JPWO2005008925A1 - 光信号分岐回路及び光通信ネットワーク - Google Patents

Abstract

波長多重化技術と波長ルータを用いてフルメッシュなどの高度なネットワーク構造をリング状光ファイバネットワーク上に構築し、その際に生じるアイソレーション不足の問題を解決する。アッド手段ドロップ手段対を（Ｎ−１）組からなる光アッドドロップマルチプレクサーを２組備えた波長ルータを用いることによってＮ個のノードの間にフルメッシュの通信経路を構築する。

Description

本発明は光ファイバ通信に用いられる波長ルータ及び光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）に関する。また、本発明は光ファイバ通信に用いられる光信号分岐回路及び光ファイバー通信ネットワークに関する。特に、リング状に光ファイバを設けた光ファイバ通信ネットワークおよび受動型光信号分岐回路と時分割多元接続（ＴＤＭ）とを組み合わせた受動型光ファイバ通信ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関する。

図４４に従来の光アッドドロップマルチプレクサーを示す。図４４（ａ）は光ファイバーグレーティング（ＦＢＧ）６０１と光サーキュレータ６０２を用いた光アッドドロップマルチプレクサーである。ポート６０３から入射した光信号は光ファイバーグレーティング（ＦＢＧ）６０１で波長λｉだけが反射され、反射されたλｉの光信号は光サーキュレータ６０２によってアッドドロップポート６０５へと導かれる。λｉ以外の波長の光はポート６０４へと導かれる。

図４４（ｂ）に誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６１１及び６１２を用いた光アッドドロップマルチプレクサーを示す。ポート６１３から入射した光信号の内λｉの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６１１によってドロップポート６１５へと導かれる。またアッドポート６１６からの波長λｉの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６１２によってポート６１４へと導かれる。

図４５（ａ）に誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６２０の構造を示す。入射ポート（光ファイバ）６２１からの光はコリメータ６２４、誘電体薄膜フィルタ６２５を経て波長λｉの光はコリメータ６２６を経て透過ポート（光ファイバ）６２３へと導かれる。波長λｉ以外の光は誘電体薄膜フィルタ６２５によって反射されてコリメータ６２４を再び経て、反射ポート（光ファイバ）６２２へと導かれる。

本明細書では入射ポート、透過ポート、反射ポートの区別を図４５（ｂ）に示すようなシンボルで区別することにする。反射ポートを示す線が箱の中にまで延びているのがこのシンボルの特徴である。

また、図４６に従来の受動型光ファイバ通信ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を示す。基地局１２１０からの光信号は、受動型のツリー型スプリッター（ツリーカプラ）１２００によって分岐されて光ファイバ群１２０１を介して多数のクライアント局群１２１３へと送られていた。また、クライアント局群１２１３から基地局１２１０への光信号は時分割多元接続（ＴＤＭ）によって送られていた。ツリー型スプリッター１２００の分岐比は３２程度に選ばれることが多かった。

従来の光アッドドロップマルチプレクサーは単一の波長のアッドドロップを行うものが大半であった。しかしながら、光ファイバ通信ネットワークの高度化に伴い、波長多重を利用してより複雑なネットワーク構造を構築するニーズが高まっている。このようなニーズに応えるためには光アッドドロップマルチプレクサーの波長配置の設計技法が必要である。また、条件によっては光アッドドロップマルチプレクサーに高いアイソレーション特性が要求される場合が生じる。本発明はこれらの問題を解決し、柔軟なネットワーク構成を実用上十分な物理特性と共に実現することを目的としている。

また上記従来の受動形通信ネットワークにあっては、ツリー型スプリッター１２００によって分岐された後は、光ファイバは３２本に分岐してしまうため、非常に大量の光ファイバを敷設しなくては成らないと言う問題があった。また、３２分岐より多数の分岐を行おうとするとツリー型スプリッター１２００が非常に複雑な構成となると言う問題があった。

上記課題を解決するために、本発明の波長ルータは、一例を挙げるならば、第一の入力ポート、第一の光アッドドロップマルチプレクサー、第一の出力ポート、第二の入力ポート、第二の光アッドドロップマルチプレクサー、第二の出力ポートを備えた波長ルータにおいて、予め定められたノード数Ｎに対して、第一のアッドドロップマルチプレクサーは（Ｎ−１）組のアッド手段ドロップ手段対を備え、第二の光アッドドロップマルチプレクサーはＮ−１）組のアッド手段ドロップ手段対を備えていることを特徴としている。この構成を有した波長ルータを用いることによって、光ファイバを２系統設けた二重リング状光ファイバ通信ネットワーク上に波長多重によってフルメッシュ構造の冗長化通信経路を実現することができる。

本発明の手段及び作用の詳細については、以下の実施例の説明を通してさらに詳しく解説されるものである。また本発明の上述の側面および他の側面は特許請求の範囲に記載され以下実施例を用いて詳述される。
また、上記課題を解決するために本発明では波長多重化技術を用いた光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）を光信号分岐回路ユニットに適用することにより分岐数の増大を実現した。本発明の手段及び作用の詳細については、以下の実施例の説明を通してさらに詳しく解説されるものである。

本発明によれば、リング状の光ファイバ通信ネットワーク上に波長多重を利用してフルメッシュを初めとする様々なネットワークトポロジーを柔軟に構築できる。また、その際に生じるアイソレーション不足などの問題を解決することができる。また、本発明によれば、受動型光ファイバ通信ネットワーク（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）における光ファイバ使用量を減少させることができる。また、冗長化された光通信ネットワークを実現できる。

以下、この発明の実施例について説明する。

図１ないし図４を用いて本発明の実施例１について説明する。図１に本発明の実施例１の波長ルータ２０の内部構成を示す。図２にはこの波長ルータ２０を基本形とする４つの波長ルータ２１ないし２４を用いて構築した二重リング状光通信ネットワークの構成を示す。図３には波長ルータ２１と波長ルータ２２との間における波長λ１の光信号のルーティングの様子を示す。図４は本実施例によって実現される波長ルーティングパスを示す図である。

図１に示すように、波長ルータ２０は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１ないし１２から成り立っており、いわゆる光アッドドロップフィルタの構造を有している。波長ルータ２０は図２に示す光通信ネットワーク上で用いられる際には、光通信ネットワークのノード（局）ごとに、基本構成は同じであるが各誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの波長が異なる波長ルータ２１、２２、２３、２４が用いられる。なお、図１には波長ルータ２１の場合についての各波長の光信号のアッドドロップの様子が示されている。

波長ルータ２１について説明する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１は光ファイバ２５ａから入力した波長λ１の光を取り出しローカル側ポート群３０（図２の３１に対応）側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２はローカルポート群３０（図２の３１に対応）側から入力した波長λ１の光を光ファイバ２５ｂへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３は光ファイバ２５ａから入力した波長λ２の光を取り出しローカル側ポート群３０（図２の３１に対応）側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４はローカルポート群３０（図２の３１に対応）側から入力した波長λ２の光を光ファイバ２５ｂへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５は光ファイバ２５ａから入力した波長λ３の光を取り出しローカル側ポート群３０（図２の３１に対応）側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６はローカルポート群３０（図２の３１に対応）側から入力した波長λ３の光を光ファイバ２５ｂへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス８は光ファイバ２６ａから入力した波長λ１の光を取り出しローカル側ポート群３０（図２の３１に対応）側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス７はローカルポート群３０（図２の３１に対応）側から入力した波長λ１の光を光ファイバ２６ｂへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０は光ファイバ２６ａから入力した波長λ２の光を取り出しローカル側ポート群３０（図２の３１に対応）側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス９はローカルポート群３０（図２の３１に対応）側から入力した波長λ２の光を光ファイバ２６ｂへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１２は光ファイバ２６ａから入力した波長λ３の光を取り出しローカル側ポート群３０（図２の３１に対応）側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１１はローカルポート群３０（図２の３１に対応）側から入力した波長λ３の光を光ファイバ２６ｂへと導く。

他の波長ルータ２２ないし２４は波長ルータ２１と同様の動作をするが、取り扱われる波長が異なる。波長ルータ２２においては、波長ルータ２１のλ２をλ４に、λ３をλ５に置き換えた動作をする。波長ルータ２３においては、波長ルータ２１のλ１をλ２に、波長ルータ２１のλ２をλ５に、λ３をλ６に置き換えた動作をする。波長ルータ２４においては、波長ルータ２１のλ１をλ３に、波長ルータ２１のλ２をλ５に、λ３をλ６に置き換えた動作をする。

図２は波長ルータ２１ないし２４と外周側光ファイバ２５ないし内周側光ファイバ２６とからなる二重リング状の光通信ネットワークの構成を示す図である。外周側光ファイバ２５上では波長λ１ないし波長λ６の光信号は右回りに伝送され、内周側光ファイバ２６上では波長λ１ないし波長λ６の光信号は左回りに伝送されている。波長ルータ２１においては波長λ１、λ２、及びλ３の光信号がアッドドロップされ、波長λ４、λ５、及びλ６の光信号はバイパスされる。波長ルータ２２においては波長λ１、λ４、及びλ５の光信号がアッドドロップされ、波長λ２、λ３、及びλ６の光信号はバイパスされる。波長ルータ２３においては波長λ２、λ４、及びλ６の光信号がアッドドロップされ、波長λ１、λ３、及びλ５の光信号はバイパスされる。波長ルータ２４においては波長λ３、λ５、及びλ６の光信号がアッドドロップされ、波長λ１、λ２、及びλ４の光信号はバイパスされる。

波長ルータ２１、２２、２３、及び２４には、それぞれローカル側ポート３１、３２、３３、及び３４が設けられており、これらのポートには、ツリー状のアーキテクチャを有するスイッチ（あるいはルータ）４１、４２、４３、及び４４がそれぞれ対応して接続されている。これらスイッチ（あるいはルータ）４１、４２、４３、及び４４には着脱自在の光トランシーバ４５が装着されている。着脱自在の光トランシーバ４５には、例えばＧＢＩＣあるいはＳＦＰと呼ばれている光トランシーバがある。これらの光トランシーバはＣＷＤＭ（低密度波長多重）あるいはＤＷＤＭ（高密度波長多重）に対応した波長の光信号が出力できるように設計されている。光トランシーバ４５は個々にそれぞれ別々の波長が出力できるようにすることができるので、波長ルータ内の各誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスに対応した波長になるように、光トランシーバ４５をスイッチ（あるいはルータ）４１、４２、４３、及び４４の各ポートに装着している。なお、この実施例では着脱自在の光トランシーバを用いたが、スイッチ（あるいはルータ）４１、４２、４３、及び４４と対応する波長ルータ２１、２２、２３、及び２４の間に波長変換機構を介在させても良い。

各光信号の具体的な波長としては、例えばＩＴＵで定められたＣＷＤＭ波長の内から、λ１：１４９０ｎｍ、λ２：１５１０ｎｍ、λ３：１５３０ｎｍ、λ４：１５５０ｎｍ、λ５：１５７０ｎｍ、λ６：１５９０ｎｍというような値を選ぶことができる。もちろん、この波長は他の任意の波長の組み合わせ、例えば、ＩＴＵで定められたＤＷＤＭの波長帯の中からＣ−バンド１００ＧＨｚグリッドから６波選ぶようなことも可能である。

図３において、波長ルータ２１のローカル側ポート３１からの２系統の波長λ１の光信号は、１系統（λ１ａ）は右回りで外周側光ファイバ２５上を伝播して波長ルータ２２に至り、もう１系統（λ１ｃ）は左回りで内周側光ファイバ２６上を伝播して波長ルータ２４、２３を順にバイパスしてやはり波長ルータ２２に至り、共にローカル側ポート３２へと出力される。一方、波長ルータ２２のローカル側ポート３２からの２系統の波長λ１の光信号は、１系統（λ１ｂ）は左回りで内周側光ファイバ２６上を伝播して波長ルータ２１に至り、もう１系統（λｄ）は外周側光ファイバ２５上を伝播して波長ルータ２３、２４を順にバイパスしてやはり波長ルータ２１に至り、共にローカル側ポート３１へと出力される。即ち、波長ルータ２１と波長ルータ２２の間には右回りと左回りの２系統の全二重の信号経路が波長λ１の光信号によって形成されている。このため、図３に示す二重リング状の光ファイバ通信ネットワークのどこか一カ所で光ファイバー切断が生じたとしても、右回りもしくは左回りの系統のいずれかは生き残ることとなり通信ネットワークの信頼性を向上させることができる。

図４は図２に示した本実施例の二重リング状光ファイバ通信ネットワークによって形成される波長ルーティングパスを示す。本実施例の二重リング状光ファイバ通信ネットワークは図４の５０で示されるフルメッシュかつ冗長化された波長ルーティングパスをスイッチ（あるいはルータ）４１、４２、４３、及び４４の間に形成する。例えば、波長ルーティングパス５１は図４で示された波長λ１ａ、波長λ１ｂの光信号の組から成る全二重の波長ルーティングパスである。また、波長ルーティングパス５２は図４で示された波長λ１ｃ、波長λ１ｄの光信号の組から成る全二重の波長ルーティングパスである。

