JP3112261B2 - 光波ネットワークシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光伝送システムに関
し、特に同一波長帯で２波以上の光信号を波長多重して
一括伝送する光波ネットワークシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光伝送方式は、当初の時分割での光伝送
から、容量を拡大する目的や、伝送距離を延長するため
に各種の新たなシステムが提案されてきている。例とし
ては、伝送速度を10Gb/s以上へ拡大したシステムや、波
長多重方式を採用したシステム、または光アンプを用い
た線形中継伝送方式を採用したシステムが実用化されて
きている。

【０００３】従来、同一波長帯で２波以上の光信号を波
長多重して一括伝送する光波ネットワークシステムで
は、例えば任意の波長をアッド／ドロップ（ADD/DROP）
する光アッドドロップマルチプレクサ（光ADM:Add Drop
Multiplexer）や、光信号のままクロスコネクトするよ
うな光パスクロスコネクトシステム、同一波長帯の光信
号を波長多重する狭帯域波長分割多重化システム（NB-W
DMシステム：Narrow Band Wavelength Division Multip
lexer）などの光ネットワークシステムが用いられてき
た。

【０００４】光ADMは光信号を電気信号に変換すること
なく直接交換する装置であり、典型的には以下のように
して実現できる。ノード１からノード３への光伝送路中
にノード２として一対の光分波器と光合波器を設け、ノ
ード１から伝送されてきたλ１〜λｎの光信号から例え
ばλ１の光信号を光分波器によって取り出し（ドロップ
し）、ノード２の出力とする。一方ノード２の入力であ
るλ１と同一波長のλ１’の信号は光分波器によって取
り出されたλ２〜λｎの光信号と光合波器によって合波
され（アッド）、次のノード３へ出力される。このよう
にして光信号を電気信号に変換することなく直接自己の
ノードに必要な光信号だけを取り出し、及び合成する事
ができる。

【０００５】光パスクロスコネクトシステムは、従来の
Point to Pointの光伝送システムとは異なり、光波ネッ
トワーク上でパスの切り替えを光信号のまま行うシステ
ムであり、この技術の例としては、特開平８−１９５９
７２号公報や特開平９−７４５７７号公報に記載のもの
を揚げる事ができる。この例では、ルーチング部とバイ
パス部を設け、ルーチング部で光伝送路を流れていた光
信号を予備の波長の光信号に変換して、異なる光伝送路
を通るようにすることにより光伝送路に傷害が有った場
合にも正しい信号伝送が行えるようにしている。

【０００６】NB-WDMシステムは同一波長帯で互いに異な
る複数の波長の信号を波長多重し、一括伝送を行う伝送
システムである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】光波システムで使用さ
れる波長帯域は、伝送媒体である光ファイバの波長帯域
や光源となるレーザダイオードＬＤ、受光器となるＰＩ
Ｎ型フォトダイオード（ＰＩＮ−ＰＤ）やアバランシェ
増倍型フォトダイオード（ＡＰＤ）等の特性によって制
限される。このため、それぞれのシステムでは、多重さ
れる光信号数やネットワーク内で使用される光信号が増
大すればするほど隣接信号との波長間隔が狭められ、ま
た光アンプを用いたような線形中継システムでは、光ア
ンプの波長帯域により増幅可能な光波長帯が決まってい
る。このため例えば３２波といった波長数を多重使用し
ようとすると、波長間隔は０.８ｎｍ程度となる。従来
の波長制御方式では１ｎｍ以下程度の波長精度のための
十分なクロストークの防止は困難であった。また光ADM
のような任意の波長をアッド／ドロップする場合におい
ても、回析格子を用いたり、フィルタ方式を用いて、い
ずれにしても、光信号の波長を基に多重、分離を行って
いる。

【０００８】また、特に線形中継を行う場合などでは、
各光信号間の出力偏差を１ｄＢ以下にする必要がある。
これは多重された光信号間に出力差を生じていると多段
中継され場合に、最終的に各信号間で大きな出力差を生
じ、隣接波長間でのクロストークの防止の確保が困難と
なるためである。

【０００９】これらの新しいシステムの導入に伴って、
各光送信信号の出力レベルや信号波長の制御が従来では
問題とならなかったレベルまでの精度が必要とされてき
ている。

【００１０】例えば、光出力レベルについては、従来の
再生中継では送信側では数dB程度の幅を許容していた
が、波長多重の線形中継伝送をおこなう場合は各波長間
での出力バラツキを１dB程度に揃える必要がある。また
光波長についても波長間隔を0.4nm程度で多重する場
合、当然0.1nm以下の誤差で制御をおこなう必要があ
る。これは従来の光送信器の半導体レーザの温度制御だ
けによる波長制御では十分な制御をかけることが困難で
あった。

