JP3616991B2 - Optical communication network - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信ネットワークに関し、特にアレイ導波路回折格子を用いた波長周回性を利用してポート間の任意のパスに相当する波長を多重させた、光ファイバを伝送路とする光波長多重（ＷＤＭ）ネットワークに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のポートを持つアレイ導波路回折格子を用いて複数の送受信装置（ノード）が配置された光通信ネットワークにおいて、それぞれの信号が互いに輻輳することなく伝達できる方式として、図４に示したような波長周回性のアレイ導波路回折格子を用いたネットワークが提案されている。図４では４つの入出力ポートを持つ波長周回性のアレイ導波路回折格子４０１を用いた例を示している。このアレイ導波路回折格子４０１の第ｋ（ｋ＝１，２，３，４）番目の出力ポート４０３は、第ｋ番目のノード４０４の入力端子と光ファイバにより接続されている。また、このアレイ導波路回折格子４０１の第ｋ番目の入力ポート４０２は、第ｋ番目のノード４０４の出力端子と光ファイバにより接続されている。
【０００３】
各ノード４０４から波長多重されて送られてきた波長λ＜１＞、λ＜２＞、λ＜３＞、λ＜４＞の光信号は、アレイ導波路回折格子４０１の該当する入力ポート４０２に入力されると、アレイ導波路回折格子４０１の有する波長分波機能により、それぞれの光信号の波長の違いによりそれぞれ異なる出力ポート４０３から出力される。
【０００４】
図５はこの波長周回性のアレイ導波路回折格子４０１の各入力ポート４０２に入力された光信号が波長の違いによってどの出力ポート４０３から出力されるかを表で表したものである。同図に示すように、アレイ導波路回折格子４０１の入力ポート４０２と出力ポート４０３の組み合わせに対して一意に波長が決まっている。アレイ導波路回折格子４０１の波長周回性によりそれぞれの入力ポート４０２に入力された同じ波長の光信号はそれぞれ異なる出力ポート４０３に出力されている。
【０００５】
上記のような波長周回性のアレイ導波路回折格子４０１を用いた光通信ネットワークにおいては、任意のノード間の通信に図５に示した波長を有する光信号を用いることにより、それぞれの光信号が輻輳することなくネットワーク内を伝搬することができる。すなわち任意のノード間で伝送帯域を最大限に用いて大容量の通信を輻輳なく伝送することが可能である。
【０００６】
この波長周回性を実現するためには、図６に示すように、通常入力ポート数がＮ、出力ポート数が２Ｎ（Ｎ＝１，２，３，４…）のアレイ導波路回折格子６０１を用いる。図７は入力ポート数が８、出力ポート数が１６の波長周回性のアレイ導波路回折格子６０１の各入力ポート６０３に入力された光信号が波長の違いによってどの出力ポートから出力されるかを表で表したものである。このアレイ導波路回折格子６０１において、出力ポート６０５−ｉ（ｉ＝１〜８）を出力ポート６０５−（ｉ＋８）と光合分流器６０２−ｉで結合すると、図８に示すように、入力ポート数Ｎ、出力ポート数Ｎの入出力特性が得られる。このときλ８からλ１５までの波長を用いると、同一の波長の組み合わせを入力することで、全ての入力ポート６０３と出力ポート６０４を結ぶことができる。このとき、アレイ導波路回折格子６０１の異なる入力ポート６０３に入力した同一波長の光は、それぞれ異なる出力ポート６０４に出力されるため、同一波長の光が出力ポートで混ざることがないという特徴を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如き従来技術に係る波長周回性のアレイ導波路回折格子においては、入力ポートと出力ポートを結ぶ波長は通常１つのみであり、各ポート間の通信容量を拡大する場合には、図８の波長配置に基づき各入力ポートで波長の異なる光源を追加しなければならず、また追加できる波長数が１波長に限定されるという欠点がある。特に、各入力ポートに対して異なる波長の光源を用意することはコスト高の要因となる。
【０００８】
加えて、通常ｋ番目の入力ポートとｋ番目の出力ポートが一対の入出力ポートとして送受信装置に接続されるため、入力ポート数Ｎ、出力ポート数Ｎのパスを実現するためには通常Ｎ波長が必要になる。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、出力ポートを光合分流器によって結合することにより、各入力ポートに対して共通の波長を有する光源を用いてポート間通信の容量を拡大するとともに２波長以上の波長の追加を可能にして複数のパスをより少ない波長数で実現することができる光通信ネットワーク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】
上記目的を達成する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【００１１】
１） Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第１の導波路群の導波路ｉ（ｉは１からＮまでの整数）と、２a・Ｎ本（ａは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第２の導波路群の導波路ｊ（ｊは１から２a・Ｎまでの整数）との間を透過する光の波長が＜ｋ＞（ｋはｉ＋ｊ−１で表される整数）であるアレイ導波路回折格子を有するとともに、このアレイ導波路回折格子の、上記第２の導波路群のうち、ｍ番目（ｍは１からＮまでの整数）の導波路と、ｍ＋ｓＮ番目（ｓは１から２a−１までの整数）の導波路との全てを接続する光合分流手段によってＮ本の導波路に束ね、上記アレイ導波路回折格子の、上記第１の導波路群のＮ本を入力ポートとし、さらに上記光合分流手段によって束ねられ、順に配列したＮ本の導波路を出力ポートとする一方、上記入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３）と上記出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３）がｐ＋ｑ＝Ｎ＋１の関係になるように当該入出力ポートを一対として送受信装置を配置すること。
