JP4872717B2 - 光ノード、および光ノードの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、１つもしくは複数の方路から入力される複数の波長多重信号群を、１つまたは複数の方路へと再配置して出力するための光ノード、および光ノードの制御方法に関する。

光ファイバ通信システムは、長距離大容量の通信を実現する重要な技術となっている。特に、光の波長を用いて多重を行う光波長分割多重（ＷＤＭ）技術は、光ファイバネットワーク上に、さまざまな光パスをフレキシブルに構成することを可能とする重要な技術である。

ＷＤＭ技術を用いたフレキシブル光ネットワークでは、複数の方路から入力されるＷＤＭ信号を、異なる方路へと出力するための光ノードが重要な役割を果たす。光ノードは、光のままＷＤＭ信号を方路切り替えする構成をとる（例えば、特許文献１参照。）。よって、方路切り替えのために電気信号に再生したり電気信号を光信号に再生成したりする必要がなくなり、システムの簡易化や、フレキシビリティの拡大が可能になる。

特開２０００−２４４９５３号公報（段落０００６−０００８、図１，図９）

図７は、ＷＤＭ信号を光のまま方路切り替えする光ノードの実現方式の一般的な構成例を示すブロック図である。図７に示す構成では、入力ファイバ７０５から入力されたＷＤＭ信号光は、ＷＤＭ分波器７０１によって各波長の信号に分離される。分離された信号群は、光スイッチ７０２によって、出力させたい方路に切り替えられる。例えば、第１の出力ファイバ７０６に出力する場合には光スイッチ７０２の上側の出力ポートに出力する。また、第２の出力ファイバ７０７に出力する場合には、光スイッチ７０２の下側の出力ポートに出力する。

各波長の切り替えに用いられる光スイッチ７０２の上側のポートは、第１の波長多重回路（第１の光合波器）７０３に接続される。第１の波長多重回路７０３は、入力された信号を波長多重した後、第１の出力ファイバ７０６から第１の方路に向けて出射する。光スイッチ７０２の下側のポートは、第２の波長多重回路（第２の光合波器）７０４に接続される。第２の波長多重回路７０４は、入力された信号を波長多重した後、第２の出力ファイバ７０７から第２の方路に向けて出射する。このような構成によって、入力ファイバ７０５から入射されたＷＤＭ信号光を、第１の方路と第２の方路とのいずれかに任意に出力できる。

しかし、図７に示された構成には、以下に示す課題がある。すなわち、図７に示された光ノードでは、ＷＤＭ信号光の方路を変える際に、全ての入力信号を一旦波長毎に分離する。このとき、多重密度が高く、チャネル間隔が狭い場合には、隣接チャネルからのクロストークを抑えるために、分離フィルタの透過帯域を狭くする必要がある。透過帯域を狭くすると、図８に、ＷＤＭ信号スペクトル８０２に対する、入力ファイバ７０５から第１の出力ファイバ７０６または第２の出力ファイバ７０７への透過特性８０１として示すように、狭いフィルタ透過帯域による信号成分の帯域狭窄が生じ、この結果、信号品質の劣化が生じることが問題となる。

帯域狭窄は、分離後の再多重においても生ずるため、その影響は深刻である。特に、光アドドロップ多重（Reconfiguable Optical Add and Drop Multiplex：以下、ＲＯＡＤＭという。）のように、ごく一部の波長信号のみの方路を切り替え、残りのチャネルを全て１つの方路に出力するような場合には、多数のノードが縦続接続するため、通過時における帯域狭窄が多数回生じることになり。その結果、信号劣化が加速度的に増大し、長距離伝送が困難になるという問題が生ずる。

帯域狭窄の問題に関して、図９に示すノッチ型の光合分波器を用いることによって狭窄現象が軽減されることが知られている。図９に示す光合分波器９１０は、制御器９００の制御に従って、特定波長の光信号をいずれかの出力ポートに出力するものであって、２つの入力ポート９０１，９０３と、２つの出力ポート９０２，９０４とを有する。光合分波器９１０において、第１の入力ポート９０１から第２の出力ポート９０４への通過特性（クロス特性）、および第２の入力ポート９０３から第１の出力ポート９０２への通過特性（クロス特性）が、図１０（ｂ）に示す透過特性１００２のようにバンドパス特性になる。

