JP5725287B2 - 光合成分岐システム及び光合成分岐方法 - Google Patents

光合成分岐システム及び光合成分岐方法 Download PDF

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Description

本発明は、光合成分岐システム及び光合成分岐方法に関する。
通常、複数の陸上局との通信を実現する光海底ケーブルシステムにおいて、OADM(Optical Add/Drop MultipleXing)を実現するにあたり、陸上光通信システムで広く使用されている波長単位の複雑な経路切り替え方法では、コスト面、信頼性面にて適用が難しい。
簡易的なアドドロップの実現方法として、図14のように波長バンド単位での経路切り替え方法があげられる。
しかし上記のような構成では海底分岐部にて必要となるバンドを抽出する光フィルタの透過形状の矩形度により、波長バンド端でのクロストークを防止するための、図15に示すように、信号波長を配置しないガードバンドを設ける必要があった。この方法では、アドドロップ局とアドドロップ用の波長バンドが多くなると、ガードバンドの数が増えてしまい配置できる信号波長数が減ってしまうとい課題があった。
また、上記のような波長バンド単位でのOADMシステムでは、図16のように、アドドロップルートのケーブル断障害(ファイバ断障害)により伝送路中の任意波長バンドが喪失された場合、図17のように伝送後の残りの波長バンドにて利得偏差が大きくなる。このような障害後にこの偏差を利得等価することは容易ではなく、喪失したバンドが復旧するまでSPM、XPM、4光波混合など主信号特性の劣化要因にさらされることとなる。
そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、光波長帯域を有効に使用し、ケーブル断による障害時にも信号劣化が少なく、安価に構成できる光合成分岐システム及び光合成分岐方法を提供することにある。
本発明は、所定の波長グリッド単位で複数の光信号が多重された光多重信号を分岐する分岐手段と、前記分岐手段で分岐されたひとつの出力側に接続され、前記波長グリッドの倍数の透過周期で、前記光多重信号を分波するインターリーバと、制御信号により、前記インターリーバから出力される光信号のうち、アドする光信号が配置される波長グリッドの光信号を阻止するブロッカと、前記ブロッカから出力される光信号を合波する第1の合波手段と、前記第1の合波手段から出力される光信号と、前記アドされる光信号とを合波する第2の合波手段とを有し、多重する光信号の数に合わせて、透過周期が異なる前記インターリーバを多段に接続し、最終段のインターリーバの各出力に前記ブロッカを接続し、前記第1の合波手段を、前記ブロッカの出力に対応して複数設ける光合成分岐システムである。
本発明は、分岐手段により、所定の波長グリッド単位で複数の光信号が多重された光多重信号を分岐し、前記分岐手段で分岐されたひとつの出力側に、多重する光信号の数に合わせて、透過周期が異なるインターリーバを多段に接続し、接続されたインターリーバにより、分岐された光信号を、前記波長グリッドの倍数の透過周期で分波し、最終段の前記インターリーバの各出力に接続されたブロッカが、制御信号により、前記インターリーバにより分波された各光信号のうち、アドする光信号が配置される波長グリッドの光信号を阻止し、前記ブロッカの出力に対応して複数設けられた第1の合波手段により、前記ブロッカから出力される光信号を合波し、第2の合波手段により、前記合波した光信号と前記アドされる光信号とを合波する光合成分岐方法である。
本発明によれば、インターリーバとブロッカとを用いて、アドドロップ制御をおこなうことで、光波長帯域を有効に使用し、過剰なコストや複雑なデバイスが不要な光合成分岐システム及び光合成分岐方法を提供できる。
図1は第1の実施の形態の海底ケーブルシステムの構成図である。 図2はWDM信号の波長配置を示す図である。 図3は海底分岐装置5の構成図である。 図4は第2の実施の形態の海底分岐装置105の構成図である。 図5は第2の実施の形態におけるWDM信号の波長配置を示す図である。 図6は第2の実施の形態におけるインターリーバを説明するための図である。 図7は第2の実施の形態における海底分岐装置105を使用したOADMのシステムの構成図である。 図8は第3の実施の形態における海底分岐装置205の構成図である。 図9は第3の実施の形態におけるインターリーバを説明するための図である。 図10は第4の実施の形態を説明するための図である。 図11は第4の実施の形態を説明するための図である。 図12は第4の実施の形態におけるADMのシステムの構成図である。 図13は第4の実施の形態におけるADMのシステムの構成図である。 図14は背景技術を説明するための図である。 図15は背景技術を説明するための図である。 図16は背景技術を説明するための図である。 図17は背景技術を説明するための図である。
