JPH09247179A - Optical receiver and optical network using the same - Google Patents

Optical receiver and optical network using the same

Info

Publication number
JPH09247179A
JPH09247179A JP5482096A JP5482096A JPH09247179A JP H09247179 A JPH09247179 A JP H09247179A JP 5482096 A JP5482096 A JP 5482096A JP 5482096 A JP5482096 A JP 5482096A JP H09247179 A JPH09247179 A JP H09247179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
receiver
wavelength
parallel
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5482096A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3185852B2 (en
Inventor
Osamu Ishida
修 石田
Katsu Iwashita
克 岩下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP5482096A priority Critical patent/JP3185852B2/en
Publication of JPH09247179A publication Critical patent/JPH09247179A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3185852B2 publication Critical patent/JP3185852B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the receiver increasing a throughput between optical transmitter and receiver by providing plural optical interruption means in which one means is turned on and the other is turned off, a wavelength router and plural optical reception means. SOLUTION: While an optical modulator 120 is active, when any of other optical modulators 122, 123, 124 is activated, 4-parallel optical transmission from optical transmitters 20t, 30t, 40t is respectively realized. Similar 4-parallel optical transmission is realized by operating each optical modulator array in other optical receivers. Thus, the 4×4 nonblocking optical switching as to 4-parallel optical transmission channels is realized by four optical modulators for one optical receiver. Four parallel optical signals from a multi-wavelength semiconductor laser array 110 of the optical transmitter 10t are received entirely by a light receiver array 140 of the optical receiver 10r to realize the 4-parallel optical transmission from the optical transmitter 10t to the optical receiver 10r.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の光送受信器
間に大容量の情報伝送チャネルを動的に設定することが
できる光ネットワーク、およびその光ネットワークで用
いられる光受信器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical network capable of dynamically setting a large-capacity information transmission channel between a plurality of optical transceivers, and an optical receiver used in the optical network.

【0002】[0002]

【従来の技術】ネットワークのスループットが大容量化
するに従い、容量を段階的に増設したり、故障部位の切
り離しが容易なモジュラ型のアーキテクチャが注目され
ている。例えば、スループット100Gb/s以上のATM交
換機を構成するために、スター状の光ネットワークを介
して、スループット10Gb/s の入出力バッファモジュー
ルを複数個接続するアーキテクチャが提案されている。
以下、文献(E. Munter,et al., "A High-Capacity A
TM Switch Based on Advanced Electronic andOptica
l Technologies ", IEEE Communications Magazine, No
v. 1995, pp.64-71) に記載されているATM交換機の
アーキテクチャを図10に示し、そこで用いられている
従来の光受信器および光ネットワークについて図11を
参照して説明する。
2. Description of the Related Art As the throughput of a network increases, a modular architecture, in which the capacity can be increased step by step and a failure part can be easily separated, is attracting attention. For example, in order to construct an ATM switch having a throughput of 100 Gb / s or more, an architecture has been proposed in which a plurality of input / output buffer modules having a throughput of 10 Gb / s are connected via a star-shaped optical network.
In the following (E. Munter, et al., "A High-Capacity A
TM Switch Based on Advanced Electronic and Optica
l Technologies ", IEEE Communications Magazine, No
v. 1995, pp. 64-71), the architecture of the ATM switch is shown in FIG. 10, and the conventional optical receiver and optical network used therein are described with reference to FIG.

【0003】図10において、モジュール単位で増設可
能な入出力バッファ61および伝送速度10Gb/s の光送
受信器62が、ノンブロッキング光スイッチ63を介し
て接続される。すなわち、ノンブロッキング光スイッチ
63によって複数の光送受信器62をスター状に接続し
た光ネットワークが構成される。このとき、異なる入出
力バッファ61間には10Gb/s の情報伝送チャネルを複
数同時に設定することができる。例えば、第1の入力バ
ッファから第2の出力バッファへ10Gb/s で情報転送し
ている最中に、第2の入力バッファから第3の出力バッ
ファへ10Gb/sで情報転送することができる。
In FIG. 10, an input / output buffer 61 and an optical transmitter / receiver 62 having a transmission speed of 10 Gb / s, which can be added in module units, are connected via a non-blocking optical switch 63. That is, the non-blocking optical switch 63 constitutes an optical network in which a plurality of optical transceivers 62 are connected in a star shape. At this time, a plurality of 10 Gb / s information transmission channels can be simultaneously set between different input / output buffers 61. For example, while information is being transferred from the first input buffer to the second output buffer at 10 Gb / s, information can be transferred from the second input buffer to the third output buffer at 10 Gb / s.

【0004】ネットワークコントローラ64は、各モジ
ュールの入出力バッファ61におけるATMセルの溜ま
り具合を勘案してノンブロッキング光スイッチ63の設
定を動的に変更し、各入力バッファからセルバースト
(同一出力バッファ宛の複数のセルをまとめたもの)を
送出する。このような構成で16×16のノンブロッキング
光スイッチを用いた場合には、スループットが10Gb/s
単位で増設可能で、かつ上限 160Gb/s のスループット
を有する大容量ATM交換機が実現できる。
The network controller 64 dynamically changes the setting of the non-blocking optical switch 63 in consideration of the accumulation state of ATM cells in the input / output buffer 61 of each module, and the cell burst from each input buffer (to the same output buffer). A collection of multiple cells). When a 16 × 16 non-blocking optical switch is used in such a configuration, the throughput is 10 Gb / s.
A large-capacity ATM switch that can be expanded in units and has a throughput of up to 160 Gb / s can be realized.

【0005】図11の光受信器および光ネットワークの
構成では、簡単のために4×4の光ネットワークの場合
について示す。図において、1t,2t,3t,4t
は、それぞれ10Gb/s で変調される半導体レーザ(L
D)11を含む光送信器である。1r,2r,3r,4
rは、それぞれ光変調器アレイ120,光合流器13,
10Gb/s の受光器14を含む光受信器である。ここで、
光変調器アレイ120は、各光送信器に対応する4台の
光変調器121〜124から構成される。
In the configuration of the optical receiver and the optical network shown in FIG. 11, the case of a 4 × 4 optical network is shown for simplicity. In the figure, 1t, 2t, 3t, 4t
Are semiconductor lasers (L
D) An optical transmitter including 11. 1r, 2r, 3r, 4
r is the optical modulator array 120, the optical combiner 13,
It is an optical receiver including a 10 Gb / s light receiver 14. here,
The optical modulator array 120 is composed of four optical modulators 121 to 124 corresponding to each optical transmitter.

【0006】各光送信器と各光受信器との間はスター状
に光配線されている。すなわち、光送信器1tの半導体
レーザ11の出力は、光ファイバを介してスプリッタ1
00に入力されて4分配され、光受信器1r,2r,3
r,4rの光変調器121にそれぞれ入力される。光送
信器2t,3t,4tの半導体レーザ11の出力につい
ても同様であり、スプリッタ200,300,400を
介して光受信器1r,2r,3r,4rのそれぞれ対応
する光変調器122〜124に入力される。
[0006] A star-shaped optical wiring is provided between each optical transmitter and each optical receiver. That is, the output of the semiconductor laser 11 of the optical transmitter 1t is sent to the splitter 1 via the optical fiber.
Optical receivers 1r, 2r, 3
They are input to the r and 4r optical modulators 121, respectively. The same applies to the outputs of the semiconductor lasers 11 of the optical transmitters 2t, 3t, and 4t, and the optical modulators 122 to 124 corresponding to the optical receivers 1r, 2r, 3r, and 4r pass through the splitters 200, 300, and 400, respectively. Is entered.