また、第１の入力ポート９０１から第１の出力ポート９０２への通過特性（スルー特性）、および第２の入力ポート９０３から第２の出力ポート９０４への通過特性（スルー特性）が、図１０（ａ）に示す透過特性１００１に示すように、ノッチ型のノッチ形（バンドエリミネイト型）になる。

このようなデバイスは、例えば、ファイバブラッググレーティングフィルタ、音響光学型フィルタ、またはリング共振器型フィルタで実現される。ノッチ型の光合分波器を用いると、例えば、第１の入力ポート９０１に入力したＷＤＭ信号光に対して、特定の１波長を第２の出力ポート９０４から出力し、残りの波長全てを第１の出力ポート９０２から出力することができる。このとき、第１の出力ポート９０２に出力される光は、特定波長近傍の信号を除き、フィルタの透過特性の影響を受けないため、帯域狭窄が生じないというメリットがある。

なお、ノッチ型の光合分波器を用いて複数の波長を選択するには、複数の光合分波器を縦続接続すればよい。例えば、システムで扱う波長数分の固定の光合分波器を縦続接続することによって、任意の波長を選択することができる。

さらに、図１１に示すように、第１の入力ファイバ１１０３に縦続接続された複数の光合分波器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａによってドロップされた波長を、光合分波器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａとは異なる複数の光合分波器１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａで多重することによって、ＷＤＭ信号光を２つの経路に振り分ける光ノードを構成できる。なお、光合分波器１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａは、第２の入力ファイバ１１０４に縦続接続されている。このとき、第１の入力ファイバ１１０３から第１の出力ファイバ１１０５に透過する信号については、第２の出力ファイバ１１０６に振り分ける信号波長の近傍を除いて、帯域狭窄の影響が生じない。この結果、図７に示す光ノードに比べて、帯域狭窄に伴う劣化が少なくなる。

しかし、以上に示した技術には、以下に示す問題がある。すなわち、図１１に示す光ノードおいて、第１の入力ファイバ１１０３から入力されたＷＤＭ信号光の大半を、第２の出力ファイバ１１０６に振り分ける動作を行わせる場合に、ほとんど全ての波長が、光分離用の光合分波器１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａおよび光合波用の光合分波器１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａを通過する。この結果、ほとんど全ての波長が、光合分波器による帯域狭窄を２度受けることになる。すると、図７に示す光ノードの場合と同様に、帯域狭窄による劣化が問題になる。

また、第２の出力ファイバ１１０６への出力において帯域狭窄による劣化が発生してしまうため、連続する複数の波長を第１の出力ファイバ１１０５に向けて出力した場合と、第２の出力ファイバ１１０６に向けて出力した場合とで、光ノード通過時の品質が異なる。すなわち、方路切り替えによって品質に差が生ずる。すると、方路切り替えの対称性が失われ、ネットワーク上を伝播する信号の品質が帯域狭窄により劣化が生じる経路で制限されてしまう。この結果、第１の出力ファイバ１１０５に向けて通過する帯域劣化の小さい信号群でのメリットが失われ、光ノードを含む伝送距離の伸張が実現されないという課題がある。

そこで、本発明は、波長が連続する複数の光信号を、ファイバを切り替えてスイッチする際に生じる帯域狭窄による劣化を抑え、通過時でも長距離伝送を可能にする光ノード、および光ノードの制御方法を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するために、本発明による光ノードは、入射ポート（例えば、第１の入力ファイバ１０３）と、それぞれが、第１の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第１の出力ポートに出力し残る波長成分を第２の出力ポートに出力し、第２の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第２の出力ポートに出力し残る波長成分を第１の出力ポートに出力する複数の光合分波器（例えば、光合分波器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６）と、２つの出射ポート（例えば、第１の出力ファイバ１０５および第２の出力ファイバ１０６）とを備え、複数の光合分波器は、光合分波器の第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の光合分波器からなる第１系列（例えば、光合分波器１１１，１１２，１１３による系列）と、第１系列における光合分波器の第２の出力ポートが第２の入力ポートに接続されるとともに第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１］の光合分波器からなる第２系列（例えば、光合分波器１１４，１１５，１１６による系列）とに分けられ、第１系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートが第１の出射ポートに接続され、第２系列の最終段の光合分波器の出力ポートが第２の出射ポートに接続され、入射ポートが第１系列における初段の光合分波器における第１の入力ポートに接続される構成の光ノードであって、入射ポートに入力される波長多重信号における波長が連続するｎの波長チャネルの信号を第２の出射ポートへと結合するために、第１系列におけるｎの光合分波器はｎの波長チャネルのいずれかの中心波長を中心とする各成分を第２の出力ポートに出射し、第１系列における他の１つまたは複数の光合分波器はそれぞれｎの波長チャネルのうちの波長が連続する２つの波長の間の波長の成分を第２の出力ポートに出射することを特徴とする。

