JPH10173598A - 光合分波装置及びこれを用いた光伝送システム - Google Patents
光合分波装置及びこれを用いた光伝送システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】WDMネットワークにおいてこの問題を解決す
るために欠落した信号光と同等の光を正常区間に送出す
ることを可能とする光合分波装置を提供する。 【解決手段】複数の入力及び出力ポ−ト対を有する光分
岐結合回路と、該複数の入力及び出力ポ−ト対のそれぞ
れに対応して接続される複数の経路切り換え回路を有
し、該複数の経路切り換え回路の各々は、所定の条件に
応じて、該経路切り換え回路に接続される入力ポ−トに
入力される光を遮断し、かつ出力ポ−トから出力される
光の経路を切り換えて該入力ポ−トヘ折り返し入力する
様に制御される。
るために欠落した信号光と同等の光を正常区間に送出す
ることを可能とする光合分波装置を提供する。 【解決手段】複数の入力及び出力ポ−ト対を有する光分
岐結合回路と、該複数の入力及び出力ポ−ト対のそれぞ
れに対応して接続される複数の経路切り換え回路を有
し、該複数の経路切り換え回路の各々は、所定の条件に
応じて、該経路切り換え回路に接続される入力ポ−トに
入力される光を遮断し、かつ出力ポ−トから出力される
光の経路を切り換えて該入力ポ−トヘ折り返し入力する
様に制御される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重(WD
M)光通信ネットワークに用いる光合分波装置に関す
る。
M)光通信ネットワークに用いる光合分波装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、波長多重(WDM)技術を応用し
た光通信ネットワークの研究・開発が活発化している。
た光通信ネットワークの研究・開発が活発化している。
【0003】図8は、光合分波装置を用いて直線状にネ
ットワーク化された光通信システム(WDMネットワー
クシステム)の一例である。伝送路には上りと下りの通
信回線用に少なくとも一対以上の光ファイバOPFが用
いられる。
ットワーク化された光通信システム(WDMネットワー
クシステム)の一例である。伝送路には上りと下りの通
信回線用に少なくとも一対以上の光ファイバOPFが用
いられる。
【0004】また、光ファイバOPFの損失を補償する
ために複数の光増幅中継器REPが配置される。一つの
光増幅中継器は、上下回線用に少なくとも二つ以上の光
増幅器OAMPを備えている。
ために複数の光増幅中継器REPが配置される。一つの
光増幅中継器は、上下回線用に少なくとも二つ以上の光
増幅器OAMPを備えている。
【0005】端局A〜Dからは、波長の異なる複数の波
長多重光信号(WDM信号)が一本の光ファイバ中に送
出される。WDM信号は、光合分波装置1により波長毎
に伝送経路が振り分けられ、対応する受信端局A〜Dへ
送られ、波長選択されて受信される。
長多重光信号(WDM信号)が一本の光ファイバ中に送
出される。WDM信号は、光合分波装置1により波長毎
に伝送経路が振り分けられ、対応する受信端局A〜Dへ
送られ、波長選択されて受信される。
【0006】ここで、図8のごときWDMネットワーク
に用いられる光合分波装置1は、図9に示す様な基本的
な光分岐結合(OADM:0ptical Add−D
rop Multiplexer)回路2を組みあわせ
ることで構成される。
に用いられる光合分波装置1は、図9に示す様な基本的
な光分岐結合(OADM:0ptical Add−D
rop Multiplexer)回路2を組みあわせ
ることで構成される。
【0007】この光分岐結合回路2は、幹線系の伝送路
ファイバ中を伝搬する複数の波長λ1、λ2・・・λn
が多重化されたWDM信号のうちいくつかの波長(λd
1, λd2・・・λdn)の光信号を分岐系伝送路ファイバ
(例えば、図8において端局Bに向かう伝送路ファイバ
10)へ分岐し、残りの信号光と挿入系伝送路ファイバ
(例えば、図8において端局Bから光合分波装置1に向
かう伝送路ファイバ11)から入力される信号光とを合
波して幹線系伝送路ファイバに出力する。
ファイバ中を伝搬する複数の波長λ1、λ2・・・λn
が多重化されたWDM信号のうちいくつかの波長(λd
1, λd2・・・λdn)の光信号を分岐系伝送路ファイバ
(例えば、図8において端局Bに向かう伝送路ファイバ
10)へ分岐し、残りの信号光と挿入系伝送路ファイバ
(例えば、図8において端局Bから光合分波装置1に向
かう伝送路ファイバ11)から入力される信号光とを合
波して幹線系伝送路ファイバに出力する。
【0008】通常、分岐する信号光波長と挿入する信号
光の波長は、同一波長に選ばれる。この様な特性を持つ
光分岐結合回路2は、誘電体多層膜フィルタ、WDMカ
プラ、ファイバグレーティング、AWGなどの波長合分
波素子を用いて作製することが可能であり、様々な構成
のものが既に提案されている(例えば、参考文献1:フ
ァイングレーティングを用いた光ADM実験とその制限
要因;1996年電子情報通信学会総合大会予稿集74
7頁、参考文献2:Transmission Characteristicsof A
rrayed Waveguide N×N Wavelenngth Multiplexer;
Journal of Light- wave technology, Vol.13 No.3 Ma
rch, 1995) 。
光の波長は、同一波長に選ばれる。この様な特性を持つ
光分岐結合回路2は、誘電体多層膜フィルタ、WDMカ
プラ、ファイバグレーティング、AWGなどの波長合分
波素子を用いて作製することが可能であり、様々な構成
のものが既に提案されている(例えば、参考文献1:フ
ァイングレーティングを用いた光ADM実験とその制限
要因;1996年電子情報通信学会総合大会予稿集74
7頁、参考文献2:Transmission Characteristicsof A
rrayed Waveguide N×N Wavelenngth Multiplexer;
