JP4169869B2

JP4169869B2 - Ｗｄｍ光インターフェース装置

Info

Publication number: JP4169869B2
Application number: JP17339399A
Authority: JP
Inventors: 規夫坂井田; 昇高知尾; 正文古賀; 尚生吉永
Original assignee: NTT Communications Corp
Current assignee: NTT Communications Corp
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: JP2001007766A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）光インターフェース装置に係り、特に光ネットワークシステムや光伝送装置等に用いられるＷＤＭ光インターフェース装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＷＤＭ技術は周知のように、種々の情報を波長の異なる光信号に重畳させて一度に大量の情報を伝送する技術である。ＷＤＭ技術で用いられる波長は、世界的に規格化が進められており、使用される波長はほぼ定まりつつある。しかし、その規格は使用可能な波長を複数定めているだけであり、多重度に応じて使用する波長の数が異なったり、同じ数の波長を使用する場合であっても異なるシステム間で使用する波長の一部が異なる場合がある。このような場合に、それらのシステム間で情報が授受されるためには、波長を変換したり波形整形を行うＷＤＭインターフェース装置が必要となる。
【０００３】
従来のＷＤＭ光インターフェース装置は、入力される光信号を電気信号に変換し、電気的手段により情報の有無を検知して再生し、再生した信号に基づいて送信先のシステムに適合する波長の光信号を生成している。このような構成を有することにより、光信号に変換する段において、送信先のシステムが使用している波長に適合させることができ、その結果、異なる波長を使用するシステム間でも情報の授受を行うことができる。また、上記波長変換を行うととも入力された光信号の波形整形も行っているので、信頼性の向上にもつながる。このように、一般的にＷＤＭ光インターフェース装置を介してフォトニックトランスポートシステムと、時間軸上で情報の多重分離を行う電気的伝達装置等から送出された１波又は複数の波長多重された信号光とが相互接続されている。
【０００４】
図６は、従来のＷＤＭ光インターフェース装置とフォトニックトランスポートシステムとの接続構成を示す図である。
図６に示されたように、伝送路を含むフォトニックトランスポートシステム部１１０の両端にＷＤＭインターフェース装置部１００，１００が設けられている。ＷＤＭ光インターフェース装置部１００は、１又は複数のＷＤＭ光インターフェース装置１０２から構成される。尚、図６では、信号光が一方向のみに伝搬する場合の構成のみを示しているが、他の方向に伝搬する場合も同様な構成となる。
【０００５】
図７は、ＷＤＭ光インターフェース装置部１００のみを示した図である。一般的にＷＤＭインターフェース装置部１００は、１又は複数のＷＤＭ光インターフェース装置１０２を有し、情報が重畳された光信号が入力される。ＷＤＭ光インターフェース装置１０２は多重化されてないある波長の光信号λ_x（各ＷＤＭ光インターフェース装置１０２に入力される光信号の波長は同一であってもよい）が入力され、この入力信号を例えばフォトニックトランスポートシステム部１１０で使用される波長に適合した波長（λ₁〜λ_mの何れか）に変換するとともに、波形整形を行う。尚、図７は、フォトニックトランスポートシステム部１１０の入力側に用いられるＷＤＭインターフェース装置部１００について図示しているが、フォトニックトランスポートシステム部１１０の出力側に用いられるＷＤＭインターフェース装置１０２は、図示しない出力側に設けられる装置に適合した波長に波長変換を行う。
【０００６】
次に、ＷＤＭ光インターフェース装置１０２の内部構成について説明する。
図８は、従来のＷＤＭ光インターフェース装置の構成例を示すブロック図である。図８に示されたように従来のＷＤＭ光インターフェース装置１０２は、光受信部１３０と光送信部１５０とから構成されている。光受信部１３０は、入力光を電気信号に変換する光検出器１３２と、光検出器１３２で検出された微弱な電気信号を所定のレベルまで増幅する前置増幅器１３４と、前置増幅器１３４で増幅された電気信号を更に増幅するとともに電気信号の波形整形を行う等化増幅器１３６と、波形整形された電気信号を、信号のタイミングを規定するタイミング回路１４０から出力されるタイミング信号を用いて識別し、新たなディジタル電気信号を生成する識別再生器１４０とから構成される。尚、図８中では、各ブロックで入出力される電気信号を点線の矢印で示してある。
