JPWO2017150277A1

JPWO2017150277A1 - 光伝送装置

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Publication number: JPWO2017150277A1
Application number: JP2018503057A
Authority: JP
Inventors: 友理恵松山; 健史小熊
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2018-12-06
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Also published as: EP3425827A4; EP3425827A1; US20190058526A1; JP6645571B2; CN109075885A; WO2017150277A1; EP3425827B1; CN109075885B; US10659165B2

Abstract

［課題］光フィルタの帯域狭窄を抑制しつつ波長再利用などの光通信の柔軟性を実現し、且つフレキシブルグリッドに対応した光伝送装置を提供することである。
［解決手段］本発明にかかる光伝送装置は、各々の入力ポートに入力された各々の光信号をフィルタリングする周回性ＡＷＧを備えている。各々の光信号は１つのチャネル帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されており、各々の光信号はチャネル単位でフィルタリングされ、周回性ＡＷＧの各々の入力ポートの通過帯域幅はチャネルの帯域幅に対応している。

Description

本発明は光伝送装置に関し、特に光通信ネットワークに用いられる光伝送装置に関する。

インターネットや映像配信等の広帯域マルチメディア通信サービスの需要増加に伴い、幹線系やメトロ系では長距離かつ大容量の光ファイバ通信システムの導入が進んでいる。こうした光ファイバを使用した光通信システムでは、光ファイバ１本当たりの伝送効率を高めることが重要である。このため、複数の異なる波長の光信号を多重化して伝送する、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplex）通信が広く用いられている。

また、近年の情報通信トラフィックの増加により、光伝送装置には一層の長距離伝送と運用の柔軟性が求められており、エラスティック光技術の研究開発も行われている。

特許文献１や非特許文献１には、ＷＤＭ技術を利用した光ネットワークにおいて、運用中に光信号の通過帯域を自律的に変更することが可能な光伝送装置に関する技術が開示されている。

特開２０１５−１９２８９号公報

ＳｈｉｎＫａｍｅｉｅｔａｌ．、"Ｎ×ＮＣｙｃｌｉｃ−ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＲｏｕｔｅｒＷｉｔｈＩｍｐｒｏｖｅｄＰｅｒｆｏｍａｎｃｅＢａｓｅｄｏｎＡｒｒａｙｅｄ−ＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ"、ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＩＧＨＴＷＡＶＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２００９年９月１５日、ＶＯＬ．２７、ＮＯ．１８、ｐ４０９７−４１０４

背景技術で説明したように、光通信ネットワークに用いられる光伝送装置には長距離伝送と運用の柔軟性が求められている。例えば、ＣＤＣ(Colorless, Directionless and Contentionless)−ＲＯＡＤＭ(Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer）は柔軟性が高いシステムである。しかし、ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭは、波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）を用いているため、ノード当たりに通過する光フィルタの数が多くなり、光フィルタによる帯域狭窄の影響が大きくなり、伝送特性が劣化するという問題がある。

また、運用の柔軟性の問題を解決する方法の一つとして、非特許文献１に開示されている構成が挙げられるが、この構成では上記の帯域狭窄の問題を解決することができない。また、エラスティックネットワークの実現に不可欠なフレキシブルグリッドに対応することができないという問題がある。

上記課題に鑑み本発明の目的は、光フィルタの帯域狭窄によって光信号が削られることを抑制しつつ波長再利用などの光通信の柔軟性を実現し、且つフレキシブルグリッドに対応した光伝送装置を提供することである。

本発明にかかる光伝送装置は、各々の入力ポートに入力された各々の光信号をフィルタリングする周回性ＡＷＧを備える。前記各々の光信号は１つのチャネル帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されており、前記各々の光信号は前記チャネル単位でフィルタリングされ、前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は前記チャネルの帯域幅に対応している。

本発明により、光フィルタの帯域狭窄によって光信号が削られることを抑制しつつ波長再利用などの光通信の柔軟性を実現し、且つフレキシブルグリッドに対応した光伝送装置を提供することができる。

本発明にかかる光伝送装置の概要を説明するための図である。実施の形態１にかかる光伝送装置を説明するための図である。実施の形態１にかかる光伝送装置で用いられているチャネルの帯域幅を説明するための図である。実施の形態１にかかる光伝送装置で用いられている周回性ＡＷＧの詳細を説明するための図である。比較例にかかる光伝送装置を説明するための図である。比較例にかかる光伝送装置で用いられているチャネルの帯域幅を説明するための図である。実施の形態１にかかる光伝送装置の他の構成例を説明するための図である。実施の形態２における課題を説明するための図である。実施の形態２にかかる光伝送装置が備える周回性ＡＷＧの通過帯域幅を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

まず、本発明の実施の形態の概要について説明する。図１は、各実施の形態にかかる光伝送装置の概要を説明するための図である。図１に示すように、各実施の形態にかかる光伝送装置は、各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３に入力された各々の光信号（Ｃｈ１１〜Ｃｈ３３）をフィルタリングする周回性ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）を備える。図１に示すように、入力ポートＰ１には光信号Ｃｈ１１〜Ｃｈ１３が入力され、入力ポートＰ２には光信号Ｃｈ２１〜Ｃｈ２３が入力され、入力ポートＰ３には光信号Ｃｈ３１〜Ｃｈ３３が入力される。