Journal of Light- wave technology, Vol.13 No.3 Ma
rch, 1995) 。
【0009】実際のWDM光通信システムにおいては、
先に説明したように上下回線用に少なくとも1つ以上の
光ファイバペアを用いる必要がある。従って、光合分波
装置1では図9の様な光分岐結合回路2を少なくとも2
つ以上用いて構成される。
先に説明したように上下回線用に少なくとも1つ以上の
光ファイバペアを用いる必要がある。従って、光合分波
装置1では図9の様な光分岐結合回路2を少なくとも2
つ以上用いて構成される。
【0010】かかる光分岐結合回路2を用いた光合分波
装置1の従来の構成例を図10に示す。図10に示され
るように、上り方向と下り方向に一対の光分岐結合回路
2が備えられる。そして、一対の光分岐結合回路2のそ
れぞれが端局と接続される分岐用光ファイバ11と挿入
結合用光ファイバ10と接続される。
装置1の従来の構成例を図10に示す。図10に示され
るように、上り方向と下り方向に一対の光分岐結合回路
2が備えられる。そして、一対の光分岐結合回路2のそ
れぞれが端局と接続される分岐用光ファイバ11と挿入
結合用光ファイバ10と接続される。
【0011】上記図10に示される如き光合分波装置1
を用いたWDM光通信ネットワークでは、ある区間の伝
送路ファイバが破断した場合に正常区間を通過する信号
光の幾つかが欠落するために正常区間内の信号光レベル
ダイヤが変化する。
を用いたWDM光通信ネットワークでは、ある区間の伝
送路ファイバが破断した場合に正常区間を通過する信号
光の幾つかが欠落するために正常区間内の信号光レベル
ダイヤが変化する。
【0012】図11は、簡単なWDMネットワークの例
を考え、かかる場合の問題を説明する図である。図11
のネットワークは端局Aと光合分波装置1との間に区間
Dが、端局Bと光合分波装置1との間に区間F、更に端
局Cと光合分波装置1との間に区間Eが存在する。各区
間には、所定の信号レベルを維持するために必要な数の
光中継器REPが備えられる。
を考え、かかる場合の問題を説明する図である。図11
のネットワークは端局Aと光合分波装置1との間に区間
Dが、端局Bと光合分波装置1との間に区間F、更に端
局Cと光合分波装置1との間に区間Eが存在する。各区
間には、所定の信号レベルを維持するために必要な数の
光中継器REPが備えられる。
【0013】更にかかるネットワークにおける光合分波
装置1は、図10に示した様な光合分波装置の構成を用
いるものと仮定する。また、各端局間の通信には表1に
示す様な信号波長が割り当てられるているものと仮定す
る。
装置1は、図10に示した様な光合分波装置の構成を用
いるものと仮定する。また、各端局間の通信には表1に
示す様な信号波長が割り当てられるているものと仮定す
る。
【0014】
【表1】
【0015】従って、各伝送路には図12に示すような
波長の光が伝搬する。尚、図12において、○印は1本
の光ファイバを示している。
波長の光が伝搬する。尚、図12において、○印は1本
の光ファイバを示している。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】今、上記のシステムで
区間Dの光ファイバケーブルに破断が生じた場合を考え
る。この場合には端局A−BおよびA−C間の通信経路
は絶たれるが、区間E−Fは正常であるため端局B一C
間の通信経路は確保される。
区間Dの光ファイバケーブルに破断が生じた場合を考え
る。この場合には端局A−BおよびA−C間の通信経路
は絶たれるが、区間E−Fは正常であるため端局B一C
間の通信経路は確保される。
【0017】従って、システム運用上は、区間Dで破断
が生じてたとしても端局B−C問の通信が影響を受けな
いことが望ましい。しかしながら、例えば区間Eの伝送
路に着目すると、正常状態ではλ1 とλ3 の2波が伝送
路を伝搬するのに対し、破断が生じた場合にはλ3 のl
波のみが伝送路を伝搬することになる。
が生じてたとしても端局B−C問の通信が影響を受けな
いことが望ましい。しかしながら、例えば区間Eの伝送
路に着目すると、正常状態ではλ1 とλ3 の2波が伝送
路を伝搬するのに対し、破断が生じた場合にはλ3 のl
波のみが伝送路を伝搬することになる。
【0018】この様に、ある区間の伝送路が破断する
と、他の正常な区間の伝送路を通過する信号数が減少す
る。
と、他の正常な区間の伝送路を通過する信号数が減少す
る。
【0019】一方、従来の光増幅中継器では(特に海底
光通信システムでは)、平均出力光電力が一定となる様
な出力制御方式がとられてきた。このため、ある区間の
破断により、正常な区間の伝送路を通過する信号数が減
少すると、結果的に正常区間においても1波長あたりの
信号レベルダイヤが変化する。信号レベルダイヤの変化
に伴い光ファイバの非線形効果の影響が強くなると、伝
送品質が劣化する場合もあった。
光通信システムでは)、平均出力光電力が一定となる様
な出力制御方式がとられてきた。このため、ある区間の
破断により、正常な区間の伝送路を通過する信号数が減
少すると、結果的に正常区間においても1波長あたりの
信号レベルダイヤが変化する。信号レベルダイヤの変化
に伴い光ファイバの非線形効果の影響が強くなると、伝
送品質が劣化する場合もあった。
【0020】この様な問題の対策としては、波長数が変
化しても信号レベルダイヤが変化しないように、光増幅
中継器に利得一定制御機能を設けることが考えられる。
化しても信号レベルダイヤが変化しないように、光増幅
中継器に利得一定制御機能を設けることが考えられる。
【0021】しかしながら、光増幅中継器に利得一定制
御機能を実現するには、中継器の構成が複雑になるとい
う欠点があった。
御機能を実現するには、中継器の構成が複雑になるとい
う欠点があった。
【0022】問題は、ある区間の破断によって正常区間
を通過する信号光の幾つかが欠落するため、正常区間の
信号レベルダイヤが変化するという点である。
を通過する信号光の幾つかが欠落するため、正常区間の
信号レベルダイヤが変化するという点である。
【0023】従って、本発明の目的は、WDMネットワ
