JP4233973B2 - 光通信ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数の通信ノードと、これらの通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御によって確立する波長ルーティングを利用した光通信ネットワークシステム及びその波長ルーティング装置に関する。

1本の光ファイバ内で、波長が異なる複数の光信号を多重化させて伝送する波長分割多重（WDM）通信技術は、2地点間の伝送容量を大幅に増加させた。しかしながら、現在、各通信ノードにおけるデータパケットのルーティングは、光信号を電気信号に変換して電気処理によって行っているため、ここがボトルネックとなって、伝送速度の高速化や大容量化に対応できなくなる。

この問題の解決策として、光信号を電気信号に変換することなく、WDMによって多重化された各光信号に行き先の情報を割り当てることによって、光の状態のままでルーティングする波長パスルーティングが提案されている。
図９は、波長ルーティング機能を有するアレイ導波路回折格子を用いて実現した波長パスルーティングをベースとした光通信ネットワークシステムである（たとえば、非特許文献1参照）。

図９に示す光通信ネットワークは、通信ノードが4つの場合を示しており、100-1〜100-4は通信ノード、110は4個の入力ポートと、4個の出力ポートを持つアレイ回折格子導波路、120-1〜120-4は各通信ノードからアレイ回折格子導波路110に向けて送信された光信号が通る上りの光伝送路、130-1〜130-4はアレイ導波路回折格子110から各通信ノードへ向けて光信号が通る下りの伝送路である。
アレイ導波路回折格子110は、入力ポート140-1〜140-4と出力ポート150-1〜150-4をもつ光部品であり、入力ポート140-1〜140-4に入力された光信号を出力する出力ポート150-1〜150-4は、その光信号の波長によって一意的に決定される。

上りの光伝送路120-1〜120-4はそれぞれアレイ導波路回折格子110の入力ポート140-1〜140-4に接続され、また下りの光伝送路130-1〜130-4はそれぞれアレイ導波路回折格子110の出力ポート150-1〜150-4に接続されている。
図２は4個の入力ポート140-1〜140-4と4個の出力ポート150-1〜150-4をもつ4×4アレイ導波路回折格子110の入力ポート140-1〜140-4と4個の出力ポート150-1〜150-4が波長によってどのように結ばれているかを示している。

例えば、図９において、入力ポート140-1にλ３の波長の光信号が入力されたとき、このλ３の光信号は出力ポート150-3より出力される。従って、通信ノード100-1から波長λ３の光信号を送出すると、λ３の光信号は光伝送路120-1を通ってアレイ導波路回折格子110の入力ポート140-1に入力し、波長ルーティングによりλ３の光信号は、光伝送路130-3を通って通信ノード100-3に届く。このように、アレイ導波路回折格子110の波長ルーティング機能を用いることにより、光信号を電気信号に変換することなく光信号の波長に基づいた光レイヤでのルーティングを行う、通信ノード100-1〜100-4間でフルメッシュ接続されたネットワーク通信が可能である。
K.Kato et. al. ,"32×32 full- mesh (1024 path) wavelength -routing WDM network based on uniform-loss cyclic-frequency arrayed waveguide grating " Electronics Letters, vol. 33, 1865-1866, 1977.