各々の光信号は１つのチャネル帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されている（図３参照）。また、各々の光信号はチャネル単位でフィルタリングされる。図１に示す周回性ＡＷＧでは、各々の光信号（Ｃｈ１１〜Ｃｈ３３）のうち、光信号Ｃｈ１１、Ｃｈ３２、Ｃｈ２３が出力ポートから出力される。ここで、周回性ＡＷＧの各々の入力ポートの通過帯域幅はチャネルの帯域幅に対応している。

つまり、各実施の形態にかかる光伝送装置では、周回性ＡＷＧの各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅をチャネルの帯域幅まで広げることで、所定の帯域幅を持った光信号（Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３、・・・Ｃｈ３３）を各々フィルタリングすることができる。

よって、各々のチャネル内に割り当てられる複数の波長多重信号の数や帯域幅を任意に設定することができるので（図３参照）、伝送する光信号に柔軟性を持たせることができる。以下、各実施の形態にかかる光伝送装置について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図２は、実施の形態１にかかる光伝送装置を説明するための図である。図２に示すように、本実施の形態にかかる光伝送装置１は、複数のビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_３と複数の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３とを用いて構成されている。本実施の形態にかかる光伝送装置１は、光通信ネットワークにおける光ノード、より具体的には光クロスコネクトノードに用いることができる。

図２に示すように、ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_３の各々の入力側は、３つの入力側方路ＩＮ_＃１〜ＩＮ_＃３と接続されている。ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_３から出力された光信号は、ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_３の後段に設けられている周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３に供給される。ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_３は１入力３出力（１×３）のビームスプリッタであり、周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３は３入力１出力（３×１）の周回性ＡＷＧである。周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３の各々の出力ポートは、出力側方路ＯＵＴ_＃１〜ＯＵＴ_＃３にそれぞれ接続されている。

ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_３の各々は、ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_３の各々に入力された各々の光信号を周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３の各々の入力ポートに出力する。具体的には、ビームスプリッタＢＳ_１は入力側方路ＩＮ_＃１から供給された光信号Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３を分割し、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ１、周回性ＡＷＧ_２の入力ポートＰ２、及び周回性ＡＷＧ_３の入力ポートＰ３に光信号Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３を供給する。同様に、ビームスプリッタＢＳ_２は入力側方路ＩＮ_＃２から供給された光信号Ｃｈ２１、Ｃｈ２２、Ｃｈ２３を分割し、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ２、周回性ＡＷＧ_２の入力ポートＰ３、及び周回性ＡＷＧ_３の入力ポートＰ１に光信号Ｃｈ２１、Ｃｈ２２、Ｃｈ２３を供給する。同様に、ビームスプリッタＢＳ_３は入力側方路ＩＮ_＃３から供給された光信号Ｃｈ３１、Ｃｈ３２、Ｃｈ３３を分割し、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ３、周回性ＡＷＧ_２の入力ポートＰ１、及び周回性ＡＷＧ_３の入力ポートＰ２に光信号Ｃｈ３１、Ｃｈ３２、Ｃｈ３３を供給する。

各々の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３は、各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３に入力された各々の光信号をフィルタリング（選択）して出力側方路に出力する。具体的には、周回性ＡＷＧ_１は、入力ポートＰ１〜Ｐ３に入力された光信号のうち光信号Ｃｈ１１、Ｃｈ３２、Ｃｈ２３を出力側方路ＯＵＴ_＃１に出力する。また、周回性ＡＷＧ_２は、入力ポートＰ１〜Ｐ３に入力された光信号のうち光信号Ｃｈ２１、Ｃｈ１２、Ｃｈ３３を出力側方路ＯＵＴ_＃２に出力する。また、周回性ＡＷＧ_３は、入力ポートＰ１〜Ｐ３に入力された光信号のうち光信号Ｃｈ３１、Ｃｈ２２、Ｃｈ１３を出力側方路ＯＵＴ_＃３に出力する。

ここで、入力側方路ＩＮ_＃１を通る各々の光信号Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３は、各々異なる周波数帯域の光信号である。入力側方路ＩＮ_＃２を通る各々の光信号Ｃｈ２１、Ｃｈ２２、Ｃｈ２３、及び入力側方路ＩＮ_＃３を通る各々の光信号Ｃｈ３１、Ｃｈ３２、Ｃｈ３３についても同様である。

