JP3439162B2 - 光波長分割多重伝送ネットワーク装置 - Google Patents
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Description
複数の光信号を複数の送受信装置間において伝送するフ
ルメッシュ光波長分割多重伝送ネットワーク装置に関す
るものである。
本の光ファイバで伝送する光波長分割多重(WDM)伝
送システムは、伝送路の容量を大幅に増大させるだけで
なく、波長自身に信号の行き先情報を割当てることがで
きる波長アドレシングが可能である。更に、N個の送受
信装置間を接続するように周期的な入出力関係の分波特
性を有するN×N波長合分波回路を中心に配置するスタ
ー型WDMシステムは、N波長の光信号を用いるだけで
N×N個の独立の信号路で、装置間を相互接続すること
が可能なフルメッシュWDM伝送ネットワーク装置を実
現することができる。
トワーク装置の概略構成を説明する図である。図中、1
〜4は送受信装置、5〜8はWDM信号(波長λK :k=
1,2,...,N)を送信する送信回路、9〜12はWDM信号
(波長λK :K=1,2,...,N)を受信する受信回路、13〜16
は異なるN波長の光信号を1本の光ファイバに合波する
ための1×N波長合波回路、17〜20は1本の光ファイバ
に波長多重されたWDM信号をN波長に分波するための
1×N波長分波回路、21はN個のポートの第1入出力ポ
ート群(左側の1,2,...,N)とそれに対向するN個のポー
トの第2入出力ポート群(右側の1,2,...,N)とを持ち周
期的な入出力関係の分波特性を有するN×N波長合分波
回路、22〜29は送受信装置1〜4とN×N波長合分波回
路21の入出力ポートとを光学的に接続する光ファイバで
ある。光ファイバ22〜29には、それぞれの光ファイバを
伝播する波長多重されたWDM信号の波長λK (K=1,
2,...,N) と伝送方向(矢印)が図示されている。
16及び1×N波長分波回路17〜20として、1個の第1入
出力ポートとそれに対向するN個の第2入出力ポート群
とを持つ1×NAWG(アレイ導波路回折格子型波長合
分波回路)、N×N波長合分波回路21として、N個のポ
ートからなる第1入出力ポート群とそれに対向するN個
のポートからなる第2入出力ポート群とを持ち周期的な
入出力関係の分波特性を有するN×NAWGを用いてい
る。
係の分波特性と、従来のフルメッシュWDM伝送ネット
ワーク装置における各送受信装置とAWGとのポート接
続関係を、N=8の場合について示す図である。周期的
な入出力関係の分波特性を有するN×NAWGは、特願
平10−210679号に記載されている方法等によって実現す
ることができる。N×NAWGの第1入出力ポート群の
8ポートと第2入出力ポート群の8ポートとの間での分
波特性は、図中の波長λK (K=1,2,...,8) で示されるよ
うに周期的である。
第2入出力ポート群側とで対称な回路である。例えば、
第1入出力ポート群の所定のポートから入力された波長
多重WDM信号波長λK (K=1,2,...,8) は、波長により
第2入出力ポート群の各ポートに分波されて出力され
る。逆に、第2入出力ポート群の所定のポートから入力
された波長多重WDM信号波長λK (K=1,2,...,8) は、
波長により第1入出力ポート群の各ポートに分波されて
出力される。
ポート間の入出力の関係を表しており、右向き矢印は、
第1入出力ポート群側を入力ポート、第2入出力ポート
群側を出力ポートとして使用し、左向きの矢印は、第2
入出力ポート群側を入力ポート、第1入出力ポート群側
を出力ポートとして使用することを意味する。即ち、従
来のフルメッシュWDM伝送ネットワーク装置では、第
1入出力ポート群側を全て入力ポート、第2入出力ポー
ト群側を全て出力ポートとして使用している。8×8の
AWGポート間では8×8=64通りのパスが設定される
が、図のような周期的な分波特性により、最小限の波長
数8で64通りのパスを独立に設定することができる。
続することにより、8台の送受信装置間に設定可能な全
てのパスで独立に信号を送ることができる。また、個々
のパスには特定の波長λK が割当てられるため、送信装
置側で受信装置に対応する波長を選択すれば、自動的に
信号を目的の受信装置に送る波長アドレシング機能を実
現することができる。
り、図中、31〜38は8台の送受信装置(1) 〜(8) 、39は
8×8AWGである。8×8AWGの分波特性及び各送
受信装置と8×8AWGとのポート接続関係は図2で説
明したとおりである。送受信装置(1)31 から送信された
λ2 の光信号は、8×8AWG39の第1入出力ポート群
のポート1に導かれ、8×8AWG39内部でスイッチさ
れ、第2入出力ポート群のポート2から送受信装置(2)3
2 へ送られる。同様に、送受信装置(2)32 から送信され
た返信信号λ2 は、8×8AWG39を経て送受信装置
(1)31 へ送られる。また、送受信装置(1)31 から送信さ
れた例えば光信号λ3 及びλ5 は、それぞれ送受信装置
(3)33 及び送受信装置(5)35 へ自動的に配信される。
したAWGの或る入出力ポート間の典型的な透過スペク
トル特性を示す図である。この入出力ポート間を透過す
べき光信号の波長はλK であるが、それ以外に同じポー
トから入力された光信号(λ 1,λ2,...,λK-1,
λK+1,...,λN )も非常に僅かながら透過できる。これ
がクロストーク光とよばれるノイズである。クロストー
ク光/信号光の強度比は、隣接する波長(λK-1,λ
K+1 )で−30dB程度、他の波長(λ1,λ2,...,λK-2,λ
K+2,...,λN )で−40dB程度である。
ク装置におけるN×NAWGでは、第1入出力ポート群
