JP3590741B2 - 光ラベル多重伝送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送ネットワークの中継装置でルーティングに必要な光信号のアドレス情報等の制御情報（ラベル）を主信号光に多重して伝送する光ラベル多重伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光伝送ネットワークでは、光信号の送信装置および受信装置に加えて、光信号のアドレス（宛先）ごとに光信号をルーティングする中継装置が配置される。従来の中継装置では、受信した光信号からそのヘッダ部分に記述されているアドレス情報を読み取り、それに応じて経路を切り替え、次の中継装置または受信装置に向けて光信号を送信する。
【０００３】
図４は、従来の中継装置の構成例を示す。図において、中継装置に到達した光信号は光電気変換器（Ｏ／Ｅ）４１で電気信号に変換され、復調器４２で復調された後にヘッダ分離装置４３に入力される。ヘッダ分離装置４３では、電気信号のヘッダ部分に記述されたアドレス情報を読み取って経路制御器４４に出力するとともに、電気信号（主信号）を経路切替器４５に出力する。経路制御器４４は、アドレス情報に応じて経路切替器４５を制御し、電気信号（主信号）の経路を切り替えて対応する電気光変換器（Ｅ／Ｏ）４６に出力する。光電気変換器４６では、電気信号（主信号）を光信号に変換して対応する宛先に送信する。
【０００４】
このような中継装置では光信号が一旦電気信号に変換されるので、中継装置内の電気処理速度によってネットワーク全体の伝送速度が制限されることになる。特に、光波長多重伝送の場合には、中継装置内で上記の電気処理を多重された各波長チャネル対応に行われなければらなず、一チャネル当たりの電気処理速度はますます低下する。
【０００５】
これに対処するために、光ラベルスイッチング方式が提案されている。光ラベルスイッチング方式とは、ヘッダ部分に記述されるアドレス情報、すなわちラベルを光信号に折り込むようにして重畳し、中継装置では光信号からラベルのみを抽出して経路切り替え制御を行い、光信号を電気信号に変換することなく光のままで中継する方式である。光ラベルスイッチング方式に用いる光信号は、例えば図５に示すように、ディジタル強度変調された光信号に、そのディジタル強度変調データレートよりも高い周波数で変調されたラベルを重畳するものである。
【０００６】
図６は、光ラベルスイッチング方式で用いる中継装置の構成例を示す。図において、中継装置に到達した光信号は光分岐器５１で２分岐され、その一方が高周波検出器５２に入力され、他方が遅延光回路５６に入力される。高周波検出器５２では、光信号から周波数の高いラベルのみを電気信号に変換して抽出し、復調器５３で復調したアドレス情報（ラベル）を経路制御器５４に入力する。経路制御器５４では、復調されたアドレス情報をもとに経路を決定し、光経路切替器５５を制御して光経路を切り替える。光分岐器５１で分岐された他方の光信号は、遅延光回路５６で以上の処理遅延が吸収され、光経路切替器５５で切り替えられた光経路に送信される。
【０００７】
このような中継装置では、電気処理はラベルに対してのみ行い、光信号は電気信号に変換されずにそのまま目的の宛先に中継される。したがって、光信号を一旦電気信号に変換する図４の中継装置に比べて、中継装置の電気処理への負担はそれほど大きくない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の光ラベルスイッチング方式は、主信号光の変調周波数よりラベルの変調周波数が高くなっているので、伝送容量増大のために主信号光の変調周波数を高くすると、ラベルの変調周波数もそれ以上に高くしなければならない。しかし、高周波検出器５２や復調器５３が電気回路であるので、ラベルの変調周波数を無制限に高くすることはできない。すなわち、主信号光のデータレートを増大させると、中継装置においてラベル抽出に必要な電気処理が困難になる問題があった。
【０００９】
本発明は、主信号光のアドレス情報等の制御情報（ラベル）を主信号光に多重して伝送する光ラベル多重伝送装置において、主信号光とラベルの変調周波数を独立に選ぶことができ、中継装置で主信号光のデータレートに関わらず容易にラベルを抽出することができる光ラベル多重伝送装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光ラベル多重伝送装置は、所定の波長の光信号を２分岐する光分岐手段と、光分岐手段で分岐された一方の光信号の波長を制御情報（ラベル）をのせた低速信号で変調する光変調手段と、光分岐手段で分岐された他方の光信号と光変調手段から出力された光信号とを合波する光合波器とを備え、所定の波長の光信号から分岐された各光信号の波長差を低速信号により変調する。