波長ルーティングパス５０はスイッチ４１と４２の間を波長λ１で、スイッチ４１と４３の間を波長λ２で、スイッチ４１と４４の間を波長λ３で、スイッチ４２と４３の間を波長λ４で、スイッチ４２とスイッチ４４の間を波長λ５で、そしてスイッチ４３とスイッチ４４の間を波長λ６でそれぞれ結んでいることが図４に示されている。

４つのスイッチの間には６通りの経路が存在するが、それぞれの経路がそれぞれの波長に対応しているのである。しかも、各経路には右回りと左回りの冗長化した経路が設けられている。フルメッシュ状の通信経路は通信効率の高い経路であり、しかも各経路は冗長化されていて、物理的な光ファイバー切断などの事故に際しても片方の経路は確保されるという利点を有している。

また、図２に示されるように各波長ルータではその波長ルータがアッドドロップする以外の光信号は光学的にバイパスするので、これらバイパスされる光信号の処理をスイッチ４１ないし４４が行う必要が無く、スイッチの処理能力を軽減している。すなわち、各ノード（波長ルータ）は３波のみアッドドロップし、他の３波はバイパスしており、これを全部電気的に処理した場合に比べてスイッチのハードウエア規模が半分で済むことになる。

図５ないし図７を用いて本発明の実施例２について説明する。実施例１においては２本の光ファイバを用いて二重リングを構築していたが、本実施例では一本の光ファイバー上に異波長双方向伝送を行うことによって二重リングを構築している。図５に本発明の実施例２の波長ルータ７０の内部構成を示す。図６にはこの波長ルータ７０を基本形とする３つの波長ルータ７１ないし７３を用いて構築した二重リング状光通信ネットワークの構成を示す。図７は本実施例によって実現される波長ルーティングパスを示す図である。

図５に示すように、波長ルータ７０は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６１ないし６８から成り立っており、いわゆる光アッドドロップフィルタの構造を有している。波長ルータ７０は図２に示す光通信ネットワーク上で用いられる際には、光通信ネットワークのノード（局）ごとに、基本構成は同じであるが各誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの波長が異なる波長ルータ７１、７２、及び、７３が用いられる。なお、図５には波長ルータ７１の場合についての各波長の光信号のアッドドロップの様子が示されている。

波長ルータ７１について説明する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス７１はローカルポート側から光ファイバ７５ａ側に波長λ１の光信号を出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６２は光ファイバ７５ａから入力した波長λ２の光を取り出しローカル側へ出力する。波長λ１と波長λ２の光信号で一組の全二重の光信号伝送路が形成されている。

誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６３はローカルポート側から波長λ１の光を光ファイバ７５ｂ側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６４は光ファイバ７５ｂから入力した波長λ２の光をローカルポート側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６５はローカルポート側からの波長λ３の光を光ファイバ７５ａ側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６６は光ファイバ７５ａ側からの波長λ４の光をローカルポート側へ出力する。薄膜スリーポートデバイス６７はローカルポート側からの波長λ３の光を光ファイバ７５ｂ側へ出力する。薄膜スリーポートデバイス６８は光ファイア７５ｂ側からの波長λ４の光をローカルポート側へ出力する。

他の波長ルータ７２および７３は波長ルータ７１と同様の動作をするが、取り扱われる波長が、図５に示されるようにそれぞれ異なっている。

図６は波長ルータ７１ないし７３と光ファイバ７５とからなるリング状の光通信ネットワークの構成を示す図である。波長ルータ７１、７２、及び７３、にはツリー状のアーキテクチャを有するスイッチ（あるいはルータ）８１、８２、及び８３がそれぞれ対応して接続されている。スイッチ８１、８２、及び８３には着脱自在の光トランシーバ８５が装着されている。着脱自在の光トランシーバ８５には、例えばＧＢＩＣあるいはＳＦＰと呼ばれている光トランシーバがある。これらの光トランシーバはＣＷＤＭ（低密度波長多重）あるいはＤＷＤＭ（高密度波長多重）に対応した波長の光信号が出力できるように設計されている。

図６に示すように、波長ルータ７１からは２系統の波長λ１の光信号λ１ａとλ１ｂが波長ルータ７２へと送られる。また、波長ルータ７２からは２系統の波長λ２の光信号λ２ａとλ２ｂが波長ルータ７１へと送られる。波長λ１ａと波長λ２ａとでひとつの全二重の通信経路が形成され、波長λ１ｂと波長λ２ｂとで別の全二重の通信経路が形成される。この結果、冗長化された２つの通信経路（右回りと左回り）とが形成されることになる。

図７は図６に示した本実施例のリング状光ファイバ通信ネットワークによって形成される波長ルーティングパスを示す。本実施例のリング状光ファイバ通信ネットワークは図８の９０で示されるフルメッシュかつ冗長化された波長ルーティングパスをスイッチ８１、８２、及び８３の間に形成する。

図８に本発明の実施例３の波長ルータ１００の内部構成を示す。本実施例では高密度波長多重（ＤＷＤＭ）を用い光ファイバー増幅器を内部に備えている。本実施例の波長ルータ１００は、光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１及び１０２とエルビウムドープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）１０３及び１０４から成り立っている。

光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１及び１０２の内部には図示しない誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群が組み込まれており、所定の波長を付け加えたり（アッド）取り出したり（ドロップ）することができる。

光ファイバ１０７ａからの光信号はまずエルビウムドープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）１０３で増幅された後、光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１によって所定の光信号のアッドドロップを行った後、光ファイバ１０７ｂへと出力する。同様に光ファイバ１０８ａからの光信号はまずエルビウムドープファイバ光増幅器（ＥＤＦＡ）１０４で増幅された後、光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０２によって所定の光信号のアッドドロップを行った後、光ファイバ１０８ｂへと出力する。

ローカルポート群１０５及び１０６は図示しないスイッチなどと接続されている。ローカル側ポート群１０５には左回りで他の波長ルータと接続する光信号が入出力される。光ファイバ１０７ａから入力した光信号の中から取り出された（ドロップした）光信号はローカル側ポート群１０５に送られる。ローカル側ポート群１０５に図示しないスイッチ側から入力した光信号群は光ファイバ１０８ｂ側へ伝送される光信号に付け加えられる（アッドされる）。ローカル側ポート群１０６には左回りで他の波長ルータと接続する光信号群が入出力される。光ファイバ１０８ａから入力した光信号の中から取り出された（ドロップした）光信号はローカル側ポート群１０６に送られる。ローカル側ポート群１０６に図示しないスイッチ側から入力した光信号群は光ファイバ１０７ｂ側へ伝送される光信号に付け加えられる（アッドされる）。

図９には本実施例の波長ルータを用いて形成した二重リング状光通信ネットワークの構成を示す。この二重リング状光通信ネットワークでは波長ルータ１１１ないし１１８と外周側光ファイバ１２１と内周側光ファイバ１２２とから成り立っている。外周側光ファイバ１２１では光信号は右回りに伝送され、内周側光ファイバ１２２では光信号は左回りに伝送されている。本実施例ではλ１ないしλ２８の２８種類の波長の光信号が用いられて波長ルータ１１１ないし１１８の間に２８経路の冗長化全二重通信経路がフルメッシュに形成されている。

全体では２８種類の波長が用いられているが、各ノード（波長ルータ）ではそれぞれのノード固有の７波長のみがアッドドロップされていて、残りの２１波長はバイパスされている。つまり、これを全部電気的に処理した場合に比べて波長ルータに接続されるスイッチやルータのハードウエア規模が２５％で済むことになる。

ここで複数のノード間にフルメッシュの通信路を形成する場合に必要な波長数及び波長配置について述べる。ノード数Ｎ局の場合、Ｎ個のノードから残りのＮ−１個のノードへの経路が必要なるが、相手のノードにおいてもこの経路数を二重に数えることになるので、結局Ｎ個のノード間にフルメッシュの通信経路を形成するには以下の式で与えられるＭ個の経路が必要となる。

このＭ個の経路は光ファイバを図２や図９に示したように２本用いるのならＭ個の波長で実現できるし、図６に示したように１本の光ファイバを用いて、上りと下りの波長を変えて通信経路を形成するのなら２Ｍ個の波長が必要となる。

光ファイバを図２や図９に示したように２本用いて、かつ、８個のノードがある場合は（１）式より２８個の波長が必要となる。この時の波長配置をマトリクス表現すると（２）式で示される

Λ１は８個の要素を持つベクトルであり、その要素λ１ないしλ７はノード１から他のノードへの通信経路を形成する波長を示している。Λ１の要素φはノード１からノード１への通信経路を示す「波長」であるが、これは実際には設ける必要がないので空集合を表す概念のφを挿入してある。ノード１とノード２の間の通信経路を波長λ１で形成するとすると、ノード２から他のノードへの通信経路を示すベクトル中にも波長λ１は必ず含まれることになり、事実Λ２の要素は［λ１、φ、λ８、λ９、λ１０、λ１１、λ１２、λ１３］となっている。即ち、（２）式のマトリクスは転置行列となっている。これは光ファイバを図２や図９に示したように２本用いて形成した光通信ネットワークでは、ノード２からノード１への通信経路として用いられる波長はノード１からノード２への通信経路として用いられる波長と一致していなくてはならないからである。なお、ノード１からノード２への通信経路を波長λ１で形成する、とはノード１から送信される光信号の波長がλ１であり、このλ１の光信号がノード２で受信されることを示している。

図２や図９に示した通信ネットワークを用いてＮ個のノード間にフルメッシュで最小の波長数で通信経路を形成するには（３）式ないし（４）で示す波長配置を設ける必要がある。

上記の（３）中には空集合が含まれるわけであるが、空集合で表される波長については実装する必要はないので、実装される波長はＮ個のノード間にフルメッシュを設ける波長ルータはＮ−１個の波長を実装すれば良い。また、各ノードに異なる波長が実装されるので、Λ１からΛＮに対応するＮ種類の光アッドドロップマルチプレクサーが実装されることになる。

またリング状のネットワークで冗長化経路を設けるためには各波長について右回りの送受信、左回りの送受信を行わなくてはならないので、各波長のアッド手段とドロップ手段を２組設ける必要がある。結局、Ｎ個のノード間のフルメッシュ接続に対応した光アッドドロップマルチプレクサー２（Ｎ−１）組のアッド手段ドロップ手段対を備えることになる。（Ｎ−１）個のアッド手段ドロップ手段対が右回り用、もうひとつの（Ｎ−１）個のアッド手段ドロップ手段対が左回り用に供されるのである。なお、このアッド手段とドロップ手段は具体的には誘電体薄膜フィルタであっても良いし、ファイバーブラッググレーティングフィルタなどであっても良い。

上記の波長配置では、例えば（３）式のマトリクスの非対角成分の右上半面は任意に決めることができるが、左下反面は右上半面に対応して一意にきまってしまう。これは使用する波長数を少なくするには有効であるが、波長配置の自由度が減ると言う欠点もある。そこで、別の実施形態としてノード１からノード２への通信経路の波長とノード２からノード１への通信経路の波長を一致させないでネットワークを構成しても良い。この場合は使用する波長数が２倍に増えてしまうが、波長配置が自由になるという利点がある。

図６に示したように一本の光ファイバを用いて上りと下りで波長を変えて通信経路を形成する場合は（３）式に示すような波長配置を取ることはできる、例えばノード間にフルメッシュを形成するには５６通りの波長が必要となる。一般的に言うなら、図６の通信ネットワークではＮノード間に２Ｍ個の波長を設けることによってフルメッシュが形成される。ここで、Ｍは（１）式で示された値である。

ノード１からノード２への通信経路の波長とノード２からノード１への通信経路の波長を一致させない場合の波長配置は以下の式で与えられる。

（５）式及び（６）式で洗わせられる波長配置は、１本の光ファイバで上りと下りの波長を変えて双方向伝送を実現する場合にも用いることができる。

光アッドドロップマルチプレクサーにはフルメッシュの通信経路を実現できるように波長配置しておき、その内の一部の通信経路を使わない実施形態もある。フルメッシュとはＮ個のノード間に考えられる全ての経路を備えたものであるので、フルメッシュ経路の一部の経路を使わないことによってスター状のトポロジーを実現したりすることもできる。

図８において右回り用に光信号と左回り用に光信号をさらに波長多重化して一本の光ファイバで実現する形態もある。例えばエルビウムドープファイバ光増幅器１０３にＣ−バンド（１５３０−１５６０ｎｍ）光増幅器を用い、エルビウムドープファイバ光増幅器１０ＬにＬ−バンド（１５６５−１６０５ｎｍ）光増幅器を用い、右回りと左回りの信号とを図示しない波長多重化器によって一本の光ファイバに多重化する実施形態である。エルビウムドープファイバ光増幅器１０３の入力ポート１０７ａと光アッドドロップマルチプレクサー１０２の出力ポート１０８ｂとを図示しない波長多重化器によって多重化し、同様にエルビウムドープファイバ光増幅器１０４の入力ポート１０８ａと光アッドドロップマルチプレクサー１０１の出力ポート１０７ｂとを図示しない波長多重化器によって多重化すればよい。