の各ポート全てからN波長のWDM信号が入力する。例
えば図2に示したように周期的な入出力関係の分波特性
を有する8×8AWGの場合、図5に示したように、送
受信装置(1)31 から送信され第1入出力ポート群(8×
8AWGの左側のポート群)のポート1から入力した光
信号λ5 (太実線)は、第2入出力ポート群(8×8A
WGの右側のポート群)のポート5から出力され送受信
装置(5)35 に受信される。
入出力ポート群のポート2から入力した光信号λ6 (太
破線)は、第2入出力ポート群のポート5から出力され
送受信装置(5)35 に受信されるが、このとき同じく送受
信装置(2)32 から送信され第1入出力ポート群のポート
2から入力した光信号λ5 のクロストーク光(細実線)
も第2入出力ポート群のポート5から出力される。同様
に他の送受信装置から送信された光信号λ5 のクロスト
ーク光も第2入出力ポート群のポート5から出力され、
結局第2入出力ポート群のポート5からは1波の光信号
λ5 と同波長の7波のクロストーク光が出力する。この
同波長のクロストーク光はコヒーレントクロストーク光
と呼ばれる。このとき、第1入出力ポート群のポート2
及びポート8、即ち光信号λ5 が入力したポートに(周
回的に)隣接するポートからのコヒーレントクロストー
ク光は、隣接する波長からのクロストーク光(隣接クロ
ストーク光)であるので、他の5波のコヒーレントクロ
ストーク光に比較して強度が大きい。
ク装置におけるN×NAWGのように、N波の同波長の
光信号が同じ入出力ポート群側から入力する場合には、
必ずN−1波のコヒーレントクロストーク光が生じる。
また、コヒーレントクロストーク光は、光信号と同じ波
長のノイズであるため、送受信装置の波長分波回路で光
信号とノイズとを分波することは不可能であり、更に、
複数のコヒーレントクロストーク光が互いに干渉するこ
とによってノイズが増大する可能性も有している。
ク装置において、送受信装置で受信される或るWDM波
長光は、1波の光信号とN−1波のコヒーレントクロス
トーク光の和であり、このうちの2波(光信号が最も長
波長のλN 又は最も短波長のλ1 の場合は1波)は隣接
クロストーク光である。従って、その信号ノイズ比S/
Nは、 S/N=Psignal/〔2PAdjCT +(N−3)POthCT 〕 (1) と表される。ここで、PAdjCT 、POthCT 、P
signalは、それぞれ隣接クロストーク光強度、非隣接ク
ロストーク光強度、信号光強度である。PAdjCT /P
sign al=−30dB、POthCT /Psignal=−40dBを仮定し
たときのS/Nは、N=4で27dB、N=8で26dB、N=
16で25dBである。
ュWDM伝送ネットワーク装置におけるWDM波長光の
S/Nは、接続する送受信装置数Nの増加に伴つてコヒ
ーレントクロストーク光によるノイズが累積するために
低下する。これは、即ち、システムの大規模化に伴いそ
の通信品質が劣化することを意味し、逆に所定の通信品
質水準を満たすシステムは、その規模が制限されてしま
うことになる。このことは、システム設計上で大きな問
題になっていた。
鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のフルメ
ッシュ光波長分割多重伝送ネットワーク装置を構成する
各構成要素(送信回路、受信回路、1×N波長合分波回
路、N×N波長合分波回路、光ファイバ)を全く変更せ
ずに、ノイズとなるコヒーレントクロストーク光の累積
数を低減し、従来より優れた通信品質を持つ大規模なフ
ルメッシュ光波長分割多重伝送ネットワーク装置を提供
することにある。
伝送ネットワーク装置は、上記の目的を達成するため、
複数N個の入出力ポートからなる第1入出力ポート群及
び複数N個の入出力ポートからなり第1入出力ポート群
と対向する第2入出力ポート群を有するN×N波長合分
波回路、及び、該N×N波長合分波回路の所定の入出力
ポートと光学的に接続されたN台の送受信装置を含む光
波長分割多重伝送ネットワーク装置であって、前記N×
N波長合分波回路が周期的な入出力関係の分波特性を有
し、前記送受信装置が、前記N×N波長合分波回路の第
1入出力ポート群の所定の1個の入出力ポートから入力
された光信号をM波長(MはNより小さい自然数)に分
波し、分波した光信号をM個のポートから出力し、同時
に、該M個のポートと異なるN−M個のポートから入力
された前記M波長とは異なるN−M波長の光信号を合波
し、合波した光信号を前記N×N波長合分波回路の第1
入出力ポート群の所定の1個の入出力ポートへ出力する
1×N波長合分波回路、前記N−M波長の光信号を送信
する送信回路、前記M波長の光信号を受信する受信回
路、前記N×N波長合分波回路の第2入出力ポート群の
所定の1個の入出力ポートから入力された光信号をN−
L波長(L=M)に分波し、分波した光信号をN−L個
のポートから出力し、同時に、該N−L個のポートと異
なるL個のポートから入力された前記N−L波長とは異
なるL波長の光信号を合波し、合波した光信号を前記N
×N波長合分波回路の第2入出力ポート群の所定の1個
の入出力ポートへ出力する1×N波長合分波回路、前記
L波長の光信号を送信する送信回路、及び前記N−L波
長の光信号を受信する受信回路を具備することを特徴と
する。
ットワーク装置においては、前記N×N波長合分波回路
の任意の入出力ポート群の隣接する任意の2つのポート
のそれぞれに出力される2つの合波された光信号が、互
いに重複しない波長の光信号のみを含むように、前記N
×N波長合分波回路と前記送受信装置との接続関係及び
前記送信回路の送信波長を設定することが望ましい。
説明する図であり、N=4のフルメッシュWDM伝送ネ
