JPH08139699A

JPH08139699A - 光情報分配装置

Info

Publication number: JPH08139699A
Application number: JP6280789A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hasegawa; 敬長谷川; Osamu Ishida; 修石田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の送信ノードと複数の受信ノードとをス
ター状に結合して波長多重により情報を分配する光情報
分配装置において、ある波長の信号光を所望の受信ノー
ドにのみ分配できるようにする。【構成】送信ノード２１〜２４と受信ノード４１〜４
３とを、波長軸上に多重された光群が入力ポートに入力
されたときにその光群を波長の違いによって分波して別
々の出力ポートに出力するとともに、異なった入力ポー
トからの同じ波長の光については別の出力ポートに出力
するラテン・ルータ３０により結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光信号の波長多重伝送に
利用する。特に、波長多重された光信号を光スターカプ
ラにより分配するスター型の光情報分配装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長多重（ＷＤＭ、Wavelength Divisio
n Multiplexing、周波数多重（ＦＤＭ、Frequency Divi
sion Multiplexing ）と同義）技術を用いた光情報分配
装置では、変調信号光を送り出す送信ノードと伝送され
た変調光信号光を取り出して受信する受信ノードとが、
伝送路によって結びつけられて網が構成される。網の構
成としては、伝送路の接続形態によって、階層、アレ
イ、分岐、あるいはループ構成がとられる。これらの網
構成のうちスター構成の光情報網には、網の中心に送受
信ノードを配置したものの他に、光スターカプラやラテ
ン（Latin ）・ルータなどの受動デバイスあるいは能動
デバイスを単独に、もしくは組み合わせて構成したもの
がある。

【０００３】光スターカプラを用いて情報分配を行うに
は、送信ノードから光スターカプラの少なくともひとつ
の入力ポートに変調された１波以上の光信号を入力し、
光スターカプラの出力ポートの少なくともひとつから、
その出力ポートに得られる光群のうちの１以上の光の変
調信号を受信ノードで受信する。光スターカプラと各送
信ノードおよび各受信ノードとは、それぞれ光伝送路に
より接続される。例えは加入者網を考えた場合には、各
端局がそれぞれ受信ノードにあたる。また、放送局にお
ける構内網では、スタジオや編集室が、その機能によっ
て送信ノードあるいは受信ノード、もしくはその双方と
みなすことができる。

【０００４】ところで、異なる信号で変調された波長の
異なる光を送信ノードから光スターカプラに伝送するに
あたり、各々の光の波長は、互いに重なることがなく、
かつ受信ノードでの光フィルタ等の特性に適合している
ことが不可欠である。そのためには、すべての光の波長
の相対値、あるいは構成によっては絶対値があらかじめ
設定されている必要がある。しかし、このように各送信
ノードの光源波長を設定するためには、何らかの方法で
基準となる波長を知り、その基準波長からの相対値を設
定することが必要となり、装置の大規模化、複雑化を招
く。

【０００５】そこで従来から、各送信ノードに光源を別
々に配置するのではなく、すべての光源をひとつの装置
内に配置することが提案されている。すなわち、光源が
集中配置された装置内で波長の設定および監視制御を行
い、各送信ノードへはその装置から無変調光を分配す
る。これにより、使用波長に関する問題を避けることが
できると考えられる。

【０００６】図８は従来例の光情報分配装置を示すブロ
ック構成図であり、「映像交換用ＷＤＭスイッチングネ
ットワークの検討」、志水文彦、田中豊、信学技法Ｖｏ
ｌ．９３，Ｎｏ．５０２（１９９４）１９−２４に示さ
れたものを説明のため構成を簡略化して示す。ここで
は、送信ノード数および受信ノード数が３の場合につい
て説明する。

【０００７】この従来例では、送信ノード８２とは別に
集中配置光源８１が設けられ、それぞれ波長間隔１ｎｍ
の波長λ₁〜λ₃の連続波光を発生する３台の光源８１
１〜８１３を備える。これらの光源８１１〜８１３とし
ては、例えば分布帰還型半導体レーザが用いられる。光
源８１１〜８１３の出力はそれぞれ別々の送信ノード８
２に送られる。これらの送信ノード８２にはそれぞれ変
調器を備え、光源８１１〜８１３からの光を伝送しよう
とする信号で変調する。変調器としては、例えばニオブ
酸リチウムＬｉＮｂＯ₃の結晶を用いたものが用いられ
る。送信ノード８２のそれぞれの出力光は３入力３出力
構成の光スターカプラ８３により波長多重され、三つの
受信ノード８４に分配される。これらの受信ノード８４
ではそれぞれ、３波の波長多重された信号から所望の１
波長を光帯域通過フィルタ８４１により選択し、光受信
器８４２により受信する。光帯域通過フィルタ８４１と
しては例えばＦＦＰ（Fiber Fabry-Perot ）フィルタを
用い、光受信器８４２としては例えばＰＩＮフォトダイ
オードを利用したものが用いられる。