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態を説明する。
第1の実施の形態では、本発明の光合成分岐システムを海底ケーブルシステムに適用した場合について説明する。
図1は第1の実施の形態の海底ケーブルシステムの構成図である。
第1の実施の形態の海底ケーブルシステムは、陸上局A,B,Cがあり、A−B間、A−C間、C−A間にてWDM信号を送受して通信を行っているものとする。
陸上局Aからは海底ケーブルのセグメントAが海底分岐装置5まで接続されており、陸上局Bからは海底ケーブルのセグメントBが海底分岐装置5まで接続されており、陸上局Cからは海底ケーブルのセグメントCが海底分岐装置5まで接続されている。通常、セグメントA,B,Cには、光海底中継器A1〜An,B1〜Bn,CA1〜CAn,CB1〜CBnが、それぞれ挿入されている。
ここで、陸上局A→B、陸上局A→C、陸上局C→Bのルートを総じてUPルートと呼び、陸上局B→A、陸上局C→A、陸上局B→CのルートをDOWNルートと呼ぶこととする。セグメントA,Bには2本の光ファイバ、セグメントCには4本の光ファイバが存在し、UPルートとDOWNルートはそれぞれ別の光ファイバにてWDM信号を伝送するものとする。ここでは説明を簡略化するために、UPルートのWDM伝送のみを説明する。
図1に示す海底ケーブルシステムでは、図2に示すような波長配置のWDM信号XYを使用する。WDM信号XYは波長グリッドが等間隔に配置されており、WDM信号XYは波長グリッドXと波長グリッドYとで構成されている。そして、波長グリッドX,Yはそれぞれ相互に配置されている。
陸上局AからはWDM信号XYがセグメントAを介して海底分岐装置5に送信されており、波長グリッドXに陸上局Bとの通信信号AB1,AB2〜ABnをアサインし、波長グリッドYに陸上局Cとの通信信号AC1,AC2〜CAnをアサインしている。
海底分岐装置5は、セグメントAから入力されたWDM信号XYを強度分岐し、ドロップポート3からセグメントCを介して、陸上局Cに送信する。一方、陸上局CはセグメントCを介して光海底分岐装置5のアドポート4に波長グリッドYにアサインされているWDM信号CB1,CB2〜CBnを送信する。
海底分岐装置5はセグメントAより入力したWDM信号XYから、波長グリッドXにアサインされている信号AB1,AB2〜ABnを抽出し、抽出した信号AB1,AB2〜ABnと、アッドポート4からの波長グリッドYにアサインされている信号CB1,CB2〜CBnとを合波し、セグメントBを介して陸上局Bに送信する。上記によって陸上局A→B、陸上局A→C、陸上局C→Bのアドドロップ機能を実現する。
次に、海底分岐装置5の構成について説明する。
図3は海底分岐装置5の構成図である。
海底分岐装置5は、インターリーバ6と、合分波器7、10、11と、ブロッカ8、9とから構成される。
合分波器7は、入力ポート1からのWDM信号XYを強度分岐し、インターリーバ6およびドロップポート3に出力する。
インターリーバ6は、WDM信号から波長グリッドXをO1に、波長グリッドYをO2に抽出して出力する。
ブロッカ8、9はインターリーバ6のポートO1、O2にそれぞれ接続されており、外部の波長グリッドブロック制御部12からの制御で光を透過/阻止をおこなうデバイスである。本例では、アドポート4から入力されるアド波長以外の波長グリッドの信号をブロッカ8、9で選択・透過、すなわち、波長グリッドYの信号をブロッカ8、9でブロック(非透過)し、波長グリッドY以外の波長グリッドの信号をブロッカ8、9で選択・透過するものとする。従って、ブロッカ8からは波長グリッドXの信号AB1,AB2〜ABnが出力され、ブロッカ9からは波長グリッドYの信号は出力されない。
尚、本例では、波長グリッドブロック制御部12からの制御で、ブロッカ8、9の光の透過/阻止を制御する例を説明するが、これに限られない。例えば、WDM信号の中にブロッカ8、9する制御信号を入れておき、海底分岐装置5において制御信号を抽出し、抽出した制御信号により、各ブロッカを制御しても良い。
合分波器10は、ブロッカ8、9から出力される波長グリッドの信号を合波する。本例では、ブロッカ8から波長グリッドXの信号AB1,AB2〜ABnが出力され、ブロッカ9からは波長グリッドYの信号は出力されない。従って、合分波器10からは、波長グリッドX上に信号AB1,AB2〜ABnが配置され、波長グリッドYには信号が配置されていない信号が出力される。
更に、合分波器11は、合分波器10からの信号に、波長グリッドYにアサインされている信号CB1,CB2〜CBnを合波(アド)する。結果として、合分波器11の出力は、波長グリッドX上に信号AB1,AB2〜ABnが配置され、波長グリッドY上に号CB1,CB2〜CBnが配置された信号となる。