上述した従来のアレイ導波路回折格子110の波長ルーティングをベースとした光通信ネットワークシステムでは、通信ノード100-1は波長λ3の光信号により通信ノード100-3に情報を送ることができるが、通信ノード100-1から通信ノード100-3への通信容量を１波の光信号の伝送容量以上に増加させることは困難である。
即ち、従来技術では2つの通信ノード間に光パスを1つしか確立できない。このように、アレイ導波路回折格子110の波長ルーティングをベースとした従来構成の光通信ネットワークシステムでは、通信ノード間の光パスを増やすことによる通信容量の増加が非常に難しいという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、通信ノード間の光パスを増やすことができ、それによって通信容量を増加させることを可能にする、柔軟性や拡張性に優れた光通信ネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の通信ノードと、該通信ノード間の通信経路を光信号の属する波長帯域に基づいてルーティングする波長帯域ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長帯域ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて、前記波長帯域ルーティング装置は、前記光伝送路を介して前記通信ノードに１対１に接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の入力ポートと、前記光伝送路を介して前記通信ノードに１対１に接続されたＮ個の出力ポートとを備え、１つの入力ポートに入力された光信号を、その光信号の波長の属する波長帯域Ｂ_ｍ（波長帯域Ｂ_ｍ＝中心波長λＢ_ｍ±波長帯域幅Δλ_ｍ、ただしλＢ_ｍ＋Δλ_ｍ≦λＢ_ｍ＋１−Δλ_ｍ＋１、１≦ｍ≦Ｎ、ｍは整数）に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ異なる入力ポートから入力した同一の波長帯域に属する光信号はそれぞれ異なる出力ポートから出力し、前記通信ノードは、Ｋ（Ｋは２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｋ個の各入力ポートＩＰ［１］、ＩＰ［２］、ＩＰ［３］、…ＩＰ［Ｋ］はそれぞれ、波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｋの各波長帯域内に属する波長の光信号を前記出力ポートに出力するＫ×１波長帯域光合波器と、１つの出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｋ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ［１］、ＩＰ［２］、ＩＰ［３］、…ＩＰ［Ｋ］のｋ（ｋは整数、１≦ｋ≦Ｋ）番目のポートに接続され、接続されている前記入力ポートＩＰ［ｋ］に対して、波長帯域Ｂ_ｋに属する複数の波長の異なる光信号から成る波長多重光信号もしくは波長帯域Ｂ_ｋに属する単一の波長の光信号を送出する、少なくとも一つの光送信部と、Ｋ（Ｋは２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該１つの入力ポートは、波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｋの各波長帯域内に属する波長の光信号を、前記Ｋ個の出力ポートＯＰ［１］、ＯＰ［２］、ＯＰ［３］、…ＯＰ［Ｋ］に出力する１×Ｋ波長帯域光分離器と、１つの入力ポートを有し、前記１×Ｋ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ［１］、ＯＰ［２］、ＯＰ［３］、…ＯＰ［Ｋ］のｋ（ｋは整数、１≦ｋ≦Ｋ）番目のポートに１対１に接続され、接続されている当該入力ポー
トＯＰ［ｋ］より送出される、波長帯域Ｂ_ｋに属する複数の波長の異なる光信号から成る波長多重光信号を受信可能な、少なくとも一つの光受信部とを備え、前記Ｋ×１波長帯域光合波器の前記出力ポートが、前記波長帯域ルーティング装置の前記入力ポートに光導波路を介して１対１に接続されており、前記１×Ｋ波長帯域光分離器の前記入力ポートが、前記波長ルーティング装置の前記出力ポートに光導波路を介して１対１に接続され、前記１×Ｋ波長帯域光分離器とＫ×１波長帯域光合波器とに誘電体多層膜の光フィルタを用いていることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光通信ネットワークシステムにおいて、前記波長帯域ルーティング装置は、Ｊ（ＪはＮ以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該１つの入力ポートが前記波長帯域ルーティング装置のいずれかの入力ポートに１対１に接続され、当該１つの入力ポートから入力される波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｊの各波長帯域内に属する波長の光信号を、その属する波長帯域に応じてＪ個の前記出力ポートのうちのいずれかの出力ポートに出力するＮ個の１×Ｊ波長帯域光分離器と、１つの出力ポートとＪ個の入力ポートを有し、該出力ポートが前記波長帯域ルーティング装置のいずれかの出力ポートに１対１に接続され、前記波長帯域ルーティング装置の前記Ｎ個の各入力ポートより入力される波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｊの各波長帯域内に属する波長の光信号を、前記１つの出力ポートに出力するＮ個のＪ×１波長帯域光合波器とを備え、前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートはそれぞれ、異なる前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートのいずれかに、一つの前記Ｊ×１波長帯域光合波器に異なるポートから入力するそれぞれの光信号の属する波長帯域に重複がないように、１対１に接続されていることを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステムにおいて、前記光送信部は、1つの光送信機を備え、該光送信機が前記光送信部の出力ポートに接続されていることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステムにおいて、前記光送信部は、送出する光信号の波長が異なる複数の光送信機と、複数の入力ポートと1つの出力ポートを有し、当該入力ポートより入力した光信号を当該出力ポートより出力する光合波器を備えており、前記光合波器の出力ポートが前記光送信部の出力ポートに接続され、前記光合波器の入力ポートが前記光送信機に1対１に接続されていることを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステムにおいて、前記光受信部は、1つの光受信機を備え、該光受信機が前記光受信部の入力ポートに接続されていることを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステムにおいて、前記光受信部は、複数の光受信機と、複数の出力ポートと1つの入力ポートを有し、該入力ポートより入力した光信号をその波長に応じて前記複数の出力ポートのうちの何れかの出力ポートに出力する光分離器を備えており、前記光分離器の前記入力ポートが前記光受信部の入力ポートに接続され、前記光分離器の出力ポートが前記光受信機に1対1に接続されていることを特徴とする。