【００１２】
２） Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第１の導波路群の導波路ｉ（ｉは１からＮまでの整数）と、２a・Ｎ本（ａは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第２の導波路群の導波路ｊ（ｊは１から２a・Ｎまでの整数）との間を透過する光の波長が＜ｋ＞（ｋはｉ＋ｊ−１で表される整数）であるアレイ導波路回折格子を有するとともに、このアレイ導波路回折格子の、上記第２の導波路群のうち、ｍ番目（ｍは１からＮまでの整数）の導波路と、ｍ＋ｓＮ番目（ｓは１から２a−１までの整数）の導波路との全てを接続する光合分流手段によってＮ本の導波路に束ね、上記光合分流手段によって束ねられ、順に配列したＮ本の導波路を入力ポートとし、上記アレイ導波路回折格子の、順に配列した第１の導波路群Ｎ本を出力ポートとする一方、上記入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３）と上記出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３）がｐ＋ｑ＝Ｎ＋１の関係になるように当該入出力ポートを一対として送受信装置を配置すること。
【００１３】
３） 上記１）又は２）に記載する光通信ネットワークにおいて、
アレイ導波路回折格子及び光合分流手段は同一基板上に形成した構成であること。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る光通信ネットワークを示す構成図である。同図に示すように、本形態は、Ｎ＝４、ａ＝２とした場合である。ただし、これにより本発明の光波長合分波部の入出力ポート数が限定されるものではない。
【００１６】
図１において、１０１は入力ポート数が４、出力ポート数が１６のアレイ導波路回折格子、１０２−１から１０２−４は入力ポート数が４、出力ポート数が１の光合分流器、１０３−１から１０３−４は当該光通信ネットワークにおける光波長合分波部の入力ポート、１０４−１から１０４−４は上記アレイ導波路回折格子１０１の入力ポート、１０５−１から１０５−１６は上記アレイ導波路回折格子１０１の出力ポート、１０６−１から１０６−４は当該光通信ネットワークにおける光波長合分波部の出力ポート、１０７は光配線である。ここで、光合分流器１０２としては光カプラ、光配線１０７としては光ファイバを用いる。
【００１７】
１０８−１から１０８−４は送信装置、１０９−１から１０９−４は受信装置である。
【００１８】
送信装置１０８−１〜１０８−４に順に接続された入力ポート１０３−１〜１０３−４は、アレイ導波路回折格子１０１の入力ポート１０４−１〜１０４−４に光配線１０７を用いて順に接続してある。また、アレイ導波路回折格子１０１の出力ポート１０５−１〜１０５−１６は、Ｎ、すなわち本形態の場合には、４離れている２ａ 個すなわち４個のポートを、光合分流器１０２−１〜１０２−４の入力側に光配線１０７を用いて接続してある。光合分流装置１０２−１〜１０２−４の出力は、出力ポート１０６−１〜１０６−４に光配線１０７を用いて順に接続してある。これら出力ポート１０６−１〜１０６−４は受信装置１０９−４〜１０９−１に、この順で接続してある。すなわち、入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３，４）と出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３，４）とがｐ＋ｑ＝Ｎ＋１＝４＋１の関係になるように入出力ポートを一対として送受信装置を配置する。この結果、送信装置１０８−１と受信装置１０９−４、送信装置１０８−２と受信装置１０９−３、送信装置１０８−３と受信装置１０９−２、送信装置１０８−４と受信装置１０９−１を一対の送受信装置として配置する。
【００１９】
図２は、図１に示す第１の実施の形態における入出力波長配置を示す図表である。同図に示すように、λ＜Ｎ＞からλ＜（２ａ −１）Ｎ＞、すなわちλ＜４＞からλ＜１５＞、あるいはλ＜（Ｎ＋１）＞からλ＜２ａ Ｎ＞、すなわちλ＜５＞からλ＜１６＞を用いることで、全ての入力ポートと出力ポートの組み合わせ間を２ａ −１波長、すなわち３波長で通信することができる。また、先に述べた様に、入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３，４）と出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３，４）がｐ＋ｑ＝Ｎ＋１＝４＋１の関係になるように入出力ポートを一対として送受信装置を配置したため、波長λ＜ｋ＞（ｋ＝４ｓ、ただしｓは１から２ａ の整数）は、全ての入力ポートに対して自ポートに戻る関係になる。このため、通信用光源として用意する必要がなくなる。具体的には、λ＜４＞、λ＜８＞、λ＜１２＞、およびλ＜１６＞は不要となり、さらに通信に必要な光源の種類を削減することができる。
【００２０】
図１に示す第１の実施の形態における出力ポート１０６−１〜１０６−４を当該光通信ネットワークの光波長合分波部の入力ポートとし、入力ポート１０３−１〜１０３−４を同光波長合分波部の出力ポートとしても、同様の効果を得ることができる。
