JP3080219B2 - 波長多重方法、波長多重伝送システム及び光パスクロスコネクトシステム - Google Patents

波長多重方法、波長多重伝送システム及び光パスクロスコネクトシステム

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JP3080219B2 JP09038641A JP3864197A JP3080219B2 JP 3080219 B2 JP3080219 B2 JP 3080219B2 JP 09038641 A JP09038641 A JP 09038641A JP 3864197 A JP3864197 A JP 3864197A JP 3080219 B2 JP3080219 B2 JP 3080219B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に関し、特
に、波長多重方法、波長多重伝送システム及び光パスク
ロスコネクトシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光多重方式は、光通信において複数の波
長の信号光を用いることにより伝送容量を拡大する方式
として利用されるが、本方式では送信部における合波お
よび受信部における分波が必要であり、それぞれにおい
て合波損失および分波損失が生じる。
【０００３】図９は従来の８チャンネルの波長多重伝送
システムにおける信号光の波長配置例を示す波長図であ
る。各信号光の波長間隔は２００ＧＨｚ（約１．６ｎ
ｍ）であり、１５４９．３２〜１５６０．６１ｎｍの間
に均等に配置される。
【０００４】図１０及び図１１は、図９の波長多重伝送
信号光を伝送する伝送装置における従来の合波器および
分波器の第１の構成例を表すブロック図である。この分
波器の例では、１段目の波長分離カプラ１１で波長の差
を利用して短波側と長波側に分離（波長分離）して２組
の４波長多重信号光を生成し、２段目の波長分離カプラ
１１でそれぞれの４波長多重信号光を短波側と長波側に
波長分離して４組の２波長多重信号光を生成し、３段目
の波長分離カプラ１１でそれぞれの第２の波長多重信号
光を短波側と長波側に波長分離して８波の単一波長信号
光を得る。
【０００５】この従来例の第１の構成例は全て波長分離
であるため理論的には分波損失は０ｄＢであるが、波長
間隔が２００ＧＨｚと狭いため理想的な波長分離カプラ
１１の実現が非常に困難であり実際には分波損失が大き
くなる上に各信号光に対する損失がばらついてしまうの
であまり用いられない。
【０００６】図１２および図１３は図９の波長多重伝送
信号光を伝送する伝送装置における従来の合波器および
分波器の第２の構成例を表すブロック図である。この分
波器の例では、１×８カプラ１３で波長多重伝送信号光
を８組の８波長多重信号光に分配し、光フィルタ１４で
それぞれ必要な波長の信号光を取り出すことにより、８
波の単一波長信号光を得る。１×８カプラ１３は方向性
結合器であるため理論的にも合波損失は９ｄＢと大きい
が、実現が容易であるためよく用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、波長
合成および波長分離を利用する方式においては、必要な
波長合成カプラおよび波長分離カプラの実現が非常に困
難であることである。
【０００８】その理由は、各信号光の波長間隔が狭いた
めである。
【０００９】第２の問題点は、方向性結合を利用する方
式においては、分波損失および分波損失が大きいことで
ある。
【００１０】その理由は、方向性結合器による分配では
理論的に分波損失が発生し、また、方向性結合器による
合成では合波損失が発生するためである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、３波長以上の
信号光の波長多重方法において、信号光の波長配置は、
少なくとも、１波長の信号光からなる波長ブロック及び
２波長以上の信号光を波長多重した波長ブロック、また
は、２波長以上の信号光を波長多重した複数の波長ブロ
ックを有し、隣接する波長ブロック間の波長間隔は波長
ブロック内の信号光の波長間隔より広く設定し、波長多
重における信号光単位の波長多重及び波長ブロック単位
の波長多重はそれぞれ方向性結合器及び波長合成カプラ
を使用し、波長分離における波長ブロック単位の波長分
離及び信号光単位の波長分離はそれぞれ波長分離カプラ
及び方向性結合器を使用することを特徴とする。
【００１２】本発明においては、信号光の波長配置を均
