JP6735928B1

JP6735928B1 - 光通信システムおよび光通信装置

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Publication number: JP6735928B1
Application number: JP2019545375A
Authority: JP
Inventors: 芦田　哲郎; 哲郎芦田; 和行石田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: WO2020230195A1; JPWO2020230195A1

Abstract

本発明にかかる光通信システム（２０）は、光通信装置（１−１）と光通信装置（１−２）とを備え、光通信装置（１−１）は、既存ノードであり光信号を出力する光通信装置（１０−２）と、既存の光通信システムで用いられる光波長帯域とは異なる第１の光波長帯域の第１の光信号を出力するＴＲＰＮ（３−１）と、第１の光信号と、光通信装置（１０−２）から出力される光信号とを合波して出力するＷＤＭ（２−１）と、を備え、光通信装置（１−２）は、光通信装置（１−１）から出力された光信号を、第１の光波長帯域の光信号である第２の光信号と、第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第３の光信号と、に分波するＷＤＭ（２−２）と、第３の光信号が入力される既存ノードである光通信装置（１０−３）と、第２の光信号を受信するＴＲＰＮ（３−２）と、を備える。

Description

本発明は、ＯＡＤＭ（Optical Add Drop Multiplexer：光分岐挿入装置）を有する光通信装置を備える光通信システム、および光通信装置に関する。

近年、無線通信の伝送容量が増加しており今後もますますの増加が期待されている。特に人口密集地域などでは、将来的に無線通信の伝送容量を急激に増加させる必要が生じると予想される。この課題に対応していくためには、無線基地局とユーザ端末間の通信容量の増大だけでなく、基地局間の通信容量増大が必要となってくる。

基地局間の通信で用いられるネットワークとしては、安定性、伝送容量などの観点から、光ファイバを用いる光幹線系ネットワークが期待されている。光幹線系ネットワークは、例えば、特許文献１に示されるような、波長多重光通信方式が採用される。波長多重光通信方式を採用する光幹線系ネットワークでは、バス型もしくはリング型で多数のノードすなわち多数の光通信装置が光ファイバにより形成される光伝送路を介して接続される。

波長多重光通信方式を採用する光幹線系ネットワークでは、各ノードは、光信号の挿入および分岐を行うＯＡＤＭと光信号の送受信を行うトランスポンダ（Transponder）を備える。各ノードが使用する送受信のための光波長はそれぞれ定められている。各ノードでは、光信号を送信する場合には、トランスポンダが該ノードに対応する光波長の光信号を生成し、ＯＡＤＭがこの光信号を他のノードから受信した光信号と合波して、ノード間を接続する光ファイバへ出力する。各ノードでは、光信号を受信する場合には、ＯＡＤＭが、光ファイバを介して受信した光信号を波長ごとに分波し、分波された光信号のうち該ノードに対応する波長の信号をトランスポンダへ出力する。各ノードがこのような動作を行うことにより、波長多重光通信が行われる。

特開２０１８−１１３５５６号公報

一般的に、ＯＡＤＭは、損失変動、波長変動などが発生した場合も安定した通信ができるように、ＷＳＳ（Wavelength Selective Switch：波長選択スイッチ）による波長分離制御、光中継器による信号レベルのＡＬＣ(Automatic Level Control)制御などを実施する。これらの制御を実現するためには、設計段階でＯＡＤＭの入出力信号に許容される光変調方式、信号光波長帯域などを決めておく必要があり、設計で想定されてない光信号がＯＡＤＭに入力されると誤作動を引き起こす可能性がある。一方、波長多重光通信方式を採用する光幹線系ネットワークでは、一部の区間だけ伝送容量を増大する要求があることもある。このような場合、一部の区間だけの変更であっても、一部の区間内のノードのＯＡＤＭを再設計する必要がある。このとき、一部の区間のノード外の既存のノードで受信された光信号は既存のノードの設計で想定されていたものである必要があり、設計者は既存の設計も把握する必要があり、設計の工数を要するという問題がある。一部の区間だけの伝送容量の変更のために再設計を行うことは非効率的であり、既存のＯＡＤＭを用いて、一部の区間の伝送容量を増加させることができる光通信装置が望まれる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、既存のＯＡＤＭを用いて一部の区間の伝送容量を増加させることができる光通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光通信システムは、第１の光通信装置と第２の光通信装置を備える。第１の光通信装置は、第１の既存ノードを備える。第１の既存ノードは、既に敷設されている既存の光通信システムを構成する光通信装置であって、受信した光信号に対して、光信号の分岐および挿入を行う第１の光分岐挿入装置を備え、第１の光分岐挿入装置を通過した光信号を出力する。第１の光通信装置は、さらに、既存の光通信システムで用いられる光波長帯域とは異なる第１の光波長帯域の第１の光信号を出力する光送信器と、第１の既存ノードから出力される光信号と、第１の光信号とを合波し、合波後の光信号を光伝送路へ出力する合波器と、を備える。第２の光通信装置は、第１の光通信装置から出力された光信号を、光伝送路を介して受信し、受信した光信号を、第１の光波長帯域の光信号である第２の光信号と、第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第３の光信号とに分波する分波器、を備える。さらに、第２の光通信装置は、第２の既存ノードと、第２の光信号を受信する光受信器と、を備える。第２の既存ノードは、既存の光通信システムを構成する光通信装置であって、第３の光信号に、光信号の分岐および挿入を行う第２の光分岐挿入装置を備え、第２の光分岐挿入装置を通過した光信号を出力する。

本発明にかかる光通信システムは、既存のＯＡＤＭを用いて一部の区間の伝送容量を増加させることができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる光通信システムの構成例を示す図実施の形態１の光通信システムで用いられる光波長の一例を示す図実施の形態２の光通信システムの構成例を示す図実施の形態３の光通信システムの構成例を示す図実施の形態４の光通信システムの構成例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる光通信システムおよび光通信装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる光通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態の光通信システム２０は、例えば、光幹線系ネットワークに適用可能である。なお、本実施の形態の光通信システム２０の用途は光幹線系ネットワークに限定されず、各ノードがＯＡＤＭを備えるシステムであればどのような用途にも適用可能である。