【００２１】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る光通信ネットワークを示す構成図である。同図に示すように、本形態は、Ｎ＝４、ａ＝２とする。ただし、これにより本発明の光波長合分波部の入出力ポート数が限定されるものではない。
【００２２】
図３において、３０１は入力ポート数が４、出力ポート数が１６のアレイ導波路回折格子、３０２−１−１から３０２−１−８及び３０２−２−１から３０２−２−４は入力ポート数が２、出力ポート数が１の光合分流器、３０３−１から３０３−４は当該光通信ネットワークの光波長合分波部の入力ポート、３０４−１から３０４−４は上記アレイ導波路回折格子の入力ポート、３０５−１から３０５−１６は上記アレイ導波路回折格子の出力ポート、３０６−１から３０６−４は当該光通信ネットワークの光波長合分波部の出力ポート、２０７は光配線である。ここで、光合分流器３０２としては光カプラ、光配線３０７としては光ファイバを用いる。
【００２３】
３０８−１から３０８−４は送信装置、３０９−１から３０９−４は受信装置である。
【００２４】
送信装置３０８−１〜３０８−４に順に接続された入力ポート３０３−１〜３０３−４は、アレイ導波路回折格子３０１の入力ポート３０４−１〜３０４−４に光配線３０７を用いて順に接続してある。アレイ導波路回折格子３０１の出力ポート３０５−１〜３０５−１６は、２ａ−１ ・Ｎ、すなわち本形態では８離れているポートを、光合分流器３０２−１−１〜３０２−１−８の入力に光配線３０７を用いて接続してある。光合分流器３０２−１−１〜３０２−１−８の出力は、２ａ−２ ・Ｎ、すなわち４離れている光合分流器３０２−２−１〜３０２−２−４に入力する。このようにアレイ導波路回折格子３０１の出力を光合分流器３０２−１〜３０２−１−（２ａ−１ ・Ｎ）に入力すること、及び光合分流器３０２−ｂ−１〜３０２−ｂ−（２ａ−ｂ ・Ｎ）の出力（ｂ＝１，２，３，…，ａ−１）を光合分流器３０２−（ｂ＋１）−１〜３０２−（ｂ＋１）−（２ａ−ｂ−１ ・Ｎ）に入力することを、合計ａ回行うと、Ｎ個の光合分流器３０２−ａ−１〜３０２−ａ−Ｎの出力が得られる。Ｎ個の光合分流器３０２−ａ−１〜３０２−ａ−Ｎの出力は、出力ポート３０６−１〜３０６−４に光配線３０７を用いて順に接続してある。これら出力ポート３０６−１〜３０６−４は受信装置３０９−４〜３０９−１に、この順で接続してある。すなわち、入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３，４）と出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３，４）がｐ＋ｑ＝Ｎ＋１＝４＋１の関係になるように入出力ポートを一対として送受信装置を配置する。この結果、送信装置３０８−１と受信装置３０９−４、送信装置３０８−２と受信装置３０９−３、送信装置３０８−３と受信装置３０９−２、送信装置３０８−４と受信装置３０９−１を一対の送受信装置として配置する。
【００２５】
先の第１の実施の形態と同様、図２に、本形態における入出力波長配置を示す。同図に示すように、λ＜Ｎ＞からλ＜（２ａ −１）Ｎ＞、すなわちλ＜４＞からλ＜１５＞、あるいはλ＜（Ｎ＋１）＞からλ＜２ａ Ｎ＞、すなわちλ＜５＞からλ＜１６＞を用いることで、全ての入力ポートと出力ポートの組み合わせ間を２ａ −１波長、すなわち３波長で通信することができる。また、先に述べた様に、入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３，４）と出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３，４）がｐ＋ｑ＝Ｎ＋１＝４＋１の関係になるように入出力ポートを一対として送受信装置を配置したため、波長λ＜ｋ＞（ｋ＝４ｓ、ただしｓ＝１，２，３）は、全ての入力ポートに対して自ポートに戻る関係になる。このため、通信用光源として用意する必要がなくなる。具体的にはλ＜４＞，λ＜８＞，λ＜１２＞，およびλ＜１６＞は不要となり、さらに通信に必要な光源の種類を削減することができる。
【００２６】
なお、入力ポート数２、出力ポート数１の光合分流器３０２は、アレイ導波路回折格子３０１のＮ離れたポート出力が出力ポート３０６に結合していれば、配置は問わない。
【００２７】
さらに、図３に示す第２の実施の形態における出力ポート３０６−１〜３０６−４を当該光通信ネットワークの光波長合分波部の入力ポートとし、入力ポート３０３−１〜３０３−４を同光波長合分波部の出力ポートとしても、同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに詳細に説明した通り、本発明に係る光通信ネットワークは、入力ポート数Ｎ、出力ポート数２ａ ・Ｎのアレイ導波路回折格子と、アレイ導波路回折格子の２ａ 個の出力ポートを結合する光合分流手段を設けたので、入力ポートと出力ポートとを結ぶ波長に複数の波長を用いることができる機能を持ち、入出力ポート配置を工夫することにより、より少ない波長数で各ポート間の通信容量を容易に拡張することをができる。この結果、複数のパスをより少ない波長数で実現することができる光通信ネットワークを得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光通信ネットワークを示す構成図である。
【図２】図１に示す光通信ネットワークにおける入出力波長配置を示す図表である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光通信ネットワークを示す構成図である。