一方、入力側方路ＩＮ_＃１の光信号Ｃｈ１１、入力側方路ＩＮ_＃２の光信号Ｃｈ２１、及び入力側方路ＩＮ_＃３の光信号Ｃｈ３１は同一の周波数帯域の光信号であるため、ＷＤＭ通信を実現するためには、これらの光信号が同一の出力側方路に出力されないようにする必要がある。同様に、入力側方路ＩＮ_＃１の光信号Ｃｈ１２、入力側方路ＩＮ_＃２の光信号Ｃｈ２２、及び入力側方路ＩＮ_＃３の光信号Ｃｈ３２は同一の周波数帯域の光信号であるため、ＷＤＭ通信を実現するためには、これらの光信号が同一の出力側方路に出力されないようにする必要がある。同様に、入力側方路ＩＮ_＃１の光信号Ｃｈ１３、入力側方路ＩＮ_＃２の光信号Ｃｈ２３、及び入力側方路ＩＮ_＃３の光信号Ｃｈ３３は同一の周波数帯域の光信号であるため、ＷＤＭ通信を実現するためには、これらの光信号が同一の出力側方路に出力されないようにする必要がある。

また、本実施の形態にかかる光伝送装置１では、各々の光信号（Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３、・・・Ｃｈ３３）はチャネル単位でルーティングされる。また、１つのチャネルの帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されている。

図３は、本実施の形態にかかる光伝送装置１で用いられているチャネルの帯域幅を説明するための図である。図３に示すように、本実施の形態にかかる光伝送装置１では、１つのチャネル帯域１１の中に複数の波長多重信号（光信号）１２を割り当てることができる。図３では、一例として、各々のチャネルＣｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３の帯域幅を１５０ＧＨｚとし、チャネルＣｈ１１の中に５０ＧＨｚの帯域幅の光信号を３つ割り当てた場合を示している。また、チャネルＣｈ１２の中に３７．５ＧＨｚの帯域幅の光信号を４つ割り当てた場合を示している。また、チャネルＣｈ１３の中に１００ＧＨｚの帯域幅の光信号と５０ＧＨｚの帯域幅の光信号とを割り当てた場合を示している。なお、図３に示した例は一例であり、各々のチャネル帯域１１の帯域幅は任意に決定することができる。また、各々のチャネルの帯域内に割り当てる光信号１２の帯域幅および数は任意に決定することができる。

そして、本実施の形態にかかる光伝送装置１では、周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３の各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅（つまり、フィルタの帯域幅）を、チャネル（Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３、・・・Ｃｈ３３）の帯域幅に対応するようにしている。換言すると、周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３の各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅をチャネルの帯域幅まで広げることで、所定の帯域幅を持った光信号（つまり、チャネルＣｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３、・・・Ｃｈ３３）を各々フィルタリングすることができる。例えば、チャネルＣｈ１１をチャネル単位でフィルタリングすることで、５０ＧＨｚの帯域幅の光信号１２を３つ同一方向にフィルタリングすることができる。

図４を用いて詳細に説明すると、例えば周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ１には光信号Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３が供給され、入力ポートＰ２には光信号Ｃｈ２１、Ｃｈ２２、Ｃｈ２３が供給され、入力ポートＰ３には光信号Ｃｈ３１、Ｃｈ３２、Ｃｈ３３が供給される。このとき、各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅を１５０ＧＨｚとすることで、１チャネル当たりの帯域幅が１５０ＧＨｚの光信号をフィルタリングすることができる。

例えば、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ１の通過帯域と中心周波数とを光信号Ｃｈ１１の周波数帯域と中心周波数とに合わせることで、入力ポートＰ１に供給された光信号Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３のうち光信号Ｃｈ１１のみを通過させることができる（つまり、光信号Ｃｈ１２、Ｃｈ１３を除去することができる）。同様に、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ２の通過帯域と中心周波数とを光信号Ｃｈ２３の周波数帯域と中心周波数とに合わせることで、入力ポートＰ２に供給された光信号Ｃｈ２１、Ｃｈ２２、Ｃｈ２３のうち光信号Ｃｈ２３のみを通過させることができる。同様に、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ３の通過帯域と中心周波数とを光信号Ｃｈ３２の周波数帯域と中心周波数とに合わせることで、入力ポートＰ３に供給された光信号Ｃｈ３１、Ｃｈ３２、Ｃｈ３３のうち光信号Ｃｈ３２のみを通過させることができる。このとき、周回性ＡＷＧ_１の各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅は１５０ＧＨｚであり、中心周波数間隔は１５０ＧＨｚである。

例えば、各々の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３の各々の入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅は、複数の波長多重信号の隣接周波数間隔のｍ倍（ｍは２以上の正の実数）としてもよい。例えば、波長多重信号の隣接周波数間隔を３７．５ＧＨｚ、ｍ＝４とした場合、入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅は１５０ＧＨｚとなる（図３のＣｈ１２参照）。この場合は、１つの光信号で１００Ｇｂｐｓの容量の通信を行うとすると、１つのチャネルの中に３７．５ＧＨｚの帯域幅の光信号を４つ割り当てることができるので、４００Ｇｂｐｓの容量の通信を実現することができる。