図１に示すように、本実施の形態の光通信システム２０は、光通信装置１０−１，１０−４と、第１の光通信装置である光通信装置１−１と、第２の光通信装置である光通信装置１−２とを備える。光通信装置１０−１は光通信装置１−１と光ファイバ３０を介して接続され、光通信装置１−１は、光ファイバ３０を介して光通信装置１−２と接続される。また、光通信装置１−２は光ファイバ３０を介して光通信装置１０−４と接続される。光ファイバ３０の近傍に示した矢印は該光ファイバ３０で伝送される信号の伝送方向を示している。本実施の形態では、図１に示すように、光通信装置１０−１から光通信装置１０−４へ向かう方向の通信が行われる例について説明する。

本実施の形態の光通信システム２０は、既に敷設されている光通信システムである既存の光通信システムの一部の区間の伝送容量を増加させている。具体的には、既存の光通信システムを構成する既存の光通信装置１０−１〜１０−４のうち、光通信装置１０−２，１０−３を流用して、それぞれ新規の光通信装置である光通信装置１−１，１−２を構築している。これにより、既存の光通信システムにおける光通信装置１０−２と光通信装置１０−３との間の区間の伝送容量を増加させることができる。

既存の光通信システムとは、一部の区間の伝送容量を増加させる前の既に敷設されている光通信システムである。図１に示した光通信装置１０−１〜１０−４は既存の光通信システムを構成する既存の光通信装置である。以下、既存の光通信装置である光通信装置１０−１〜１０−４を既存ノードとも呼び、光通信装置１−１，１−２を新規ノードとも呼ぶ。なお、図１では、光通信システム２０を構成する光通信装置として、既存ノードである光通信装置１０−１，１０−４と、新規ノードである光通信装置１−１，１−２とを示しているが、既存ノードの数は図１に示した例に限定されない。

図１に示すように、既存ノードである光通信装置１０−１は、ＯＡＤＭ１１−１とトランスポンダ（以下、ＴＲＰＮと略す）１２−１とを備える。ＯＡＤＭ１１−１は、光伝送路として用いられる光ファイバ３０によって伝送された光信号を分波し、分波した信号のうち光通信装置１０−１に対応する光波長の光信号をＴＲＰＮ１２−１へ出力する。また、ＯＡＤＭ１１−１は、ＴＲＰＮ１２−１から入力される光信号を、上述した分波により得られた信号のうち、光通信装置１０−１に対応する光波長以外の光波長の信号と合波し、合波後の光信号を光ファイバ３０へ出力する。このようにして、ＯＡＤＭ１１−１は、受信した光信号から光通信装置１０−１に対応する光波長の光信号を分岐させてＴＲＰＮ１２−１へ出力し、送信する光信号にＴＲＰＮ１２−１から出力される光信号を挿入する。

ＴＲＰＮ１２−１は、ＯＡＤＭ１１−１から入力された光信号を電気信号に変換する。変換により得られる電気信号は、光通信装置１０−１内の図示しない制御部へ出力される。または変換により得られる電気信号は、光通信装置１０−１に接続される図示しないクライアント装置などへ送信されてもよい。また、図示しない制御部または図示しないクライアント装置などにより生成された電気信号を光通信装置１０−１に対応する光波長の光信号に変換し、この光信号をＯＡＤＭ１１−１へ出力する。

既存ノードである光通信装置１０−４は、図示は省略しているが、光通信装置１０−１と同様に、ＯＡＤＭとＴＲＰＮとを備える。新規ノードである光通信装置１−１，１−２は、既存ノードである光通信装置１０−２，１０−３をそれぞれ備える。光通信装置１０−１と同様に、既存ノードである光通信装置１０−２は、ＯＡＤＭ１１−２とＴＲＰＮ１２−２とを備え、既存ノードである光通信装置１０−３は、ＯＡＤＭ１１−３とＴＲＰＮ１２−３とを備える。ＯＡＤＭ１１−２，１１−３および光通信装置１０−４が備えるＯＡＤＭの機能は、ＯＡＤＭ１１−１と同様であるため説明を省略する。ＴＲＰＮ１２−２，１２−３および光通信装置１０−４が備えるＴＲＰＮの機能は、ＴＲＰＮ１２−１と同様であるため説明を省略する。

新規ノードである光通信装置１−１は、第１の既存ノードである光通信装置１０−２と、光信号の合分波を行うＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）フィルタ（図ではＷＤＭと略す）２−１と、ＴＲＰＮ３−１とを備える。新規ノードである光通信装置１−２は、第２の既存ノードである光通信装置１０−３と、ＷＤＭ２−２と、ＴＲＰＮ３−２とを備える。ＷＤＭ２−１，２−２と、ＴＲＰＮ３−１，３−２とは、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間の区間の伝送容量を増加させるため追加された構成要素である。

光通信装置１−１を構成する光通信装置１０−２は、受信した光信号に対して、光信号の分岐および挿入を行う第１の光分岐挿入装置であるＯＡＤＭ１１−２を備え、ＯＡＤＭ１１−２を通過した光信号を出力する第１の既存ノードである。ＴＲＰＮ３−１は、既存の光通信システムで用いられる光波長帯域とは異なる第１の光波長帯域の第１の光信号を出力する光送信器である。なお、ここでは、光通信装置１−１が、送受信器であるＴＲＰＮ３−１を備える例を説明するが、本実施の形態では、光通信装置１−１は第１の光波長帯域の第１の光信号を出力する光送信器を備えていればよい。本実施の形態では、ＴＲＰＮ３−１が光送信器として機能する。ＷＤＭ２−１は、光通信装置１０−２から出力される光信号と、第１の光信号とを合波し、合波後の光信号を光伝送路である光ファイバ３０へ出力する合波器である。なお、ここでは、光通信装置１−１が、合分波器であるＷＤＭ２−１を備える例を説明するが、本実施の形態では、光通信装置１−１は、合波器を備えていればよい。本実施の形態では、ＷＤＭ２−１が合波器として機能する。