【0007】ここに示した従来の光ネットワークでは、
4×4ノンブロッキング光スイッチングが、各光受信器
の光変調器アレイ120を操作することにより分散的に
実現される。各光受信器において、光変調器アレイ12
0を構成する4台の光変調器121〜124のうち、い
ずれか1台のみを光を透過する状態(オン状態)とし、
他の3台を光を遮断する状態(オフ状態)とすればよ
い。例えば、光受信器1rにおいて光変調器121をO
N状態とすれば、光送信器1tの半導体レーザ11から
の信号光が光合流器13を介して受光器14で受信され
る。同様に、光受信器1rにおいて光変調器122,1
23,124のいずれかをオン状態にすれば、それぞれ
光送信器2t,3t,4tの半導体レーザ11からの信
号光を受信することができる。
In the conventional optical network shown here,
4 × 4 non-blocking optical switching is realized in a distributed manner by operating the optical modulator array 120 of each optical receiver. In each optical receiver, the optical modulator array 12
Of the four optical modulators 121 to 124 forming 0, only one of them is in a state of transmitting light (on state),
The other three units may be in a state of blocking light (off state). For example, in the optical receiver 1r, the optical modulator 121 is set to O
In the N state, the signal light from the semiconductor laser 11 of the optical transmitter 1t is received by the light receiver 14 via the optical combiner 13. Similarly, in the optical receiver 1r, the optical modulators 122, 1
When either one of 23 and 124 is turned on, it is possible to receive the signal light from the semiconductor laser 11 of each of the optical transmitters 2t, 3t and 4t.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図11に示す従来の光
受信器および光ネットワークでは、光送受信器間の情報
伝送速度を高めたり、あるいは光送受信器の数を増やし
たりして大容量化することが、次の2つの理由により困
難であった。第1の理由は、半導体レーザから受光器に
至る光伝搬経路の損失が大きいためである。図11に示
す構成において、例えば光送信器1tの半導体レーザ1
1から光受信器1rの受光器14に至る経路では、スプ
リッタ100で6dBの分配損が生じ、光合流器13で6
dBの損失が生じる。この光ネットワーク構成法に従って
N×Nの光ネットワークを構成した場合には、スプリッ
タで分配損10・log N〔dB〕が生じ、光合流器で10・lo
g N〔dB〕の損失が生じる。このため、例えば16×16の
光ネットワークでは、スプリッタと光受信器とでそれぞ
れ少なくとも12dBの損失が生じることになる。さらに、
高速な半導体光強度変調器を用いるとすれば、現状では
5dB以上の損失が避けられない。したがって、接続損や
分配損バラツキなども考慮すれば、半導体レーザから受
光器までの光伝搬経路において少なくとも30dB以上の損
失を見込む必要がある。
In the conventional optical receiver and optical network shown in FIG. 11, the capacity is increased by increasing the information transmission speed between optical transmitters and receivers or by increasing the number of optical transmitters and receivers. Was difficult for the following two reasons. The first reason is that there is a large loss in the light propagation path from the semiconductor laser to the light receiver. In the configuration shown in FIG. 11, for example, the semiconductor laser 1 of the optical transmitter 1t
In the path from 1 to the light receiver 14 of the optical receiver 1r, a distribution loss of 6 dB is generated in the splitter 100, and a 6 dB is generated in the optical combiner 13.
There is a dB loss. When an N × N optical network is configured according to this optical network configuration method, a distribution loss of 10 · log N [dB] occurs at the splitter and 10 · lo at the optical combiner.
A loss of g N [dB] occurs. Therefore, in a 16 × 16 optical network, for example, a loss of at least 12 dB occurs in each of the splitter and the optical receiver. further,
If a high-speed semiconductor light intensity modulator is used, a loss of 5 dB or more cannot be avoided under the present circumstances. Therefore, in consideration of the connection loss and the distribution loss variation, it is necessary to expect a loss of at least 30 dB or more in the optical propagation path from the semiconductor laser to the light receiver.

【0009】一方、光受信感度はビットレートを上げる
と急激に悪化するが、半導体レーザの出力光パワーには
限界があるので、10Gb/s の光伝送システムで許容され
る光伝搬損失は高々30dB程度となり、これ以上の高速化
は困難であった。なお、この損失が大きいという問題
は、光ネットワーク全体の大容量化をも困難にしてい
る。すなわち、Nの増大に伴って損失が増加するため
に、収容可能な光送受信器数を大きく設計することが困
難であった。
On the other hand, the optical receiving sensitivity sharply deteriorates when the bit rate is increased, but since the output optical power of the semiconductor laser is limited, the optical propagation loss allowed in a 10 Gb / s optical transmission system is at most 30 dB. However, it was difficult to achieve higher speeds. The problem of large loss makes it difficult to increase the capacity of the entire optical network. That is, it is difficult to design a large number of optical transceivers that can be accommodated because the loss increases as N increases.

【0010】第2の理由は、半導体レーザや受光器とい
った光電変換手段およびこれらに接続される電子回路に
おいて、10Gb/s を越える高速化自体が困難なためであ
る。それは、10Gb/s を越えるディジタル電子回路の実
現が、微細加工技術の限界や放熱技術の限界から多くの
困難を伴うためである。ところで、上述した第1の理由
を回避する手段として次の2つの方法が考えられる。
The second reason is that it is difficult to increase the speed itself exceeding 10 Gb / s in photoelectric conversion means such as a semiconductor laser and a photodetector and an electronic circuit connected thereto. This is because realization of a digital electronic circuit exceeding 10 Gb / s involves many difficulties due to the limits of fine processing technology and heat radiation technology. By the way, the following two methods can be considered as means for avoiding the above-mentioned first reason.

【0011】第1の回避策は、図11において光変調器
アレイ120と光合流器13の代わりに4×1光スイッ
チを備え、光合流器13における合流損6dBを回避する
方法である。しかし、この4×1光スイッチは、オン/
オフを行えばよい単純な光断続手段とは異なり、その機
能を単一素子で実現することは難しい。また、比較的単
純な2×1光スイッチをツリー状に多段接続してN×1
光スイッチを構成することもできるが、損失の蓄積が著
しい。特に、光伝搬経路を頻繁に変更するために1μs
以下の切り替え速度が要求される場合には、光スイッチ
として半導体光素子が適しているが、この半導体光素子
で低損失のN×1光スイッチを実現することは困難であ
る。また、一般にN×1光スイッチではクロストークが
大きいという問題点もある。
The first workaround is to provide a 4 × 1 optical switch in place of the optical modulator array 120 and the optical combiner 13 in FIG. 11 to avoid a 6 dB merge loss in the optical combiner 13. However, this 4x1 optical switch is
Unlike a simple optical interrupting means that can be turned off, it is difficult to realize its function with a single element. In addition, a relatively simple 2 × 1 optical switch is connected in a tree form in multiple stages to form an N × 1 optical switch.
Although an optical switch can be constructed, the accumulation of loss is remarkable. Especially, 1 μs is required to change the light propagation path frequently.
When the following switching speed is required, a semiconductor optical device is suitable as an optical switch, but it is difficult to realize a low loss N × 1 optical switch with this semiconductor optical device. Further, there is a problem that the crosstalk is large in general in the N × 1 optical switch.

【0012】第2の回避策は、光変調器121〜124
の代わりに半導体光増幅器を光断続手段として用い、光
変調器における損失を回避するのみならず、光増幅作用
によって光伝搬経路における損失を補償する方法であ
る。しかし、半導体光増幅器にはパターン効果と呼ばれ
る符号間干渉が存在し、数Gb/s 以上の信号光を扱うこ
とが困難であった。また、光増幅過程において自然放出
光(ASE)が信号光に付加されるので、信号対雑音比
が劣化する問題点もある。また、受光器の後段に配置さ
れる電気回路の雑音が大きい場合には、たとえ光増幅を
行っても光合流器によって損失を被ることにより受信感
度が劣化する。
The second workaround is the optical modulators 121-124.
Instead of avoiding the loss in the optical modulator, a semiconductor optical amplifier is used as the optical interrupting means instead of the above, and the loss in the optical propagation path is compensated by the optical amplification effect. However, there is intersymbol interference called pattern effect in the semiconductor optical amplifier, and it is difficult to handle signal light of several Gb / s or more. In addition, since spontaneous emission light (ASE) is added to the signal light in the optical amplification process, there is a problem that the signal-to-noise ratio deteriorates. Further, when the noise of the electric circuit arranged in the subsequent stage of the photodetector is large, even if the optical amplification is performed, the optical combiner causes a loss, which deteriorates the receiving sensitivity.

