JP5910750B2 - 光分岐結合装置及び光分岐結合方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexing)光通信システムに用いられる光分岐結合装置及び光分岐結合方法に関する。
波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)光通信においては、ROADMシステムが広く用いられている。ROADMシステムでは、光分岐結合装置等により波長多重光信号の分岐及び結合が行われる。
図10は、一般的なROADMシステム7000の構成を示す図である。ROADMシステム7000では、上流伝送路から受信された光信号を光分岐部1000が分岐し、分岐された光信号を光分波部4000が分波する。その結果、必要な波長のみが光送受信装置6000−1〜6000−nで受信される。また、光送受信装置6000−1〜6000−nから送信された光信号は、光合波部5000にて合波され、合波された光信号は、光結合部3000へ送信される。波長ブロッカ2000は、光分岐部1000から入力された光信号のうち、光送受信装置6000−1〜6000−nで送受信される波長の光信号を除去して光結合部3000に出力する。光結合部3000は、波長ブロッカ2000からの光信号と光合波部5000からの光信号とを合波して出力する。
近年、CDC(Color−less Direction−less Contention−less)−ROADM技術の実用化に伴い、既存ネットワークのCDC化が進んでいる。CDC−ROADMシステムは、任意の波長及び任意の方路でも光信号が衝突することなくadd/dropが可能な、ROADMシステムである。CDC機能は、波長合分波部の方路・波長依存性を解決することで実現される。
特許文献1に、一般的なCDC−ROADMシステムの構成が記載されている。特許文献1に記載されたCDC−ROADMシステムは、複数のWSS(Wavelength Selective Switch)、光カプラ及びクロスコネクトスイッチにより、CDC機能を実現する。
特開2012−114640号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたCDC−ROADMシステムを既存のROADMシステムに適用する場合には、波長合分波部を取り換える必要がある。すなわち、ROADMシステムを停止させなければ既存のROADMシステムに対してCDC機能を付加することはできないため、インサービスの状態でROADMシステムにCDC機能を付加させることはできない。
本発明の目的は、CDCに未対応のROADMシステムに対してサービス停止を伴わずにCDC機能を追加できる光分岐結合装置及び光分岐結合方法を提供することにある。
本発明の光分岐結合装置は、入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波する第1の光分波手段と、前記第1の光分波手段で分波された光信号の一部を合波する第1の光合波手段と、入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波する第2の光分波手段と、前記第2の光分波手段で分波された光信号の一部を合波する第2の光合波手段と、前記第1の光合波手段で合波された光信号と前記第2の光合波手段で合波された光信号とのいずれかを、2以上の出力光信号として夫々選択的に出力する光経路選択手段と、を備える。
本発明の光分岐結合方法は、入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波し、入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波し、前記分波及び合波された第1の波長多重光信号又は前記分波及び合波された第2の波長多重光信号のいずれかを、出力光信号として選択的に出力する、ことを特徴とする。
本発明の光分岐結合装置及び光分岐結合方法は、CDCに未対応のROADMシステムに対してサービス停止を伴わずにCDC機能を追加できる。
本発明の第1の実施形態の光分岐結合装置100の構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態の光分岐結合装置100の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態の光分岐結合装置100aの構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態の光分岐結合装置100aにおける、光経路選択部30の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態の光分岐結合装置100aにおける、光受信部40−3〜nの詳細の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態の光分岐結合装置100aの動作を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施形態の光分岐結合装置100bの構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態の光分岐結合装置100cの構成を示すブロック図である。 本発明の第5の実施形態の光通信システムの構成を示す図である。 一般的なROADM光通信システムの構成を示す図である。