このように、外部からの制御によりブロッカにて透過する波長グリッドを選択できるため、波長グリッドの変更が可能である。
また、分岐用フィルタの矩形度に依存するガードバンドを設けることなく信号波長の配置が可能であるため、海底中継器の波長帯域を有効に使用できる。
更に、ケーブル断などの障害により、任意セグメントからの入力がなくなった場合であっても、波長密度が下がるため、XPM、4光波混合などの隣接波長による非線形劣化を軽減できる。
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態は、インターリーバを多段にし、アドドロップ局およびOADMする波長グリッドを増やした場合の実施の形態を説明する。
図4は第2の実施の形態の海底分岐装置105の構成図であり、図5は第2の実施の形態における波長配置である。第2の実施の形態では、図5に示すような波長配置のWDM信号を使用する。WDM信号は波長グリッドが等間隔に配置されており、WDM信号は、波長グリッドA、波長グリッドB、波長グリッドC及び波長グリッドDで構成されている。そして、波長グリッドA、波長グリッドB、波長グリッドC及び波長グリッドDはそれぞれ周期的に規則正しく配置されている。
図4に示される海底分岐装置105は、図1で示す海底分岐装置5の変わりに設置する装置とする。海底分岐装置105のインターリーバ106は、インターリーバ6と同じ動作をするデバイスとし、図6のように、図5の波長グリッドAとCとを片側の出力(ポートO1)に、図5の波長グリッドBとDとをもう一方の出力(ポートO2)に分岐する。
インターリーバ121とインターリーバ122とはインターリーバ106に対して倍の透過周期をもつデバイスで、図6に示すように、インターリーバ121は、波長グリッドAを片側の出力(ポートO1)に、波長グリッドCをもう一方の出力(ポートO2)に分岐する。インターリーバ122は、波長グリッドBを片側の出力(ポートO1)に、波長グリッドDをもう一方の出力(ポートO2)に分岐する。
ブロッカ123,124,125,126は、波長グリッドA,B,C,Dを、波長グリッドブロック制御部130の制御により、それぞれブロックできるデバイスである。また、各ブロッカ出力は合波器127、128、110で合波される構成となっている。入力ポート1に波長グリッドA,B,C,DのWDM信号が入力されている場合、アッドポート4から入力される波長グリッドを、波長グリッドブロック制御部130の制御により、アドする波長グリッドの波長を、ブロッカ123,124,125,125でブロックすることで、入力ポート1から出力ポート2へスルーさせる波長グリッドを任意に外部から変更し、アッドポート4から入力される波長グリッドのWDM光と合波できる。
次に、上述の構成における海底分岐装置105を使用したOADMの具体的な例を説明する。
図7は、第2の実施の形態における海底分岐装置105を使用したOADMのシステムの構成図である。
図7のOADMのシステムにおいて、海底分岐装置105a、105bはともに海底分岐装置105と同様な構成である。
本実施の形態におけるOADMシステムでは、海底分岐装置105aでは波長グリッドB、Dをスルーし、波長グリッドA、Cをアッドし、海底分岐装置105bでは波長グリッドA、C、Dをスルーし、波長グリッドBをアッドするものとする。
この場合、波長グリッドブロック制御部130の制御により、海底分岐装置105aのブロッカ123,124,125,126は、海底分岐装置105aでアドされる波長グリッドA、Cをブロックする。
また、波長グリッドブロック制御部130の制御により、海底分岐装置105bのブロッカ123,124,125,126は、海底分岐装置105bでアドされる波長グリッドBをブロックする。
このように、スルー/アッドする波長グリッドおよびその波長グリッド数は海底中継器105a、105bにて任意に選択できる。また、アドドロップ局である陸上局C、Dのアッド波長を変更し、海底分岐装置105内の波長ブロッカを外部から制御することで、OADMシステムで使用する波長グリッドの再構成が可能である。
尚、上記の例では、インターリーバを2段通過する構成例を示したが、段数を増やすことで、再構成できるアドドロップ用に使用する波長数を細分化できる。
上述の如く、第2の実施の形態は、アドドロップするのに必要な波長数に応じて、インターリーバの段数を選択することで、過剰なコストや信頼性の劣化がないOADMシステムを実現できる。
<第3の実施の形態>
第3の実施の形態を説明する。
第3の実施の形態は、WDM信号が異なる帯域幅が複合している場合の例を説明する。
図8は第3の実施の形態における海底分岐装置205の構成図である。各合分波器、各ブロッカの単体の動作は、第1の実施の形態の動作と基本的には同様なものである。また、波長グリッドA、B、C、Dの配置は第1の実施の形態と同じとする。