【図４】従来技術に係る光通信ネットワークを示す構成図である。
【図５】図４に示す光通信ネットワークにおける入出力波長配置を示す図表である。
【図６】従来技術に係る光通信ネットワークに適用する光波長合分波器を示す構成図である。
【図７】図６に示す光波長合分波器の入出力特性（入力ポート６０３と出力ポート６０５）を示す図表である。
【図８】図６に示す光波長合分流器の入出力特性（入力ポート６０３と出力ポート６０４）を示す図表である。
【符号の説明】
１０１、３０１ アレイ導波路回折格子
１０２、３０２ 光合分流器
１０３、３０３ 入力ポート
１０６、３０６ 出力ポート
１０８、３０８ 送信装置
１０９、３０９ 受信装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical communication network, and more particularly, to an optical wavelength multiplex using an optical fiber as a transmission line, in which a wavelength corresponding to an arbitrary path between ports is multiplexed by utilizing wavelength circulation using an arrayed waveguide diffraction grating ( It is useful when applied to a WDM) network.
[0002]
[Prior art]
In an optical communication network in which a plurality of transmission / reception devices (nodes) are arranged using an arrayed waveguide diffraction grating having a plurality of ports, each signal can be transmitted without being congested as shown in FIG. A network using a wavelength-circulating arrayed waveguide grating has been proposed. FIG. 4 shows an example using a wavelength-circulating arrayed waveguide diffraction grating 401 having four input / output ports. The kth (k = 1, 2, 3, 4) th output port 403 of the arrayed waveguide grating 401 is connected to the input terminal of the kth node 404 by an optical fiber. The kth input port 402 of the arrayed waveguide grating 401 is connected to the output terminal of the kth node 404 by an optical fiber.
[0003]
The optical signals of wavelengths λ <1>, λ <2>, λ <3>, and λ <4> sent from each node 404 after being wavelength-multiplexed are sent to the corresponding input ports 402 of the arrayed waveguide grating 401. When input, the wavelength demultiplexing function of the arrayed waveguide diffraction grating 401 is output from different output ports 403 depending on the wavelength of each optical signal.
[0004]
FIG. 5 is a table showing from which output port 403 an optical signal input to each input port 402 of the wavelength-circulating arrayed waveguide diffraction grating 401 is output depending on the difference in wavelength. As shown in the figure, the wavelength is uniquely determined for the combination of the input port 402 and the output port 403 of the arrayed waveguide grating 401. The optical signals of the same wavelength input to the respective input ports 402 are output to different output ports 403 due to the wavelength circulation property of the arrayed waveguide grating 401.