本発明による他の態様の光ノードは、複数の入射ポート（例えば、第１の入力ファイバ１０３および第２の入力ファイバ１０４）と、それぞれが、第１の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第１の出力ポートに出力し残る波長成分を第２の出力ポートに出力し、第２の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第２の出力ポートに出力し残る波長成分を第１の出力ポートに出力する複数の光合分波器（例えば、光合分波器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９）と、３つ以上の出射ポート（例えば、第１の出力ファイバ１０５、第２の出力ファイバ１０６および第３の出力ファイバ１０８）とを備え、複数の光合分波器は、それぞれの系列が、光合分波器の第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の光合分波器からなる３つ以上の系列（例えば、光合分波器１１１，１１２，１１３による系列、光合分波器１１４，１１５，１１６による系列、光合分波器１１７，１１８，１１９による系列）に分けられ、後段の系列における光合分波器の第２の入力ポートが前段の系列における光合分波器の第２の出力ポートに接続され、各系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートがいずれかの出射ポートに接続され、複数の入射ポートの各々が各系列における初段の光合分波器における第１の入力ポートに接続される構成の光ノードであって、複数の入射ポートのそれぞれに入力される波長多重信号における波長が連続する複数の波長チャネルの信号を出射ポートへと結合するために、第ｍ（ｍは自然数）系列におけるｎの光合分波器はそれぞれｎの波長チャネルのいずれかの中心波長を中心とする各成分を第２の出力ポートに出射し、第ｍ系列における他の１つまたは複数の光合分波器はそれぞれｎの波長チャネルのうちの波長が連続する２つの波長の間の波長の成分を第２の出力ポートに出射することを特徴とする。

本発明は、波長が連続する複数の光信号を、ファイバを切り替えてスイッチする際の劣化が軽減され、伝送距離が延伸できる効果がある。その理由は、帯域狭窄の影響を極力小さくすることができるため、長距離伝送が容易な光スペクトル形状および信号品質が保たれるからである。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明による第１の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。
第１の実施の形態では、第１の入力ファイバ１０３に対して、３つの光合分波器１１１，１１２，１１３が縦続接続される。それぞれの光合分波器１１１，１１２，１１３として、図９に例示されたノッチ型の光合分波器を用いる。すなわち、光合分波器１１１，１１２，１１３において、図１に示されている第１の入力ポート１１１１，１１２１，１１３１から第１の出力ポート１１１２，１１２２，１１３２へのＷＤＭ信号光の通過特性は、図１０（ａ）に透過特性１００１として示されたように、ノッチ型のノッチ形（バンドエリミネイト型）になる。また、第１の入力ポート１１１１，１１２１，１１３１から第２の出力ポート１１１４，１１２４，１１３４へのＷＤＭ信号光の通過特性は、図１０（ｂ）に透過特性１００２として示されたようにバンドパス特性になる。第１の入力ファイバ１０３は、１台目の光合分波器１１１の第１の入力ポート１１１１に接続され、３台目の光合分波器１１３の第１の出力ポート１１３２は、第１の出力ファイバ１０５に接続される。

第２の入力ファイバ１０４に対して、３つの光合分波器１１４，１１５，１１６が縦続接続される。それぞれの光合分波器１１４，１１５，１１６として、図９に例示されたノッチ型の光合分波器を用いる。すなわち、光合分波器１１４，１１５，１１６において、図１に示されている第１の入力ポート１１４１，１１５１，１１６１から第１の出力ポート１１４２，１１５２，１１６２へのＷＤＭ信号光の通過特性は、図１０（ａ）に透過特性１００１として示されたように、ノッチ型のノッチ形（バンドエリミネイト型）になる。また、第２の入力ポート１１４３，１１５３，１１６３から第１の出力ポート１１４２，１１５２，１１６２へのＷＤＭ信号光の通過特性は、図１０（ｂ）に透過特性１００２として示されたようにバンドパス特性になる。３台目の光合分波器１１６の第１の出力ポート１１６２は、第２の出力ファイバ１０６に接続される。なお、第２の入力ポート１０４には、他のＷＤＭ信号光が入力される。