【００１１】
請求項２に記載の光ラベル多重伝送装置は、所定の波長の光信号をｎ分岐（ｎは３以上の整数）する光分岐手段と、光分岐手段で分岐されたｎ−１個の光信号の波長をそれぞれ異なる制御情報（ラベル）をのせた低速信号で変調するｎ−１個の光変調手段と、光分岐手段で分岐された１つの光信号と各光変調手段から出力された光信号とを合波する光合波器とを備え、所定の波長の光信号から分岐された各光信号の波長差をｎ−１個の低速信号によりそれぞれ変調する。
【００１２】
ここで、所定の波長の光信号が伝送データにより強度変調されて光分岐手段に入力される構成（請求項３）、光合波器から出力される光信号が伝送データにより強度変調されて出力される構成（請求項４）、光分岐器で分岐された１つの光信号が伝送データにより強度変調されて光合波器に入力される構成（請求項５）により、伝送データにより変調された光信号を生成する。また、光変調手段は、光信号の波長を制御情報（ラベル）をのせた低速信号で周波数変調する音響光学素子を用いる（請求項６）。
【００１３】
受信側で低速信号を検波する検波手段は、波長差が低速信号により変調された光信号を入力し、二乗検波して制御情報（ラベル）をのせた低速信号を出力する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光ラベル多重伝送装置における光変調器の構成例を示す。図において、光源１１から出力された波長λのＣＷ光は、光強度変調器１２で例えば１０Ｇｂｐｓ のディジタル信号（データ）により強度変調され、強度変調信号光（以下「主信号光」という）に変換される。この主信号光は光分岐器１３で２分岐され、その一方の主信号光Ａが光周波数シフタとして機能する音響光学素子（ＡＯＭ）１４に入力される。光分岐器１３で分岐された他方の主信号光Ｂと音響光学素子１４の出力光が光合波器１５で合波される。
【００１５】
ここで、主信号光の制御情報（ラベル）は、例えば１０ＭＨｚを中心にした周波数変調信号として音響光学素子１４に印加される。音響光学素子１４は、主信号光の光周波数を周波数変調信号の周波数分だけシフトする。これにより、主信号光の波長は元の波長から変調周波数分だけずれることになり、図２（ａ） に示すように１０Ｇｂｐｓ でディジタル強度変調された２つの主信号光Ａ，Ｂの波長差が、図２（ｂ） に示すように約１０ＭＨｚを中心にして周波数変調されることになる。すなわち、２つの主信号光の波長差がラベルとなるので、主信号光とラベルの変調周波数を独立に選ぶことができる。
【００１６】
この主信号光Ａと、ラベルにより周波数変調された主信号光Ｂの波長差はわずかであるので、光合波器１５で合波して出力することにより、光伝送ネットワーク内に配置された光多重装置、光分離装置、光フィルタなどの光装置では同一波長の光として処理される。
【００１７】
図３は、本発明の光ラベル多重伝送装置における中継装置の構成例を示す。図において、主信号光Ａ，Ｂは一つの波長の光として中継装置に到達し、光分岐器２１で２分岐され、その一方の主信号光Ａ１，Ｂ１ が波長差検出器２２に入力され、その波長差に対応した変調周波数が検波される。波長差検出器２２の出力信号は１０ＭＨｚを中心とした周波数変調信号であり、復調器２３で復調されて制御情報（ラベル）が読み出され、経路制御器２４に入力される。経路制御器２４では、復調された制御情報をもとに経路を決定し、光経路切替器２５を制御して光経路を切り替える。光分配器２１で分岐された他方の主信号光Ａ２，Ｂ２ は、遅延光回路２６で以上の処理遅延が吸収され、光経路切替器２５で切り替えられた光経路に送信される。
【００１８】
ここで、波長差検出器２２としては、例えば数十ＭＨｚまでの応答速度を有するフォトダイオードを用いることができる。フォトダイオードには二乗検波特性があり、主信号光Ａ１，Ｂ１ を直接入力することにより、ビート信号としてその波長差に応じた周波数の電気信号（周波数変調信号）が検波される。この動作速度は１０ＭＨｚ程度であるので、復調器２３、経路制御器２４、光経路切替器２５までの電気処理装置は、比較的容易に構成することができる。
【００１９】
一方、中継される主信号光Ａ２，Ｂ２ は、電気信号に変換されることなく光のままで経路が切り替えられるので、そのデータレートが１０Ｇｂｐｓ あるいはそれ以上であっても、中継装置の処理能力に何ら影響を与えない。
【００２０】
なお、図１では、１つの光源から出力された光を２分岐し、その一方の光を制御情報（ラベル）により周波数変調する構成を示したが、光源の出力光を３以上に分岐し、１つの主信号光に対する波長差がそれぞれ独立に変調される構成をとることにより、複数の制御情報あるいはデータを同時に伝送することが可能である。
【００２１】