ークにおいてこの問題を解決するために欠落した信号光
と同等の光を正常区間に送出することを可能とする光合
分波装置を提供することにある。
ークにおいてこの問題を解決するために欠落した信号光
と同等の光を正常区間に送出することを可能とする光合
分波装置を提供することにある。
【0024】更に本発明の目的は、WDMネットワーク
において、欠落した信号光と同等の光を正常区間に送出
することを可能とするために経路切り換え機能を有する
光合分波装置とかかる光合分波装置を提供することにあ
る。
において、欠落した信号光と同等の光を正常区間に送出
することを可能とするために経路切り換え機能を有する
光合分波装置とかかる光合分波装置を提供することにあ
る。
【0025】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
する光合分波装置の第1の構成は、複数の入力及び出力
ポ−ト対を有する光分岐結合回路と、該複数の入力及び
出力ポ−ト対のそれぞれに対応して接続される複数の経
路切り換え回路を有し、該複数の経路切り換え回路の各
々は、所定の条件に応じて、該経路切り換え回路に接続
される入力ポ−トに入力される光を遮断し、かつ出力ポ
−トから出力される光の経路を切り換えて該入力ポ−ト
ヘ折り返し入力する様に制御されることを特徴とする。
する光合分波装置の第1の構成は、複数の入力及び出力
ポ−ト対を有する光分岐結合回路と、該複数の入力及び
出力ポ−ト対のそれぞれに対応して接続される複数の経
路切り換え回路を有し、該複数の経路切り換え回路の各
々は、所定の条件に応じて、該経路切り換え回路に接続
される入力ポ−トに入力される光を遮断し、かつ出力ポ
−トから出力される光の経路を切り換えて該入力ポ−ト
ヘ折り返し入力する様に制御されることを特徴とする。
【0026】更に、本発明の目的を達成する光合分波装
置の第2の構成は、第1の構成において、前記複数の経
路切り換え回路の各々は、2入力2出力の光マトリクス
スイッチを有し、制御信号により前記出力ポ−トから出
力される光の経路を切り換えて前記入力ポ−トヘ折り返
すとともに、伝送路からの光信号を該伝送路へ折り返す
ように切り替えることを特徴とする。
置の第2の構成は、第1の構成において、前記複数の経
路切り換え回路の各々は、2入力2出力の光マトリクス
スイッチを有し、制御信号により前記出力ポ−トから出
力される光の経路を切り換えて前記入力ポ−トヘ折り返
すとともに、伝送路からの光信号を該伝送路へ折り返す
ように切り替えることを特徴とする。
【0027】また、本発明の目的を達成する光合分波装
置の第3の構成は、第1の構成において、前記複数の経
路切り換え回路の各々は、2入力1出力の第1の光切り
換えスイッチと1入力2出力の第2の光切り換えスイッ
チを有し、光信号が入力される側の伝送路と該第1の光
切り換えスイッチの第1の入力ポート、光信号が出力さ
れる側の伝送路と該第2の光切り換えスイッチの第1の
出力ポート、前記光分岐結合回路の入力ポートと該第1
の光切り換えスイッチの出力ポート、該光分岐結合回路
の出力ポートと該第2の光切り換えスイッチの入力ポー
トが接続され、制御信号により該第1及び第2の光切り
換えスイッチを制御して該第2の光切り換えスイッチの
第2の出力ポートと該第1の光切り換えスイッチの第2
の入力ポートを接続して光信号の経路を切り換えること
を特徴とする。
置の第3の構成は、第1の構成において、前記複数の経
路切り換え回路の各々は、2入力1出力の第1の光切り
換えスイッチと1入力2出力の第2の光切り換えスイッ
チを有し、光信号が入力される側の伝送路と該第1の光
切り換えスイッチの第1の入力ポート、光信号が出力さ
れる側の伝送路と該第2の光切り換えスイッチの第1の
出力ポート、前記光分岐結合回路の入力ポートと該第1
の光切り換えスイッチの出力ポート、該光分岐結合回路
の出力ポートと該第2の光切り換えスイッチの入力ポー
トが接続され、制御信号により該第1及び第2の光切り
換えスイッチを制御して該第2の光切り換えスイッチの
第2の出力ポートと該第1の光切り換えスイッチの第2
の入力ポートを接続して光信号の経路を切り換えること
を特徴とする。
【0028】更にまた、本発明の目的を達成する光合分
波装置の第4の構成は、第3の構成において、更に、前
記第2の光切り換えスイッチの第2の出力ポートと前記
第1の光切り換えスイッチの第2の入力ポートの間にレ
ベル調整手段を有することを特徴とする。
波装置の第4の構成は、第3の構成において、更に、前
記第2の光切り換えスイッチの第2の出力ポートと前記
第1の光切り換えスイッチの第2の入力ポートの間にレ
ベル調整手段を有することを特徴とする。
【0029】更に、本発明の目的を達成する光合分波装
置の第3の構成は、第1の構成において、前記複数の経
路切り換え回路の各々は、2入力2出力の第1、第2の
光マトリクススイッチを有し、光信号が入力される側の
伝送路と該第1の光マトリクススイッチの第1の入力ポ
ート、光信号が出力される側の伝送路と該第2の光マト
リクススイッチの第1の第1の出力ポート、前記光分岐
結合回路の入力ポートと該第1の光マトリクススイッチ
の第1の出力ポート、該光分岐結合回路の出力ポートと
該第2のマトリクススイッチの第1の入力ポートが接続
され、制御信号により該第1及び第2の光マトリクスス
イッチを制御して該第2の光マトリクススイッチの第2
の出力ポートと該第1の光マトリクススイッチの第2の
入力ポートを接続し、更に、該第1の光マトリクススイ
ッチの第2の出力ポートと該第2の光マトリクススイッ
チの第2の入力ポートを接続して光信号の経路を切り換
えることを特徴とする。
置の第3の構成は、第1の構成において、前記複数の経
路切り換え回路の各々は、2入力2出力の第1、第2の
光マトリクススイッチを有し、光信号が入力される側の
伝送路と該第1の光マトリクススイッチの第1の入力ポ
ート、光信号が出力される側の伝送路と該第2の光マト
リクススイッチの第1の第1の出力ポート、前記光分岐
結合回路の入力ポートと該第1の光マトリクススイッチ
の第1の出力ポート、該光分岐結合回路の出力ポートと
該第2のマトリクススイッチの第1の入力ポートが接続
