JP5200812B2 - 光送信装置、光受信装置及び波長多重光伝送システム - Google Patents

Description

本発明は光送信装置、光受信装置及び波長多重光伝送システムに関し、特に光送信装置から光受信装置へ現用系回線及び予備系回線を用いて光信号を伝送する波長多重光伝送システムに関する。

図６は本発明に関連する波長多重光伝送システムの冗長構成を示す図である（例えば特許文献１参照）。図６において、波長多重信号光送信装置７０と波長多重信号光受信装置８０は、光分波器１１によって分波されたクライアント信号の一方を現用系として伝送路１を介して送受信し、光分波器１１によって分波されたクライアント信号の他方を予備系として伝送路２を介して送受信する。

波長多重信号光送信装置７０は、現用系光送信装置として、信号光送信部１２と、光波長多重部１３とを含む。信号光送信部１２各々は、入力された光信号（クライアント信号）を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部であり、信号光送信部１２は、入力された光信号（クライアント信号）を互いに波長の異なる光信号に変換して光波長多重部１３に出力する。光波長多重部１３は、信号光送信部１２からの光信号を波長多重して光増幅部１４を介して伝送路１に送出する。

また、波長多重信号光送信装置７０は、予備系光送信装置として、信号光送信部１９と、光波長多重部１７とを含む。信号光送信部１９各々は、入力された光信号（クライアント信号）を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部であり、信号光送信部１９は、入力された光信号（クライアント信号）を互いに波長の異なる光信号に変換して光波長多重部１７に出力する。光波長多重部１７は、信号光送信部１９からの光信号を波長多重して光増幅部１８を介して伝送路２に送出する。

波長多重信号光受信装置８０は、現用系光受信装置として、光波長分離部２２と、信号光受信部２３とを含む。光波長分離部２２は、伝送路１及び光増幅部２１を介して入力された波長多重光信号を互いに波長の異なる光信号に波長分離して信号光受信部２３に出力する。信号光受信部２３各々は、入力された光信号を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部であり、信号光受信部２３は、入力された光信号を元のクライアント信号に変換して光合波器２４に出力する。

また、波長多重信号光受信装置８０は、予備系光受信装置として、光波長分離部２６と、信号光受信部２９とを含む。光波長分離部２６は、伝送路２及び光増幅部２５を介して入力された波長多重光信号を互いに波長の異なる光信号に波長分離して信号光受信部２９に出力する。信号光受信部２９各々は、入力された光信号を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部であり、信号光受信部２９は、入力された光信号を元のクライアント信号に変換して光合波器２４に出力する。光合波器２４の各々は、入力されたクライアント信号を合波して出力する。

このように、光分波器１１によって分波されたクライアント信号は、それぞれ同一種類の信号光送信部及び信号光受信部によって送受信される。

特開平７−７４７２９号公報

しかしながら、図６に示した波長多重光伝送システムにおいては、上述したように、現用系と予備系が同一種類の信号光送信部及び信号光受信部によって構成されるために、冗長システムの構築に制限があり、自由度の高いシステム構築ができないという問題がある。

例えば、波長多重光伝送システムは、使用する装置、部品の性能によって、波長多重数に制限を受ける。現用系及び予備系の一方の装置が８波長多重、他方の装置が１６波長多重の場合、冗長が構成できる信号数は８に制限される。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、冗長システム構築の自由度を高くすることができる光送信装置、光受信装置及び波長多重光伝送システムを提供することにある。

本発明による光送信装置は、複数の光信号を互いに波長の異なる光信号に変換する信号光送信手段と、前記互いに波長の異なる光信号を波長多重する第１の波長多重手段とを含む第１の光送信部と、
複数の光信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、光信号に変換する多重信号光送信手段と、前記多重信号光送信手段からの前記光信号を含む互いに波長の異なる光信号を波長多重する第２の波長多重手段とを含む第２の光送信部とを含み、
前記第１の光送信部を現用系光送信装置及び予備系光送信装置の一方として用い、前記第２の光送信部を前記現用系光送信装置及び予備系光送信装置の他方として用いることを特徴とする。