【０００７】
また、光送信部１５０は、レーザ１５２から出射される光信号を変調する変調器１５４と、上述の識別再生器１３８から出力されるディジタル電気信号に基づき、光変調器１５４を駆動する変調器駆動回路１５６と、レーザ１５２の注入電流を制御することにより、レーザ１５２の光パワーを制御する注入電流制御回路１６０と、レーザ１５２の温度を制御することによりレーザ１５２の発振周波数を制御する温度制御回路１５８とから構成される。上記レーザ１５２としては、例えばＤＦＢ半導体レーザが用いられる。
【０００８】
図６に戻り、フォトニックトランスポートシステム部１１０は、入力側に設けられたＷＤＭインターフェース装置部１００各々から出力される光信号を波長多重する合波器１１２と、波長多重された信号光を増幅する複数の光アンプ１１４と、伝送路をなす光ファイバ１１６と、波長多重された信号光を波長毎に分離する分波器１１８とから構成される。このフォトニックトランスポートシステム部１１０は、例えば、東京・大阪間に亘って設けられる規模のものである。つまり、合波器１１２が東京に、分波器１１８が大阪にそれぞれ設けられ光ファイバ１１６がこれらを接続している。尚、当然のことながら、東京・大阪間に亘って設けられる規模よりも小さい規模であってもよく、更に日本と外国との間に亘って設けられる規模であってもよい。
【０００９】
次に、従来の装置の動作を説明する。尚、図６に示したシステムでは、ＷＤＭインターフェース１００及びフォトニックトランスポートシステム部１１０で用いられる波長はλ₁〜λ_mで示される波長である。
まず、図６に示されたように、波長λ₁〜λ_mの信号光がＷＤＭインターフェース装置部１００に入力されると、これらの信号光は各波長毎に異なるＷＤＭインターフェース装置１０２に入力される。図８を参照すると、各ＷＤＭインターフェース装置１０２に入力された光信号は、光検出器１３２で電気信号に変換され、前置増幅器１３４で増幅され、等化増幅器１３６で波形整形される。波形整形された電気信号は、識別再生器１３８及びタイミング回路１４０に入力され、タイミング回路１４０ではタイミング信号が抽出される。
【００１０】
また、識別再生器１３８では、入力される波形整形された信号をタイミング回路１４０から出力されるタイミング信号を用いて識別し、新たなディジタル電気信号を生成する。このディジタル電気信号は変調器駆動回路１５６に入力される。変調器駆動回路１５６は、入力されるディジタル電気信号に基づいて光変調器１５４を制御し、レーザ１５２から出射される出力光のパワーを変調する。また、注入電流制御回路１６０はレーザ１５２の注入電流を制御することにより、レーザ１５２の光パワーを制御し、温度制御回路１５８はレーザ１５２の温度を制御することによりレーザ１５２の発振周波数を制御する。このようにしてＷＤＭインターフェース装置１０２は、入力された信号光の波形と一致した信号光を出力する。
【００１１】
各ＷＤＭ光インターフェース装置１０２から出力された信号光は、フォトニックトランスポートシステム部１１０中の合波器１１２に入力され、波長多重されて出力される。合波器１１２から出力された、波長多重された信号光は光アンプ１１４で増幅されながら光ファイバ１１６中を伝搬し分波器１１８に入力する。分波器１１８に入力された光信号は各波長毎に分離されて出力される。波長毎に分離された信号光は、出力側に設けられたＷＤＭインターフェース装置部１００に入力される。ＷＤＭインターフェース装置部１００に入力された信号光は、各波長毎に異なるＷＤＭインターフェース装置１０２に入力され、光検出器１３２で電気信号に変換され、前置増幅器１３４で増幅され、等化増幅器１３６で波形整形される。
【００１２】