され、制御信号により該第1及び第2の光マトリクスス
イッチを制御して該第2の光マトリクススイッチの第2
の出力ポートと該第1の光マトリクススイッチの第2の
入力ポートを接続し、更に、該第1の光マトリクススイ
ッチの第2の出力ポートと該第2の光マトリクススイッ
チの第2の入力ポートを接続して光信号の経路を切り換
えることを特徴とする。
【0030】また、本発明の目的を達成する光合分波装
置の第6の構成は、第5の構成において、更に、前記第
2の光マトリクススイッチの第2の出力ポートと前記第
1の光マトリクススイッチの第2の入力ポートの間及
び、前記第1の光マトリクススイッチの第2の出力ポー
トと前記第2の光マトリクススイッチの第2の入力ポー
トの間にレベル調整手段を有することを特徴とする。
置の第6の構成は、第5の構成において、更に、前記第
2の光マトリクススイッチの第2の出力ポートと前記第
1の光マトリクススイッチの第2の入力ポートの間及
び、前記第1の光マトリクススイッチの第2の出力ポー
トと前記第2の光マトリクススイッチの第2の入力ポー
トの間にレベル調整手段を有することを特徴とする。
【0031】更にまた、本発明の目的を達成する光合分
波装置の第7の構成は、第1〜6の構成の何れかにおい
て、更に光信号が入力される側の伝送路に配置され、該
伝送路からの入力光を分岐する光カプラと、該光カプラ
によって分岐された光信号を電気信号に変換するフォト
ダイオードと、該フォトダイオードにより電気信号に変
換された信号の大きさを検知し、該検知される該電気信
号の大きさにより該伝送路からの光信号の有無を判別
し、入力光信号が無い場合に前記経路切り換え回路を動
作させる前記制御信号を発生する制御回路を有すること
を特徴とする。
波装置の第7の構成は、第1〜6の構成の何れかにおい
て、更に光信号が入力される側の伝送路に配置され、該
伝送路からの入力光を分岐する光カプラと、該光カプラ
によって分岐された光信号を電気信号に変換するフォト
ダイオードと、該フォトダイオードにより電気信号に変
換された信号の大きさを検知し、該検知される該電気信
号の大きさにより該伝送路からの光信号の有無を判別
し、入力光信号が無い場合に前記経路切り換え回路を動
作させる前記制御信号を発生する制御回路を有すること
を特徴とする。
【0032】更に、本発明の目的を達成する光合分波装
置の第8の構成は、第1〜6の構成の何れかにおいて、
更に光信号は監視信号により変調されており、該光信号
が入力される側の伝送路に配置され、該伝送路からの入
力光を分岐する光カプラと、該光カプラによって分岐さ
れた光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
該フォトダイオードにより電気信号に変換された信号か
ら該監視制御信号を復調し、該復調された監視制御信号
に応じて光スイッチを動作させ線路を切り換える制御信
号を発生する制御回路を有することを特徴とする。
置の第8の構成は、第1〜6の構成の何れかにおいて、
更に光信号は監視信号により変調されており、該光信号
が入力される側の伝送路に配置され、該伝送路からの入
力光を分岐する光カプラと、該光カプラによって分岐さ
れた光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
該フォトダイオードにより電気信号に変換された信号か
ら該監視制御信号を復調し、該復調された監視制御信号
に応じて光スイッチを動作させ線路を切り換える制御信
号を発生する制御回路を有することを特徴とする。
【0033】また、本発明の目的を達成する光合分波装
置の第9の構成は、第7または8の構成の何れかにおい
て、前記光カプラと前記フォトダイオードの間に分岐さ
れた光信号から信号光波長を抽出するための光フィルタ
を有することを特徴とする。
置の第9の構成は、第7または8の構成の何れかにおい
て、前記光カプラと前記フォトダイオードの間に分岐さ
れた光信号から信号光波長を抽出するための光フィルタ
を有することを特徴とする。
【0034】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しながら説明する。尚、図において、同一または類
似のものには同一の参照番号または参照記号を付して説
明する。
参照しながら説明する。尚、図において、同一または類
似のものには同一の参照番号または参照記号を付して説
明する。
【0035】図1は、本発明に従う光合分波装置とこれ
を用いたWDMネットワークの実施の形態例を示すブロ
ック図である。図1(a)は、正常状態を示し、図12
と同様の波長割当てで端局A,B,C間の光伝送を行う
例である。
を用いたWDMネットワークの実施の形態例を示すブロ
ック図である。図1(a)は、正常状態を示し、図12
と同様の波長割当てで端局A,B,C間の光伝送を行う
例である。
【0036】図1(b)は、区間Dにおいて破断が生じ
た場合を示している。本発明は、かかる場合、光合分波
装置1に特徴を有し、破断の生じた区間D側の入出力経
路を遮断する。更に、遮断した区間側の入力ポートと出
力ポートを直接接続するように機能する。
た場合を示している。本発明は、かかる場合、光合分波
装置1に特徴を有し、破断の生じた区間D側の入出力経
路を遮断する。更に、遮断した区間側の入力ポートと出
力ポートを直接接続するように機能する。
【0037】即ち、正常時に区間D側の入力ポートに
は、λ1 、λ2 の波長の光信号が入力し、出力ポートか
らλ1 、λ2 の波長の光信号が出力する。このように、
通常、光ファイバペアの上りと下りには、同じ信号波長
・同じ波長数のWDM信号が通過する様に設計されてい
る。従って、本発明に従い、破断時に光合分波装置1が
同じ波長の対応する入力ポートと出力ポートを直接接続
する。
は、λ1 、λ2 の波長の光信号が入力し、出力ポートか
らλ1 、λ2 の波長の光信号が出力する。このように、
通常、光ファイバペアの上りと下りには、同じ信号波長
・同じ波長数のWDM信号が通過する様に設計されてい
る。従って、本発明に従い、破断時に光合分波装置1が
同じ波長の対応する入力ポートと出力ポートを直接接続