なお、同じＣ−バンドのエルビウムドープファイバ光増幅器を用いて、Ｃ−バンドの中を短波長側と長波長側に分けても良い。

なお、上記実施例では誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって光アッドドロップマルチプレクサーを実現しているが、これは他の手段、例えば、ファイバーブラッググレーティングフィルタ（ＦＢＧ）と光サーキュレータを組み合わせて、光アッドドロップマルチプレクサーを実現することもできる。

また、光増幅器として、エルビウムドープファイバ光増幅器に限らず、他の希土類ドープファイバ光増幅器、ラマン光増幅器、半導体レーザ光増幅器、希土類ドープ平面導波路光増幅器などを用いても良い。

図１０に本発明の実施例４の波長ルータの内部構造を示す。本実施例は図８の波長ルータの変形例である。図１０（ａ）は実施例３の場合を示し、エルビウムドープ光ファイバ増幅器１０３が前置増幅器として光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１の前に配置されている。

図１０（ｂ）ではエルビウムドープ光ファイバ増幅器１０５がブーストアンプとして光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１の後段に配置されている。また、図１０（ｃ）では、エルビウムドープ光ファイバ増幅器１０３が前置増幅器として、エルビウムドープ光ファイバ増幅器１０５がブーストアンプとして、それぞれ配置されている。

図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はいずれも動作可能であるが、光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１のアイソレーション特性を考慮すると図１０（ａ）ないし（ｃ）が望ましい。長距離伝送特性という観点からは、前置増幅器とブースターアンプを配置した図１０（ｃ）が最も望ましい。一方、コストという観点からは図１０（ａ）ないし（ｂ）が望ましい。

図１１を用いて、光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１のアイソレーション特性とエルビウムドープ光ファイバ増幅器の配置の関係を説明する。光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１内部には誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１３１及び１３２が設けられている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１３１によってポート１３６側からの光信号１３３がアッドされ、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１３１によって光信号１３４がドロップされている。図１０（ｂ）に示すように光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１の全段にエルビウムドープ光ファイバ増幅器が無い場合、光信号１３４は長距離の伝送によって減衰している場合がある。一方、アッドされる光信号１３３は強力である。例えば、光信号１３４は−２５ｄＢｍ程度まで減衰することがある。一方、光信号１３３は０ｄＢｍ程度である。すると、光信号１３３が誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１３２からポート１３７側へ漏れていく光量１３５が無視できなくなる場合が生じる。

誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスが他の波長の光の信号を漏らさない割合をアイソレーション１３８と呼んでいるが、この値は通常２５ないし３０ｄＢ程度ある。ここでアイソレーションが２５ｄＢとは漏れ光量が−２５ｄＢに減衰することを差している。アイソレーションという場合は通常、マイナスは省いて表す。

したがってポート１３７へドロップされた受信光信号１３４が−２５ｄＢｍであるのに、漏れ光量１３５が−３０ｄＢに達し、その差がわずか５ｄＢしかないことになる。通常、信号成分（この場合は受信信号１３４）と雑音信号にの場合は漏れ光量１３５）の差は少なくとも２０ｄＢ、好ましくは２５ｄＢは必要と言われているため、これでは受信信号１３４を正しく受信することができない（図１１（ｂ）参照）。

また、遠いノードから何段も光アッドドロップマルチプレクサーを通過して減衰した信号を受信する場合に、近いノードからの強力な信号がクロストークを発生させることもある。

図１０（ａ）のようにエルビウムドープ光ファイバ増幅器１０３が光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１の全段に配置されているとドロップされる受信光信号も０ｄＢｍに近い値に増幅されているため上記のような信号対雑音比の低下という問題が生じない。したがって、この観点からは図１０（ａ）あるいは図１０（ｃ）のような構成が望ましいことになる。すなわち、図１０（ａ）あるいは図１０（ｃ）のような構成を用いれば、アイソレーションの値が２５ないし３０ｄＢ程度の光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）を用いることができ、特別にアイソレーションを高めた光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）を用いる必要が無い。

図１２は本実施例にさらにエルビウムドープファイバ光増幅器１０３の利得制御機構を取り付けた場合を示す。光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１のポート１４１からドロップされた光信号の一部を光ファイバカプラ１４２で取り出し、エルビウムドープファイバ光増幅器１０３のポート１４３に入力する構造としてある。エルビウムドープファイバ光増幅器１０３はポート１４３の入力光信号に応じて利得を変化させ、ポート１４３からの光信号強度を略一定に保つように動作する。

光ファイバカプラ１４２の分岐比はポート１４３側への分岐が１／１０ないし１／１００程度となるように選ばれるのが好ましい。ポート１４１からの光信号は通常の光信号が用いられても良いが、ネットワーク監視のためのモニターチャネル（あるいはスーパバイザチャネル）の光信号を用いる頃が特に好ましい。

なお、図１２ではエルビウムドープファイバ光増幅器１０３内に光量の検出機構を設けたが、光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）１０１に接続されるべき光トランシーバに受信光量の検出機構を設け、その検出結果を電気信号の形でエルビウムドープファイバ光増幅器１０３に送って、利得制御を行うようにしても良い。この方法は光トランシーバの構造が複雑になるものの、光量損失が少ないという利点がある。

図１４に本発明の実施例５の波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサー）を示す。以下に述べるデュプリケート誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いたことが大きな特徴である。

コリメータとフィルタを共用して実質的に２個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを形成することができる。図１３はこのようなデュプリケート誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１５０の構造を示す図である。入射ポート１５１、反射ポート１５２、透過ポート１５３でひとつの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを形成し、また、入射ポート１６１、反射ポート１６２、透過ポート１６３で別のひとつの誘電体スリーポートデバイスを形成している。コリメータレンズ１５４と１５６、誘電体薄膜フィルタ１５５は共用されている。誘電体薄膜フィルタが共用されているので上記のようにして形成されるふたつの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの透過波長は同一である。

図１に示した波長ルータ２０は同じ波長の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを多数用いている。例えば、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１、２、７、及び８はλ１の波長である。したがって、これらの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスに図１３に示すようなデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１５０を用いて、実際に使用する誘電体薄膜フィルタやコリメータレンズの数を減らすことができ、ひいてはコストを削減することができる。

図１１において説明したようなアイソレーションの問題は実は図５に示した波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサ）においても生じる。このようなアイソレーション不足を解消するために図１４に示すように光信号をドロップするポートに誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを二重に設けることがある。図１４は図５の波長ルータ７０のドロップポートにこのような二重フィルタ構成を設けた構成である。フィルター段のアイソレーションが２５ｄＢであったとするとフィルタを２段重ねるとアイソレーションは２倍の５０ｄＢになる。したがって、アイソレーション不足を解消することができるのである。

図１４において、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６２ａ及び６２ｂを図１３に示したデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成することができる。このようにすれば実際に使用される誘電体薄膜フィルタ及びコリメータレンズの数を減らしてコストを削減することができる。同様に誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６４ａと６４ｂ、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６６ａと６６ｂ、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６８ａと６８ｂをそれぞれデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成することができる。さらに、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６１と６３、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６５と６７もそれぞれ対をなしてデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスに置き換えることができる。

図１５（ａ）にダブルパス型の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイス１８０を示す。これは入射ポート１８１からの光がコリメータ１８４を経て誘電体薄膜フィルタ１８５へ導かれ反射光は反射ポート１８２へと導かれ、透過光はミラー１８６で反射されてから、もう一度誘電体薄膜フィルタ１８５を透過して、コリメータ１８４を経て透過ポート１８３へと透過光を導く方式である。透過光は誘電体薄膜フィルタを２回透過（ダブルパス）するので、アイソレーションが２倍になる。また、コリメータレンズは１個で済み、入射ポート、反射ポート、透過ポートが全て、誘電体薄膜フィルタ１８５に対して同じ側に設けることができるという特徴がある。

図１５（ｂ）にさらに本発明の第６実施例であるデュプリケート構造のダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイス１９０を示す。入射ポート１８１、反射ポート１８２、透過ポート１８３でひとつのダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを形成し、入射ポート１９１、反射ポート１９２、透過ポート１９３で別のひとつのダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを形成している。そして、このふたつのダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスはコリメートレンズ１８４、誘電体薄膜フィルタ１８５、ミラー１８６を共用しているので部品点数が減り、コストを削減することができる。

ダブルパス型誘電体薄膜フィルタフィルタスリーポートデバイスは光アッドドロップマルチプレクサーの光信号のドロップを行うポートに用いることにより、図１１で示したようなアイソレーション不足の問題を解決することができる。

また、デュプリケート構造のダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスは、例えば、図５の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイス６２と６４を置き換えたりすることができる。光アッドドロップマルチプレクサーは同一波長の光信号をアッドしてドロップするために同じ波長の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを複数使う構造となることが多いので、デュプリケート型の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを用いることによって部品点数を削減し、コストを低減することができる。

図１６に図１４の波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサー）１７０をボックスに実装した実施例２００を示す。二段フィルタを用いたポートをドロップポートとして用いる必要があるので、ドロップポートとアッドポートの誤用を防がなくてはならない。そこで本実施例では、ボックスの上面に波長ルーティング経路を示す図面２０１を設け、ボックス前面２０２の各ポート（レセプタクル）２１０ないし２１９に波長及び送受信の区別、右回り、左回りの区別を示す記号を表示したことが特徴である。ボックス前面２０２の各記号は、波長をλ１、λ２、λ３、λ４として表し、送信をＴｘ、受信をＲｘ、右回りをＲｉｇｈｔ、左回りをＬｅｆｔ、コモンポートをＣとして表している。

レセプタクル２１０は左回りのコモンポート、レセプタクル２１１は左回りの波長λ１の送信ポート、レセプタクル２１２は左回りの波長λ２の受信ポート、レセプタクル２１３は左回りの波長λ３の送信ポート、レセプタクル２１４は左回りの波長λ４の受信ポートである。また、レセプタクル２１５は右回りの波長λ１の送信ポート、レセプタクル２１６は右回りの波長λ２の受信ポート、レセプタクル２１７は右回りの波長λ３の送信ポート、レセプタクル２１８は右回りの波長λ４の受信ポート、レセプタクル２１９は右回りのコモンポートである。

図１７に図１４の波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサー）１７０をボックスに実装した別の実施例２２０を示す。ボックスの上面に波長ルーティング経路を示す別の図面２２１を設けてある。この図面は自局（Ｓｔａｔｉｏｎ−１）と他の局（Ｓｔａｔｉｏｎ−２、Ｓｔａｔｉｏｎ−３）とがどのようにルーティングされているかを示した図となっている。ユーザから見た場合、各局（ノード）が物理的にどのように接続されているかより、論理的な接続形態の方が重要な場合があり、図１７の実施例はそのような場合に有用な表示方法である。

ボックス前面２２２の各記号は、波長をλ１、λ２、λ３、λ４として表し、送信をＴｘ、受信をＲｘ、右回りをＲｉｇｈｔ、左回りをＬｅｆｔ、コモンポートをＣとして表している。また、Ｓｔａｔｉｏｎ−２とＳｔａｔｉｏｎ−３の表示は通信経路の相手先を示している。

ボックス前面２２２に設けられている各レセプタクルの接続は図１６の場合とは異なっている。レセプタクル２３０は左回りのコモンポート、レセプタクル２３１は左回りでＳｔａｔｉｏｎ−２へ向かう波長λ１の送信ポート、レセプタクル２３２は左回りでＳｔａｔｉｏｎ−２から受け取る波長λ２の受信ポート、レセプタクル２３３は右回りでＳｔａｔｉｏｎ−２へと向かう波長λ１の送信ポート、レセプタクル２３４は右回りでＳｔａｔｉｏｎ−２から受け取る波長λ２の受信ポートである。また、レセプタクル２３５は左回りでＳｔａｔｉｏｎ−３へと向かう波長λ３の送信ポート、レセプタクル２３６は左回りでＳｔａｔｉｏｎ−３から受け取る波長λ４の受信ポート、レセプタクル２３７は右回りでＳｔａｔｉｏｎ−３へと向かう波長λ３の送信ポート、レセプタクル２３８は右回りのＳｔａｔｉｏｎ−３から受け取る波長λ４の受信ポート、レセプタクル２３９は右回りのコモンポートである。

図１８は図１４の波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサー）１７０をパッチコード２４０として実装した場合を示している。をパッチコード２４０本体上面２４１には各局（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３として表示）の間の信号経路が示されている。パッチコードから出てくる光ファイバーコード２４４の先に光コネクタ２４２が設けられ、光コネクタ２４２の近くにタグ２４３が設けられており、各タグには各光コネクタの波長、役割、通信経路などが示されている。

実施例７の構成は光アッドドロップマルチプレクサーに限らず有用である。図１９には、上り波長と下り波長を変えることによって一本の光ファイバ２７０上で双方向伝送を実現した光ファイバ通信ネットワークを示す。

図１９において、波長多重化器２５０は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２５１ないし２５４を備えている。また、波長多重化器２６０は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２６１ないし２６４を備えている。