【0013】本発明は、以上の回避策では本質的な解決
にならないことから、新たな構成により光伝搬経路での
損失が少なく、光送受信器間の情報伝送やネットワーク
全体のスループットを容易に大容量化することができる
光受信器およびそれを用いた光ネットワークを提供する
ことを目的とする。
Since the present invention cannot be essentially solved by the above-mentioned workarounds, the new configuration causes less loss in the optical propagation path, and facilitates transmission of information between optical transmitters / receivers and throughput of the entire network. An object of the present invention is to provide an optical receiver capable of increasing the capacity and an optical network using the optical receiver.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の光受信
器は、複数の波長多重光信号を入力してそれぞれオン/
オフする複数の光断続手段と、複数の光断続手段に接続
される複数の入力ポートを有し、波長多重光信号が入力
される入力ポートに応じて複数の出力ポートへ分波され
る波長が決まる波長ルータと、波長ルータの複数の出力
ポートに接続される複数の光受信手段とを備え、1つの
光断続手段をオンとし他の光断続手段をオフとする構成
である。
An optical receiver according to claim 1 receives a plurality of wavelength division multiplexed optical signals and turns them on / off.
It has a plurality of optical connecting / disconnecting means to be turned off and a plurality of input ports connected to the plurality of optical connecting / disconnecting means. The configuration is provided with a determined wavelength router and a plurality of optical receiving means connected to a plurality of output ports of the wavelength router, and one optical interrupting means is turned on and the other optical interrupting means is turned off.

【0015】請求項2に記載の光受信器は、さらに複数
の光受信手段に接続された並列信号処理手段を備える。
請求項3に記載の光ネットワークは、波長の異なる複数
の光信号を出力する光送信手段をそれぞれ有する複数の
光送信器と、光送信器から出力される複数の光信号を入
力して波長多重し、その波長多重光信号を複数に分配す
る各光送信器対応の複数の光分配手段と、複数の光分配
手段からそれぞれ出力される波長多重光信号を入力する
請求項1または請求項2に記載の光受信器とを備える。
すなわち、光受信器の複数の光断続手段には、相異なる
光送信器からの波長多重光信号がそれぞれ入力される構
成である。
The optical receiver according to claim 2 further comprises parallel signal processing means connected to the plurality of optical receiving means.
The optical network according to claim 3, wherein a plurality of optical transmitters each having an optical transmitting unit that outputs a plurality of optical signals having different wavelengths, and a plurality of optical signals output from the optical transmitter are input to perform wavelength multiplexing. Then, a plurality of optical distribution means corresponding to each optical transmitter for distributing the wavelength-division-multiplexed optical signal and a wavelength-multiplexed optical signal output from each of the plurality of optical distribution means are input. And the optical receiver described.
That is, the wavelength division multiplexed optical signals from different optical transmitters are respectively input to the plurality of optical interrupters of the optical receiver.

【0016】以上示したように、本発明の第1の特徴
は、光送信器と光受信器との間において、波長の異なる
複数の光信号を並列に送受信するように構成したところ
にある。これにより、情報を並列展開して伝送すること
ができ、光信号1波あたりの情報伝送速度を抑えること
ができる。本発明の第2の特徴は、光受信器において、
各光送信器に対応する複数の光断続手段と、各波長に対
応する複数の光受信手段とを波長ルータを介して接続し
たところにある。
As described above, the first feature of the present invention resides in that a plurality of optical signals having different wavelengths are transmitted and received in parallel between the optical transmitter and the optical receiver. As a result, information can be developed in parallel and transmitted, and the information transmission rate per optical signal wave can be suppressed. The second feature of the present invention is that in the optical receiver,
A plurality of optical interrupting means corresponding to each optical transmitter and a plurality of optical receiving means corresponding to each wavelength are connected via a wavelength router.

【0017】光送信器の各光送信手段から出力される複
数の光信号を波長多重し、各光受信器の対応する光断続
手段にそれぞれ入力することにより、ある1つの光送信
器から出力された複数の光信号を一括してオン/オフす
ることができる。そして、各光受信器の複数の光断続手
段の1つをオン状態とすることにより、特定の光送信器
からの波長多重光信号のみを選択し、さらに波長ルータ
によって分波されて複数の光受信手段に導かれる。ここ
で、光合流器ではなく波長ルータを用いたことにより、
N×1光スイッチを用いた場合と同様に合流損失を回避
することができる。
A plurality of optical signals output from each optical transmitting means of the optical transmitter are wavelength-multiplexed and input to the corresponding optical interrupting means of each optical receiver, whereby the optical signals are output from one optical transmitter. It is possible to collectively turn on / off a plurality of optical signals. Then, by turning on one of the plurality of optical connecting / disconnecting means of each optical receiver, only the wavelength-multiplexed optical signal from the specific optical transmitter is selected, and further the plurality of optical signals are demultiplexed by the wavelength router. Guided to receiving means. Here, by using the wavelength router instead of the optical combiner,
The merge loss can be avoided as in the case of using the N × 1 optical switch.

【0018】このように、並列光伝送技術と光波長多重
技術を組み合わせることにより、光1波あたりの伝送速
度を低く抑え、かつ光伝搬経路における原理的な損失を
減らすことができる。これにより、光送受信器間の情報
転送や光ネットワーク全体のスループットを大容量化す
ることが可能となる。
As described above, by combining the parallel optical transmission technology and the optical wavelength multiplexing technology, it is possible to suppress the transmission rate per light wave to be low and reduce the theoretical loss in the optical propagation path. This makes it possible to increase the capacity of information transfer between optical transceivers and the throughput of the entire optical network.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)図1は、本発明の光ネットワークお
よび光受信器の第1の実施形態を示す。ここでは、図1
1に示した従来例と同様に、簡単のために4×4ノンブ
ロッキング光スイッチの構成を示す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of an optical network and an optical receiver according to the present invention. Here, FIG.
Similar to the conventional example shown in FIG. 1, the structure of a 4 × 4 non-blocking optical switch is shown for simplicity.

【0020】図において、10t,20t,30t,4
0tは光送信器であり、それぞれ光送信手段としての多
波長半導体レーザアレイ110を含む。多波長半導体レ
ーザアレイ110は、互いに異なる波長λ1,λ2,λ
3,λ4で発振する半導体レーザ(LD)111〜11
4から構成され、それぞれ異なるデータで直接変調され
る。
In the figure, 10t, 20t, 30t, 4
Reference numeral 0t denotes an optical transmitter, each of which includes a multi-wavelength semiconductor laser array 110 as an optical transmitting means. The multi-wavelength semiconductor laser array 110 has different wavelengths λ1, λ2, λ.
Semiconductor lasers (LD) 111 to 11 that oscillate at 3 and λ4
4 are directly modulated with different data.

【0021】10r,20r,30r,40rは光受信
器であり、それぞれ光断続手段としての光変調器アレイ
120,波長ルータとしてのアレイ導波路光合分波器1
30,光受信手段としての受光器アレイ140を含む。
光変調器アレイ120は、各光送信器に対応する4台の
光変調器121〜124から構成される。受光器アレイ
140は、アレイ導波路光合分波器130の各出力ポー
トに対応する4台の受光器141〜144から構成され
る。
Reference numerals 10r, 20r, 30r and 40r denote optical receivers, which are an optical modulator array 120 as an optical interrupter and an arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 1 as a wavelength router, respectively.
30 and a light receiver array 140 as a light receiving means.
The optical modulator array 120 is composed of four optical modulators 121 to 124 corresponding to each optical transmitter. The optical receiver array 140 is composed of four optical receivers 141 to 144 corresponding to the respective output ports of the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130.

【0022】図2は、アレイ導波路光合分波器130の
構成を示す。アレイ導波路光合分波器130は、4台の
光変調器121〜124に対応する4つの入力ポートI
1〜I4を有する入力導波路アレイ131、入力側スラ
ブ導波路132、所定の導波路長差で並んだ導波路アレ
イ133、出力側スラブ導波路134、4台の受光器1
41〜144に対応する4つの出力ポートJ1〜J4を
有する出力導波路アレイ135が縦続に接続された構成
である。
FIG. 2 shows the configuration of the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130. The arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130 has four input ports I corresponding to the four optical modulators 121 to 124.
1 to I4, an input waveguide array 131, an input side slab waveguide 132, a waveguide array 133 arranged with a predetermined waveguide length difference, an output side slab waveguide 134, and four light receivers 1
The output waveguide array 135 having four output ports J1 to J4 corresponding to 41 to 144 is connected in cascade.