本発明による光受信装置は、現用系光送信装置及び予備系光送信装置の一方として用いられ、複数の光信号を互いに波長の異なる光信号に変換する信号光送信手段と、前記互いに波長の異なる光信号を波長多重する第１の波長多重手段とを含む第１の光送信部からの波長多重光信号を前記互いに波長の異なる光信号に波長分離する第１の波長分離手段と、前記第１の波長分離手段からの前記互いに波長の異なる光信号を前記複数の光信号に変換する信号光受信手段とを含む第１の光受信部と、
前記現用系光送信装置及び予備系光送信装置の他方として用いられ、複数の光信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、光信号に変換する多重信号光送信手段と、前記多重信号光送信手段からの前記光信号を含む互いに波長の異なる光信号を波長多重する第２の波長多重手段とを含む第２の光送信部からの波長多重光信号を前記第２の波長多重手段に入力される前記互いに波長の異なる光信号に波長分離する第２の波長分離手段と、前記第２の波長分離手段からの前記互いに波長の異なる光信号のうち前記多重信号光送信手段からの前記光信号を電気信号に変換し、この電気信号を前記複数の電気信号に時分割分離した後、前記多重信号光送信手段に入力される前記複数の光信号に変換する多重信号光受信手段とを含む第２の光受信部とを含むことを特徴とする。

本発明による波長多重光伝送システムは、光送信装置から光受信装置へ現用系回線及び予備系回線を用いて光信号を伝送する波長多重光伝送システムであって、
前記光送信装置は、
複数の光信号を互いに波長の異なる光信号に変換する信号光送信手段と、前記互いに波長の異なる光信号を波長多重する第１の波長多重手段とを含み、現用系光送信装置及び予備系光送信装置の一方として用いられる第１の光送信部と、
複数の光信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、光信号に変換する多重信号光送信手段と、前記多重信号光送信手段からの前記光信号を含む互いに波長の異なる光信号を波長多重する第２の波長多重手段とを含み、前記現用系光送信装置及び予備系光送信装置の他方として用いられる第２の光送信部とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、冗長システム構築の自由度を高くすることができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態について説明する前に、本発明の理解を助けるために、本発明の原理について図面を参照して説明する。図１は本発明の原理を説明するための光送信装置の概略構成図であり、図２は本発明の原理を説明するための光受信装置の概略構成図である。

図１に示す光送信装置は、複数の光信号を互いに波長の異なる光信号に変換する信号光送信部１１２と、これら互いに波長の異なる光信号を波長多重する第１の波長多重部１１３とを含む第１の光送信部を含む。また、図１に示す光送信装置は、複数の光信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、光信号に変換する多重信号光送信部１１５と、多重信号光送信部１１５からの光信号を含む互いに波長の異なる光信号を波長多重する第２の波長多重部１１７とを含む第２の光送信部をさらに含む。そして、上記第１の光送信部が現用系光送信装置及び予備系光送信装置の一方として用いられ、上記第２の光送信部が現用系光送信装置及び予備系光送信装置の他方として用いられる。

このように、現用系及び予備系の一方を入力光信号をそれぞれ波長変換して出力する複数の信号光送信部１１２により構成し、現用系及び予備系の他方を複数の光信号を一つの光信号に変換して出力する多重信号光送信部１１５を含む構成としているので、例えば第２の波長多重部１１７の波長多重数が第１の波長多重部１１３の波長多重数より小であっても、冗長が構成できる信号数が第２の波長多重部１１７の波長多重数に制限されることがなく、冗長システムの構築の自由度を高くすることができる。