ットワーク装置の概略構成を示す図である。図中、41〜
44は送受信装置、45〜52はWDM信号(波長λK :K=1,
2,3,4)を送信する送信回路、53〜60はWDM信号(波
長λK :K=1,2,3,4)を受信する受信回路、61〜68は異な
る2波長の光信号を1本の光ファイバに合波し、同時に
1本の光ファイバに波長多重されたWDM信号を2波長
に分波するための1×4波長合分波回路、69はそれぞれ
4ポートからなる第1入出力ポート群(左側のポート1
〜4)及び第2入出力ポート群(右側のポート1〜4)
を持ち周期的な入出力関係の分波特性を有する4×4波
長合分波回路、70〜77は送受信装置41〜44と4×4波長
合分波回路69の入出力ポートとを光学的に接続する光フ
ァイバである。図には、光ファイバ70〜77を伝送する波
長多重されたWDM信号の波長(λK :K=1,2,3,4)及び
それらの伝送方向(矢印)が示されている。
回路61〜68として1×4のAWG(アレイ導波路回折格
子型波長合分波回路)、4×4波長合分波回路69として
周期的な入出力関係の分波特性を有する4×4AWGを
用いた。この実施例のフルメッシュWDM伝送ネットワ
ーク装置を構成する各構成要素(送信回路、受信回路、
1×4AWG、4×4AWG、光ファイバ)は従来例と
全く同様である。但し、従来は1×4AWGを波長合波
回路専用又は波長分波回路専用として使用したが、本発
明のこの実施例では、合波及び分波を同時に行う波長合
分波回路として使用する。
の周期的な入出力関係の分波特性及び各送受信装置と4
×4AWGとのポート接続関係を示す図である。4×4
AWGの分波特性は、従来例と同様の周期性を持ってい
る。各送受信装置と4×4AWGの第1入出力ポート群
との接続関係も従来例と同様であるが、各送受信装置と
4×4AWGの第2入出力ポート群との接続関係は従来
例と異なっている。また、従来例と異なり、4×4AW
Gポートと光信号の波長の組合せによって光信号を第1
入出力ポート群側から入力して第2入出力ポート群側へ
出力する場合と、第2入出力ポート群側から入力して第
1入出力ポート群側へ出力する場合と、光信号の双方向
入出力を行う。
4波の同波長光信号のうち2波が第1入出力ポート群側
から入力され、他の2波が第2入出力ポート群側から入
力される。逆方向に進行する光波は互いに独立であるか
ら、第1入出力ポート群側から入力された光波と第2入
出力ポート群側から入力された同波長の光波とが4×4
AWG内部で干渉することはない。従って、4×4AW
Gのポートから出力されるWDM波長光は、1波の光信
号と1波のコヒーレントクロストーク光のみを含む。例
えば、図8に示すように、第2入出力ポート群のポート
2から出力される波長λ3 の光は、第1入出力ポート群
のポート2から入力された光信号λ3 (太実線)及び第
1入出力ポート群のポート1から入力された光信号λ3
のクロストーク光(細実線)のみを含み、第2入出力ポ
ート群のポート1及び4から入力された光信号λ3 のク
ロストーク光は含まない。即ち、従来例に比較してコヒ
ーレントクロストーク光の累積数が3から1に低減され
る。
ート群側から入力される2波の同波長光信号は隣接する
ポートから、同じ第2入出力ポート群側から入力される
2波の同波長光信号も(周回的に)隣接するポートか
ら、それぞれ入力されるため、出力されるWDM波長光
に含まれる1波のコヒーレントクロストーク光は隣接ク
ロストーク光である。従って、この実施例のフルメッシ
ュWDM伝送ネットワーク装置において、受信されるW
DM波長光のS/Nは、 S/N=Psignal/PAdjCT (2) となる。PAdjCT /Psignal=−30dBを仮定したときの
S/Nは30dBであり、従来例の27dBに比較して3dB改善
される。
グを説明する図であり、図中、81〜84は4台の送受信装
置、85は4×4AWGである。4×4AWGの分波特性
及び各送受信装置と4×4AWGのポートとの接続関係
は図7で説明した通りである。例えば、送受信装置(1)8
1 から送信されたλ4 の光信号は、4×4AWG85の第
2入出力ポート群のポート3に導かれ、4×4AWG85
内部でスイッチされ、第1入出力ポート群のポート2か
ら送受信装置(2)82 へ送られる。同様に、送受信装置
(2)82 から送信された返信信号λ2 は、4×4AWG85
の第2入出力ポート群のポート2に導かれ、第1入出力
ポート群のポート1から送受信装置(1)81へ送られる。
された二つのλ1 の光信号(図6中の送受信装置(1)41
の送信装置45及び46それぞれから送信される二つの光信
号λ 1 )は、一方は4×4AWG85の第2入出力ポート
群のポート3に導かれ、第1入出力ポート群のポート3
から送受信装置(3)83 へ、他方は4×4AWG85の第1
入出力ポート群のポート1に導かれ、第2入出力ポート
群のポート1から送受信装置(4)84 へ、それぞれ自動的
に配信される。
DM伝送ネットワーク装置は、従来例と同様の装置構成
要素を使用して、同様の波長アドレシング機能を有しな
がら、各WDM波長光におけるコヒーレントクロストー
ク光の累積数を3から1へ低減し、従来より高品質(受
信光のS/Nが3dB改善される)の通信を実現すること
ができる。
説明する図であり、第1実施例をN=8に拡張したフル
メッシュWDM伝送ネットワーク装置の概略構成を示す
図である。図中、91は送受信装置、92、93はWDM信号
(波長λK :K=1〜8)を送信する送信回路、94、95はWD
M信号(波長λK :K=1〜8)を受信する受信回路、96、97
は異なる4波長の光信号を1本の光ファイバに合波し、
同時に1本の光ファイバに波長多重されたWDM信号を
4波長に分波するための1×8波長合分波回路、98はそ
