JPWO2017150277A1 - 光伝送装置 - Google Patents

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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
Shin Kamei et al.、"N×N Cyclic−Frequency Router With Improved Perfomance Based on Arrayed−Waveguide Grating"、JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY、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 (14)

  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。
  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、請求項1に記載の光伝送装置。
  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、請求項2に記載の光伝送装置。
  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、請求項3に記載の光伝送装置。
  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、請求項3に記載の光伝送装置。
  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、請求項3に記載の光伝送装置。
  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、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の光伝送装置。
  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、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の光伝送装置。
  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、請求項8に記載の光伝送装置。
  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。
  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、請求項10に記載の光信号の伝送方法。
  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、請求項10または11に記載の光信号の伝送方法。
  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、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。
  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、請求項13に記載の光信号の伝送方法。
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