図２に示す光受信装置は、上記第１の光送信部からの波長多重光信号を互いに波長の異なる光信号に波長分離する波長分離部１２２と、波長分離部１２２からの互いに波長の異なる光信号を元の複数の光信号（信号光送信部１１２に入力される複数の光信号）に変換する信号光受信部１２３とを含む第１の光受信部を含む。また、図２に示す光受信装置は、上記第２の光送信部からの波長多重光信号を第２の波長多重部１１７に入力される互いに波長の異なる光信号に波長分離する波長分離部１２６と、波長分離部１２６からの互いに波長の異なる光信号のうち多重信号光送信部１１５からの光信号を電気信号に変換し、この電気信号を上記複数の電気信号に時分割分離した後、多重信号光送信部１１５に入力される複数の光信号に変換する多重信号光受信部１２７とを含む第２の光受信部とを含む。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態による波長多重光伝送システムの構成を示す図であり、図６と同等部分は同一符号にて示している。図３において、本発明の第１の実施の形態による波長多重光伝送システムは、光分波器１１によって分波されたクライアント信号の一方を現用系として伝送路１を介して送受信し、光分波器１１によって分波されたクライアント信号の他方を予備系として伝送路２を介して送受信する。

波長多重信号光送信装置１０において、光分波器１１はクライアント信号を２つに分波し、後述する現用系光送信装置及び予備系光送信装置に出力する。波長多重信号光送信装置１０は、現用系光送信装置として、信号光送信部１２と、光波長多重部１３とを含む。信号光送信部１２各々は、入力されたクライアント信号を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部であり、信号光送信部１２は、入力されたクライアント信号を互いに波長の異なる光信号に変換して光波長多重部１３に出力する。光波長多重部１３は、信号光送信部１２からの光信号を波長多重して光増幅部１４を介して伝送路１に送出する。

また、波長多重信号光送信装置１０は、予備系光送信装置として、多重信号光送信部１５と、信号光送信部１６と、光波長多重部１７とを含む。多重信号光送信部１５は、複数のクライアント信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、単一の波長の光信号に変換する変換部であり、詳細には、該複数のクライアント信号が入力される複数の光／電気変換部と、これら光／電気変換部からの電気信号を時分割多重する時分割多重部と、時分割多重部により時分割多重された電気信号を光信号に変換する電気／光変換部とから構成される。

信号光送信部１６各々は、入力されたクライアント信号を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部である。これら多重信号光送信部１５及び信号光送信部１６から互いに波長の異なる光信号が光波長多重部１７に出力される。光波長多重部１７は、これら互いに波長の異なる光信号を波長多重して光増幅部１８を介して伝送路２に送出する。

波長多重信号光受信装置２０は、現用系光受信装置として、光波長分離部２２と、信号光受信部２３とを含む。光波長分離部２２は、伝送路１及び光増幅部２１を介して入力された波長多重光信号を互いに波長の異なる光信号に波長分離して信号光受信部２３に出力する。信号光受信部２３各々は、入力された光信号を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部であり、信号光受信部２３は、入力された光信号を元のクライアント信号に変換して光合波器２４に出力する。

また、波長多重信号光受信装置２０は、予備系光受信装置として、光波長分離部２６と、多重信号光受信部２７と、信号光受信部２８とを含む。光波長分離部２６は、伝送路２及び光増幅部２５を介して入力された波長多重光信号を互いに波長の異なる光信号に波長分離して出力する。多重信号光受信部２７は、光波長分離部２６からの光信号のうち多重信号光送信部１５からの光信号を入力として、該光信号を電気信号に変換し、この電気信号を上記複数の電気信号に時分割分離した後、多重信号光送信部１１５に入力された元の複数のクライアント信号に変換して光合波器２４に出力する変換部である。

多重信号光受信部２７は、詳細には、入力された光信号を電気信号に変換する光／電気変換部と、この電気信号を上記複数の電気信号に時分割分離する時分割分離部と、これら時分割分離された複数の電気信号をそれぞれ元のクライアント信号に変換する電気／光変換部とから構成される。

なお、図３において、多重信号光送信部１５及び多重信号光受信部２７の多重数は４であるが、これに限定されるものではない。また、図３において、多重信号光送信部１５の入力信号及び多重信号光受信部２７の出力信号がそれぞれ一つしか図示されていないが、残りの３つの入力信号及び３つの出力信号は省略されているだけであり、実際には４つのクライアント信号が多重信号光送信部１５に入力され、４つのクライアント信号が多重信号光受信部２７から出力されていることは勿論である。