(第1の実施形態)
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の光分岐結合装置100の構成を示すブロック図である。光分岐結合装置100は、入力された波長多重光信号を波長毎に分波する光分波部1−1と、光分波部1−1で分波された光信号の一部を合波する光合波部2−1とを備える。また、光分岐結合装置100は、入力された波長多重光信号を波長毎に分波する光分波部1−2と、光分波部1−2で分波された光信号の一部を合波する光合波部2−2とを備える。さらに、光分岐結合装置100は、光合波部2−1又は2−2で合波された光信号のいずれかを、少なくとも2以上の出力光信号として選択的に出力する光経路選択部3とを備える。
次に、光分岐結合装置100の動作について説明する。図2は、光分岐結合装置100の動作を示すフローチャートである。光分波部1−1及び1−2は、入力された波長多重光信号を複数の光信号に分波する(ステップS11)。この時、分波された光信号の一部は、光受信部に向かって出力される。次に、光合波部2−1が光分波部1−1で分波された複数の光信号の一部を合波し、光合波部2−2が光分波部1−2で分波された複数の光信号の一部を合波する(ステップS12)。そして、光経路選択部3が光合波部2−1又は2−2で合波された光信号のいずれかを複数の出力光信号として出力する(ステップS13)。この時、光経路選択部3が出力した複数の出力光信号は、光受信部等に向かって出力される。
このように、光分岐結合装置100は、入力された波長多重光信号を波長毎に分波する光分波部1−1と、光分波部1−1で分波された光信号の一部を合波する光合波部2−1とを備える。これにより、光経路選択部3による経路選択よりも前段において、光分波部1−1及び1−2で分波された一部の波長の信号については、それ以外の波長とは物理的に別系統とすることができる。このため、CDCに未対応の光分岐結合装置にCDC機能を追加する場合でも、例えば、光合波部2−1及び2−2よりも後段の部品を交換すればよく、光分波部1−1及び1−2を含めた装置全体を交換することを要しない。そのため、光分岐結合装置100は、サービス停止を伴わずにCDC機能を追加できる。
なお、光分岐結合装置100は、CPU(central processing unit)及び、プログラムが記録されたメモリをさらに備えていてもよい。そして、図2で説明したステップS11〜S13の手順は、メモリに記憶されたプログラムをCPUに実行させることで実現されてもよい。
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態について説明する。図3は、第2の実施形態の光分岐結合装置100aの構成を示すブロック図である。図3に示すように、光分岐結合装置100aは、AWG(Arrayed Waveguide Grating)10−1、10−2、20−1及び20−2と、光経路選択部30と、光受信部40−1〜nを備える。
ここで、AWG10−1及び10−2は、図1における光分波部1−1及び1−2に相当し、AWG20−1及び20−2は、光合波部2−1及び2−2に相当する。
また、図4は、光分岐結合装置100aが備える、光経路選択部30の詳細の構成を示すブロック図である。図4に示すように、光経路選択部30は、光分岐部31−1及び31−2と、光スイッチ32−1〜32−mを備える。ここで、光分岐部31−1及び31−2は光カプラ等であり、光スイッチ32−1〜32−mは機械的に光経路を切り替えるスイッチやMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)スイッチ等である。
また、図5は、光分岐結合装置100aが備える、光受信部40−3〜40−nの詳細の構成を示すブロック図である。光受信部40−3〜40−nは、それぞれ光波長選択部41を有する。ここで、光波長選択部41は、所定の波長を透過させ、それ以外の波長を減衰させる光フィルタや、受信された光信号と所定の波長とを干渉させて選択的に受信するデジタルコヒーレント受信器等である。
次に、光分岐結合装置100aの動作について説明する。図6は、本実施形態の光分岐結合装置100aの動作を示すフローチャートである。図6では、図3及び図4において、λ1、λ2、λ3を含む波長多重光信号と、λ3、λ4、λ5を含む波長多重光信号が入力される場合について説明する。
AWG10−1及び10−2は、入力された、波長多重光信号を複数の光信号に分波する(ステップS21)。この時、分波された光信号の一部(λ1、λ5)は、光受信部40−1及び40−2に向かって出力される。次に、AWG20−1がAWG10−1で分波された複数の光信号の一部(λ2、λ3)を合波し、AWG20−2がAWG10−2で分波された複数の光信号の一部(λ3、λ4)を合波する(ステップS22)。