【０００８】このように、光源を１箇所に集中すること
で、すべての光源の波長設定や動作監視を１箇所で行う
ことができるという利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスター
構成の光情報分配装置では、どの波長の信号光も、スタ
ーカプラによってすべての受信ノードに分配されてしま
う。このため、ある波長の信号光を所望の受信ノードに
のみ分配し、他の受信ノードには分配されないようにす
るというようなことはできなかった。すなわち、スター
カプラによる配信においては、秘話性を確保することが
できないという問題がある。

【００１０】本発明は、このような課題を解決し、秘話
性をもたせることのできるスター構成の光情報分配装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光情報分配装置
は、互いに波長の異なる複数の光を発生する光源手段
と、この複数の光のうちの少なくともひとつの光を変調
して送信することのできる複数の送信手段と、この複数
の送信手段から送信された光を受信する複数の受信手段
と、複数の送信手段と複数の受信手段とをスター状に結
合する結合手段とを備えた光情報分配装置において、複
数の送信手段のうち少なくとも二つの光を変調して送信
することのできる送信手段は変調された光を合波する手
段を含み、結合手段は、波長軸上に多重された光群が入
力ポートに入力されたときにその光群を波長の違いによ
って分波して別々の出力ポートに出力するとともに、異
なった入力ポートからの同じ波長の光については別の出
力ポートに出力する光機能素子を含み、この光機能素子
の複数の入力ポートに送信手段が接続され、この光機能
素子の複数の出力ポートに受信手段が接続されたことを
特徴とする。このような光機能素子は「ラテン・ルータ
（Latin Router）」として知られている。

【００１２】複数の送信手段、複数の受信手段および結
合手段を複数組備えることができる。この場合、ひとつ
の送信手段の出力を複数の結合手段のいずれかに選択的
に接続する手段、ひとつの送信手段の出力を複数の結合
手段に分配する手段、あるいはひとつの送信手段の出力
をその波長により選択的に複数の結合手段に分配する手
段を備えることができる。

【００１３】

【作用】送信手段には波長の異なる複数の光が波長軸上
で多重されて入力され、ひとつないし複数の光を信号で
変調して波長多重して送信する。これをラテン・ルータ
を介して受信手段に送る。このとき、送信手段の出力し
た波長多重光が波長分離され、それぞれ対応する受信手
段に送られる。したがって、所望の受信手段のみに信号
光を分配し、かつ他の受信手段には分配されないように
することができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明第一実施例の光情報分配装置を
示すブロック構成図であり、図２は３入力３出力のラテ
ン・ルータの入出力配置および入出力の波長依存特性を
示す。

【００１５】この実施例装置は、互いに波長の異なる複
数の光を発生する集中配置光源１０と、この複数の光の
うちの少なくともひとつの光を変調して送信することの
できる複数の送信ノード２１〜２４と、この複数の送信
ノード２１〜２４から送信された光を受信する複数の受
信ノード４１〜４３とを備え、送信ノード２１〜２４と
受信ノード４１〜４３とがラテン・ルータ３０により接
続される。

【００１６】ここで、本実施例の動作を説明する前に、
ラテン・ルータ３０の動作について説明する。ラテン・
ルータとは、波長軸上に多重された光群が入力ポートに
入力されたときにその光群を波長の違いによって分波し
て別々の出力ポートに出力するとともに、異なった入力
ポートからの同じ波長の光については別の出力ポートに
出力する特性をもつ光機能素子をいう。図２に示した例
の場合であれば、入力ポートａに波長λ₁、λ₂、λ₃
の光を波長軸上で多重した光群を入力すると、出力ポー
トａ、ｂ、ｃにはそれぞれ、波長λ₁、λ₂、λ₃の光
が分波されて出力される。一方、同じ波長λ₁、λ₂、
λ₃の光を波長軸上で多重した光群を別の入力ポートｂ
に入力すると、出力ポートａ、ｂ、ｃからはそれぞれ、
入力ポートａからの同じ波長の光が重ならないように、
波長λ₃、λ₁、λ₂の光が出力される。さらに、入力
ポートｃに同様の光群を入力すると、出力ポートａ、
ｂ、ｃからは、入力ポートｃからの光が波長軸上で他の
入力ポートａ、ｂからの出力と重ならないように出力さ
れる。