光通信装置１−２のＷＤＭ２−２は、光通信装置１−１から出力された光信号を、光ファイバ３０を介して受信し、受信した光信号を、第１の光波長帯域の光信号である第２の光信号と、第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第３の光信号とに分波する分波器である。なお、ここでは、光通信装置１−２が、合分波器であるＷＤＭ２−２を備える例を説明するが、本実施の形態では、光通信装置１−２は、分波器を備えていればよい。本実施の形態では、ＷＤＭ２−２が分波器として機能する。光通信装置１−２を構成する光通信装置１０−３は、第３の光信号に、光信号の分岐および挿入を行う第２の光分岐挿入装置であるＯＡＤＭ１１−３を備え、ＯＡＤＭ１１−３を通過した光信号を出力する第２の既存ノードである。また、ＴＲＰＮ３−２は、第２の光信号を受信する光受信器である。なお、ここでは、光通信装置１−２が、送受信器であるＴＲＰＮ３−２を備える例を説明するが、本実施の形態では、光通信装置１−２は第２の光信号を受信する光受信器を備えていればよい。

次に、本実施の形態の動作について説明する。ここで、まず、光通信システム２０で用いられる光波長の一例を説明する。図２は、光通信システム２０で用いられる光波長の一例を示す図である。図２では、横軸に波長を示し、縦軸に光信号のパワーを示している。図２は、光通信システム２０で使用可能な各波長を模式的に示しており、実際に送信される各波長の光信号の波長領域での形状を示すものではない。図２に示す光波長のうち光波長λ_１〜λ_ｎは既存の光通信システムで使用可能な光波長である。なお、実際には、各光波長に対応する光信号はある程度の光波長の帯域幅を有している。光通信システム２０では、光通信装置１−１と光通信装置１−２の間では、これら光波長λ_１〜λ_ｎに加え、さらに追加波長帯域である第１の光波長帯域内の光波長λ_ａ，λ_ｂの光信号を使用可能である。図２では、光通信装置１−１と光通信装置１−２とは光波長λ_ｂを用いた通信を行うことも可能であり、光波長λ_ａ，λ_ｂの両方を用いて通信を行うことも可能であるが、以下では、光通信装置１−１と光通信装置１−２と光波長λ_ａの光信号を用いた通信を行う場合を例に説明する。このように、第１の光波長帯域を追加で使用することで、光通信装置１−１と光通信装置１−２の間の伝送容量を増加させる。なお、図２に示した光波長帯域は一例であり、追加する光波長帯域は、光波長λ_１〜λ_ｎより短い光波長帯域であってもよいし、既存の光通信システムで使用されていた光波長λ_１から光波長λ_ｎまでの間の使用されていなかった光波長帯域のなかに設けられてもよい。なお、追加光波長帯域に含まれる光波長の数は上述した例に限定されず１つ以上であればよい。

このとき、本実施の形態の光通信システム２０では、既存ノードである光通信装置１０−２，１０−３を流用して、第１の光波長帯域の追加を実現する。既存の通信システムでは、図１に示したように、光通信装置１０−１，１０−２，１０−３に、光波長λ_１〜λ_ｎのうちそれぞれ光波長λ_３，λ_１，λ_２が割り当てられていたとする。したがって、ＯＡＤＭ１１−１は、光波長λ_３の光信号の分岐および挿入を行う。

光通信装置１−１のＯＡＤＭ１１−２は、第１の光波長帯域内の光波長λ_１の光信号の分岐および挿入を行う。さらに、光通信装置１−１では、ＴＲＰＮ３−１は、光通信装置１−２へ送信する電気信号を光波長λ_ａの光信号に変換してＷＤＭ２−１へ出力する。ＷＤＭ２−１は、ＴＲＰＮ３−１から出力された光波長λ_ａの光信号とＯＡＤＭ１１−２から出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を光ファイバ３０へ出力する。

光通信装置１−２のＷＤＭ２−２は、光通信装置１−１から出力された光信号を、光ファイバ３０を介して受信し、受信した光信号を分波し、分波した光信号のうち第１の光波長帯域の光信号をＴＲＰＮ３−２へ出力し、他の光信号をＯＡＤＭ１１−３へ出力する。ＴＲＰＮ３−２は、ＷＤＭ２−２から入力された光信号を電気信号に変換する。これにより、光通信装置１−２は、光通信装置１−１から光波長λ_ａの光信号として送信された電気信号を受信することができる。また、ＯＡＤＭ１１−３は、ＷＤＭ２−２から入力された光信号に対して、光波長λ_２の光信号の分岐および挿入を行う。ＯＡＤＭ１１−３から出力される光信号には、追加光波長帯域である第１の光波長帯域の光信号は含まれていない。したがって、既存ノードである光通信装置１０−４に、光ファイバ３０を介して入力される光信号は、第１の光波長帯域が追加される前と同様である。これにより、光通信装置１０−４は、誤動作を誘発せずに既存の光通信システムの場合と同様の通信を行うことができる。

このように、本実施の形態の光通信システム２０では、伝送容量の増加の対象外の既存ノードである光通信装置１０−１，１０−４には、既存の光通信システムで用いられていた光波長の光信号しか入力されない。このため、光通信装置１０−１，１０−４は、伝送容量の増加前と同様に通信を行うことができる。さらに、本実施の形態の光通信システム２０では、光通信装置１−１および光通信装置１−２は、既存の光通信システムと同様の通信を行うことができるとともに、さらに、第１の波長帯域の光信号を用いた通信が可能となる。これにより、光通信装置１−１と光通信装置１−２の間の伝送容量を増加させることができる。

以上のように、本実施の形態では、伝送容量を増加させる区間に対応する光通信装置１１，１−２を、既存ノードにＷＤＭとＴＲＰＮを追加することにより実現するようにした。これにより、既存のＯＡＤＭを用いて一部の区間の伝送容量を増加させることができる。したがって、伝送容量を増加させるためにＯＡＤＭの再設計が不要となるため工数を抑制することができ、既存のＯＡＤＭを流用することにより新たな光通信装置を導入する必要がない。また、伝送容量を増加させる区間以外の既存ノードは影響を受けないため、伝送容量を増加させる区間以外の既存ノードを新たなノードに入れ替える必要がない。これにより、コストを抑制して、一部の区間の伝送容量を増加させることができる。