【００１１】こういった問題を解決するために光波ネッ
トワークシステム内の各局にはこれらの情報を一括でモ
ニターするようなネットワークモニターが導入されてい
る。このようなモニターを用いる場合、精度をあげるた
めに基準光源を用いた校正を常時かけることによりモニ
ター自身の安定化をかける必要がある。しかし、増大す
る光波ネットワークシステムの各局にそれぞれ基準光源
を設けることはコスト増につながるといった問題や、各
局ごとに基準が異なってしまうといった問題が生じてい
た。

【００１２】本発明は、このような複数のノード（端
局）が存在する光波ネットワークにおいて、光波長の精
度を正しく調整できる光波ネットワークシステムを提供
することを目的とする。

【００１３】また、本発明はこのような複数のノード
（端局）が存在する光波ネットワークにおいて、光波長
の精度を正しく調整できる光波ネットワークシステムに
対応した端局を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光波ネットワークシステムは、同一波長帯で
２波以上の光信号を波長多重して一括伝送する光波ネッ
トワークシステムにおいて、ネットワークシステムは、
ネットワークシステムを構成する複数の端局の中から選
択された１つの基準端局と、複数の端局の基準端局以外
の一般端局で構成され、この基準端局は、基準光源を有
し、基準光源から送出される基準光信号を送信データ光
信号に波長多重して、一般端局に送信するように構成さ
れ、一般端局は基準端局から供給される基準光信号を基
に少なくとも自局から送出する光信号の光波長の制御を
行うように構成されている。

【００１５】この、光伝送ネットワークシステムにおい
て、一般端局は、基準端局から受信した光信号から基準
光信号を取り出す光分離手段と、光分離手段によって分
離された基準光信号を基に自局の光送信器の送信波長が
予め定められた値に一致するように制御する制御手段を
有する事が望ましい。

【００１６】更に、制御手段は光分離手段によって分離
された基準光信号を基に自局の光送信器のＳＮＲ値が予
め定められた値以内に収まるように制御のが望ましい。

【００１７】基準光源を持たない一般端局は基準光源を
有する基準端局からの基準光信号を次々と他の一般端局
に伝達し、各一般端局での波長制御の基準とする。

【００１８】また、上記目的を達成するために本発明の
光波ネットワークシステムに用いる端局は、ネットワー
クシステムを構成する１つの端局であって、基準光源を
有し、基準光源から送出される基準光信号を送信データ
光信号に波長多重して出力する。

【００１９】また、上記目的を達成するために本発明の
光波ネットワークシステムに用いる端局は、光伝送路を
介して他の端局から送信される光信号から、ネットワー
クシステムで共通に使用される基準光信号を取り出す光
分離手段と、光分離手段によって分離された基準光信号
を基に自局の光送信器の送信波長が予め定められた値に
一致するように制御する制御手段を有する。

【００２０】このように一つの端局に基準光源を有し、
この基準光源から送出される光信号を光主信号に波長多
重をおこない、一括で光波ネットワークの各局に送信
し、分配する事で、各端局はネットワーク上で唯一の基
準をもとに光送信信号の波長を管理することができるの
で精度の高いネットワークシステムを構築する事ができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。図１は本発明の実施の形態の光波ネットワ
ークシステムの全体構成を示すブロック図である。この
例では、Ａ局からＥ局までの５つの端局がそれぞれ光ケ
ーブル等の光伝送路で接続されている。ここでＡ局はこ
のネットワークの基準端局として働き、他のＢ局からＥ
局までの４つの端局が一般端局となる。基準端局Ａ局
は、基準光源発生器１０とこの基準光源発生器１０で発
生した基準光信号を基に自局すなわちＡ局から送信する
光信号の波長を監視するネットワークモニタ１と他局と
の光交換を行う光パス交換部（光クロスコネクト）２お
よび光終端部３を備える。

【００２２】一般端局Ｂ、Ｃ、Ｄはネットワークモニタ
１’と光パス交換部２および光終端部３を備える。一般
端局Ｂ、Ｃ、Ｄは自局内には基準光源発生器１０を持た
ずネットワークモニタ１’は基準端局Ａ局から送られて
くる基準光信号を基に自局すなわち端局Ｂ、ＣまたはＤ
から送信する光信号の波長を監視する。

【００２３】一般端局Ｅは上述の光アッドドロップマル
チプレクサ（光ADM）４を備えたタイプの端局であり、
任意の波長をアッド／ドロップ（ADD/DROP）する光ADD/
DROP部５を備える。

【００２４】基準用光源１０には発光波長1552.46nmのH
CNガスの吸収スペクトラムを使用した十分安定な基準光
源が用いられている。HCNガスレーザは容易に波長ロッ
クし、常に安定した光出力を発生するので、基準光源と
しては最適である。しかし。この他にも安定した光出力
が得られれば他の光源を用いてもよい事は言うまでもな
い。

