JP3811332B2

JP3811332B2 - 光伝送システム

Info

Publication number: JP3811332B2
Application number: JP2000152819A
Authority: JP
Inventors: 秀雄川田; 利彦杉江
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP2001333047A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ）技術を用いた数チャネル程度のアクセス系のサービス多重に適用される光伝送システムに関する。
【０００２】
本発明の光伝送システムは、例えばインターネット接続サービス（ＩＰサービス）とＣＡＴＶ映像伝送サービスとＩＳＤＮサービスの各信号光をＷＤＭ伝送する場合や、ＡＴＭシステムとＣＡＴＶ映像伝送サービスの各信号光をＷＤＭ伝送する場合などに適用される。
【０００３】
【従来の技術】
図７〜１０は、複数の異なったサービスを提供するための従来の光伝送システムの構成例を示す。
【０００４】
図７は、それぞれのサービスを提供するシステムごとに伝送用の光ファイバを用意する例を示す。各光ファイバ５１−１〜５１−ｎの一端には、サービスを提供するセンタ側の光回線終端装置（ＯＬＴ）５２−１〜５２−ｎを介してそれぞれサービスノード５３−１〜５３−ｎが接続され、他端にはユーザ側の光回線終端装置（ＯＮＵ）５４−１〜５４−ｎを介してそれぞれサービス端末５５−１〜５５−ｎが接続される。
【０００５】
図８は、複数のサービスを電気的に多重し、多重化信号として１波長で伝送する例を示す。光ファイバ５１の一端には、センタ側の光回線終端装置（ＯＬＴ）５２および電気多重分離装置５６を介してサービスノード５３−１〜５３−ｎが接続され、他端にはユーザ側の光回線終端装置（ＯＮＵ）５４および電気多重分離装置５７を介してサービス端末５５−１〜５５−ｎが接続される。
【０００６】
図９は、２種類のサービスを異なる波長帯（ 1.3μｍと 1.5μｍ）に割り当ててＷＤＭ伝送する例を示す。ここでは、光パッシブネットワーク（ＰＯＮ）構成を示し、１組のサービスノード５３−１，５３−２に対して、複数組のサービス端末５５−１，５５−２（図では１組のみを示す）が光スターカプラ５８を介して並列に接続される。光ファイバ５１の一端には、光合分波器５９で合分波される各波長対応にセンタ側の光回線終端装置（ＯＬＴ）５２−１，５２−２を介してそれぞれサービスノード５３−１，５３−２が接続され、他端には光合分波器６０で合分波される各波長対応にユーザ側の光回線終端装置（ＯＮＵ）５４−１，５４−２を介してそれぞれサービス端末５５−１，５５−２が接続される。
【０００７】
図１０は、複数のサービスを高精度に波長制御された複数の波長に割り当ててＷＤＭ伝送する例（高密度ＷＤＭ、ＤＷＤＭ）を示す。光ファイバ５１の一端には、光合分波器６１で合分波される各波長対応にセンタ側の光回線終端装置（ＯＬＴ）５２−１〜５２−ｎを介してそれぞれサービスノード５３−１〜５３−ｎが接続され、他端には光合分波器６２で合分波される各波長対応にユーザ側の光回線終端装置（ＯＮＵ）５４−１〜５４−ｎを介してそれぞれサービスノード５５−１〜５５−ｎが接続される。さらに、本構成では、波長間隔が１ｎｍ以下となるために、各波長を安定化制御する波長誤差識別回路６４および波長制御回路６５が備えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す構成は、提供するサービスごとに光ファイバを用意する必要があり、サービス数に比例してシステムコストが増大する。
【０００９】
図８に示す構成は、電気多重分離するための仕組みが必要になるとともに、多重化するサービスの組合せごとに装置構成が異なり、かつ運用管理するためのオペレーションシステムも新たなものが必要になる。
【００１０】
図９に示す構成は、 200ｎｍ程度離れた２波長を使用するために、光源および光合分波器として比較的安価なものを利用できるが、高々２つ程度のサービスが提供できるだけである。
【００１１】
図１０に示すＤＷＤＭは、たとえば数波〜 100波程度の多重度が得られるので複数のサービスの提供が可能となるが、ＷＤＭ光源や光合分波器（フィルタ）に 0.1ｎｍ以下の高精度な波長制御が必要になり、波長安定化手段を含めてシステム全体のコストが極めて高くなる。
【００１２】
このように各従来構成には問題点があるが、既存の光伝送システムやオペレーションシステムを活かしながらアクセス系への適用形態を考慮すると、図９または図１０に示す構成が有力である。しかし、前者はシステムコストが安価であるが、提供可能なサービスが２つ程度であり、後者は多数のサービスを提供可能であるが、システムコストが高価になる問題がある。すなわち、アクセス系において３〜６種程度のサービスを安価に提供する最適なシステムは、現在のところ実用化されていない。
