KR20010030087A - 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치 - Google Patents

광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치 Download PDF

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Abstract

종래의 장치의 구성 요소를 변경하지 않고, 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 저감하고, 뛰어난 통신 품질을 가지며, 대규모화가 가능한 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치를 제공한다.
주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 N×N 파장합분파회로를 구비하고, 제1 및 제2 입출력 포트군의 각각으로부터 입출력을 행하며, 내부에서는 역방향으로 진행하는 광파가 서로 간섭하지 않도록 함으로써, 종래와 같은 파장 어드레싱기능을 가지면서, 각 WDM 파장광에 있어서의 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 저감하여, 수신광의 S/N의 개선을 가능하게 한다. 특히, 인접 크로스 토크광의 누적을 방지함으로써 더욱 고품질의 통신을 가능하게 한다.

Description

광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치{Optical wavelength division multiple transmission network apparatus}
본 발명은 광파장 다중된 복수의 광 신호를 복수의 송수신 장치 사이에서 전송하는 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치에 관한 것이다.
복수의 광 신호를 다른 광파장에 할당하여 1개의 광파이버로 전송하는 광파장 분할 다중(WDM)전송 시스템은, 전송로의 용량을 대폭 증대시킬뿐 아니라, 파장자신에게 신호의 행선 정보를 할당할 수 있는 파장어드레싱이 가능하다. 또한, N개의 송수신 장치 사이를 접속하도록 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 N×N 파장합분파회로를 중심으로 배치하는 스타형 WDM 시스템은 N파장의 광 신호를 이용하는 것만으로 N×N개의 독립된 신호로에서, 장치 사이를 상호 접속할 수 있는 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치를 실현할 수 있다.
도 1은 종래의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치의 개략적인 구성을 설명하는 도면이다. 도 중, 1 내지 4는 송수신장치, 5 내지 8은 WDM 신호(파장 λK: k=1, 2, ..., N)를 송신하는 송신회로, 9 내지 12는 WDM 신호(파장 λK: K=1, 2, ..., N)를 수신하는 수신회로, 13 내지 16은 다른 N 파장의 광 신호를 하나의 광파이버에 합파하기 위한 1×N 파장합파회로, 17 내지 20은 하나의 광파이버에 파장 다중된 WDM 신호를 N파장으로 분파하기 위한 1×N 파장분파회로, 21은 N개의 포트의 제1 입출력 포트군(좌측의 1, 2, ..., N)과 그에 대향하는 N개의 포트의 제2 입출력 포트군(우측의 1, 2,..., N)을 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 N×N 파장합분파회로, 22 내지 29는 송수신 장치 1∼4와 N×N 파장합분파회로(21)의 입출력 포트를 광학적으로 접속하는 광파이버이다. 광파이버(22 내지 29)에는, 각각의 광파이버를 전파하는 파장 다중된 WDM 신호의 파장 λK(K=1, 2, ..., N)와 전송방향(화살표)이 도시되어 있다.
이 종래예에서는, 1×N 파장합파회로(13 내지 16) 및 1×N 파장분파회로(17 내지 20)로서, 하나의 제l 입출력 포트와 그에 대향하는 N개의 제2 입출력 포트군을 갖는 1×N AWG(어레이 도파로 회절격자형 파장합분파회로), N×N 파장합분파회로(21)로서, N개의 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군과 그에 대향하는 N개의 포트로 이루어지는 제2 입출력 포트군을 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파특성을 갖는 N×N AWG를 이용하고 있다.
도 2는 N×N AWG의 주기적인 입출력 관계의 분파 특성과 종래의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서의 각 송수신 장치와 AWG와의 포트 접속 관계를, N=8인 경우에 대하여 도시한 도면이다. 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 N×N AWG는, 일본국 특원평 10-210679호에 기재되어 있는 방법 등에 의해 실현할 수 있다. N×N AWG의 제1 입출력 포트군의 8 포트와 제2 입출력 포트군의 8 포트와의 사이에서의 분파 특성은, 도 중의 파장 λK(K=1, 2, ..., 8)로 표시되는 바와 같이 주기적이다.
N×N AWG는, 제1 입출력 포트군측과 제2 입출력 포트군측으로 대칭된 회로이다. 예컨대, 제l 입출력 포트군의 소정의 포트로부터 입력된 파장 다중 WDM 신호파장 λK(K=1, 2, ..., 8)는, 파장에 의해 제2 입출력 포트군의 각 포트로 분파되어 출력된다. 반대로, 제2 입출력 포트군의 소정의 포트로부터 입력된 파장다중 WDM 신호파장 λK(K=1, 2, ..., 8)은, 파장에 의해 제1 입출력 포트군의 각 포트로 분파되어 출력된다.
도 중 파장 λK의 위에 표시되어 있는 화살표는 각 포트간의 입출력의 관계를 나타내고 있고, 우향 화살표는, 제1 입출력 포트군측을 입력 포트로, 제2 입출력 포트군측을 출력 포트로서 사용하고, 좌향 화살표는, 제2 입출력 포트군측을 입력 포트로, 제1 입출력 포트군측을 출력 포트로서 사용하는 것을 의미한다. 즉, 종래의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에서는, 제1 입출력 포트군측을 모두 입력 포트로, 제2 입출력 포트군측을 모두 출력 포트로서 사용하고 있다. 8×8의 AWG 포트간에서는 8×8=64의 패스가 설정되는데, 도면과 같은 주기적인 분파 특성에 의해, 최소한의 파장수 8에서 64의 패스를 독립적으로 설정할 수 있다.
AWG의 입출력 포트를 각 송수신 장치에 접속함으로써 8대의 송수신 장치간에 설정 가능한 모든 패스에서 독립적으로 신호를 보낼 수 있다. 또한, 개개의 패스에는 특정한 파장 λK가 할당되므로, 송신장치측에서 수신장치에 대응하는 파장을 선택하면, 자동적으로 신호를 원하는 수신장치로 보내는 파장어드레싱 기능을 실현할 수 있다.
도 3은 파장어드레싱을 설명하는 도면이고, 도 중, 31 내지 38은 8대의 송수신장치(1 내지 8), 39는 8×8 AWG이다. 8×8 AWG의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 8×8 AWG와의 포트 접속 관계는 도 2에서 설명한 바와 같다. 송수신 장치(1)(31)로부터 송신된 λ2의 광 신호는, 8×8 AWG(39)의 제l 입출력 포트군의 포트 1로 유도되고, 8×8 AWG(39)내부에서 스위치되어, 제2 입출력 포트군의 포트 2로부터 송수신 장치(2)(32)로 보내진다. 마찬가지로, 송수신 장치(2)(32)로부터 송신된 회신신호(λ2)는, 8×8 AWG(39)를 거쳐 송수신 장치(1)(31)로 보내진다. 또한, 송수신 장치(1)(31)로부터 송신된 예컨대 광 신호(λ3및 λ5)는, 각각 송수신 장치(3)(33) 및 송수신 장치(5)(35)로 자동적으로 보내진다.