また、例えば、波長多重信号の隣接周波数間隔を５０ＧＨｚ、ｍ＝３とした場合、入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅は１５０ＧＨｚとなる（図３のＣｈ１１参照）。この場合は、１つの光信号で１００Ｇｂｐｓの容量の通信を行うとすると、１つのチャネルの中に５０ＧＨｚの帯域幅の光信号を３つ割り当てることができるので、３００Ｇｂｐｓの容量の通信を実現することができる。また、例えば、波長多重信号の隣接周波数間隔を７５ＧＨｚ、ｍ＝２とした場合も、入力ポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域幅は１５０ＧＨｚとなる。また、上記の例はあくまでも一例であり、当該信号の変調方式、容量から最適な信号間隔、AWGの追加帯域幅(信号間隔のｍ倍)が決定される。

上記で説明したように、本実施の形態にかかる光伝送装置１では、１つのチャネルの帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されている。ここで、１つのチャネルの帯域内に割り当てられる複数の波長多重信号の数や帯域幅は任意に設定することができる(フレキシブルグリッド)。

また、本実施の形態にかかる光伝送装置１は、周回性ＡＷＧを用いて構成しているので、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を用いた場合と比べるとノード当たりに通過する光フィルタの数を低減させ、光フィルタによる帯域狭窄の影響を低減させることができる。

また、本実施の形態にかかる光伝送装置１では、各々の光信号のフィルタリングに周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_３を用いているので、同一の周波数帯域の信号が同一の出力側方路に出力されることを回避できる。

よって、本実施の形態にかかる発明により、光フィルタの帯域狭窄によって光信号が削られることを抑制しつつ波長再利用などの光通信の柔軟性を実現し、且つフレキシブルグリッドに対応した光伝送装置を提供することができる。

以下で、本実施の形態の効果について詳細に説明する。

図５は、比較例にかかる光伝送装置を説明するための図である。図５に示すように、比較例にかかる光伝送装置１０１は、前段に設けられた複数のＡＷＧ_１１〜ＡＷＧ_１３と後段に設けられた複数のＡＷＧ_２１〜ＡＷＧ_２３とを用いて構成されている。ＡＷＧ_１１〜ＡＷＧ_１３は１入力３出力（１×３）のＡＷＧであり、ＡＷＧ_２１〜ＡＷＧ_２３は３入力１出力（３×１）のＡＷＧである。

ＡＷＧ_１１は、入力側方路ＩＮ_＃１から供給された光信号λ１１〜λ１３を分波し、光信号λ１１をＡＷＧ_２１のポートＰ１に、光信号λ１２をＡＷＧ_２２のポートＰ２に、光信号λ１３をＡＷＧ_２３のポートＰ３に、それぞれ出力する。また、ＡＷＧ_１２は、入力側方路ＩＮ_＃２から供給された光信号λ２１〜λ２３を分波し、光信号λ２１をＡＷＧ_２２のポートＰ１に、光信号λ２２をＡＷＧ_２３のポートＰ２に、光信号λ２３をＡＷＧ_２１のポートＰ３に、それぞれ出力する。また、ＡＷＧ_１３は、入力側方路ＩＮ_＃３から供給された光信号λ３１〜λ３３を分波し、光信号λ３１をＡＷＧ_２３のポートＰ１に、光信号λ３２をＡＷＧ_２１のポートＰ２に、光信号λ３３をＡＷＧ_２２のポートＰ３に、それぞれ出力する。

ＡＷＧ_２１は、ポートＰ１に供給された光信号λ１１、ポートＰ２に供給された光信号λ３２、及びポートＰ３に供給された光信号λ２３を合波して出力側方路ＯＵＴ_＃１に出力する。また、ＡＷＧ_２２は、ポートＰ１に供給された光信号λ２１、ポートＰ２に供給された光信号λ１２、及びポートＰ３に供給された光信号λ３３を合波して出力側方路ＯＵＴ_＃２に出力する。また、ＡＷＧ_２３は、ポートＰ１に供給された光信号λ３１、ポートＰ２に供給された光信号λ２２、及びポートＰ３に供給された光信号λ１３を合波して出力側方路ＯＵＴ_＃３に出力する。

図６は、比較例にかかる光伝送装置で用いられているチャネルの帯域幅を説明するための図である。図６に示すように、比較例にかかる光伝送装置１０１では、１つのチャネルに１つの光信号を割り当てている。つまり、チャネルＣｈ１には１つの光信号λ１１（帯域幅５０ＧＨｚ）が割り当てられている。同様に、チャネルＣｈ２、Ｃｈ３には、光信号λ１２、λ１３がそれぞれ割り当てられている。他の光信号λ２１〜λ２３、及び光信号λ３１〜λ３３についても同様である。

つまり、比較例にかかる光伝送装置１０１では、チャネルと光信号とが一対一に対応しており、このため入力側方路ＩＮ_＃１〜ＩＮ_＃３に供給される各々の光信号と、出力側方路ＯＵＴ_＃１〜ＯＵＴ_＃３から出力される各々の光信号との関係は一意に決定されていた。換言すると、入力側方路ＩＮ_＃１〜ＩＮ_＃３に供給される各々の光信号と、出力側方路ＯＵＴ_＃１〜ＯＵＴ_＃３から出力される各々の光信号との関係は固定されていた。そのため、フレキシブルグリッドに対応することができないという問題があった。