なお、図１に示した構成例では、既存ノードと、追加するＷＤＭおよびＴＲＰＮとで１つの新規ノードとする例を説明したが、既存ノードと、追加するＷＤＭおよびＴＲＰＮとは、既存ノードとは別体であってもよい。

実施の形態２．
図３は、本発明にかかる実施の形態２の光通信システムの構成例を示す図である。実施の形態１では、隣接するノード間の伝送容量を増加する例を説明した。本実施の形態では、隣接しないノード間で、伝送容量を増加させる例を説明する。

図３に示すように、実施の形態２の光通信システム２０ａは、光通信装置１−１，１−２と、第３の光通信装置である光通信装置４とを備える。光通信装置１−１，１−２は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。光通信装置１−１は、光ファイバ３０を介して光通信装置４と接続される。また、光通信装置４は光ファイバ３０を介して光通信装置１−２と接続される。光ファイバ３０の近傍に示した矢印は該光ファイバ３０で伝送される信号の伝送方向を示している。図示は省略しているが、光通信装置１−１は、上流側で、実施の形態１と同様に光ファイバ３０を介して光通信装置１０−１と接続され、光通信装置１−２は、下流側で、実施の形態１と同様に光ファイバ３０を介して光通信装置１０−４と接続される。

本実施の形態では、既存の光通信システムにおける光通信装置１０−２と光通信装置１−３との間の区間の伝送容量を増加させるために、実施の形態１と同様に、光通信装置１０−２，１０−３をそれぞれ流用して光通信装置１−１，１−２を構築している。一方、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、既存の光通信システムにおいて、光通信装置１０−２と光通信装置１０−３との間には、既存ノードである光通信装置１０−５が存在する。光通信装置１０−５の構成は、実施の形態１の光通信装置１０−１と同様である。

光通信装置１−１および光通信装置１−２を用いると、実施の形態１と同様に光通信装置１−１と光通信装置１−２との間の区間の伝送容量を既存の光通信システムより増加させることができるが、それだけでは光通信装置１０−５に、追加された光波長を含む光信号が入力される。追加された光波長を含む光信号を受信しても誤動作を生じさせないようにするには、光通信装置１０−５のＯＡＤＭの設計変更が必要になる。本実施の形態では、光通信装置１０−５のＯＡＤＭの設計変更を要せずに、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間の区間の伝送容量を増加させるために、光通信装置１０−５を流用した光通信装置４を用いる。

光通信装置４は、図３に示すように、第３の既存ノードである光通信装置１０−５と、ＷＤＭ５，６と、光中継器７とを備える。ＷＤＭ５，６は、ＷＤＭ２−１，２−２と同様に、光信号の合分波を行う。

詳細には、ＷＤＭ５は、第１の光通信装置から出力された光信号を、光ファイバ３０を介して受信し、受信した光信号を、第１の波長帯域の光信号である第４の光信号と、第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第５の光信号に分波する分波器である。ＷＤＭ５は、分波した光信号のうち第１の波長帯域の光信号を光中継器７へ出力し、他の光信号を光通信装置１０−５へ出力する。第３の既存ノードである光通信装置１０−５は、第５の光信号に、光信号の分岐および挿入を行う図示を省略した第３の光分岐挿入装置を備え、第３の光分岐挿入装置を通過した光信号を出力する。光中継器７は、入力された光信号損失を補償するための動作を行い、損失の補償が施された光信号を出力する。すなわち、光中継器７は、第４の光信号に対して損失補償を行って出力する。ＷＤＭ６は、光中継器７から出力される光信号と、光通信装置１０−５から出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を光ファイバ３０へ出力する。このように、光通信装置４は、通過された光波長の光信号を中継する光中継装置としての機能を有する。

光通信装置１−２は、光通信装置１−１から出力された光信号を、光通信装置４および光ファイバ３０を介して受信する。光通信装置４から出力された光信号を受信した光通信装置１−２の動作は実施の形態１と同様である。なお、上述した例では、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間に、既存ノードである光通信装置１０−５が存在する例を説明したが、光通信装置１０−５の替わりに光信号を中継する光中継装置が存在する場合に、同様に、該光中継装置にＷＤＭ５，６と、光中継器７とを追加してもよい。また、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間に、伝送容量を増加させない複数の既存ノードが存在する場合には、これらの既存ノードに同様にＷＤＭ５，６と、光中継器７とを追加することができる。なお、光中継器７については、必須ではない。例えば、光信号の損失が問題にならないような場合には、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間の既存ノードに、光中継器７を追加せずにＷＤＭ５，６を追加してもよい。

以上のように、本実施の形態では、既存ノードである光通信装置１０−２，１０−５，１０−３には、既存の光通信システムで想定されていない光波長の光信号、すなわち追加された光波長の光信号は入力されない。このため、既存ノード同士の通信において誤動作を引き起こすことはなく、既存の光通信システムと同等の通信が可能となる。光通信装置１−１のＴＲＰＮ３−１から出力された光信号は、ＷＤＭ５によって分波されることにより既存ノードである光通信装置１０−５を迂回して光通信装置１−２へ到着する。このため、実施の形態１と同様に、光通信装置１−１と光通信装置１−２とは、追加された光波長の光信号を用いて通信を行うことができる。したがって、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間に既存ノードが存在する場合でも、既存ノードのＯＡＤＭの設計変更を要せずに、既存のＯＡＤＭを使用して、低コストで、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間の伝送容量の増加を実現することができる。また、追加された光波長の光信号が迂回する経路に光中継器７を設けることで、光通信装置１−１と光通信装置１−２との間での信号損失が大きい場合でも、損失を補償することができる。

実施の形態３．
図４は、本発明にかかる実施の形態３の光通信システムの構成例を示す図である。実施の形態１および実施の形態２では、一方向すなわち片方向の通信を行う例について説明した。本実施の形態では、双方向通信を実現する例を説明する。