その後、波形整形された電気信号は、識別再生器１３８及びタイミング回路１４０に入力され、タイミング回路１４０ではタイミング信号が抽出される。更に、識別再生器１３８で、入力される波形整形された信号をタイミング回路１４０から出力されるタイミング信号を用いて識別し、新たなディジタル電気信号を生成する。このディジタル電気信号は変調器駆動回路１５６に入力される。変調器駆動回路１５６は、入力されるディジタル電気信号に基づいて光変調器１５４を制御し、レーザ１５２から出射される出力光のパワーを変調する。また、注入電流制御回路１６０はレーザ１５２の注入電流を制御することにより、レーザ１５２の光パワーを制御し、温度制御回路１５８はレーザ１５２の温度を制御することによりレーザ１５２の発振周波数を制御する。このようにしてＷＤＭインターフェース装置１０２は、入力された信号光の波形と一致した信号光を出力する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のＷＤＭ光インターフェース装置１０２では、光信号を電気信号に変換し、電気段で識別再生処理をした後、再び光信号に変換し、元の送信パルス波形を再生している。従って、従来のＷＤＭ光インターフェース装置１０２は、伝送速度に依存した光インターフェース装置となっていた。また、構成が複雑となり、更に高速信号を処理する場合には高速で動作する電気回路が必要であり、低消費電力化を図ることが困難であった。
【００１４】
また、ＷＤＭインターフェース装置部１００は、一般的にフォトニックトランスポートシステム部１１０で用いられる波長と、図示しない送信装置又は受信装置で用いられる波長とが異なる場合に波長変換を行うために用いられるものである。しかし、従来は、フォトニックトランスポートシステム部１１０で用いられる波長と、図示しない送信装置又は受信装置で用いられる波長とが同一であってもＷＤＭインターフェース装置１０２が用いられており、無駄が生じている。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、時間軸上で情報の多重分離を行う電気的伝送装置から送出された１波又は複数波長信号光とフォトニックトランスポートシステムとを電気信号に変換することなく異種速度光信号に対してトランスペアレント（ビットレートフリー）に接続するＷＤＭ光インターフェース装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のＷＤＭ光インターフェース装置は、波長の異なる信号光を伝送するフォトニックトランスポートシステムと、時間軸上で情報の多重分離を行う電気的伝達装置から送出された、１波又は複数波長多重された信号光とを接続するＷＤＭインターフェース装置において、各波長の信号光は、電気的伝達装置及びフォトニックトランスポートシステムで用いることのできる波長、波長精度、光電力、光信号対雑音比、分散耐力を有しており、当該信号光を電気的光学的手段により識別再生されることなく相互に接続されており、前記フォトニックトランスポートシステムに接続される信号光が規定された波長から一定量以上ずれた場合、前記フォトニックトランスポートシステムへの出力を遮断する遮断手段を具備することを特徴とする。
また、本発明は、前記信号光の光周波数が１９３．１００ＴＨＺ±５０ＧＨＺ×Ｎ（Ｎは整数）上に配置され、前記信号光の光周波数確度が周波数間隔×１０％以内であることを特徴とする。
また、本発明は、出力する信号光の電力を、前記フォトニックトランスポートシステムに等化する光電力等化手段を具備することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態によるＷＤＭ光インターフェース装置について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるＷＤＭ光インターフェース装置とフォトニックトランスポートシステムとの接続構成を示す図である。
図１に示されたように、伝送路を含むフォトニックトランスポートシステム部２０の両端に本発明の一実施形態によるＷＤＭインターフェース装置１２を有するＷＤＭインターフェース装置部１０，１０が設けられている。ＷＤＭ光インターフェース装置部１０は、１又は複数のＷＤＭ光インターフェース装置１２を有している。尚、図１では、信号光が一方向のみに伝搬する場合の構成のみを示しているが、他の方向に伝搬する場合も同様な構成となる。尚、本実施形態においては、フォトニックトランスポートシステム部２０の入力側に設けられるＷＤＭインターフェース装置部１０に入力される信号光の波長と、フォトニックトランスポートシステム部２０の出力側に設けられるＷＤＭインターフェース装置部１０から出力される信号光の波長とは同一である。
【００１８】