これに対して本実施の形態にかかる光伝送装置１では、１つのチャネルの帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成し、更に周回性ＡＷＧがチャネル単位で光信号をフィルタリングすることができるように、周回性ＡＷＧの入力ポートの通過帯域幅を広げている。よって、各々のチャネル内に割り当てられる複数の波長多重信号の数や帯域幅を任意に設定することができるので、伝送する光信号に柔軟性を持たせることができる。つまり、図３に示すように、１チャネル内に割り当てる光信号の数を変えたり（チャネルＣｈ１１、Ｃｈ１２参照）、１チャネル内に各々異なる帯域幅を有する光信号を割り当て可能なので（チャネルＣｈ１３参照）、伝送する光信号に柔軟性を持たせることができる。

また、図５に示す光伝送装置１０１では、ＡＷＧを２段構成としているので各々の光信号が通過するフィルタの数が図２に示した光伝送装置１よりも多くなる。このため、光フィルタによる帯域狭窄の影響が大きくなる。フィルタを減らす手段として、例えば、非特許文献１のＦｉｇ．２に開示されているようなＮ×ＭのＡＷＧを用いた構成がある。しかし、ＡＷＧの原理上、後述する実施の形態２のようなフィルタのオーバーラップを実現できないので、光フィルタによる帯域狭窄の影響を最小化できない。

また、ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭはアクティブなＷＳＳを用いているので柔軟性が高いシステムである。しかしながら、ＣＤＣ−ＲＯＡＤＭは、ＷＳＳを用いているが故に、ノード当たりに通過する光フィルタの数が多くなり、光フィルタによる帯域狭窄の影響が大きい。

これに対して、本実施の形態にかかる光伝送装置１では、使用している周回性ＡＷＧが１段であるので、各々の光信号が通過するフィルタの数も図５に示した比較例にかかる光伝送装置１０１よりも少なくすることができる。また、本実施の形態にかかる光伝送装置１では、ＷＳＳを用いていないので、光フィルタによる帯域狭窄の影響を少なくすることができる。

以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、光フィルタの帯域狭窄によって光信号が削られることを抑制しつつ波長再利用などの光通信の柔軟性を実現し、且つフレキシブルグリッドに対応した光伝送装置を提供することができる。

なお、図２に示した光伝送装置１では、入力側方路および出力側方路の数がそれぞれ３つである場合を例として示した。しかし本実施の形態にかかる光伝送装置では、入力側方路および出力側方路の数はこれ以外であってもよい。つまり、ｎ個（ｎは２以上の自然数）の入力側方路ＩＮ_＃１〜ＩＮ_＃ｎとｎ個の出力側方路ＯＵＴ_＃１〜ＯＵＴ_＃ｎとを有する構成の場合は、入力側方路ＩＮ_＃１〜ＩＮ_＃ｎにそれぞれ接続されたｎ個のビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_ｎ（１入力ｎ出力のビームスプリッタ）を設ける。また、ｎ個のビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_ｎの後段にｎ個の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_ｎ（ｎ入力１出力の周回性ＡＷＧ）を設ける。ｎ個のビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_ｎの各々は、ｎ個のビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_ｎの各々に入力された各々の光信号をｎ個の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_ｎの各々の入力ポートに出力する。ｎ個の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_ｎの各々は、各々の入力ポートに入力された各々の光信号をフィルタリングして出力側方路に出力する。これにより、各々の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_ｎから出力側方路ＯＵＴ_＃１〜ＯＵＴ_＃ｎにフィルタリング後の光信号が出力される。

図７は、本実施の形態にかかる光伝送装置の他の構成例を説明するための図である。図７に示す光伝送装置２では、上記ｎの値をｎ＝４とした場合の構成を示している。図７に示すように、ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_４の各々の入力側は、４つの入力側方路ＩＮ_＃１〜ＩＮ_＃４と接続されている。ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_４から出力された光信号は、ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_４の後段に設けられている周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_４に供給される。ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_４は１入力４出力（１×４）のビームスプリッタであり、周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_４は４入力１出力（４×１）の周回性ＡＷＧである。周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_４の各々の出力ポートは、出力側方路ＯＵＴ_＃１〜ＯＵＴ_＃４とそれぞれ接続されている。

ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_４の各々は、ビームスプリッタＢＳ_１〜ＢＳ_４の各々に入力された各々の光信号を周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_４の各々の入力ポートに出力する。具体的には、ビームスプリッタＢＳ_１は入力側方路ＩＮ_＃１から供給された光信号Ｃｈ１１〜Ｃｈ１８を分割する。ビームスプリッタＢＳ_１は、分割した光信号Ｃｈ１１〜Ｃｈ１８を、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ１、周回性ＡＷＧ_２の入力ポートＰ２、周回性ＡＷＧ_３の入力ポートＰ３、及び周回性ＡＷＧ_４の入力ポートＰ４に供給する。