【0023】図3は、アレイ導波路光合分波器130の
入出力ポート間の波長ルーチング特性を示す。例えば、
波長λ1〜λ4の4波の波長多重光信号が入力ポートI
1に入力された場合には、波長λ1,λ2,λ3,λ4
の光信号は分波されて出力ポートJ1,J2,J3,J
4からそれぞれ出力される。このときの分波損失は原理
的には3dB以下である。(参考文献: H.Takahashi, et
al., "TransmissionCharacteristics of arrayed-wave
guide N×N wavelength multiplexer",IEEE J. Light
wave Technol., vol.13, no.3, pp.447-455, 1995) 。
FIG. 3 shows wavelength routing characteristics between the input and output ports of the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130. For example,
Four wavelength-multiplexed optical signals with wavelengths λ1 to λ4 are input ports I
When input to 1, the wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4
Optical signal is demultiplexed and output ports J1, J2, J3, J
4 are output respectively. The demultiplexing loss at this time is 3 dB or less in principle. (Reference: H. Takahashi, et.
al., "Transmission Characteristics of arrayed-wave
guide N × N wavelength multiplexer ", IEEE J. Light
wave Technol., vol.13, no.3, pp.447-455, 1995).

【0024】図1において、各光送信器と各光受信器と
の間はスター状に光配線されている。すなわち、光送信
器10tの多波長半導体レーザアレイ110の出力は、
光ファイバを介して4×4スターカプラ101に入力さ
れ、合波されたのちに波長多重光信号として4分配さ
れ、光受信器10r,20r,30r,40rの光変調
器121にそれぞれ入力される。光送信器20t,30
t,40tの多波長半導体レーザアレイ110の出力に
ついても同様であり、4×4スターカプラ201,30
1,401を介して光受信器10r,20r,30r,
40rのそれぞれ対応する光変調器122〜124に入
力される。
In FIG. 1, star-shaped optical wiring is provided between each optical transmitter and each optical receiver. That is, the output of the multi-wavelength semiconductor laser array 110 of the optical transmitter 10t is
It is input to a 4 × 4 star coupler 101 via an optical fiber, multiplexed, then divided into 4 as a wavelength division multiplexed optical signal, and input to an optical modulator 121 of each of the optical receivers 10r, 20r, 30r, 40r. . Optical transmitter 20t, 30
The same applies to the outputs of the multi-wavelength semiconductor laser array 110 of t and 40t.
1, 401 via the optical receivers 10r, 20r, 30r,
It is input to the corresponding optical modulators 122 to 124 of 40r.

【0025】本実施形態の光ネットワークでは、4×4
ノンブロッキング光スイッチングが、各光受信器の光変
調器アレイ120を操作することにより分散的に実現さ
れる。各光受信器において、光変調器アレイ120を構
成する4台の光変調器121〜124のうち、いずれか
1台のみを光を透過する状態(オン状態)とし、他の3
台を光を遮断する状態(オフ状態)とすればよい。
In the optical network of this embodiment, 4 × 4
Non-blocking optical switching is distributedly implemented by operating the optical modulator array 120 of each optical receiver. In each of the optical receivers, only one of the four optical modulators 121 to 124 forming the optical modulator array 120 is in a state of transmitting light (ON state), and the other three.
The table may be in a state of blocking light (off state).

【0026】以下、光受信器10rにおいて光変調器1
21をON状態とした場合について説明する。このと
き、光変調器121に接続されたアレイ導波路光合分波
器130の入力ポートI1には、光送信器10tの多波
長半導体レーザアレイ110から出力された波長λ1〜
λ4の光信号が波長多重光信号となって入力される。ア
レイ導波路光合分波器130では、図3に示す波長ルー
チング特性に従って波長λ1,λ2,λ3,λ4の光信
号をそれぞれ出力ポートJ1,J2,J3,J4へルー
チングし、受光器141,142,143,144へ導
く。これにより、光送信器10tの多波長半導体レーザ
アレイ110からの4波の並列光信号が光受信器10r
の受光器アレイ140によりすべて受信され、光送信器
10tから光受信器10rへの4並列光伝送が実現され
る。
Hereinafter, the optical modulator 1 in the optical receiver 10r
A case where 21 is turned on will be described. At this time, the wavelengths λ1 to 1 output from the multi-wavelength semiconductor laser array 110 of the optical transmitter 10t are input to the input port I1 of the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130 connected to the optical modulator 121.
The optical signal of λ4 is input as a wavelength division multiplexed optical signal. The arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130 routes the optical signals of wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4 to the output ports J1, J2, J3, J4 according to the wavelength routing characteristics shown in FIG. It leads to 143,144. As a result, four parallel optical signals from the multi-wavelength semiconductor laser array 110 of the optical transmitter 10t are converted into the optical receiver 10r.
All of the light is received by the photoreceiver array 140, and four parallel optical transmissions from the optical transmitter 10t to the optical receiver 10r are realized.

【0027】同様に、光受信器10rの光変調器アレイ
120において、他の光変調器122,123,124
のいずれかをオン状態にすれば、それぞれ光送信器20
t,30t,40tからの4並列光伝送が実現される。
また、他の光受信器においてそれぞれの光変調器アレイ
を操作することにより同様の4並列光伝送が実現され
る。このようにして、4並列光伝送チャネルについての
4×4ノンブロッキング光スイッチングが、光受信器あ
たり4個の光断続手段(ここでは光変調器)によって実
現される。
Similarly, in the optical modulator array 120 of the optical receiver 10r, other optical modulators 122, 123, 124 are provided.
If any one of them is turned on, the optical transmitter 20
4 parallel optical transmission from t, 30t, 40t is realized.
In addition, similar four parallel optical transmission is realized by operating the respective optical modulator arrays in other optical receivers. In this way, 4 × 4 non-blocking optical switching for 4 parallel optical transmission channels is realized by 4 optical interrupting means (here optical modulators) per optical receiver.

【0028】ここで、光送信器10tから光受信器10
rへの4並列光伝送チャネルが設定された場合につい
て、光伝搬経路における損失を考える。多波長半導体レ
ーザアレイ110からの光信号は、4×4スターカプラ
101で合波および4分配される際に6dBの分配損を被
る。その後、光変調器121を介してアレイ導波路光合
分波器130を通過するが、アレイ導波路光合分波器1
30における原理的な損失は3dB以下である。すなわ
ち、従来構成では光受信器内の光合流器において6dBの
損失が不可避であったが、本実施形態の構成により3dB
だけ損失を減らすことができる。さらに、光送受信器間
の情報伝送容量が従来構成と同一の10Gb/s とすると、
本実施形態では 2.5Gb/s の4並列光伝送でよいので、
光受信感度は少なくとも6dBは改善される。したがっ
て、本実施形態は従来構成に比べて等価的に9dBのパワ
ーバジェット改善が見込まれる。
Here, from the optical transmitter 10t to the optical receiver 10
Consider the loss in the optical propagation path when four parallel optical transmission channels to r are set. The optical signal from the multi-wavelength semiconductor laser array 110 suffers a distribution loss of 6 dB when combined and divided into 4 by the 4 × 4 star coupler 101. After that, it passes through the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130 via the optical modulator 121.
The theoretical loss at 30 is less than 3 dB. That is, in the conventional configuration, the loss of 6 dB is unavoidable in the optical combiner in the optical receiver, but the configuration of the present embodiment causes 3 dB.
Only can reduce the loss. Furthermore, if the information transmission capacity between optical transmitters and receivers is 10 Gb / s, which is the same as the conventional configuration,
In this embodiment, since 2.5 Gb / s 4-parallel optical transmission is sufficient,
Optical reception sensitivity is improved by at least 6 dB. Therefore, this embodiment is expected to equivalently improve the power budget by 9 dB as compared with the conventional configuration.

【0029】一般的には、N波長半導体レーザアレイ、
N×Nスターカプラ、N×Nアレイ導波路光合分波器を
用いて、N並列伝送チャネル用のN×Nの光ネットワー
クが構成できる。このとき、従来構成では原理的に 10・logN+10・logN〔dB〕 の損失が不可避であったが、本発明の光ネットワークで
は 10・logN+3〔dB〕 以下の損失となる。すなわち、光受信器において(10・
logN−3)〔dB〕の損失改善が得られる。さらに、光送
受信器間の情報伝送容量一定の条件下では、N並列伝送
により光受信感度が10・log N〔dB〕だけ改善される。
Generally, an N-wavelength semiconductor laser array,
An N × N optical network for N parallel transmission channels can be constructed by using an N × N star coupler and an N × N arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer. At this time, in the conventional configuration, a loss of 10 · logN + 10 · logN [dB] was unavoidable in principle, but in the optical network of the present invention, a loss of 10 · logN + 3 [dB] or less. That is, in the optical receiver (10
A loss improvement of logN-3) [dB] is obtained. Further, under the condition that the information transmission capacity between the optical transmitters and receivers is constant, the optical reception sensitivity is improved by 10 · log N [dB] by N parallel transmission.