図４に示すように、光通信システム２０ｂは、光通信装置１０−４と、第１の光通信装置である光通信装置１ａ−１と、第２の光通信装置である光通信装置１ａ−２とを備える。なお、光通信システム２０ｂは、光通信装置１０−２〜１０−４と同様の構成の光通信装置１０−１を備えるが、図４では図示を省略している。本実施の形態では、既存の光通信システムを構成する既存の光通信装置１０−１〜１０−４のうち、光通信装置１０−２，１０−３を流用して、それぞれ新規の光通信装置である光通信装置１ａ−１，１ａ−２を構築している。図示しない光通信装置１０−１は光通信装置１ａ−１と光ファイバ３０を介して接続され、光通信装置１ａ−１は、光ファイバ３０を介して光通信装置１ａ−２と接続される。また、光通信装置１ａ−２は光ファイバ３０を介して光通信装置１０−４と接続される。光ファイバ３０の近傍に示した矢印は該光ファイバ３０で伝送される信号の伝送方向を示している。

図４に示すように、光通信システム２０ｂは、信号の伝送方向ごとに光ファイバ３０を設けている。すなわち、本実施の形態では、光通信装置１ａ−１から光通信装置１ａ−２へ向かう方向の光信号は第１の光伝送路である光ファイバ３０を介して伝送され、光通信装置１ａ−２から光通信装置１ａ−１へ向かう方向の光信号は第２の光伝送路である光ファイバ３１を介して伝送される。また、既存ノードである光通信装置１０−１〜１０−４は、二入力二出力を実現可能であり、これにより双方向通信を行うことができる。

図４に示すように、光通信装置１ａ−１は、既存ノードである光通信装置１０−２と、ＷＤＭ２−１，８−１と、ＴＲＰＮ３−１とを備える。ＴＲＰＮ３−１は、送信ポート３１−１と受信ポート３２−１とを備え、送信する電気信号を光信号に変換する機能と、受信した光信号を電気信号に変換する機能とを有する。ＴＲＰＮ３−１は、実施の形態１の光送信器としての機能を有するとともに、送受信が可能な第１の光送受信器である。また、本実施の形態では、光通信装置１ａ−１のＷＤＭ２−１は、第１の合波器である。

光通信装置１ａ−２は、既存ノードである光通信装置１０−３と、ＷＤＭ２−２，８−２と、ＴＲＰＮ３−２とを備える。ＴＲＰＮ３−２は、ＴＲＰＮ３−１と同様に、送信ポート３１−２と受信ポート３２−２とを備え、送信する電気信号を光信号に変換する機能と、受信した光信号を電気信号に変換する機能とを有する。ＴＲＰＮ３−２は、実施の形態１の光受信器としての機能を有するとともに、送受信が可能な第２の光送受信器である。第２の光送受信器であるＴＲＰＮ３−２は、第１の波長帯域内の光波長λ_ａの第５の光信号を出力する。本実施の形態では、光通信装置１ａ−２のＷＤＭ２−２は、第１の分波器である。

また、本実施の形態の光通信装置１ａ−２のＷＤＭ８−２は、第２の光伝送路である光ファイバ３１を介して第２の既存ノードで受信されて第２の既存ノードから出力された光信号と、第５の光信号とを合波し、合波後の光信号を前記第２の光伝送路へ出力する第２の合波器である。本実施の形態の光通信装置１ａ−１のＷＤＭ８−１は、光通信装置１ａ−２から出力された光信号を、光ファイバ３０を介して受信し、受信した光信号を、第１の波長帯域の信号である第６の光信号と、第１の波長帯域以外の光波長の信号である第７の光信号とに分波する第２の分波器である。

光通信装置１ａ−１が光通信装置１ａ−２へ光信号を送信するときの動作は、実施の形態１の光通信装置１−１が光通信装置１−２へ光信号を送信するときの動作と同様であるため説明を省略する。以下、光通信装置１ａ−２が光通信装置１ａ−１へ光信号を送信するときの動作を説明する。

光通信装置１ａ−２のＯＡＤＭ１１−３は、光波長λ_２の光信号の分岐および挿入を行う。光通信装置１ａ−２では、ＴＲＰＮ３−２は、光通信装置１ａ−１へ送信する電気信号を光波長λ_ａの光信号に変換してからＷＤＭ８−２へ出力する。ＷＤＭ８−２は、ＴＲＰＮ３−２から出力された光波長λ_ａの光信号とＯＡＤＭ１１−３から出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を光ファイバ３１へ出力する。

光通信装置１ａ−１では、ＷＤＭ８−１は、光通信装置１ａ−２から出力された光信号を、光ファイバ３１を介して受信し、受信した光信号を、第１の波長帯域の信号である第６の光信号と、他の光信号である第７の光信号とに分波する。ＷＤＭ８−１は、第１の波長帯域の光信号をＴＲＰＮ３−１へ出力し、他の光信号をＯＡＤＭ１１−２へ出力する。ＴＲＰＮ３−１は、ＷＤＭ８−１から入力された光信号を電気信号に変換する。これにより、光通信装置１ａ−１から光通信装置１ａ−２へ向かう方向だけでなく、光通信装置１ａ−２から光通信装置１ａ−１へ向かう方向の通信においても、光波長を追加することができる。

以上のように、本実施の形態では、双方向通信を行う場合に、双方向で光波長を追加することができる。これにより、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、実施の形態１に比べより効率的な通信を行うことができる。なお、図４に示した例では、隣接する光通信装置間の伝送容量を増加させる例を示したが、伝送容量を増加させる光通信装置間に既存ノードが存在する場合には、実施の形態２と同様に、ＷＤＭと光中継器を追加することで、既存ノードに入力される光信号を変更せずに、伝送容量の増加を実現することができる。具体的には、光通信装置１ａ−１から光通信装置１ａ−２へ向かう方向に関しては実施の形態２で述べたＷＤＭ５，６および光中継器７を追加する。光通信装置１ａ−２から光通信装置１ａ−１へ向かう方向に関しても、同様に、２つのＷＤＭと光中継器を追加することにより、追加した光波長の光信号を迂回させる。これにより、実施の形態２と同様に、光通信装置１ａ−１と光通信装置１ａ−２の間に既存ノードが存在する場合でも、損失を補償して双方向通信を行うことができる。光通信装置１ａ−１と光通信装置１ａ−２の間に光中継装置が存在する場合にも、実施の形態２と同様に、各方向に２つのＷＤＭと光中継器を追加すればよい。