以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、複数の通信ノードとこれら通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御によって確立する波長ルーティングを利用した光通信ネットワークシステムにおいて、光信号の属する波長帯域によって入力ポートと出力ポートを接続する波長帯域ルーティング装置を用い、1つの波長帯域内で波長の異なる複数の光信号を同時に用いるようにしたので、通信ノード間の光パスの増設が可能になる。
また、波長ルーティング装置としてアレイ導波路回折格子を用いた従来の方式では光パスの増設は非常に困難であったため、本発明を用いることにより、波長ルーティングを用いた光通信ネットワークにおいて通信容量の拡張性や柔軟性を飛躍的に向上させることが可能になる。

また、請求項２に記載の発明では、所定の通信ノードから、例えば、波長帯域λB_ｍに属する波長の光信号が送出されると、この光信号は光伝送路を伝送し、波長帯域ルーティング装置の波長経路制御器の入力ポートに到達し、光信号の属する波長帯域に従って、所定の出力ポートから出力する。
波長帯域ルーティング装置の出力ポートから出力した光信号は、光伝送路を伝送し、通信ノードに達する。
このようにして、通信ノードから送信する光信号の波長を変えることで、一つの通信ノードから他の通信ノードへのデータの転送が可能である。

従来の波長ルーティング装置は一つのアレイ導波路回折格子で構成されていたために、通信ノード間に複数の光パスを設けることによって通信帯域を増大させることが困難であったのに対し、請求項２に記載の発明によれば、光信号の属する波長帯域によって入力ポートと出力ポートを接続する波長帯域ルーティング装置を用いているために、通信ノード間で、同一の波長帯域に属する波長の異なる複数の光信号を用いて複数の光パスを設けることができるので、容易に通信容量を増大させることが可能になる。

また、請求項３に記載の発明によれば、1つの入力ポートに入力された光信号をその波長帯域に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ1つの出力ポートから出力される光の波長帯域が入力ポートごとに異なる波長帯域ルーティングを行うことが可能となる。

また、請求項４、５に記載の発明によれば、ある波長帯域内における異なる波長の複数の光信号を同時に1つの光送信部から送出することが可能になり、それによって通信ノード間の光パスを増やすことができるようになる。

また、請求項６、７に記載の発明によれば、ある波長帯域内における異なる波長の複数の光信号を同時に1つの光受信部で受信することが可能になり、それによって通信ノード間の光パスを増やすことができるようになる。

また、請求項８、９、１０に記載の発明によれば、請求項２乃至７のいずれかに記載の発明と同様の効果が得られる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。尚、本実施形態では、本発明の光通信ネットワークシステムにおける波長ルーティング装置の装置入力ポートおよび装置出力ポートの数Nとして、それぞれ３を例にとって説明しているが、これに限定されるものではなく、Nは２以上の整数であればよい。