도 4는 석영계 플레이너 광파회로로서 제작한 AWG의 어떤 입출력 포트간의 전형적인 투과 스펙트럼 특성을 도시한 도면이다. 이 입출력 포트 사이를 투과해야 할 광 신호의 파장은 λK이지만, 그 외에 같은 포트로부터 입력된 광 신호(λ1, λ2, ..., λK-1, λK+1,..., λN)도 매우 적지만 투과할 수 있다. 이것이 크로스 토크광이라 불리는 노이즈이다. 크로스 토크광/신호광의 강도비는, 인접하는 파장(λK-1, λK+1)에서 -3OdB 정도, 다른 파장(λ1, λ2,..., λK-2, λK+2,..., λN)에서 -40dB 정도이다.
종래의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서의 N×N AWG에서는, 제1 입출력 포트군의 각 포트 전부로부터 N파장의 WDM 신호가 입력된다. 예컨대 도 2에 도시한 바와 같이 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 8×8 AWG의 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 송수신 장치(1)(31)로부터 송신되어 제1 입출력 포트군(8×8 AWG의 좌측의 포트군)의 포트(1)로부터 입력된 광 신호λ5(굵은 실선)는, 제2 입출력 포트군(8×8 AWG의 우측의 포트군)의 포트(5)로부터 출력되어 송수신 장치(5)(35)로 수신된다.
또한, 송수신장치(2)(32)로부터 송신되어 제1 입출력 포트군의 포트(2)로부터 입력된 광 신호(λ6)(굵은 파선)은, 제2 입출력 포트군의 포트(5)로부터 출력되어 송수신장치(5)(35)에 수신되는데, 이 때 마찬가지로 송수신장치(2)(32)로부터 송신되어 제1 입출력 포트군의 포트(2)로부터 입력된 광 신호(λ6)의 크로스 토크광(가는 실선)도 제2 입출력 포트군의 포트(5)로부터 출력된다. 마찬가지로 다른 송수신 장치로부터 송신된 광 신호(λ5)의 크로스 토크광도 제2 입출력 포트군의 포트(5)로부터 출력되고, 결국 제2 입출력 포트군의 포트(5)로부터는 l파의 광 신호(λ5)와 같은 파장인 7파의 크로스 토크광이 출력된다. 이러한 같은 파장의 크로스 토크광은 코히어런트 크로스 토크광이라 불린다. 이 때, 제1 입출력 포트군의 포트(2, 8), 즉 광 신호(λ5)가 입력된 포트에(주회적으로) 인접하는 포트로부터의 코히어런트 크로스 토크광은, 인접하는 파장으로부터의 크로스 토크광(인접 크로스 토크광)이므로, 다른 5파의 코히어런트 크로스 토크광에 비하여 강도가 크다.
종래의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서의 N×N AWG와 같이, N파와 같은 파장인 광 신호가 같은 입출력 포트군측으로부터 입력되는 경우에는, 반드시 N-1파의 코히어런트 크로스 토크광이 생긴다. 또한, 코히어런트 크로스 토크광은, 광 신호와 같은 파장의 노이즈이므로, 송수신 장치의 파장분파회로에서 광 신호와 노이즈를 분파하는 것은 불가능하고, 또한, 복수의 코히어런트 크로스 토크광이 서로 간섭함으로써 노이즈가 증대할 가능성도 가지고 있다.
종래의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서, 송수신 장치로 수신되는 어떤 WDM 파장광은, 1파의 광 신호와 N-1파의 코히어런트 크로스 토크광의 합이고, 이 중 2파(광 신호가 가장 장파장인 λN또는 가장 단파장인 λ1의 경우는 1파)는 인접 크로스 토크광이다. 따라서, 그 신호 노이즈비 S/N은, 아래 수학식 1로 나타낼 수 있다.
S/N=Psignal/〔2PAdjCT+(N-3)POthCT〕
여기서, PAdjCT, POthCT, Psignal은, 각각 인접 크로스 토크광강도, 비인접 크로스 토크광강도, 신호광강도이다. PAdjCT/Psignal=-30dB, POthCT/Psignal=-40dB를 가정하였을 때의 S/N은, N=4에서 27dB, N=8에서 26dB, N=16에서 25dB이다.
수학식 1에서 나타낸 바와 같이, 종래의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서의 WDM 파장광의 S/N은, 접속하는 송수신 장치수 N의 증가에 따라 코히어런트 크로스 토크광에 의한 노이즈가 누적되므로 저하된다. 이는, 즉 시스템의 대규모화에 따른 그 통신 품질이 열화되는 것을 의미하며, 반대로 소정의 통신 품질 수준을 충족하는 시스템은, 그 규모가 제한되어 버리게 된다. 이는, 시스템 설계상 큰 문제가 되었다.
본 발명은 이러한 문제에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 종래의 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성 요소(송신회로, 수신회로, 1×N 파장합분파회로, N×N 파장합분파회로, 광파이버)를 전혀 변경하지 않고, 노이즈가 되는 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 줄여, 종래보다 뛰어난 통신 품질을 갖는 대규모 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 장치의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 종래의 8×8 AWG의 분파 특성 및 포트 접속 관계의 예를 도시하는 도면이다.
도 3은 종래의 장치의 파장어드레싱을 설명하는 도면이다.
도 4는 석영계 플레이너형 AWG의 입출력 포트간의 투과 스펙트럼 특성의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 종래의 장치의 코히어런트 크로스 토크광을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예의 AWG의 분파 특성 및 포트 접속 관계를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예의 코히어런트 크로스 토크광을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예의 파장어드레싱을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예의 AWG의 분파 특성 및 포트 접속 관계를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예의 코히어런트 크로스 토크광을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예의 파장어드레싱을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예의 AWG의 분파 특성 및 포트 접속 관계를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예의 코히어런트 크로스 토크광을 설명하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예의 파장어드레싱을 설명하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시예의 AWG의 분파 특성 및 포트 접속 관계를 도시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예의 코히어런트 크로스 토크광을 설명하는 도면이다.
도 21은 본 발명의 제4 실시예의 파장어드레싱을 설명하는 도면이다.
도 22는 본 발명의 제5 실시예의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 제5 실시예의 AWG의 분파 특성 및 포트 접속 관계를 도시한 도면이다.
도 24는 본 발명의 제5 실시예의 코히어런트 크로스 토크광을 설명하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 제5 실시예의 파장어드레싱을 설명하는 도면이다.
도 26은 본 발명의 제6 실시예의 개략 구성을 설명하는 도면이다.
도 27은 본 발명의 제6 실시예의 AWG의 분파 특성 및 포트 접속 관계를 도시한 도면이다.
도 28은 본 발명의 제6 실시예의 코히어런트 크로스 토크광을 설명하는 도면이다.