【0030】たとえばN=16の場合には、本発明により
光受信器における原理的な損失を9dB低減でき、また光
送受信器間の情報伝送容量一定の条件下で光受信感度を
12dB改善できるので、等価的には損失を21dB改善するこ
とができる。16×16の光ネットワークを構成する場合
に、従来構成では光伝搬損失が30dBにも及び、光送受信
器間の情報伝送容量は10Gb/s 程度に制限されていた。
それに対して、本実施形態の構成では光伝搬損失が9dB
改善されて21dB程度になるとともに、半導体レーザあた
り10Gb/s の変調を行った場合には16並列光伝送によ
り、光送受信器間の情報伝送容量は 160Gb/s となる。
また、このときの光ネットワーク全体のスループットは
2.5Tb/s にもなる。
In the case of N = 16, for example, the present invention can reduce the theoretical loss in the optical receiver by 9 dB, and the optical reception sensitivity under the condition that the information transmission capacity between the optical transmitter and receiver is constant.
Since it can be improved by 12 dB, the loss can be improved by 21 dB equivalently. In the case of configuring a 16 × 16 optical network, the optical transmission loss is as high as 30 dB in the conventional configuration, and the information transmission capacity between optical transmitters / receivers is limited to about 10 Gb / s.
On the other hand, in the configuration of this embodiment, the optical propagation loss is 9 dB.
It will be improved to about 21 dB, and if 10 Gb / s modulation is performed per semiconductor laser, 16 parallel optical transmission will result in an information transmission capacity of 160 Gb / s between optical transceivers.
Also, the throughput of the entire optical network at this time is
It can reach 2.5 Tb / s.

【0031】このように本実施形態では、光送受信器間
の情報転送や光ネットワーク全体の容量を従来技術の限
界を越えて大容量化することができる。さらに、本実施
形態では、多波長半導体レーザアレイ中の各半導体レー
ザの発振波長、およびアレイ導波路光合分波器の波長合
分波特性を時間的に変化させる必要がない特徴がある。
すなわち、本実施形態では光変調器アレイの択一的な動
作を除けば、各半導体レーザおよびアレイ導波路光合分
波器は完全に並列動作しており、極めて容易に制御する
ことができる。
As described above, in this embodiment, it is possible to increase the capacity of information transfer between optical transmitters / receivers and the capacity of the entire optical network beyond the limit of the prior art. Further, the present embodiment is characterized in that it is not necessary to temporally change the oscillation wavelength of each semiconductor laser in the multi-wavelength semiconductor laser array and the wavelength multiplexing / demultiplexing characteristic of the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer.
That is, in the present embodiment, each semiconductor laser and the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer operate perfectly in parallel, except for the alternative operation of the optical modulator array, and can be controlled very easily.

【0032】(第1の実施形態の変形1)第1の実施形
態では、各光送信器において波長の異なる複数の光信号
を出力する光送信手段として、直接変調方式をとる多波
長半導体レーザアレイ110を用いているが、これに限
定されるものではない。たとえば、波長λ1〜λ4の多
波長半導体レーザアレイを1つ備え、その出力を各光送
信器に分配し、各光送信器には多波長半導体レーザアレ
イの代わりに光強度変調器アレイを配置し、外部変調方
式によって光信号を生成してもよい。
(Modification 1 of the First Embodiment) In the first embodiment, a multi-wavelength semiconductor laser array of a direct modulation system is used as an optical transmitting means for outputting a plurality of optical signals having different wavelengths in each optical transmitter. Although 110 is used, it is not limited to this. For example, one multi-wavelength semiconductor laser array of wavelengths λ1 to λ4 is provided, and the output is distributed to each optical transmitter, and each optical transmitter is provided with a light intensity modulator array instead of the multi-wavelength semiconductor laser array. The optical signal may be generated by an external modulation method.

【0033】(第1の実施形態の変形2)第1の実施形
態では、各光送信器の多波長半導体レーザアレイから対
応するスターカプラまではファイバアレイにより並列光
伝送を行っているが、各光送信器内に低損失の光合波器
を備え、波長多重光信号として出力するようにしてもよ
い。この場合には、ファイバ本数を減らすことができる
とともに、スターカプラの代わりに従来構成と同様のス
プリッタを用いることができる。また、並列伝送される
複数の光信号がファイバアレイではなく、単一の光ファ
イバ中を伝搬することになるので、並列光信号間でのス
キューが低減される利点がある。
(Modification 2 of the First Embodiment) In the first embodiment, parallel optical transmission is performed by the fiber array from the multi-wavelength semiconductor laser array of each optical transmitter to the corresponding star coupler. A low-loss optical multiplexer may be provided in the optical transmitter so as to output as a wavelength division multiplexed optical signal. In this case, the number of fibers can be reduced, and a splitter similar to the conventional configuration can be used instead of the star coupler. Further, since a plurality of optical signals transmitted in parallel propagate in a single optical fiber instead of a fiber array, there is an advantage that skew between parallel optical signals is reduced.

【0034】(第1の実施形態の変形3)図1におい
て、複数の光分配手段である4×4スターカプラ10
1,201,301,401をそれぞれ光送信器10
t,20t,30t,40tの近傍に配置してもよい。
さらに、図1において、光受信器10r,20r,30
r,40r内に配置された光変調器アレイ120を光送
信器10t,20t,30t,40tの近傍に配置して
もよい。これらは、光伝搬経路中のデバイスの位置をず
らしただけでありトポロジ的には同一であるが、各光送
信器と各光受信器との間はスター状ではなくフルメッシ
ュ状に光ファイバが配線されることになる。
(Modification 3 of the First Embodiment) Referring to FIG. 1, a 4 × 4 star coupler 10 which is a plurality of light distributing means.
1, 201, 301, 401 are respectively provided as optical transmitters 10.
You may arrange | position in the vicinity of t, 20t, 30t, 40t.
Further, in FIG. 1, the optical receivers 10r, 20r, 30
The optical modulator array 120 arranged in r, 40r may be arranged near the optical transmitters 10t, 20t, 30t, 40t. These are the same topologically only by shifting the position of the device in the optical propagation path, but the optical fiber is not a star-shaped optical fiber but a star-shaped optical fiber between each optical transmitter and each optical receiver. Will be wired.

【0035】(第1の実施形態の変形4)第1の実施形
態では、各光受信器において複数の光断続手段として光
変調器アレイ120を用いているが、その代わりに半導
体光増幅器アレイを用いてもよい。この場合には、光増
幅作用によって光伝搬経路における損失を補償できる。
また、従来構成とは異なって各光増幅器には波長多重さ
れた複数の光信号が同時に入射されるのでパターン効果
は抑圧され、高速の光信号を扱うことができる。また、
光増幅器で発生する自然放出光は、次段の波長ルータ
(アレイ導波路光合分波器130)で大部分が阻止され
るので、信号光受信時のSN比の低下も少ない。光断続
手段としては、その他にも光送受信器間の光伝送チャネ
ル設定変更頻度が低い場合に、メカニカル光スイッチ、
熱光学効果を用いた導波路光スイッチ、液晶光シャッタ
等を用いることができる。
(Modification 4 of the First Embodiment) In the first embodiment, the optical modulator array 120 is used as a plurality of optical interrupting means in each optical receiver, but a semiconductor optical amplifier array is used instead. You may use. In this case, the loss in the optical propagation path can be compensated by the optical amplification effect.
Further, unlike the conventional configuration, since a plurality of wavelength-multiplexed optical signals are simultaneously incident on each optical amplifier, the pattern effect is suppressed and a high-speed optical signal can be handled. Also,
Most of the spontaneous emission light generated by the optical amplifier is blocked by the wavelength router (the arrayed-waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130) in the next stage, so that the SN ratio at the time of receiving the signal light is also small. In addition, as an optical disconnecting means, if the frequency of changing the optical transmission channel setting between optical transmitters and receivers is low, a mechanical optical switch,
A waveguide optical switch using a thermo-optical effect, a liquid crystal optical shutter, or the like can be used.