図１は、本発明の第1実施形態に係る光通信ネットワークシステムを示す構成図である。図１において、200-1〜200-3は通信ノード、210は波長帯域ルーティング装置、220-1〜220-3ならびに230-1〜230-3は通信ノード200-1〜200-3と波長帯域ルーティング装置210を接続する光伝送路（光ファイバ）である。
また、波長帯域ルーティング装置210は、3個の装置入力ポート210-11〜210-13及び3個の装置出力ポート210-21〜210-23を備えている。

次に、波長帯域ルーティング装置210を構成する部品について詳細に説明する。
波長帯域ルーティング装置210は、図２に示すように、3つの波長帯域光分離器310(310-1〜310-3)と、３つの波長帯域光合波器320(320-1〜320-3)とによって構成される。
波長帯域光分離器310は、図３に示すように、1つの入力ポート311と3つの出力ポート312-1〜312-3を有し、第ｎ（n=1,2,3）出力ポート312-ｎからは波長帯域B_ｎ(=中心波長λB_ｎ±波長帯域幅Δλ_ｎに属する波長の光が出力する。
本実施形態では、誘電体多層膜フィルタを活用した波長帯域光分離器310を用い、波長帯域はCWDM規格に基づいて、λB_１＝1510nm、λB_２＝1530nm、λB_３＝1550nm、Δλ_１＝Δλ_２＝Δλ_３＝9nmである。

波長帯域光合波器320は、図４に示すように、3つの入力ポート321-1〜321-3と１つの出力ポート322を有し、第ｎ（n=1,2,3）入力ポート312-ｎからは波長帯域λB_ｎ±波長帯域幅Δλ_ｎに属する波長の光が入力され、これら３つの入力ポート321-1〜321-3に入力された光信号を合波して出力ポート322から出力する。
本実施形態では、誘電体多層膜フィルタを活用した波長帯域光合波器320を用い、波長帯域はCWDM規格に基づいて、λB_１＝1510nm、λB_２＝1530nm、λB_３＝1550nm、Δλ_１＝Δλ_２＝Δλ_３＝9nmである。
尚、前記波長帯域光合波器としては、光の波長にかかわらず複数の入力ポートより入力した光信号を一つの出力ポートより出力する、光導波路や光ファイバを用いて構成された光カプラを用いてもよい。

波長帯域ルーティング装置210は、図２に示すように、第1波長帯域光分離器310-1の出力ポート312-1は第1波長帯域光合波器320-1の入力ポート321-1に、第1波長帯域光分離器310-1の出力ポート312-2は第２波長帯域光合波器320-2の入力ポート321-1に、第1波長帯域光分離器310-1の出力ポート312-3は第３波長帯域光合波器320-3の入力ポート321-1に接続され、第２波長帯域光分離器310-2の出力ポート312-1は第3波長帯域光合波器320-3の入力ポート321-2に、第２波長帯域光分離器310-2の出力ポート312-2は第1波長帯域光合波器320-1の入力ポート321-2に、第２波長帯域光分離器310-2の出力ポート312-3は第２波長帯域光合波器320-2の入力ポート321-2に接続され、第３波長帯域光分離器310-3の出力ポート312-1は第２波長帯域光合波器320-2の入力ポート321-3に、第３波長帯域光分離器310-3の出力ポート312-2は第3波長帯域光合波器320-3の入力ポート321-3に、第３波長帯域光分離器310-3の出力ポート312-3は第3波長帯域光合波器320-3の入力ポート321-3に接続されている。