도 29는 본 발명의 제6 실시예의 파장어드레싱을 설명하는 도면이다.
〈도면의 주요 부호에 대한 설명〉
1 내지 4, 31 내지 38 ··· 송수신 장치
5 내지 8 ···송신회로
9 내지 12 ···수신회로
13 내지 16 ···1×N 파장합파회로
17 내지 20 ···1×N 파장분파회로
21 ···N×N 파장합분파회로
22 내지 29 ···광파이버
41 내지 44, 81 내지 84, 91, 101 내지 108, 111, 121 내지 136 ···송수신 장치
45 내지 52, 92, 93, 112, 113 ···송신회로
53 내지 60, 94, 95, 114, 115 ···수신회로
61 내지 68, 96, 97, 116, 117 ···1×N 파장합분파회로
69, 85, 98, 109, 118, 137 ···N×N 파장합분파회로
70 내지 77, 99, 100, 119, 120 ···광파이버
141 내지 144, 181 내지 184, 191, 201 내지 208, 211, 221 내지 236 ···송수신 장치
145 내지 152, 192, 193, 212, 213···송신회로
153 내지 160, 194, 195, 214, 215···수신회로
161 내지 168, 196, 197, 216, 217 ···1×N 파장합분파회로
169, 185, 198, 209, 218, 237 ···N×N 파장합분파회로
17O 내지 177, 199, 200, 219, 220 ···광파이버
본 발명의 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치는, 상기 목적을 달성하기 위해, 복수 N개의 입출력 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군 및 복수 N개의 입출력 포트로 이루어지고 제l 입출력 포트군과 대향하는 제2 입출력 포트군을 갖는 N×N파장합분파회로, 및 상기 N×N파장합분파회로의 소정의 입출력 포트와 광학적으로 접속된 N대의 송수신장치를 포함하는 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치로서,
상기 N×N 파장합분파회로가 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 가지며,
상기 송수신 장치가,
상기 N×N 파장합분파회로의 제l 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로부터 입력된 광 신호를 M 파장(M은 N보다 작은 자연수)으로 분파하고, 분파된 광 신호를 M개의 포트로부터 출력하며, 동시에 상기 M개의 포트와 다른 N-M개의 포트로부터 입력된 상기 M 파장과는 다른 N-M 파장의 광 신호를 합파하고, 합파된 광 신호를 상기 N×N 파장합분파회로의 제1 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로 출력하는 1×N 파장합분파회로,
상기 N-M 파장의 광 신호를 송신하는 송신회로,
상기 M 파장의 광 신호를 수신하는 수신회로,
상기 N×N 파장합분파회로의 제2 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로부터 입력된 광 신호를 N-L 파장(L=M)으로 분파하고, 분파된 광 신호를 N-L개의 포트로부터 출력하며, 동시에 상기 N-L개의 포트와 다른 L개의 포트로부터 입력된 상기 N-L 파장과는 다른 L 파장의 광 신호를 합파하고, 합파된 광 신호를 상기 N×N 파장합분파회로의 제2 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로 출력하는 l×N 파장합분파회로,
상기 L 파장의 광 신호를 송신하는 송신회로, 및
상기 N-L 파장의 광 신호를 수신하는 수신회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치에 있어서는, 상기 N×N 파장합분파회로의 임의의 입출력 포트군의 인접하는 임의의 2개의 포트의 각각에 출력되는 2개의 합파된 광 신호가, 서로 중복되지 않는 파장의 광 신호만을 포함하도록, 상기 N×N 파장합분파회로와 상기 송수신 장치와의 접속관계 및 상기 송신회로의 송신 파장을 설정하는 것이 바람직하다.
이어서 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
〈실시예 1〉
도 6은 본 발명의 제1 실시예를 설명하는 도면으로서, N=4의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 중, 41 내지 44는 송수신장치, 45 내지 52는 WDM 신호(파장 λK: K=1, 2, 3, 4)를 송신하는 송신회로, 53 내지 60은 WDM 신호(파장 λK: K=1, 2, 3, 4)를 수신하는 수신회로, 61 내지 68은 다른 2파장의 광 신호를 하나의 광파이버에 합파하고, 동시에 하나의 광파이버에 파장 다중된 WDM 신호를 2파장으로 분파하기 위한 1×4 파장합분파회로, 69는 각각 4 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군(좌측의 포트 1 내지 4) 및 제2 입출력 포트군(우측의 포트 1 내지 4)을 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 4×4 파장합분파회로, 70 내지 77은 송수신 장치(41 내지 44)와 4×4 파장합분파회로(69)의 입출력 포트를 광학적으로 접속하는 광파이버이다. 도면에는, 광파이버(70 내지 77)를 전송하는 파장 다중된 WDM 신호의 파장(λK: K=1, 2, 3, 4) 및 이들의 전송방향(화살표)이 표시되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 1×4 파장합분파회로(61 내지 68)로서 l×4의 AWG(어레이 도파로 회절격자형 파장합분파회로), 4×4 파장합분파회로(69)로서 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 4×4 AWG를 이용하였다. 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성 요소(송신회로, 수신회로, l×4 AWG, 4×4 AWG, 광파이버)는 종래예와 동일하다. 단, 종래는 1×4 AWG를 파장합파회로 전용 또는 파장분파회로 전용으로서 사용하였지만, 본 발명의 실시예에서는, 합파 및 분파를 동시에 실시하는 파장합분파 회로로서 사용한다.
도 7은 본 실시예에 있어서의 4×4 AWG의 주기적인 입출력 관계의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 4×4 AWG와의 포트 접속 관계를 도시한 도면이다. 4×4 AWG의 분파 특성은, 종래예와 같은 주기성을 가지고 있다. 각 송수신 장치와 4×4 AWG의 제1 입출력 포트군과의 접속관계도 종래예와 같지만, 각 송수신 장치와 4×4 AWG의 제2 입출력 포트군과의 접속 관계는 종래예와 다르다. 또한, 종래예와 달리, 4×4 AWG 포트와 광 신호의 파장의 조합에 의해 광 신호를 제1 입출력 포트군측으로부터 입력하여 제2 입출력 포트군측으로 출력하는 경우와, 제2 입출력 포트군측으로부터 입력하여 제1 입출력 포트군측으로 출력하는 경우와, 광 신호의 쌍방향 입출력을 행한다.
본 실시예에서는, 4×4 AWG에 있어서, 4파의 동 파장의 광신호 중 2파가 제1 입출력 포트군측으로부터 입력되고, 다른 2파가 제2 입출력 포트군측으로부터 입력된다. 역방향으로 진행하는 광파는 서로 독립되어 있으므로, 제1 입출력 포트군측으로부터 입력된 광파와 제2 입출력 포트군측으로부터 입력된 동 파장의 광파가 4×4 AWG 내부에서 간섭하는 일은 없다. 따라서, 4×4 AWG의 포트로부터 출력할 수 있는 WDM 파장광은, 1파의 광 신호와 1파의 코히어런트 크로스 토크광만을 포함한다. 예컨대, 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 입출력 포트군의 포트 2로부터 출력되는 파장(λ3)의 광은, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 입력된 광 신호(λ3)(굵은 실선) 및 제1 입출력 포트군의 포트 1로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광(가는 실선)만을 포함하고, 제2 입출력 포트군의 포트 l 및 4로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광은 포함하지 않는다. 즉, 종래예에 비하여 코히어런트 크로스 토크광의 누적수가 3에서 1로 저감된다.