光合分波器１１１の第２の出力ポート１１１４は、光合分波器１１４の第２の入力ポート１１４３に接続され、光合分波器１１２の第２の出力ポート１１２４は、光合分波器１１５の第２の入力ポート１１５３に接続され、光合分波器１１３の第２の出力ポート１１３４は、光合分波器１１６の第２の入力ポート１１６３に接続される。制御器１０２は、６台の光合分波器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６の透過中心波長を制御するように各光合分波器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６に接続される。

具体的には、制御器１０２は、光合分波器１１１および光合分波器１１４の中心波長を、分波する第１の信号光波長に制御する。また、光合分波器１１３および光合分波器１１６の中心波長を、分波する第２の信号光波長に制御する。そして、光合分波器１１２および光合分波器１１５の中心波長を、２つの信号光波長（第１の信号光波長と第２の信号光波長）の間の波長に制御する。なお、各光合分波器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６において、波長を分離するフィルタの中心波長は可変である。

なお、光合分波器の中心波長を、分波する信号光波長に制御する制御器１０２の構成は、当業者によく知られている。

次に、図１に示された光ノードの動作を説明する。ここでは、第１の入力ファイバ１０３から入力されたＷＤＭ信号光から、２つの連続する波長（第１の信号光波長および第２の信号光波長）のチャネルを第２の出力ファイバ１０６へと切り替える動作を行う場合を例にして説明を行う。

第１の入力ファイバ１０３から入力されたＷＤＭ信号光のうち、第１の波長チャネルが光合分波器１１１によって分波される。分波された光は、光合分波器１１４の第１の入力ポート１１４１に入力されるＷＤＭ信号光と合波され、光合分波器１１４の第１の出力ポート１１４２から出力される。光合分波器１１１の第１の出力ポート１１１２から出力されるスルー出力は、光合分波器１１２の第１の入力ポート１１２１に入力される。

そして、光合分波器１１２で第１の波長チャネルと第２の波長チャネルとの間の波長を中心とする光成分が分波される。分波された光は、光合分波器１１５によって、分離された第１の波長チャネルの光成分と合波される。さらに、光合分波器１１２の第１の出力ポート１１２２から出力されるスルー出力は、光合分波器１１３に入力される。光合分波器１１３は、第２の波長チャネルを分波する。光合分波器１１３で分波された第２の波長チャネルの光成分は、光合分波器１１６により、分離された第１の波長チャネルの光成分、および第１の波長チャネルと第２の波長チャネルとの間の光成分と合波され、第２のファイバ出力１０６に出力される。

一方で、第１のファイバ出力１０５には、第１の波長チャネルの光成分、第２の波長チャネルの光成分、および第１の波長チャネルと第２の波長チャネルとの間の光成分を除いたＷＤＭ信号成分が出力される。

本実施の形態の作用を図２を用いて説明する。本実施の形態では、連続する波長チャネルを他のファイバに切り替える際に、連続する波長の間の光成分を切り替えるスイッチ（光合分波器１１２，１１５に相当）を設けることによって課題が解決されている。すなわち、図２（ａ）に示すように、第１の波長チャネルを切り替えるための光合分波器（光合分波器１１１，１１４に相当）の透過特性２０１、第２の波長チャネルを切り替えるための光合分波器（光合分波器１１３，１１６に相当）の透過特性２０２に対して、新たに設けられた光合分波器（光合分波器１１２，１１５に相当）の透過特性を透過特性２０３のようにする。なお、合成透過特性２０４は、透過特性２０１，２０２，２０３を合成したときの透過特性である。透過特性２０３は、透過特性２０１，２０２に対して合成透過特性２０４を平坦とする特性になることが望ましい。

これらの透過特性２０１〜２０３の合成特性として平坦に近い合成透過特性２０４を実現することによって、ＷＤＭ信号２０５において連続する波長群（図２において、正弦波状部分）を、光合分波器を通して切り替える場合においても、波長チャネル間での帯域狭窄の問題は回避される。このことは、以下に説明する他の実施の形態でも同様である。