れぞれ8ポートからなる第1入出力ポート群(左側のポ
ート1〜8)及び第2入出力ポート群(右側のポート1
〜8)を持ち周期的な入出力関係の分波特性を有する8
×8波長合分波回路、99、100 は送受信装置91と8×8
波長合分波回路98の入出力ポートとを光学的に接続する
光ファイバである。8×8波長合分波回路98は8台の送
受信装置と接続されるが、図では送受信装置(1)91 以外
の7台は図示を省略している。図には、光ファイバ99、
100 を伝送する波長多重されたWDM信号の波長(λ
K :K=1〜8)及びそれらの伝送方向(矢印)が示されてい
る。
回路96、97として1×8のAWG、8×8波長合分波回
路98として周期的な入出力関係の分波特性を有する8×
8AWGを用いた。この実施例のフルメッシュWDM伝
送ネットワーク装置を構成する各構成要素(送信回路、
受信回路、1×8AWG、8×8AWG、光ファイバ)
は従来例と全く同様である。但し、従来は1×8AWG
を波長合波回路専用又は波長分波回路専用として使用し
たが、本発明のこの実施例では、実施例1と同様、合波
及び分波を同時に行う波長合分波回路として使用する。
の周期的な入出力関係の分波特性及び各送受信装置と8
×8AWGとのポート接続関係を示す図である。8×8
AWGの分波特性は従来例と同様であるが、実施例1と
同様、各送受信装置と8×8AWGの第2入出力ポート
群との接続関係が従来例と異なっており、また、光信号
の双方向入出力を行う。
8波の同波長光信号のうち4波が第1入出力ポート群側
から、他の4波が第2入出力ポート群側から入力され
る。逆方向に進行する光波は互いに独立であるから、A
WGのポートから出力される所定のWDM波長光は、1
波の光信号と3波のコヒーレントクロストーク光のみを
含む。例えば、図12に示すように、第2入出力ポート群
のポート2から出力される波長λ3 の光は、第1入出力
ポート群のポート2から入力された光信号λ3 (太実
線)及び第1入出力ポート群のポート1、5、6から入
力された光信号λ3のクロストーク光(細実線)のみを
含み、第2入出力ポート群のポート1、4、5、8から
入力された光信号λ3 のクロストーク光は含まない。即
ち、従来例に比較してコヒーレントクロストーク光の累
積数が7から3に低減される。
群側から入力される4波の同波長光信号はポート1、
2、5、6又はポート3、4、7、8から、第2入出力
ポート群側から入力される4波の同波長光信号はポート
1、4、5、8又はポート2、3、6、7から、それぞ
れ入力されるため、出力されるWDM波長光に含まれる
3波のコヒーレントクロストーク光は1波の隣接クロス
トーク光及び2波の非隣接クロストーク光である。従っ
て、この実施例のフルメッシュWDM伝送ネットワーク
装置において、受信されるWDM波長光のS/Nは、 S/N=Psignal/〔PAdjCT +2POthCT 〕 (3) となる。PAdjCT /Psignal=−30dB、POthCT /P
signal=−40dBを仮定したときのS/Nは29dBであり、
従来例の26dBに比較して3dB改善される。
グを説明する図であり、図中、101〜108 は8台の送受
信装置、109 は8×8AWGである。8×8AWGの分
波特性及び各送受信装置と8×8AWGのポートとの接
続関係は図11で説明した通りである。例えば、送受信装
置(1)101から送信されたλ6 の光信号は、8×8AWG
109 の第2入出力ポート群のポート5に導かれ、8×8
AWG109 内部でスイッチされ、第1入出力ポート群の
ポート2から送受信装置(2)102へ送られる。同様に、送
受信装置(2)102から送信された返信信号λ4 は、8×8
AWG109 の第2入出力ポート群のポート4に導かれ、
第1入出力ポート群のポート1から送受信装置(1)101へ
送られる。また、例えば、送受信装置(1)101から送信さ
れたλ5及びλ7 の光信号は、送受信装置(5)105及び送
受信装置(3)103へ、それぞれ自動的に配信される。
DM伝送ネットワーク装置は、従来例と同様の装置構成
要素を使用して、同様の波長アドレシング機能を有しな
がら、各WDM波長光におけるコヒーレントクロストー
ク光の累積数を7から3へ低減し、従来より高品質(受
信光のS/Nが3dB改善される)の通信を実現すること
ができる。
説明する図であり、第1、2実施例をN=16に拡張した
フルメッシュWDM伝送ネットワーク装置の概略構成を
示す図である。図中、111 は送受信装置、112 、113 は
WDM信号(波長λK :K=1〜16) を送信する送信回路、
114 、115 はWDM信号(波長λK :K=1〜16) を受信す
る受信回路、116 、117 は異なる8波長の光信号を1本
の光ファイバに合波し、同時に1本の光ファイバに波長
多重されたWDM信号を8波長に分波するための1×16
波長合分波回路、118 はそれぞれ16ポートからなる第1
入出力ポート群(左側のポート1〜16)及び第2入出力
ポート群(右側のポート1〜16)を持ち周期的な入出力
関係の分波特性を有する16×16波長合分波回路、119 、
120 は送受信装置111と16×16波長合分波回路118 の入
出力ポートとを光学的に接続する光ファイバである。16
×16波長合分波回路118 は16台の送受信装置と接続され
るが、図では送受信装置(1)111以外の15台は図示を省略
している。図には、光ファイバ119 、120 を伝送する波
長多重されたWDM信号の波長(λK :K=1〜16) 及びそ
れらの伝送方向(矢印)が示されている。
回路116 、117 として1×16のAWG、16×16波長合分
波回路118 として周期的な入出力関係の分波特性を有す
る16×16AWGを用いた。この実施例のフルメッシュW