또한, 본 실시예에서는, 같은 제1 입출력 포트군측에서 입력되는 2파의 동 파장광 신호는 인접하는 포트로부터, 같은 제2 입출력 포트군측에서 입력되는 2파의 동파장광 신호도(주회적으로) 인접하는 포트로부터, 각각 입력되기 때문에, 출력되는 WDM 파장광에 포함되는 1파의 코히어런트 크로스 토크광은 인접 크로스토크광이다. 따라서, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서, 수신되는 WDM 파장광의 S/N은, 아래 수학식 2로 나타낼 수 있다.
S/N=Psignal/PAdjCT
여기서, PAdjCT/Psignal=-30dB를 가정하였을 때의 S/N은 30dB이고, 종래예의 27 dB에 비해 3db 개선된다.
도 9는 본 실시예에 있어서의 파장어드레싱을 설명하는 도면으로, 도 중, 81 내지 84는 4대의 송수신장치, 85는 4×4 AWG이다. 4×4 AWG의 분파 특성 및 각 송수신장치와 4×4 AWG의 포트와의 접속 관계는 도 7에서 설명한 바와 같다. 예컨대, 송수신 장치(1)(81)로부터 송신된 λ4의 광 신호는, 4×4 AWG(85)의 제2 입출력 포트군의 포트 3에 인도되고, 4×4 AWG(85)내부에서 스위치되어, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 송수신 장치(2)(82)로 보내진다. 마찬가지로, 송수신 장치(2)(82) 로부터 송신된 회신신호(λ2)는, 4×4 AWG(85)의 제2 입출력 포트군의 포트 2에 인도되고, 제1 입출력 포트군의 포트 1로부터 송수신 장치(1)(81)로 보내진다.
또한, 예컨대, 송수신 장치(1)(81)로부터 송신된 2개의 λ1의 광 신호(도 6의 송수신 장치(1)(41)의 송신장치(45 및 46)의 각각으로부터 송신되는 두개의 광 신호 λ1)는, 일측은 4×4 AWG(85)의 제2 입출력 포트군의 포트 3에 인도되어, 제1 입출력 포트군의 포트 3으로부터 송수신 장치(3)(83)로, 타측은 4×4 AWG(85)의 제1 입출력 포트군의 포트 1에 인도되어, 제2 입출력 포트군의 포트 1로부터 송수신장치(4)(84)로 각각 자동적으로 보내진다.
이와 같이, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치는, 종래예와 같은 장치 구성 요소를 사용하고, 같은 파장어드레싱 기능을 가지면서, 각 WDM 파장광에 있어서의 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 3에서 1로 저감하여, 종래보다 고품질(수신광의 S/N이 3dB 개선된다)의 통신을 실현할 수 있다.
〈실시예 2〉
도 10은 본 발명의 제2 실시예를 설명하는 도면으로써, 제1 실시예를 N=8로 확장한 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 중, 91은 송수신 장치, 92, 93은 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 8)을 송신하는 송신회로, 94, 95는 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 8)를 수신하는 수신회로, 96, 97은 다른 4파장의 광신호를 하나의 광파이버에 합파하고, 동시에 하나의 광파이버에 파장 다중된 WDM 신호를 4파장으로 분파하기 위한 l×8 파장합분파회로, 98은 각각 8 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군(좌측의 포트 1 내지 8) 및 제2 입출력 포트군(우측의 포트 1 내지 8)을 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 8×8 파장합분파회로, 99, 100은 송수신 장치(91)와 8×8 파장합분파회로(98)의 입출력 포트를 광학적으로 접속하는 광파이버이다. 8×8 파장합분파회로(98)는 8대의 송수신 장치와 접속되지만, 도면에서는 송수신 장치(1)(91) 이외의 7대는 도시를 생략하였다. 도면에는, 광파이버(99, 100)를 전송하는 파장 다중된 WDM 신호의 파장(λK: k=1 내지 8) 및 이들의 전송방향(화살표)이 표시되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 1×8 파장합분파회로(96, 97)로서 1×8의 AWG, 8×8파장합분파회로(98)로서 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 8×8 AWG를 이용하였다. 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성요소(송신회로, 수신회로, 1×8 AWG, 8×8 AWG, 광파이버)는 종래예와 동일하다. 단, 종래는 1×8 AWG를 파장합파회로 전용 또는 파장분파회로 전용으로서 사용하였지만, 본 실시예에서는, 실시예 1과 마찬가지로 합파 및 분파를 동시에 실시하는 파장합분파 회로로서 사용한다.
도 11은 본 실시예에 있어서의 8×8 AWG의 주기적인 입출력 관계의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 8×8 AWG와의 포트 접속 관계를 도시한 도면이다. 8×8 AWG의 분파 특성은, 종래예와 같지만, 실시예 1과 마찬가지로, 각 송수신 장치와 8×8 AWG의 제2 입출력 포트군과의 접속관계가 종래예와 다르고, 또한 광 신호의 쌍방향 입출력을 행한다.
본 실시예에서는, 8×8 AWG에 있어서, 8파의 동 파장의 광신호 중 4파가 제1 입출력 포트군측으로부터, 다른 4파가 제2 입출력 포트군측으로부터 입력된다. 역방향으로 진행하는 광파는 서로 독립되어 있으므로, AWG의 포트로부터 출력되는 WDM 파장광은, 1파의 광 신호와 3파의 코히어런트 크로스 토크광만을 포함한다. 예컨대, 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 입출력 포트군의 포트 2로부터 출력되는 파장(λ3)의 광은, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 입력된 광 신호(λ3)(굵은 실선) 및 제1 입출력 포트군의 포트 1, 5, 6으로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광(가는 실선)만을 포함하고, 제2 입출력 포트군의 포트 l, 4, 5, 8로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광은 포함하지 않는다. 즉, 종래예에 비하여 코히어런트 크로스 토크광의 누적수가 7에서 3으로 저감된다.
또한, 본 실시예에서는, 제1 입출력 포트군측에서 입력되는 4파의 동 파장의 광 신호는 포트 1, 2, 5, 6 또는 포트 3, 4, 7, 8로부터, 제2 입출력 포트군측에서 입력되는 4파의 동 파장광 신호는 포트 1, 4, 5, 8 또는 포트 2, 3, 6, 7에서, 각각 입력되므로, 출력되는 WDM 파장광에 포함되는 3파의 코히어런트 크로스 토크광은 1파의 인접 크로스토크광 및 2파의 비인접 크로스토크광이다. 따라서, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서, 수신되는 WDM 파장광의 S/N은, 아래 수학식 3으로 나타낼 수 있다.
