波長
    スイッチングレーザの出力光が選択されている間に行う
    ことを特徴とする波長スイッチング方法。
  3. 【請求項3】請求項1に記載の波長スイッチング装置を
    用い、各波長スイッチングレーザには、発振波長を切り
    替える波長域として、異なった波長帯を割り当て、該各
    波長スイッチングレーザは割り当てられた波長域内で波
    長スイッチングを行い、波長域間のスイッチングは光ス
    イッチにより行うことを特徴とする波長スイッチング方
    法。
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