[0005]
In an optical communication network using the above-described wavelength-circulating arrayed waveguide diffraction grating 401, each optical signal is obtained by using an optical signal having the wavelength shown in FIG. 5 for communication between arbitrary nodes. It can propagate through the network without congestion. That is, it is possible to transmit a large volume of communication without congestion by using a transmission band between arbitrary nodes to the maximum.
[0006]
In order to realize this wavelength revolving property, as shown in FIG. 6, an arrayed waveguide diffraction grating 601 having N input ports and 2N output ports (N = 1, 2, 3, 4,...) Use. FIG. 7 shows from which output port the optical signal input to each input port 603 of the wavelength-circulating arrayed waveguide grating 601 with 8 input ports and 16 output ports is output depending on the wavelength difference. It is expressed in a table. In the arrayed waveguide diffraction grating 601, when the output port 605-i (i = 1 to 8) is coupled to the output port 605- (i + 8) by the optical multiplexer / demultiplexer 602-i, as shown in FIG. Input / output characteristics of N and N output ports can be obtained. At this time, if wavelengths from λ8 to λ15 are used, all input ports 603 and output ports 604 can be connected by inputting the same combination of wavelengths. At this time, since light of the same wavelength input to different input ports 603 of the arrayed waveguide grating 601 is output to different output ports 604, the light of the same wavelength is not mixed at the output port. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the wavelength-circulating arrayed waveguide grating according to the prior art as described above, there is usually only one wavelength connecting the input port and the output port, and when expanding the communication capacity between each port, Based on the wavelength arrangement of FIG. 8, light sources having different wavelengths must be added at each input port, and the number of wavelengths that can be added is limited to one wavelength. In particular, providing a light source with a different wavelength for each input port is a cause of high costs.
[0008]
In addition, since the k-th input port and the k-th output port are normally connected to the transmission / reception device as a pair of input / output ports, in order to realize a path with the number of input ports N and the number of output ports N, normally N wavelengths Is required.
[0009]
In view of the above-described conventional technology, the present invention expands the capacity of communication between ports using a light source having a common wavelength for each input port by coupling output ports with an optical multiplexer / demultiplexer, and at least two wavelengths. An object of the present invention is to provide an optical communication network capable of adding a wavelength and realizing a plurality of paths with a smaller number of wavelengths.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that achieves the above object is characterized by the following points.
[0011]
1) N waveguides (N is an integer equal to or greater than 2 ), the waveguides i of the first waveguide group arranged in order (i is an integer from 1 to N), and 2 a · N (a Is the wavelength of light transmitted between the waveguides j of the second waveguide group arranged in order (where j is an integer from 1 to 2 a · N). > (Where k is an integer represented by i + j−1), and the mth (m is 1 to N) of the second waveguide group of the arrayed waveguide grating. Arrayed waveguide diffraction by bundling N waveguides by optical combining / splitting means for connecting all of the waveguides of (m) and (m + sN) th (s is an integer from 1 to 2 a -1). N of the first waveguide group of the grating is used as an input port, and further bundled by the optical combining / dividing means and arranged in order. While the waveguide is used as an output port, the p-th (p = 1, 2, 3) of the input port and the q-th (q = 1, 2, 3) of the output port have a relationship of p + q = N + 1. As described above, the transmission / reception apparatus is arranged with the input / output ports as a pair.
[0012]
2) N waveguides (N is an integer of 2 or more) waveguides, the waveguides i of the first waveguide group arranged in order (i is an integer from 1 to N), and 2 a · N (a Is the wavelength of light transmitted between the waveguides j of the second waveguide group arranged in order (where j is an integer from 1 to 2 a · N). > (Where k is an integer represented by i + j−1), and the mth (m is 1 to N) of the second waveguide group of the arrayed waveguide grating. Are combined into N waveguides by optical combining / dividing means for connecting all of the waveguides of m + sNth (s is an integer from 1 to 2 a −1), The N waveguides that are bundled and arranged in order are used as input ports, and the arrayed waveguide diffraction gratings of the first arranged in order While N waveguide groups are used as output ports, the p-th (p = 1, 2, 3) of the input ports and the q-th (q = 1, 2, 3) of the output ports have a relationship of p + q = N + 1. As described above, the transmission / reception apparatus is arranged with the input / output ports as a pair.
[0013]
3) In the optical communication network described in 1) or 2) above,
The arrayed waveguide diffraction grating and the optical combining / splitting means are formed on the same substrate.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing an optical communication network according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, this embodiment is a case where N = 4 and a = 2. However, this does not limit the number of input / output ports of the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit of the present invention.