実施の形態４．
図５は、本発明にかかる実施の形態４の光通信システムの構成例を示す図である。実施の形態３では、方向ごとの光ファイバ３０を用いた双方向通信について説明した。本実施の形態では、１本の光ファイバ３０で双方向の信号を伝送することで、光ファイバ１本あたりの伝送容量を実施の形態４に比べて向上させることができる方式について説明する。

図５に示すように、光通信システム２０ｃは、第１の光通信装置である光通信装置１ｂ−１と、第２の光通信装置である１ｂ−２とを備える。なお、光通信システム２０ｃは、実施の形態１と同様に光通信装置１０−１，１０−４を備えるが、図５では図示を省略している。

本実施の形態では、既存の光通信システムを構成する既存の光通信装置１０−１〜１０−４のうち、光通信装置１０−２，１０−３を流用して、それぞれ新規の光通信装置である光通信装置１ｂ−１，１ｂ−２を構築している。既存ノードである光通信装置１０−１〜１０−４は、１本の光ファイバ３０を用いた双方向の通信を行うことが可能である。図示しない光通信装置１０−１は光通信装置１ｂ−１と光ファイバ３０を介して接続され、光通信装置１ｂ−１は、光ファイバ３０を介して光通信装置１ｂ−２と接続される。また、光通信装置１ｂ−２は光ファイバ３０を介して図示しない光通信装置１０−４と接続される。光ファイバ３０の近傍に示した矢印は該光ファイバ３０で伝送される信号の伝送方向を示している。

図５に示すように、光通信装置１ｂ−１は、既存ノードである光通信装置１０−２と、ＷＤＭ２−１と、サーキュレータ９−１と、ＴＲＰＮ３−１とを備える。ＴＲＰＮ３−１は、実施の形態４のＴＲＰＮ３−１と同様である。ＴＲＰＮ３−１は、実施の形態１の光送信器としての機能を有するとともに、送受信が可能な第１の光送受信器である。また、本実施の形態では、光通信装置１ｂ−１のＷＤＭ２−１は、実施の形態１の合波器としての機能を有するとともに合分波が可能な第１の合分波器である。

光通信装置１ｂ−２は、既存ノードである光通信装置１０−３と、ＷＤＭ２−２と、サーキュレータ９−２と、ＴＲＰＮ３−２とを備える。ＴＲＰＮ３−２は、実施の形態４のＴＲＰＮ３−２と同様である。ＴＲＰＮ３−２は、実施の形態１の光受信器としての機能を有するとともに、送受信が可能な第２の光送受信器である。また、本実施の形態では、光通信装置１ｂ−２のＷＤＭ２−２は、実施の形態１の分波器としての機能を有するとともに合分波が可能な第２の合分波器である。

光通信装置１ｂ−１のＯＡＤＭ１１−２は、光波長λ_２の光信号の分岐および挿入を行う。光通信装置１ｂ−１では、ＴＲＰＮ３−１から出力される光信号は送信ポート３１−１を介してサーキュレータ９−１に入力される。サーキュレータ９−１は、ＴＲＰＮ３−１から入力された光信号をＷＤＭ２−１へ出力する第１のサーキュレータである。ＷＤＭ２−１は、サーキュレータ９−１から入力された光信号と、ＯＡＤＭ１１−２から出力される光信号とを合波し、合波した光信号を光ファイバ３０へ出力する。

ＷＤＭ２−１から出力された光信号は光ファイバ３０を介して、光通信装置１ｂ−１のＷＤＭ２−２に入力される。ＷＤＭ２−２は、実施の形態１のＷＤＭ２−２と同様に、入力された光信号を分波し、第１の波長帯域の光信号をサーキュレータ９−２へ出力し、他の光信号をＯＡＤＭ１１−３へ出力する。サーキュレータ９−２は、ＷＤＭ２−２から入力された光信号をＴＲＰＮ３−２の受信ポート３２−２へ出力する第２のサーキュレータである。ＴＲＰＮ３−２は、受信ポート３２−２から入力された光信号を電気信号に変換する。以上により、光通信装置１ｂ−１から光通信装置１ｂ−２への、追加された光波長である光波長λ_ａの光信号を用いた通信が可能となる。

光通信装置１ｂ−２から光通信装置１ｂ−１へ光波長λ_ａの光信号を用いた通信を行う場合には、光通信装置１ｂ−２では、ＴＲＰＮ３−２から出力される光波長λ_ａの光信号である第５の光信号は送信ポート３１−２を介してサーキュレータ９−２に入力される。サーキュレータ９−２は、ＴＲＰＮ３−２から入力された光信号をＷＤＭ２−２へ入力する。ＷＤＭ２−２は、サーキュレータ９−２から入力された光信号と、ＯＡＤＭ１１−３から出力される光信号とを合波し、合波した光信号を光ファイバ３０へ出力する。すなわち、ＷＤＭ２−２は、光ファイバ３０を介して光通信装置１０−３で受信されて光通信装置１０−３から出力された光信号と、サーキュレータ９−２から出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を光ファイバ３０へ出力する第２の合波器である。

ＷＤＭ２−２から出力された光信号は光ファイバ３０を介して、光通信装置１ｂ−１のＷＤＭ２−１に入力される。ＷＤＭ２−１は、入力された光信号を分波し、第１の波長帯域の光信号をサーキュレータ９−１へ出力し、他の光信号をＯＡＤＭ１１−２へ出力する。すなわち、ＷＤＭ２−１は、光通信装置１ｂ−２から出力された光信号を、光ファイバ３０を介して受信し、受信した光信号を、第１の波長帯域の光信号である第６の光信号と、第１の波長帯域以外の光波長の信号である第７の光信号に分波する第２の分波器である。ＷＤＭ２−１は、第６の光信号をサーキュレータ９−１へ出力し、第７の光信号を光通信装置１０−２へ出力する。サーキュレータ９−１は、ＷＤＭ２−１から入力された光信号をＴＲＰＮ３−１の受信ポート３２−１へ出力する。ＴＲＰＮ３−１は、受信ポート３２−１から入力された光信号を電気信号に変換する。以上により、光通信装置１ｂ−２から光通信装置１ｂ−１への、第１の波長帯域内の光波長λ_ａの光信号を用いた通信が可能となる。