以上に説明した動作によって、連続する第１の波長チャネルおよび第２の波長チャネルの光成分が、これらの間の光成分を含めて第２のファイバ出力１０６に切り替えられるので、チャネル間の光成分における帯域狭窄が生じず、劣化の少ない状態で方路切り替えが実現される。つまり、第１の入力ファイバ１０３から入力される波長多重信号における波長が連続する複数の波長チャネルの信号を第２の出力ファイバ１０６へと結合する際に、複数の波長チャネルの各々の中心波長を中心とする各成分に加えて、複数の波長チャネルの間の波長の成分も結合されることによって、すなわち、第１の波長チャネルと第２の波長チャネルの間の波長を中心とする光成分を光合分波器１１２によって分波して光合分波器１１５で合波し、出力ファイバ１０６に結合することによって、狭窄化された光成分の出力に結合する。その結果、チャネル間の光成分における帯域狭窄が抑制される。

なお、制御器１０２が光合分波器１１２，１１５に設定する透過中心波長は、第１の信号光波長と第２の信号光波長との平均値になることが好ましいが、図２（ｂ）に例示するように、透過特性２０３における中心波長は、透過特性２０１における中心波長と透過特性２０２における中心波長との中間（真ん中）からずれていてもよい。図２（ｂ）には、透過特性２０１における中心波長の側にずれた例が示されている。

また、本実施の形態では、方路あたりの光合分波器の縦続接続数を３とし、２つの連続する波長を切り替える例を示したが、光号分波器の縦続接続数を２ｎ−１（ｎは２以上の整数）とすることによって、連続するｎ波長を切り替えることができる。

実施の形態２．
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。図３に示すように、第２の実施の形態では、図１に示す第１の実施の形態の構成に加えて、第１の入力ファイバ１０３に縦続接続される光合分波器１１１，１１２，１１３から、第２の入力ファイバ１０４に縦続接続される光合分波器１１４，１１５，１１６へと接続される経路において、光位相調整器３１１，３１２，３１３が設置されている。光位相調整器３１１，３１２，３１３は、各々の経路を通る光の位相の調整を行うものである。

光合分波器１１２によって分離され光合分波器１１５によって多重される、第１の波長チャネルと第２の波長チャネルとの間の光成分を利用するために、この光成分の位相が、第１の波長チャネルの光成分および第２の波長チャネルの光成分の位相に揃って合波されることが好ましい。

本実施の形態では、光位相調整器３１１，３１２，３１３を用いて、光成分の位相を合わせ、ファイバ切り替え時の信号劣化量を最小とする。なお、図３では異なる符号が付されているが、光位相調整器３１１，３１２，３１３として同じ類の機器を用いる。また、図３には、３つの光位相調整器３１１，３１２，３１３が設けられているが、いずれか１つを削除することも可能である。ただし、光位相調整器による調整量に限度があって２つの光位相調整器では調整しきれない場合も考慮すると、３つの光位相調整器３１１，３１２，３１３が設けられていることが好ましい。

また、図３に示す光位相調整器３１１，３１２，３１３として、電気光学効果を用いる導波路型位相シフタ、熱光学効果を用いる導波路位相シフタなどを用いることが、集積実装を行う上で好ましい。

実施の形態３．
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。図４に示すように、第３の実施の形態では、図１に示す第１の実施の形態の構成に加えて、第１の入力ファイバ１０３に縦続接続される光合分波器１１１，１１２，１１３から、第２の入力ファイバ１０４に縦続接続される光合分波器１１４，１１５，１１６へと接続される経路において、光損失調整器４１１，４１２，４１３が設置されている。光損失調整器４１１，４１２，４１３は、各々の経路を通る光の透過量の調整を行うものである。

光合分波器１１２によって分離され光合分波器１１５によって多重される、第１の波長チャネルと第２の波長チャネルとの間の光成分を利用するために、この光成分によって補償されるチャネル間の帯域削除成分が、フラットになるよう回復されることが好ましい。

本実施の形態では、光損失調整器４１１，４１２，４１３を用いて、光レベルを合わせ、ファイバ切り替え時の信号劣化量を最小とする。なお、図３では異なる符号が付されているが、光損失調整器４１１，４１２，４１３として同じ類の機器を用いる。

また、図４に示す構成では、光レベルの調整のために損失量調整器を用いたが、光レベルを調整することが実現できる機器であれば他の機器を用いてもよく、例えば、増幅率を制御することができる光増幅器を用いてもよい。

また、本実施の形態を、第２の実施の形態と併用してもよい。

実施の形態４．
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。図５は、本発明の第４の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。図５に示すように、第４の実施の形態では、光合分波器における多段接続の損失が無視できない場合、合波分離する際に各波長チャネルの光成分が通過する光合分波器の数を減らし、損失量が多くても信号品質への影響が少ない波長チャネル間の光成分を、多段の光合分波器を通過する経路を通させることを特徴とする。