【００１３】
また、図９または図１０に示すシステムでは、各サービスに割り当てる波長帯域Δλs と非割当波長域Δλc から信号波長占有比を
Ｒ＝Δλs／(Δλs＋Δλc)
と定義すると、共にＲが 0.5以下となり、必ずしも帯域の利用効率が高いとは言えなかった。
【００１４】
本発明は、既存の安価な装置を利用しながら３〜６種程度のサービスを柔軟に追加・多重可能であり、さらに帯域の利用効率を高めることができる経済的な光伝送システムを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の光伝送システムは、ＷＤＭの多重度を上げる際に、ＤＷＤＭシステムのような高精度な波長制御を不要とするために、温度変動に対して発振波長変動が比較的少ない光源を用い、さらに各サービスに割り当てる波長帯域および非割当波長域を温度変動を見越して設定する。例えば、ＷＤＭ光源として、単一波長で動作する分布帰還型レーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）を用いる。ＤＦＢ−ＬＤの温度変動に対する発振波長の変動は 0.1ｎｍ／℃であるので、100 ℃の温度変動に対して波長変動は高々10ｎｍ程度になり、各チャネルの中心波長間隔を20ｎｍ程度に設定すれば十分に対応可能である。
【００１６】
すなわち、図２に示すように、各チャネルの中心波長間隔20ｎｍに対して、温度変動による波長変動分にマージンを加えて各チャネルに割り当てる波長帯域Δλs を15ｎｍに設定すると、各非割当波長域Δλc は５ｎｍとなり、従来のＤＷＤＭに比べて１桁以上も大きく緩和できる。この場合には、光合分波器に要求される波長特性も緩和でき、比較的安価な光フィルタ等を用いて構成することができる。なお、1.5 μｍ帯では５〜６波程度の波長帯域を確保できるので、一部双方向で２波使用するとしても、サービスとして３種類程度の提供が可能となる。1.3 μｍ帯でも同様である。また、信号波長占有比はＲ＝15／（15＋５）＝0.75となり、帯域の利用効率も高めることができる。
【００１７】
このような光伝送システムは、既存の光送受信部の変更だけで対応でき、多くの電子回路やオペレーションシステムなどはそのまま使用することができるので、経済的なサービス多重が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示す。ここでは、光パッシブネットワーク（ＰＯＮ）構成をベースに、ＩＳＤＮサービス、ＣＡＴＶ映像伝送サービス、ＩＰサービスをＷＤＭにより同時に提供するシステム構成を示す。各サービスに割り当てる波長は、図３に示すように、ＩＳＤＮサービスに 1.3μｍ、ＣＡＴＶ映像伝送サービスに1.5₀μｍ、ＩＰサービスの上り用および下り用にそれぞれ1.5+μｍ、1.5-μｍを割り当てるものとする（1.5-μｍ＜1.5₀μｍ＜1.5+μｍ）。
【００１９】
図において、光ファイバ１０のセンタ側には、光ファイバ１０の終端および光線路保守支援システム（ＡＵＲＯＲＡ）１１を収容するＦＴＭ（Fiber Termination Module）１２、ＩＳＤＮおよびＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（ 1.3μｍ，1.5₀μｍ）とＩＰサービスの信号光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を多重分離する光合分波器１３、光スターカプラ１４、ＩＳＤＮサービスの信号光（ 1.3μｍ）とＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5₀μｍ）を多重分離する光合分波器１５、ＩＳＤＮサービス用の光回線終端装置（ＳＴＭ−ＯＬＴ）１６、ＣＡＴＶ映像伝送サービス用の光回線終端装置（ＳＣＭ−ＯＬＴ）１７、ＩＰサービスの送受信光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を分離する光合分波器１８、光電気変換器（Ｏ／Ｅ）１９、ルータ２０が配置される。
【００２０】
光ファイバ１０のユーザ側には、ＩＳＤＮの信号光（ 1.3μｍ）とＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5₀μｍ）とＩＰサービスの信号光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を多重分離する光合分波器２１、ＩＳＤＮサービス用の光回線終端装置（ＳＴＭ−ＯＮＵ）２２、電話機２３、ＣＡＴＶ映像伝送サービス用の光回線終端装置（ＳＣＭ−ＯＮＵ）２４、ＶＯＤ用端末（ＳＴＢ）２５、テレビ装置（ＴＶ）２６、ＩＰサービスの送受信光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を分離する光合分波器２７、光電気変換器（Ｏ／Ｅ）２８、ルータ２９が配置される。