また、第n波長帯域光分離器の入力ポートは波長帯域ルーティング装置の第ｎ入力ポートに接続されており、第ｎ波長帯域光合波器の出力ポートは波長帯域ルーティング装置の第ｎ出力ポートに接続されている。
以上のような構成を用いると、波長帯域ルーティング装置の３つの入力ポートと３つの出力ポートの波長帯域による入出力関係は図５に示すようになり、波長帯域ルーティング機能が実現される。
なお、波長帯域ルーティング装置の構成は、上記のものに限定されるものではなく、例えば、同様の波長ルーティング機能を備えたアレイ導波路回折格子などを用いてもよい。

次に、各通信ノード200-1〜200-3の構成について説明する。図６は、通信ノード200-1の構成を示す図である。220は通信ノード200-1から出力された光信号を波長帯域ルーティング装置210に導く光伝送路、230は波長帯域ルーティング装置から出力された光信号を通信ノード200-1に導く光伝送路である。
通信ノード200-1は、3つの入力ポートと1つの出力ポートを有する波長帯域光合波器240と、１つの入力ポートと3つの出力ポートを有する波長帯域光分離器270と、3つの光送信部261〜263、3つの光受信部291〜293を備えている。

尚、波長帯域光合波器240と波長帯域光分離器270はそれぞれ、図４に示した波長帯域光合波器320および図３に示した波長帯域光分離器310と同様の機能を有するものであり、例えば、誘電体多層膜フィルタや、光ファイバで構成された光カプラ、或いは平面光導波路で構成された光カプラなどを用いて構成されている。
波長帯域光合波器240の出力ポート240-21には光伝送路220が接続され、第n(n=1,2,3)入力ポート240-1nには第n光送信部26nから出力される光信号が入力される。

第ｎ光送信部26ｎは波長帯域Bｎの光送信部で、波長帯域Bｎに属する波長λｎの光信号を送出する光送信機260-ｎをそれぞれ１つずつ備えている。
波長帯域光分離器270の入力ポート270-11には光伝送路230が接続され、第n出力ポート270-1nから出力される光信号は第ｎ光受信部29ｎに入力される。
第ｎ光受信部は、波長帯域Bｎに属する波長の光信号を受信可能な光受信機290-nをそれぞれ１つずつ備えている。

図７は、通信ノード200-2の構成を示す図である。通信ノード200-1と異なる点は第１光送信部261の構造のみであるため、以下では第１光送信部261の構造のみを説明し、その他の説明は省略する。
通信ノード200-2の第１光送信部261は波長帯域B1の光送信部で、3つの入力ポート250-11〜250-13と1つの出力ポート250-21を有する光合波器250と、各入力ポート250-11〜250-13に1対1に接続された3つの光送信機260-11〜260-13とを備えている。各光送信機260-11〜260-13のそれぞれは、記述の順に波長λ1１、λ12、λ13の光信号を送出する。波長λ11、λ12、λ13の値は全て異なっており、全て波長帯域B1に属している。

図８は、通信ノード200-3の構成を示す図である。通信ノード200-1と異なる点は第1光受信部291の構造のみであるため、以下では第１光受信部の構造のみを説明し、その他の説明は省略する。
通信ノード200-3の第１光受信部291は、1つの入力ポート280-11と3つの出力ポート280-21〜280-23を有する光分波器280と、各出力ポートに1対１に接続された3つの光受信機290-11〜290-13とを備えている。

光分波器280はその波長分波特性が波長帯域B１に属する波長に対して設計されたものであり、波長λ11、λ12、λ13の光信号が入力ポート280-11に入力すると、第ｎ出力ポート280-2ｎに波長λ1nの光信号を出力する。また、3つの光受信機のそれぞれは、入力した光信号を電気信号に変換してデータ信号として出力する。
光送信機270-01〜270-12としては、例えば、分布帰還型半導体レーザ等を使用することができる。