S/N=Psignal/[PAdjCT+2POthCT]
여기서, PAdjCT/Psignal=-30dB, POthCT/Psignal=-40dB를 가정하였을 때의 S/N은 29dB이고, 종래예의 26dB에 비해 3dB 개선된다.
도 13은 본 실시예에 있어서의 파장어드레싱을 설명하는 도면으로, 도 중, 101 내지 108은 8대의 송수신 장치, 109는 8×8 AWG이다. 8×8 AWG의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 8×8 AWG의 포트와의 접속 관계는 도 11에서 설명한 바와 같다. 예컨대, 송수신 장치(1)(101)로부터 송신된 λ6의 광 신호는, 8×8 AWG(109)의 제2 입출력 포트군의 포트 5에 인도되고, 8×8 AWG(109) 내부에서 스위치되어, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 송수신 장치(2)(102)로 보내진다. 마찬가지로, 송수신 장치(2)(102)로부터 송신된 회신신호(λ4)는, 8×8 AWG(109)의 제2 입출력 포트군의 포트 4에 인도되고, 제1 입출력 포트군의 포트 1로부터 송수신 장치(1)(101)로 보내진다. 또한, 예컨대, 송수신 장치(1)(101)로부터 송신된 λ5및 λ7의 광 신호는 송수신 장치(5)(105) 및 송수신 장치(3)(103)으로 각각 자동적으로 보내진다.
이와 같이, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치는, 종래예와 같은 장치 구성 요소를 사용하고, 같은 파장어드레싱 기능을 가지면서, 각 WDM 파장광에 있어서의 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 7에서 3으로 저감하여, 종래보다 고품질(수신광의 S/N이 3dB 개선된다)의 통신을 실현할 수 있다.
〈실시예 3〉
도 14는 본 발명의 제3 실시예를 설명하는 도면으로서, 제1, 제2 실시예를 N=16으로 확장한 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 중, 111은 송수신 장치, 112, 113은 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 16)을 송신하는 송신회로, 114, 115는 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 16)를 수신하는 수신회로, 116, 117은 다른 8파장의 광신호를 하나의 광파이버에 합파하고, 동시에 하나의 광파이버에 파장 다중된 WDM 신호를 8파장으로 분파하기 위한 l×16 파장합분파회로, 118은 각각 16 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군(좌측의 포트 1 내지 16) 및 제2 입출력 포트군(우측의 포트 1 내지 16)을 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 16×16 파장합분파회로, 119, 120은 송수신 장치(111)와 16×16 파장합분파회로(118)의 입출력 포트를 광학적으로 접속하는 광파이버이다. 16×16 파장합분파회로(118)는 16대의 송수신 장치와 접속되는데, 도면에서는 송수신 장치(1)(111) 이외의 15대는 도시를 생략하였다. 도면에는, 광파이버(119, 120)를 전송하는 파장 다중된 WDM 신호의 파장(λK: k=1 내지 16) 및 이들의 전송방향(화살표)이 표시되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 1×16 파장합분파회로(116, 117)로서 1×16의 AWG, 16×16 파장합분파회로(118)로서 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 16×16 AWG를 이용하였다. 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성요소(송신회로, 수신회로, 1×16 AWG, 16×16 AWG, 광파이버)는 종래예와 동일하다. 단, 종래는 1×16 AWG를 파장합파회로 전용 또는 파장분파회로 전용으로서 사용하였지만, 본 실시예에서는, 실시예 1, 2와 마찬가지로 합파 및 분파를 동시에 실시하는 파장합분파 회로로서 사용한다.
도 15는 본 실시예에 있어서의 16×16 AWG의 주기적인 입출력 관계의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 16×16 AWG와의 포트 접속 관계를 도시한 도면이다. 16×16 AWG의 분파 특성은, 종래예와 같지만, 실시예 1, 2와 마찬가지로, 각 송수신 장치와 16×16 AWG의 제2 입출력 포트군과의 접속관계가 종래예와 다르고, 또한 광 신호의 쌍방향 입출력을 행한다.
본 실시예에서는, 16×16 AWG에 있어서, 16파의 동 파장 광신호 중 8파가 제1 입출력 포트군측으로부터, 다른 8파가 제2 입출력 포트군측으로부터 입력된다. 역방향으로 진행하는 광파는 서로 독립되어 있으므로, AWG의 포트로부터 출력되는 소정의 WDM 파장광은, 1파의 광 신호와 7파의 코히어런트 크로스 토크광만을 포함한다. 예컨대, 도 16에 도시한 바와 같이, 제2 입출력 포트군의 포트 2로부터 출력되는 파장(λ3)의 광은, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 입력된 광 신호(λ3)(굵은 실선) 및 제1 입출력 포트군의 포트 1, 5, 6, 9, 10, 13, 14로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광(가는 실선)만을 포함하고, 제2 입출력 포트군의 포트 l, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 16으로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광은 포함하지 않는다. 즉, 종래예에 비하여 코히어런트 크로스 토크광의 누적수가 15에서 7로 저감된다.
또한, 본 실시예에서는, 제1 입출력 포트군측에서 입력되는 8파의 동 파장광 신호는 포트 1, 2, 5, 6, 9, 10, 13, 14 또는 포트 3, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16으로부터, 제2 입출력 포트군측에서 입력되는 8파의 동 파장광 신호는 포트 1, 4, 5, 8, 9, 12, 13, 16 또는 포트 2, 3, 6, 7, 10, 11, 14, 15에서, 각각 입력되므로, 출력되는 WDM 파장광에 포함되는 7파의 코히어런트 크로스 토크광은 1파의 인접 크로스토크광 및 6파의 비인접 크로스토크광이다. 따라서, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서, 수신되는 WDM 파장광의 S/N은, 아래 수학식 4로 나타낼 수 있다.
S/N=Psignal/[PAdjCT+6POthCT]
여기서, PAdjCT/Psignal=-30dB, POthCT/Psignal=-40dB를 가정하였을 때의 S/N은 28dB이고, 종래예의 25dB에 비해 3dB 개선된다.
도 17은 본 실시예에 있어서의 파장어드레싱을 설명하는 도면으로, 121 내지 136은 16대의 송수신 장치, 137은 16×16 AWG이다. 16×16 AWG의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 16×16 AWG의 포트와의 접속 관계는 도 15에서 설명한 바와 같다. 예컨대, 송수신 장치(1)(121)로부터 송신된 λ10의 광 신호는, 16×16 AWG(137)의 제2 입출력 포트군의 포트 9에 인도되고, 16×16 AWG(137) 내부에서 스위치되어, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 송수신 장치(2)(122)로 보내진다. 마찬가지로, 송수신 장치(2)(122)로부터 송신된 회신신호(λ8)는, 16×16 AWG(137)의 제2 입출력 포트군의 포트 8에 인도되고, 제1 입출력 포트군의 포트 1로부터 송수신 장치(1)(121)로 보내진다. 또한, 예컨대, 송수신 장치(1)(121)로부터 송신된 λ6및 λ9의 광 신호는 송수신 장치(6)(126) 및 송수신 장치(9)(129)로 각각 자동적으로 보내진다.