【００２１】
ここで、図４を参照して各光合分波器の構成について説明する。図４(1) は、光合分波器１８（２７）を構成するＷＤＭフィルタ３１を示す。ＷＤＭフィルタ３１は、ＩＰサービスの送受信光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を分離する。この送受信光の波長間隔は30ｎｍ以上になるので、高価な光フィルタを用いなくても十分に分離可能である。
【００２２】
図４(2) は、光合分波器１５を構成するＷＤＭフィルタ３２を示す。ＷＤＭフィルタ３２は、ＩＳＤＮサービスの信号光（ 1.3μｍ）とＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5₀μｍ）を多重分離する。
【００２３】
図４(3) は、光合分波器１３を構成するＷＤＭフィルタ３３〜３５を示す。ＷＤＭフィルタ３３は、ＩＳＤＮサービスの信号光（ 1.3μｍ）とＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5₀μｍ）を多重分離し、ＩＳＤＮサービスの信号光（ 1.3μｍ）はＷＤＭフィルタ３５に接続される。ＷＤＭフィルタ３４は、ＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5₀μｍ）とＩＰサービスの信号光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を多重分離する。ＷＤＭフィルタ３５は、ＷＤＭフィルタ３３で多重分離された 1.3μｍのＩＳＤＮサービスの信号光と、 1.5μｍ帯のＣＡＴＶ映像伝送サービスおよびＩＰサービスの信号光を多重分離する。
【００２４】
図４(4) は、光合分波器２１を構成するＷＤＭフィルタ３６，３７を示す。ＷＤＭフィルタ３６は、 1.3μｍのＩＳＤＮサービスの信号光と、 1.5μｍ帯のＣＡＴＶ映像伝送サービスおよびＩＰサービスの信号光を多重分離する。ＷＤＭフィルタ３７は、ＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5₀μｍ）とＩＰサービスの信号光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を多重分離する。
【００２５】
なお、光線路保守支援システム（ＡＵＲＯＲＡ）１１が利用する監視光の波長を1.65μｍとすると、ＦＴＭ１２はこの監視光を合分波する機能を有する。また、光合分波器１３および光合分波器２１には、監視光（1.65μｍ）を遮断する光フィルタが備えられる。
【００２６】
また、ＷＤＭフィルタ３４，３７は、ＩＰサービスの信号光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）の間に、ＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5₀μｍ）を挿入することになるので、例えば遮断特性が５ｄＢ／ｎｍ以上で通過波長帯域20ｎｍ程度の特性が要求される。
【００２７】
また、各サービスに割り当てる波長の大小関係は、図３に示す例に限らない。例えば、1.5-μｍ＜1.5+μｍ＜1.5₀μｍのように設定してもよい。また、1.5₀μｍ＜1.5-μｍ＜1.5+μｍのように設定すると、光合分波器１３は、１つのハイパスフィルタ（またはローパスフィルタ）で対応可能である。一方、光合分波器２１は、ＩＳＤＮサービスの信号光（ 1.3μｍ）およびＣＡＴＶ映像伝送サービス（1.5₀μｍ）と、ＩＰサービスの信号光（1.5+μｍ、1.5-μｍ）を多重分離するＷＤＭフィルタと、ＩＳＤＮサービスの信号光（ 1.3μｍ）とＣＡＴＶ映像伝送サービス（1.5₀μｍ）を多重分離するＷＤＭフィルタで構成される。
【００２８】
本実施形態の構成では、３つのサービスを多重する光伝送システムを実現することができる。この光伝送システムは、波長制御を要する高精度の光源や光合分波器が不要となり、システム監視やオペレーションシステムは各サービスシステムのものを使用することができ、経済的なシステムとなる。
【００２９】
また、本実施形態では、スター型のＰＯＮ形態をベースに説明したが、ポイント・ツ・ポイント（Ｐ−Ｐ）の形態にも適用可能である。さらに、ＰＯＮ、Ｐ−Ｐのいずれに対してもＩＳＤＮサービスは多重せず、ＣＡＴＶ映像伝送サービスにＩＰサービスを多重伝送する形態としてもよい。
【００３０】