本発明では、連続する波長チャネルを他のファイバに切り替える際に、連続する波長の間の光成分も切り替えることが一つの特徴であるが、図２に例示されたように、ＷＤＭ信号２０５における第１の波長チャネルと第２の波長チャネルの光成分に比べて、それらの波長の間の光成分の強度は元々小さい。従って、波長の間の光成分の損失量がやや多くても、本発明による所望の効果にさほどの影響を与えることはない。

図５に示す構成では、第１の入力ファイバ１０３に対して、３つの光合分波器１１１，１１２，１１３が縦続接続される。また、第２の入力ファイバ１０４に対して、３つの光合分波器１１６，１１５，１１５が縦続接続される。そして、第１の入力ファイバ１０３に接続される光合分波器１１１の第２の出力ポート１１１４からの分波出力を、第２の出力ファイバ１０６に接続される光合分波器１１４の第２の入力ポート１１４３に接続する。また、光合分波器の１１２の第２の出力ポート１１２４からの出力を光合分波器１１５の第２の入力ポート１１５３に接続する。そして、光合分波器１１３の第２の出力ポート１１３４からの分波出力を光合分波器１１６の第２の入力ポート１１６３に接続して、光合分波器１１３によって波長チャネル間の光成分を切り替えることにする。

本実施の形態では、制御器５０２は、光合分波器１１１および光合分波器１１４の中心波長を、分波する第１の信号光波長に制御する。また、光合分波器１１２および光合分波器１１５の中心波長を、分波する第２の信号光波長に制御する。そして、光合分波器１１３および光合分波器１１６の中心波長を、２つの信号光波長（第１の信号光波長と第２の信号光波長）の間の波長に制御する。

実施の形態５．
上記の各実施の形態では、入力ファイバおよび出力ファイバの方路数を２としたが、３以上の方路に拡張することは容易である。例えば、図６に示すように、第２の入力ファイバ１０４に縦続接続される光合分波器１１４，１１５，１１６のそれぞれ分波出力を、第３の入力ファイバ１０７に縦続接続される３つの光合分波器１１７，１１８，１１９の第２の入力ポート１１７３，１１８３，１１９３に接続する。制御器６０２は、光合分波器１１１，１１２，１１３および光合分波器１１４、１１５，１１６については、第１の実施の形態における制御器１０２の制御と同様の制御を行う。

制御器６０２は、さらに、第２の入力ファイバ１０４に入力されるＷＤＭ信号光のうち、２つの連続する波長（第３の信号光波長および第４の信号光波長）のチャネルを第３の出力ファイバ１０８へと切り替えるために、光合分波器１１７の中心波長を、分波する第３の信号光波長に制御する。また、光合分波器１１９の中心波長を、分波する第４の信号光波長に制御する。そして、光合分波器１１８の中心波長を、２つの信号光波長（第３の信号光波長と第４の信号光波長）の間の波長に制御する。

さらに、ｍ＋１（ｍ＝３）以上の方路に拡張する場合には、第ｍの入力ファイバに縦続接続される光合分波器の分波出力を、第ｍ＋１の入力ファイバに縦続接続される光合分波器に接続すればよい。

なお、入力ファイバおよび出力ファイバの方路数を３以上にする場合にも、分波の経路に、第２の実施の形態や第３の実施の形態において用いられた光位相調整器や光レベルを調整するための機器を設けてもよい。また、第４の実施の形態のように、合波分離する際に各波長チャネルの光成分が通過する光合分波数を減らし、波長チャネル間の光成分を、多段の光合分波器を通過する経路を通させるように構成してもよい。

本発明による第１の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。 本発明による光ノードの作用を説明するための説明図である。 本発明による第２の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。 本発明による第３の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。 本発明による第４の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。 本発明による第５の実施の形態の光ノードを示すブロック図である。 光ノードの実現方式の一般的な構成例を示すブロック図である。 一般的な光ノードの透過特性を示す説明図である。 ノッチ型の光合分波器を示すブロック図である。 ノッチ型の光合分波器の透過特性を示す説明図である。 一般的な光ノードを示すブロック図である。