波長多重化器２５０のポート２５５には送信用の波長λ１の光信号が、ポート２５６には送信用の波長λ２の光信号が、それぞれ加えられる。それぞれ誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２５１及び２５２によって多重化された光信号は共通ポート２５９、光ファイバ２７０、波長多重化器２６０の共通ポート２６９に送られる。多重化された光信号は波長多重化器２６０内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２６１及び２６２によって、それぞれ元の波長λ１及びλ２の光信号に分離されて、それぞれポート２６５と２６６へと出力される。

波長多重化器２６０のポート２６７には送信用の波長λ３の光信号が、ポート２６８には送信用の波長λ４の光信号が、それぞれ加えられる。それぞれ誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２６３及び２６４によって多重化された光信号は共通ポート２６９、光ファイバ２７０、波長多重化器２５０の共通ポート２５９に送られる。多重化された光信号は波長多重化器２５０内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２５３及び２５４によって、それぞれ元の波長λ３及びλ４の光信号に分離されて、それぞれポート２５７と２５８へと出力される。

これら波長多重化器２５０ないし２６０は、最も単純な機能を有する波長ルータと見なすことができる。なぜなら、ポイント・ツー・ポイントではあるが波長ルーティングを行っているからである。

波長多重化器２５０において、共通ポート２５９に近い位置に送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２５１ないし２５２を配置するのには意味がある。このことを図２０を用いて説明する。

図２０において、ポート２８１は入射ポート、ポート２８２は反射ポート、ポート２８３は透過ポートである。またこれらポートとコリメータ２８４、誘電体薄膜フィルタ２８５、コリメータ２８５から誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２８０は成り立っている。ここで、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２８０において、透過ポート２８３側から送信用の光信号を入射させると、反射ポート２８２側へはクロストークがほとんど生じないことが知られている。透過ポート２８３側から入射した光の内クロストークとなる成分は方向２８７側へ反射し、反射ポート２８２へと結合する方向２８８側へ伝搬する成分がほとんど生じないためである。

また、入射ポート２８１のすぐ近傍に光コネクタなどがあって大きな反射（空気−ガラス界面のフレネル反射によって生じるいわゆる−１３ｄＢ反射）が生じているような場合にも図１９の構成は効果を発する。入射ポート２８１近傍からのフレネル反射光は大半が透過ポート２８３へと導かれ、方向２８８側へ反射される光量は入射光に対して−１５ｄＢないし−２０ｄＢに減衰することが知られている。この減衰量が、受信側の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２５３、２５４、２６１、ないし２６２などのアイソレーションに加算されることになる。したがって、合計で４０ｄＢないし５０ｄＢ程度の実効的なアイソレーションが実現でき、クロストークの問題を排除することができる。

上記の性質を利用して、波長多重化器２５０では、共通ポート２５９に近い位置に送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス２５１ないし２５２を配置した。この結果、図１１で説明したようなアイソレーション不足の問題を生じることなく、一本の光ファイバ上で上り下りに異なる波長を用いて双方向伝送を実現することができる。なお、図１９では４つの波長を用いて２チャネルの全二重通信経路を実現しているが、２波長を用いて１チャネルの全二重通信経路を実現したり、８波長を用いて４チャネルの全二重通信経路を実現することもできる。いずれの場合も、送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを、受信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスよりも共通ポートに近い側に配置しておく必要がある。

さて、図２１には本発明の実施例８の波長ルータ（波長多重化器）をボックス２９０及び３００に実装した例を示す。本実施例では、送信ポートと受信ポートを区別して誤用を防ぐようにしないとアイソレーションの問題が生じることがある。そこで、ボックス２９０及び３００の上面に波長ルーティング経路を示す図面２９１、３０１をそれぞれ設けた。図面２９１、３０１に示されている波長ルーティング経路は図１９に示した実際の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの接続とは異なっているが、ユーザから見て解り易い表現となっている。

ボックス２９０の前面２９２の各ポート（レセプタクル）２５５ないし２５８は図１９（ａ）のポートに対応させてある。ボックス前面２９２には送信をＴｘ、受信をＲｘとしたほか、チャネル（全二重の通信経路）をそれぞれＣＨ１、ＣＨ２として示した。また波長はλ１、λ２、λ３、λ４として表している。共通ポートはコモンポートＣとして表している。

ボックス３００の前面３０２の各ポート（レセプタクル）２６５ないし２６８は図１９（ｂ）のポートに対応させてある。ボックス前面２９２には送信をＴｘ、受信をＲｘとしたほか、チャネル（全二重の通信経路）をそれぞれＣＨ１、ＣＨ２として示した。また波長はλ１、λ２、λ３、λ４として表している。共通ポートはコモンポートＣとして表している。

なお、本実施例では波長多重化器をボックスに実装した場合を示したが、パッチコードとして実装しても差し支えない。

図２２に本発明の実施例９の波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサー）３１０を示す。実施例８で示した送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３２１、３２２、３２７、及び、３２８を出力ポートに近い位置に配置してアイソレーション不足を補う方法と波長配置を工夫することによって、二重フィルタやダブルパス構造を用いないで波長ルータ３１１ないし３１３を実現している。なお、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３２３、３２４、２３５、及び３２６は受信用に用いられている。また、参照番号３１５は光ファイバ、参照番号３３１ないし３３８はアッドロップポートを示している。

波長ルータ３１１は波長λ１、λ２、λ４、λ５を用いている。波長ルータ３１２は波長λ１、λ２、λ７、λ８を用いている。波長ルータ３１３は波長λ４、λ５、λ７、λ８を用いている。

低密度波長多重（ＣＷＤＭ）で好適に用いられる８つの波長、λ１＝１４７０ｎｍ、λ２＝１４９０ｎｍ、λ３＝１５１０ｎｍ、λ４＝１５３０ｎｍ、λ５＝１５５０ｎｍ、λ６＝１５７０ｎｍ、λ７＝１５９０ｎｍ、λ８＝１６１０ｎｍから、λ１とλ２、λ４とλ５、λ７とλ８の３対の波長を選んだところに本発明の特徴がある。対となる波長同士をそれぞれ送信用波長と受信用波長として使用し、波長フィルタに実施例８に示した技法を使うことによって、対となる波長間のアイソレーション不足をまず補っている。さらに対となる波長間に一つ分だけ波長を空けることによってさらにアイソレーション不足を補っている。

もしも、連続して波長を使ったとすると、例えば図２３に示したようなクロストーク３４０の問題が生じる。図２３では波長ルータ３１１に波長λ２の光信号がドロップされていて、波長３の光がバイパスされている。ここで、波長λ２の光信号が遠方のノードからのもので大きく減衰していて、例えばその光強度が−３０ｄＢｍであったとする。一方、波長λ３の光信号は近接ノードからのものでほとんど減衰しておらず０ｄＢｍの強度であったとする。波長λ２と波長λ３の間のアイソレーションは一段フィルタであるなら３０ｄＢ程度しかないので、波長λ３からのクロストークと波長λ２の光信号強度がほぼ等しくなり、まともに受信することはできない。

低密度波長多重用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスは、隣接波長には２５ないし３０ｄＢ程度のアイソレーションしかないが、非隣接波長に対しては５０ないし６０ｄＢ程度のアイソレーションがある。それで、本実施例のように波長λ３をつかわないとすると波長ルータ３１１をバイパスする波長は、全て非隣接波長となるため、上記のような問題が生じないのである。

図２２の波長ルータは図６ないし図７で示したようにリング状の光ファイバ通信ネットワーク上にフルメッシュ型の通信経路を構成させるために用いることができる。さらに、図２４に示す波長ルータと組み合わせればリング状の光ファイバ通信ネットワーク上にスター型の通信経路を構成することもできる。

図２４にスター型通信路形成用の波長ルータ３５０を示す。送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３６１及び３６４を外側に配置し、受信用誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３６２及び３６３を内側に配置している。参照番号３５５は光ファイバ、参照番号３６５ないし３６８はアッドドロップポートを示している。

波長ルータ３５１は波長λ１、λ２、を用いている。波長ルータ３５２は波長λ４、λ５、を用いている。波長ルータ３５３は波長λ７、λ８を用いている。波長ルータ３５４は波長λ７、λ８を用いているが、波長ルータ３５３と送信用波長と受信用波長が反対になっている。

図２５に波長ルータ３１１、３５１、３５２、３５３、及び３５４で形成した光通信ネットワークを示す。一本の光ファイバ３６１によって、波長ルータ３１１、３５１、３５２、３５３、及び３５４は接続されている。波長ルータ３１１を中心として波長ルータ３５１及び３５２はスター型に接続されている。波長ルータ３１１と波長ルータ３５１及び３５２の間にはそれぞれ冗長化された全二重通信経路３６２及び３６３が形成されている。一方、波長ルータ３５３及び３５４の間には、ポイント・ツー・ポイントの全二重通信経路３６４が形成されている。波長ルータ３１１、３５１、及び３５２からなるネットワークと、波長ルータ３５３及び３５４からなるネットワークは論理的には独立している。

図２６に本発明の実施例１０の波長ルータ（波長多重化器）を示す。本実施例は一本の光ファイバで異なる波長を用いて双方向伝送行うための波長多重化器である。本実施例は実施例９で示したＣＷＤＭ波長を飛び飛びに使う手法を応用したものである。

誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３７０は波長λ６（１５７０ｎｍ）を透過する。また、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３８０は波長λ４（１５３０ｎｍ）を透過する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３７０の反射ポート３７２に波長λ４の送信光信号を入力している。また、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３７０の反射ポート３８２に波長λ４の送信光信号を入力している。光ファイバ３７８を伝搬してきた波長λ６の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３７０の入射ポート３７１を経て透過ポート３７３へと導かれる。光ファイバ３７８を伝搬してきた波長λ４の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３８０の入射ポート３８１を経て透過ポート３８３へと導かれる。

誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３７０では図２０において示したように反射ポートに入射した光信号は光学系の位置関係により透過ポート３７３へはほとんど漏れていかない。しかしながら、入射ポート３７１の近傍に反射点３７４がある場合、送信光信号３７６が反射点３７４で反射された光３７７に対しては、隣接波長なら２５ｄＢ以上、非隣接波長なら５０ｄＢ以上のアイソレーションが得られる。反射点３７４での反射量はガラス−空気界面のフレネル反射４％（−１３ｄＢ）に達することがある。反射ポート３７２に入力する光信号が０ｄＢｍの光信号であったとすると隣接波長の場合はクロストークは最大−３８ｄＢｍに達することになる。一方、誘電他フィルタ型スリーポートデバイス３８０から送られてきた光信号は光ファイバ３７８を伝搬する内に−３５ｄＢｍまで減衰することがある。これではＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が３ｄＢしか取れず、まともに受信することができない。

しかしながら、本実施例では送信波長と受信波長をＣＷＤＭ波長の非隣接波長であるλ４＝１５３０ｎｍ及びλ６＝１５７０ｎｍとしているので、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３７０ないし３８０はアイソレーションが５０ｄＢ以上とれることになる。するとＳ／Ｎ比も２８ｄＢ以上取れることになり、良好な受信をするための条件、Ｓ／Ｎ比２０ｄＢ以上（好ましくは２５ｄＢ以上）を実現することができる。

本実施例によれば２波長を使って一本の光ファイバで双方向伝送を実現するのにそれぞれ一個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いるのでコスト削減の効果がある。また、非隣接波長を用いたので十分なアイソレーションを得ることができる。なお、用いる波長はＣＷＤＭ波長の非隣接波長であればよく、λ４＝１５３０ｎｍ及びλ６＝１５７０ｎｍに限定されないことは言うも出もない。

図２７に本実施例を４波長の場合に適用した例を示す。波長多重化器３９０は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３９１、３９２、及び３９３から成り立っている。また、波長多重化器４００は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４０１、４０２、及び４０３から成り立っている。また、用いている波長はＩＴＵ−Ｔで定められたＣＷＤＭ波長の中からλ３＝１５１０ｎｍ、λ４＝１５３０ｎｍ、λ６＝１５７０ｎｍ、λ７＝１５９０ｎｍを選んでいる。

波長多重化器３９０は４本のポート３９５ないし３９８を備えている。ポート３９８から入力した波長λ４の光信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３９３によってポート３９７から入力した波長λ３の光信号と多重化されて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３９２、３９１を経てポート３９９へ出力され、光ファイバ４１０を経て波長多重化器４００のポート４０９へと達する。また、波長多重化器４００のポート４０９からの波長λ６及びλ７の光信号は光ファイバ４１０を経て、波長多重化器３９０のポート３９９に達し、次いで、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス３９１と３９２によってそれぞれポート３９５、３９６へと導かれる。

波長多重化器４００は４本のポート４０５ないし４０８を備えている。ポート４０８から入力した波長λ６の光信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４０３によってポート４０７から入力した波長λ７の光信号と多重化されて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４０２、４０１を経てポート４０９へ出力され、光ファイバ４１０を経て波長多重化器３９０のポート３９９へと達する。また、波長多重化器３９０のポート４０９からの波長λ４及びλ３の光信号は光ファイバ４１０を経て、波長多重化器４００のポート４０９に達し、次いで、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４０１と４０２によってそれぞれポート４０５、４０６へと導かれる。

図２７の構成によれば、３個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いて４波長の双方向伝送用波長多重化器を実現することができる。したがって、コスト削減を行うことができる。また、送信波長群と受信波長群の間に一波長分の間隔を置いたので十分なアイソレーションを得ることができる。