光分岐部31−1及び31−2は、AWG20−1及び20−2からの光信号をそれぞれ分岐する(ステップS23)。そして、光スイッチ32−1〜32−mのそれぞれは、光分岐部31−1又は31−2からの光信号(λ2、λ3又はλ3、λ4)のいずれかを選択的に光受信部40−3〜40−nへ出力する(ステップS24)。
そして、光受信部40−3〜40−nは、光スイッチ32−1〜32−mからの光信号をそれぞれ受信する(ステップS25)。この時、光波長選択部41は、光受信部40−3〜40−nのそれぞれが受信すべき所定の波長(例えば、図3の光受信部40−3であればλ2)を選択的に抽出する。
第2の実施形態の光分岐結合装置100aは、第1の実施形態の光分岐結合装置100の構成に加えて、光受信部40−1〜40−2を備える。これにより、光分岐結合装置100aは、第1の実施形態の効果を奏するとともに、光経路選択部30における経路選択の前段において光分波部1−1及び1−2で分波された一部の波長の信号について、それ以外の波長とは物理的に異なる系統の信号として受信できる。
また、第2の実施形態の光分岐結合装置100aは、第1の実施形態の光分岐結合装置100の構成に加えて、出力光信号のうち、所定の波長の光信号のみを受信する光波長選択部41を有する各光受信部40−3〜40−nを備える。これにより、光分岐結合装置100aは、さらに、光受信部40−3〜40−nで受信される波長を選択できる。その結果、光分岐結合装置100aは、特定の波長の光信号を、光受信部40−3〜40−nで選択的に受信できる。好適には、光波長選択部41にデジタルコヒーレント受信器が用いられることにより、光分岐結合装置100aは、より高速な信号を受信できる。
なお、光波長選択部41にデジタルコヒーレント受信器が適用される場合、干渉させる光の波長を可変とする、ローカルセレクション機能を光波長選択部41にさらに付加することで、光波長選択部41で受信される波長を変更することもできる。
(第3の実施形態)
次に本発明の第3の実施形態について説明する。図7は、第3の実施形態の光分岐結合装置100bの構成を示すブロック図である。光分岐結合装置100bの構成は、図3及び図4に示した第2の実施形態の光分岐結合装置100aの構成とは、光経路選択部30と光受信部40−3〜nの間に光フィルタ50−1〜mを備える点で異なる。光フィルタ50−1〜50−mは、所定の波長の光のみを透過し、それ以外の波長の光を減衰させる。
光分岐結合装置100bは、光フィルタ50−1〜mで所定の波長を抽出できるため、波長選択受信機能を光受信部40−3〜40−nに持たせる必要がない。その結果、光分岐結合装置100bは、第1の実施形態の効果を奏するとともに、既存の光受信モジュールを光受信部40−3〜40−nとして用いることができる。また、光フィルタ50−1〜50−mのフィルタ波長を可変とすることにより、光受信部40−3〜40−nで受信される波長を変更することもできる。
(第4の実施形態)
以上に述べた第1〜第3の実施形態においては、光分岐結合装置が受信システムの一部として用いられる場合について説明した。しかし、同様の構成を備える光分岐結合装置を、送信システムに適用してもよい。
図8は、第4の実施形態の光分岐結合装置100cの構成を示すブロック図である。光分岐結合装置100cは、第2の実施形態の光分岐結合装置100aを、送信システムに適用した構成を示す。
本実施形態における光分岐結合装置100cの基本的な構成は、図3に示された光分岐結合装置100aと同様であるが、光受信部40−1〜40−nが光送信部60−1〜60−nに置き換わっている点で、光分岐結合装置100aとは異なる。
光分岐結合装置100cにおいては、光送信部60−3〜60−nは、所定の波長を含む光信号を光経路選択部30に出力する。光経路選択部30は、光送信部60−3〜60−nから送信された光信号を選択的に合波し、AWG20−1又は20−2のいずれかに出力する。AWG20−1及び20−2は入力された信号を分波する。そして、AWG10−1及び10−2は、AWG20−1及び20−2にて分波されたそれぞれの光信号と、光送信部60−1及び60−2から出力されたそれぞれの光信号と合波して出力する。
このような構成を備える光分岐結合装置100cは、光経路選択部30による経路選択のよりも前段において、一部の波長の送信信号については、それ以外の波長とは物理的に異なる系統の信号として送信できる。このため、仮にCDCに未対応の光分岐結合装置にCDC機能を追加する場合でも、例えば、AWG20−1及び20−2よりも光送信部60−3〜60−n側の部品について交換すればよく、AWG10−1及び10−2を含めた装置全体を交換する必要がない。そのため、第4の実施形態の光分岐結合装置100cは、送信システムにおいて、第1〜第3の実施形態の光分岐結合装置と同様に、サービス停止を伴わずにCDC機能を追加できるという効果を奏する。
(第5の実施形態)
さらに、第1〜第4の実施形態に記載された光分岐結合装置を複数配置することにより、光通信システムを構成できる。図9は、第5の実施形態の光通信システム200の構成を示す図である。
光通信システム200は、複数の光通信装置110を備える。光通信システム200では、光通信装置110の間が光ファイバ等で接続され、WDM通信ネットワークが構築される。