DM伝送ネットワーク装置を構成する各構成要素(送信
回路、受信回路、1×16AWG、16×16AWG、光ファ
イバ)は従来例と全く同様である。但し、従来は1×16
AWGを波長合波回路専用又は波長分波回路専用として
使用したが、本発明のこの実施例では、実施例1、2と
同様、合波及び分波を同時に行う波長合分波回路として
使用する。
の周期的な入出力関係の分波特性及び各送受信装置と16
×16AWGとのポート接続関係を示す図である。16×16
AWGの分波特性は従来例と同様であるが、実施例1、
2と同様、各送受信装置と16×16AWGの第2入出力ポ
ート群との接続関係が従来例と異なっており、また、光
信号の双方向入出力を行う。
16波の同波長光信号のうち8波が第1入出力ポート群側
から、他の8波が第2入出力ポート群側から入力され
る。逆方向に進行する光波は互いに独立であるから、A
WGのポートから出力される所定のWDM波長光は、1
波の光信号と7波のコヒーレントクロストーク光のみを
含む。例えば、図16に示すように、第2入出力ポート群
のポート2から出力される波長λ3 の光は、第1入出力
ポート群のポート2から入力された光信号λ3 (太実
線)及び第1入出力ポート群のポート1、5、6、9、
10、13、14から入力された光信号λ3 のクロストーク光
(細実線)のみを含み、第2入出力ポート群のポート
1、4、5、8、9、12、13、16から入力された光信号
λ3 のクロストーク光は含まない。即ち、従来例に比較
してコヒーレントクロストーク光の累積数が15から7に
低減される。
ート群側から入力される8波の同波長光信号はポート
1、2、5、6、9、10、13、14又はポート3、4、
7、8、11、12、15、16から、同じ第2入出力ポート群
側から入力される8波の同波長光信号はポート1、4、
5、8、9、12、13、16又はポート2、3、6、7、1
0、11、14、15から、それぞれ入力されるため、出力さ
れるWDM波長光に含まれる7波のコヒーレントクロス
トーク光は1波の隣接クロストーク光及び6波の非隣接
クロストーク光である。従って、この実施例のフルメッ
シュWDM伝送ネットワーク装置において、受信される
WDM波長光のS/Nは、 S/N=Psignal/〔PAdjCT +6POthCT 〕 (4) となる。PAdjCT /Psignal=−30dB、POthCT /P
signal=−40dBを仮定したときのS/Nは28dBであり、
従来例の25dBに比較して3dB改善される。
グを説明する図であり、図中、121〜136 は16台の送受
信装置、137 は16×16AWGである。16×16AWGの分
波特性及び各送受信装置と16×16AWGのポートとの接
続関係は図15で説明した通りである。例えば、送受信装
置(1)121から送信されたλ10の光信号は、16×16AWG
137 の第2入出力ポート群のポート9に導かれ、16×16
AWG137 内部でスイッチされ、第1入出力ポート群の
ポート2から送受信装置(2)122へ送られる。同様に、送
受信装置(2)122から送信された返信信号λ8 は、16×16
AWG137 の第2入出力ポート群のポート8に導かれ、
第1入出力ポート群のポート1から送受信装置(1)121へ
送られる。また、例えば、送受信装置(1)121から送信さ
れたλ6及びλ9 の光信号は、送受信装置(6)126及び送
受信装置(9)129へ、それぞれ自動的に配信される。
DM伝送ネットワーク装置は、従来例と同様の装置構成
要素を使用して、同様の波長アドレシング機能を有しな
がら、各WDM波長光におけるコヒーレントクロストー
ク光の累積数を15から7へ低減し、従来より高品質(受
信光のS/Nが3dB改善される)の通信を実現すること
ができる。
説明する図であり、第1実施例とは異なる接続構成での
N=4のフルメッシュWDM伝送ネットワーク装置の概
略構成を示す図である。図中、141 〜144 は送受信装
置、145 〜152 はWDM信号(波長λK :K=1〜4)を送信
する送信回路、153 〜160 はWDM信号(波長λK :K=1
〜4)を受信する受信回路、161 〜168 は異なる2波長の
光信号を1本の光ファイバに合波し、同時に1本の光フ
ァイバに波長多重されたWDM信号を2波長に分波する
ための1×4波長合分波回路、169 はそれぞれ4ポート
からなる第1入出力ポート群(左側のポート1〜4)及
び第2入出力ポート群(右側のポート1〜4)を持ち周
期的な入出力関係の分波特性を有する4×4波長合分波
回路、170 〜177 は送受信装置141 〜144 と4×4波長
合分波回路169 の入出力ポートとを光学的に接続する光
ファイバである。図には、光ファイバ170 〜177 を伝送
する波長多重されたWDM信号の波長(λK :K=1〜4)及
びそれらの伝送方向(矢印)が示されている。
回路161 〜168 として1×4のAWG、4×4波長合分
波回路169 として周期的な入出力関係の分波特性を有す
る4×4AWGを用いた。この実施例のフルメッシュW
DM伝送ネットワーク装置を構成する各構成要素(送信
回路、受信回路、1×4AWG、4×4AWG、光ファ
イバ)は従来例と全く同様である。但し、従来は1×4
AWGを波長合波回路専用又は波長分波回路専用として
使用したが、本発明のこの実施例では、実施例1、2、
3と同様、合波及び分波を同時に行う波長合分波回路と
して使用する。
の周期的な入出力関係の分波特性及び各送受信装置と4
×4AWGとのポート接続関係を示す図である。4×4
AWGの分波特性は従来例と同様の周期性を持っている
が、実施例1、2、3と同様、各送受信装置と4×4A
WGの第2入出力ポート群との接続関係が従来例と異な
っており、また、光信号の双方向入出力を行う。