図２８に本発明の実施例１１の波長多重化器４２０を示す。この波長多重化器４２０は一本の光ファイバで上りと下りで波長を変えて双方向伝送を行うための波長多重化器である。実施例９及び実施例１０で述べたようにＣＷＤＭでは非隣接波長では高いアイソレーションが得られるので、これを利用して双方向伝送時のアイソレーションの問題を解決することができる。

本実施例では、波長多重化器４２１において送信波長をλ１＝１４７０ｎｍ、λ２＝１４９０ｎｍ、λ３＝１５１０ｎｍ、及びλ４＝１５３０ｎｍと選び、受信波長をλ５＝１５５０ｎｍ、λ６＝１５７０ｎｍ、λ７＝１５９０ｎｍ、及び、λ８＝１６１０ｎｍと選んだ。また、波長多重化器４２１と対をなして用いられる波長多重化器４２２において、送信波長をλ５＝１５５０ｎｍ、λ６＝１５７０ｎｍ、λ７＝１５９０ｎｍ、及び、λ８＝１６１０ｎｍと選び、受信波長をλ１＝１４７０ｎｍ、λ２＝１４９０ｎｍ、λ３＝１５１０ｎｍ、及びλ４＝１５３０ｎｍと選んだ。

波長多重化器４２１は７個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４３１ないし４３７から成り立っている。また、ポート４４１ないし４４４は波長λ１ないしλ４に対応する受信ローカルポート、ポート４４５ないし４４８は波長λ５ないしλ８に対応する送信ローカルポートである。また、ポート４４９は送受信リモートポートである。

波長多重化器４２１において、特に、波長λ４＝１５３０ｎｍの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４３４として、ダブルパス型の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４３４を用いている。ダブルパス型の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスは図１５（ａ）に示したような構造をしていて、隣接波長に対しても高いアイソレーションを有している。これは波長λ４の場合は隣接波長であるλ５の光信号が用いられているため、送受信リモートポート４４９の近傍で反射が生じるとアイソレーション不足の問題が生じる場合があるために、この波長λ４には特に高い隣接波長アイソレーションを備える必要があるからである。他の波長については、隣接波長が反射されて戻ってくる心配がないために、通常の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いている。また、波長多重化器４２１と対をなして用いられる波長多重化器４２２においてはλ５の波長の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスにダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いている。

なお、ダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスに代えて単純な二段フィルタを用いたり、図１５（ｂ）に示すデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いた二段フィルタを用いても良い。ＣＷＤＭ波長において連続した送信波長群と連続した受信波長群を設けた時に、境界となる波長の受信ポートにのみ高い隣接波長アイソレーションを有する誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを設ければよいのである。

図２９は波長多重化器をパッチコードとして実装した実施例を示す。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス間は光ファイバを融着して結線を行うのであるが、融着器にはある程度の長さの光ファイバが必要である。そのため、通常は長方形の箱の中に誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群を設け、光ファイバを円弧状に配線している。これに対して、本実施例では、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群４３１、４３３、４３５、４３７をハウジング４５１に実装し、また、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群４３２、４３４、４３６をハウジング４５３に実装し、ふたつのハウジング間をコード４５２によって接続している。図２９（ａ）は図２８に示した波長多重化器の回路図を対応させた図であり、図２９（ｂ）は実際の実装の様子を示す図である。また、ハウジング４５１にはフック４５４を設け、ハウジング４５３にはフック４５５を設けてある。これらのフックは、ルータやスイッチなどの装置の前面パネルで光コネクタや適当な取り付け金具に引っかけられて保持されるための機具である。

図２９（ｂ）に示したパッチコード型の波長多重化器は、ふたつのハウジングをコードで接続した形なのでルータやスイッチなどの前面パネルなどにフレキシブルに取り付けることができるという利点がある。また、従来のように長方形の箱の中に実装した場合に比べて小型であるという利点がある。

２段フィルタやデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスをダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス４３４の代わりに用いるとハウジング４５３内にループ状の光ファイバの配線をしなくてはならず、ハウジングの大型化を招く。したがって、パッチコードとして図２８の波長多重化器を実装する場合はダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの採用が望ましい。

なお、波長多重化器や光アッドドロップマルチプレクサなどの波長ルータを、図２９のように誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群を２群に分けてハウジングに実装し、ハウジング間をコードでつないで良いことは言うまでもない。すなわち、図２９の構成は図２８の回路構成に限定されることはない。

図３０ないし図３２を用いて本発明の実施例１２の波長ルータ及び光通信ネットワークについて説明する。実施例９において図２５を用いて説明したように、本発明の波長ルータを用いると、複数の論理的ネットワークトポロジーをリング状光ファイバネットワーク上に形成することができる。本実施例は波長数をより多く用いることのできる高密度波長多重（ＤＷＤＭ）を用いて、柔軟なネットワーク構造を形成するものである。

図３０（ａ）において波長ルータ４６１ないし４６８が２本の光ファイバ４７１及び、４７２によって二重リング状に接続されている。実施例３において図９及び図８を用いて説明したネットワークと構造は類似している。実施例３との違いは、全ての波長ルータ間にフルメッシュ状のネットワークが形成されているのではないことである。まず、波長ルータ４６１、４６４、４６５、及び４６８の間に波長λ１ないしλ６を用いてフルメッシュネットワークが形成されている。また波長ルータ４６１を中心として波長ルータ４６２と４６３との間に第一のスター状ネットワーク（スター１）が波長λ７と波長λ８とを用いて形成されている。さらに波長ルータ４６８を中心として波長ルータ４６６と４６７との間に第二のスター状ネットワーク（スター２）が波長λ９と波長λ１０とを用いて形成されている。このような波長配置を図３０（ｂ）に示す。

スター型のトポロジーは中心（親局）となる波長ルータには子局数Ｎの波長数をアッドドロップできる光アッドドロップマルチプレクサーを配置し、子局の波長ルータにはその子局を特定するひとつの波長だけをアッドドロップする光アッドドロップマルチプレクサーを配置する。したがって、最大Ｎ個の子局を収容するスター型トポロジーの親局はＮ波長の光アッドドロップマルチプレクサーを備える。ただし、一本の光ファイバで上りと下りの波長を変えて双方向伝送をする場合は、２Ｎ個の波長数が必要となる。

図３１は、一例として波長ルータ４６１の内部構造を示す。入力ポート４９２ａからの光信号はエルビウムドープファイバ光増幅器４９１ａで増幅された後、第一の光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）４８１ａ、第二の光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）４８２ａを経て出力ポート４９３ａと送られる。第一の光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）４８１ａは波長λ１ないしλ６を用いてフルメッシュを形成するような波長配置を有している。一方、第二の光アッドドロップマルチプレクサー（ＯＡＤＭ）４８２ａは波長λ７とλ８を用いてスター１を形成するような波長配置を有している。

このように複数のネットワークトポロジーを図３０のようなリング状光ファイバトポロジー上に形成するには、必要に応じて適当な波長配置を有する光アッドドロップマルチプレクサーを縦接続すれば良い。

なお、エルビウムドープファイバ光増幅器４９１ｂ、光アッドドロップマルチプレクサー４８１ｂ、４８２ｂはポート４９２ｂからの光信号に対して上記と同様の光増幅、アッドドロップを行っている。

図３２は本実施例の変形例の波長ルータである。この図では波長ルータの半分、すなわち、図３２上の左側からの光信号を増幅、光アッドドロップして右側へ送る機能部分のみを示している。実際には、図３２上の右側からの光信号を増幅、アッドドロップすべく、図示しない光増幅器と光アッドドロップマルチプレクサーが波長ルータには備えられている。

さて、図３２（ａ）においてはエルビウムドープファイバ光増幅器４９１ｃの後段に第一の光アッドドロップマルチプレクサー４８３が接続されている。この光アッドドロップマルチプレクサー４８３は図８に示した光アッドドロップマルチプレクサー１０１と同様の構造をしており、波長λ１ないしλ２８を用いて８個のノード（波長ルータ）間にフルメッシュ状のネットワークを形成している。光アッドドロップマルチプレクサー４８３の後段には第二の光アッドドロップマルチプレクサー４８４が接続されている。

この第二の光アッドドロップマルチプレクサー４８４は図３２（ｂ）に示すような構造を有している。２つのアレイ状導波路回折格子４８５ａと４８５ｂからなる光アッドドロップマルチプレクサーである。この２つのアレイ状導波路回折格子４８５ａと４８５ｂは波長λ２９からλ４４の１６波長をマルチプレクス及びデマルチプレクスすることができる。アッドドロップしない波長は２つのアレイ状導波路回折格子４８５ａと４８５ｂの対応するポート間を光ファイバで短絡し、アッドドロップする波長は対応するポートを外部に引き出している。

なお、アレイ状導波路回折格子に代えて、誘電体薄膜スリーポートデバイスを多重縦接続して形成した波長多重化器や、ファイバーブラッググレーティングフィルタを多重縦接続した波長多重化器などを用いても良い。要は波長多重化器（マルチプレクサー、デマルチプレクサー）を向かい合わせにすればよいのである。

図３２（ａ）及び、図３２（ｂ）のような構成としたので、図３２（ｃ）に示すような波長配置を実現することができる。すなわち、波長λ１ないしλ２８を用いてフルメッシュのネットワークを構築し、波長λ２９ないしλ４４を用いてさらに追加の通信経路を任意に設けることができるのである。

フルメッシュ用光アッドドロップマルチプレクサー、スター用光アッドドロップマルチプレクサー、フリー用光アッドドロップマルチプレクサーなどを任意に縦接続することによりリング状光ファイバネットワーク上に様々な通信経路を波長多重によって実現することができる。

図３０（ｂ）や図３２（ｃ）において、各トポロジー形態（フルメッシュ、スター、フリーなど）に用いられる波長として連続した波長配置を示した。しかしながら、この波長配置は連続である必要はない。必要な数の波長を要素とする集合によって各トポロジー形態を実現することができ、各波長が物理的に連続していなくてはならない必要はない。

また、フルメッシュやスターなどのトポロジーの個数に制限は無く、フルメッシュを２個あるいはそれ以上の数、備えるようにすることも差し支えない。

図３３に本発明の実施例１３の波長ルータを示す。これまで述べてきたフルメッシュ型やスター型用の波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサー）、は図３３に示す基本構成要素の縦接続で実現することができる。

図３３（ａ）は２本の光ファイバを用いて構成したネットワーク用の光アッドドロップマルチプレクサーの基本構成要素５００である。基本構成要素５００は４つの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０１ないし５０４から成り立っている。４つの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０１ないし５０４は波長λｉの波長の誘電体薄膜フィルタを備えている。

誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０１の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０２の反射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０４の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０３の反射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０１の入射ポートはこの基本要素の入力ポートのひとつとなり、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０４の入射ポートはこの基本要素５００の入力ポートの別のひとつとなる。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０２の入射ポートと誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０３の入射ポートはそれぞれこの基本要素５００の出力ポートとなる。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０１ないし５０４の透過ポートはアッドドロップポートとなる。

図３３（ｂ）は一本の光ファイバを用いて上りと下りで異なる波長を用いて双方向伝送を行うタイプのリング状光ファイバ通信ネットワークに適用される光アッドドロップマルチプレクサーの基本構成要素５１０を示す。基本構成要素５１０は４つの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５０１ないし５０４から成り立っている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１１と５１３は波長λｉの誘電体薄膜フィルタを備え、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１２と５１４は波長λｊの誘電体薄膜フィルタを備えている。

誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１１の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１２の入射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１２の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１３の反射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１３の入射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１４の反射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１１の入射ポートはこの基本要素５１０の入出力ポートのひとつとなり、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１４の入射ポートはこの基本要素の入出力ポートの別のひとつとなる。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５１１ないし５１４の透過ポートはアッドドロップポートとなる。

基本構成要素５００を２組用いると２本の光ファイバを用いた二重リング状光ファイバ通信ネットワーク上にポイント・ツー・ポイントの冗長化通信経路を実現できる。ポイント・ツー・ポイントは「線」に例えることができるわけで、この線を組み合わせることによってフルメッシュにせよスターにせよ任意のトポロジーを構築することができるのである。

基本構成要素５１０の同様に２組用いると１本の光ファイバを用いたリング状光ファイバ通信ネットワーク上にポイント・ツー・ポイントの冗長化通信経路を実現できる。ポイント・ツー・ポイントは「線」に例えることができるわけで、この線を組み合わせることによってフルメッシュにせよスターにせよ任意のトポロジーを構築することができるのである。

なお、図３３の基本要素５００ないし５１０と同等の光学回路を自由空間光学系、ガラスブロック上に誘電体薄膜フィルタを取り付けた構造を利用した自由空間光学系、ガラスやプラスチックなどから成る平面光導波路上に実現することもでき、本発明はこれらの実現例も含むことは言うまでもない。

図３４に本発明の実施例１４の光通信ネットワークを示す。基地局１００２と光信号分岐回路ユニット１００１ａないし１００１ｄが光ファイバ１００４によって直列に接続されている。光信号分岐回路ユニット１００１ａないし１００１ｄには、それぞれクライアント局群１００３ａないし１００３ｄがそれぞれ接続されている。