等ではなく、１波長乃至狭い間隔の複数波長を単位とす
る波長ブロックを単位として、波長ブロック間の波長間
隔を波長ブロック内の波長間隔より広い間隔に分割した
波長ブロックに分割している。
【００１３】これにより、合波器および分波器に部分的
に波長合成カプラおよび波長分離カプラを適用すること
が可能になり、方向性結合器の使用数が減り、合波損失
および分波損失を低減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。
【００１５】図１は本発明の波長多重伝送システムにお
ける信号光の波長配置の実施の形態を表す図である。
【００１６】図１を参照すると、信号光の波長配置は均
等ではなく、隙間をあけて数波長毎のブロック（第１ブ
ロックから第ｎブロック）に分割されている。
【００１７】図２は、本発明の波長多重伝送システムに
おける合波器の実施の形態を表すブロック図である。
【００１８】図２を参照すると、光合成回路１は入力さ
れた複数の単一波長信号光から波長多重信号光を生成し
出力する光学回路または光学部品である。光合成回路１
の出力は波長合成カプラ２の入力に接続される。波長合
成カプラ２は入力された複数の単一波長信号光または波
長多重信号光を波長合成し、波長多重信号光を生成する
光学回路または光学部品である。
【００１９】次に、図２の動作について、図面を参照し
て説明する。
【００２０】入力された複数の単一波長信号光は光合成
回路１で合成されて第１ブロックから第ｎブロックの複
数の波長多重信号光となる。ブロック間の波長配置の隙
間を利用して第１ブロックから第ｎブロックまでの波長
多重信号光を波長合成カプラ２で波長合成することによ
り目的の波長多重信号光を得る。
【００２１】図３は、本発明の波長多重伝送システムに
おける分波器の実施の形態を表すブロック図である。
【００２２】図３を参照すると、波長分離カプラ３は入
力された波長多重信号光を波長分離し、複数の単一波長
信号光または波長多重信号光を生成する光学回路または
光学部品である。
【００２３】波長ブロックはブロック間の隙間を利用し
て波長多重信号光を波長分離カプラ３で波長分離するこ
とにより 第１ブロックから第ｎブロックの複数の波長
多重信号光となる。さらに光分離回路４により目的の単
一波長信号光を得る。
【００２４】次に、本発明の前記実施の形態について、
図面を参照して具体的説明する。
【００２５】図４は、本発明の８波長多重伝送システム
における信号光の波長配置例を表す図である。各信号光
は２つのブロックに分けられている。各ブロック内での
波長間隔は１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）の均等配置で
あり、λ1〜λ4の第１ブロック（１５４２．１４〜１５
４４．５３ｎｍ）、λ5〜λ8の第２ブロック（１５６
１．４２〜１５６３．８６ｎｍ）として配置されてい
る。
【００２６】図５は本発明の８波長多重伝送システムに
おける合波器の実施例を表すブロック図である。４×１
カプラ５は光ファイバ型のスターカプラであり、挿入損
失は７ｄＢである。波長合成カプラ６は誘電体多層膜に
よるマイクロオプティクス型のカプラであり、１５ｎｍ
以上の波長間隔があれば挿入損失１ｄＢで波長合成する
ことができる。
【００２７】入射した８波長の単一波長信号光は、各ブ
ロック毎に４×１カプラ５で合成される。次に波長合成
カプラ６で第１ブロックと第２ブロックが波長合成され
て、図４の波長多重信号光を得る。この時の挿入損失は
７ｄＢ＋１ｄＢ=８ｄＢであり、従来の構成より３ｄＢ
程度の挿入損失の低減を達成しうる。
【００２８】図６は本発明の８波長多重伝送システムに
おける分波器の実施例を表すブロック図である。波長分
離カプラ７は誘電体多層膜によるマイクロオプティクス
型のカプラであり、１５ｎｍ以上の波長間隔があれば挿
入損失１ｄＢで波長分離することができる。１×４カプ
ラ８は光ファイバ型のスターカプラであり、挿入損失は
７ｄＢである。光フィルタ９は中心波長の光のみを透過
する誘電体多層膜によるマイクロオプティクス型のフィ
ルタで、挿入損失は１ｄＢである。
【００２９】入射した８波長多重信号光は、波長分離カ
プラ７で第１ブロックと第２ブロックに波長分離され
る。また、各ブロック毎に１×４カプラ８で４分配され
て、光フィルタ９で必要な光を取り出すことにより８波
長の単一波長信号光を得る。この時の挿入損失は７ｄＢ
＋１ｄＢ＋１ｄＢ=９ｄＢであり、従来の構成より３ｄ
Ｂ程度の挿入損失の低減を達成し得た。