フォトニックトランスポートシステム部２０は、入力側に設けられたＷＤＭインターフェース装置部１０各々から出力される光信号を波長多重する合波器２２と、波長多重された信号光を増幅する光アンプ２４と、伝送路をなす光ファイバ２６と、波長多重された信号光を波長毎に分離する分波器２８とから構成される。このフォトニックトランスポートシステム部２０は、例えば、東京・大阪間に亘って設けられる規模のものである。つまり、合波器２２が東京に、分波器２８が大阪にそれぞれ設けられ光ファイバ２６がこれらを接続している。尚、当然のことながら、東京・大阪間に亘って設けられる規模よりも小さい規模であってもよく、更に日本と外国との間に亘って設けられる規模であってもよい。尚、図１に示したフォトニックトランスポートシステム部２０は波長の異なる信号光を合波する合波器、多重化された信号光を分波する分波器を備えているが、これ以外に特定の波長をＡＤＤ／Ｄｒｏｐする装置又は経路制御を行うルーティング装置を備えていても良い。
【００１９】
図２は、ＷＤＭ光インターフェース装置部１０のみを示した図である。ＷＤＭインターフェース装置部１０は、１又は複数のＷＤＭ光インターフェース装置１２を有し、情報が重畳された光信号が入力される。ＷＤＭ光インターフェース装置１２は多重化されてない波長λ₁〜λ_mの何れかの信号光が入力され、この入力信号を、入力される波長と同一の波長λ₁〜λ_mの何れかの信号光として出力する。ＷＤＭ光インターフェース装置１２は、従来の装置のように、入力される信号光を電気信号に変換してから更に信号光に変換することは行わない。図２に示されたように、本実施形態のＷＤＭ光インターフェース装置１２に入力される信号光と出力される信号光との信号光周波数は、例えば１９３．１００ＴＨｚ±５０ＧＨｚ×Ｎ（Ｎは整数）であり、信号光周波数確度は例えば±（周波数間）×１０％以内である。
【００２０】
次に、ＷＤＭ光インターフェース装置１２について詳細に説明する。
図３は、ＷＤＭ光インターフェース装置１２の第１構成例を示す図である。図３において、ＷＤＭ光インターフェース装置１２に入力される信号光と出力される信号光との信号光周波数が図２に示した数値、つまり１９３．１００ＴＨｚ±５０ＧＨｚ×Ｎ（Ｎは整数）であり、信号光周波数確度が例えば±（周波数間）×１０％以内である。
【００２１】
ＷＤＭ光インターフェース装置１２は、入出力される信号光は、入力される信号光と出力される信号光とがこれらの値を満足できるのが明らかであれば入力される信号光をそのまま出力する。つまり、信号光と出力される信号光とが上記の値を満足できるのが明らかである場合には、ＷＤＭ光インターフェース装置をいわば省略することができる。また、例えば入力される信号光が、上記値を満足することができるか否かが不明である場合には、ＷＤＭ光インターフェース装置１２内に監視回路（例えば、光スペクトラムアナライザ）を設け、入力光電力、信号光対雑音比、及び分散耐力を測定し、これらの値が所定の規定値を満足しているか否かを判断するようにしてもよい。
【００２２】
これにより、波長多重を有するフォトニックトランスポートシステムと時間軸上で情報の多重分離を行う電気的伝達装置から送出された、１波または複数波長多重された信号光との信号光波長整合をとることができるようになる。
同時に、ＷＤＭ光インターフェース装置１２には、信号光対雑比および分散耐力を規定することで、相互接続することができるようになる。フォトニックトランスポートシステムにおいては、伝送ファイバ光損失や分散等から波形劣化及び信号光対雑音比が劣化することから、ＷＤＭ光インターフェース装置における信号光の最低信号光の最低信号光対雑音比及び必要分散耐力を規定する。これにより、信号光対雑音比劣化及び波形劣化に対する問題を回避することができ、電気的または光学的手段により識別再生されることなく相互接続することができるようになる。
【００２３】
図４は、ＷＤＭ光インターフェース装置１２の第２構成例を示す図である。
図４に示したＷＤＭ光インターフェース装置は、入力される信号光のパワーを測定する測定装置（図示省略）と、測定装置の測定結果に基づき、入力される信号光のパワーを後段の装置（図示省略）に適合した光パワーに等化する光電力等化器４２とを備えている。
光電力等化器４２としては、マッハツェンダー干渉計を利用した光ゲートスイッチなどが挙げられる。従って、例えば、任意の光電力レベルで入力された各々の光信号をＷＤＭ光インターフェース装置１２で同一の光電力レベルに調整することで、チャンネルによるバラツキを避けることができるようになる。
【００２４】
図５は、ＷＤＭ光インターフェース装置１２の第３構成例を示す図である。
図５に示したＷＤＭ光インターフェース装置１２は、出力光を遮断する機能を有する。以下、詳細に説明する。