図３５に光信号分岐回路ユニット１００１の内部構造を示す。光信号分岐回路ユニット１００１は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１１及び１０１２、送信波長がＣＷＤＭ（低密度波長多重）波長であるＣＷＤＭ光トランシーバ１０１３、送信波長が１．５μｍの波長である１．５μｍ光トランシーバ１０１４、ＷＤＭ（波長多重）光ファイバカプラ１０１５、３２分岐のツリーカプラ１０１６から成り立っている。ポート１０１７は基地局に違い側のポートであり、ポート１０１８は次段の光信号分岐回路ユニットへと接続されるポートである。ポート群１０２１はクライアント局群に接続されるポートである。

誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１１及び１０１２は図４５（ａ）に示したものと同様の内部構造を有し、図４５（ｂ）のように簡略化したシンボルで示す。

図３６は基地局１００２内に設けられた波長多重化装置１０４０を示す図である。ローカル光トランシーバ１０４１ａないし１０４１ｄ、リモート用ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０４２ａないし１０４２ｄ、及び波長多重化器４３とから成り立っている。ローカル光トランシーバ１０４１ａないし１０４１ｄの左側には図示しないＰＯＮスイッチが接続されている。ＣＨ１ないしＣＨ４はＰＯＮの各チャネルを示している。

図示しないＰＯＮスイッチからのＣＨ１ないしＣＨ４の光信号はローカル光トランシーバ１０４１ａないし１０４１ｄによって電気信号に変えられた後、リモート用ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０４２ａないし１０４２ｄによってＩＴＵ−Ｔによって定められたＣＷＤＭ波長の内から選ばれたλ１、λ３、λ５、λ７の波長に変換され、波長多重化器４３によって波長多重化された後、光ファイバ１００４を経て、それぞれ光信号分岐回路ユニット１００１ａないし１００１ｄへと送られる。ここで光トランシーバのＲは光信号の受信ポート、Ｔは光信号の送信ポート、Ｒｘは光信号の受信号に対応する電気信号の出力ポート、Ｔｘは光信号の送信信号に対応する電気信号の入力ポートである。

また、光信号分岐回路ユニット１００１ａないし１００１ｄからはそれぞれ波長λ２、λ４、λ６、λ８の光信号が光ファイバ１００４を経て送られてくる。この波長λ２、λ４、λ６、λ８もＩＴＵ−Ｔによって定められたＣＷＤＭ波長の内から選ばれた波長を用いている

ＩＴＵ−Ｔでは、ＣＷＤＭ波長は１２７０ｎｍから１６１０ｎｍまでの２０ｎｍおきの波長が定められている。ＩＴＵ−Ｔで定められたＣＷＤＭ波長の内、１４７０ｎｍから１６１０ｎｍまでの８波長が特によく使われている。本実施例では、λ１＝１４７０ｎｍ、λ２＝１４９０ｎｍ、λ３＝１５１０ｎｍ、λ４＝１５３０ｎｍ、λ５＝１５５０ｎｍ、λ６＝１５７０ｎｍ、λ７＝１５９０ｎｍ、λ８＝１６１０ｎｍを用いている。

光ファイバ１００４を経て送られた光信号は図３５に示すような光信号分岐回路ユニット１００１によってドロップされる。例えば、光信号分岐回路ユニット１００１ａは波長λ１の光信号を誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１１によってドロップする。一方、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１２によって波長λ２の光信号がアッドされて基地局１００２側へと送られる。光信号分岐回路ユニット１００１ａ内のＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３はλ２の光信号を送信するようになっている。ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３と１．５μｍ光トランシーバ１０１４とは背中合わせに組み合わされている。ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３によって受信された光信号は電気信号に変換されて１．５μｍ光トランシーバ１０１４に送られて１．５μｍの波長に変えられてＷＤＭ光ファイバカプラ、ツリーカプラ１０１６を経てクライアント局群１００３ａへと送られる。

光信号分岐ユニット１００１ｂでは波長λ３の光信号をドロップし波長λ４の光信号をアッドする。光信号分岐ユニット１００１ｃでは波長λ５の光信号をドロップし波長λ７の光信号をアッドする。光信号分岐ユニット１００１ｄでは波長λ７の光信号をドロップし波長λ８の光信号をアッドする。

クライアント局群１００３ａからの波長１．３μｍの光信号はツリーカプラ１０１６、ＷＤＭカプラ１０１５を経て１．５μｍ光トランシーバ１０１４の受信ポート（Ｒ）へと送られる。この波長１．３μｍの光信号は１．５μｍ光トランシーバ１０１４で電気信号に変換された後、ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３によって波長λ１の光信号に変えられて誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１２を経て基地局１００２へと送られる。

上記のように構成されたので、本実施例では一本の光ファイバで４チャネルのＴＤＭ信号を送受信することができる。各チャネルで３２局までのクライアント局を収容できるので合計１２８局までのクライアント局が収容可能である。したがって、光ファイバ敷設費用を削減に効果がある。

図３７に本発明の実施例１５の光信号分岐回路５を示す。光信号分岐回路ユニット５は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１１及び１０１２、ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３、ＷＤＭ（波長多重）光ファイバカプラ１０１５、３２分岐のツリーカプラ１０１６から成り立っている。ポート１０１７は基地局に違い側のポートであり、ポート１０１８は次段の光信号分岐回路ユニットへと接続されるポートである。ポート群１０２１はクライアント局群に接続されるポートである。

光信号分岐回路ユニット５と光信号分岐回路ユニット１００１の違いは、光信号分岐回路ユニット１０５０とは１．５μｍ光トランシーバ１０１４を備えておらず、ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３だけでツリーカプラ１０１６からの基地局への上りの光信号の波長変換（１．３μｍ→ＣＷＤＭ波長）を行っている点である。ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３のＴｘ端子とＲｘ端子が短絡されており、ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３の光信号入力ポート（Ｒ）に入力した波長１．３μｍの光信号は、ＣＷＤＭ波長の光信号λｊに変換されて誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１２を経て基地局へと送られる。

また、基地局から送られたＣＷＤＭ波長λｉの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０１１を経てＷＤＭ光ファイバカプラ１０１５を経てツリーカプラ１０１６へと送られる。一般に光信号を受信するのに用いられるフォトダイオードはＣＷＤＭ波長全域（１２７０−１６１０ｎｍ）にわたる広い波長範囲に感度を有しているので、上記のように構成してもクライアント局側の受信に問題は生じない。

本実施例では、フォトダイオードのこの特徴を利用して、１．５μｍ光トランシーバ１０１４を省略してコスト削減をしたことに主な特徴がある。なお、ＣＷＤＭ（低密度波長多重）光トランシーバ１０１３のＲｘ端子とＴｘ端子の間に図示しないクロック再生リタイミング回路を設けても良い。クロック再生リタイミング回路を設けることによって、光信号の歪みを補正することができる。また、ＷＤＭ光ファイバカプラ１０１５に変えて誘電他薄膜フィルタ型スリーポートデバイスなどの他の波長多重化手段を用いても良い。

本実施例の構成によれば、実施例１４の場合に比べて光信号分岐ユニット中から１．５μｍ光トランシーバを省略することができ、コスト削減の効果がある。

図３８ないし図３９を用いて本発明の実施例１６について説明する。図３８は光信号分岐回路ユニット１０５０ａ、１０５０ｂ、１０５０ｃ、１０５０ｄの内部構造を及びこれらの光信号分岐回路ユニットからなる光通信ネットワークを示している。図３９には基地局内に設けられる波長多重化装置を示している。

本実施例では、下り信号に４つの波長を用い、上り信号には一つの波長を用いており、上りと下りで非対称な伝送容量を実現している。また、光信号分岐回路が完全な受動回路で構成されている。

図３８において、参照番号１０５１ａ、１０５１ｂ、１０５１ｃはそれぞれ波長λ１、λ２、λ３を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号１０５２ａ、１０５２ｂ、１０５２ｃはそれぞれ波長λ１、λ２、λ３を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号１０５３ａないし１０５３ｃ及び１０５４ａないし１０５４ｃはλ０を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号１０５５ａ、１０５５ｂ、１０５５ｃはそれぞれ分岐比３：１、２：１、１：１の光ファイバカプラ、そして、参照番号１０５６ａないし１０５６ｄは８分岐のツリーカプラである。

基地局からの下りの光信号の内、波長λ１の光信号は光信号分岐回路ユニット１０５０ａ内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５１ａによってドロップされて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５２ａを経てツリーカプラ１０５６ａによって分岐されて図示しないクライアント局群に送られる。

基地局からの下りの光信号の内、波長λ２の光信号は光信号分岐回路ユニット１０５０ｂ内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５１ｂによってドロップされて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５２ｂを経てツリーカプラ１０５６ｂによって分岐されて図示しないクライアント局群に送られる。

基地局からの下りの光信号の内、波長λ３の光信号は光信号分岐回路ユニット１０５０ｃ内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス５ｃｂによってドロップされて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５２ｃを経てツリーカプラ１０５６ｃによって分岐されて図示しないクライアント局群に送られる。

基地局からの下りの光信号の内、波長λ４の光信号は光信号分岐回路ユニット１０５０ｄ内のツリーカプラ１０５６ｄによって分岐されて図示しないクライアント局群に送られる。

一方、光信号分岐回路ユニット１０５０ｄに接続されている図示しないクライアント局群からの上りの波長λ０ｄの光信号は、光信号分岐回路ユニット１０５０ｄ内のツリーカプラ１０５６ｄを経て、光信号分岐回路ユニット１０５０ｃ内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５４ｃでドロップされて光ファイバカプラ１０５５ｃに送られる。光信号分岐回路ユニット１０５０ｃに接続されている図示しないクライアント局群からの上りの波長λ０ｃの光信号は、ツリーカプラ１０５６ｃ、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５２ｃの反射ポートを経て光ファイバカプラ１０５５ｃに送られる。光ファイバカプラ１０５５ｃによって、光信号分岐回路ユニット１０５０ｄの上り信号と光信号分岐回路ユニット１０５０ｃの上り信号とは合流される。合流された上り信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５３ｃによって基地局側へ送られる。

光信号分岐回路ユニット１０５０ｄと１０５０ｃの上り信号の合流信号は、光信号分岐回路ユニット１０５０ｂ内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５４ｂでドロップされて光ファイバカプラ１０５５ｂに送られる。光信号分岐回路ユニット１０５０ｂに接続されている図示しないクライアント局群からの上りの波長λ０ｂの光信号は、ツリーカプラ１０５６ｂ、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５２ｂの反射ポートを経て光ファイバカプラ１０５５ｂに送られる。光ファイバカプラ１０５５ｂによって、光信号分岐回路ユニット１０５０ｄ及び１０５０ｃの上り信号と光信号分岐回路ユニット１０５０ｂの上り信号とは合流される。合流された上り信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５３ｂによって基地局側へ送られる。

光信号分岐回路ユニット１０５０ｄ、１０５０ｃ、１０５０ｂの上り信号の合流信号は、光信号分岐回路ユニット１０５０ａ内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５４ａでドロップされて光ファイバカプラ１０５５ａに送られる。光信号分岐回路ユニット１０５０ａに接続されている図示しないクライアント局群からの上りの波長λ０ａの光信号は、ツリーカプラ１０５６ａ、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５２ｃの反射ポートを経てｍ光ファイバカプラ１０５５ａに送られる。光ファイバカプラ１０５５ａによって、光信号分岐回路ユニット１０５０ｄ、１０５０ｃ、１０５０ｂの上り信号と光信号分岐回路ユニット１０５０ａの上り信号とは合流される。合流された上り信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０５３ａによって基地局側へ送られる。

なお、波長λ０は波長１３１０ｎｍ±４０ｎｍ程度の範囲の波長である。これはクライアント局には安価だが波長精度の低いファブリーペローレーザーを用いるためである。波長λ０ａないしλ０ｄは光信号の流れを説明する上で区別しているのみで、波長は１３１０ｎｍ±４０ｎｍ程度の範囲に含まれている。

上記のように図３８の光通信ネットワークは動作するので、波長λ１からλ４の下り信号はそれぞれ８分岐されてクライアント局に送られ、最大３２局のクライアント局からの波長λ０の光信号がひとつに合流されて基地局へと送られる。

図３９には基地局側に組み込まれる波長多重化装置の構造を示す。ＣＷＤＭ光トランシーバ１０５７ａないし１０５７ｄと波長多重化器１０５８とから成り立っている。ＣＷＤＭ光トランシーバ１０５７ａないし１０５７ｄはＲｘ端子とＴｘ端子とが短絡されており、ひとつの光トランシーバで波長変換が実現されている。ＣＨ１からＣＨ４の下り信号、ＣＨ０の上り信号が波長多重化器１０５８によって多重化されている。

本実施例によれば、光信号分岐回路を全て受動部品で構成しているので、光信号分岐回路への電源供給の必要が無く、また、信頼性も高い。また、下りの信号に４波、上り信号に１波用いているので、下りの帯域幅を広く取ることができる。例えば、１波あたり１００Ｍｂｐｓの伝送速度であったとすると、上りは１００Ｍｂｐｓを３２局でシェアし、下りは１００Ｍｂｐｓを８局でシェアすることになる。一般に基地局からの下り信号の方が広帯域を要求されることが多いので、このような伝送容量の配置は経済的効果が大きい。