同様に、ビームスプリッタＢＳ_２は入力側方路ＩＮ_＃２から供給された光信号Ｃｈ２１〜Ｃｈ２８を分割する。ビームスプリッタＢＳ_２は分割した光信号Ｃｈ２１〜Ｃｈ２８を、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ２、周回性ＡＷＧ_２の入力ポートＰ３、周回性ＡＷＧ_３の入力ポートＰ４、及び周回性ＡＷＧ_４の入力ポートＰ１に供給する。

同様に、ビームスプリッタＢＳ_３は入力側方路ＩＮ_＃３から供給された光信号Ｃｈ３１〜Ｃｈ３８を分割する。ビームスプリッタＢＳ_３は分割した光信号Ｃｈ３１〜Ｃｈ３８を、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ３、周回性ＡＷＧ_２の入力ポートＰ４、周回性ＡＷＧ_３の入力ポートＰ１、及び周回性ＡＷＧ_４の入力ポートＰ２に供給する。

同様に、ビームスプリッタＢＳ_４は入力側方路ＩＮ_＃４から供給された光信号Ｃｈ４１〜Ｃｈ４８を分割する。ビームスプリッタＢＳ_４は分割した光信号Ｃｈ４１〜Ｃｈ４８を、周回性ＡＷＧ_１の入力ポートＰ４、周回性ＡＷＧ_２の入力ポートＰ１、周回性ＡＷＧ_３の入力ポートＰ２、及び周回性ＡＷＧ_４の入力ポートＰ３に供給する。

各々の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_４は、各々の入力ポートに入力された各々の光信号をフィルタリングして出力側方路に出力する。各々の周回性ＡＷＧ_１〜ＡＷＧ_４から各々の出力側方路ＯＵＴ_＃１〜ＯＵＴ_＃４に出力される光信号は図７に示すとおりである。

図７に示す光伝送装置２においても、入力側方路ＩＮ_＃１を通る各々の光信号Ｃｈ１１〜Ｃｈ１８は、各々異なる周波数帯域の光信号である。入力側方路ＩＮ_＃２を通る各々の光信号Ｃｈ２１〜Ｃｈ２８、入力側方路ＩＮ_＃３を通る各々の光信号Ｃｈ３１〜Ｃｈ３８、及び入力側方路ＩＮ_＃４を通る各々の光信号Ｃｈ４１〜Ｃｈ４８についても同様である。

また、図７に示す光伝送装置２においても、各々の光信号（Ｃｈ１１、Ｃｈ１２、Ｃｈ１３、・・・Ｃｈ４８）はチャネル単位でフィルタリングされる。そして、１つのチャネルの帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されている（図３参照）。この場合も、各々のチャネルの帯域幅は任意に決定することができる。また、各々のチャネルの帯域内に割り当てる光信号の帯域幅および数も任意に決定することができる。
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。

まず、図８を用いて本実施の形態にかかる発明の課題について説明する。実施の形態１で説明した光伝送装置１では、１つのチャネルの帯域内に複数の波長多重信号を割り当てている（図３参照）。このとき、光信号を高密度（高収容率）で伝送するためには、図８の上図に示すように、フィルタの帯域幅２１と４つの光信号２２の帯域幅（つまり、１チャネル当たりの帯域幅）との間に差がないほうが好ましい。例えば、図８の上図に示す場合は、１つの光信号２２の帯域幅が３７．５ＧＨｚでこの光信号２２の数が４つであるので、４つの光信号２２の帯域幅（１チャネル当たりの帯域幅）は３７．５ＧＨｚ×４＝１５０ＧＨｚとなる。この場合は、フィルタの帯域幅２１も１５０ＧＨｚとすることで、光信号を高密度に伝送することができる。

しかしながら、光フィルタの形状は矩形ではなく、中心周波数と帯域幅に個体ばらつきがあるため、フィルタ数が増えると、受信端で見るフィルタの帯域幅は狭くなっていく(帯域狭窄)。このようなフィルタの特性により、光信号は伝送過程で両端が削られ信号成分が失われていき、最終的には受信端での信号誤りが増え、受信できなくなる。具体的に説明すると、図８の下図に示すように、フィルタが多段連なると、フィルタの帯域幅（１５０ＧＨｚ）２１が符号２３に示すように狭くなる。その結果として、４つある光信号２２のうちの両端の信号が削られるため（削られた部分をハッチングで示す）、両端の信号が受信できないレベルになる場合がある。

このような現象を抑制するために、光信号とフィルタ帯域の両端との間に空白エリア（つまり、ガードバンド）を設けることも考えられる。しかし、この場合は、ガードバンドを設けた分だけ光信号の収容率が低下してしまうという問題がある。

このような問題を解決するために、本実施の形態にかかる光伝送装置では、周回性ＡＷＧの隣接する入力ポートの各々の通過帯域（つまり、フィルタ帯域）の一部が互いに重畳するように構成している。具体例を用いて説明すると、図４に示した周回性ＡＷＧ_１のポートＰ１の通過帯域の一部とポートＰ２の通過帯域の一部とが、図９に示す通過帯域３１_１、３１_２のように互いに重畳するように構成している（つまり、重畳領域３５を設けている）。また、図４に示した周回性ＡＷＧ_１のポートＰ２の通過帯域の一部とポートＰ３の通過帯域の一部とが、図９に示す通過帯域３１_２、３１_３のように互いに重畳するように構成している（つまり、重畳領域３６を設けている）。