[0016]
In FIG. 1, 101 is an arrayed waveguide grating having four input ports and 16 output ports, 102-1 to 102-4 are optical multiplexers / dividers having four input ports and one output port, 103- Reference numerals 1 to 103-4 denote input ports of optical wavelength multiplexing / demultiplexing units in the optical communication network, 104-1 to 104-4 denote input ports of the arrayed waveguide grating 101, and 105-1 to 105-16 denote the array. An output port of the waveguide diffraction grating 101, 106-1 to 106-4 are output ports of an optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit in the optical communication network, and 107 is an optical wiring. Here, an optical coupler is used as the optical multiplexer / demultiplexer 102, and an optical fiber is used as the optical wiring 107.
[0017]
Reference numerals 108-1 to 108-4 denote transmission apparatuses, and 109-1 to 109-4 denote reception apparatuses.
[0018]
The input ports 103-1 to 103-4 connected in order to the transmitters 108-1 to 108-4 are sequentially connected to the input ports 104-1 to 104-4 of the arrayed waveguide diffraction grating 101 using the optical wiring 107. It is. Further, the output port 105-1～105-16 of the arrayed waveguide grating 101, N, that is, when the present embodiment, a 2 a number i.e. four ports apart 4, optical coupling and shunt 102-1 102-2 to the input side using the optical wiring 107. The outputs of the optical combining / dividing devices 102-1 to 102-4 are sequentially connected to the output ports 106-1 to 106-4 using the optical wiring 107. These output ports 106-1 to 106-4 are connected to receiving devices 109-4 to 109-1 in this order. That is, input / output is performed so that the p-th input port (p = 1, 2, 3, 4) and the q-th output port (q = 1, 2, 3, 4) have a relationship of p + q = N + 1 = 4 + 1. A transmitting / receiving device is arranged with a pair of ports. As a result, the transmission device 108-1 and the reception device 109-4, the transmission device 108-2 and the reception device 109-3, the transmission device 108-3 and the reception device 109-2, the transmission device 108-4 and the reception device 109-1. Are arranged as a pair of transmission / reception devices.
[0019]
FIG. 2 is a chart showing the input / output wavelength arrangement in the first embodiment shown in FIG. As shown in the figure, λ <N> to λ <(2 a −1) N>, that is, λ <4> to λ <15>, or λ <(N + 1)> to λ <2 a N>, that is, By using λ <5> to λ <16>, all combinations of input ports and output ports can be communicated with 2 a −1 wavelengths, that is, three wavelengths. As described above, the p-th input port (p = 1, 2, 3, 4) and the q-th output port (q = 1, 2, 3, 4) have a relationship of p + q = N + 1 = 4 + 1. Since the transmission / reception apparatus is arranged so that the input / output ports are paired, the wavelength λ <k> (k = 4 s, where s is an integer from 1 to 2 a ) returns to its own port for all input ports. become. For this reason, it is not necessary to prepare as a light source for communication. Specifically, λ <4>, λ <8>, λ <12>, and λ <16> are not necessary, and the types of light sources necessary for communication can be reduced.
[0020]
The output ports 106-1 to 106-4 in the first embodiment shown in FIG. 1 are input ports of the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit of the optical communication network, and the input ports 103-1 to 103-4 are the same optical wavelength. The same effect can be obtained as an output port of the multiplexing / demultiplexing unit.
[0021]
FIG. 3 is a block diagram showing an optical communication network according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, N = 4 and a = 2. However, this does not limit the number of input / output ports of the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit of the present invention.
[0022]
In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an arrayed waveguide grating having four input ports and 16 output ports, and 302-1-1 to 302-1-8 and 302-2-1 to 302-2-4 are input ports. The optical multiplexer / demultiplexer having two output ports and one output port, 303-1 to 303-4 are input ports of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer of the optical communication network, and 304-1 to 304-4 are the above arrayed waveguide diffraction patterns. Input ports of the grating, 305-1 to 305-16 are output ports of the arrayed waveguide diffraction grating, 306-1 to 306-4 are output ports of the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit of the optical communication network, and 207 is an optical wiring It is. Here, an optical coupler is used as the optical multiplexer / demultiplexer 302, and an optical fiber is used as the optical wiring 307.
[0023]
Reference numerals 308-1 to 308-4 denote transmission apparatuses, and 309-1 to 309-4 denote reception apparatuses.