符号の説明

１０２ 制御器
１０３ 第１の入力ファイバ
１０４ 第２の入力ファイバ
１０５ 第１の出力ファイバ
１０６ 第２の出力ファイバ
１０７ 第３の入力ファイバ
１０８ 第３の出力ファイバ
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９ 光合分波器
１１１１，１１２１，１１３１，１１４１，１１５１，１１６１，１１７１，１１８１，１１９１ 第１の入力ポート
１１１２，１１２２，１１３２，１１４２，１１５２，１１６２，１１７２，１１８２，１１９２ 第１の出力ポート
１１４３，１１５３，１１６３，１１７３，１１８３，１１９３ 第２の入力ポート
１１１４，１１２４，１１３４，１１４４，１１５４，１１６４ 第２の出力ポート
２０１ 透過特性
２０２ 透過特性
２０３ 透過特性
２０４ 合成等化特性
２０５ ＷＤＭ信号
３１１，３１２，３１３ 光位相調整器
４１１，４１２，４１３ 光損失調整器
５０２ 制御器
６０２ 制御器
７０１ ＷＤＭ分波器
７０２ 光スイッチ
７０３ 第１の波長多重回路
７０４ 第２の波長多重回路
７０５ 入力ファイバ
７０６ 第１の出力ファイバ
７０７ 第２の出力ファイバ
８０１ 透過特性
８０２ ＷＤＭ信号スペクトル
９００ 制御器
９０１ 第１の入力ポート
９０２ 第２の入力ポート
９０３ 第１の出力ポート
９０４ 第２の出力ポート
９１０ 光合分波器
１００１ 光合分波器のスルー特性
１００２ 光合分波器のクロス特性
１１０３ 第１の入力ファイバ
１１０４ 第２の入力ファイバ
１１０５ 第１の出力ファイバ
１１０６ 第２の出力ファイバ
１１１Ａ，１１２Ａ，１１３Ａ，１１４Ａ，１１５Ａ，１１６Ａ 光合分波器

Claims (8)