例えば、周回性ＡＷＧの隣接する入力ポート間の周波数間隔を維持しつつ、入力ポートの各々の通過帯域幅を広げることで、隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部を互いに重畳させることができる。

周回性AWGの各入力ポートの通過帯域は、例えば、周回性ＡＷＧの入出力導波路の形状を調整することで、隣接する入力ポートの通過帯域との間に重畳領域が存在するように広げることができる。例えば、周回性AWGの各入力ポートの通過帯域は、周回性ＡＷＧの入力導波路と入力側のスラブ導波路の結合部と、出力側のスラブ導波路と出力導波の結合部の形状を調整することで広げることができる。

具体例を用いて説明すると、図９に示すように、周波数間隔３４を１５０ＧＨｚとしたまま、各々のポートＰ１〜Ｐ３の通過帯域３１_１〜３１_３の幅を１５０ＧＨｚから１６２．５ＧＨｚに広げる。このようにすることで、入力ポートＰ１の通過帯域３１_１の一部と入力ポートＰ２の通過帯域３１_２の一部とを重畳させることができる。このとき、入力ポートＰ１の通過帯域３１_１と入力ポートＰ２の通過帯域３１_２とが重畳する重畳領域３５の幅は１２．５ＧＨｚとなる。また、入力ポートＰ２の通過帯域３１_２の一部と入力ポートＰ３の通過帯域３１_３の一部とを重畳させることができる。このとき、入力ポートＰ２の通過帯域３１_２と入力ポートＰ３の通過帯域３１_３とが重畳する重畳領域３６の幅は１２．５ＧＨｚとなる。

上記で説明したように、本実施の形態にかかる光伝送装置では、周回性ＡＷＧの隣接する入力ポート間において通過帯域３１_１〜３１_３が互いに重畳するように構成している。よって、光信号３２の伝送の過程で光信号３２の両端が削られることを抑制でき、受信できない光信号の発生を抑制できる。したがって、伝送特性の劣化を抑制することができる。一方で、隣接する入力ポート間の通過帯域を重畳させると、隣接する他の入力ポートの光信号が漏れ込みクロストークが発生するが、フィルタ帯域狭窄とクロストークとを比較して光信号の劣化が最小となるようにフィルタのオーバーラップ幅を最適化することにより、最良の伝送特性を得ることができる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
各々の入力ポートに入力された各々の光信号をフィルタリングする周回性ＡＷＧを備え、
前記各々の光信号は１つのチャネル帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されており、
前記各々の光信号は前記チャネル単位でフィルタリングされ、
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は前記チャネルの帯域幅に対応している、
光伝送装置。

（付記２）
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は、前記複数の波長多重信号の隣接周波数間隔のｍ倍（ｍは２以上の正の実数）である、付記１に記載の光伝送装置。

（付記３）
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は１５０ＧＨｚであり、中心周波数間隔は１５０ＧＨｚである、付記２に記載の光伝送装置。

（付記４）
前記隣接周波数間隔は３７．５ＧＨｚであり、前記ｍの値はｍ＝４である、付記３に記載の光伝送装置。

（付記５）
前記隣接周波数間隔は５０ＧＨｚであり、前記ｍの値はｍ＝３である、付記３に記載の光伝送装置。

（付記６）
前記隣接周波数間隔は７５ＧＨｚであり、前記ｍの値はｍ＝２である、付記３に記載の光伝送装置。

（付記７）
ｎ個（ｎは２以上の自然数）の入力側方路にそれぞれ接続されたｎ個のビームスプリッタと、
前記ｎ個のビームスプリッタの後段に設けられたｎ個の前記周回性ＡＷＧと、を備え、前記ｎ個のビームスプリッタの各々は、前記ｎ個のビームスプリッタの各々に入力された各々の光信号を前記ｎ個の周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートに出力し、
前記ｎ個の周回性ＡＷＧはｎ入力１出力の周回性ＡＷＧであり、
前記ｎ個の周回性ＡＷＧの各々は、前記各々の入力ポートに入力された前記各々の光信号をフィルタリングして出力側方路に出力する、
付記１乃至６のいずれか一項に記載の光伝送装置。

（付記８）
前記周回性ＡＷＧの隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部が互いに重畳している、付記１乃至７のいずれか一項に記載の光伝送装置。

（付記９）
前記周回性ＡＷＧの前記隣接する入力ポート間の周波数間隔を維持しつつ前記入力ポートの各々の通過帯域幅を広げることで、前記隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部を互いに重畳させる、付記８に記載の光伝送装置。

（付記１０）
入力ポートごとの通過帯域幅が各チャネルの帯域幅に対応している周回性ＡＷＧの前記入力ポートそれぞれに、
チャネル帯域内で複数の光信号がそれぞれ波長多重化された複数の前記チャネルの波長多重信号を入力し、
前記波長多重信号を前記チャネル単位でフィルタリングして出力する、光信号の伝送方法。