[0024]
The input ports 303-1 to 303-4 sequentially connected to the transmission devices 308-1 to 308-4 are sequentially connected to the input ports 304-1 to 304-4 of the arrayed waveguide diffraction grating 301 using the optical wiring 307. It is. The output ports 305-1 to 305-16 of the arrayed waveguide diffraction grating 301 are 2 a-1 · N, that is, ports that are separated by 8 in this embodiment, and are connected to the optical multiplexer / demultiplexers 302-1-1 to 302-1-8. Are connected using an optical wiring 307. The outputs of the optical combiner / dividers 302-1-1 to 302-1-8 are input to 2 a−2 · N, that is, the optical combiner / dividers 302-2-1 to 302-2-4 separated by four. In this way, the output of the arrayed waveguide diffraction grating 301 is input to the optical multiplexer / demultiplexers 302-1 to 302-1 ( 2a-1 · N), and the optical multiplexer / demultiplexers 302-b-1 to 302-b- are input. The outputs (b = 1, 2, 3,..., A−1) of (2 a−b · N) are connected to the optical multiplexer / demultiplexers 302- (b + 1) -1 to 302- (b + 1) − (2 a−b−1). When the input to N) is performed a total of a times, outputs of N optical combiner / dividers 302-a-1 to 302-a-N are obtained. The outputs of the N optical combiners / dividers 302-a-1 to 302-a-N are sequentially connected to the output ports 306-1 to 306-4 using the optical wiring 307. These output ports 306-1 to 306-4 are connected to receiving devices 309-4 to 309-1 in this order. That is, the input / output ports are set such that the p-th input port (p = 1, 2, 3, 4) and the q-th output port (q = 1, 2, 3, 4) have a relationship of p + q = N + 1 = 4 + 1. A transmitting / receiving device is arranged as a pair. As a result, the transmission device 308-1 and the reception device 309-4, the transmission device 308-2 and the reception device 309-3, the transmission device 308-3 and the reception device 309-2, and the transmission device 308-4 and the reception device 309-1. Are arranged as a pair of transmission / reception devices.
[0025]
As in the first embodiment, FIG. 2 shows the input / output wavelength arrangement in this embodiment. As shown in the figure, λ <N> to λ <(2 a −1) N>, that is, λ <4> to λ <15>, or λ <(N + 1)> to λ <2 a N>, that is, By using λ <5> to λ <16>, all combinations of input ports and output ports can be communicated with 2 a −1 wavelengths, that is, three wavelengths. As described above, the p-th input port (p = 1, 2, 3, 4) and the q-th output port (q = 1, 2, 3, 4) have a relationship of p + q = N + 1 = 4 + 1. Since the transmission / reception apparatus is arranged so that the input / output ports are paired, the wavelength λ <k> (k = 4 s, where s = 1, 2, 3) has a relationship of returning to its own port for all input ports. Become. For this reason, it is not necessary to prepare as a light source for communication. Specifically, λ <4>, λ <8>, λ <12>, and λ <16> are not necessary, and the types of light sources necessary for communication can be reduced.
[0026]
The optical combiner / splitter 302 having two input ports and one output port may be arranged in any manner as long as the N-port outputs of the arrayed waveguide diffraction grating 301 are coupled to the output port 306.
[0027]
Further, the output ports 306-1 to 306-4 in the second embodiment shown in FIG. 3 are used as the input ports of the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit of the optical communication network, and the input ports 303-1 to 303-4 are the same. The same effect can be obtained as an output port of the optical wavelength multiplexing / demultiplexing unit.
[0028]
【The invention's effect】
As described in detail in conjunction with the embodiments above, the optical communication network according to the present invention, the number of input ports N, an array waveguide diffraction grating of the output port number 2 a · N, 2 a number of the arrayed waveguide grating Since optical combining / splitting means for coupling output ports is provided, it has a function that allows multiple wavelengths to be used for connecting input ports and output ports. By devising the input / output port arrangement, the number of wavelengths can be reduced. The communication capacity between each port can be easily expanded. As a result, an optical communication network capable of realizing a plurality of paths with a smaller number of wavelengths is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical communication network according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing input / output wavelength arrangements in the optical communication network shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing an optical communication network according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an optical communication network according to the prior art.
5 is a chart showing an input / output wavelength arrangement in the optical communication network shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram showing an optical wavelength multiplexer / demultiplexer applied to an optical communication network according to the prior art.