【００２５】図２は基準局であるA局における、基準光
源１０を用いたネットワークモニター１の動作を説明す
るため詳細ブロック図である。基準局Aは波長λ１〜λ
ｎまでのｎ個の光送信器１２-１〜１２-ｎと基準光源発
生器１０、光カプラ１１、ネットワークモニター１およ
びWDMカプラ１３を備える。ｎ個の異なる送信データは
それぞれ光送信器１２-１〜１２-ｎに入力され光送信器
１２-１〜１２-ｎで発生した光信号としてWDMカプラ１
３に入力され光波長多重されて送信データ光信号（基準
光信号と区別する意味で「主信号」と呼ぶことにする）
として伝送路に出力される。

【００２６】ネットワークモニター１は基準光源１０と
光カプラ１１を介して接続されている。またネットワー
クモニター１は波長λ１〜λｎまでのｎ個の光送信器１
２-１〜１２-ｎと接続され、光送信器１２-１〜１２-ｎ
からは監視のためのデータ信号が供給され、ネットワー
クモニター１から光送信器１２-１〜１２-ｎには制御信
号が供給されている。基準光源１０からの基準光信号は
光カプラ１１を介して分岐され、一方の光出力はネット
ワークモニター１に供給され、他方の光出力はＷＤＭカ
プラ１３に供給され、光送信器１２-１〜１２-ｎからの
主信号と波長多重され伝送路に出力される。

【００２７】ネットワークモニター１では、基準光源１
０から供給された基準光信号を絶対的な基準としてネッ
トワークモニター１自身の校正を行うとともに光送信器
１２-１〜１２-ｎの送信波長の監視、制御を行う。ネッ
トワークモニター１自身の校正は、ネットワークモニタ
ー１の基準波長が本来さすべき1552.46nmからずれた場
合に、1552.46nmになるようにモニタ内で帰還を掛ける
ことにより行う。

【００２８】ネットワークモニター１の基準光を基にし
た監視、制御方法は、一般的に用いられる掃引型マイケ
ルソン干渉計などの方法を用いて行う。光送信器１２-
１〜１２-ｎからの光出力と、基準光源１０からの基準
光信号を掃引型マイケルソン干渉計で光の干渉を利用し
て比較し、求められた値を電圧変換し、制御信号として
光送信器１２-１〜１２-ｎのそれぞれの光送信器の温度
調節回路にフィードバックし、レーザダイオード等の発
光素子の温度を変化させることにより、光送信器１２-
１〜１２-ｎからの光出力と基準光源１０からの基準光
信号が同じ波長を持つように、または一定の波長差を持
つように光送信器１２-１〜１２-ｎの出力光の波長を制
御する。この波長差は光送信器１２-１〜１２-ｎがそれ
ぞれ異なる光波長出力を持つことからそれぞれの光送信
器に応じて予め設定された異なる値となる。

【００２９】基準光源１０からの光出力はまず光カプラ
１１からなる光コネクタで分岐され自局のネットワーク
モニター１に入力される。ネットワークモニター１では
この光信号を絶対的な基準としてモニター自身の校正を
おこないつつ、光送信機１２-１〜１２-ｎの出力、波長
等を監視制御する。光カプラ１１で分離されたもう一方
の光出力は、WDMカプラ等を用いて光主信号に波長多重
され、各一般端局に分配される。

【００３０】各一般端局では、図３に示すごとく波長λ
１〜λｎまでのｎ個の光送信器２-１〜２２-ｎと光カプ
ラ２１、ネットワークモニター２２およびWDMカプラ２
３を備える。WDMカプラ２３によって、他の一般端局ま
たは基準端局から供給された光信号を波長ごとに分離す
ることにより入力された光信号から基準光信号を分離
し、ネットワークモニター２２に入力する。各局のネッ
トワークモニターではこの入力された基準光信号を基に
A局と同様の動作をおこなうことで、ネットワーク全体
で唯一の基準をもとに光出力レベル、光波長の監視制御
が可能となる。

【００３１】具体的にはWDMカプラ２３によって分離抽
出された基準光信号と、光送信器２２-１〜２２-ｎの各
光出力を掃引型マイケルソン干渉計で光の干渉を利用し
て比較し、求められた値を電圧変換し、制御信号として
光送信器２２-１〜２２-ｎのそれぞれの光送信器の温度
調節回路にフィードバックしてレーザダイオード等の発
光素子の温度を変化させることにより、光送信器２２-
１〜２２-ｎからの光出力と基準光源１０からの基準光
信号が光送信器２２-１〜２２-ｎの出力光の波長に応じ
た一定の波長差を持つように光送信器２２-１〜２２-ｎ
の出力光の波長を制御する。