信号光受信部２８各々は、入力された光信号を単一の波長の光信号に変換する光／電気／光変換部であり、信号光受信部２８は、光波長分離部２６から入力された光信号を元のクライアント信号に変換して光合波器２４に出力する。光合波器２４の各々は、入力されたクライアント信号を合波して出力する。

このように、本発明の第１の実施の形態による波長多重光伝送システムでは、複数のクライアント信号は光分波器１１によってそれぞれ現用系と予備系とに分波される。現用系に分波されたクライアント信号は、波長多重信号光送信装置１０の現用系光送信装置に入力され、信号光送信部１２及び光波長多重部１３により波長多重光信号として伝送路１を介して波長多重信号光受信装置２０に送信される。

一方、予備系に分波されたクライアント信号は、波長多重信号光送信装置１０の予備系光送信装置に入力され、多重信号光送信部１５、信号光送信部１６及び光波長多重部１７により波長多重光信号として伝送路２を介して波長多重信号光受信装置２０に送信される。

このように、信号光送信部１２と光波長多重部１３により構成された第１の光送信装置を現用系とし、多重信号光送信部１５を含んで構成された第２の光送信装置を予備系として冗長システムを構築しているので、冗長システム構築の自由度を高くすることができる。例えば現用系で使用する装置が３２波長多重、予備系で使用する装置が８波長多重の場合、予備系光送信装置に４つのクライアント信号を多重できる多重信号光送信部１５を８つ設ければ（この場合、予備系光送信装置に対応して予備系光受信装置にも多重信号光受信部２７を８つ設ける）、３２個のクライアント信号に対して冗長システムを構成することができる。

なお、図３において、波長多重信号光送信装置１０の予備系光送信装置は、光波長多重部１７の前段に多重信号光送信部１５と信号光送信部１６を含むが、この光波長多重部１７の前段の構成は波長多重数などに応じて、一または複数の多重信号光送信部１５と一または複数の信号光送信部１６との混在構成や、一または複数の多重信号光送信部１５のみからなる構成をとりうる。また、この予備系光送信装置の構成に対応して、波長多重信号光受信装置２０の予備系光受信装置においても光波長分離部２６の後段の構成は、一または複数の多重信号光受信部２７と一または複数の信号光受信部２８との混在構成や、一または複数の多重信号光受信部２７のみからなる構成をとりうる。

また、本発明の第１の実施の形態では、信号光送信部１２及び信号光受信部２３によって送受信される側を現用系、多重信号光送信部１５及び多重信号光受信部２７によって送受信される側を予備系としていたが、前者を予備系、後者を現用系としてもよい。

また、光波長多重部１３及び１７、光波長分離部２２及び２６は、光カプラまたはＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）によって構成してもよい。また、光分波器１１、光合波器２４は、光カプラまたは光スイッチによって構成してもよい。

また、伝送路１及び２は、光ファイバ伝送路だけの場合と、光ファイバの間に１台または複数の光増幅器を配置する多段中継伝送路のいずれでもよい。また、伝送路１及び２の損失が小さい場合は、光増幅部１４，１８，２１及び２５を使用しない構成でもよい。また、装置内の信号光送信部１２及び１６、信号光受信部２３及び２８、多重信号光送信部１５、多重信号光受信部２７の一部は冗長構成に使用していなくてもよい。

また、本発明の第１の実施の形態による波長多重光伝送システムは波長多重光信号を送受信するものであるが、一つの波長の光信号を送受信するシステムに適用してもよい。

図４は本発明の第２の実施の形態による波長多重光伝送システムの構成を示す図であり、図３と同等部分は同一符号にて示している。図４に示すように、本発明の第２の実施の形態による波長多重光伝送システムは、波長多重信号光送信装置１０及び波長多重信号光受信装置２０に加えて、波長多重信号光送信装置３０及び波長多重信号光受信装置４０を更に備えている。