（付記１１）
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は、前記複数の波長多重信号の隣接周波数間隔のｍ倍（ｍは２以上の正の実数）である、付記１０に記載の光信号の伝送方法。

（付記１２）
ｎ個（ｎは２以上の自然数）の入力側方路にそれぞれ接続されたｎ個のビームスプリッタに入力された前記波長多重信号を、ｎ個のｎ入力１出力の前記周回性ＡＷＧの前記入力ポートにそれぞれ出力し、
前記入力ポートにそれぞれ入力された前記波長多重信号をフィルタリングして出力側方路に出力する、付記１０または１１に記載の光信号の伝送方法。

（付記１３）
前記周回性ＡＷＧの隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部が互いに重畳している、付記１０乃至１２のいずれか一項に記載の光信号の伝送方法。

（付記１４）
前記周回性ＡＷＧの前記隣接する入力ポート間の周波数間隔を維持しつつ前記入力ポートの各々の通過帯域幅を広げることで、前記隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部を互いに重畳させる、付記１３に記載の光信号の伝送方法。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

この出願は、２０１６年２月２９日に出願された日本出願特願２０１６−３８１６２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１、２光伝送装置
１１チャネル帯域
１２波長多重信号
２１フィルタの帯域幅
２２光信号
３１_１〜３１_３通過帯域（フィルタ帯域）
３２光信号
３４周波数間隔
３５、３６重畳領域

Claims

各々の入力ポートに入力された各々の光信号をフィルタリングする周回性ＡＷＧを備え、
前記各々の光信号は１つのチャネル帯域内に複数の波長多重信号を割り当て可能に構成されており、
前記各々の光信号は前記チャネル単位でフィルタリングされ、
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は前記チャネルの帯域幅に対応している、
光伝送装置。
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は、前記複数の波長多重信号の隣接周波数間隔のｍ倍（ｍは２以上の正の実数）である、請求項１に記載の光伝送装置。
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は１５０ＧＨｚであり、中心周波数間隔は１５０ＧＨｚである、請求項２に記載の光伝送装置。
前記隣接周波数間隔は３７．５ＧＨｚであり、前記ｍの値はｍ＝４である、請求項３に記載の光伝送装置。
前記隣接周波数間隔は５０ＧＨｚであり、前記ｍの値はｍ＝３である、請求項３に記載の光伝送装置。
前記隣接周波数間隔は７５ＧＨｚであり、前記ｍの値はｍ＝２である、請求項３に記載の光伝送装置。
ｎ個（ｎは２以上の自然数）の入力側方路にそれぞれ接続されたｎ個のビームスプリッタと、
前記ｎ個のビームスプリッタの後段に設けられたｎ個の前記周回性ＡＷＧと、を備え、前記ｎ個のビームスプリッタの各々は、前記ｎ個のビームスプリッタの各々に入力された各々の光信号を前記ｎ個の周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートに出力し、
前記ｎ個の周回性ＡＷＧはｎ入力１出力の周回性ＡＷＧであり、
前記ｎ個の周回性ＡＷＧの各々は、前記各々の入力ポートに入力された前記各々の光信号をフィルタリングして出力側方路に出力する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光伝送装置。
前記周回性ＡＷＧの隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部が互いに重畳している、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光伝送装置。
前記周回性ＡＷＧの前記隣接する入力ポート間の周波数間隔を維持しつつ前記入力ポートの各々の通過帯域幅を広げることで、前記隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部を互いに重畳させる、請求項８に記載の光伝送装置。
入力ポートごとの通過帯域幅が各チャネルの帯域幅に対応している周回性ＡＷＧの前記入力ポートそれぞれに、
チャネル帯域内で複数の光信号がそれぞれ波長多重化された複数の前記チャネルの波長多重信号を入力し、
前記波長多重信号を前記チャネル単位でフィルタリングして出力する、光信号の伝送方法。
前記周回性ＡＷＧの前記各々の入力ポートの通過帯域幅は、前記複数の波長多重信号の隣接周波数間隔のｍ倍（ｍは２以上の正の実数）である、請求項１０に記載の光信号の伝送方法。
ｎ個（ｎは２以上の自然数）の入力側方路にそれぞれ接続されたｎ個のビームスプリッタに入力された前記波長多重信号を、ｎ個のｎ入力１出力の前記周回性ＡＷＧの前記入力ポートにそれぞれ出力し、
前記入力ポートにそれぞれ入力された前記波長多重信号をフィルタリングして出力側方路に出力する、請求項１０または１１に記載の光信号の伝送方法。
前記周回性ＡＷＧの隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部が互いに重畳している、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の光信号の伝送方法。
前記周回性ＡＷＧの前記隣接する入力ポート間の周波数間隔を維持しつつ前記入力ポートの各々の通過帯域幅を広げることで、前記隣接する入力ポートの各々の通過帯域の一部を互いに重畳させる、請求項１３に記載の光信号の伝送方法。