JPWO2019021972A1 - 光波長分離装置及び光波長分離方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2には、WSSの前後にインターリーバが配された光伝送装置が記載されている。
本発明は、WDM信号の多様なチャンネル間隔に柔軟に適応できる光波長分離装置及び光波長分離方法を実現するための技術を提供することを目的とする。
複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐する光カプラと、
前記光カプラの出力ポート毎に配置され、前記光カプラの出力ポートから入力された前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、分離された前記光信号をそれぞれ異なる出力ポートから出力するバンドパスフィルタと、
それぞれの前記バンドパスフィルタの出力ポートから入力される光信号の経路のいずれか1つを選択する光スイッチと、
を備える。
複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐し、
分岐された前記波長多重光信号毎に、前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、
バンドパスフィルタを用いて前記チャンネル毎に分離された前記光信号を出力し、
前記分離された前記光信号が出力される複数の経路から1つを選択して出力する、
手順を含む。
図1は、第1実施形態の光波長分離回路100の構成例を示すブロック図である。光波長分離回路100では、2個の1×10 WSS(波長選択スイッチ)が並列に配置される。一方のWSS(WSS102)は、WDM信号のチャンネル番号が奇数の光信号を分離するバンドパスフィルタとして設定される。他方のWSS(WSS103)は、チャンネル番号が偶数の光信号を分離するバンドパスフィルタとして設定される。WSS102及び103の出力に接続された10台の2×1光スイッチ(光スイッチ104〜113)は、奇数番号のチャンネルと偶数番号のチャンネルとのいずれかを選択して出力する。このような構成を備える光波長分離回路は、10本の光波長分離回路の任意のポートに、ポート間で波長が競合しない範囲で任意の波長を分離して出力することができる。
WSS102、WSS103のバンドパスフィルタ及び出力ポートの設定と、光スイッチ104〜113における入力ポートの選択について説明する。外部の制御端末120は、Ch1〜Ch10の中心周波数及び帯域幅(すなわち周波数グリッドの情報)、並びに光波長分離回路100の出力ポート41〜50のそれぞれから出力される光信号のチャンネル番号の情報を制御部114に設定する。制御部114は周波数グリッドの情報からWSS102、WSS103に設定するバンドパスフィルタの中心周波数並びに透過周波数の下限及び上限(透過開始周波数及び透過終了周波数)を計算する。
図6は、チャンネル間隔が40GHzの周波数グリッドのWDM信号が光波長分離回路100に入力される場合のWSS102及び103のバンドパスフィルタの設定例を示す表である。WSS102及び103のバンドパスフィルタの透過周波数の計算方法について周波数グリッドのチャンネル間隔が40GHzである場合を例として説明する。図6では、WSS102は奇数チャンネルの光信号を分離して出力し、WSS103は偶数チャンネルの光信号を分離して出力する。図4及び図5で説明したように、WSS102及び103における各チャンネルの出力ポートは光波長分離回路100の出力ポートの設定により定まるため、図6では出力ポートは示されていない。以下では、WSS102及び103を総称してWSSと記載する。
バンドパスフィルタに設定される中心周波数として、透過させる光信号の中心周波数に最も近く、かつ、WSSに設定可能な周波数が選択される。本実施形態では、WSSのバンドパスフィルタに設定可能な中心周波数は、193100.0GHzを基準に12.5GHzステップの周波数であるとする。従って、透過させる光信号の周波数(GHz)に最も近い12.5の倍数が、中心周波数(GHz)として設定される。例えば、Ch5の光信号の中心周波数は図6に示すように192940.0GHzである。従って、Ch5の光信号を透過させるバンドパスフィルタの中心周波数は192937.5(=12.5×15435)GHzに設定される。他のチャンネルのバンドパスフィルタの中心周波数も同様に計算される。
透過開始周波数は、同一のWSSに設定される隣接する短波長側(高周波側)のチャンネルのバンドパスフィルタの中心周波数とのちょうど中間の周波数に最も近く、かつ、その周波数よりも高い、12.5GHzステップの周波数とする。例えば、WSS102に設定されるCh5に隣接する高周波側のチャンネルはCh3であり、Ch3のバンドパスフィルタの中心周波数は193025.0GHzである。従って、Ch3とCh5との中間の周波数は192981.25GHzである。この周波数よりも低く最も近い12.5の倍数は192975.0であるので、Ch5の透過開始周波数は192975.0GHzとなる。