波長多重信号光送信装置３０の光分波器１１によって分波されたクライアント信号の一方が現用系として伝送路３を介して送受信され、波長多重信号光送信装置３０の光分波器１１によって分波されたクライアント信号の他方が予備系として伝送路４を介して送受信される。この構成により、本発明の第２の実施の形態では、冗長機能を有する双方向通信が実現される。

図４において、波長多重信号光送信装置１０と波長多重信号光受信装置４０、波長多重信号光送信装置３０と波長多重信号光受信装置２０は、一つの装置として実現してもよい。また、波長多重信号光送信装置１０の現用系光送信装置と波長多重信号光受信装置４０の現用系光受信装置、波長多重信号光送信装置３０の現用系光送信装置と波長多重信号光受信装置２０の現用系光受信装置は、一つの装置（送受信部）として実現してもよい。また、波長多重信号光送信装置１０の予備系光送信装置と波長多重信号光受信装置４０の予備系光受信装置、波長多重信号光送信装置３０の予備系光送信装置と波長多重信号光受信装置２０の予備系光送信装置は、一つの装置（送受信部）として実現してもよい。

図５は本発明の第３の実施の形態による波長多重光伝送システムの構成を示す図であり、図３と同等部分は同一符号にて示している。図５に示すように、本発明の第３の実施の形態による波長多重光伝送システムでは、波長多重信号光送信装置１０と波長多重信号光受信装置２０の間には伝送路１と伝送路２の２つの伝送路があり、光送信装置５０と光受信装置６０の間にはｎ個の伝送路３−１〜３−ｎがあり、波長多重信号光受信装置２０と光送信装置５０は、クライアント信号を直接、送受信することができる位置関係（例えば同一局舎内）にある。

本発明の原理を説明するための光送信装置の概略構成図である。 本発明の原理を説明するための光受信装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態による波長多重光伝送システムの構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による波長多重光伝送システムの構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による波長多重光伝送システムの構成を示す図である。 本発明に関連する波長多重光伝送システムの冗長構成を示す図である。

符号の説明

１〜４ 伝送路
１０，３０ 波長多重信号光送信装置
１１ 光分波器
１２，１６，５１，１１２ 信号光送信部
１３，１７，１１３，１１７ 光波長多重部
１４，１８，２１，２５，５２，６１ 光増幅部
１５，１１５ 多重信号光送信部
２０，４０ 波長多重信号光受信装置
２２，２６，１２２，１２６ 光波長分離部
２３，２８，６２，１２３ 信号光受信部
２４，６３ 光合波器
２７，１２７ 多重信号光受信部
５０ 光送信装置
６０ 光受信装置

Claims (12)