次に、本発明の第１実施形態に係る光通信ネットワークシステムの動作について説明する。ここでは一例として、通信ノード200-2が通信ノード200-3とデータ通信を行う場合を説明する。
通信ノード200-2において、波長帯域B１の光信号を送出する光送信機を有する光送信部261の光送信機260-1p（p=1,2,3）から送出された波長λ1pの光信号S23-pは、光合波器250と波長帯域光合波器240を介して、光伝送路220に出力される。
さらに、光信号S23-pは、光伝送路220-2を伝送し、波長帯域ルーティング装置210の入力ポート210-12に入力する。

図５に示した波長帯域ルーティング装置の入出力ポートと光信号の属する波長帯域の関係から、波長帯域ルーティング装置210に入力ポート210-12から入力した光信号S23-pは、出力ポート210-23から出力する。
波長帯域ルーティング装置210の出力ポート210-23から出力した光信号S23-pは、光伝送路230-3を伝送し、通信ノード200-3の波長帯域光分離器270の入力ポート270-11に達する。

光信号S23-pは波長帯域B1に属するので、通信ノード200-3の波長帯域光分離器270の出力ポート270-21から出力され、光分波器280に入力され、光分波器280の出力ポート280-1ｐから出力され、光受信機290-1ｐによって受信される。
このようにして、通信ノード200-2から通信ノード200-3へデータを送信する際には、通信ノード200-2の波長帯域B1の光送信部261にある光送信機260-1ｐから送出される波長λ1pの光信号S23-pを用いることで行うことができる。即ち、本実施形態では通信ノード200-2から通信ノード200-3へデータを送信する際にS23-1、S23-2、S23-3の3本の光パスを用いることができる。

本実施形態では、通信ノード200-2の光送信部261より送出される光信号の波長は、
100GHz間隔のDWDM規格に基づき、λ１＝1509.53nm、λ2=1510.29nm、λ3＝1511.05nmである。
尚、本実施形態では、通信ノード200-2から通信ノード200-3へデータを送信するための光パスを3つに増設したが、これに限定されるものではなく、光送信部および光受信部に同様の構成を用いることによって任意の通信ノード間の光パスを2以上の任意の個数に増設することが可能であるということは言うまでもない。

また、本実施形態ではDWDMの規格として100GHzの波長間隔を定めたものを用いたが、25GHzもしくは50GHz間隔の規格であっても同様に用いることができる。
また、本実施形態では波長帯域ルーティングをCWDMの規格に基づいた波長帯域で行い、一つの波長帯域内にDWDMの規格に基づいた波長間隔を持つ波長多重光信号を伝送するという方式を用いたが、CWDMあるいはDWDMの規格に定められた波長帯域および波長間隔を適用しなくてもよい。

以上説明したように本発明の実施形態によれば、複数の通信ノードとこれら通信ノード間の通信を光信号の波長による経路制御によって確立する波長ルーティングを利用した光通信ネットワークシステムにおいて、光信号の属する波長帯域によって入力ポートと出力ポートを接続する波長帯域ルーティング装置を用い、1つの波長帯域内で波長の異なる複数の光信号を同時に用いるようにしたので、通信ノード間の光パスの増設が可能になる。
また、波長ルーティング装置としてアレイ導波路回折格子を用いた従来の方式では光パスの増設は非常に困難であったため、本発明を用いることにより、波長ルーティングを用いた光通信ネットワークにおいて通信容量の拡張性や柔軟性を飛躍的に向上させることが可能になる。

本発明の実施形態に係る光通信システムの全体構成を示す図。 本発明の実施形態に係る波長帯域ルーティング装置の構成を示す図。 本発明の実施形態に係る光通信システムの波長帯域光分離器を説明する図。 本発明の実施形態に係る光通信システムの波長帯域光合波器を説明する図。 本発明の実施形態に係る光通信システムの波長帯域ルーティング装置の入出力ポートと波長帯域の関係を示す図。 本発明の実施形態に係る光通信システムにおける通信ノードの構成例を示す図。 本発明の実施形態に係る光通信システムにおける通信ノードの他の構成例を示す図。 本発明の実施形態に係る光通信システムにおける通信ノードのさらに他の構成例を示す図。 従来例のアレイ導波路回折格子を用いて実現した波長パスルーティングをベースとした光通信ネットワークシステムを示す図。 従来例におけるアレイ導波路回折格子の入出力ポートと波長の関係を示す図。