1. 入射ポートと、
   それぞれが、第１の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第１の出力ポートに出力し残る波長成分を第２の出力ポートに出力し、第２の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第２の出力ポートに出力し残る波長成分を第１の出力ポートに出力する複数の光合分波器と、
   ２つの出射ポートとを備え、
   前記複数の光合分波器は、光合分波器の第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の光合分波器からなる第１系列と、第１系列における光合分波器の第２の出力ポートが第２の入力ポートに接続されるとともに第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１］の光合分波器からなる第２系列とに分けられ、第１系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートが第１の出射ポートに接続され、第２系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートが第２の出射ポートに接続され、前記入射ポートが前記第１系列における初段の光合分波器における第１の入力ポートに接続される構成の光ノードであって、
   前記入射ポートに入力される波長多重信号における波長が連続するｎの波長チャネルの信号を前記第２の出射ポートへと結合するために、前記第１系列におけるｎの光合分波器は前記ｎの波長チャネルのいずれかの中心波長を中心とする各成分を第２の出力ポートに出射し、前記第１系列における他の１つまたは複数の光合分波器はそれぞれ前記ｎの波長チャネルのうちの波長が連続する２つの波長の間の波長の成分を第２の出力ポートに出射する
   ことを特徴とする光ノード。
2. 複数の入射ポートと、
   それぞれが、第１の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第１の出力ポートに出力し残る波長成分を第２の出力ポートに出力し、第２の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第２の出力ポートに出力し残る波長成分を第１の出力ポートに出力する複数の光合分波器と、
   ３つ以上の出射ポートとを備え、
   前記複数の光合分波器は、それぞれの系列が、光合分波器の第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の光合分波器からなる３つ以上の系列に分けられ、後段の系列における光合分波器の第２の入力ポートが前段の系列における光合分波器の第２の出力ポートに接続され、各系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートがいずれかの出射ポートに接続され、前記複数の入射ポートの各々が各系列における初段の光合分波器における第１の入力ポートに接続される構成の光ノードであって、
   前記複数の入射ポートのそれぞれに入力される波長多重信号における波長が連続する複数の波長チャネルの信号を前記出射ポートへと結合するために、第ｍ（ｍは自然数）系列におけるｎの光合分波器はそれぞれ前記ｎの波長チャネルのいずれかの中心波長を中心とする各成分を第２の出力ポートに出射し、前記第ｍ系列における他の１つまたは複数の光合分波器はそれぞれ前記ｎの波長チャネルのうちの波長が連続する２つの波長の間の波長の成分を第２の出力ポートに出射する
   ことを特徴とする光ノード。
3. 光合分波器は、波長を分離するフィルタの中心波長が可変のものであって、
   光合分波器の中心波長を制御する制御器を備え、
   前記制御器は、各系列におけるｎの光合分波器の中心波長を、波長が連続する複数の波長チャネルの波長のいずれかに設定し、他の１つまたは複数の光合分波器の中心波長を、前記波長が連続する２つの波長チャネルの波長の間の波長に設定する
   請求項１または請求項２記載の光ノード。
4. ある系列の光合分波器の第１の出力ポートから後段の系列の光合分波器の第２の入力ポートへの各々の経路に光位相を制御する手段が設けられた
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の光ノード。
5. ある系列の光合分波器の第１の出力ポートから後段の系列の光合分波器の第２の入力ポートへの各々の経路に光損失を制御する手段が設けられた
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の光ノード。
6. 入射ポートから出射ポートまでの間で、後段の系列において、波長が連続する複数の波長チャネルの成分が通過する光合分波器の数が、前記波長が連続する２つの波長チャネルの波長の間の成分が通過する光合分波器の数よりも少なくなるように、各々の光合分波器の中心波長を、前記波長が連続する複数の波長チャネルの波長のいずれか、または前記波長が連続する複数の波長チャネルにおける２つの波長チャネルの波長の間の波長に設定する手段を有する
   請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の光ノード。
7. 入射ポートと、
   それぞれが、第１の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第１の出力ポートに出力し残る波長成分を第２の出力ポートに出力し、第２の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第２の出力ポートに出力し残る波長成分を第１の出力ポートに出力する複数の光合分波器と、
   ２つの出射ポートとを備え、
   前記複数の光合分波器は、光合分波器の第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の光合分波器からなる第１系列と、第１系列における光合分波器の第２の出力ポートが第２の入力ポートに接続されるとともに第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の光合分波器からなる第２系列とに分けられ、第１系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートが第１の出射ポートに接続され、第２系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートが第２の出射ポートに接続され、前記入射ポートが前記第１系列における初段の光合分波器における第１の入力ポートに接続される構成の光ノードを制御する制御方法であって、
   前記入射ポートに入力される波長多重信号における波長が連続するｎの波長チャネルの信号を前記第２の出射ポートへと結合するために、前記第１系列におけるｎの光合分波器は前記ｎの波長チャネルのいずれかの中心波長を中心とする各成分を第２の出力ポートに出射し、前記第１系列における他の１つまたは複数の光合分波器はそれぞれ前記ｎの波長チャネルのうちの波長が連続する２つの波長の間の波長の成分を第２の出力ポートに出射するように各々の光合分波器の中心波長を設定する
   ことを特徴とする光ノードの制御方法。
8. 複数の入射ポートと、
   それぞれが、第１の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第１の出力ポートに出力し残る波長成分を第２の出力ポートに出力し、第２の入力ポートに入力された光の一部の波長成分を分離して第２の出力ポートに出力し残る波長成分を第１の出力ポートに出力する複数の光合分波器と、
   ３つ以上の出射ポートとを備え、
   前記複数の光合分波器は、それぞれの系列が、光合分波器の第１の出力ポートが後段の光合分波器の第１の入力ポートに接続された［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の光合分波器からなる［２ｎ−１（ｎは２以上の整数）］の系列に分けられ、後段の系列における光合分波器の第２の入力ポートが前段の系列における光合分波器の第２の出力ポートに接続され、各系列の最終段の光合分波器の第１の出力ポートがいずれかの出射ポートに接続され、前記複数の入射ポートの各々が各系列における初段の光合分波器における第１の入力ポートに接続される構成の光ノードを制御する制御方法であって、
   前記複数の入射ポートのそれぞれに入力される波長多重信号における波長が連続する複数の波長チャネルの信号を前記出射ポートへと結合するために、第ｍ（ｍは自然数）系列におけるｎの光合分波器はそれぞれ前記ｎの波長チャネルのいずれかの中心波長を中心とする各成分を第２の出力ポートに出射し、前記第ｍ系列における他の１つまたは複数の光合分波器はそれぞれ前記ｎの波長チャネルのうちの波長が連続する２つの波長の間の波長の成分を第２の出力ポートに出射するように各々の光合分波器の中心波長を制御する
   ことを特徴とする光ノードの制御方法。

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