4波の同波長光信号のうち2波が第1入出力ポート群側
から、他の2波が第2入出力ポート群側から入力され
る。逆方向に進行する光波は互いに独立であるから、4
×4AWGのポートから出力される所定のWDM波長光
は、1波の光信号と1波のコヒーレントクロストーク光
のみを含む。例えば、図20に示すように、第2入出力ポ
ート群のポート2から出力される波長λ3 の光は、第1
入出力ポート群のポート2から入力された光信号λ3
(太実線)及び第1入出力ポート群のポート4から入力
された光信号λ3 のクロストーク光(細実線)のみを含
み、第2入出力ポート群のポート1、3から入力された
光信号λ3 のクロストーク光は含まない。即ち、従来例
に比較してコヒーレントクロストーク光の累積数が3か
ら1に低減される。
ら入力される2波の同波長光信号は、隣接しないポート
(ポート1と3又はポート2と4)から入力されるた
め、出力されるWDM波長光に含まれる1波のコヒーレ
ントクロストーク光は非隣接クロストーク光である。従
って、この実施例のフルメッシュWDM伝送ネットワー
ク装置において、受信されるWDM波長光のS/Nは、 S/N=Psignal/POthCT (5) となる。POthCT /Psignal=−40dBを仮定したときの
S/Nは40dBであり、従来例の27dBに比較して13dB改善
される。
グを説明する図であり、図中、181〜184 は4台の送受
信装置、185 は4×4AWGである。4×4AWGの分
波特性及び各送受信装置と4×4AWGのポートとの接
続関係は図19で説明した通りである。例えば、送受信装
置(1)181から送信された一つのλ1 の光信号は、4×4
AWG185 の第2入出力ポート群のポート4に導かれ、
4×4AWG185 内部でスイッチされ、第1入出力ポー
ト群のポート2から送受信装置(2)182へ送られる。同様
に、送受信装置(2)182から送信された返信信号λ2 は、
4×4AWG185 の第2入出力ポート群のポート3に導
かれ、第1入出力ポート群のポート1から送受信装置
(1)181へ送られる。また、送受信装置(1)181から送信さ
れたもう一つのλ1 及びλ2 の光信号は、送受信装置
(4)184及び送受信装置(3)183へ、それぞれ自動的に配信
される。
DM伝送ネットワーク装置は、従来例と同様の装置構成
要素を使用して、同様の波長アドレシング機能を有しな
がら、各WDM波長光におけるコヒーレントクロストー
ク光の累積数を3から1へ低減し、特に、隣接クロスト
ーク光の累積を防ぐことにより、従来より高品質(受信
光のS/Nが13dB改善される)の通信を実現することが
できる。
説明する図であり、第4実施例をN=8に拡張したフル
メッシュWDM伝送ネットワーク装置の概略構成を示す
図である。図中、191 は送受信装置、192 、193 はWD
M信号(波長λK :K=1〜8)を送信する送信回路、194 、
195 はWDM信号(波長λK :K=1〜8)を受信する受信回
路、196 、197 は異なる4波長の光信号を1本の光ファ
イバに合波し、同時に1本の光ファイバに波長多重され
たWDM信号を4波長に分波するための1×8波長合分
波回路、198 はそれぞれ8ポートからなる第1入出力ポ
ート群(左側のポート1〜8)及び第2入出力ポート群
(右側のポート1〜8)を持ち周期的な入出力関係の分
波特性を有する8×8波長合分波回路、199 、200 は送
受信装置191 と8×8波長合分波回路198 の入出力ポー
トとを光学的に接続する光ファイバである。8×8波長
合分波回路198 は8台の送受信装置と接続されるが、図
では送受信装置(1)191以外の7台は図示を省略してい
る。図には、光ファイバ199 、200 を伝送する波長多重
されたWDM信号の波長(λK :K=1〜8)及びそれらの伝
送方向(矢印)が示されている。
回路196 、197 として1×8のAWG、8×8波長合分
波回路198 として周期的な入出力関係の分波特性を有す
る8×8AWGを用いた。この実施例のフルメッシュW
DM伝送ネットワーク装置を構成する各構成要素(送信
回路、受信回路、1×8AWG、8×8AWG、光ファ
イバ)は従来例と全く同様である。但し、従来は1×8
AWGを波長合波回路専用又は波長分波回路専用として
使用したが、本発明のこの実施例では、実施例1〜4と
同様、合波及び分波を同時に行う波長合分波回路として
使用する。
の周期的な入出力関係の分波特性及び各送受信装置と8
×8AWGとのポート接続関係を示す図である。8×8
AWGの分波特性は従来例と同様の周期性を持っている
が、実施例1〜4と同様、各送受信装置と8×8AWG
の第2入出力ポート群との接続関係が従来例と異なって
おり、また、光信号の双方向入出力を行う。
8波の同波長光信号のうち4波が第1入出力ポート群側
から、他の4波が第2入出力ポート群側から入力され
る。逆方向に進行する光波は互いに独立であるから、8
×8AWGのポートから出力される所定のWDM波長光
は、1波の光信号と3波のコヒーレントクロストーク光
のみを含む。例えば、図24に示すように、第2入出力ポ
ート群のポート2から出力される波長λ3 の光は、第1
入出力ポート群のポート2から入力された光信号λ3
(太実線)及び第1入出力ポート群のポート4、6、8
から入力された光信号λ3 のクロストーク光(細実線)
のみを含み、第2入出力ポート群のポート1、3、5、
7から入力された光信号λ3 のクロストーク光は含まな
い。即ち、従来例に比較してコヒーレントクロストーク
光の累積数が7から3に低減される。
ら入力される4波の同波長光信号は、隣接しないポート
(ポート1、3、5、7又はポート2、4、6、8)か
ら入力されるため、出力されるWDM波長光に含まれる