図４０に本発明の実施例１７の光信号分岐回路ユニット１０６０ａないし１０６０ｄの内部構造及び、これら光信号分岐回路ユニットからなる光通信ネットワークを示す。

図４０において、参照番号１０６１ａ、１０６１ｂ、１０６１ｃはそれぞれ波長λ１、λ２、λ３を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号１０６２ａ、１０６２ｂ、１０６２ｃはそれぞれ波長λ１、λ２、λ３を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号１０６３ａないし１０６３ｂ、１０６４ａ、及び１０６４ｃはλ０を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号１０６３ｃはλ５を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号１０６５ａと１０６５ｃは分岐比１：１の光ファイバカプラ、参照番号１０６６ａないし１０６６ｄは８分岐のツリーカプラ、そして、参照番号１０６７はＣＷＤＭ光トランシーバである。

光信号分岐回路ユニット１０６０ａは実施例１６の光信号分岐回路ユニット１０５０ａと同様の構成を有しており、光ファイバカプラ１０６５ａの分岐比が１：１である点のみが光信号分岐回路ユニット１０５０ａと異なる。光信号分岐回路ユニット１０６０ｄは実施例１６の光信号分岐回路ユニット１０５０ｄと同等の構造をしている。光信号分岐回路ユニット１０６０ｂと１０６０ｃが実施例１６と異なる構造を有している。

光信号分岐回路ユニット１０６０ｃにおいて、実施例１６と同様の仕組みによって光ファイバカプラ１０６５ｃに光信号分岐回路１０６０ｄと１０６０ｃの上り信号が合流される。この合流された光信号はＣＷＤＭトランシーバ１０６７によって波長λ５の光信号に変換された後、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０６３ｃを経て基地局側へと送られる。このように光信号分岐回路ユニット１０６０ｄと１０６０ｃの上り信号のみを合流させて波長変換して基地局へ送る点が実施例１６との主要な相違点である。

光信号分岐回路ユニット１０６０ｂでは、ツリーカプラ１０６６ｂからの波長λ０ｂの上り信号が誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０６２ｂの反射ポート、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０６３ｂを経て基地局側へ送られる。光信号分岐回路ユニット１０６０ａでは、光信号分岐回路ユニット１０６０ｂから送られてきた波長λ０ｂの光信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０６４ａでドロップされた後、光ファイバカプラ１０６５ａへと送られる。また、ツリーカプラ１０６６ａからの波長λ０ａの上り信号が誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０６２ａの反射ポートを経て光ファイバカプラ１０６５ａへと送られる。光ファイバカプラ１０６５ａではλ０ｂとλ０ａの光信号が合流された後、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０６３ａでアッドされて基地局側へと送られる。

本実施例の光通信ネットワークは上記のように構成されているので、下りの光信号はλ１ないしλ４の４波長の光信号がそれぞれ８分岐されてクライアント局側へ伝えられる。また、λ０とλ５の２波長の光信号にそれぞれ１６局ずつ分のクライアント局の上り信号が合流されて基地局へと送られる。

本実施例によれば、下りと上りに割り当てる波長数を任意に変えることができるという効果がある。

図４１及び図４２を用いて本発明の実施例１８の光信号分岐回路ユニットと光通信ネットワークを説明する。図４１は本実施例の光通信ネットワークの構成を示す図である。また、図４２は本実施例の光信号分岐回路ユニット１０７１の内部構造を示す図である。

図４１において、参照番号１０７１ａ、１０７１ｂ、１０７１ｃ、及び１０７１ｄは本実施例の光信号分岐回路ユニットであり、参照番号１０７２は基地局である。基地局１０７２と光信号分岐回路ユニット１０７１ａないし１０７１ｄは光ファイバ１０７４によってリング状に接続されている。また、各光信号分岐回路ユニット１０７１ａないし１０７１ｄにはそれぞれクライアント局群１０７３ａないし１０７３ｄが接続されている。

図４２において、参照番号１０８１、１０８３は透過波長λｉの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスであり、参照番号１０８２、１０８４は透過波長λｊの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスであり、参照番号１０８５、１０８６は送信波長λｊのＣＷＤＭ光トランシーバであり、参照番号１０８７はクロスポイントスイッチ及び制御部であり、参照番号１０８８、１０８９は送信波長１．５μｍの光トランシーバであり、参照番号１０９０、１０９１はＷＤＭ光ファイバカプラであり、参照番号１０９２、１０９３は３２分岐のツリーカプラであり。また、参照番号１０９６は左回りの伝送経路用の入出力ポート、参照番号１０９７は右回りの伝送経路用の入出力ポート、参照番号１０９４及び１０９５はクライアント局群への入出力ポートである。

図４１及び図４２の構成によれば、波長λｉと波長λｊの２波長を使って、基地局１０７２から光信号分岐回路ユニット１０７１に対して右回りと左回りの２方向で通信経路を形成することができる。したがって、実施例１４などの場合に比べて、同じ波長数で２倍の通信容量が実現できるばかりでなく、リング状のファイバの一カ所が切断された場合でも、右回りもしくは左回りのどちらかの経路は生き残ることになり冗長化された通信ネットワークが実現できるという利点がある。

図４２において、右回りの伝送経路用の入出力ポート１０９６からの波長λｉの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０８１によってドロップされて、ＣＷＤＭ光トランシーバ１０８５の受信ポート（Ｒ）を送られる。電気信号に変換された波長λｉの光信号は、ＣＷＤＭ光トランシーバ１０８５のＲｘ端子からクロスポイントスイッチ及び制御部１０８７を経て、通常は光トランシーバ１０８８へ送られる。そして波長１．５μｍの波長に変換されてＷＤＭ光ファイバカプラ１０９０、ツリーカプラ１０９２を経てクライアント局群への入出力ポート１０９４へと送られる。

反対にクライアント局群から入出力ポート１０９４へと送られてきた、波長１．３μｍの光信号はツリーカプラ１０９２、ＷＤＭ光ファイバカプラ１０９０、光トランシーバ１０８８、クロスポイントスイッチ及び制御部１０８７を経て、通常はＣＷＤＭ光トランシーバ１０８５へ送られて、波長λｊの光信号に変換される。この波長λｊの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０８２によってアッドされて右回りの伝送経路用の入出力ポート１０９６へと送られる。

図４２において、左回りの伝送経路用の入出力ポート１０９７からの波長λｉの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０８３によってドロップされて、ＣＷＤＭ光トランシーバ１０８６の受信ポート（Ｒ）を送られる。電気信号に変換された波長λｉの光信号は、ＣＷＤＭ光トランシーバ１０８６のＲｘ端子からクロスポイントスイッチ及び制御部１０８７を経て、通常は光トランシーバ１０８９へ送られる。そして波長１．５μｍの波長に変換されてＷＤＭ光ファイバカプラ１０９１、ツリーカプラ１０９３を経てクライアント局群への入出力ポート１０９５へと送られる。

反対にクライアント局群から入出力ポート１０９５へと送られてきた、波長１．３μｍの光信号はツリーカプラ１０９３、ＷＤＭ光ファイバカプラ１０９１、光トランシーバ１０８９、クロスポイントスイッチ及び制御部１０８７を経て、通常はＣＷＤＭ光トランシーバ１０８６へ送られて、波長λｊの光信号に変換される。この波長λｊの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０８４によってアッドされて右回りの伝送経路用の入出力ポート１０９７へと送られる。

図４１のリング状光ファイバ１０７４がどこかで切断されて右回りない左回りの光通信経路のいずれかが遮断された場合、クロスポイントスイッチ及び制御部１０８７は、生きている通信経路の光トランシーバ１０８８および１０８９を並列に接続するように動作する。通信経路の遮断はＣＷＤＭ光トランシーバ１０８５ないし１０８６からの図示しないリンク信号検出機構によって検出することができる。なお、図４１の基地局１０７２内には図３６で示した波長多重化装置１０４０に相当する装置が２系統設けられている。

図４２の光信号分岐回路ユニットにおいて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０８１と１０８３をひとつのデュプリケート型誘電体フィルタ型スリーポートデバイスで構成することもできる。また、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス１０８２と１０８４をひとつのデュプリケート型誘電体フィルタ型スリーポートデバイスで構成することもできる。

デュプリケート型誘電体フィルタ型スリーポートデバイスについては実施例５において図１３を用いて説明した。

デュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを本実施例の光信号分岐回路ユニットに用いることによって、部品点数を削減しコストを低下させることができるという利点がある。

図４３を用いて本発明の実施例２０の光通信ネットワークを説明する。図４３において、基地局側通信装置１５０１からの光信号は２×２光スイッチ１５０２を経て光ファイバ（通常経路）１５０５または光ファイバ（バックアップ経路）１５０４を経て２×ｎ分岐のスプリッター１５０８を経てクライアント局９へと接続されている。クライアント局は通常、３２局程度がひとつのスプリッター１５０８に接続されている。したがって、通常はｎ＝３２となるが、ｎは２以上の任意の整数を取ることができる。また、２×２光スイッチ１５０２には監視装置（ＯＴＤＲ）装置１５０３が接続されると共に、光ファイバ（通常経路）１５０５と２×ｎ分岐のスプリッター１５０８との間には監視光（ＯＴＤＲ光）カットフィルタ１５０７が、光ファイバ（バックアップ経路）１５０４と２×ｎ分岐のスプリッター１５０８との間には監視光（ＯＴＤＲ光）カットフィルタ１５０６がそれぞれ設けられている。

基地局側通信装置１５０１はＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）においてＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）と呼ばれる装置であり、クライアント局１５０９にはＰＯＮにおいてＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）と呼ばれる装置が設けられている。ＰＯＮでは基地局側通信装置（ＯＬＴ）１５０１からの信号が２×ｎ分岐のスプリッター１５０８によって多数（３２局程度）のクライアント局（ＯＮＵ）１５０９に分配されることになる。また、クライアント局（ＯＮＵ）１５０９からの信号は２×ｎ分岐のスプリッター１５０８によって集められて基地局側通信装置（ＯＬＴ）１５０１に送られる。

図４３の本実施例では、２×２光スイッチ１５０２によっていわゆるプロテクションメカニズムを実現している。もしも光ファイバ（通常経路）１５０５に断線などが生じたなら、２×２光スイッチ１５０２によって信号の伝送経路を光ファイバ（バックアップ経路）１５０４と切り替えることができる。そして、監視装置（ＯＴＤＲ）装置１５０３は光ファイバ（通常経路）１５０５に接続されるので、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）によって光ファイバの断線箇所を調べることができるのである。監視光（ＯＴＤＲ光）は監視光（ＯＴＤＲ光）カットフィルタ１５０６ないし１５０７によってカットされるので、監視光（ＯＴＤＲ光）が２×ｎ分岐のスプリッター１５０８を越えてクライアント局１５０９側へ送られることはなく、ＰＯＮの運用をしながら光ファイバ断線箇所の検出を行うことができる。

なお、プロテクションを行うには監視装置（ＯＴＤＲ）装置１５０３は必須ではない。１×２の光スイッチを用いて監視装置（ＯＴＤＲ）装置１５０３を省略しても、通常経路断線時にバックアップ経路への切り替えを行うことはできるからである。また、光スイッチによる切り替えではなく、電気的スイッチによる切り替えによってプロテクションを実現することもできる。基地局側通信装置（ＯＬＴ）１５０１に光トランシーバを２系統用意しておき、それぞれのトランシーバを通常経路とバックアップ経路とに接続しておき、異常発生時に経路を切り替えれば良いのである。

本実施例によれば、ＰＯＮにおいて、基地局側通信装置（ＯＬＴ）１５０１と２×ｎ分岐のスプリッター１５０８との間に、光ファイバ（通常経路）１５０５と光ファイバ（バックアップ経路）１５０４とを設け、光ファイバの断線などの異常発生時に通常経路からバックアップ経路への切り替え（プロテクション）を行うことができる。また、２×２光スイッチの一端に監視装置（ＯＴＤＲ）装置１５０３を設けておくことにより、ＰＯＮの運用を停止せずに異常の生じた経路の断線箇所検知を行うことができるという効果がある。