光通信装置110は、光カプラ及び第1の実施形態の光分岐結合装置100を備える。光通信装置110においては、WDM通信ネットワークを伝送される光信号が光カプラ等により分岐され、分岐された波長多重光信号が、光分岐結合装置100に入力される。このようにして、光通信装置110は、ROADMシステムのノードとして機能する。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2012年9月27日に出願された日本出願特願2012−213922を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
(実施形態の他の表現)
なお、以上に記載の実施形態の一部又は全部は、以下の付記の様にも記載され得るが、以下には限られない。
(付記1)
入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波する第1の光分波部と、
前記第1の光分波部で分波された光信号の一部を合波する第1の光合波部と、
入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波する第2の光分波部と、
前記第2の光分波部で分波された光信号の一部を合波する第2の光合波部と、
前記第1の光合波部又は前記第2の光合波部で合波された光信号のいずれかを、2以上の出力光信号として選択的に出力する光経路選択部と、
を備える光分岐結合装置。
(付記2)
前記第1の光分波部で分波された光信号のうち、前記第1の光合波部に入力される光信号以外の光信号を受信する第1の光受信部と、
前記第2の光分波部で分波された光信号のうち、前記第2の光合波部に入力される光信号以外の光信号を受信する第2の光受信部と、をさらに備える、
付記1に記載された光分岐結合装置。
(付記3)
前記光経路選択部は、
前記第1の光合波部で合波された光信号を分岐する第1の光分岐部と、
前記第2の光合波部で合波された光信号を分岐する第2の光分岐部と、
前記第1又は第2の光分岐部で分岐された光信号のいずれかを前記出力光信号として選択的に出力する2以上の光スイッチと、
を有する、付記1又は2に記載された光分岐結合装置。
(付記4)
前記光経路選択部からの出力光信号を受信する、第3の光受信部を備え、
前記第3の光受信部は、前記出力光信号のうち、所定の波長の光信号のみを受信する光波長選択部を有する、
付記1乃至3のいずれかに記載された光分岐結合装置。
(付記5)
前記第3の光受信部は、受信波長を選択するローカルセレクション機能を含むデジタルコヒーレント光受信器を有する、付記4に記載された光分岐結合装置。
(付記6)
前記光経路選択部からの出力光信号のうち、所定の波長のみを透過して出力する波長フィルタを備える、付記1乃至5のいずれかに記載された光分岐結合装置。
(付記7)
前記波長フィルタは、可変波長フィルタである、付記6に記載の光分岐結合装置。
(付記8)
付記1〜7のいずれかに記載された光分岐結合装置と、
波長多重光信号が伝送される伝送路に接続された光路を分岐して前記光分岐結合装置と接続する光カプラと、
を備える光通信装置が少なくとも2以上接続された、光通信システム。
(付記9)
入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波し、
入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波し、
前記分波及び合波された第1の波長多重光信号又は前記分波及び合波された第2の波長多重光信号のいずれかを、出力光信号として選択的に出力する、
光分岐結合方法。
(付記10)
入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波する手順、
入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波する手順、
前記分波及び合波された第1の波長多重光信号又は前記分波及び合波された第2の波長多重光信号のいずれかを、出力光信号として選択的に出力する手順、
を、光分岐結合装置のコンピュータに実行させるための光分岐結合装置の制御プログラム。
(付記11)
さらに、2以上の光送信部を備え、
前記光経路選択部は、前記光送信部から出力される2以上の光信号を合波して前記第1の光合波部又は前記第2の光合波部のいずれかに出力し、
前記第1の光合波部及び第2の光合波部は、前記光経路選択部から出力された光信号を分波し、
前記第1の光分波部は、前記光送信部の一部と前記第1の光合波部からの光信号を合波して出力し、
前記第2の光分波部は、前記光送信部の一部と前記第2の光合波部からの光信号を合波して出力することを特徴とする、
付記1〜7のいずれかに記載された光分岐結合装置。
(付記12)
入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波する第1の光分波手段と、前記第1の光分波手段で分波された光信号の一部を合波する第1の光合波手段と、入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波する第2の光分波手段と、前記第2の光分波手段で分波された光信号の一部を合波する第2の光合波手段と、前記第1の光合波手段で合波された光信号と前記第2の光合波手段で合波された光信号とを選択して出力する光経路選択手段と、を備える光分岐結合装置のコンピュータに、