이와 같이, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치는, 종래예와 같은 장치 구성 요소를 사용하고, 같은 파장어드레싱 기능을 가지면서, 각 WDM 파장광에 있어서의 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 15에서 7로 저감하여, 종래보다 고품질(수신광의 S/N이 3dB 개선된다)의 통신을 실현할 수 있다.
〈실시예 4〉
도 18은 본 발명의 제4 실시예를 설명하는 도면으로서, 제1 실시예와 다른 접속구성에서의 N=4의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 중, 141 내지 144는 송수신 장치, 145 내지 152는 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 4)를 송신하는 송신회로, 153 내지 160은 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 4)를 수신하는 수신회로, 161 내지 168은 다른 2파장의 광신호를 하나의 광파이버에 합파하고, 동시에 하나의 광파이버에 파장 다중된 WDM 신호를 2파장으로 분파하기 위한 l×4 파장합분파회로, 169는 각각 4 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군(좌측의 포트 1 내지 4) 및 제2 입출력 포트군(우측의 포트 1 내지 4)를 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 4×4 파장합분파회로, 170 내지 177은 송수신 장치(141 내지 144)와 4×4 파장합분파회로(169)의 입출력 포트를 광학적으로 접속하는 광파이버이다. 도면에는, 광파이버(170 내지 177)를 전송하는 파장 다중된 WDM 신호의 파장(λK: k=1 내지 4) 및 이들의 전송방향(화살표)이 표시되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 1×4 파장합분파회로(161, 내지 168)로서 1×4의 AWG, 4×4 파장합분파회로(169)로서 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 4×4 AWG를 이용하였다. 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성요소(송신회로, 수신회로, 1×4 AWG, 4×4 AWG, 광파이버)는 종래예와 동일하다. 단, 종래는 1×4 AWG를 파장합파회로 전용 또는 파장분파회로 전용으로서 사용하였지만, 본 실시예에서는, 실시예 1, 2, 3과 마찬가지로 합파 및 분파를 동시에 실시하는 파장합분파 회로로서 사용한다.
도 19는 본 실시예에 있어서의 4×4 AWG의 주기적인 입출력 관계의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 4×4 AWG와의 포트 접속 관계를 도시한 도면이다. 4×4 AWG의 분파 특성은 종래예와 같은 주기성을 갖지만, 실시예 1, 2, 3과 같이, 각 송수신 장치와 4×4 AWG의 제2 입출력 포트군과의 접속관계가 종래예와 다르고, 또한 광 신호의 쌍방향 입출력을 행한다.
본 실시예에서는, 4×4 AWG에 있어서, 4파의 동 파장 광신호 중 2파가 제1 입출력 포트군측으로부터, 다른 2파가 제2 입출력 포트군측으로부터 입력된다. 역방향으로 진행하는 광파는 서로 독립되어 있으므로, AWG의 포트로부터 출력되는 소정의 WDM 파장광은, 1파의 광 신호와 1파의 코히어런트 크로스 토크광만을 포함한다. 예컨대, 도 20에 도시한 바와 같이, 제2 입출력 포트군의 포트 2로부터 출력되는 파장(λ3)의 광은, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 입력된 광 신호(λ3)(굵은 실선) 및 제1 입출력 포트군의 포트 4로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광(가는 실선)만을 포함하고, 제2 입출력 포트군의 포트 l, 3으로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광은 포함하지 않는다. 즉, 종래예에 비하여 코히어런트 크로스 토크광의 누적수가 3에서 1로 저감된다.
또한, 본 실시예에서는, 같은 포트군측에서 입력되는 2파의 동 파장의 광 신호는, 인접하지 않는 포트(포트 1과 3 또는 포트 2와 4)로부터 입력되므로, 출력되는 WDM 파장광에 포함되는 1파의 코히어런트 크로스 토크광은 비인접 크로스토크광이다. 따라서, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서, 수신되는 WDM 파장광의 S/N은, 아래 수학식 5로 나타낼 수 있다.
S/N=Psignal/POthCT
여기서, POthCT/Psignal=-40dB를 가정하였을 때의 S/N은 40dB이고, 종래예의 27dB에 비해 13dB 개선된다.
도 21은 본 실시예에 있어서의 파장어드레싱을 설명하는 도면으로, 도 중, 181 내지 184는 4대의 송수신 장치, 185는 4×4 AWG이다. 4×4 AWG의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 4×4 AWG의 포트와의 접속 관계는 도 19에서 설명한 바와 같다. 예컨대, 송수신 장치(1)(181)로부터 송신된 하나의 λ1의 광 신호는, 4×4 AWG(185)의 제2 입출력 포트군의 포트 4에 인도되고, 4×4 AWG(185) 내부에서 스위치되어, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 송수신 장치(2)(182)로 보내진다. 마찬가지로, 송수신 장치(2)(182)로부터 송신된 회신신호(λ2)는, 4×4 AWG(185)의 제2 입출력 포트군의 포트 3에 인도되고, 제1 입출력 포트군의 포트 1로부터 송수신 장치(1)(181)로 보내진다. 또한, 송수신 장치(1)(181)로부터 송신된 또 하나의 λ1및 λ2의 광 신호는 송수신 장치(4)(184) 및 송수신 장치(3)(183)로 각각 자동적으로 보내진다.
이와 같이, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치는, 종래예와 같은 장치 구성 요소를 사용하고, 같은 파장어드레싱 기능을 가지면서, 각 WDM 파장광에 있어서의 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 3에서 1로 저감하여, 특히 인접 크로스토크광의 누적을 방지함으로써, 종래보다 고품질(수신광의 S/N이 13dB 개선된다)의 통신을 실현할 수 있다.