このＷＤＭ光インターフェース装置１２は、入力される信号光を２つに分離する光分離器５２と、分離された一方の信号光が入力され、後述する駆動回路５８から出力される制御信号に基づき入力される信号光を通過又は遮断する光遮断機６０と、分離された他方の信号光を用いて信号光の波長を監視するために電気信号に変換する波長監視装置５４と、波長監視装置５６から出力される信号に基づき入力される信号光の波長が規定波長からずれているか否かを判定する判定回路５６と、入力される信号光の波長が規定波長からずれているものであると判定回路５６が判断した場合に、光遮断器６０に対して入力される信号光を遮断する旨の制御信号を出力する駆動回路５８とを有している。
【００２５】
信号光がＷＤＭ光インターフェース装置１２に入力されると、光分離器５２によって２つの信号光に分離され、分離された信号光の一方は光遮断器６０に入力され、他方は波長監視装置５４へ入力される。波長監視装置５４へ入力された信号光は電気信号に変換され、判別回路５６において、入力される信号光の波長が規定波長からずれているか否かが判定される。入力される信号光の波長が規定波長からずれていないと判定回路５６が判断した場合には、駆動回路５８は光遮断器６０に対して制御信号を出力しないため、光遮断器６０に入力された信号光はそのまま出力される。一方、入力される信号光の波長が規定波長からずれていると判定回路５６が判断した場合には、駆動回路５８は光遮断器６０に対して制御信号を出力し、光遮断器６０は入力された信号光を遮断する。このように構成することで、規定以外の波長の信号光が出力されないため、システム間を接続するインターフェースとしては接続上好都合である。
【００２６】
以上、ＷＤＭ光インターフェース装置の構成例について説明したが、第２構成例に示した光電力等化器と第３構成例に示した光遮断器とを組み合わせ、信号光を遮断せずに出力する場合には等化処理を施してから出力するようにしてもよい。また、図１等に示したＷＤＭ光インターフェース装置部１０は、図３〜図５に示したＷＤＭ光インターフェース装置１２と図８に示した従来のＷＤＭ光インターフェース装置１０２とを組み合わせて構成してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気的伝達装置及びフォトニックトランスポートシステムで用いることのできる波長、波長精度、光電力、光信号対雑音比、分散耐力を有する信号光を用いることで、電気的又は光学的手段により識別再生することはなくトランスペアレントに電気的伝達装置から送出された信号光とフォトニックトランスポートシステムとを接続することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるＷＤＭ光インターフェース装置とフォトニックトランスポートシステムとの接続構成を示す図である。
【図２】ＷＤＭ光インターフェース装置部１０のみを示した図である。
【図３】ＷＤＭ光インターフェース装置１２の第１構成例を示す図である。
【図４】ＷＤＭ光インターフェース装置１２の第２構成例を示す図である。
【図５】ＷＤＭ光インターフェース装置１２の第３構成例を示す図である。
【図６】従来のＷＤＭ光インターフェース装置とフォトニックトランスポートシステムとの接続構成を示す図である。
【図７】ＷＤＭ光インターフェース装置部１００のみを示した図である。
【図８】従来のＷＤＭ光インターフェース装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１２…ＷＤＭ光インターフェース装置、２０…フォトニックトランスポートシステム、４２…光電力等化器（光電力等化手段）、５４…波長監視装置（遮断手段）、５６…判定回路（遮断手段）、５８…駆動回路（遮断手段）、６０…光遮断器（遮断手段）。

Claims

波長の異なる信号光を伝送するフォトニックトランスポートシステムと、時間軸上で情報の多重分離を行う電気的伝達装置から送出された、１波又は複数波長多重された信号光とを接続するＷＤＭインターフェース装置において、
各波長の信号光は、電気的伝達装置及びフォトニックトランスポートシステムで用いることのできる波長、波長精度、光電力、光信号対雑音比、分散耐力を有しており、当該信号光を電気的光学的手段により識別再生されることなく相互に接続されており、
前記フォトニックトランスポートシステムに接続される信号光が規定された波長から一定量以上ずれた場合、前記フォトニックトランスポートシステムへの出力を遮断する遮断手段を具備することを特徴とするＷＤＭ光インターフェース装置。
前記信号光の光周波数が１９３．１００ＴＨＺ±５０ＧＨＺ×Ｎ（Ｎは整数）上に配置され、前記信号光の光周波数確度が周波数間隔×１０％以内であることを特徴とする請求項１記載のＷＤＭ光インターフェース装置。
出力する信号光の電力を、前記フォトニックトランスポートシステムに等化する光電力等化手段を具備することを特徴とする請求項１記載のＷＤＭ光インターフェース装置。