する。
【0038】従って、図1(b)において、正常区間E
には正常状態と同等のWDM信号が伝搬し、信号レベル
ダイヤが変化することはなくなる。
には正常状態と同等のWDM信号が伝搬し、信号レベル
ダイヤが変化することはなくなる。
【0039】図2は、図1の機能を実現する本発明の光
合分波装置1の構成例である。従来の光合分波装置(図
10)の各入出力部に経路を切り換えるための光スイッ
チ20〜23を付加したものである。
合分波装置1の構成例である。従来の光合分波装置(図
10)の各入出力部に経路を切り換えるための光スイッ
チ20〜23を付加したものである。
【0040】かかる経路切り換え回路としての光スイッ
チ20〜23の機能の概念説明図が図3に示される。
チ20〜23の機能の概念説明図が図3に示される。
【0041】図3(a)は、通常状態であり、入力ポ−
トIに入力し、及び出力ポ−トOから出る光信号をその
まま通過するように機能する。図3(b)は、異状時に
おいて、ある条件に応じて入力ポ−トIに入力される光
を遮断し、かつ出力ポ−トOから出力される光の経路を
切り換えて入力ポ−トIへ入力する様に動作する。
トIに入力し、及び出力ポ−トOから出る光信号をその
まま通過するように機能する。図3(b)は、異状時に
おいて、ある条件に応じて入力ポ−トIに入力される光
を遮断し、かつ出力ポ−トOから出力される光の経路を
切り換えて入力ポ−トIへ入力する様に動作する。
【0042】図4は、光合分波装置1に用いる経路切り
換え回路20〜23の第1の実施例である。経路切り換
え回路として、2×2の光マトリクススイッチ201を
使用している。
換え回路20〜23の第1の実施例である。経路切り換
え回路として、2×2の光マトリクススイッチ201を
使用している。
【0043】2×2の光マトリクススイッチ201は、
2入力2出力を有し、通常時に、光信号が光分岐結合回
路2に入力される側の伝送路と接続される入力ポート
、光信号が光分岐結合回路2から出力される方の伝送
路と接続される出力ポート、光分岐結合回路2の入力
ポートIPと接続される出力ポ−ト、及び光分岐結合
回路2の出力ポートOPと接続される入力ポートを有
する。
2入力2出力を有し、通常時に、光信号が光分岐結合回
路2に入力される側の伝送路と接続される入力ポート
、光信号が光分岐結合回路2から出力される方の伝送
路と接続される出力ポート、光分岐結合回路2の入力
ポートIPと接続される出力ポ−ト、及び光分岐結合
回路2の出力ポートOPと接続される入力ポートを有
する。
【0044】かかる2×2の光マトリクススイッチ20
1に対し、制御信号によりスイッチング制御することに
より経路を出力ポ−トから光信号を、破線POを経由
して、入力ポートに折り返すことが可能である。
1に対し、制御信号によりスイッチング制御することに
より経路を出力ポ−トから光信号を、破線POを経由
して、入力ポートに折り返すことが可能である。
【0045】したがって、かかる場合図3(b)の経路
切換時の状態と同じになる。
切換時の状態と同じになる。
【0046】本発明に用いる2×2の光切り換えスイッ
チには、例えば、磁気光学式光スイッチ(例えば参考文
献3:DCドリフトフリーTiLiNbO3 光スイッチ
の低損失化;1996年電子情報通信学会総合大会予稿
集295頁)、電気光学効果を応用したLiNbO3 マ
ッハツェンダ型光スイッチ(例えば参考文献:2×2磁
気光学式光スイッチ;1996年電子情報通信学会総合
大会予稿集259頁)、半導体増幅器を用いた光スイッ
チ(例えば参考文献:2×2ゲート型光スイッチの高速
・低クロストークスイッチング特性;1996年電子情
報通信学会総合大会予稿集538頁)、あるいは機械的
光スイッチ等を用いることができる。
チには、例えば、磁気光学式光スイッチ(例えば参考文
献3:DCドリフトフリーTiLiNbO3 光スイッチ
の低損失化;1996年電子情報通信学会総合大会予稿
集295頁)、電気光学効果を応用したLiNbO3 マ
ッハツェンダ型光スイッチ(例えば参考文献:2×2磁
気光学式光スイッチ;1996年電子情報通信学会総合
大会予稿集259頁)、半導体増幅器を用いた光スイッ
チ(例えば参考文献:2×2ゲート型光スイッチの高速
・低クロストークスイッチング特性;1996年電子情
報通信学会総合大会予稿集538頁)、あるいは機械的
光スイッチ等を用いることができる。
【0047】図5は、光合分波装置に用いる経路切り換
え回路20〜23の他の構成例を示す。かかる構成例の
経路切り換え回路は、2×1の光切り換えスイッチ20
2、および1×2の光切り換えスイッチ203から構成
される。
え回路20〜23の他の構成例を示す。かかる構成例の
経路切り換え回路は、2×1の光切り換えスイッチ20
2、および1×2の光切り換えスイッチ203から構成
される。
【0048】2×1の光切り換えスイッチ202は、2
入力1出力ポートを有し、2入力ポートのいずれかを1
の出力ポートに接続する。また、1×2の光切り換えス
イッチ203は、1入力2出力ポートを有し、1の入力
ポートを2つの出力ポートのいずれかに出力する。
入力1出力ポートを有し、2入力ポートのいずれかを1
の出力ポートに接続する。また、1×2の光切り換えス
イッチ203は、1入力2出力ポートを有し、1の入力
ポートを2つの出力ポートのいずれかに出力する。
【0049】通常状態では、光合分波装置1に入力され
る側の伝送路と2×1光スイッチ202の一の入力ポー
トが接続され、光が光合分波装置1から出力される側
の伝送路と1×2光スイッチ203の一の出力ポート
が接続され、光合分波装置1の入力ポートと2×1光ス
イッチ202の出力ポートが接続され、更に光合分波
装置1の出力ポートと1×2光スイッチ203の入力ポ
ートが接続されるようにそれぞれの光スイッチ20
2、203を制御信号により制御する。
る側の伝送路と2×1光スイッチ202の一の入力ポー
トが接続され、光が光合分波装置1から出力される側
の伝送路と1×2光スイッチ203の一の出力ポート
が接続され、光合分波装置1の入力ポートと2×1光ス
イッチ202の出力ポートが接続され、更に光合分波