なお、この発明は上述の実施例に限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

本発明の実施例１の波長ルータの内部構成を示す図である。 本発明の実施例１の二重リング状光通信ネットワークを示す図である。 波長ルータ２１と波長ルータ２２の間の波長ルーティングを示す図である。 本発明の実施例１における波長ルーティングパスを示す図である。 本発明の実施例２の波長ルータの内部構成を示す図である。 本発明の実施例２のリング状光通信ネットワークを示す図である。 本発明の実施例２における波長ルーティングパスを示す図である。 本発明の実施例３の波長ルータの内部構成を示す図である。 本発明の実施例３の二重リング状光通信ネットワークを示す図である。 本発明の実施例４の波長ルータの内部構造を示す図である。 光アッドドロップマルチプレクサーのアイソレーション不足の問題を示す図である。 本発明の実施例４における光増幅器の利得制御機構を示す図である。 デュプリケート誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの構造を示す図である。 本発明の実施例５の波長ルータを示す図である。 本発明の実施例６であるデュプリケート型のダブルパス型の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを示す図である。 本発明の実施例７のボックスに実装された波長ルータを示す図である。 別のボックスに実装された波長ルータを示す図である。 パッチコードとして実装された波長ルータを示す図である。 双方向伝送光ファイバ通信ネットワークを示す図である。 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスにおける透過光と反射光の関係を示す図である。 実施例８のボックスに実装された波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。 本発明の実施例９の波長ルータ（光アッドドロップマルチプレクサー）を示す図である。 波長ルータ３１１におけるクロストークの問題を示す図である。 スター型通信路形成用の波長ルータを示す図である。 波長ルータ３１１、３５１、３５２、３５３、及び３５４で形成した光通信ネットワークを示す図である。 本発明の実施例１０の波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。 本発明の実施例１０の４波長の波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。 本発明の実施例１１の波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。 本発明の実施例１１の波長多重化器をパッチコードとして実装した実施例を示す図である。 本発明の実施例１２の光通信ネットワークを示す図である。 本発明の実施例１２の波長ルータの内部構造を示す図である。 本発明の実施例１２の波長ルータの変形例を示す図である。 本発明の実施例１３の波長ルータを示す図である。 本発明の実施例１４の光通信ネットワークを示す図である。 光信号分岐回路ユニット１００１の内部構造を示す図である。 基地局１００２内に設けられた波長多重化装置１０４０を示す図である。 本発明の実施例１５の光信号分岐回路の内部構造を示す図である。 本発明の実施例１６の光信号分岐回路及び光通信ネットワークを示す図である。 本発明の実施例１６で基地局内に組み込まれる波長多重化装置の構造を示す図である。 本発明の実施例１７の光信号分岐回路ユニット及び光通信ネットワークを示す図である。 本発明の実施例１８の光通信ネットワークの構成を示す図である。 本発明の実施例の光信号分岐回路ユニット１０７１の内部構造を示す図である。 本発明の実施例１９の光通信ネットワークを説明する図である。 従来の光アッドドロップマルチプレクサーを示す図である。 従来の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス６２０の構造を示す図である。 従来の受動型光ファイバ通信ネットワーク（ＰＯＮ）を示す図である。

符号の説明

１−１２…誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス
２０、２１−２４…波長ルータ
２５…外周側光ファイバ
２６…内周側光ファイバ
２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂ…光ファイバ
３０、３１−３４…ローカルポート群
４１−４４…スイッチあるいはルータ
４５…着脱自在の光トランシーバ
５０、５１、５２…波長ルーティングパス

Claims (38)

1. 第一の入力ポート、第一の光アッドドロップマルチプレクサー、第一の出力ポート、第二の入力ポート、第二の光アッドドロップマルチプレクサー、第二の出力ポートを備えた波長ルータにおいて、
   予め定められたノード数Ｎに対して、第一のアッドドロップマルチプレクサーは（Ｎ−１）組のアッド手段ドロップ手段対を備え、第二の光アッドドロップマルチプレクサーは（Ｎ−１）組のアッド手段ドロップ手段対を備えていることを特徴とする波長ルータ。
2. 請求項１の波長ルータにおいて、
   さらに第一の光増幅器と第２の光増幅器とを備え、第一の光増幅器は前記第一の光アッドドロップマルチプレクサーの前置増幅器として備えられ、第二の光増幅器は前記第二の光アッドドロップマルチプレクサーの前置増幅器として備えられていることを特徴とする波長ルータ。
3. 請求項１の波長ルータにおいて、
   少なくとも第一及もしくは第二のアッドドロップマルチプレクサーが下式で示されるＡｉで与えられる波長配置の中から空集合で表される波長以外を実装したことを特徴とする波長ルータ。
   

   
4. 請求項１の波長ルータにおいて、
   少なくとも第一及もしくは第二のアッドドロップマルチプレクサーが下式で示されるＡｉで与えられる波長配置の中から空集合で表される波長以外を実装したことを特徴とする波長ルータ。
   

   
5. 複数のノードを２系統のリング状光ファイバによって接続した光通信ネットワークにおいて、
   該ノードの少なくともひとつが請求項１ないし４の波長ルータを備えていることを特徴とする光通信ネットワーク。
6. 請求項２の波長ルータにおいて、
   さらに第一の波長多重化器と第二の波長多重化器とを備え、第一の波長多重化器が第一の光増幅器の出力と第二の光アッドドロップマルチプレクサーの入力とを波長多重化し、第二の波長多重化器が第二の光増幅器の出力と第一の光アッドドロップマルチプレクサーの入力とを波長多重化することを特徴とする波長ルータ。
7. 複数のノードを１系統のリング状光ファイバによって接続した光通信ネットワークにおいて、
   該ノードの少なくとも一つが請求項６の波長ルータを備えていることを特徴とする光通信ネットワーク。
8. ひとつの入力ポート、ひとつの光アッドドロップマルチプレクサー、ひとつの出力ポート、を備えた波長ルータにおいて、
   予め定められたノード数Ｎに対して、該アッドドロップマルチプレクサーは２（Ｎ−１）組のアッド手段ドロップ手段対を備えていることを特徴とする波長ルータ。
9. 請求項８の波長ルータにおいて、
   前記アッドドロップマルチプレクサーが下式で示されるＡｉで与えられる波長配置の中から空集合で表される波長以外を実装したことを特徴とする波長ルータ。
   

   
10. 複数のノードを１系統のリング状光ファイバによって接続した光通信ネットワークにおいて、
    該ノードの少なくとも一つが請求項８ないし９の波長ルータを備えていることを特徴とする光通信ネットワーク。
11. 波長多重化された複数の光信号を同時増幅する光増幅器において、
    光増幅器の出力信号から特定のひとつの光信号を取りだす手段と、この取り出されたひとつの光信号の強度測定手段と、光増幅器の利得制御手段とを備え、該強度測定手段の値に応じて該利得制御手段を制御することを特徴とする光増幅器。
12. 請求項２の波長ルータにおいて、
    前記第一及び第二の光増幅器の内、少なくともひとつが請求項１１の光増幅器であることを特徴とする波長ルータ。
13. 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの縦接続によって構成された光アッドドロップマルチプレクサーにおいて、
    ドロップ手段として用いられる誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスが二段フィルタ型であることを特徴とする波長ルータ。
14. 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの縦接続によって構成された光アッドドロップマルチプレクサーにおいて、
    ドロップ手段として用いられる誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスがダブルパス型であることを特徴とする波長ルータ。
15. 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスにおいて、
    第一の入射ポート、第一の反射ポート、第一の透過ポート、第二の入射ポート、第二の反射ポート、第二の透過ポート、コリメータレンズ、誘電体薄膜フィルタ。及び反射ミラーとを備え、
    第一の入射ポート、第一の反射ポート、第一の透渦ポート、第二の入射ポート、第二の反射ポート、及び第二の透過ポートはコリメータレンズを中心として前記誘電体ミラーとは反対側に配置されていることを特徴とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス。
16. ボックス内に実装された波長ルータにおいて、
    該ボックスのいずれかの面上に波長ルータの波長ルーティングを示す図が記載されていることを特徴とする波長ルータ。
17. パッチコード形式に実装された波長ルータにおいて、
    該パッチコードのいずれかの面上に波長ルータの波長ルーティングを示す図が記載されていることを特徴とする波長ルータ。
18. パッチコード形式に実装された波長ルータにおいて、
    二つのハウジングとこの二つのハウジングを結ぶコードとを有し、それぞれの該ハウジング内には誘電体スリーポートデバイスが収納され、該コードには該誘電体スリーポート間を配線する光ファイバが収納されていることを特徴とする波長ルータ。
19. 光アッドドロップマルチプレクサーにおいて、
    ふたつの波長多重化手段を向かい合わせに設け、アッドドロップしない波長はこの二つの波長多重化手段の対応するポート同士を光ファイバで短絡接続し、アッドドロップする波長はアッドドロップポートに引き出すことを特徴とする光アッドドロップマルチプレクサー。
20. 請求項１９の光アッドドロップマルチプレクサーにおいて、
    前記波長多重化手段はアレイ状導波路回折格子であることを特徴とする光アッドドロップマルチプレクサー。
21. 光アッドドロップマルチプレクサーを有する波長ルータにおいて
    複数の波長の中から選び出して波長の集合を複数作り、この波長の集合にネットワークトポロジーを対応させた光アッドドロップマルチプレクサーを設け、この光アッドドロップマルチプレクサーを縦接続することによって任意のネットワークトポロジーを実現することを特徴とする波長ルータ。
22. 一本の光ファイバで上りと下りとで波長を変えて双方伝送を行う波長ルータにおいて、
    ＩＴＵ−Ｔで定められた低密度波長多重の波長を用い、
    いずれの上り波長といずれの下り波長ともが隣接波長とはならないように波長配置を定めたことを特徴とする波長ルータ。
23. 第一及び第二の入出力ポートを有する光アッドドロップマルチプレクサーにおいて、
    ＩＴＵ−Ｔで定められた低密度波長多重の波長を用い、かつ、一本の光ファイバで上りと下りとで波長を変えて双方伝送を行い、
    隣接波長からなる上りと下りの波長を複数対選び、かつ各波長対の間には一波長以上の間隔を空け、
    該入出力ポートの近傍にアッド手段群を設け、該当アッド手段群に囲まれるようにドロップ手段群を設けたことを特徴とする光アッドドロップマルチプレクサー。
24. 波長λｉの光信号をドロップする光ドロップ手段、波長λｊの光信号をアッドする光アッド手段、第一の光トランシーバ、第二の光トランシーバ、波長多重化手段、ツリーカプラを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。
25. 請求項２４の光信号分岐回路を複数備え、この光信号分岐回路がアッドドロップする波長をそれぞれの光信号分岐回路によって変え、この複数の光信号分岐回路を光ファイバを介して縦接続したことを特徴とする光通信ネットワーク。
26. 請求項２５の光通信ネットワークにおいて、
    さらに基地局を備え、該基地局には複数の伝送チャネルを波長多重化によって一本の光ファイバに束ねる波長多重化装置を備えていることを特徴とする光通信ネットワーク。
27. 光トランシーバの電気側出力端子と電気側入力端子とを接続し、光トランシーバの光入力ポートに入力した光信号を増幅して中継することを特徴とする光中継増幅器。
28. 請求項２７の光中継増幅器において、
    前記光トランシーバの電気側出力端子と電気側入力端子との間にクロック再生理タイミング回路を設けたことを特徴とする光中継増幅器。
29. 請求項２７ないし２８の光中継増幅器を用いた波長変換器であって、
    入力した光信号と出力される光信号の波長とが異なることを特徴とした波長変換器。
30. 波長λｉの光信号をドロップする光ドロップ手段、波長λ０をドロップする光ドロップ手段、波長λ０をアッドする光アッド手段、光ファイバカプラ、波長多重化手段、ツリーカプラを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。
31. 請求項３０の光信号分岐回路において、
    さらに、光トランシーバを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。
32. 波長λｉの光信号をドロップする光ドロップ手段、波長λ０をアッドする光アッド手段、光ファイバカプラ、波長多重化手段、ツリーカプラを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。
33. 波長λｉの光信号をドロップする第一の光ドロップ手段、波長λｊの光信号をアッドする第二の光アッド手段、波長λｉの光信号をドロップする第三の光ドロップ手段、波長λｊの光信号をアッドする第四の光アッド手段、第一の光トランシーバ、第二の光トランシーバ、第三の光トランシーバ、第四の光トランシーバ、第一の波長多重化手段、第二の波長多重化手段、第一のツリーカプラ、第二のツリーカプラ、クロスポイントスイッチ及び制御機構とを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。
34. 請求項３３の光信号分岐回路において、
    波長λｉの光信号をドロップする第一の光ドロップ手段と波長λｉの光信号をドロップする第三の光ドロップ手段とがデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成されていることを特徴とする光信号分岐回路。
35. 請求項３３の光信号分岐回路において、
    波長λｊの光信号をドロップする第二の光ドロップ手段と波長λｊの光信号をドロップする第四の光ドロップ手段とがデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成されていることを特徴とする光信号分岐回路。
36. 請求項３３ないし３５の光信号分岐回路を複数備え、この光信号分岐回路がアッドドロップする波長をそれぞれの光信号分岐回路によって変え、該光信号分岐回路を光ファイバを用いてリング状に接続したことを特徴とする光通信ネットワーク。
37. 基地局側通信装置（ＯＬＴ）、第一の光ファイバ、第二の光ファイバ、このふたつの光ファイバの切り替え手段、２×ｎ分岐（ｎは２以上の整数）のスプリッター、及び複数のクライアント（ＯＮＵ）局とを備えたことを特徴とする光通信ネットワーク。
38. 請求項３７の光通信ネットワークにおいて、前記光ファイバの切り替え手段は２×２の光スイッチであり、さらに監視装置（ＯＴＤＲ）を備え、この監視装置（ＯＴＤＲ）は前記２×２の光スイッチに接続されて、第一の光ファイバもしくは第二の光ファイバの断線箇所を検知することを特徴とする光通信ネットワーク。

Images