透過終了周波数は、同一のWSSに設定される隣接する長波長側(低周波側)のチャンネルのバンドパスフィルタの中心周波数とのちょうど中間の周波数に最も近く、かつ、その周波数よりも高い、12.5GHzステップの周波数とする。例えば、WSS102においてCh5に隣接して設定される低周波側のチャンネルはCh7であり、そのバンドパスフィルタの中心周波数は192862.5GHzである。従って、Ch5とCh7との中間の周波数は192900.0GHzである。この周波数は12.5の倍数であるので、Ch5の透過終了周波数は192900.0GHzとなる。
光信号の中心周波数をfs(GHz)、
xを小数点以下y桁に四捨五入する関数をROUND(x,y)、
xを小数点以下y桁までで切り捨てた値で示す関数をROUNDDOWN(x,y)、
同一のWSS内における、光信号を透過させる隣接するチャンネル間のバンドパスフィルタの中心周波数間隔をfb、
WSSのバンドパスフィルタの中心周波数をfc(GHz)、
透過開始周波数をf1、
透過終了周波数をf2、
で示すと、上記(1)〜(3)の計算は以下の式1〜式3で与えられる。なお、WSSを2台使用し、周波数グリッドのチャンネル間隔が40GHzである本実施形態の構成では、同一WSS内の隣接チャンネル間隔であるfbは80GHzである。
f1=fc+12.5×ROUNDDOWN(fb÷2÷12.5,0)・・(式2)
f2=fc−12.5×ROUNDDOWN(fb÷2÷12.5,0)・・(式3)
式1は、fcに最も近い12.5の倍数を求める式である。式2及び式3は、隣接チャンネルとのちょうど中間の周波数のすぐ内側までを透過帯域とするように透過開始周波数f1及び透過終了周波数f2を求める式である。本実施形態ではy=0であり、ROUND(x,0)はxの小数点第1位を四捨五入した整数値を示し、ROUNDDOWN(x,0)はxの小数点以下を切り捨てた整数値を示す。
f2≦fc−(fg÷2)・・・(式5)
ただし、式4及び式5で求めた透過開始周波数f1及び透過終了周波数f2も、バンドパスフィルタの透過周波数の範囲が式2及び式3で求めたf1、f2による範囲を超えないように決める必要がある。
そして、透過開始周波数f1を求めて設定し(ステップS03)、透過終了周波数f2を求めて設定する(ステップS04)。ステップS03とS04との順序は逆でもよく、あるいはこれらは並行して実行されてもよい。WSSへの設定は、全チャンネルあるいは全WSSの計算が終了してから行われてもよい。ステップS02〜S04において、式1〜式3を用いて周波数を計算することができる。
図1では、WSS102が奇数チャンネルの光信号を出力し、WSS103が偶数チャンネルの光信号を出力する光波長分離回路100について説明した。しかし、3個以上のWSSを用いて、WDM信号を3組以上のチャンネルに分割してもよい。例えば、光波長分離回路は、中心周波数が異なるCh1〜Ch12の光信号を含む周波数グリッドのWDM信号が1×3光カプラで3分岐され、それぞれが第1、第2、第3のWSSに入力される構成を備えてもよい。例えば、第1のWSSは「Ch1、4、7、10」の光信号を出力し、第2のWSSが「Ch2、5、8、11」の光信号を出力し、第3のWSSが「Ch3、6、9、12」の光信号を出力する。そして、光波長分離回路の出力に並列に備えられた12台の3×1光スイッチのそれぞれが、第1〜第3のWSSの出力のいずれかを選択して出力してもよい。
光波長分離回路100は、WSS102及び103に設定可能な周波数以外の周波数の光信号を含むWDM信号であっても、光信号を分離して出力できる。このような構成を備える光波長分離回路100は、WSSに設定可能な周波数グリッドとはチャンネル間隔が異なる周波数グリッドが採用された光海底伝送システムに適用可能である。
図10は、本発明の第2実施形態の光受信器300の構成例を示すブロック図である。
光受信器300は、光電気変換回路301と、第1実施形態で説明した光波長分離回路100と、を備える。光電気変換回路301は、光波長分離回路100から出力された、チャンネル毎に分離された光信号を、それぞれ、電気信号に変換する。光電気変換回路301は、フォトダイオードなどの受光素子と、受光素子から出力される電気信号を増幅する増幅器を備えてもよい。
図11は、本発明の第3実施形態の光送信器400の構成例を示すブロック図である。
光送信器400は、電気光変換回路401と、第1実施形態で説明した光波長分離回路100と、を備える。電気光変換回路401は、例えば、半導体レーザダイオード等の発光素子であり、入力された電気信号を所定のチャンネル間隔の周波数グリッドの光信号に変換し、光波長分離回路100の出力ポートへ出力する。
図12は、本発明の第4実施形態の光ノード500の構成例を示すブロック図である。
光ノード500は、光マトリクススイッチ501と、光合分波回路502と、第1実施形態で説明した光波長分離回路100と、を備える。光マトリクススイッチ501は、入力された複数の光信号の出力先を切り替えることができる周知の光部品である。
複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐する光カプラと、
前記光カプラの出力ポート毎に配置され、前記光カプラの出力ポートから入力された前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、分離された前記光信号をそれぞれ異なる出力ポートから出力するバンドパスフィルタと、