3波のコヒーレントクロストーク光は全て非隣接クロス
トーク光である。従って、この実施例のフルメッシュW
DM伝送ネットワーク装置において、受信されるWDM
波長光のS/Nは、 S/N=Psignal/3POthCT (6) となる。POthCT /Psignal=−40dBを仮定したときの
S/Nは35dBであり、従来例の26dBに比較して9dB改善
される。
グを説明する図であり、図中、201〜208 は8台の送受
信装置、209 は8×8AWGである。8×8AWGの分
波特性及び各送受信装置と8×8AWGのポートとの接
続関係は図23で説明した通りである。例えば、送受信装
置(1)201から送信された一つのλ1 の光信号は、8×8
AWG209 の第2入出力ポート群のポート8に導かれ、
8×8AWG209 内部でスイッチされ、第1入出力ポー
ト群のポート2から送受信装置(2)202へ送られる。同様
に、送受信装置(2)202から送信された返信信号λ7 は、
8×8AWG209 の第2入出力ポート群のポート7に導
かれ、第1入出力ポート群のポート1から送受信装置
(1)201へ送られる。また、例えば、送受信装置(1)201か
ら送信されたλ4 及びλ6 の光信号は、送受信装置(5)2
05及び送受信装置(3)203へ、それぞれ自動的に配信され
る。
DM伝送ネットワーク装置は、従来例と同様の装置構成
要素を使用して、同様の波長アドレシング機能を有しな
がら、各WDM波長光におけるコヒーレントクロストー
ク光の累積数を7から3へ低減し、特に、隣接クロスト
ーク光の累積を防ぐことにより、従来より高品質(受信
光のS/Nが9dB改善される)の通信を実現することが
できる。
説明する図であり、第4、5実施例をN=16に拡張した
フルメッシュWDM伝送ネットワーク装置の概略構成を
示す図である。図中、211 は送受信装置、212 、213 は
WDM信号(波長λK :K=1〜16) を送信する送信回路、
214 、215 はWDM信号(波長λK :K=1〜16) を受信す
る受信回路、216 、217 は異なる8波長の光信号を1本
の光ファイバに合波し、同時に1本の光ファイバに波長
多重されたWDM信号を8波長に分波するための1×16
波長合分波回路、218 はそれぞれ16ポートからなる第1
入出力ポート群(左側のポート1〜16)及び第2入出力
ポート群(右側のポート1〜16)を持ち周期的な入出力
関係の分波特性を有する16×16波長合分波回路、219 、
220 は送受信装置211と16×16波長合分波回路218 の入
出力ポートとを光学的に接続する光ファイバである。16
×16波長合分波回路218 は16台の送受信装置と接続され
るが、図では送受信装置(1)211以外の15台は図示を省略
している。図には、光ファイバ219 、220 を伝送する波
長多重されたWDM信号の波長(λK :K=1〜16) 及びそ
れらの伝送方向(矢印)が示されている。
回路216 、217 として1×16のAWG、16×16波長合分
波回路218 として周期的な入出力関係の分波特性を有す
る16×16AWGを用いた。この実施例のフルメッシュW
DM伝送ネットワーク装置を構成する各構成要素(送信
回路、受信回路、1×16AWG、16×16AWG、光ファ
イバ)は従来例と全く同様である。但し、従来は1×16
AWGを波長合波回路専用又は波長分波回路専用として
使用したが、本発明のこの実施例では、実施例1〜5と
同様、合波及び分波を同時に行う波長合分波回路として
使用する。
の周期的な入出力関係の分波特性及び各送受信装置と16
×16AWGとのポート接続関係を示す図である。16×16
AWGの分波特性は従来例と同様の周期性を持っている
が、実施例1〜5と同様、各送受信装置と16×16AWG
の第2入出力ポート群との接続関係が従来例と異なって
おり、また、光信号の双方向入出力を行う。
16波の同波長光信号のうち8波が第1入出力ポート群側
から、他の8波が第2入出力ポート群側から入力され
る。逆方向に進行する光波は互いに独立であるから、16
×16AWGのポートから出力される所定のWDM波長光
は、1波の光信号と7波のコヒーレントクロストーク光
のみを含む。例えば、図28に示すように、第2入出力ポ
ート群のポート2から出力される波長λ3 の光は、第1
入出力ポート群のポート2から入力された光信号λ3
(太実線)及び第1入出力ポート群のポート4、6、
8、10、12、14、16から入力された光信号λ3 のクロス
トーク光(細実線)のみを含み、第2入出力ポート群の
ポート1、3、5、7、9、11、13、15から入力された
光信号λ3 のクロストーク光は含まない。即ち、従来例
に比較してコヒーレントクロストーク光の累積数が15か
ら7に低減される。
ら入力される8波の同波長光信号は、隣接しないポート
(ポート1、3、5、7、9、11、13、15又はポート
2、4、6、8、10、12、14、16)から入力されるた
め、出力されるWDM波長光に含まれる7波のコヒーレ
ントクロストーク光は全て非隣接クロストーク光であ
る。従って、この実施例のフルメッシュWDM伝送ネッ
トワーク装置において、受信されるWDM波長光のS/
Nは、 S/N=Psignal/7POthCT (7) となる。POthCT /Psignal=−40dBを仮定したときの
S/Nは32dBであり、従来例の25dBに比較して7dB改善
される。
グを説明する図であり、図中、221〜236 は16台の送受
信装置、237 は16×16AWGである。16×16AWGの分
波特性及び各送受信装置と16×16AWGのポートとの接
続関係は図27で説明した通りである。例えば、送受信装
置(1)221から送信された一つのλ1 の光信号は、16×16
AWG237 の第2入出力ポート群のポート16に導かれ、