【００３０】前記実施の形態においては波長多重および
波長分離の構成として、送信部の合波機能および受信部
の分波機能により説明したが、波長多重及び波長分離の
手段として光アッドドロップ機能を有する波長多重伝送
システムへの適用が可能である。
【００３１】図７は、光アッドドロップ波長多重又は波
長分離方式を有する波長多重システムを示す図である。
【００３２】光アッドドロップによる波長多重又は波長
分離方式は伝送路又は光波長多重システムにおける多重
化された光信号から所定の波長信号のみを分離出力した
り、使用していない所定の波長信号位置又は分岐後の空
いた波長位置に光波長信号を挿入することができる機能
である。例えば、図７（ａ）に示す光アッドドロップに
よる波長多重又は波長分離は、光伝送路１の波長多重信
号（λ1〜λn）から、光アッドドロップ波長多重及び波
長分離手段により、光波長信号λiを分離して受信し、
また、別の光波長λiの信号光を挿入して送信する機能
である。具体的には同図（ｂ）に示すように波長信号の
分離部は波長多重信号の分波機能と波長多重の合波部は
波長多重信号の合波機能とを有し光ドロップ波長信号の
みを受信又は送信するようにその受信部と送信部を切り
離す構成が採られる。ここで、分離及び挿入する信号光
としては、単一波長の信号光に限らず、複数の波長の信
号光を波長多重した前記波長ブロック単位とすることも
可能である。このような波長多重又は波長分離方式にお
いても前述の実施の形態における波長合成、分離及び光
結合の組合せを適用することが可能である。
【００３３】図８は、本発明の他の実施の形態であり、
前述の波長多重方法を使用する光パスクロスコネクトシ
ステムを示す例である。
【００３４】同図の波長多重システムは、多重化された
光信号の交換システムであり、具体的には、波長多重信
号を伝送する複数の入力側伝送路１、３と出力側伝送路
２、４の間に接続され、入力側伝送路１、３の波長多重
信号の信号光（λi、λi’）を互いに他の出力側伝送路
２、４において入れ替えて出力する多重交換方式であ
る。この波長多重変換方式においても入れ替える信号光
は単一波長の信号光に限らず、複数の波長の信号光を波
長多重した前記波長ブロック単位とすることも可能であ
り、更に、このような交換方式においても前述の波長合
成、分離及び光結合の組合せが適用できる。
【００３５】以上の実施の形態において、光学回路及び
光学部品については、更に、各種の選択及び組合せが可
能である。例えば、使用する４×１カプラ５は光ファイ
バ型のスターカプラを用いているが、マイクロオプティ
クス型や導波路型でもよく、また、分岐数および分岐比
も４×１以外のものとしてもよいことは明らかであり、
更に、スターカプラは部分的に波長分離カプラに置き換
えてもよい。
【００３６】また、波長合成カプラ６および波長分離カ
プラ７は誘電体多層膜によるマイクロオプティクス型の
カプラを用いたが、光ファイバ型や導波路型のカプラを
採用することができる。
【００３７】光フィルタ９は誘電体多層膜によるマイク
ロオプティクス型のフィルタを用いたが、ファブリペロ
ー干渉型やファイバグレーティングや導波路型とするこ
とが可能である。信号光は１５５１ｎｍで選択したが、
１３００ｎｍ帯やその他の波長帯でもよいことは明らか
である。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、波長多重及び波長分離
を実現する波長合成カプラおよび波長分離カプラを容易
に実現することが可能である。
【００３９】その理由は、波長合成および波長分離のた
めに信号光の波長配置を均等ではなく、数波長毎のブロ
ックに分割して隙間をあけて配置しているため、この隙
間を利用することで波長合成カプラおよび波長分離カプ
ラの特性上の制約を緩和することができるからである。
【００４０】また、本発明によれば、波長多重システム
における合波損失および分波損失損失を低減することが
でき高性能の波長多重システムが実現することができ
る。
【００４１】その理由は、損失の大きい方向性結合器の
使用数を低減できるためである。
【００４２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の波長多重伝送システムにおける波長配
置の実施の形態を表す波形図である。
【図２】本発明の波長多重伝送システムにおける合波器
の実施の形態を表すブロック図である。
【図３】本発明の波長多重伝送システムにおける分波器
の実施の形態を表すブロック図である。