それぞれの前記バンドパスフィルタの出力ポートから入力される光信号の経路のいずれか1つを選択する光スイッチと、
を備える光波長分離回路。
前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記バンドパスフィルタに設定可能な最小単位の周波数並びに前記光信号の中心周波数及び前記光信号の帯域幅に基づいて設定される、
付記1に記載された光波長分離回路。
前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記最小単位の周波数の倍数となるように設定される、
付記2に記載された光波長分離回路。
前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記光信号の帯域を包含する、
付記2又は3に記載された光波長分離回路。
前記バンドパスフィルタは、前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅を前記バンドパスフィルタの出力ポート毎に設定可能な波長選択スイッチである、付記2乃至4のいずれかに記載された光波長分離回路。
前記波長多重光信号に含まれる光信号の中心周波数及び帯域幅の情報及び前記光スイッチから出力される前記光信号の周波数の情報に基づいて前記中心周波数及び前記帯域幅を設定するとともに前記光スイッチを切り替える制御回路をさらに備える、
付記1乃至5のいずれかに記載された光波長分離回路。
付記1乃至6のいずれかに記載された光波長分離回路と、
前記光波長分離回路から出力された、チャンネル毎に分離された光信号を、それぞれ、電気信号に変換する光電気変換回路と、を備える光受信器。
付記1乃至6のいずれかに記載された光波長分離回路と、
入力された電気信号をチャンネル毎に互いに中心波長が異なる光信号に変換して前記光波長分離回路の出力ポートへ出力する電気光変換回路と、を備え、
前記光波長分離回路は、前記光波長分離回路の出力ポートから入力された前記光信号を合波してWDM信号を生成する、
光送信器。
光マトリクススイッチと、
前記光マトリクススイッチから出力された光信号を合波して波長多重光信号を出力するとともに、入力された波長多重光信号を分離して前記光マトリクススイッチへ出力する光合分波回路と、
第1の光波長分離回路と、
第2の光波長分離回路と、を備え、
前記第1及び第2の光波長分離回路は、付記1乃至6のいずれかに記載された光波長分離回路であり、
前記第1の光波長分離回路は、入力された波長多重光信号をチャンネル毎に分離して前記光マトリクススイッチへ出力し、前記第2の光波長分離回路は、前記光マトリクススイッチから出力された光信号を合波し、合波して生成された波長多重光信号を外部へ出力する、光ノード。
複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐し、
分岐された前記波長多重光信号毎に、前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、
バンドパスフィルタを用いて前記チャンネル毎に分離された前記光信号を出力し、
前記分離された前記光信号が出力される複数の経路から1つを選択して出力する、
光波長分離方法。
前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅を、前記バンドパスフィルタに設定可能な最小単位の周波数並びに前記光信号の中心周波数及び前記光信号の帯域幅に基づいて設定する、
付記10に記載された光波長分離方法。
前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅を、前記最小単位の周波数の倍数となるように設定する、
付記11に記載された光波長分離方法。
前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記光信号の帯域を包含するように設定される、
付記11又は12に記載された光波長分離方法。
光波長分離回路のコンピュータに、
複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐する光カプラの出力ポート毎に配置されたバンドパスフィルタを、前記光カプラの出力ポートから入力された前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、分離された前記光信号をそれぞれ異なる出力ポートから出力するように制御する手順、
それぞれの前記バンドパスフィルタの出力ポートから入力される光信号の経路のいずれか1つを選択するように光スイッチを制御する手順、
を実行させるための光波長分離回路の制御プログラム。
この出願は、2017年7月28日に出願された日本出願特願2017−146888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。
101 光カプラ
104〜113 光スイッチ
114 制御部
120 制御端末
201 光波長分離回路
300 光受信器
301 光電気変換回路
400 光送信器
401 電気光変換回路
500 光ノード
501 光マトリクススイッチ
502 光合分波回路
Claims (14)
- 複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐する光カプラと、