装置1の出力ポートと1×2光スイッチ203の入力ポ
ートが接続されるようにそれぞれの光スイッチ20
2、203を制御信号により制御する。
【0050】更に、1×2光スイッチ203の他方の出
力ポートと、2×1光スイッチ202の他方の入力ポー
トが光増幅器または光アッテネータ等の信号レベル調整
手段203を通して接続されている。
力ポートと、2×1光スイッチ202の他方の入力ポー
トが光増幅器または光アッテネータ等の信号レベル調整
手段203を通して接続されている。
【0051】したがって、2×1光スイッチ202、1
×2光スイッチ203を制御信号により破線経路P0,
P1に切り換え、光合分波装置1の出力ポートからの光
信号を1×2光スイッチ203の入力ポートからレベ
ル調整手段203を通して、2×1光スイッチ202の
出力ポートに戻すようにすることができる。この場合
も図3(b)の経路切換時の状態と同じになる。更にこ
の実施例では、レベル調整手段203を経由させている
ので、これを調整して通常状態のレベルと一致させるこ
とは、容易である。
×2光スイッチ203を制御信号により破線経路P0,
P1に切り換え、光合分波装置1の出力ポートからの光
信号を1×2光スイッチ203の入力ポートからレベ
ル調整手段203を通して、2×1光スイッチ202の
出力ポートに戻すようにすることができる。この場合
も図3(b)の経路切換時の状態と同じになる。更にこ
の実施例では、レベル調整手段203を経由させている
ので、これを調整して通常状態のレベルと一致させるこ
とは、容易である。
【0052】ここで、2×1光スイッチ202、1×2
光スイッチ203として、例えば、磁気光学式光スイッ
チ、電気光学効果を応用したLiNbO3 −マッハツェ
ンダ型光スイッチ、半導体増幅器を用いた光スイッチ、
機械的スイッチ等を用いることができる。
光スイッチ203として、例えば、磁気光学式光スイッ
チ、電気光学効果を応用したLiNbO3 −マッハツェ
ンダ型光スイッチ、半導体増幅器を用いた光スイッチ、
機械的スイッチ等を用いることができる。
【0053】図6は、更に別の経路切り換え回路20〜
23の構成例を示す図である。この例では、2つの2×
2光スイッチ204、205を有して構成される。
23の構成例を示す図である。この例では、2つの2×
2光スイッチ204、205を有して構成される。
【0054】光合分波装置1へ入力される側の伝送路と
2×2光スイッチ204の入力ポートが接続され、光
が光合分波装置1から出力される側の伝送路と2×2光
スイッチ205の出力ポートが接続され、光合分波装
置1の入力ポートIPと2×2光スイッチ204の出力
ポートが接続され、光合分波装置1の出カポートOP
と2×2光スイッチ205の入力ポートが接続されて
いる。
2×2光スイッチ204の入力ポートが接続され、光
が光合分波装置1から出力される側の伝送路と2×2光
スイッチ205の出力ポートが接続され、光合分波装
置1の入力ポートIPと2×2光スイッチ204の出力
ポートが接続され、光合分波装置1の出カポートOP
と2×2光スイッチ205の入力ポートが接続されて
いる。
【0055】更に、2×2光スイッチ205の他方の出
力ポートと2×2光スイッチ204の他方の入力ポート
の間、2×2光スイッチ204の他方の出力ポート
と2×2光スイッチ205の他方の入力ポートの間は、
それぞれレベル調整手段203、206を通して接続さ
れている。
力ポートと2×2光スイッチ204の他方の入力ポート
の間、2×2光スイッチ204の他方の出力ポート
と2×2光スイッチ205の他方の入力ポートの間は、
それぞれレベル調整手段203、206を通して接続さ
れている。
【0056】かかる構成において、異状時に、制御信号
に応じて2×2光スイッチ204、205をスイッチン
グすることにより経路を破線P01−レベル調整手段2
03−破線P02、破線P10−レベル調整手段206
−破線P11に切り換えることが可能である。
に応じて2×2光スイッチ204、205をスイッチン
グすることにより経路を破線P01−レベル調整手段2
03−破線P02、破線P10−レベル調整手段206
−破線P11に切り換えることが可能である。
【0057】この構成は、図5の構成に対し、伝送路側
から入力される光に対しても経路を切り換えて、下りの
伝送路に送出するようにした点が異なる。これは、上記
の破線P10−レベル調整手段206−破線P11の経
路に切り換えることにより可能である。
から入力される光に対しても経路を切り換えて、下りの
伝送路に送出するようにした点が異なる。これは、上記
の破線P10−レベル調整手段206−破線P11の経
路に切り換えることにより可能である。
【0058】かかる経路は、伝送路の破断点を修理した
後にシステムの状態を点検する場合等に必要となる。
後にシステムの状態を点検する場合等に必要となる。
【0059】更に、2つの2×2光スイッチ204、2
05の間に光増幅器または光アッテネータ等のレベル調
整手段203、206を設けるているので、図5に関連
して説明したように、以上時、又はシステム点検時に経
路を切り換えた場合においても同等の光電力を送出する
ことが可能である。
05の間に光増幅器または光アッテネータ等のレベル調
整手段203、206を設けるているので、図5に関連
して説明したように、以上時、又はシステム点検時に経
路を切り換えた場合においても同等の光電力を送出する
ことが可能である。
【0060】図7は、上記各実施例における制御信号の
生成を説明する図である。図二おいて、200は、各実
施例における経路切り替えとして機能するための光スイ
ッチを代表して示す。
生成を説明する図である。図二おいて、200は、各実
施例における経路切り替えとして機能するための光スイ
ッチを代表して示す。
【0061】合分波装置1へ入力される光が経路切り替
え回路20〜23に入力し、そこで光カプラ210によ
って光スイッチ200に入力される光の一部が分岐され
る。分岐された後、光フィルタ211を通してフォトダ
イオード(PD)212に導かれ、ここで光信号は電気
信号に変換される。この変換された電気信号が制御回路