1. 複数の光信号を互いに波長の異なる光信号に変換する信号光送信手段と、前記互いに波長の異なる光信号を波長多重する第１の波長多重手段とを含む第１の光送信部と、
   複数の光信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、光信号に変換する多重信号光送信手段と、前記多重信号光送信手段からの前記光信号を含む互いに波長の異なる光信号を波長多重する第２の波長多重手段とを含む第２の光送信部とを含み、
   前記第１の光送信部を現用系光送信装置及び予備系光送信装置の一方として用い、前記第２の光送信部を前記現用系光送信装置及び予備系光送信装置の他方として用いることを特徴とする光送信装置。
2. 前記第１及び第２の光送信部は異なる伝送路を介して送信を行うことを特徴とする請求項１記載の光送信装置。
3. 前記第１及び第２の波長多重手段の波長多重数は異なることを特徴とする請求項１または２記載の光送信装置。
4. 前記第１の波長多重手段の波長多重数は前記第２の波長多重手段の波長多重数より大であることを特徴とする請求項３記載の光送信装置。
5. 前記第２の光送信部は、入力された光信号を前記第２の波長多重手段に入力される前記互いに波長の異なる光信号のうち前記多重信号光送信手段からの前記光信号の波長とは異なる波長の光信号に変換して前記第２の波長多重手段に出力する信号光送信手段を更に含むことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の光送信装置。
6. 現用系光送信装置及び予備系光送信装置の一方として用いられ、複数の光信号を互いに波長の異なる光信号に変換する信号光送信手段と、前記互いに波長の異なる光信号を波長多重する第１の波長多重手段とを含む第１の光送信部からの波長多重光信号を前記互いに波長の異なる光信号に波長分離する第１の波長分離手段と、前記第１の波長分離手段からの前記互いに波長の異なる光信号を前記複数の光信号に変換する信号光受信手段とを含む第１の光受信部と、
   前記現用系光送信装置及び予備系光送信装置の他方として用いられ、複数の光信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、光信号に変換する多重信号光送信手段と、前記多重信号光送信手段からの前記光信号を含む互いに波長の異なる光信号を波長多重する第２の波長多重手段とを含む第２の光送信部からの波長多重光信号を前記第２の波長多重手段に入力される前記互いに波長の異なる光信号に波長分離する第２の波長分離手段と、前記第２の波長分離手段からの前記互いに波長の異なる光信号のうち前記多重信号光送信手段からの前記光信号を電気信号に変換し、この電気信号を前記複数の電気信号に時分割分離した後、前記多重信号光送信手段に入力される前記複数の光信号に変換する多重信号光受信手段とを含む第２の光受信部とを含むことを特徴とする光受信装置。
7. 光送信装置から光受信装置へ現用系回線及び予備系回線を用いて光信号を伝送する波長多重光伝送システムであって、
   前記光送信装置は、
   複数の光信号を互いに波長の異なる光信号に変換する信号光送信手段と、前記互いに波長の異なる光信号を波長多重する第１の波長多重手段とを含み、現用系光送信装置及び予備系光送信装置の一方として用いられる第１の光送信部と、
   複数の光信号を電気信号に変換し、これら複数の電気信号を時分割多重した後、光信号に変換する多重信号光送信手段と、前記多重信号光送信手段からの前記光信号を含む互いに波長の異なる光信号を波長多重する第２の波長多重手段とを含み、前記現用系光送信装置及び予備系光送信装置の他方として用いられる第２の光送信部とを含むことを特徴とする波長多重光伝送システム。
8. 前記第１及び第２の光送信部は異なる伝送路を介して送信を行うことを特徴とする請求項７記載の波長多重光伝送システム。
9. 前記第１及び第２の波長多重手段の波長多重数は異なることを特徴とする請求項７または８記載の波長多重光伝送システム。
10. 前記第１の波長多重手段の波長多重数は前記第２の波長多重手段の波長多重数より大であることを特徴とする請求項９記載の波長多重光伝送システム。
11. 前記第２の光送信部は、入力された光信号を前記第２の波長多重手段に入力される前記互いに波長の異なる光信号のうち前記多重信号光送信手段からの前記光信号の波長とは異なる波長の光信号に変換して前記第２の波長多重手段に出力する信号光送信手段を更に含むことを特徴とする請求項７〜１０いずれか記載の波長多重光伝送システム。
12. 前記光受信装置は、
    前記第１の光送信部からの波長多重光信号を前記互いに波長の異なる光信号に波長分離する第１の波長分離手段と、前記第１の波長分離手段からの前記互いに波長の異なる光信号を前記複数の光信号に変換する信号光受信手段とを含む第１の光受信部と、
    前記第２の光送信部からの波長多重光信号を前記第２の波長多重手段に入力される前記互いに波長の異なる光信号に波長分離する第２の波長分離手段と、前記第２の波長分離手段からの前記互いに波長の異なる光信号のうち前記多重信号光送信手段からの前記光信号を電気信号に変換し、この電気信号を前記複数の電気信号に時分割分離した後、前記多重信号光送信手段に入力される前記複数の光信号に変換する多重信号光受信手段とを含む第２の光受信部とを含むことを特徴とする請求項７〜１１いずれか記載の波長多重光伝送システム。

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