【0036】(第1の実施形態の変形5)第1の実施形
態では、波長ルータとして図3に示す波長ルーチング特
性を有するアレイ導波路光合分波器130を用いている
が、図4に示す複数の光分波器51〜54および複数の
光合波器55〜58を組み合わせて構成しても同様の機
能を実現できる。光分波器51〜54と光合波器55〜
58との間の配線は図3に示す波長ルーチング特性に対
応するものである。
(Variation 5 of First Embodiment) In the first embodiment, the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer 130 having the wavelength routing characteristic shown in FIG. 3 is used as the wavelength router, but it is shown in FIG. Similar functions can be realized by combining a plurality of optical demultiplexers 51 to 54 and a plurality of optical multiplexers 55 to 58. Optical demultiplexers 51-54 and optical multiplexers 55-55
The wiring between the wiring 58 and the wiring 58 corresponds to the wavelength routing characteristic shown in FIG.

【0037】(第1の実施形態の変形6)波長ルータの
波長ルーチング特性は図3に示す特性に限定されるもの
ではなく、たとえば図5に示す特性でも同様の光受信器
および光ネットワークを構成することができる。なお、
図3および図5に示すように、同一行または同一列にす
べて異なる記号(ここではλ1〜λ4)が配される行列
はラテン方陣と呼ばれ、他にも多数存在することが知ら
れており(参考文献: R. Barry, et al., "LatinRoute
rs, Desine and Implementation", IEEE J.Lightwave T
echnol., vol.11,no.5/6, pp.891-899, 1993) 、そのい
ずれを用いてもよい。
(Modification 6 of First Embodiment) The wavelength routing characteristic of the wavelength router is not limited to the characteristic shown in FIG. 3, and the characteristic shown in FIG. 5 constitutes a similar optical receiver and optical network. can do. In addition,
As shown in FIGS. 3 and 5, a matrix in which different symbols (here, λ1 to λ4) are arranged in the same row or the same column is called a Latin square, and it is known that there are many other squares. (Reference: R. Barry, et al., "LatinRoute
rs, Desine and Implementation ", IEEE J. Lightwave T
echnol., vol.11, no.5 / 6, pp.891-899, 1993), any of which may be used.

【0038】さらに、波長ルータとしてラテン方陣を満
たさない特性、例えば図6に示すような特性のものを用
いても、同様の効果を有する光受信器および光ネットワ
ークを構成することができる。ただし、この場合にはそ
の波長ルーチング特性に合わせて、多波長半導体レーザ
アレイの送信波長を光送信器ごとに一部異なるようにプ
リセットする必要がある。
Further, an optical receiver and an optical network having the same effect can be constructed by using a wavelength router having a characteristic that does not satisfy the Latin square, for example, a characteristic shown in FIG. However, in this case, it is necessary to preset the transmission wavelength of the multi-wavelength semiconductor laser array so as to be partially different for each optical transmitter in accordance with the wavelength routing characteristic.

【0039】(第1の実施形態の変形7)第1の実施形
態では、光送受信器間の情報伝送における並列度と収容
可能な最大光送受信器数とが等しい場合を示したが、こ
れに限定されるものではない。例えば、4並列光伝送を
行う2×2光ネットワークは、各光送信器を4波長半導
体レーザアレイで構成し、各光受信器を2個の光変調器
からなる光変調器アレイと、2×4アレイ導波路光合分
波器と、4個の受光器からなる受光器アレイとで構成
し、各光送受信器間を複数の4×2スターカプラを用い
て接続すればよい。このとき、2×4アレイ導波路光合
分波器としては、例えば図5の波長ルーチング特性を有
する4×4アレイ導波路光合分波器の入力ポートI2,
I3と出力ポートJ1〜J4を用いればよい。
(Modification 7 of the First Embodiment) In the first embodiment, the case where the parallelism in information transmission between the optical transmitters and receivers and the maximum number of optical transmitters and receivers that can be accommodated is the same. It is not limited. For example, in a 2 × 2 optical network that performs 4-parallel optical transmission, each optical transmitter is composed of a 4-wavelength semiconductor laser array, and each optical receiver is composed of an optical modulator array consisting of two optical modulators and a 2 × 2 optical modulator array. A four-array waveguide optical multiplexer / demultiplexer and a photodetector array composed of four photodetectors may be used, and each optical transmitter / receiver may be connected using a plurality of 4 × 2 star couplers. At this time, as the 2 × 4 arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer, for example, the input port I2 of the 4 × 4 arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer having the wavelength routing characteristic shown in FIG.
I3 and output ports J1 to J4 may be used.

【0040】例えば、2並列光伝送を行う4×4光ネッ
トワークは、各光送信器を2波長半導体レーザアレイで
構成し、各光受信器を4個の光変調器からなる光変調器
アレイと、4×2アレイ導波路光合分波器と、2個の受
光器からなる受光器アレイとで構成し、各光送受信器間
を複数の2×4スターカプラを用いて接続すればよい。
このとき、4×2アレイ導波路光合分波器としては、例
えば図7の波長ルーチング特性を有する4×4アレイ導
波路光合分波器の入力ポートI1〜I4と出力ポートJ
2,J3を用いればよい。図7の特性を示す4×4アレ
イ導波路光合分波器は、複数次のアレイ導波路回折光を
同時に取り出せるように構成することで実現できる。こ
こでは、K+1次回折光、K次回折光、K+1次回折光
が利用される。あるいは、図3に示す波長ルーチング特
性を有するアレイ導波路光合分波器を用いても、多波長
半導体レーザアレイの送信波長を光送信器ごとに一部異
なるようにプリセットすれば、2並列光伝送を行う4×
4光ネットワークを構成することができる。
For example, in a 4 × 4 optical network for performing two parallel optical transmissions, each optical transmitter is composed of a two-wavelength semiconductor laser array, and each optical receiver is an optical modulator array consisting of four optical modulators. A 4 × 2 arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer and a photodetector array composed of two photodetectors may be used, and each optical transmitter / receiver may be connected using a plurality of 2 × 4 star couplers.
At this time, as the 4 × 2 arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer, for example, the input ports I1 to I4 and the output port J of the 4 × 4 arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer having the wavelength routing characteristics of FIG.
2, J3 may be used. The 4 × 4 arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer having the characteristics shown in FIG. 7 can be realized by being configured so as to simultaneously extract a plurality of orders of arrayed waveguide diffracted light. Here, K + 1 order diffracted light, K order diffracted light, and K + 1 order diffracted light are used. Alternatively, even if the arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer having the wavelength routing characteristic shown in FIG. 3 is used, if the transmission wavelength of the multi-wavelength semiconductor laser array is preset so as to be partially different for each optical transmitter, two parallel optical transmissions are performed. Do 4x
Four optical networks can be configured.

【0041】(第1の実施形態の変形8,その他)第1
の実施形態では、すべての光送受信器間に並列光伝送チ
ャネルを設定できるように構成しているが、あらかじめ
特定の光送受信器間では通信を行う必要がないことが判
明している場合には、スターカプラにおける分配数およ
び光断続手段の個数を減らすことができる。
(Variation 8 of the First Embodiment, Others) First
In the embodiment, the parallel optical transmission channel can be set between all the optical transmitters / receivers, but if it is known in advance that communication between specific optical transmitters / receivers is not required, It is possible to reduce the number of distributions in the star coupler and the number of light interrupting means.

【0042】さらに、第1の実施形態では、光送信器と
光受信器の個数が等しい場合を示しているが、例えば情
報発信の必要がない光送信器を削除したり、情報受信の
必要がない光受信器を削除してもよい。すなわち、光送
信器と光受信器の個数が必ずしも一致していなくてもよ
い。また、光送受信器間で並列伝送されるうちの1ない
し複数の通信路を、例えばクロック情報や制御情報を伝
送するために利用してもよい。その一例として、図1の
構成において、2ビット並列信号とパリティ信号とクロ
ック信号とからなる4ビット並列信号伝送用の光ネット
ワークとした場合について、以下第2の実施形態として
説明する。
Further, in the first embodiment, the case where the number of optical transmitters and the number of optical receivers are the same is shown. However, for example, an optical transmitter that does not require information transmission may be deleted or information reception may be required. You may remove the missing optical receiver. That is, the numbers of optical transmitters and optical receivers do not necessarily have to match. Further, one or a plurality of communication paths that are transmitted in parallel between the optical transmitters / receivers may be used for transmitting, for example, clock information or control information. As an example thereof, a case in which an optical network for 4-bit parallel signal transmission composed of a 2-bit parallel signal, a parity signal, and a clock signal in the configuration of FIG. 1 is used will be described below as a second embodiment.