7 is a chart showing input / output characteristics (input port 603 and output port 605) of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 6;
8 is a chart showing input / output characteristics (input port 603 and output port 604) of the optical wavelength multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
101, 301 Arrayed waveguide grating 102, 302 Optical multiplexer / demultiplexer 103, 303 Input port 106, 306 Output port 108, 308 Transmitter 109, 309 Receiver

Claims (3)

Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第１の導波路群の導波路ｉ（ｉは１からＮまでの整数）と、２a・Ｎ本（ａは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第２の導波路群の導波路ｊ（ｊは１から２a・Ｎまでの整数）との間を透過する光の波長がλ＜ｋ＞（ｋはｉ＋ｊ−１で表される整数）であるアレイ導波路回折格子を有するとともに、
このアレイ導波路回折格子の、上記第２の導波路群のうち、ｍ番目（ｍは１からＮまでの整数）の導波路と、ｍ＋ｓＮ番目（ｓは１から２a−１までの整数）の導波路との全てを接続する光合分流手段によってＮ本の導波路に束ね、
上記アレイ導波路回折格子の、上記第１の導波路群のＮ本を入力ポートとし、さらに上記光合分流手段によって束ねられ、順に配列したＮ本の導波路を出力ポートとする一方、
上記入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３…）と上記出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３…）がｐ＋ｑ＝Ｎ＋１の関係になるように当該入出力ポートを一対として送受信装置を配置することを特徴とする光通信ネットワーク。The waveguides i of the first waveguide group consisting of N waveguides (N is an integer of 2 or more), which are arranged in order, i is an integer from 1 to N, and 2 a · N (a is 2). The wavelength of the light transmitted between the waveguides j of the second waveguide group (where j is an integer from 1 to 2 a · N) arranged in order, consisting of waveguides of the above integer) is λ <k> (K is an integer represented by i + j−1) and an arrayed waveguide grating,
Of the second waveguide group of the arrayed waveguide grating, the m-th waveguide (m is an integer from 1 to N) and the m + sN-th (s is an integer from 1 to 2 a −1). Bundled into N waveguides by optical combining / dividing means connecting all of the waveguides of
While the N waveguides of the first waveguide group of the arrayed waveguide diffraction grating are used as input ports, and the N waveguides that are bundled and arranged in order by the optical combining / dividing means are used as output ports,
The input / output ports are paired so that the p-th (p = 1, 2, 3,...) Of the input ports and the q-th (q = 1, 2, 3,...) Of the output ports have a relationship of p + q = N + 1. An optical communication network comprising a transmission / reception device. Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第１の導波路群の導波路ｉ（ｉは１からＮまでの整数）と、２a・Ｎ本（ａは２以上の整数）の導波路からなる、順に配列した第２の導波路群の導波路ｊ（ｊは１から２a・Ｎまでの整数）との間を透過する光の波長がλ＜ｋ＞（ｋはｉ＋ｊ−１で表される整数）であるアレイ導波路回折格子を有するとともに、
このアレイ導波路回折格子の、上記第２の導波路群のうち、ｍ番目（ｍは１からＮまでの整数）の導波路と、ｍ＋ｓＮ番目（ｓは１から２a−１までの整数）の導波路との全てを接続する光合分流手段によってＮ本の導波路に束ね、
上記光合分流手段によって束ねられ、順に配列したＮ本の導波路を入力ポートとし、上記アレイ導波路回折格子の、順に配列した第１の導波路群Ｎ本を出力ポートとする一方、
上記入力ポートのｐ番目（ｐ＝１，２，３…）と上記出力ポートのｑ番目（ｑ＝１，２，３…）がｐ＋ｑ＝Ｎ＋１の関係になるように当該入出力ポートを一対として送受信装置を配置することを特徴とする光通信ネットワーク。A waveguide i of the first waveguide group (N is an integer from 1 to N) and 2 a · N (a is 2), which are composed of N waveguides (N is an integer equal to or greater than 2 ). The wavelength of the light transmitted between the waveguides j of the second waveguide group (where j is an integer from 1 to 2 a · N) arranged in order, consisting of waveguides of the above integer) is λ <k> (K is an integer represented by i + j−1) and an arrayed waveguide grating,
Of the second waveguide group of the arrayed waveguide grating, the m-th waveguide (m is an integer from 1 to N) and the m + sN-th (s is an integer from 1 to 2 a −1). Bundled into N waveguides by optical combining / dividing means connecting all of the waveguides of
While N waveguides that are bundled and arranged in order by the optical combining / dividing means are used as input ports, and N waveguides that are arranged in order in the arrayed waveguide diffraction grating are used as output ports,
The input / output ports are paired so that the p-th (p = 1, 2, 3,...) Of the input ports and the q-th (q = 1, 2, 3,...) Of the output ports have a relationship of p + q = N + 1. An optical communication network comprising a transmission / reception device. 〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載する光通信ネットワークにおいて、
アレイ導波路回折格子及び光合分流手段は同一基板上に形成した構成であることを特徴とする光通信ネットワーク。In the optical communication network described in [Claim 1] or [Claim 2],
An optical communication network characterized in that the arrayed waveguide diffraction grating and the optical combining / splitting means are formed on the same substrate.
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