前記光カプラの出力ポート毎に配置され、前記光カプラの出力ポートから入力された前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、分離された前記光信号をそれぞれ異なる出力ポートから出力するバンドパスフィルタと、
それぞれの前記バンドパスフィルタの出力ポートから入力される光信号の経路のいずれか1つを選択する光スイッチと、
を備える光波長分離回路。 - 前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記バンドパスフィルタに設定可能な最小単位の周波数並びに前記光信号の中心周波数及び前記光信号の帯域幅に基づいて設定される、
請求項1に記載された光波長分離回路。 - 前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記最小単位の周波数の倍数となるように設定される、
請求項2に記載された光波長分離回路。 - 前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記光信号の帯域を包含する、
請求項2又は3に記載された光波長分離回路。 - 前記バンドパスフィルタは、前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅を前記バンドパスフィルタの出力ポート毎に設定可能な波長選択スイッチである、請求項2乃至4のいずれかに記載された光波長分離回路。
- 前記波長多重光信号に含まれる光信号の中心周波数及び帯域幅の情報及び前記光スイッチから出力される前記光信号の周波数の情報に基づいて前記中心周波数及び前記帯域幅を設定するとともに前記光スイッチを切り替える制御回路をさらに備える、
請求項1乃至5のいずれかに記載された光波長分離回路。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載された光波長分離回路と、
前記光波長分離回路から出力された、チャンネル毎に分離された光信号を、それぞれ、電気信号に変換する光電気変換回路と、を備える光受信器。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載された光波長分離回路と、
入力された電気信号をチャンネル毎に互いに中心波長が異なる光信号に変換して前記光波長分離回路の出力ポートへ出力する電気光変換回路と、を備え、
前記光波長分離回路は、前記光波長分離回路の出力ポートから入力された前記光信号を合波してWDM信号を生成する、
光送信器。 - 光マトリクススイッチと、
前記光マトリクススイッチから出力された光信号を合波して波長多重光信号を出力するとともに、入力された波長多重光信号を分離して前記光マトリクススイッチへ出力する光合分波回路と、
第1の光波長分離回路と、
第2の光波長分離回路と、を備え、
前記第1及び第2の光波長分離回路は、請求項1乃至6のいずれかに記載された光波長分離回路であり、
前記第1の光波長分離回路は、入力された波長多重光信号をチャンネル毎に分離して前記光マトリクススイッチへ出力し、前記第2の光波長分離回路は、前記光マトリクススイッチから出力された光信号を合波し、合波して生成された波長多重光信号を外部へ出力する、光ノード。 - 複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐し、
分岐された前記波長多重光信号毎に、前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、
バンドパスフィルタを用いて前記チャンネル毎に分離された前記光信号を出力し、
前記分離された前記光信号が出力される複数の経路から1つを選択して出力する、
光波長分離方法。 - 前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅を、前記バンドパスフィルタに設定可能な最小単位の周波数並びに前記光信号の中心周波数及び前記光信号の帯域幅に基づいて設定する、
請求項10に記載された光波長分離方法。 - 前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅を、前記最小単位の周波数の倍数となるように設定する、
請求項11に記載された光波長分離方法。 - 前記バンドパスフィルタの中心周波数及び前記バンドパスフィルタの帯域幅は、前記光信号の帯域を包含するように設定される、
請求項11又は12に記載された光波長分離方法。 - 光波長分離回路のコンピュータに、
複数のチャンネルの光信号が多重された波長多重光信号を分岐する光カプラの出力ポート毎に配置されたバンドパスフィルタを、前記光カプラの出力ポートから入力された前記波長多重光信号に含まれる前記光信号を中心周波数が隣接しない前記チャンネル毎に分離し、分離された前記光信号をそれぞれ異なる出力ポートから出力するように制御する手順、
それぞれの前記バンドパスフィルタの出力ポートから入力される光信号の経路のいずれか1つを選択するように光スイッチを制御する手順、
を実行させるための光波長分離回路の制御プログラム、
を記録した記録媒体。
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