【0043】(第2の実施形態)図8は、本発明の光ネ
ットワークの第2の実施形態を示す。ここでは、図1の
各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施形態の特徴は、各光送信器にそれぞれ符
号器15およびマトリクススイッチ16を備え、各光受
信器にフリップフロップ17および復号器18を備え、
さらに便宜上、光送信器および光受信を合わせてモジュ
ール10′,20′,30′,40′としたところにあ
る。
(Second Embodiment) FIG. 8 shows a second embodiment of the optical network of the present invention. Here, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the respective portions of FIG. 1, and the description thereof will be omitted. The feature of this embodiment is that each optical transmitter is provided with an encoder 15 and a matrix switch 16, and each optical receiver is provided with a flip-flop 17 and a decoder 18.
For the sake of convenience, the optical transmitter and the optical receiver are combined to form modules 10 ', 20', 30 'and 40'.

【0044】各モジュール間では、2並列送信データに
クロックと誤り検出用のパリティを付加した4並列デー
タが伝送される。例えばモジュール10′では、2並列
送信データはクロックに同期した符号器15でパリティ
信号が付加された3並列データとなり、クロックと合わ
せた4系列のデータ列がマトリクススイッチ16に入力
される。ここで、マトリクススイッチ16は、入力され
た4系列のデータ列を4台の半導体レーザ111〜11
4に振り分ける。このとき、各モジュールのマトリクス
スイッチ16内の配線は図9のように固定的に設定され
るものとする。すなわち、クロック信号は、モジュール
10′では波長λ1の光信号となり、モジュール20′
では波長λ4の光信号となり、モジュール30′では波
長λ3の光信号となり、モジュール40′では波長λ2
の光信号となる。
Between each module, 4 parallel data in which a clock and a parity for error detection are added to 2 parallel transmission data is transmitted. For example, in the module 10 ', the 2 parallel transmission data becomes 3 parallel data to which the parity signal is added by the encoder 15 synchronized with the clock, and the 4 series data string combined with the clock is input to the matrix switch 16. Here, the matrix switch 16 converts the input four-series data string into four semiconductor lasers 111 to 11
Divide into 4. At this time, the wiring in the matrix switch 16 of each module is fixedly set as shown in FIG. That is, the clock signal becomes an optical signal of wavelength λ1 in the module 10 ', and the module 20'
In the module 30 'becomes an optical signal of wavelength λ4, in the module 30' it becomes an optical signal of wavelength λ3,
It becomes the optical signal of.

【0045】一方、各モジュールの受光器アレイ140
の受光器141には、光変調器アレイ120でどのモジ
ュールからの波長多重光信号を選択したとしても、各モ
ジュールのマトリクススイッチ16を図9のように設定
することにより必ずクロック信号が受信される。例えば
モジュール10′では、受光器141でクロック信号が
受信され、このクロックを用いてフリップフロップ17
は受光器142〜144で受信された3並列信号を一括
して識別再生する。ここで、受光器144で受信される
のは、クロック信号の場合と同様に必ずパリティ信号で
あるので、復号器18ではこれを用いて2並列信号のパ
リティチェックによる誤り検出を行う。これにより、誤
りのない2並列信号とクロックとがモジュール10′の
受信データとして出力される。
On the other hand, the receiver array 140 of each module
No matter which module the wavelength-multiplexed optical signal from the optical modulator array 120 is selected in the optical receiver 141, the clock signal is always received by setting the matrix switch 16 of each module as shown in FIG. . For example, in the module 10 ′, the light receiver 141 receives the clock signal, and the flip-flop 17 is used by using this clock.
Identifies and reproduces the three parallel signals received by the photodetectors 142 to 144 collectively. Here, since the parity signal is always received by the light receiver 144 as in the case of the clock signal, the decoder 18 uses this to perform error detection by the parity check of the two parallel signals. As a result, the error-free two parallel signals and the clock are output as the reception data of the module 10 '.

【0046】以上示した第2の実施形態では、クロック
信号およびパリティ信号を付加した並列光伝送をモジュ
ール間で行うことにより、第1の実施形態の利点に加え
て、クロック抽出や高速位相同期用の複雑な回路を不要
とするか、または個数を削減することが可能となる。す
なわち、並列信号の一括識別再生やパリティ信号による
誤り検出といった並列信号処理手段を備えることによ
り、低コストでかつ信頼性の高い光ネットワークを構成
することができる(請求項2)。
In the second embodiment described above, parallel optical transmission with a clock signal and a parity signal added is performed between modules, so that in addition to the advantages of the first embodiment, clock extraction and high-speed phase synchronization are achieved. It is possible to eliminate the need for complicated circuits or reduce the number. That is, by providing parallel signal processing means such as collective identification reproduction of parallel signals and error detection by parity signals, an optical network of low cost and high reliability can be constructed (claim 2).

【0047】(第2の実施形態の変形1)第2の実施形
態では、受光器141で受信したクロック信号をそのま
まフリップフロップ17のクロック信号として利用して
いるが、位相同期回路(PLL)等を用いてさらに安定
したクロック信号を再生してからフリップフロップ17
に供給してもよい。また、クロック信号を伝送せず、タ
イミング抽出回路を設ける構成でもよい。すなわち、受
信した4並列光信号のうちの1つからタイミング抽出を
行ってクロック信号を再生し、他の並列光信号ともども
一括して識別再生(並列信号処理)してもよい。なお、
並列光信号間でのスキューが問題になる場合には、信号
ごとにクロック位相調整等を行う必要があるが、この場
合にも基準となるクロック信号は並列信号のうちの一部
から再生して利用するので、並列信号処理の一形態とし
てとらえることができる。
(Modification 1 of Second Embodiment) In the second embodiment, the clock signal received by the light receiver 141 is used as it is as the clock signal of the flip-flop 17, but a phase locked loop (PLL) or the like is used. To recover a more stable clock signal and then to flip-flop 17
May be supplied. Further, it may be configured such that a timing extraction circuit is provided without transmitting the clock signal. That is, timing extraction may be performed from one of the received four parallel optical signals to reproduce the clock signal, and identification reproduction (parallel signal processing) may be performed together with other parallel optical signals. In addition,
When the skew between parallel optical signals becomes a problem, it is necessary to adjust the clock phase for each signal, but in this case as well, the reference clock signal is regenerated from a part of the parallel signals. Since it is used, it can be regarded as a form of parallel signal processing.

【0048】(第2の実施形態の変形2)第2の実施形
態では、並列信号処理手段として一括識別再生用のフリ
ップフロップ17および誤り検出用の復号器18を用い
ているが、例えば並列信号間のスキュー低減用の符号化
を行った信号を復号するための復号器などを用いてもよ
い。
(Modification 2 of the Second Embodiment) In the second embodiment, the flip-flop 17 for collective identification reproduction and the decoder 18 for error detection are used as the parallel signal processing means. A decoder or the like for decoding a signal that has been encoded for skew reduction may be used.

【0049】(第2の実施形態の変形3)第2の実施形
態では、受光器141が通信の相手先モジュールによら
ず常にクロック信号を受信するように、送信側でマトリ
クススイッチ16を用いてクロック信号の送信波長を選
択しているが、受信側の受光器アレイ140とフリップ
フロップ17との間にマトリクススイッチを備えて切り
替えてもよい。ただし、この場合には、光変調器アレイ
120における通信相手先の切り替えに応じてマトリク
ススイッチの設定を変更する必要がある。
(Modification 3 of the Second Embodiment) In the second embodiment, the matrix switch 16 is used on the transmission side so that the light receiver 141 always receives the clock signal regardless of the communication destination module. Although the transmission wavelength of the clock signal is selected, a matrix switch may be provided between the receiver array 140 on the receiving side and the flip-flop 17 for switching. However, in this case, it is necessary to change the setting of the matrix switch according to the switching of the communication partner in the optical modulator array 120.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光受信器
およびそれを用いた光ネットワークは、複数の光送受信
器を接続した光ネットワークにおいて並列光伝送技術と
光波長多重技術を組み合わせることにより、光受信器に
おける損失を大幅に低減させることができる。さらに、
光1波あたりの情報伝送速度を低く抑えることができ、
光送受信器間の情報転送や光ネットワーク全体のスルー
プットを大容量化することが可能になる。
As described above, the optical receiver of the present invention and the optical network using the same can be realized by combining the parallel optical transmission technique and the optical wavelength multiplexing technique in the optical network in which a plurality of optical transceivers are connected. The loss in the optical receiver can be greatly reduced. further,
The information transmission rate per light wave can be kept low,
It is possible to increase the capacity of information transfer between optical transceivers and the throughput of the entire optical network.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光ネットワークおよび光受信器の第1
の実施形態を示す図。
FIG. 1 is a first of the optical network and optical receiver of the present invention.
FIG.