海底分岐装置205のインターリーバ206は図9のような透過特性を持っており、波長グリッドA+Bの帯域幅をポートO1に、波長グリッドC+Dの帯域幅をポートO2に出力できるものとする。
また、インターリーバ221はインターリーバ221の半分の透過周期となっており、ポートO1に波長グリッドAおよびC、ポートO2にBおよびCを出力するものとする。
第3の実施の構成の場合、波長グリッドブロック制御部230の制御により、アドする波長グリッドC+Dの波長を、ブロッカ223,224,226で阻止することで、波長グリッドA、Bの信号以外に、波長グリッドC+Dの帯域幅を用いて2倍の信号帯域幅の信号をアドドロップすることができる。上記のように異なる周期と透過帯域幅とのインターリーバを組み合わせることで、信号帯域幅の異なる信号を混在してアドドロップすることができる。
<第4の実施の形態>
第4の実施の形態を説明する。
OADMシステムにおいて、図10に示すようなファイバ断障害が起き、任意の波長グリットが喪失した場合、海底中継器の出力制御方式、レベルダイヤによっては、図11のように海底分岐システム後段にて利得傾斜が起きる可能性がある。
そこで、第4の実施の形態では、図12、図13のような利得傾斜を可変するデバイスをOADMシステムに組込み、障害時の利得傾斜を補償する。
図12に示されるシステムでは、可変の傾斜補償器400を組込むことで、利得傾斜を補償している。
また、図13に示されるシステムでは、光可変減衰器410を組込むことで、海底中継器の入力レベルを補正し、海底中継器の利得を保つことで傾斜を補償するものである。
本発明では、ケーブル断によるアドする波長が喪失しても、残る波長グリッドは波長帯域内で均等に配置されているため、利得偏差が置きにくく、図12、図13のような方法でチャンネルパワーを均一することが容易である。
以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。
1 入力ポート
2 出力ポート
3 ドロップポート
4 アドポート
5 海底分岐装置
6 インターリーバ
7 合分波器
8 ブロッカ
9 ブロッカ
10 合分波器
11 合分波器
12 波長グリッドブロック制御部

Claims (6)

  1. 所定の波長グリッド単位で複数の光信号が多重された光多重信号を分岐する分岐手段と、
    前記分岐手段で分岐されたひとつの出力側に接続され、前記波長グリッドの倍数の透過周期で、前記光多重信号を分波するインターリーバと、
    制御信号により、前記インターリーバから出力される光信号のうち、アドする光信号が配置される波長グリッドの光信号を阻止するブロッカと、
    前記ブロッカから出力される光信号を合波する第1の合波手段と、
    前記第1の合波手段から出力される光信号と、前記アドされる光信号とを合波する第2の合波手段と
    を有し、
    多重する光信号の数に合わせて、透過周期が異なる前記インターリーバを多段に接続し、
    最終段のインターリーバの各出力に前記ブロッカを接続し、
    前記第1の合波手段を、前記ブロッカの出力に対応して複数設ける
    光合成分岐システム。
  2. 多段に接続するインターリーバ、ブロッカ及び第1の合波手段の配置を調整し、異なる波長帯域幅の光信号を、アド又はドロップさせる
    請求項1に記載の光合成分岐システム。
  3. 利得傾斜を補償する利得傾斜補償手段をシステムの最終段に設ける
    請求項1又は請求項2に記載の光合成分岐システム。
  4. 分岐手段により、所定の波長グリッド単位で複数の光信号が多重された光多重信号を分岐し、
    前記分岐手段で分岐されたひとつの出力側に、多重する光信号の数に合わせて、透過周期が異なるインターリーバを多段に接続し、接続されたインターリーバにより、分岐された光信号を、前記波長グリッドの倍数の透過周期で分波し、
    最終段の前記インターリーバの各出力に接続されたブロッカが、制御信号により、前記インターリーバにより分波された各光信号のうち、アドする光信号が配置される波長グリッドの光信号を阻止し、
    前記ブロッカの出力に対応して複数設けられた第1の合波手段により、前記ブロッカから出力される光信号を合波し、
    第2の合波手段により、前記合波した光信号と前記アドされる光信号とを合波する
    光合成分岐方法。
  5. 多段に接続するインターリーバ、ブロッカ及び第1の合波手段の配置を調整し、異なる波長帯域幅の光信号を、アド又はドロップさせる
    請求項4に記載の光合成分岐方法。
  6. システムの最終段に設けられた利得傾斜補償手段により、利得傾斜を補償する
    請求項4又は請求項5に記載の光合成分岐方法。
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