以上述べたとおり、本実施の形態では、光通信装置１ｂ−１では、ＷＤＭ２−１で分波された光信号は、サーキュレータ９−１により、送信ポート３１−１とは異なる受信ポート３２−１に入力される。光通信装置１ｂ−２においても同様の動作が行われる。これにより、光通信装置１ｂ−１と光通信装置１ｂ−２とは、１本の一芯の光ファイバ３０を用いて、送信受信ともに同一波長であっても、追加した第１の波長帯域内の光波長λ_ａの光信号を用いた双方向通信が可能となる。これにより、実施の形態４と同様の効果が得られるとともに、実施の形態４に比べて光ファイバ３０の伝送効率を向上させることができる。これにより、実施の形態４に比べ低コストで伝送容量を増加させることができる。

なお、図５に示した例では、隣接する光通信装置間の伝送容量を増加させる例を示したが、伝送容量を増加させる光通信装置間に既存ノードが存在する場合には、実施の形態２と同様に、ＷＤＭと光中継器を追加することで、既存ノードに入力される光信号を変更せずに、伝送容量の増加を実現することができる。具体的には、実施の形態２と同様に、既存ノードにＷＤＭ５，６および光中継器７を追加すればよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１−１，１−２，１ａ−１，１ａ−２，１ｂ−１，１ｂ−２，１０−１〜１０−５光通信装置、２−１，２−２，５，６，８−１，８−２ＷＤＭ、３−１，３−２，１２−１，１２−２ＴＲＰＮ、９−１，９−２サーキュレータ、１１−１〜１１−３ＯＡＤＭ、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ光通信システム、３０，３１光ファイバ、３１−１，３１−２送信ポート、３２−１，３２−２受信ポート。