【図2】アレイ導波路光合分波器の構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer.

【図3】アレイ導波路光合分波器の波長ルーチング特性
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing wavelength routing characteristics of an arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer.

【図4】図3の波長ルーチング特性を有する他の波長ル
ータの構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of another wavelength router having the wavelength routing characteristic of FIG.

【図5】他の波長ルーチング特性の例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of another wavelength routing characteristic.

【図6】他の波長ルーチング特性の例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of another wavelength routing characteristic.

【図7】4×2アレイ導波路光合分波器が有する波長ル
ーチング特性の例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of wavelength routing characteristics of a 4 × 2 arrayed waveguide optical multiplexer / demultiplexer.

【図8】本発明の光ネットワークの第2の実施形態を示
FIG. 8 shows a second embodiment of the optical network of the present invention.

【図9】各モジュールのマトリクススイッチの設定状態
を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a setting state of a matrix switch of each module.

【図10】大容量ATM交換機のアーキテクチャを説明
する図。
FIG. 10 is a diagram for explaining the architecture of a large capacity ATM switch.

【図11】従来の光受信器および光ネットワークの構成
を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a conventional optical receiver and an optical network.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1t,2t,3t,4t,10t,20t,30t,4
0t 光送信器 1r,2r,3r,4r,10r,20r,30r,4
0r 光受信器 10′,20′,30′,40′ モジュール 11 半導体レーザ 13 光合流器 14 受光器 15 符号器 16 マトリクススイッチ 17 フリップフロップ 18 復号器 100,200,300,400 スプリッタ 101,201,301,401 4×4スターカプラ 110 多波長半導体レーザアレイ 111,112,113,114 半導体レーザ 120 光変調器アレイ 121,122,123,124 光変調器 130 アレイ導波路光合分波器 131 入力導波路アレイ 132 入力側スラブ導波路 133 導波路アレイ 134 出力側スラブ導波路 135 出力導波路アレイ 140 受光器アレイ 141,142,143,144 受光器
1t, 2t, 3t, 4t, 10t, 20t, 30t, 4
0t optical transmitter 1r, 2r, 3r, 4r, 10r, 20r, 30r, 4
0r optical receiver 10 ', 20', 30 ', 40' module 11 semiconductor laser 13 optical combiner 14 photodetector 15 encoder 16 matrix switch 17 flip-flop 18 decoder 100, 200, 300, 400 splitter 101, 201, 301, 401 4 × 4 star coupler 110 multi-wavelength semiconductor laser array 111, 112, 113, 114 semiconductor laser 120 optical modulator array 121, 122, 123, 124 optical modulator 130 array waveguide optical multiplexer / demultiplexer 131 input waveguide Array 132 Input-side slab waveguide 133 Waveguide array 134 Output-side slab waveguide 135 Output waveguide array 140 Optical receiver array 141, 142, 143, 144 Optical receiver

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の波長多重光信号を入力してそれぞ
れオン/オフする複数の光断続手段と、 前記複数の光断続手段に接続される複数の入力ポートを
有し、前記波長多重光信号が入力される入力ポートに応
じて複数の出力ポートへ分波される波長が決まる波長ル
ータと、 前記波長ルータの複数の出力ポートに接続される複数の
光受信手段とを備え、前記複数の光断続手段の1つをオ
ンとし他をオフとする構成であることを特徴とする光受
信器。
1. A WDM optical signal comprising: a plurality of optical interrupting means for inputting a plurality of wavelength multiplexed optical signals and turning them on / off respectively; and a plurality of input ports connected to the plurality of optical interrupting means. A wavelength router that determines the wavelengths to be demultiplexed into a plurality of output ports according to the input port to which is input, and a plurality of optical receiving means connected to the plurality of output ports of the wavelength router. An optical receiver having a configuration in which one of the connecting / disconnecting means is turned on and the other is turned off.
【請求項2】 複数の光受信手段に接続された並列信号
処理手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光
受信器。
2. The optical receiver according to claim 1, further comprising parallel signal processing means connected to the plurality of optical receiving means.
【請求項3】 波長の異なる複数の光信号を出力する光
送信手段をそれぞれ有する複数の光送信器と、 前記光送信器から出力される複数の光信号を入力して波
長多重し、その波長多重光信号を複数に分配する各光送
信器対応の複数の光分配手段と、 前記複数の光分配手段からそれぞれ出力される波長多重
光信号を入力する請求項1または請求項2に記載の光受
信器とを備えたことを特徴とする光ネットワーク。
3. A plurality of optical transmitters each having an optical transmitting means for outputting a plurality of optical signals having different wavelengths, and a plurality of optical signals output from the optical transmitter are wavelength-multiplexed and the wavelengths thereof are multiplexed. The light according to claim 1 or 2, wherein a plurality of optical distribution means corresponding to each optical transmitter for distributing a plurality of multiplexed optical signals, and a wavelength-multiplexed optical signal output from each of the plurality of optical distribution means are input. An optical network comprising a receiver.
JP5482096A 1996-03-12 1996-03-12 Optical receiver and optical network using the same Expired - Fee Related JP3185852B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5482096A JP3185852B2 (en) 1996-03-12 1996-03-12 Optical receiver and optical network using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5482096A JP3185852B2 (en) 1996-03-12 1996-03-12 Optical receiver and optical network using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09247179A true JPH09247179A (en) 1997-09-19
JP3185852B2 JP3185852B2 (en) 2001-07-11

Family

ID=12981335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5482096A Expired - Fee Related JP3185852B2 (en) 1996-03-12 1996-03-12 Optical receiver and optical network using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3185852B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5937117A (en) * 1996-12-27 1999-08-10 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical cross-connect system
JP2001230733A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 Kddi Corp Bidirectional wavelength multiplex optical communication system
JPWO2017017955A1 (en) * 2015-07-28 2017-11-16 日本電信電話株式会社 Optical module

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5937117A (en) * 1996-12-27 1999-08-10 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical cross-connect system
JP2001230733A (en) * 2000-02-16 2001-08-24 Kddi Corp Bidirectional wavelength multiplex optical communication system
JP4507032B2 (en) * 2000-02-16 2010-07-21 Kddi株式会社 Bidirectional wavelength division multiplexing optical communication system
JPWO2017017955A1 (en) * 2015-07-28 2017-11-16 日本電信電話株式会社 Optical module
US10277271B2 (en) 2015-07-28 2019-04-30 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module

Also Published As

Publication number Publication date
JP3185852B2 (en) 2001-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5919435B2 (en) Optical data transmission system
US6535312B2 (en) Versatile optical switching for wavelength-division multiplexed system
JP2989269B2 (en) Cross connection for optical networks
US4821255A (en) Cross-connection of wavelength-division-multiplexed high speed optical channels
US7181139B2 (en) Optical switching apparatus and methods
AU626985B2 (en) Communication network
US7072584B1 (en) Network hub employing 1:N optical protection
US20080181605A1 (en) Multi-degree optical node architectures
US9742520B1 (en) Optical switching system with a colorless, directionless, and contentionless ROADM connected to unamplified drop channels
US8861402B2 (en) Optical transport switching node with framer
JP2002185482A (en) Composite packet switching method and system by transmissive photonic slot routing using wdm
JPH10224828A (en) Optical transmitter
JP3442277B2 (en) Optical switch
WO2014141281A1 (en) Routing in an sdm optical communication network
US6445473B1 (en) Optical switching apparatus using wavelength division multiplexing technology
CN1870469B (en) Optical split insertion duplexer based on acousto-optic tunable wave filter
US6476953B1 (en) Wavelength preserving regenerator for DWDM transmission systems
JP3185852B2 (en) Optical receiver and optical network using the same
US6888664B2 (en) Wavelength converting apparatus using optical source having fixed wavelength and an optical cross connect system adapting thereof
JP4634125B2 (en) Optical interconnect coupler with regeneration module
US20100303463A1 (en) System and method for demultiplexing optical multi-wavelength signals
US20070058986A1 (en) Optical network regenerator bypass module and associated method
EP0733298B1 (en) A cross-connect for an optical network
JP3437355B2 (en) Exchange equipment
JPS636993A (en) Wavelength division type optical exchange system

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees