JPWO2013128556A1 - 光信号分岐装置および光伝送システム - Google Patents

Abstract

光信号分岐装置は、第１〜第３の入力ポートと、第１〜第３の出力ポートと、第１〜第３の光スプリッタと、第１〜第３の光カプラと、それぞれ第１の波長帯を通過させる第１〜第３の短波長通過フィルタと、それぞれ第２の波長帯を通過させる第１〜第３の長波長通過フィルタ、を有する。各光スプリッタは、対応する入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して対応する短波長通過フィルタおよび対応する長波長通過フィルタに導く。各光カプラは、対応する短波長通過フィルタの出力光信号および対応する長波長通過フィルタの出力光信号を合波して対応する出力ポートへ導く。

Description

本発明は、光信号分岐装置および光伝送システムに係わる。

光伝送システムにおいて、複数の地点間で情報を伝送するために、光信号を分岐する光信号分岐装置が使用される。光信号分岐装置は、３以上の地点間で、任意の地点から送信される光信号を他の任意の地点へ導くことができる。或いは、光信号分岐装置は、光伝送路上の光信号の一部を分岐して所定のノードへ導くことができる。

図１は、従来の光信号分岐装置の一例を示す。図１に示す光信号分岐装置１００は、地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃを接続する。この例では、地点Ａと地点Ｂとの間に幹線伝送路が設定されている。また、地点Ｃは、分岐伝送路を介して幹線伝送路に接続される。そして、光信号分岐装置１００は、入力側幹線伝送路の光信号を出力側幹線伝送路および分岐伝送路に導く光デバイス、および分岐伝送路の光信号を出力側幹線伝送路に導く光デバイスを有する。

ただし、この構成では、地点Ａと地点Ｃとの間で光信号を伝送するための１組の分岐伝送路、および地点Ｂと地点Ｃとの間で光信号を伝送するための１組の分岐伝送路が必要である。すなわち、図１に示す構成では、２組の分岐伝送路が必要である。

図２は、従来の光信号分岐装置の他の例を示す。図２に示す光信号分岐装置１１０は、地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃを接続するために、光サーキュレータＥ１〜Ｅ６、および光フィルタＦ１〜Ｆ４を有する。なお、以下の説明では、波長λ１の光信号、波長λ２の光信号、波長λ３の光信号を、それぞれ光信号λ１、光信号λ２、光信号λ３と呼ぶことにする。

地点Ａの光伝送装置は、光信号λ１および光信号λ２を送信する。光サーキュレータＥ１は、光信号λ１および光信号λ２を光フィルタＦ１に導く。光フィルタＦ１は、光信号λ２を通過させて光サーキュレータＥ２に導く。光サーキュレータＥ２は、光信号λ２を地点Ｂに接続される光伝送路に導く。これにより、地点Ａから送信される光信号λ２は、地点Ｂに導かれる。また、光フィルタＦ１は、光サーキュレータＥ１から導かれてくる光信号λ１を反射する。光フィルタＦ１により反射された光信号λ１は、光サーキュレータＥ１によって光フィルタＦ３に導かれる。光フィルタＦ３は、この光信号λ１を通過させて光サーキュレータＥ５に導く。光サーキュレータＥ５は、光信号λ１を地点Ｃに接続される光伝送路に導く。これにより、地点Ａから送信される光信号λ１は、地点Ｃに導かれる。

同様に、光信号分岐装置１１０は、地点Ｂから送信される光信号λ２および光信号λ３を、それぞれ地点Ａおよび地点Ｃに導く。また、光信号分岐装置１１０は、地点Ｃから送信される光信号λ１および光信号λ３を、それぞれ地点Ａおよび地点Ｂに導く。

図２に示す構成によれば、光信号分岐装置１１０と各地点Ａ〜Ｃとの間には、それぞれ１組の光伝送路が設けられる。すなわち、図２に示す構成によれば、図１に示す構成と比較して、少ない光伝送路で地点Ａ〜Ｃ間での光信号の伝送が可能となる。
なお、図２に示す構成に関連する技術は、たとえば、特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、他の関連する技術が記載されている。

特開平９−１５３８６１号公報 特開平９−２８９４９１号公報

従来の構成においては、通信資源（ここでは、波長）の使用効率が低い。例えば、図２に示す例では、地点Ａ〜Ｃ間で光信号を伝送するために３つの波長λ１〜λ３が必要である。そして、この問題は、ＷＤＭ伝送の帯域を割り当てるケースにおいても同様に生じ得る。

例えば、ＷＤＭ伝送の帯域幅が３６ｎｍであるものとする。そして、地点Ａ〜Ｃに対して均等に帯域を割り当てるものとする。この場合、地点Ａと地点Ｂとの間の通信、地点Ｂと地点Ｃとの間の通信、地点Ｃと地点Ａとの間の通信に対して割り当てられる帯域は、それぞれ最大で１２ｎｍである。

本発明の課題は、３以上の地点間で光信号を伝送する光伝送システムにおいて、通信資源を効率的に利用できるようにすることである。

本発明の１つの態様の光信号分岐装置は、第１の波長帯および前記第１の波長帯よりも長波長側に配置される第２の波長帯を含むＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムにおいて使用され、第１〜第３の入力ポートと、第１〜第３の出力ポートと、第１〜第３の光スプリッタと、第１〜第３の光カプラと、それぞれ、前記第１の波長帯を通過させると共に前記第２の波長帯を阻止する、第１〜第３の短波長通過フィルタと、それぞれ、前記第２の波長帯を通過させると共に前記第１の波長帯を阻止する、第１〜第３の長波長通過フィルタと、を有する。前記第１の光スプリッタは、前記第１の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第１の短波長通過フィルタおよび前記第１の長波長通過フィルタに導く。前記第２の光スプリッタは、前記第２の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第２の短波長通過フィルタおよび前記第２の長波長通過フィルタに導く。前記第３の光スプリッタは、前記第３の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第３の短波長通過フィルタおよび前記第３の長波長通過フィルタに導く。前記第１の光カプラは、前記第１の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第３の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第２の出力ポートへ導く。前記第２の光カプラは、前記第２の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第１の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第３の出力ポートへ導く。前記第３の光カプラは、前記第３の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第２の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第１の出力ポートへ導く。

上述の態様によれば、３以上の地点間で光信号を伝送する光伝送システムにおいて、通信資源を効率的に利用できる。

従来の光信号分岐装置の一例を示す図である。 従来の光信号分岐装置の他の例を示す図である。 実施形態の光信号分岐装置が使用される光伝送システムの一例を示す図である。 ＷＤＭ信号の波長の配置を説明する図である。 光伝送装置の構成例を示す図である。 海底ケーブルシステムの一例を示す図である。 実施形態の光信号分岐装置の構成および動作を説明する図である。 他の実施形態の光信号分岐装置の構成および動作を説明する図である。

図３は、本発明の実施形態に係る光信号分岐装置が使用される光伝送システムの一例を示す。図３に示す光伝送システム１は、光伝送装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および光信号分岐装置３を有する。光伝送装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、それぞれ、地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃに設けられている。

光伝送システム１は、光伝送路を介してＷＤＭ光信号を伝送する。すなわち、各光伝送装置２Ａ〜２Ｃは、ＷＤＭ光信号を送信および受信することができる。ＷＤＭ光信号は、図４に示すように、波長帯ＢＷの中に配置される波長λ1〜λnを利用して複数の光信号を伝送することができる。波長λ1〜λnは、例えば、一定の間隔で配置される。なお、以下の説明では、波長λ1〜λnの光信号を、それぞれ、光信号λ１〜λｎと呼ぶことがある。

光伝送装置２Ａは、光伝送装置２Ｂへ送信するデータを波長λ1〜λmに割り当てる。すなわち、光伝送装置２Ａは、光信号λ1〜λmを利用して、光伝送装置２Ｂへデータを送信できる。また、光伝送装置２Ａは、光伝送装置２Ｃへ送信するデータを波長λm+1〜λnに割り当てる。すなわち、光伝送装置２Ａは、光信号λm+1〜λnを利用して、光伝送装置２Ｃへデータを送信できる。ここで、波長λ1〜λmは、図４に示すように、ＷＤＭ光信号の波長帯Ｂ１に属する。また、波長λm+1〜λnは、ＷＤＭ光信号の波長帯Ｂ２に属する。なお、波長帯Ｂ２は、波長帯Ｂ１よりも長波長側に配置されている。

このように、光伝送装置２Ａは、波長帯Ｂ１を利用して光伝送装置２Ｂへデータを送信し、波長帯Ｂ２を利用して光伝送装置２Ｃへデータを送信する。換言すれば、光伝送装置２Ａは、光伝送装置２Ｂ宛ての光信号が波長帯Ｂ１に配置され、且つ、光伝送装置２Ｃ宛ての光信号が波長帯Ｂ２に配置された、ＷＤＭ光信号を送信する。したがって、光伝送装置２Ａから送信されるＷＤＭ光信号において、波長帯Ｂ１には光伝送装置２Ｂ宛ての光信号が配置され、波長帯Ｂ２には光伝送装置２Ｃ宛ての光信号が配置される。

なお、図３および以下の説明において、「a→b」は、光伝送装置２Ａから光伝送装置２Ｂへの伝送を表す。たとえば、Ｂ１(a→b)は、光伝送装置２Ａから光伝送装置２Ｂへ伝送される光信号を含む波長帯Ｂ１を表す。同様に、「b→a」は、光伝送装置２Ｂから光伝送装置２Ａへの伝送を表し、「a→c」は、光伝送装置２Ａから光伝送装置２Ｃへの伝送を表し、「c→a」は、光伝送装置２Ｃから光伝送装置２Ａへの伝送を表し、「b→c」は、光伝送装置２Ｂから光伝送装置２Ｃへの伝送を表し、「c→b」は、光伝送装置２Ｃから光伝送装置２Ｂへの伝送を表す。

光伝送装置２Ｂは、波長帯Ｂ１を利用して光伝送装置２Ｃへデータを送信し、波長帯Ｂ２を利用して光伝送装置２Ａへデータを送信する。換言すれば、光伝送装置２Ｂは、光伝送装置２Ｃ宛ての光信号が波長帯Ｂ１に配置され、且つ、光伝送装置２Ａ宛ての光信号が波長帯Ｂ２に配置された、ＷＤＭ光信号を送信する。よって、光伝送装置２Ｂから送信されるＷＤＭ光信号において、波長帯Ｂ１には光伝送装置２Ｃ宛ての光信号が配置され、波長帯Ｂ２には光伝送装置２Ａ宛ての光信号が配置される。

同様に、光伝送装置２Ｃは、波長帯Ｂ１を利用して光伝送装置２Ａへデータを送信し、波長帯Ｂ２を利用して光伝送装置２Ｂへデータを送信する。換言すれば、光伝送装置２Ｃは、光伝送装置２Ａ宛ての光信号が波長帯Ｂ１に配置され、且つ、光伝送装置２Ｂ宛ての光信号が波長帯Ｂ２に配置された、ＷＤＭ光信号を送信する。よって、光伝送装置２Ｃから送信されるＷＤＭ光信号において、波長帯Ｂ１には光伝送装置２Ａ宛ての光信号が配置され、波長帯Ｂ２には光伝送装置２Ｂ宛ての光信号が配置される。

各光伝送装置２Ａ〜２Ｃから送信されるＷＤＭ光信号は、光伝送路を介して伝送され、光信号分岐装置３に導かれる。また、各光伝送装置２Ａ〜２Ｃは、光信号分岐装置３を介してＷＤＭ信号を受信する。

このように、実施形態の光伝送システム１においては、対向装置へデータを送信するための波長帯とその対向装置からデータを受信するための波長帯とが互いに異なっている。例えば、光伝送装置２Ａ、２Ｂに注目した場合、光伝送装置２Ａから光伝送装置２Ｂへ波長帯Ｂ１を利用してデータが伝送され、光伝送装置２Ｂから光伝送装置２Ａへ波長帯Ｂ２を利用してデータが伝送される。他の光伝送装置のペアにおいても同様である。

図５は、光伝送装置の構成例を示す。図５に示す光伝送装置２は、図３に示す光伝送装置２Ａ〜２Ｃの一例である。

光伝送装置２は、送信モジュールおよび受信モジュールを有する。送信モジュールは、波長（λ1〜λn）ごとに、Ｏ／Ｅ部１１、信号処理部（ＦＥＣ）１２、Ｅ／Ｏ部１３、分散補償器（ＤＣ）１４を有する。Ｏ／Ｅ部１１は、入力光信号を電気信号に変換する。入力光信号は、例えば、局内装置またはクライアントによって生成される。複数の入力光信号を電気信号に変換する場合には、Ｏ／Ｅ部１１は、複数のＯ／Ｅ素子を有する。信号処理部１２は、Ｏ／Ｅ部１１の出力信号に対して所定の処理を施す。このとき、信号処理部１２は、データ列に誤り訂正符号を付与してもよい。Ｅ／Ｏ部１３は、信号処理部１３の出力信号を光信号に変換する。分散補償器１４は、例えば分散補償ファイバであって、光伝送路の波長分散を補償する。ＷＤＭマルチプレクサ１５は、光信号λ1〜λnを多重化してＷＤＭ光信号を生成する。光増幅器１６は、ＷＤＭマルチプレクサ１５から出力されるＷＤＭ光信号を増幅する。

受信モジュールにおいて、光増幅器２１は、光伝送路を介して受信するＷＤＭ光信号を増幅する。ＷＤＭデマルチプレクサ２２は、受信ＷＤＭ光信号を波長ごとに分離する。受信モジュールは、波長ごとに、分散補償部２３、Ｏ／Ｅ部２４、信号処理部（ＦＥＣ）２５、Ｅ／Ｏ部２６を有する。分散補償器２３は、例えば分散補償ファイバであって、光伝送路の波長分散を補償する。Ｏ／Ｅ部２４は、分散補償器２３の出力信号を電気信号に変換する。信号処理部２５は、Ｏ／Ｅ部２４の出力信号を終端する。このとき、信号処理部２５は、誤り訂正処理を行ってもよい。Ｅ／Ｏ部２６は、信号処理部２５の出力信号を光信号に変換する。Ｅ／Ｏ部２６から出力される光信号は、対応する局内装置またはクライアントに導かれる。複数の局内装置またはクライアントへ信号を送信する場合には、Ｅ／Ｏ部２６は、複数のＥ／Ｏ素子を有する。

このように、光伝送装置２は、ＷＤＭ光信号を送信する送信モジュールおよびＷＤＭ光信号を受信する受信モジュールを有する。ただし、図５に示す構成は１つの実施例であって、実施形態の光伝送システム１および光信号分岐装置３は、光伝送装置２の構成には依存しない。

図３に示す光伝送システム１は、例えば、海底ケーブルシステムに適用される。海底ケーブルシステムは、例えば、図６に示すように、陸上に設けられる陸揚げ局４Ａ〜４Ｃ、および陸揚げ局間に敷設される海底ケーブル５を含む。各陸揚げ局４Ａ〜４Ｃは、光伝送装置を有する。また、各陸揚げ局４Ａ〜４Ｃは、給電装置、海底システム監視装置、ケーブル終端器、ネットワーク切替え装置、ＳＤＨ接続装置、ネットワーク監視装置などを有してもよい。

海底ケーブルシステムは、光信号分岐装置３を有する。光信号分岐装置３は、海底ケーブルを介して伝送されるＷＤＭ光信号に含まれる複数の光信号の一部を分岐することができる。例えば、光信号分岐装置３は、陸揚げ局４Ａから送信されるＷＤＭ光信号に含まれる複数の光信号の一部を分岐して陸揚げ局４Ｂへ導き、他の光信号を陸揚げ局４Ｃへ導くことができる。なお、光信号分岐装置３は、図６に示す例では、海底に設けられている。

なお、海底ケーブルシステムは、ＷＤＭ光信号を増幅する光増幅中継器（ＲＥＰ）を有してもよい。また、海底ケーブルシステムは、ＷＤＭ光信号に含まれる複数の光信号のパワーを等化する利得等化器（ＧＥＱ）を有してもよい。

図７は、実施形態の光信号分岐装置３の構成および動作を説明する図である。光信号分岐装置３は、図３に示す光伝送システム１において使用されるものとする。

光信号分岐装置３は、ポートＰ１〜Ｐ６を有する。ポートＰ１〜Ｐ３は、光入力ポートとして使用される。ポートＰ４〜Ｐ６は、光出力ポートとして使用される。また、光信号分岐装置３は、光スプリッタＳ１〜Ｓ３、光カプラＣ１〜Ｃ３、光フィルタＬＦ１〜ＬＦ３、および光フィルタＨＦ１〜ＨＦ３を有する。

各光スプリッタＳ１〜Ｓ３は、入力光を分岐する。分岐比は、特に限定されるものではないが、例えば１：１である。また、各光スプリッタＳ１〜Ｓ３は、例えば、光カプラで実現してもよい。

各光カプラＣ１〜Ｃ３は、２つの入力光を合波する。また、各光カプラＣ１〜Ｃ３は、例えば、ＷＤＭカプラで実現してもよい。

各光フィルタＬＦ１〜ＬＦ３は、ＷＤＭ光信号の波長帯の中の短い波長を通過させる。すなわち、各光フィルタＬＦ１〜ＬＦ３は、図４に示す波長帯Ｂ１（λ1〜λm）を通過させ、波長帯Ｂ２（λm+1〜λn）を阻止する。なお、図７において、各光フィルタＬＦ１〜ＬＦ３に対して表記されている「Ｂ１」は、通過波長帯を表す。

各光フィルタＨＦ１〜ＨＦ３は、ＷＤＭ光信号の波長帯の中の長い波長を通過させる。すなわち、各光フィルタＨＦ１〜ＨＦ３は、図４に示す波長帯Ｂ２（λm+1〜λn）を通過させ、波長帯Ｂ１（λ1〜λm）を阻止する。なお、図７において、各光フィルタＨＦ１〜ＨＦ３に対して表記されている「Ｂ２」は、通過波長帯を表す。

なお、光フィルタＬＦ１〜ＬＦ３および光フィルタＨＦ１〜ＨＦ３は、特定の波長（または、波長帯）を透過、阻止、または減衰させる波長依存特性を有する光フィルタにより実現される。例えば、光フィルタＬＦ１〜ＬＦ３および光フィルタＨＦ１〜ＨＦ３は、ファイバグレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）または誘電体多層膜で実現してもよい。

ポートＰ１は、地点Ａに設けられている光伝送装置２Ａと光信号分岐装置３との間の光伝送路に光学的に接続されている。光信号分岐装置３は、波長帯Ｂ１(a→b)および波長帯Ｂ２(a→c)を含むＷＤＭ光信号を、ポートＰ１を介して受信する。ポートＰ２は、地点Ｂに設けられている光伝送装置２Ｂと光信号分岐装置３との間の光伝送路に光学的に接続されている。光信号分岐装置３は、波長帯Ｂ１(b→c)および波長帯Ｂ２(b→a)を含むＷＤＭ光信号を、ポートＰ２を介して受信する。ポートＰ３は、地点Ｃに設けられている光伝送装置２Ｃと光信号分岐装置３との間の光伝送路に光学的に接続されている。光信号分岐装置３は、波長帯Ｂ１(c→a)および波長帯Ｂ２(c→b)を含むＷＤＭ光信号を、ポートＰ３を介して受信する。

光スプリッタＳ１は、ポートＰ１を介して受信するＷＤＭ信号を光フィルタＬＦ１および光フィルタＨＦ１に導く。すなわち、波長帯Ｂ１(a→b)および波長帯Ｂ２(a→c)を含むＷＤＭ光信号が、光フィルタＬＦ１および光フィルタＨＦ１に導かれる。

光フィルタＬＦ１は、上述の通り、波長帯Ｂ１を通過させると共に、波長帯Ｂ２を阻止する。よって、光フィルタＬＦ１は、波長帯Ｂ１(a→b)を通過させ、波長帯Ｂ２(a→c)を阻止する。したがって、光フィルタＬＦ１から光カプラＣ１へ波長帯Ｂ１(a→b)が導かれる。

光フィルタＨＦ１は、上述の通り、波長帯Ｂ２を通過させると共に、波長帯Ｂ１を阻止する。よって、光フィルタＨＦ１は、波長帯Ｂ２(a→c)を通過させ、波長帯Ｂ１(a→b)を阻止する。したがって、光フィルタＨＦ１から光カプラＣ２へ波長帯Ｂ２(a→c)が導かれる。

光スプリッタＳ２は、ポートＰ２を介して受信するＷＤＭ信号を光フィルタＬＦ２および光フィルタＨＦ２に導く。すなわち、波長帯Ｂ１(b→c)および波長帯Ｂ２(b→a)を含むＷＤＭ光信号が、光フィルタＬＦ２および光フィルタＨＦ２に導かれる。

光フィルタＬＦ２は、波長帯Ｂ１を通過させると共に、波長帯Ｂ２を阻止する。すなわち、光フィルタＬＦ２は、波長帯Ｂ１(b→c)を通過させ、波長帯Ｂ２(b→a)を阻止する。したがって、光フィルタＬＦ２から光カプラＣ２へ波長帯Ｂ１(b→c)が導かれる。

光フィルタＨＦ２は、波長帯Ｂ２を通過させると共に、波長帯Ｂ１を阻止する。すなわち、光フィルタＨＦ２は、波長帯Ｂ２(b→a)を通過させ、波長帯Ｂ１(b→c)を阻止する。したがって、光フィルタＨＦ２から光カプラＣ３へ波長帯Ｂ２(b→a)が導かれる。

光スプリッタＳ３は、ポートＰ３を介して受信するＷＤＭ信号を光フィルタＬＦ３および光フィルタＨＦ３に導く。すなわち、波長帯Ｂ１(c→a)および波長帯Ｂ２(c→b)を含むＷＤＭ光信号が、光フィルタＬＦ３および光フィルタＨＦ３に導かれる。

光フィルタＬＦ３は、波長帯Ｂ１を通過させると共に、波長帯Ｂ２を阻止する。すなわち、光フィルタＬＦ３は、波長帯Ｂ１(c→a)を通過させ、波長帯Ｂ２(c→b)を阻止する。したがって、光フィルタＬＦ３から光カプラＣ３へ波長帯Ｂ１(c→a)が導かれる。

光フィルタＨＦ３は、波長帯Ｂ２を通過させると共に、波長帯Ｂ１を阻止する。すなわち、光フィルタＨＦ３は、波長帯Ｂ２(c→b)を通過させ、波長帯Ｂ１(c→a)を阻止する。したがって、光フィルタＨＦ３から光カプラＣ１へ波長帯Ｂ２(c→b)が導かれる。

光カプラＣ１には、光フィルタＬＦ１から出力される波長帯Ｂ１(a→b)、および光フィルタＨＦ３から出力される波長帯Ｂ２(c→b)が導かれる。そして、光カプラＣ１は、波長帯Ｂ１(a→b)および波長帯Ｂ２(c→b)を合波する。また、光カプラＣ１の出力光は、ポートＰ５に導かれる。したがって、波長帯Ｂ１(a→b)および波長帯Ｂ２(c→b)を含むＷＤＭ光信号は、ポートＰ５を介して出力され、地点Ｂに設けられている光伝送装置２Ｂへ伝送される。なお、ポートＰ５は、光信号分岐装置３と地点Ｂに設けられている光伝送装置２Ｂとの間の光伝送路に光学的に接続されている。

光カプラＣ２には、光フィルタＬＦ２から出力される波長帯Ｂ１(b→c)、および光フィルタＨＦ１から出力される波長帯Ｂ２(a→c)が導かれる。そして、光カプラＣ２は、波長帯Ｂ１(b→c)および波長帯Ｂ２(a→c)を合波する。また、光カプラＣ２の出力光は、ポートＰ６に導かれる。したがって、波長帯Ｂ１(b→c)および波長帯Ｂ２(a→c)を含むＷＤＭ光信号は、ポートＰ６を介して出力され、地点Ｃに設けられている光伝送装置２Ｃへ伝送される。なお、ポートＰ６は、光信号分岐装置３と地点Ｃに設けられている光伝送装置２Ｃとの間の光伝送路に光学的に接続されている。

光カプラＣ３には、光フィルタＬＦ３から出力される波長帯Ｂ１(c→a)、および光フィルタＨＦ２から出力される波長帯Ｂ２(b→a)が導かれる。そして、光カプラＣ３は、波長帯Ｂ１(c→a)および波長帯Ｂ２(b→a)を合波する。また、光カプラＣ３の出力光は、ポートＰ４に導かれる。したがって、波長帯Ｂ１(c→a)および波長帯Ｂ２(b→a)を含むＷＤＭ光信号は、ポートＰ４を介して出力され、地点Ａに設けられている光伝送装置２Ａへ伝送される。なお、ポートＰ４は、光信号分岐装置３と地点Ａに設けられている光伝送装置２Ａとの間の光伝送路に光学的に接続されている。

このように、光信号分岐装置３は、地点Ａから受信するＷＤＭ光信号を波長帯Ｂ１および波長帯Ｂ２に分岐し、波長帯Ｂ１の光信号を地点Ｂへ送信するとともに、波長帯Ｂ２の光信号を地点Ｃへ送信する。また、光信号分岐装置３は、地点Ｂから受信するＷＤＭ光信号を波長帯Ｂ１および波長帯Ｂ２に分岐し、波長帯Ｂ１の光信号を地点Ｃへ送信するとともに、波長帯Ｂ２の光信号を地点Ａへ送信する。さらに、光信号分岐装置３は、地点Ｃから受信するＷＤＭ光信号を波長帯Ｂ１および波長帯Ｂ２に分岐し、波長帯Ｂ１の光信号を地点Ａへ送信するとともに、波長帯Ｂ２の光信号を地点Ｂへ送信する。

図７に示す光信号分岐装置３は、３つの地点Ａ〜Ｃ間でＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムで使用される。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の実施形態に係る光信号分岐装置は、４以上の地点間でＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムで使用することもできる。

図８は、４つの地点間でＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムで使用される光信号分岐装置の構成を示す。この光信号分岐装置６は、２つの分岐モジュール３ａ、３ｂを有する。各分岐モジュール３ａ、３ｂは、図７に光信号分岐装置３と類似の構成を有する。ただし、分岐モジュール３ａ、３ｂが有する各光フィルタの特性は、図７に示す光フィルタＬＦ１〜ＬＦ３、ＨＦ１〜ＨＦ３とは異なっている。

なお、以下の説明では、地点Ａ〜Ｄにそれぞれ光伝送装置２Ａ〜２Ｄが設けられているものとする。そして、各光伝送装置２Ａ〜２Ｄは、以下のＷＤＭ光信号を生成して送信する。なお、ＷＤＭ光信号の波長帯ＢＷは、４つの波長帯Ｂ１〜Ｂ４に分割されて使用される。
光伝送装置２Ａ：Ｂ１(a→b)＋Ｂ２(a→c)＋Ｂ４(a→d)
光伝送装置２Ｂ：Ｂ１(b→d)＋Ｂ２(b→a)＋Ｂ４(b→c)
光伝送装置２Ｃ：Ｂ１(c→a)＋Ｂ２(c→d)＋Ｂ３(c→b)
光伝送装置２Ｄ：Ｂ１(d→c)＋Ｂ２(d→b)＋Ｂ３(d→a)

このケースにおいても、任意の１組の光伝送装置間の通信においては、双方向に伝送される光信号の波長（または、波長帯）は互いに異なっている。例えば、光伝送装置２Ａから光伝送装置２Ｄへ向かう信号に対して波長帯Ｂ４が割り当てられ、光伝送装置２Ｄから光伝送装置２Ａへ向かう信号に対して波長帯Ｂ３が割り当てられている。

分岐モジュール３ａは、ポートＰ１１〜Ｐ１６、光スプリッタＳ１１〜Ｓ１３、光カプラＣ１１〜Ｃ１３、光フィルタＦ１１〜Ｆ１６を有する。分岐モジュール３ｂは、ポートＰ２１〜Ｐ２６、光スプリッタＳ２１〜Ｓ２３、光カプラＣ２１〜Ｃ２３、光フィルタＦ２１〜Ｆ２６を有する。

ポートＰ１１、Ｐ１４は、それぞれ、光信号分岐装置３と地点Ａに設けられている光伝送装置２Ａとの間の光伝送路に光学的に接続されている。ポートＰ１３、Ｐ１６は、それぞれ、光信号分岐装置３と地点Ｃに設けられている光伝送装置２Ｃとの間の光伝送路に光学的に接続されている。ポートＰ２２、Ｐ２５は、それぞれ、光信号分岐装置３と地点Ｂに設けられている光伝送装置２Ｂとの間の光伝送路に光学的に接続されている。ポートＰ２３、Ｐ２６は、それぞれ、光信号分岐装置３と地点Ｄに設けられている光伝送装置２Ｄとの間の光伝送路に光学的に接続されている。

分岐モジュール３ａのポートＰ１２、Ｐ１５は、それぞれ、分岐モジュール３ｂのポートＰ２４、Ｐ２１に光学的に接続されている。すなわち、分岐モジュール３ａの１組の光入力ポートおよび光出力ポートは、分岐モジュール３ｂの対応する１組の光出力ポートおよび光入力ポートにそれぞれ光学的に接続されている。

光フィルタＦ１１〜Ｆ１６、Ｆ２１〜Ｆ２６は、それぞれ、光伝送システム内の波長配置に応じて決められた波長特性を有する。各光フィルタＦ１１〜Ｆ１６、Ｆ２１〜Ｆ２６の波長特性は、図８に示す通りである。なお、図８において光フィルタＦ１１〜Ｆ１６、Ｆ２１〜Ｆ２６に付されている表記Ｂ１〜Ｂ４は、通過波長帯を表す。例えば、光フィルタＦ１１に対して「Ｂ１、Ｂ４」が表記されている。この表記は、光フィルタＦ１１が波長帯Ｂ１および波長帯Ｂ４を通過させ、他の波長を阻止することを表している。また、光フィルタＦ１２に対して「Ｂ２」が表記されている。この表記は、光フィルタＦ１２が波長帯Ｂ２を通過させ、他の波長を阻止することを表している。

上記構成の光信号分岐装置６の動作を説明する。以下では、地点Ａに設けられている光伝送装置２Ａから送信されるＷＤＭ光信号について説明する。このＷＤＭ光信号は、ポートＰ１１を介して入力され、光スプリッタＳ１１に導かれる。

光スプリッタＳ１１は、入力ＷＤＭ光信号を光フィルタＦ１１および光フィルタＦ１２に導く。すなわち、Ｂ１(a→b)、Ｂ２(a→c)、Ｂ４(a→d)を含むＷＤＭ光信号が、光フィルタＦ１１および光フィルタＦ１２に導かれる。

光フィルタＦ１１は、図８に示すように、波長帯Ｂ１、Ｂ４を通過させると共に、波長帯Ｂ２、Ｂ３を阻止する。よって、光フィルタＦ１１は、Ｂ１(a→b)およびＢ４(a→d)を通過させ、Ｂ２(a→c)を阻止する。光フィルタＦ１１から出力されるＢ１(a→b)の光信号およびＢ４(a→d)の光信号は、光カプラＣ１１、ポートＰ１５、ポートＰ２１を介して光スプリッタＳ２１に導かれる。

光スプリッタＳ２１は、入力光を光フィルタＦ２１および光フィルタＦ２２に導く。すなわち、Ｂ１(a→b)およびＢ４(a→d)を含むＷＤＭ光信号が、光フィルタＦ２１および光フィルタＦ２２に導かれる。ただし、このＷＤＭ光信号は、図８に示すように、波長帯Ｂ２、Ｂ３も含んでいる。

光フィルタＦ２１は、図８に示すように、波長帯Ｂ１、Ｂ３を通過させると共に、波長帯Ｂ２、Ｂ４を阻止する。したがって、光フィルタＦ２１は、少なくともＢ１(a→b)を通過させる。そして、光フィルタＦ２１から出力されるＢ１(a→b)の光信号は、光カプラＣ２１、ポートＰ２５を介して地点Ｂに設けられている光伝送装置２Ｂへ送信される。ただし、ポートＰ２５から送信されるＷＤＭ光信号は、Ｂ１(a→b)だけでなく、Ｂ２(d→b)およびＢ３(c→b)も含んでいる。

光フィルタＦ２２は、図８に示すように、波長帯Ｂ２、Ｂ４を通過させると共に、波長帯Ｂ１、Ｂ３を阻止する。したがって、光フィルタＦ２２は、少なくともＢ４(a→d)を通過させる。そして、光フィルタＦ２２から出力されるＢ４(a→d)の光信号は、光カプラＣ２２、ポートＰ２６を介して地点Ｄに設けられている光伝送装置２Ｄへ送信される。ただし、ポートＰ２６から送信されるＷＤＭ光信号は、Ｂ４(a→d)だけでなく、Ｂ１(b→d)およびＢ２(c→d)も含んでいる。

光フィルタＦ１２は、図８に示すように、波長帯Ｂ２を通過させると共に、波長帯Ｂ１、Ｂ３、Ｂ４を阻止する。したがって、光フィルタＦ１２は、少なくともＢ２(a→c)を通過させる。そして、光フィルタＦ１２から出力されるＢ２(a→c)の光信号は、光カプラＣ１２、ポートＰ１６を介して地点Ｃに設けられている光伝送装置２Ｃへ送信される。ただし、ポートＰ１６から送信されるＷＤＭ光信号は、Ｂ２(a→c)だけでなく、Ｂ１(d→c)およびＢ４(b→c)も含んでいる。

このように、地点Ａから図８に示すＷＤＭ光信号を受信すると、光信号分岐装置６は、そのＷＤＭ光信号に含まれている波長帯Ｂ１の光信号、波長帯Ｂ２の光信号、波長帯Ｂ４の光信号を、それぞれ地点Ｂ、地点Ｃ、地点Ｄへ導く。なお、説明は省略するが、他の地点（Ｂ、Ｃ、Ｄ）から光信号分岐装置６へ伝送されてくるＷＤＭ光信号についても、同様の分岐動作が適用される。したがって、図８に示す構成によれば、４つの地点にそれぞれ光伝送装置が設けられている光伝送システムにおいて、任意の光伝送装置間でデータを送信および受信することができる。

図８に示す光信号分岐装置６は、４つの地点Ａ〜Ｄ間でＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムで使用される。しかしながら、本発明の実施形態に係る光信号分岐装置は、分岐モジュールを増やすことにより、５以上の地点間でＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムで使用することもできる。例えば、５つの地点間でＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムにおいては、光信号分岐装置は、３つの分岐モジュールを有する。また、６つの地点間でＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムにおいては、光信号分岐装置は、４つの分岐モジュールを有する。

ただし、各光伝送装置が相手ごとに使用する波長帯、および各分岐モジュール内の各光フィルタの波長特性は、地点の数に応じて適切に決定される。一例として、５つの地点間で光信号を伝送する光伝送システムにおいては、各地点Ａ〜Ｅから送信されるＷＤＭ光信号の波長配置は以下の通りである。
地点Ａ：Ｂ１(a→b)＋Ｂ２(a→c)＋Ｂ４(a→d)＋Ｂ３(a→e)
地点Ｂ：Ｂ２(b→a)＋Ｂ５(b→c)＋Ｂ３(b→d)＋Ｂ１(b→e)
地点Ｃ：Ｂ１(c→a)＋Ｂ６(c→b)＋Ｂ２(c→d)＋Ｂ５(c→e)
地点Ｄ：Ｂ３(d→a)＋Ｂ４(d→b)＋Ｂ１(d→c)＋Ｂ２(d→e)
地点Ｅ：Ｂ４(e→a)＋Ｂ２(e→b)＋Ｂ６(e→c)＋Ｂ１(e→d)

このケースにおいても、任意の１組の地点間の通信においては、双方向に伝送される光信号の波長（または、波長帯）は互いに異なっている。例えば、地点Ａから地点Ｅへ向かう信号に対して波長帯Ｂ３が割り当てられ、地点Ｅから地点Ａへ向かう信号に対して波長帯Ｂ４が割り当てられている。

＜実施形態の構成による効果＞
本発明の実施形態の構成による効果について説明する。以下では、図２に示す従来の構成と比較しながら、本発明の実施形態の構成による効果を説明する。

図２に示す従来の構成においては、地点Ａ、Ｂ間の双方向伝送に波長λ2が割り当てられ、地点Ｂ、Ｃ間の双方向伝送に波長λ3が割り当てられ、地点Ｃ、Ａ間の双方向伝送に波長λ1が割り当てられる。このため、この構成を利用してＷＤＭ光信号を分岐する場合には、ＷＤＭ伝送の波長帯は３つの波長帯に分割される。ここで、ＷＤＭ伝送の帯域幅が３６ｎｍであるものとする。この場合、光伝送装置が各宛先に対して割り当て可能な帯域幅は、１２ｎｍである。すなわち、各光伝送装置は、３６ｎｍのうちの１２ｎｍ分の帯域を利用することができない。したがって、図２に示す従来の構成では、通信資源（ここでは、波長）の利用効率が低い。

なお、図２において、地点Ａの光伝送装置が、光信号λ1、λ2に加えて、光信号λ3を送信するものとする。また、光フィルタＦ３は、波長λ3を通過させるものとする。そうすると、地点Ａから送信される光信号λ3は、光信号分岐装置１１０によって地点Ｃに導かれる。しかしながら、この場合、地点Ａから送信される光信号λ3は、例えば、光サーキュレータＥ５において、地点Ｂから送信される光信号λ3と干渉する。したがって、地点Ａの光伝送装置は、実質的に、光信号λ3を送信することはできない。

これに対して、図３および図７に示す実施形態の構成によれば、２つの波長帯Ｂ１、Ｂ２を利用して、地点Ａ〜Ｃ間で任意の伝送が実現される。たとえば、光伝送装置２Ａは、波長帯Ｂ１を利用して地点Ｂへ信号を送信し、波長帯Ｂ２を利用して地点Ｃへ信号を送信する。ここで、上述の例と同様に、ＷＤＭ伝送の帯域幅が３６ｎｍであるものとする。この場合、光伝送装置が各宛先に対して割り当て可能な帯域幅は、１８ｎｍである。すなわち、各光伝送装置は、ＷＤＭ伝送の全帯域を利用することができる。したがって、実施形態の構成においては、通信資源（ここでは、波長）の利用効率が高い。

通信資源の利用効率についての効果は、光伝送システムがサポートする地点の数が増えた場合にも得られる。すなわち、図２に示す従来の構成を利用する場合、例えば、４地点間の伝送に対して５波長が必要であり、５地点間の伝送に対して８波長が必要である。これに対して実施形態の構成によれば、４波長で４地点間の伝送が可能であり、６波長で５地点間の伝送が可能である。このように、実施形態の構成によれば、図２に示す構成と比較して、必要な波長数（または、波長帯の数）は少ない。したがって、実施形態の構成においては、通信資源（ここでは、波長）の利用効率が高い。

また、図２に示す従来の構成では、３種類の光フィルタ（λ1、λ2、λ3を通過させるフィルタ）を用意する必要がある。これに対して、実施形態の構成では、図７に示すように、２種類の光フィルタ（波長帯Ｂ１、Ｂ２を通過させるフィルタ）で光信号分岐装置を実現できる。

さらに、図２に示す従来の構成では、光フィルタＦ１〜Ｆ６による反射を利用して光信号の分岐を実現する。このため、光信号分岐装置内で損失が大きくなる可能性がある。これに対して図７に示す実施形態では、シンプルな構成で光信号の分岐が実現されるので、光信号分岐装置内での損失が抑制される。

＜その他の構成＞
上述の実施例では、光信号分岐装置が備える光スプリッタの分岐比は、例えば、１：１である。この場合、光スプリッタは、入力光を均等に２分岐させる３ｄＢカプラで実現することができる。ただし、光スプリッタの分岐比は、１：１に限定されるものではない。光スプリッタの分岐比は、例えば、光伝送路の距離に応じて決定してもよい。

光伝送装置の送信モジュールは、フルバンドのチューナブルレーザを利用して光信号を生成してもよい。また、光伝送装置の受信モジュールは、フルバンドのチューナブルフィルタを利用して所望の波長（または、波長帯）の光信号を抽出してもよい。このような構成を採用すれば、各地点に設けられる光伝送装置は、対地の数に依存しない汎用的な構成を採用することができる。

Claims (4)

1. 第１の波長帯および前記第１の波長帯よりも長波長側に配置される第２の波長帯を含むＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムにおいて使用される光信号分岐装置であって、
   第１〜第３の入力ポートと、
   第１〜第３の出力ポートと、
   第１〜第３の光スプリッタと、
   第１〜第３の光カプラと、
   それぞれ、前記第１の波長帯を通過させると共に、前記第２の波長帯を阻止する、第１〜第３の短波長通過フィルタと、
   それぞれ、前記第２の波長帯を通過させると共に、前記第１の波長帯を阻止する、第１〜第３の長波長通過フィルタと、を有し、
   前記第１の光スプリッタは、前記第１の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第１の短波長通過フィルタおよび前記第１の長波長通過フィルタに導き、
   前記第２の光スプリッタは、前記第２の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第２の短波長通過フィルタおよび前記第２の長波長通過フィルタに導き、
   前記第３の光スプリッタは、前記第３の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第３の短波長通過フィルタおよび前記第３の長波長通過フィルタに導き、
   前記第１の光カプラは、前記第１の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第３の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第２の出力ポートへ導き、
   前記第２の光カプラは、前記第２の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第１の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第３の出力ポートへ導き、
   前記第３の光カプラは、前記第３の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第２の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第１の出力ポートへ導く
   ことを特徴とする光信号分岐装置。
2. 前記第１の入力ポートには、前記第１の波長帯に第１の地点から第２の地点へ向かう光信号が配置され、前記第２の波長帯に第１の地点から第３の地点へ向かう光信号が配置されたＷＤＭ光信号が入力され、
   前記第２の入力ポートには、前記第１の波長帯に第２の地点から第３の地点へ向かう光信号が配置され、前記第２の波長帯に第２の地点から第１の地点へ向かう光信号が配置されたＷＤＭ光信号が入力され、
   前記第３の入力ポートには、前記第１の波長帯に第３の地点から第１の地点へ向かう光信号が配置され、前記第２の波長帯に第３の地点から第２の地点へ向かう光信号が配置されたＷＤＭ光信号が入力される
   ことを特徴とする請求項１に記載の光信号分岐装置。
3. 第１〜第３の光伝送装置および光信号分岐装置を含み、第１の波長帯および前記第１の波長帯よりも長波長側に配置される第２の波長帯を含むＷＤＭ光信号を伝送する光伝送システムであって、
   前記第１の光伝送装置は、前記第２の光伝送装置宛ての光信号が前記第１の波長帯に配置され、前記第３の光伝送装置宛ての光信号が前記第２の波長帯に配置されたＷＤＭ光信号を生成し、
   前記第２の光伝送装置は、前記第３の光伝送装置宛ての光信号が前記第１の波長帯に配置され、前記第１の光伝送装置宛ての光信号が前記第２の波長帯に配置されたＷＤＭ光信号を生成し、
   前記第３の光伝送装置は、前記第１の光伝送装置宛ての光信号が前記第１の波長帯に配置され、前記第２の光伝送装置宛ての光信号が前記第２の波長帯に配置されたＷＤＭ光信号を生成し、
   前記光信号分岐装置は、
   前記第１の光伝送装置により生成されるＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路に光学的に接続される第１の入力ポートと、
   前記第２の光伝送装置により生成されるＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路に光学的に接続される第２の入力ポートと、
   前記第３の光伝送装置により生成されるＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路に光学的に接続される第３の入力ポートと、
   前記第１の光伝送装置へ向けてＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路に光学的に接続される第１の出力ポートと、
   前記第２の光伝送装置へ向けてＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路に光学的に接続される第２の出力ポートと、
   前記第３の光伝送装置へ向けてＷＤＭ光信号を伝送する光伝送路に光学的に接続される第３の出力ポートと、
   第１〜第３の光スプリッタと、
   第１〜第３の光カプラと、
   それぞれ、前記第１の波長帯を通過させると共に、前記第２の波長帯を阻止する、第１〜第３の短波長通過フィルタと、
   それぞれ、前記第２の波長帯を通過させると共に、前記第１の波長帯を阻止する、第１〜第３の長波長通過フィルタと、を有し、
   前記第１の光スプリッタは、前記第１の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第１の短波長通過フィルタおよび前記第１の長波長通過フィルタに導き、
   前記第２の光スプリッタは、前記第２の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第２の短波長通過フィルタおよび前記第２の長波長通過フィルタに導き、
   前記第３の光スプリッタは、前記第３の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して前記第３の短波長通過フィルタおよび前記第３の長波長通過フィルタに導き、
   前記第１の光カプラは、前記第１の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第３の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第２の出力ポートへ導き、
   前記第２の光カプラは、前記第２の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第１の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第３の出力ポートへ導き、
   前記第３の光カプラは、前記第３の短波長通過フィルタの出力光信号および前記第２の長波長通過フィルタの出力光信号を合波して前記第１の出力ポートへ導く
   ことを特徴とする光伝送システム。
4. 光学的に接続された複数の分岐モジュールを含む光信号分岐装置であって、
   各分岐モジュールは、
   第１〜第３の入力ポートと、
   第１〜第３の出力ポートと、
   第１〜第３の光スプリッタと、
   第１〜第３の光カプラと、
   ＷＤＭ光信号の一部の波長帯を通過させると共に、ＷＤＭ光信号の残りの波長帯を阻止する、第１〜第６の光フィルタと、を有し、
   前記第１の光スプリッタは、前記第１の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して、互いに波長特性の異なる前記第１の光フィルタおよび前記第２の光フィルタに導き、
   前記第２の光スプリッタは、前記第２の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して、互いに波長特性の異なる前記第３の光フィルタおよび前記第４の光フィルタに導き、
   前記第３の光スプリッタは、前記第３の入力ポートを介して入力されるＷＤＭ光信号を分岐して、互いに波長特性の異なる前記第５の光フィルタおよび前記第６の光フィルタに導き、
   前記第１の光カプラは、前記第１の光フィルタの出力光信号および前記第６の光フィルタの出力光信号を合波して前記第２の出力ポートへ導き、
   前記第２の光カプラは、前記第２の光フィルタの出力光信号および前記第３の光フィルタの出力光信号を合波して前記第３の出力ポートへ導き、
   前記第３の光カプラは、前記第４の光フィルタの出力光信号および前記第５の光フィルタの出力光信号を合波して前記第１の出力ポートへ導き、
   前記複数の分岐モジュールの中の所定の１つを除く各分岐モジュールの第２の入力ポートおよび第２の出力ポートは、対応する分岐モジュールの第１の出力ポートおよび第１の入力ポートにそれぞれ光学的に接続されている
   ことを特徴とする光信号分岐装置。

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