16×16AWG237 内部でスイッチされ、第1入出力ポー
ト群のポート2から送受信装置(2)222へ送られる。同様
に、送受信装置(2)222から送信された返信信号λ15は、
16×16AWG237 の第2入出力ポート群のポート15に導
かれ、第1入出力ポート群のポート1から送受信装置
(1)221へ送られる。また、例えば、送受信装置(1)221か
ら送信されたλ8 及びλ11の光信号は、送受信装置(9)2
29及び送受信装置(6)226へ、それぞれ自動的に配信され
る。
DM伝送ネットワーク装置は、従来例と同様の装置構成
要素を使用して、同様の波長アドレシング機能を有しな
がら、各WDM波長光におけるコヒーレントクロストー
ク光の累積数を15から7へ低減し、特に、隣接クロスト
ーク光の累積を防ぐことにより、従来より高品質(受信
光のS/Nが7dB改善される)の通信を実現することが
できる。
び16の場合の本発明のフルメッシュ光波長分割多重伝送
ネットワーク装置を説明したが、任意のNの規模におい
ても本発明のフルメッシュ光波長分割多重伝送ネットワ
ーク装置を構築することができることは自明である。更
に、各送信機装置とN×NAWGのポートとの接続関係
及びN×NAWGにおける光信号の双方向入出力の組合
せは、図7、11、15、19、23及び27に示された関係のみ
に限定されるものではなく、実施例と同様の動作が実現
される他の接続関係及び入出力の組合せも、本発明に包
含されることも自明である。
来のフルメッシュ光波長分割多重伝送ネットワーク装置
を構成する各構成要素(送信回路、受信回路、1×NA
WG、N×NAWG、光ファイバ)を変更せずに、ノイ
ズとなるコヒーレントクロストーク光の累積数を低減
し、従来より通信品質に優れ、従来より大規模のフルメ
ッシュ光波長分割多重伝送ネットワーク装置を実現する
ことができる。
続関係の例を示す図である。
である。
透過スペクトル特性の例を示す図である。
説明する図である。
である。
ポート接続関係を示す図である。
ーク光を説明する図である。
明する図である。
図である。
びポート接続関係を示す図である。
トーク光を説明する図である。
説明する図である。
図である。
びポート接続関係を示す図である。
トーク光を説明する図である。
説明する図である。
図である。
びポート接続関係を示す図である。
トーク光を説明する図である。
説明する図である。
図である。
びポート接続関係を示す図である。
トーク光を説明する図である。
説明する図である。
図である。
びポート接続関係を示す図である。
トーク光を説明する図である。
説明する図である。
送受信装置 45〜52、92、93、112 、113 送信回路 53〜60、94、95、114 、115 受信回路 61〜68、96、97、116 、117 1×N波長合分波回路 69、85、98、109 、118 、137 N×N波長合分波回路 70〜77、99、100 、119 、120 光ファイバ 141 〜144 、181 〜184 、191 、201 〜208 、211 、22
1 〜236 送受信装置 145 〜152 、192 、193 、212 、213 送信回路 153 〜160 、194 、195 、214 、215 受信回路 161 〜168 、196 、197 、216 、217 1×N波長合分
波回路 169 、185 、198 、209 、218 、237 N×N波長合分
波回路 170 〜177 、199 、200 、219 、220 光ファイバ
Claims (2)
- 【請求項1】 複数N個の入出力ポートからなる第1入
出力ポート群及び複数N個の入出力ポートからなり第1
入出力ポート群と対向する第2入出力ポート群を有する
N×N波長合分波回路、及び、該N×N波長合分波回路
の所定の入出力ポートと光学的に接続されたN台の送受
信装置を含む光波長分割多重伝送ネットワーク装置であ
って、 前記N×N波長合分波回路が周期的な入出力関係の分波
特性を有し、 前記送受信装置が、 前記N×N波長合分波回路の第1入出力ポート群の所定
の1個の入出力ポートから入力された光信号をM波長
(MはNより小さい自然数)に分波し、分波した光信号
をM個のポートから出力し、同時に、該M個のポートと
異なるN−M個のポートから入力された前記M波長とは
異なるN−M波長の光信号を合波し、合波した光信号を
前記N×N波長合分波回路の第1入出力ポート群の所定
の1個の入出力ポートへ出力する1×N波長合分波回
路、 前記N−M波長の光信号を送信する送信回路、 前記M波長の光信号を受信する受信回路、 前記N×N波長合分波回路の第2入出力ポート群の所定
の1個の入出力ポートから入力された光信号をN−L波
長(L=M)に分波し、分波した光信号をN−L個のポ
ートから出力し、同時に、該N−L個のポートと異なる
L個のポートから入力された前記N−L波長とは異なる
L波長の光信号を合波し、合波した光信号を前記N×N
波長合分波回路の第2入出力ポート群の所定の1個の入
出力ポートへ出力する1×N波長合分波回路、 前記L波長の光信号を送信する送信回路、及び前記N−
L波長の光信号を受信する受信回路を具備することを特
徴とする光波長分割多重伝送ネットワーク装置。 - 【請求項2】 前記N×N波長合分波回路の任意の入出
力ポート群の隣接する任意の2つのポートのそれぞれに
出力される2つの合波された光信号が、互いに重複しな
い波長の光信号のみを含むように、前記N×N波長合分
波回路と前記送受信装置との接続関係及び前記送信回路
の送信波長を設定することを特徴とする請求項1に記載
の光波長分割多重伝送ネットワーク装置。
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