【００１７】このようなラテン・ルータは、例えばアレ
イ導波路フィルタによって構成することができる。この
ような例は、社団法人電子通信学会の光スイッチング技
術時限研究専門委員会による高橋、岡崎、日比野共著
「アレー導波路回折格子を用いた光号分波器」、光スイ
ッチング技術研究会資料ＰＳＴ９１−４８（１９９２年
３月１８日）に示されている。

【００１８】次に、図１に示した実施例の動作について
説明する。集中配置光源１０内のレーザ光源１１〜１３
は波長間隔が実質的に等しい波長λ₁〜λ₃の光を出力
し、これらの光は各々が光ファイバに結合されて光スタ
ーカプラ１４に入力される。光スターカプラ１４は、す
べての光を波長軸上で多重し、各光波の光電力を分割す
る。分割された波長多重光は光ファイバにより取り出さ
れ、送信ノード２１〜２４に入力される。送信ノード２
１〜２４は、所望の波長を選択してそれを送信しようと
する信号により変調し、光ファイバを介してラテン・ル
ータ３０に送り出す。ラテン・ルータ３０は、送信ノー
ド２１〜２４からの信号光を波長の違いによって分波し
て受信ノード４１〜４３に送信するとともに、異なった
送信ノードからの同じ波長の光については別の受信ノー
ドに送信する。

【００１９】送信ノード２１〜２４としては、その目的
により種々の構成が可能である。一例としてここでは、
送信ノード２１が、最大で３個の信号源を含み、受信ノ
ード４１〜４３のそれぞれに任意の信号を選択的に分配
できるように構成され、送信ノード２２が、受信ノード
４１〜４３に同一または異なる信号を分配できるように
構成され、送信ノード２３が、すべての受信ノード４１
〜４３に同一の信号を分配できるように構成され、送信
ノード２４が、受信ノード４１〜４３のいずれかひとつ
を選択してそのノードのみに信号を分配できるように構
成されているとする。このような構成は、選択される波
長に着目すると、送信ノード２１は重なりを含めて任意
の波長に任意の信号で変調し、送信ノード２２は各波長
別に同じまたは異なった信号で変調し、送信ノード２３
はすべての波長の光を同じ信号で変調し、送信ノード２
４は選択した波長の光を変調する構成であるということ
ができる。

【００２０】図３は送信ノード２１の構成例を示す。こ
の送信ノード２１は、光波長分波器２１０、１×３光ス
イッチ２２１〜２２３、光波長合波器２３１〜２３３、
外部変調器２４１〜２４３、光波長分波器２５１〜２５
３、３×１光スイッチ２６１〜２６３および光波長合波
器２７０を備える。光波長分波器２１０の出力は１×３
光スイッチ２２１〜２２３に接続される。１×３光スイ
ッチ２２ｉ（ｉ＝１〜３）の出力は光波長合波器２３１
〜２３３に接続され、光波長合波器２３ｊ（ｊ＝１〜
３）は外部変調器２４ｊに接続される。外部変調器２４
ｊの出力は、光分波器２５ｊおよび３×１光スイッチ２
６ｋ（ｋ＝１〜３）を介して光波長合波器２７０に接続
されて取り出される。

【００２１】送信ノード２１には、集中配置光源１０か
らの波長多重された光群が入力される。そこで送信ノー
ド２１では、光波長分波器２１０により各波長に空間分
離し、それぞれを１×３光スイッチ２２ｉ（ｉ＝１〜
３）で選択することにより、その波長の信号をどの外部
変調器２４１〜２４３で変調するかを決定する。１×３
光スイッチ２２ｉの出力は、他の波長の光を選択する１
×３光スイッチ２２ｍ（ｍ≠ｉ）からの出力と光波長合
波器２３ｊ（ｊ＝１〜３）で合波され、外部変調器２４
ｊにより変調が施される。外部変調器２４ｊの出力した
変調光は、外部変調器２４ｊに入力されるまでの逆過程
を経て光波長合波器２７０により波長多重され、送信ノ
ード２１から出力される。