符号の説明

100-1~100-4…通信ノード、110…４×４アレイ導波路回折格子、120-1~120-4…上りの光伝送路、130-1~130-4…下りの光伝送路、140-1~140-4…４×４アレイ導波路回折格子110の入力ポート、150-1~150-4…４×４アレイ導波路回折格子110の出力ポート、200-1~200-3…通信ノード、210…波長帯域ルーティング装置、210-11〜210-13…波長帯域ルーティング装置の入力ポート、210-21〜210-23…波長帯域ルーティング装置の出力ポート、220,220-1〜220-3…光伝送路、230,230-1〜230-3…光伝送路、240…波長帯域光合波器、240-11〜240-13…波長帯域光合波器240の入力ポート、240-21…波長帯域光合波器240の出力ポート、250…光合波器、250-11〜250-13…光合波器250の入力ポート、250-21…光合波器250の出力ポート、260-1〜260-3, 260-11〜260-13…光送信機、261〜263…光送信部、270…波長帯域光分離器、270-11…波長帯域光分離器270の入力ポート、270-21〜270-23…波長帯域光分離器270の出力ポート、280…光分離器、280-11…光合波器280の入力ポート、280-21〜280-23…光合波器280の出力ポート、290-1〜290-3, 290-11〜290-13…光受信機、
310,310-1〜310-3…波長帯域光分離器、311…波長帯域光分離器310の入力ポート、312-1〜312-3…波長帯域光分離器310の出力ポート、320,320-1〜320-3…波長帯域光合波器、321-1〜321-3…波長帯域光合波器320の入力ポート、322…波長帯域光合波器の出力ポート

Claims (6)