213によりモニタされる。
え回路20〜23に入力し、そこで光カプラ210によ
って光スイッチ200に入力される光の一部が分岐され
る。分岐された後、光フィルタ211を通してフォトダ
イオード(PD)212に導かれ、ここで光信号は電気
信号に変換される。この変換された電気信号が制御回路
213によりモニタされる。
【0062】光カプラ210とフォトダイオード212
の間に配置される光フィルタ211は、モニタする信号
光を他の波長の信号光やASE雑音から分離することに
よりモニタ感度を良好に保つためのものである。光フィ
ルタとしては、誘電体多層膜フィルタ、ファイバグレー
ティング、バルクの回折格子などの波長選択性素子を用
いることが可能である。
の間に配置される光フィルタ211は、モニタする信号
光を他の波長の信号光やASE雑音から分離することに
よりモニタ感度を良好に保つためのものである。光フィ
ルタとしては、誘電体多層膜フィルタ、ファイバグレー
ティング、バルクの回折格子などの波長選択性素子を用
いることが可能である。
【0063】次いで、制御回路213により光電変換さ
れた電気信号の大小をモニタ検知して伝送路からの信号
光入力の有無を判別する。入力信号が無い場合は、制御
信号を発生し、光スイッチ200を動作させて、先に各
実施例において説明したように経路を切り換える。
れた電気信号の大小をモニタ検知して伝送路からの信号
光入力の有無を判別する。入力信号が無い場合は、制御
信号を発生し、光スイッチ200を動作させて、先に各
実施例において説明したように経路を切り換える。
【0064】かかる制御信号による光スイッチ200の
経路切り替えの動作原理は、光スイッチ200の種類に
より異なる。
経路切り替えの動作原理は、光スイッチ200の種類に
より異なる。
【0065】また、光合分波装置1の経路切り換えのた
めの制御信号の発生は、図7に示す構成に限定されな
い。例えば、監視制御信号によって変調された信号光を
光受信し、光電変換された電気信号から監視制御信号を
復調し、この監視制御信号に応じて光スイッチ200を
動作させ線路を切り換えることも可能である。
めの制御信号の発生は、図7に示す構成に限定されな
い。例えば、監視制御信号によって変調された信号光を
光受信し、光電変換された電気信号から監視制御信号を
復調し、この監視制御信号に応じて光スイッチ200を
動作させ線路を切り換えることも可能である。
【0066】端局から中継器に監視制御信号を送る手段
は、海底光通信システムにおいて幾つかの方式が既に提
案され実際に使用されている。その方式としては、伝送
するデータ信号(主信号)に監視制御を重畳変調する方
式、あるいは主信号とは異なる波長の信号光を監視制御
信号で振幅変調し送信する方式などがある。
は、海底光通信システムにおいて幾つかの方式が既に提
案され実際に使用されている。その方式としては、伝送
するデータ信号(主信号)に監視制御を重畳変調する方
式、あるいは主信号とは異なる波長の信号光を監視制御
信号で振幅変調し送信する方式などがある。
【0067】本発明に従う光合分波装置には、上記何れ
の方式により監視制御信号を送る場合においても、適用
が可能である。
の方式により監視制御信号を送る場合においても、適用
が可能である。
【0068】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、本
発明により、光信号伝送システムにおいて、ある区間の
伝送路が破断した場合であっても、正常な区間の伝送路
を通過する信号レベルダイヤに変化を与えず、光ファイ
バの非線形効果の影響による伝送品質が劣化するという
問題を解消することが可能である。
発明により、光信号伝送システムにおいて、ある区間の
伝送路が破断した場合であっても、正常な区間の伝送路
を通過する信号レベルダイヤに変化を与えず、光ファイ
バの非線形効果の影響による伝送品質が劣化するという
問題を解消することが可能である。
【0069】本発明の保護の範囲は、上記実施例に限定
されず、本発明の特徴と均等となるものも含まれるもの
である。
されず、本発明の特徴と均等となるものも含まれるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う光合分波装置とこれを用いたWD
Mネットワークの実施の形態例を示すブロック図であ
る。
Mネットワークの実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の機能を実現する本発明の光合分波装置1
の構成例である。
の構成例である。
【図3】経路切り換え回路としての光スイッチ20〜2
3の機能の概念説明図である。
3の機能の概念説明図である。
【図4】光合分波装置1に用いる経路切り換え回路20
〜23の第1の実施例である。
〜23の第1の実施例である。
【図5】光合分波装置に用いる経路切り換え回路20〜
23の他の構成例を示す。
23の他の構成例を示す。
【図6】更に別の経路切り換え回路20〜23の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図7】各実施例における制御信号の生成を説明する図
である。
である。
【図8】光合分波装置を用いて直線状にネットワーク化
された光通信システム(WDMネットワークシステム)
の一例である。
された光通信システム(WDMネットワークシステム)
の一例である。
【図9】WDMネットワークに用いられる光合分波装置
1の一般的構成を示す図である。
1の一般的構成を示す図である。
【図10】分岐結合回路2を用いた光合分波装置1の従
来の構成例を示す図である。
来の構成例を示す図である。
【図11】ある区間の伝送路ファイバが破断した場合に
正常区間を通過する信号光の幾つかが欠落するために生
じる問題を説明する図である。
正常区間を通過する信号光の幾つかが欠落するために生
じる問題を説明する図である。
【図12】各伝送路に伝播される光信号の波長を説明す
る図である。
る図である。
1 光合分波装置 2 光分岐結合回路 20〜23経路切り替え回路 200〜202、204、205 光スイッチ 203、206 レベル調整手段 210 光カプラ