【００２２】このように送信ノード２１は、入力３波長
の各々の光を別個の信号で変調することができるだけで
なく、任意の２波長の光と他の１波長の光とを別個の信
号で変調することもでき、すべての波長の光を同一の信
号で変調することもできる。図３に示した例では、波長
λ₁の光を切り替える光スイッチ２２１、２６１と波長
λ₂の光を切り替える光スイッチ２２２、２６２とが外
部変調器２４１への光路を選択し、波長λ₃の光を切り
替える光スイッチ２２３、２６３が外部変調器２４２へ
の光路を選択している。このため送信ノード２１から
は、波長λ₁およびλ₂の光が外部変調器２４１により
同一の信号で変調され、波長λ₃の光が外部変調器２４
２により変調されて出力される。

【００２３】図４は送信ノード２２の構成例を示す。こ
の送信ノード２２は別々の波長の光を別々の変調器によ
り変調するものであり、光波長分波器２１０、外部変調
器２４１〜２４３および光波長合波器２７０を備える。
各部の動作は図３に示した送信ノード２１と同等であ
る。

【００２４】図５は送信ノード２３の構成例を示す。こ
の送信ノード２３はすべての波長の光を同じ信号で変調
するものであり、１個の外部変調器２４０を備える。

【００２５】図６は送信ノード２４の構成例を示す。こ
の送信ノード２４は任意の波長の光を選択して変調する
ものであり、外部変調器２４０の前段に波長選択フィル
タ２８０を備えたことが送信ノード２３と異なる。この
波長選択フィルタ２８０により所望の受信ノードに送ら
れる波長の光を選択し、それを外部変調器２４０で変調
することで、所望の受信ノードのみに信号を配信でき
る。

【００２６】以上のように、個々の送信ノードで所望の
受信ノード向けの波長の光を選択して変調することによ
り、目的の受信ノードのみに情報を配信できる。また、
選択されなかった波長の光がラテン・ルータを介して出
力されるべき受信ノードには、その情報が配信されるこ
とはない。すなわち、意図しない信号が配信されること
はない。さらに、複数の光を選択して同一の信号で変調
した場合には、選択された波長の光がラテン・ルータを
介して対応する受信ノードに配信される。したがって、
秘話機能と放送型の情報配送機能との双方を実現でき
る。

【００２７】必要な場合には、光路中に光増幅器を挿入
することもできる。

【００２８】ひとつの波長の信号光に着目すると、本実
施例では、信号光が伝送路およびラテン・ルータの損失
を受けて受信ノードに配信される。これに対して従来例
では、伝送路および光スターカプラの損失に加え、光ス
ターカプラの分配損が生じる。したがって、従来例と本
実施例とを比較すると、ラテン・ルータの損失が光スタ
ーカプラの損失と分配損との和より小さい場合には、本
実施例の方が強い光信号を受信ノードに配信できる。こ
れは受信ノードで一定以上の受信光強度を得るための距
離を長くできることに相当し、遠距離伝送が可能にな
る。現在の技術では、アレイ型フィルタを用いたラテン
・ルータの損失は５ｄＢ程度であり、受信ノード数が４
以上の場合にはラテン・ルータを用いた方が有利であ
る。

【００２９】受信ノードとして図１には従来例と同等の
構成を示したが、本願はこの構成に限定されるものでは
なく、伝送路からの光信号を受信できる装置を備えたも
のであればどのようなものを用いてもよい。したがっ
て、波長多重光の波長分離にＦＦＰを用いる必要はな
く、アレイ型フィルタ、マッハ・ツェンダ型フィルタ、
分光器、干渉膜フィルタ、ＴＥ−ＴＭ変換型フィルタな
ど、目的にあうフィルタを用いることができる。また、
分波後のひとつの光信号のみを受信する構成だけでな
く、分波後の複数の光信号を受信する構成とすることも
できる。さらに、ある受信ノードには常にひとつの波長
の光しか配信されないような網構成であれば、その受信
ノードにフィルタを設ける必要はない。

【００３０】図７は本発明第二実施例の光情報分配装置
を示すブロック構成図である。この実施例は、送信ノー
ド、受信ノードおよびラテン・ルータを二組、すなわち
送信ノード２０１、２０２、ラテン・ルータ３１および
受信ノード４１〜４３と、送信ノード２０３、２０４、
ラテン・ルータ３２および受信ノード４４〜４６とを備
え、ひとつの送信ノード２５の出力を二つのラテン・ル
ータ３１、３２のいずれかに選択的に接続する１×２ス
イッチ５０を備えたことが第一実施例と異なる。

【００３１】送信ノード、受信ノードおよびラテン・ル
ータを複数組備えることにより、送信ノードからの信号
を配信できる受信ノードの増設が容易となる。また、あ
る送信ノードからの出力を複数のラテン・ルータのいず
れかに切り替えて接続することで、その送信ノードから
の情報を所望のラテン・ルータに接続された任意の受信
ノードに配信することができる。

【００３２】１×２スイッチ５０に代えて光カプラを用
い、ひとつの送信ノード２５の出力をラテン・ルータ３
１、３２に分配して、受信ノード４１〜４６のすべてに
送信ノード２５からの信号を配信することができる。

【００３３】１×２スイッチ５０に代えて波長選択光路
切替スイッチを用い、ひとつの送信ノード２５の出力を
その波長により選択的にラテン・ルータ３１、３２に分
配して、送信ノード２５からの信号を受信ノード４１〜
４６の任意の受信ノードに配信することもできる。

【００３４】このように、送信ノードからの出力を複数
のラテン・ルータに接続することによって、信号の配信
先を増やし、かつ柔軟に運用できるようになる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光情報分
配装置は、集中配置光源からの波長多重光群を送信ノー
ドに分配し、各送信ノードで受信ノードに分配する光を
選択して信号で変調し、ラテン・ルータを介して受信ノ
ードに分配する。これにより、目的の受信ノードのみに
向けて情報を配送できる秘話性の高い情報配送機能と、
放送型の情報配送機能との双方を同時に実現できる。ま
た、スターカプラによる光電力の分配がないため、受信
ノードでの受信光強度マージンを大きくとることがで
き、伝送距離を長くすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の光情報分配装置を示すブロ
ック構成図。

【図２】３入力３出力のラテン・ルータの入出力配置お
よび入出力の波長依存特性を示す図。

【図３】送信ノードの構成例を示す図。

【図４】送信ノードの別の構成例を示す図。

【図５】送信ノードの別の構成例を示す図。

【図６】送信ノードの別の構成例を示す図。

【図７】本発明第二実施例の光情報分配装置を示すブロ
ック構成図。

【図８】従来例の光情報分配装置を示すブロック構成
図。

【符号の説明】

１０、８１集中配置光源１１〜１３レーザ光源８１１〜８１３光源１４光スターカプラ２１〜２５、８２、２０１〜２０４送信ノード３０〜３２ラテン・ルータ４１〜４６、８４受信ノード２１０、２５１〜２５３光波長分波器２２１〜２２３１×３光スイッチ２３１〜２３３、２７０光波長合波器２４１〜２４３外部変調器２６１〜２６３３×１光スイッチ２７０光波長合波器２８０波長選択フィルタ８４１光帯域通過フィルタ８４２光受信器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに波長の異なる複数の光を発生する
光源手段と、この複数の光のうちの少なくともひとつの光を変調して
送信することのできる複数の送信手段と、この複数の送信手段から送信された光を受信する複数の
受信手段と、前記複数の送信手段と前記複数の受信手段とをスター状
に結合する結合手段とを備えた光情報分配装置におい
て、前記複数の送信手段のうち少なくとも二つの光を変調し
て送信することのできる送信手段は変調された光を合波
する手段を含み、前記結合手段は、波長軸上に多重された光群が入力ポー
トに入力されたときにその光群を波長の違いによって分
波して別々の出力ポートに出力するとともに、異なった
入力ポートからの同じ波長の光については別の出力ポー
トに出力する光機能素子を含み、この光機能素子の複数の入力ポートに前記複数の送信手
段が接続され、この光機能素子の複数の出力ポートに前
記複数の受信手段が接続されたことを特徴とする光情報
分配装置。
【請求項２】前記複数の送信手段、前記複数の受信手
段および前記結合手段を複数組備えた請求項１記載の光
情報分配装置。
【請求項３】ひとつの送信手段の出力を複数の結合手
段のいずれかに選択的に接続する手段を備えた請求項２
記載の光情報分配装置。
【請求項４】ひとつの送信手段の出力を複数の結合手
段に分配する手段を備えた請求項２記載の光情報分配装
置。
【請求項５】ひとつの送信手段の出力をその波長によ
り選択的に複数の結合手段に分配する手段を備えた請求
項２記載の光情報分配装置。