また、図１の構成において、光強度変調器１２を用いた外部変調方式に代えて、半導体レーザ等の光源１１をディジタル信号で変調する直接変調方式としてもよい。
【００２２】
また、光強度変調器１２は、光合波器１５の後段に配置してもよい。あるいは、光分岐器１３で２分岐された一方に光強度変調器１２を配置し、他方に音響光学素子１４を配置してもよい。これらの場合には、音響光学素子１４は無変調光を周波数変調することになる。
【００２３】
また、主信号光はディジタル信号による強度変調に限らず、アナログ信号により強度変調されていても同様である。さらに、制御情報（ラベル）は周波数変調に限らず、位相変調等の別の変調方式を用いても同様の効果が期待できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ラベル多重伝送装置は、分岐された一方の光信号を制御情報（ラベル）をのせた低速信号で変調することにより、分岐された２つの光信号の波長差が低速信号により変調されることになり、その波長差をラベルとして用いることができる。また、分岐された２つの光信号を用いているために、分岐前の光の波長に変動があっても相対値である波長差は安定である。なお、これは３分岐以上する場合も同様である。
【００２５】
これにより、ラベルの変調周波数を主信号光のデータレートよりも低くすることができるので、中継装置で主信号光のデータレートに関わらず、低速の電気回路でラベルを抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ラベル多重伝送装置における光変調器の構成例を示すブロック図。
【図２】ディジタル強度変調された主信号光Ａ，Ｂと、周波数変調された波長差Δλの様子を説明する図。
【図３】本発明の光ラベル多重伝送装置における中継装置の構成例を示すブロック図。
【図４】従来の中継装置の構成例を示すブロック図。
【図５】光ラベルスイッチング方式を説明する図。
【図６】光ラベルスイッチング方式で用いる中継装置の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
１１ 光源
１２ 光強度変調器
１３ 光分岐器
１４ 音響光学素子（ＡＯＭ）
１５ 光合波器
２１ 光分岐器
２２ 波長差検出器
２３ 復調器
２４ 経路制御器
２５ 光経路切替器
２６ 遅延光回路

Claims (7)

1. 所定の波長の光信号を２分岐する光分岐手段と、
   前記光分岐手段で分岐された一方の光信号の波長を制御情報（ラベル）をのせた低速信号で変調する光変調手段と、
   前記光分岐手段で分岐された他方の光信号と前記光変調手段から出力された光信号とを合波する光合波器とを備え、
   前記所定の波長の光信号から分岐された各光信号の波長差が前記低速信号により変調されていることを特徴とする光ラベル多重伝送装置。
2. 所定の波長の光信号をｎ分岐（ｎは３以上の整数）する光分岐手段と、
   前記光分岐手段で分岐されたｎ−１個の光信号の波長をそれぞれ異なる制御情報（ラベル）をのせた低速信号で変調するｎ−１個の光変調手段と、
   前記光分岐手段で分岐された１つの光信号と前記各光変調手段から出力された光信号とを合波する光合波器とを備え、
   前記所定の波長の光信号から分岐された各光信号の波長差が前記ｎ−１個の低速信号によりそれぞれ変調されていることを特徴とする光ラベル多重伝送装置。
3. 前記所定の波長の光信号が伝送データにより強度変調されて前記光分岐手段に入力される構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ラベル多重伝送装置。
4. 前記光合波器から出力される光信号が伝送データにより強度変調されて出力される構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ラベル多重伝送装置。
5. 前記光分岐器で分岐された１つの光信号が伝送データにより強度変調されて光合波器に入力される構成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ラベル多重伝送装置。
6. 光変調手段は、光信号の波長を制御情報（ラベル）をのせた低速信号で周波数変調する音響光学素子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ラベル多重伝送装置。
7. 波長差が前記低速信号により変調された光信号を入力し、二乗検波して前記低速信号を出力する検波手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ラベル多重伝送装置。

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