【図４】本発明の波長多重伝送システムにおける波長配
置の実施例を示す波形図である。
【図５】本発明の波長多重伝送システムにおける合波器
の実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明の波長多重伝送システムにおける分波器
の実施の形態を表すブロック図である。
【図７】光アッドドロップ機能を使用した本発明の他の
実施の形態を表すブロック図である。
【図８】光パスクロスコネクトシステムに適用した本発
明の他の実施の形態を表すブロック図である。
【図９】従来の波長多重伝送システムにおける波長配置
例を示す波形図である。
【図１０】従来の波長多重伝送システムにおける合波器
の第１の構成例を示すブロック図である。
【図１１】従来の波長多重伝送システムにおける分波器
の第１の構成例を示すブロック図である。
【図１２】従来の波長多重伝送システムにおける合波器
の第２の構成例を示すブロック図である。
【図１３】従来の波長多重伝送システムにおける分波器
の第２の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 光合成回路 ２ 波長合成カプラ ３ 波長分離カプラ ４ 光分離回路 ５ ４×１カプラ ６ 波長合成カプラ ７ 波長分離カプラ ８ １×４カプラ ９ 光フィルタ １０ 波長合成カプラ １１ 波長分離カプラ １２ ８×１カプラ １３ １×８カプラ １４ 光フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ３波長以上の信号光の波長多重方法にお
    いて、信号光の波長配置は、少なくとも、１波長の信号
    光からなる波長ブロック及び２波長以上の信号光を波長
    多重した波長ブロック、または、２波長以上の信号光を
    波長多重した複数の波長ブロックを有し、隣接する波長
    ブロック間の波長間隔は波長ブロック内の信号光の波長
    間隔より広く設定し、波長多重における信号光単位の波
    長多重及び波長ブロック単位の波長多重はそれぞれ方向
    性結合器及び波長合成カプラを使用し、波長分離におけ
    る波長ブロック単位の波長分離及び信号光単位の波長分
    離はそれぞれ波長分離カプラ及び方向性結合器を使用す
    ることを特徴とする波長多重方法。
  2. 【請求項２】 ３波長以上の信号光を１本の光ファイバ
    伝送路で伝送する波長多重伝送システムにおいて、信号
    光の波長配置は、少なくとも、１波長の信号光からなる
    波長ブロック及び２波長以上の信号光を波長多重した波
    長ブロック、または、２波長以上の信号光を波長多重し
    た複数の波長ブロックを有し、隣接する波長ブロック間
    の波長間隔は波長ブロック内の信号光の波長間隔より広
    く設定し、波長多重における信号光単位の波長多重及び
    波長ブロック単位の波長多重はそれぞれ方向性結合器及
    び波長合成カプラを使用し、波長分離における波長ブロ
    ック単位の波長分離及び信号光単位の波長分離はそれぞ
    れ波長分離カプラ及び方向性結合器を使用することを特
    徴とする波長多重伝送システム。
  3. 【請求項３】 前記波長ブロック単位及び波長ブロック
    内の信号光単位の波長多重及び波長分離は光アッドドロ
    ップ機能により行うことを特徴とする請求項２記載の波
    長多重伝送システム。
  4. 【請求項４】 ３波長以上の信号光を波長多重した波長
    多重信号光を、波長多重および波長分離を利用して交換
    を行う光パスクロスコネクトシステムにおいて、信号光
    の波長配置は、少なくとも、１波長の信号光からなる波
    長ブロック及び２波長以上の信号光を波長多重した波長
    ブロック、または、２波長以上の信号光を波長多重した
    複数の波長ブロックを有し、隣接する波長ブロック間の
    波長間隔は波長ブロック内の信号光の波長間隔より広く
    設定し、波長多重における信号光単位の波長多重及び波
    長ブロック単位の波長多重はそれぞれ方向性結合器及び
    波長合成カプラを使用し、波長分離における波長ブロッ
    ク単位の波長分離及び信号光単位の波長分離はそれぞれ
    波長分離カプラ及び方向性結合器を使用して波長多重変
    換することを特徴とする光パスクロスコネククトシステ
    ム。
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