【００３２】図１において、一般端局Ｃと一般端局Ｄは
基準端局Ａから直接基準光信号の供給を受けているが、
一般端局Ｂと一般端局Ｅは基準端局Ａから直接基準光信
号の供給を受けず、一般端局Ｄを介して一般端局Ｅへ基
準光信号が供給され、一般端局Ｂへは更に一般端局Ｅを
介して基準光信号が供給されている。この様に一般端局
は入力された基準光信号を自局の光送信器の校正に用い
るとともに、自局に接続された他の一般端局へそのまま
基準光信号を転送する。従って、一般端局を増設また
は、減局した場合にも常に自局に接続された他の一般端
局へそのまま基準光信号を転送するようにしておけば、
基準端局または他の一般端局へ影響を与えることなく本
発明のシステムに対応させることができる。

【００３３】また、上記実施の形態ではネットワークモ
ニターは光送信器の出力光の波長制御に用いるとして説
明したが、基準光信号を基に光送信器の出力光の送信出
力を自動調整するように構成する事もできる。また、基
準光信号を基に光送信器の出力光の信号ノイズ比率（Ｓ
ＮＲ）を自動調整するように構成する事もできる。

【００３４】この様に本実施の形態のシステムによれ
ば、回路を波長多重伝送システムに適用することによ
り、各局のネットワークモニターを常に唯一の基準をも
とに校正をかけることが可能となり、光波ネットワーク
全体で一つの絶対的な基準をもとに各光信号の監視制御
が可能となり、安定的な光伝送が実現できる。なお、上
記説明では一つの光波ネットワーク内で基準光源を一つ
持つとして説明したが、コスト低減の意味のみで考えた
場合、特にこれを一つのネットワークに限定する必要は
ない。実施例の他のネットワークに基準光源を分配し、
ネットワークモニターの校正に用いる事も可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数のノ
ード（端局）が存在する光波ネットワークにおいて、光
波長の精度を正しく調整できる光波ネットワークシステ
ムを提供する事ができる。

【００３６】また、本発明によれば、複数のノード（端
局）が存在する光波ネットワークにおいて、光波長の精
度を正しく調整できる光波ネットワークシステムに対応
した端局を提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施の形態の光波ネットワーク
システムの全体構成を示すブロック図である。

【図２】図２は本発明の実施の形態の基準端局Ａの構成
を示す回路ブロック図である。

【図３】図３は本発明の実施の形態の一般端局の構成を
示す回路ブロック図である。

【符号の説明】

１ ネットワークモニタ ２ 光パス交換部（光クロスコネクト）２ ３ 光終端部 ４ アッドドロップマルチプレクサ（光ADM） １０ 基準光源発生器 １２-１〜１２-ｎ 光送信機 １３ WDMカプラ

───────────────────────────────────────────────────── 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 H04J 14/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの基準端局と、光伝送路を介して前記
   基準端局に接続された第１の一般端局を具備し、 前記基準端局は、基準光を放出する 基準光源と、 前記基準光を分岐するための光カプラと、 複数の光信号を出力する複数の光送信器と、 前記光カプラにより分岐された前記基準光に基づいて、
   所定の波長を有する前記基準光が放出されるように前記
   基準光源を制御し、かつ前記複数の光送信器からの前記
   複数の光信号の波長をそれぞれ制御するためのネットワ
   ークモニターと、 前記複数の光送信器からの複数の光信号を、前記光カプ
   ラにより分岐された前記基準光に波長多重して、光信号
   を前記第１の一般端局に送信するＷＤＭカプラとを具備
   する 光波ネットワークシステム。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光伝送ネットワークシス
   テムにおいて、 前記第１の一般端局は、 前記基準端局から受信した前記光信号から前記基準光信
   号を取り出すＷＤＭカプラ手段と、 前記ＷＤＭカプラ手段によって取り出されたされた前記
   基準光信号に基づいて自局の光送信器の送信波長が予め
   定められた値に一致するように制御する制御手段とを有
   し、 前記ＷＤＭカプラ手段は、前記自局の光送信器からの光
   信号を、前記取り出された基準光の波長と同じ波長を有
   する光に波長多重して第２の一般端局に送信し、前記第
   ２の一般端局は前記光伝送路を介して前記基準端局には
   接続されていない 光波ネットワークシステム。
3. 【請求項３】請求項２に記載の光伝送ネットワークシス
   テムにおいて、 前記制御手段は更に前記ＷＤＭカプラ手段によって取り
   出されたされた前記基準光信号に基づいて前記自局の光
   送信器のＳＮＲ値が予め定められた値以内に収まるよう
   に制御する光波ネットワークシステム。
4. 【請求項４】請求項２乃至３のいずれかに記載の光伝送
   ネットワークシステムにおいて、 前記第１または第２の一般端局は受信した光信号に含ま
   れる前記基準光信号を自局に接続された他の一般端局に
   転送する光波ネットワークシステム。