〈실시예 5〉
도 22는 본 발명의 제5 실시예를 설명하는 도면으로서, 제4 실시예를 N=8로 확장한 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 중, 191은 송수신 장치, 192, 193은 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 8)을 송신하는 송신회로, 194, 195는 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 8)를 수신하는 수신회로, 196, 197은 다른 4파장의 광신호를 하나의 광파이버에 합파하고, 동시에 하나의 광파이버에 파장 다중된 WDM 신호를 4파장으로 분파하기 위한 l×8 파장합분파회로, 198은 각각 8 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군(좌측의 포트 1 내지 8) 및 제2 입출력 포트군(우측의 포트 1 내지 8)을 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 8×8 파장합분파회로, 199, 200은 송수신 장치(191)와 8×8 파장합분파회로(198)의 입출력 포트를 광학적으로 접속하는 광파이버이다. 8×8 파장합분파회로(198)는 8대의 송수신 장치와 접속되는데, 도면에서는 송수신 장치(1)(191) 이외의 7대는 도시를 생략하였다. 도면에는, 광파이버(199, 200)를 전송하는 파장 다중된 WDM 신호의 파장(λK: k=1 내지 8) 및 이들의 전송방향(화살표)이 표시되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 1×8 파장합분파회로(196, 197)로서 1×8의 AWG, 8×8 파장합분파회로(198)로서 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 8×8 AWG를 이용하였다. 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성요소(송신회로, 수신회로, 1×8 AWG, 8×8 AWG, 광파이버)는 종래예와 동일하다. 단, 종래는 1×8 AWG를 파장합파회로 전용 또는 파장분파회로 전용으로서 사용하였지만, 본 실시예에서는, 실시예 1 내지 4와 마찬가지로 합파 및 분파를 동시에 실시하는 파장합분파 회로로서 사용한다.
도 23은 본 실시예에 있어서의 8×8 AWG의 주기적인 입출력 관계의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 8×8 AWG와의 포트 접속 관계를 도시한 도면이다. 8×8 AWG의 분파 특성은, 종래예와 같은 주기성을 갖지만, 실시예 1 내지 4와 마찬가지로, 각 송수신 장치와 8×8 AWG의 제2 입출력 포트군과의 접속관계가 종래예와 다르고, 또한 광 신호의 쌍방향 입출력을 행한다.
본 실시예에서는, 8×8 AWG에 있어서, 8파의 동 파장의 광신호 중 4파가 제1 입출력 포트군측으로부터, 다른 4파가 제2 입출력 포트군측으로부터 입력된다. 역방향으로 진행하는 광파는 서로 독립되어 있으므로, AWG의 포트로부터 출력되는 소정의 WDM 파장광은, 1파의 광 신호와 3파의 코히어런트 크로스 토크광만을 포함한다. 예컨대, 도 24에 도시한 바와 같이, 제2 입출력 포트군의 포트 2로부터 출력되는 파장(λ3)의 광은, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 입력된 광 신호(λ3)(굵은 실선) 및 제1 입출력 포트군의 포트 4, 6, 8로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광(가는 실선)만을 포함하고, 제2 입출력 포트군의 포트 l, 3, 5, 7로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광은 포함하지 않는다. 즉, 종래예에 비하여 코히어런트 크로스 토크광의 누적수가 7에서 3으로 저감된다.
또한, 본 실시예에서는, 같은 포트군측에서 입력되는 4파의 동 파장의 광 신호는 인접하지 않는 포트(포트 1, 3, 5, 7 또는 포트 2, 4, 6, 8)로부터 입력되므로, 출력되는 WDM 파장광에 포함되는 3파의 코히어런트 크로스 토크광은 모두 비인접 크로스토크광이다. 따라서, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서, 수신되는 WDM 파장광의 S/N은, 아래 수학식 6으로 나타낼 수 있다.
S/N=Psignal/3POthCT
여기서, POthCT/Psignal=-40dB를 가정하였을 때의 S/N은 35dB이고, 종래예의 26dB에 비해 9dB 개선된다.
도 25는 본 실시예에 있어서의 파장어드레싱을 설명하는 도면으로, 도 중, 201 내지 208은 8대의 송수신 장치, 209는 8×8 AWG이다. 8×8 AWG의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 8×8 AWG의 포트와의 접속 관계는 도 23에서 설명한 바와 같다. 예컨대, 송수신 장치(1)(201)로부터 송신된 하나의 λ1의 광 신호는, 8×8 AWG(209)의 제2 입출력 포트군의 포트 8에 인도되고, 8×8 AWG(209) 내부에서 스위치되어, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 송수신 장치(2)(202)로 보내진다. 마찬가지로, 송수신 장치(2)(202)로부터 송신된 회신신호(λ7)는, 8×8 AWG(209)의 제2 입출력 포트군의 포트 7에 인도되고, 제1 입출력 포트군의 포트 1로부터 송수신 장치(1)(201)로 보내진다. 또한, 예컨대, 송수신 장치(1)(201)로부터 송신된 λ4및 λ6의 광 신호는 송수신 장치(5)(205) 및 송수신 장치(3)(203)로 각각 자동적으로 보내진다.
이와 같이, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치는, 종래예와 같은 장치 구성 요소를 사용하고, 같은 파장어드레싱 기능을 가지면서, 각 WDM 파장광에 있어서의 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 7에서 3으로 저감하고, 특히 인접 크로스토크광의 누적을 방지함으로써 종래보다 고품질(수신광의 S/N이 9dB 개선된다)의 통신을 실현할 수 있다.
〈실시예 6〉
도 26은 본 발명의 제6 실시예를 설명하는 도면으로서, 제4, 제5 실시예를 N=16으로 확장한 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 중, 211은 송수신 장치, 212, 213은 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 16)를 송신하는 송신회로, 214, 215는 WDM 신호(파장 λK: k=1 내지 16)를 수신하는 수신회로, 216, 217은 다른 8파장의 광신호를 하나의 광파이버에 합파하고, 동시에 하나의 광파이버에 파장 다중된 WDM 신호를 8파장으로 분파하기 위한 l×16 파장합분파회로, 218은 각각 16 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군(좌측의 포트 1 내지 16) 및 제2 입출력 포트군(우측의 포트 1 내지 16)을 가지며 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 16×16 파장합분파회로, 219, 220은 송수신 장치(211)와 16×16 파장합분파회로(218)의 입출력 포트를 광학적으로 접속하는 광파이버이다. 16×16 파장합분파회로(218)는 16대의 송수신 장치와 접속되는데, 도면에서는 송수신 장치(1)(211) 이외의 15대는 도시를 생략하였다. 도면에는, 광파이버(219, 220)를 전송하는 파장 다중된 WDM 신호의 파장(λK: k=1 내지 16) 및 이들의 전송방향(화살표)이 표시되어 있다.
본 실시예에 있어서는, 1×16 파장합분파회로(216, 217)로서 1×16의 AWG, 16×16 파장합분파회로(218)로서 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 갖는 16×16 AWG를 이용하였다. 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성요소(송신회로, 수신회로, 1×16 AWG, 16×16 AWG, 광파이버)는 종래예와 동일하다. 단, 종래는 1×16 AWG를 파장합파회로 전용 또는 파장분파회로 전용으로서 사용하였지만, 본 실시예에서는, 실시예 1 내지 5와 마찬가지로 합파 및 분파를 동시에 실시하는 파장합분파 회로로서 사용한다.
도 27은 본 실시예에 있어서의 16×16 AWG의 주기적인 입출력 관계의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 16×16 AWG와의 포트 접속 관계를 도시한 도면이다. 16×16 AWG의 분파 특성은, 종래예와 같은 주기성을 갖지만, 실시예 1 내지 5와 마찬가지로, 각 송수신 장치와 16×16 AWG의 제2 입출력 포트군과의 접속관계가 종래예와 다르고, 또한 광 신호의 쌍방향 입출력을 행한다.
본 실시예에서는, 16×16 AWG에 있어서, 8파의 동 파장 광신호 중 8파가 제1 입출력 포트군측으로부터, 다른 8파가 제2 입출력 포트군측으로부터 입력된다. 역방향으로 진행하는 광파는 서로 독립되어 있으므로, 16×16 AWG의 포트로부터 출력되는 소정의 WDM 파장광은, 1파의 광 신호와 7파의 코히어런트 크로스 토크광만을 포함한다. 예컨대, 도 28에 도시한 바와 같이, 제2 입출력 포트군의 포트 2로부터 출력되는 파장(λ3)의 광은, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 입력된 광 신호(λ3)(굵은 실선) 및 제1 입출력 포트군의 포트 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16으로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광(가는 실선)만을 포함하고, 제2 입출력 포트군의 포트 l, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15로부터 입력된 광 신호(λ3)의 크로스 토크광은 포함하지 않는다. 즉, 종래예에 비하여 코히어런트 크로스 토크광의 누적수가 15에서 7로 저감된다.
또한, 본 실시예에서는, 같은 포트군측에서 입력되는 8파의 동 파장광 신호는, 인접하지 않는 포트(포트 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 또는 포트 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16)로부터 입력되므로, 출력되는 WDM 파장광에 포함되는 7파의 코히어런트 크로스 토크광은 모두 비인접 크로스토크광이다. 따라서, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치에 있어서, 수신되는 WDM 파장광의 S/N은, 아래 수학식 7로 나타낼 수 있다.
S/N=Psignal/7POthCT
여기서, POthCT/Psignal=-40dB를 가정하였을 때의 S/N은 32dB이고, 종래예의 25dB에 비해 7dB 개선된다.
도 29는 본 실시예에 있어서의 파장어드레싱을 설명하는 도면으로, 도 중, 221 내지 236은 16대의 송수신 장치, 237은 16×16 AWG이다. 16×16 AWG의 분파 특성 및 각 송수신 장치와 16×16 AWG의 포트와의 접속 관계는 도 27에서 설명한 바와 같다. 예컨대, 송수신 장치(1)(221)로부터 송신된 하나의 λ1의 광 신호는, 16×16 AWG(237)의 제2 입출력 포트군의 포트 16에 인도되고, 16×16 AWG(237) 내부에서 스위치되어, 제1 입출력 포트군의 포트 2로부터 송수신 장치(2)(222)로 보내진다. 마찬가지로, 송수신 장치(2)(222)로부터 송신된 회신신호(λ15)는, 16×16 AWG(237)의 제2 입출력 포트군의 포트 15에 인도되고, 제1 입출력 포트군의 포트 1로부터 송수신 장치(1)(221)로 보내진다. 또한, 예컨대, 송수신 장치(1)(221)로부터 송신된 λ8및 λ11의 광 신호는 송수신 장치(9)(229) 및 송수신 장치(6)(226)로 각각 자동적으로 보내진다.
이와 같이, 본 실시예의 풀메시 WDM 전송 네트워크 장치는, 종래예와 같은 장치 구성 요소를 사용하고, 같은 파장어드레싱 기능을 가지면서, 각 WDM 파장광에 있어서의 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 15에서 7로 저감하고, 특히 인접 크로스토크광의 누적을 방지함으로써 종래보다 고품질(수신광의 S/N이 7dB 개선된다)의 통신을 실현할 수 있다.
이상, 6가지의 실시예에 의해 N=4, 8 및 16인 경우의 본 발명의 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치를 설명하였지만, 임의의 N의 규모에 있어서도 본 발명의 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치를 구축할 수 있음은 자명하다. 또한, 각 송신기 장치와 N×N AWG의 포트와의 접속 관계 및 N×N AWG에서의 광 신호의 쌍방향 입출력의 조합은, 도 7, 11, 15, 19, 23 및 27에 도시된 관계에만 한정되는 것이 아니라, 실시예와 같은 동작이 실현되는 다른 접속 관계 및 입출력의 조합도 본 발명에 포함됨은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해, 종래의 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치를 구성하는 각 구성요소(송신회로, 수신회로, 1×N AWG, N×N AWG, 광파이버)를 변경하지 않고, 노이즈가 되는 코히어런트 크로스 토크광의 누적수를 저감하여, 종래부터 통신 품질이 뛰어나며, 대규모인 풀메시 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치를 실현할 수 있다.

Claims (2)

  1. 복수 N개의 입출력 포트로 이루어지는 제1 입출력 포트군 및 복수 N개의 입출력 포트로 이루어지고 제l 입출력 포트군과 대향하는 제2 입출력 포트군을 갖는 N×N파장합분파회로, 및 상기 N×N파장합분파회로의 소정의 입출력 포트와 광학적으로 접속된 N대의 송수신장치를 포함하는 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치로서,
    상기 N×N 파장합분파회로가 주기적인 입출력 관계의 분파 특성을 가지며,
    상기 송수신 장치가,
    상기 N×N 파장합분파회로의 제l 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로부터 입력된 광 신호를 M 파장(M은 N보다 작은 자연수)으로 분파하고, 분파된 광 신호를 M개의 포트로부터 출력하며, 동시에 상기 M개의 포트와 다른 N-M개의 포트로부터 입력된 상기 M 파장과는 다른 N-M 파장의 광 신호를 합파하고, 합파된 광 신호를 상기 N×N 파장합분파회로의 제1 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로 출력하는 1×N 파장합분파회로,
    상기 N-M 파장의 광 신호를 송신하는 송신회로,
    상기 M 파장의 광 신호를 수신하는 수신회로,
    상기 N×N 파장합분파회로의 제2 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로부터 입력된 광 신호를 N-L 파장(L=M)으로 분파하고, 분파된 광 신호를 N-L개의 포트로부터 출력하며, 동시에 상기 N-L개의 포트와 다른 L개의 포트로부터 입력된 상기 N-L 파장과는 다른 L 파장의 광 신호를 합파하고, 합파된 광 신호를 상기 N×N 파장합분파회로의 제2 입출력 포트군의 소정의 하나의 입출력 포트로 출력하는 l×N 파장합분파회로,
    상기 L 파장의 광 신호를 송신하는 송신회로, 및
    상기 N-L 파장의 광 신호를 수신하는 수신회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 N×N 파장합분파회로의 임의의 입출력 포트군의 인접하는 임의의 2개의 포트의 각각에 출력되는 2개의 합파된 광 신호가, 서로 중복되지 않는 파장의 광 신호만을 포함하도록, 상기 N×N 파장합분파회로와 상기 송수신 장치와의 접속관계 및 상기 송신회로의 송신 파장을 설정하는 것을 특징으로 하는 광파장 분할 다중 전송 네트워크 장치.
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