Claims (11)
- 【請求項1】複数の入力及び出力ポ−ト対を有する光分
岐結合回路と、 該複数の入力及び出力ポ−ト対のそれぞれに対応して接
続される複数の経路切り換え回路を有し、 該複数の経路切り換え回路の各々は、所定の条件に応じ
て、該経路切り換え回路に接続される入力ポ−トに入力
される光を遮断し、かつ出力ポ−トから出力される光の
経路を切り換えて該入力ポ−トヘ折り返し入力する様に
制御されることを特徴とする光合分波装置。 - 【請求項2】請求項1において、 前記複数の経路切り換え回路の各々は、2入力2出力の
光マトリクススイッチを有し、制御信号により前記出力
ポ−トから出力される光の経路を切り換えて前記入力ポ
−トヘ折り返すとともに、伝送路からの光信号を該伝送
路へ折り返すように切り替えることを特徴とする光合分
波装置。 - 【請求項3】請求項1において、 前記複数の経路切り換え回路の各々は、2入力1出力の
第1の光切り換えスイッチと1入力2出力の第2の光切
り換えスイッチを有し、 光信号が入力される側の伝送路と該第1の光切り換えス
イッチの第1の入力ポート、光信号が出力される側の伝
送路と該第2の光切り換えスイッチの第1の出力ポー
ト、前記光分岐結合回路の入力ポートと該第1の光切り
換えスイッチの出力ポート、該光分岐結合回路の出力ポ
ートと該第2の光切り換えスイッチの入力ポートが接続
され、 制御信号により該第1及び第2の光切り換えスイッチを
制御して該第2の光切り換えスイッチの第2の出力ポー
トと該第1の光切り換えスイッチの第2の入力ポートを
接続して光信号の経路を切り換えることを特徴とする光
合分波装置。 - 【請求項4】請求項3において、 更に、前記第2の光切り換えスイッチの第2の出力ポー
トと前記第1の光切り換えスイッチの第2の入力ポート
の間にレベル調整手段を有することを特徴とする光合分
波装置。 - 【請求項5】請求項1において、 前記複数の経路切り換え回路の各々は、2入力2出力の
第1、第2の光マトリクススイッチを有し、 光信号が入力される側の伝送路と該第1の光マトリクス
スイッチの第1の入力ポート、光信号が出力される側の
伝送路と該第2の光マトリクススイッチの第1の第1の
出力ポート、前記光分岐結合回路の入力ポートと該第1
の光マトリクススイッチの第1の出力ポート、該光分岐
結合回路の出力ポートと該第2のマトリクススイッチの
第1の入力ポートが接続され、 制御信号により該第1及び第2の光マトリクススイッチ
を制御して該第2の光マトリクススイッチの第2の出力
ポートと該第1の光マトリクススイッチの第2の入力ポ
ートを接続し、更に、該第1の光マトリクススイッチの
第2の出力ポートと該第2の光マトリクススイッチの第
2の入力ポートを接続して光信号の経路を切り換えるこ
とを特徴とする光合分波装置。 - 【請求項6】請求項5において、 更に、前記第2の光マトリクススイッチの第2の出力ポ
ートと前記第1の光マトリクススイッチの第2の入力ポ
ートの間及び、前記第1の光マトリクススイッチの第2
の出力ポートと前記第2の光マトリクススイッチの第2
の入力ポートの間にレベル調整手段を有することを特徴
とする光合分波装置。 - 【請求項7】請求項1〜6の何れかにおいて、更に光信
号が入力される側の伝送路に配置され、該伝送路からの
入力光を分岐する光カプラと、 該光カプラによって分岐された光信号を電気信号に変換
するフォトダイオードと、 該フォトダイオードにより電気信号に変換された信号の
大きさを検知し、該検知される該電気信号の大きさによ
り該伝送路からの光信号の有無を判別し、入力光信号が
無い場合に前記経路切り換え回路を動作させる前記制御
信号を発生する制御回路を有することを特徴とする光合
分波装置。 - 【請求項8】請求項1〜6の何れかにおいて、 更に光信号は監視信号により変調されており、 該光信号が入力される側の伝送路に配置され、該伝送路
からの入力光を分岐する光カプラと、 該光カプラによって分岐された光信号を電気信号に変換
するフォトダイオードと、 該フォトダイオードにより電気信号に変換された信号か
ら該監視制御信号を復調し、該復調された監視制御信号
に応じて光スイッチを動作させ線路を切り換える制御信
号を発生する制御回路を有することを特徴とする光合分
波装置。 - 【請求項9】請求項7または8において、 前記光カプラと前記フォトダイオードの間に分岐された
光信号から信号光波長を抽出するための光フィルタを有
することを特徴とする光合分波装置。 - 【請求項10】第1の端局と第2の端局と第3の端局に
光増幅器を介して接続された光合分波装置を有し、 該光合分波器は該第1の端局から波長多重で送られた光
信号の特定波長を分波し該第2の端局に送り他の波長の
光信号は該第2端局からの光信号と合波し第3の端局に
送ると共に、 該第3の端局から波長多重で送られた光信号の特定波長
を分波し該第2の端局に送り他の波長の光信号は該第2
端局からの光信号と合波し第1の端局に送る光伝送シス
テムにおいて、 該第1端局と光合分波装置間で障害が発生した場合に、 該第2の端局及び第3の端局から第1の端局に送る光信
号をそれぞれの端局に折り返すことを特徴とする光伝送
システム。 - 【請求項11】第1の端局と第2の端局と第3の端局に
光増幅器を介して接続された光合分波装置を有し、 該光合分波器は該第1の端局から波長多重で送られた光
信号の特定波長を分波し該第2の端局に送り他の波長の
光信号は該第2端局からの光信号と合波し第3の端局に
送ると共に、 該第3の端局から波長多重で送られた光信号の特定波長
を分波し該第2の端局に送り他の波長の光信号は該第2
端局からの光信号と合波し第1の端局に送る光伝送シス
テムにおいて、 該第1端局と光合分波装置間で障害が発生した場合に、 該第2の端局及び第3の端局から第1の端局に送る光信
号を、該第1の端局から該第2の端局及び第3の端局に
光信号を送るために割り当てられた波長を用いて、該第
2の端局及び該第3の端局に折り返すことを特徴とする
光伝送システム。
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