1. 複数の通信ノードと、該通信ノード間の通信経路を光信号の属する波長帯域に基づいてルーティングする波長帯域ルーティング装置と、前記通信ノードと前記波長帯域ルーティング装置とを接続して通信経路を形成する光伝送路とを備えた光通信ネットワークシステムにおいて、
   前記波長帯域ルーティング装置は、
   前記光伝送路を介して前記通信ノードに１対１に接続されたＮ（Ｎは２以上の整数）個の入力ポートと、
   前記光伝送路を介して前記通信ノードに１対１に接続されたＮ個の出力ポートとを備え、
   １つの入力ポートに入力された光信号を、その光信号の波長の属する波長帯域Ｂ_ｍ（波長帯域Ｂ_ｍ＝中心波長λＢ_ｍ±波長帯域幅Δλ_ｍ、ただしλＢ_ｍ＋Δλ_ｍ≦λＢ_ｍ＋１−Δλ_ｍ＋１、１≦ｍ≦Ｎ、ｍは整数）に応じてそれぞれ異なる出力ポートに出力し、かつ異なる入力ポートから入力した同一の波長帯域に属する光信号はそれぞれ異なる出力ポートから出力し、
   前記通信ノードは、
   Ｋ（Ｋは２以上の整数）個の入力ポートと１つの出力ポートを有し、前記Ｋ個の各入力ポートＩＰ［１］、ＩＰ［２］、ＩＰ［３］、…ＩＰ［Ｋ］はそれぞれ、波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｋの各波長帯域内に属する波長の光信号を前記出力ポートに出力するＫ×１波長帯域光合波器と、
   １つの出力ポートを有し、該出力ポートが前記Ｋ×１波長帯域光合波器の各入力ポートＩＰ［１］、ＩＰ［２］、ＩＰ［３］、…ＩＰ［Ｋ］のｋ（ｋは整数、１≦ｋ≦Ｋ）番目のポートに接続され、接続されている前記入力ポートＩＰ［ｋ］に対して、波長帯域Ｂ_ｋに属する複数の波長の異なる光信号から成る波長多重光信号もしくは波長帯域Ｂ_ｋに属する単一の波長の光信号を送出する、少なくとも一つの光送信部と、
   Ｋ（Ｋは２以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該１つの入力ポートは、波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｋの各波長帯域内に属する波長の光信号を、前記Ｋ個の出力ポートＯＰ［１］、ＯＰ［２］、ＯＰ［３］、…ＯＰ［Ｋ］に出力する１×Ｋ波長帯域光分離器と、
   １つの入力ポートを有し、前記１×Ｋ波長帯域光分離器の各出力ポートＯＰ［１］、ＯＰ［２］、ＯＰ［３］、…ＯＰ［Ｋ］のｋ（ｋは整数、１≦ｋ≦Ｋ）番目のポートに１対１に接続され、接続されている当該入力ポートＯＰ［ｋ］より送出される、波長帯域Ｂ_ｋに属する複数の波長の異なる光信号から成る波長多重光信号を受信可能な、少なくとも一つの光受信部とを備え、
   前記Ｋ×１波長帯域光合波器の前記出力ポートが、前記波長帯域ルーティング装置の前記入力ポートに光導波路を介して１対１に接続されており、
   前記１×Ｋ波長帯域光分離器の前記入力ポートが、前記波長ルーティング装置の前記出力ポートに光導波路を介して１対１に接続され、前記１×Ｋ波長帯域光分離器とＫ×１波長帯域光合波器とに誘電体多層膜の光フィルタを用いていることを特徴とする光通信ネットワークシステム。
2. 前記波長帯域ルーティング装置は、
   Ｊ（ＪはＮ以上の整数）個の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該１つの入力ポートが前記波長帯域ルーティング装置のいずれかの入力ポートに１対１に接続され、当該１つの入力ポートから入力される波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｊの各波長帯域内に属する波長の光信号を、その属する波長帯域に応じてＪ個の前記出力ポートのうちのいずれかの出力ポートに出力するＮ個の１×Ｊ波長帯域光分離器と、
   １つの出力ポートとＪ個の入力ポートを有し、該出力ポートが前記波長帯域ルーティング装置のいずれかの出力ポートに１対１に接続され、前記波長帯域ルーティング装置の前記Ｎ個の各入力ポートより入力される波長帯域Ｂ_１、波長帯域Ｂ_２、波長帯域Ｂ_３、…波長帯域Ｂ_Ｊの各波長帯域内に属する波長の光信号を、前記１つの出力ポートに出力するＮ個のＪ×１波長帯域光合波器とを備え、
   前記１×Ｊ波長帯域光分離器の各出力ポートはそれぞれ、異なる前記Ｊ×１波長帯域光合波器の各入力ポートのいずれかに、一つの前記Ｊ×１波長帯域光合波器に異なるポートから入力するそれぞれの光信号の属する波長帯域に重複がないように、１対１に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光通信ネットワークシステム。
3. 前記光送信部は、
   １つの光送信機を備え、該光送信機が前記光送信部の出力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
4. 前記光送信部は、
   送出する光信号の波長が異なる複数の光送信機と、
   複数の入力ポートと１つの出力ポートを有し、当該入力ポートより入力した光信号を当該出力ポートより出力する光合波器を備えており、
   前記光合波器の出力ポートが前記光送信部の出力ポートに接続され、前記光合波器の入力ポートが前記光送信機に１対１に接続されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
5. 前記光受信部は、
   １つの光受信機を備え、該光受信機が前記光受信部の入力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。
6. 前記光受信部は、
   複数の光受信機と、
   複数の出力ポートと１つの入力ポートを有し、該入力ポートより入力した光信号をその波長に応じて前記複数の出力ポートのうちの何れかの出力ポートに出力する光分離器を備えており、
   前記光分離器の前記入力ポートが前記光受信部の入力ポートに接続され、前記光分離器の出力ポートが前記光受信機に１対１に接続されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光通信ネットワークシステム。

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