Claims

第１の光通信装置と第２の光通信装置を備え、
前記第１の光通信装置は、
既に敷設されている既存の光通信システムを構成する光通信装置であって、受信した光信号に対して、光信号の分岐および挿入を行う第１の光分岐挿入装置を備え、前記第１の光分岐挿入装置を通過した光信号を出力する第１の既存ノード、
を備え、
前記第１の光通信装置は、前記第１の既存ノードの敷設後に、前記第１の既存ノードに、
前記既存の光通信システムで用いられる光波長帯域とは異なる第１の光波長帯域の第１の光信号を出力する光送信器と、
前記第１の既存ノードから出力される光信号と、前記第１の光信号とを合波し、合波後の光信号を光伝送路へ出力する合波器と、
が追加されたものであり、
前記第２の光通信装置は、
前記既存の光通信システムを構成する光通信装置である第２の既存ノード、
を備え、
前記第２の光通信装置は、前記第２の既存ノードの敷設後に、前記第２の既存ノードに、
前記第１の光通信装置から出力された光信号を、前記光伝送路を介して受信し、受信した光信号を、前記第１の光波長帯域の光信号である第２の光信号と、前記第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第３の光信号とに分波する分波器と、
前記第２の光信号を受信する光受信器と、
が追加されたものであり、
前記第２の既存ノードは、前記第３の光信号に、光信号の分岐および挿入を行う第２の光分岐挿入装置を備え、前記第２の光分岐挿入装置を通過した光信号を出力することを特徴とする光通信システム。
前記第１の光通信装置と前記第２の光通信装置との間に設置された第３の光通信装置を備え、
前記第３の光通信装置は、
前記既存の光通信システムを構成する光通信装置である第３の既存ノード、
を備え、
前記第３の光通信装置は、前記第３の既存ノードの敷設後に、前記第３の既存ノードに、
前記第１の光通信装置から出力された光信号を、前記光伝送路を介して受信し、受信した光信号を、前記第１の光波長帯域の信号である第４の光信号と、前記第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第５の光信号に分波する分波器と、
前記第４の光信号に対して損失補償を行って出力する光中継器と、
前記光中継器から出力される光信号と、前記第３の既存ノードから出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を前記光伝送路へ出力する合波器と、
が追加されたものであり、
前記第３の既存ノードは、前記第５の光信号に、光信号の分岐および挿入を行う第３の光分岐挿入装置を備え、前記第３の光分岐挿入装置を通過した光信号を出力し、
前記第２の光通信装置は、前記第１の光通信装置から出力された光信号を、前記第３の光通信装置および前記光伝送路を介して受信することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
前記第１の光通信装置から前記第２の光通信装置へ向かう方向の光信号は前記光伝送路である第１の光伝送路を介して伝送され、前記第２の光通信装置から前記第１の光通信装置へ向かう方向の光信号は第２の光伝送路を介して伝送され、
前記第１の光通信装置の前記光送信器は、送受信が可能な第１の光送受信器であり、
前記第１の光通信装置の前記合波器は、第１の合波器であり、
前記第２の光通信装置の前記光受信器は、送受信が可能な第２の光送受信器であり、
前記第２の光通信装置の前記分波器は、第１の分波器であり、
前記第２の光送受信器は、前記第１の光波長帯域の第５の光信号を出力し、
前記第２の光通信装置は、前記第２の光伝送路を介して前記第２の既存ノードで受信されて前記第２の既存ノードから出力された光信号と、前記第５の光信号とを合波し、合波後の光信号を前記第２の光伝送路へ出力する第２の合波器を備え、
前記第１の光通信装置は、前記第２の光通信装置から出力された光信号を、前記第２の光伝送路を介して受信し、受信した光信号を、前記第１の光波長帯域の信号である第６の光信号と、前記第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第７の光信号とに分波し、前記第７の光信号を前記第１の既存ノードへ出力し、前記第６の光信号を前記第１の光送受信器へ出力する第２の分波器を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の光通信システム。
前記第１の光通信装置から前記第２の光通信装置へ向かう第１の方向の光信号と、前記第２の光通信装置から前記第１の光通信装置へ向かう第２の方向の光信号とは、前記光伝送路を介して伝送され、
前記第１の光通信装置の前記光送信器は、送受信が可能な第１の光送受信器であり、
前記第１の光通信装置の前記合波器は、合分波が可能な第１の合分波器であり、
前記第１の光通信装置は、前記第１の光送受信器から出力される前記第１の光信号を前記第１の合分波器へ出力する第１のサーキュレータを備え、
前記第２の光通信装置の前記光受信器は、送受信が可能な第２の光送受信器であり、
前記第２の光通信装置の前記分波器は、合分波が可能な第２の合分波器であり、
前記第２の光通信装置は、前記第２の合分波器から出力される前記第２の光信号を前記第２の光送受信器へ出力する第２のサーキュレータを備え、
前記第２の既存ノードは、前記第２の方向の光信号を前記第２の光分岐挿入装置により受信し、前記第２の光分岐挿入装置を通過した前記第２の方向の光信号を出力し、
前記第２の光送受信器は、前記第１の光波長帯域の第５の光信号を前記第２のサーキュレータへ出力し、
前記第２のサーキュレータは、前記第５の光信号を前記第２の合分波器へ出力し、
前記第２の合分波器は、前記光伝送路を介して前記第２の既存ノードで受信されて前記第２の既存ノードから出力された前記第２の方向の光信号と、前記第２のサーキュレータから出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を前記光伝送路へ出力し、
前記第１の合分波器は、前記第２の光通信装置から出力された光信号を、前記光伝送路を介して受信し、受信した光信号を、前記第１の光波長帯域の光信号である第６の光信号と、前記第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第７の光信号に分波し、前記第６の光信号を前記第１のサーキュレータへ出力し、前記第７の光信号を前記第１の既存ノードへ出力し、
前記第１のサーキュレータは、前記第６の光信号を前記第１の光送受信器へ出力し、
前記第１の既存ノードの前記第１の光分岐挿入装置は、前記第７の光信号に、光信号の分岐および挿入を行って出力することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム。
前記第１の光通信装置から前記第２の光通信装置へ向かう第１の方向の光信号と、前記第２の光通信装置から前記第１の光通信装置へ向かう第２の方向の光信号とは、前記光伝送路を介して伝送され、前記第１の光通信装置は、前記第２の光通信装置から出力された光信号を、前記第３の光通信装置および前記光伝送路を介して受信し、
前記第１の光通信装置の前記光送信器は、送受信が可能な第１の光送受信器であり、
前記第１の光通信装置の前記合波器は、合分波が可能な第１の合分波器であり、
前記第１の光通信装置は、前記第１の光送受信器から出力される前記第１の光信号を前記第１の合分波器へ出力する第１のサーキュレータを備え、
前記第２の光通信装置の前記光受信器は、送受信が可能な第２の光送受信器であり、
前記第２の光通信装置の前記分波器は、合分波が可能な第２の合分波器であり、
前記第２の光通信装置は、前記第２の合分波器から出力される前記第２の光信号を前記第２の光送受信器へ出力する第２のサーキュレータを備え、
前記第２の既存ノードは、前記第２の方向の光信号を前記第２の光分岐挿入装置により受信し、前記第２の光分岐挿入装置を通過した前記第２の方向の光信号を出力し、
前記第２の光送受信器は、前記第１の光波長帯域の第５の光信号を前記第２のサーキュレータへ出力し、
前記第２のサーキュレータは、前記第５の光信号を前記第２の合分波器へ出力し、
前記第２の合分波器は、前記光伝送路を介して前記第２の既存ノードで受信されて前記第２の既存ノードから出力された前記第２の光信号と、前記第２のサーキュレータから出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を前記光伝送路へ出力し、
前記第１の合分波器は、前記第２の光通信装置から出力された前記第２の光信号を、前記光伝送路を介して受信し、受信した光信号を、前記第１の光波長帯域の光信号である第６の光信号と、前記第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第７の光信号に分波し、前記第６の光信号を前記第１のサーキュレータへ出力し、前記第７の光信号を前記第１の既存ノードへ出力し、
前記第１のサーキュレータは、前記第６の光信号を前記第１の光送受信器へ出力し、
前記第１の既存ノードの前記第１の光分岐挿入装置は、前記第７の光信号に、光信号の分岐および挿入を行って出力し、
前記第３の光通信装置の前記合波器は、合分波が可能な第３の合分波器であり、
前記第３の光通信装置の前記分波器は、合分波が可能な第４の合分波器であり、
前記第３の合分波器は、前記第２の光通信装置から出力された前記第２の方向の光信号を、前記光伝送路を介して受信し、受信した光信号を、前記第１の光波長帯域の信号である第８の光信号と、前記第１の光波長帯域以外の光波長の信号である第９の光信号に分波し、
前記第３の既存ノードの前記第３の光分岐挿入装置は、前記第９の光信号に、光信号の分岐および挿入を行って出力し、
前記光中継器は、前記第８の光信号に対して損失補償を行って出力し、
前記第４の合分波器は、前記光中継器から出力される損失補償された前記第８の光信号と、前記第３の光分岐挿入装置により光信号の分岐および挿入が行われた前記第９の光信号と、を合波し、合波後の光信号を前記光伝送路へ出力することを特徴とする請求項２に記載の光通信システム。
既に敷設されている既存の光通信システムを構成する光通信装置であって、受信した光信号に、光波長の光信号の分岐および挿入を行う光分岐挿入装置を備え、前記光分岐挿入装置を通過した光信号を出力する既存ノード、
を備え、
前記既存ノードの敷設後に、前記既存ノードに、
前記既存の光通信システムで用いられる光波長帯域とは異なる光波長の光信号を出力する光送信器と、
前記光送信器から出力される光信号と、前記既存ノードから出力される光信号とを合波し、合波後の光信号を光伝送路へ出力する合波器と、
が追加されたものであることを特徴とする光通信装置。