前記第1の光合波手段で合波された光信号と前記第2の光合波手段で合波された光信号とのいずれかを2以上の出力光信号として夫々選択的に出力する手順、を実行させるための、光分岐結合装置の制御プログラム。
1−1、1−2 光分波部
2−1、1−2 光合波部
3 光経路選択部
10−1、10−2 AWG
20−1、20−2 AWG
30 光経路選択部
40−1〜n 光受信部
31−1、31−2 光分岐部
32−1〜m 光スイッチ
41 光波長選択部
50−1〜m 光フィルタ
60−1〜n 光送信部
100、100a、100b、100c 光分岐結合装置
110 光通信装置
200 光通信システム
1000 光分岐部
2000 波長ブロッカ
3000 光結合部
4000 光分波部
5000 光合波部
6000−1〜n 光送受信装置
7000 ROADMシステム

Claims (10)

  1. 入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波する第1の光分波手段と、
    前記第1の光分波手段で分波された光信号の一部を合波する第1の光合波手段と、
    入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波する第2の光分波手段と、
    前記第2の光分波手段で分波された光信号の一部を合波する第2の光合波手段と、
    前記第1の光合波手段で合波された光信号と前記第2の光合波手段で合波された光信号とのいずれかを、2以上の出力光信号として夫々選択的に出力する光経路選択手段と、
    を備える光分岐結合装置。
  2. 前記第1の光分波手段で分波された光信号のうち、前記第1の光合波手段に入力される光信号以外の光信号を受信する第1の光受信手段と、
    前記第2の光分波手段で分波された光信号のうち、前記第2の光合波手段に入力される光信号以外の光信号を受信する第2の光受信手段と、をさらに備える、
    請求項1に記載された光分岐結合装置。
  3. 前記光経路選択手段は、
    前記第1の光合波手段で合波された光信号を分岐する第1の光分岐手段と、
    前記第2の光合波手段で合波された光信号を分岐する第2の光分岐手段と、
    前記第1の光分岐手段で分岐された光信号の一つと第2の光分岐手段で分岐された光信号の一つとのいずれかを前記出力光信号の一つとして選択的に出力する少なくとも2以上の光スイッチと、
    を備える、請求項1又は2に記載された光分岐結合装置。
  4. 前記光経路選択手段からの出力光信号を受信する、第3の光受信手段を備え、
    前記第3の光受信手段は、前記出力光信号のうち、所定の波長の光信号のみを受信する光波長選択手段を備える、
    請求項1乃至3のいずれかに記載された光分岐結合装置。
  5. 前記第3の光受信手段は、受信波長を選択するローカルセレクション機能を含むデジタルコヒーレント光受信器を備える、請求項4に記載された光分岐結合装置。
  6. 前記光経路選択手段からの出力光信号のうち、所定の波長の光信号のみを透過する波長フィルタを備える、請求項1乃至5のいずれかに記載された光分岐結合装置。
  7. 前記波長フィルタは、可変波長フィルタである、請求項6に記載された光分岐結合装置。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載された光分岐結合装置と、
    波長多重光信号が伝送される伝送路に接続された光路を分岐して前記光分岐結合装置と接続する光カプラと、
    を備える光通信装置が少なくとも2以上接続された、光通信システム。
  9. 入力された第1の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波し、
    入力された第2の波長多重光信号を波長毎に分波し、当該分波された光信号の一部を合波し、
    前記分波及び合波された第1の波長多重光信号又は前記分波及び合波された第2の波長多重光信号のいずれかを、出力光信号として選択的に出力する、
    光分岐結合方法。
  10. さらに、2以上の光送信手段を備え、
    前記光経路選択手段は、前記光送信手段から出力される2以上の光信号を合波して前記第1の光合波手段又は前記第2の光合波手段のいずれかに出力し、
    前記第1の光合波手段及び前記第2の光合波手段は、前記光経路選択手段から出力された光信号を分波し、
    前記第1の光分波手段は、前記光送信手段の一部からの光信号と前記第1の光合波手段からの光信号とを合波して出力し、
    前記第2の光分波手段は、前記光送信手段の一部からの光信号と前記第2の光合波手段からの光信号とを合波して出力する、
    請求項1乃至7のいずれかに記載された光分岐結合装置。
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