図５は、本発明の光伝送システムの第２の実施形態を示す。本実施形態は、ＡＴＭシステムにＣＡＴＶ映像伝送サービスを多重するものである。各サービスに割り当てる波長は、図６に示すように、ＡＴＭシステムの上り信号光として 1.3μｍ、下り信号光として1.5₀μｍを割り当て、ＣＡＴＶ映像伝送サービスに1.5-μｍ（または1.5+μｍ）を割り当てるものとする（1.5-μｍ＜1.5₀μｍ＜1.5+μｍ）。
【００３１】
図において、光ファイバ１０のセンタ側には、光スターカプラ１４、ＡＴＭシステムの信号光（ 1.3μｍ，1.5₀μｍ）とＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5-μｍ）を多重分離する光合分波器４１、ＡＴＭシステム用の光回線終端装置（ＯＬＴ）４２、ＣＡＴＶ映像伝送サービス用の光回線終端装置（ＳＣＭ−ＯＬＴ）１７が配置される。
【００３２】
光ファイバ１０のユーザ側には、ＡＴＭシステムの信号光（ 1.3μｍ，1.5₀μｍ）とＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5-μｍ）を多重分離する光合分波器４３、ＡＴＭシステム用の光回線終端装置（ＯＮＵ）４４、ＡＴＭ端末４５、ＣＡＴＶ映像伝送サービス用の光回線終端装置（ＳＣＭ−ＯＮＵ）２４、ＶＯＤ用端末（ＳＴＢ）２５、テレビ装置（ＴＶ）２６が配置される。
【００３３】
光合分波器４１，４３には、ＣＡＴＶ映像伝送サービスの信号光（1.5-μｍ）と、ＡＴＭシステムの信号光（ 1.3μｍ，1.5₀μｍ）を多重分離するＷＤＭフィルタ（バンドパスフィルタ）が用いられる。
【００３４】
本実施形態の構成では、ＡＴＭシステムのデータ伝送に加え、アナログ／ディジタル映像情報などの分配サービスの提供が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、ユーザに各種サービスを提供するアクセス系では、ＩＳＤＮサービス、ＣＡＴＶ映像伝送サービス、ＩＰサービス、ＡＴＭシステムなど、数種類程度のサービスを提供する光伝送システムとして、従来のＤＷＤＭは容量が大き過ぎる上に極めて高コストになる。それに対して、本発明の光伝送システムは、ＷＤＭ光源および光合分波器として波長制御を行わない構成とすることにより、既存のシステムやオペレーションシステムを最大限に活かしながら、各種サービスを経済的に、さらに柔軟かつ迅速に追加・多重伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光伝送システムの第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明の光伝送システムの波長配置例を示す図。
【図３】第１の実施形態の波長配置例を示す図。
【図４】第１の実施形態の光合分波器の構成例を示す図。
【図５】本発明の光伝送システムの第２の実施形態を示すブロック図。
【図６】第２の実施形態の波長配置例を示す図。
【図７】別線による従来の光伝送システムの構成例を示す図。
【図８】電気的多重を用いた従来の光伝送システムの構成例を示す図。
【図９】 1.3／1.5 μｍ帯のＷＤＭによる従来の光伝送システムの構成例を示す図。
【図１０】ＤＷＤＭによる従来の光伝送システムの構成例を示す図。
【符号の説明】
１０光ファイバ
１１光線路保守支援システム（ＡＵＲＯＲＡ）
１２ＦＴＭ（Fiber Termination Module）
１３，１５，１８，２１，２７光合分波器
１４光スターカプラ
１６ＩＳＤＮサービス用の光回線終端装置（ＳＴＭ−ＯＬＴ）
１７ＣＡＴＶ映像伝送サービス用の光回線終端装置（ＳＣＭ−ＯＬＴ）
１９，１８光電気変換器（Ｏ／Ｅ）
２０，２９ルータ
２２ＩＳＤＮサービス用の光回線終端装置（ＳＴＭ−ＯＮＵ）
２３電話機
２４ＣＡＴＶ映像伝送サービス用の光回線終端装置（ＳＣＭ−ＯＮＵ）
２５ＶＯＤ用端末（ＳＴＢ）
２６テレビ装置（ＴＶ）
３１〜３７ＷＤＭフィルタ
４１，４３光合分波器
４２ＡＴＭシステム用の光回線終端装置（ＯＬＴ）
４４ＡＴＭシステム用の光回線終端装置（ＯＮＵ）
４５ＡＴＭ端末

Claims

複数のサービスにそれぞれ波長を割り当て、１本の光ファイバを介して波長分割多重伝送する光伝送システムにおいて、
光源として単一波長の信号光を出力する分布回帰型レーザ (DFB-BL) を用い、
前記各種サービスに割り当てる１波長あたりの波長帯域を10〜15nmとし、かつ隣接する波長帯域との間に存在する波長を割り当てない非割当波長域を5〜10nmとすることにより、 1.3 μｍ帯または 1.5 μｍ帯で 2 〜 6 波長の波長帯域を確保するとともに、各波長の信号光を出力する前記光源および波長多重分離に用いる光合分波器として波長制御および温度制御しない装置構成とすることを特徴とする光伝送システム。