WO2005008925A1

WO2005008925A1 - 光信号分岐回路及び光通信ネットワーク

Info

Publication number: WO2005008925A1
Application number: PCT/JP2004/010036
Authority: WO
Inventors: Takeshi Ota
Original assignee: Kabushiki Kaisha Route Lamda
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2005-01-27
Also published as: JP4429271B2; WO2005008925A9; JPWO2005008925A1

Abstract

　波長多重化技術と波長ルータを用いてフルメッシュなどの高度なネットワーク構造をリング状光ファイバネットワーク上に構築し、その際に生じるアイソレーション不足の問題を解決する。アッド手段ドロップ手段対を（Ｎ−１）組からなる光アッドドロップマルチプレクサーを２組備えた波長ルータを用いることによってＮ個のノードの間にフルメッシュの通信経路を構築する。

Description

明細書

光信号分岐回路及び光通信ネットワーク

技術分野

[0001] 本発明は光ファイバ通信に用いられる波長ルータ及び光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM)に関する。また、本発明は光ファイバ通信に用いられる光信号分岐回路及び光ファイバ一通信ネットワークに関する。特に、リング状に光ファイバを設けた光ファイバ通信ネットワークおよび受動型光信号分岐回路と時分割多元接続 (TD M)とを組み合わせた受動型光ファイバ通信ネットワーク（P〇N passive Optical F iber Network)に関する。

背景技術

[0002] 図 44に従来の光アツドドロップマルチプレクサ一を示す。図 44 (a)は光ファイバ一グレーティング（FBG) 601と光サーキユレータ 602を用いた光アツドドロップマルチプレクサーである。ポート 603から入射した光信号は光ファイバ一グレーティング（FBG ) 601で波長 λ iだけが反射され、反射されたえ iの光信号は光サーキユレータ 602によってアツドドロップポート 605へと導かれる。 λ i以外の波長の光はポート 604へと導力、れる。

[0003] 図 44 (b)に誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 611及び 612を用いた光ァッドドロップマルチプレクサ一を示す。ポート 613から入射した光信号の内; の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 611によってドロップポート 615へと導かれる。またアツドポート 616からの波長; の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリ一ポートデバイス 612によってポート 614へと導かれる。

[0004] 図 45 (a)に誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス^ βの構造を示す。入射ポート（光ファイバ） 621からの光はコリメータ 624、誘電体薄膜フィルタ 625を経て波長 λ iの光はコリメータ 626を経て透過ポート（光ファイノく） 623へと導かれる。波長え i以外の光は誘電体薄膜フィルタ 625によって反射されてコリメータ 624を再び経て、反射ポート（光ファイバ） 622へと導かれる。

[0005] 本明細書では入射ポート、透過ポート、反射ポートの区別を図 45 (b)に示すようなボルで区別することにする。反射ポートを示す線が箱の中にまで延びているのがこのシンボルの特徴である。

[0006] また、図 46に従来の受動型光ファイバ通信ネットワーク（PON : passive Optical Fiber Network)を示す。基地局 1210からの光信号は、受動型のツリー型スプリツター（ツリー力プラ） 1200によって分岐されて光ファイバ群 1201を介して多数のクライアント局群 1213へと送られていた。また、クライアント局群 1213から基地局 1210 への光信号は時分割多元接続 (TDM)によって送られていた。ツリー型スプリツター 1200の分岐比は 32程度に選ばれることが多かった。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 従来の光アツドドロップマルチプレクサ一は単一の波長のアツドドロップを行うものが大半であった。し力、しながら、光ファイバ通信ネットワークの高度化に伴レ、、波長多重を利用してより複雑なネットワーク構造を構築するニーズが高まっている。このようなニーズに応えるためには光アツドドロップマルチプレクサ一の波長配置の設計技法が必要である。また、条件によっては光アツドドロップマルチプレクサ一に高いアイソレーシヨン特性が要求される場合が生じる。本発明はこれらの問題を解決し、柔軟なネットワーク構成を実用上十分な物理特性と共に実現することを目的としている。

[0008] また上記従来の受動形通信ネットワークにあっては、ツリー型スプリツター 1200によつて分岐された後は、光ファイバは 32本に分岐してしまうため、非常に大量の光ファィバを敷設しなくては成らないと言う問題があった。また、 32分岐より多数の分岐を行おうとするとツリー型スプリツター 1200が非常に複雑な構成となると言う問題があった課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するために、本発明の波長ルータは、一例を挙げるならば、第一の入力ポート、第一の光アツドドロップマルチプレクサ一、第一の出力ポート、第二の入力ポート、第二の光アツドドロップマルチプレクサ一、第二の出力ポートを備えた波長ルータにおいて、予め定められたノード数 Nに対して、第一のアツドドロップマルチプレクサーは (N— 1)組のアツド手段ドロップ手段対を備え、第二の光アツドドロップマルチプレクサーは N— 1)組のアツド手段ドロップ手段対を備えていることを特徴としている。この構成を有した波長ルータを用いることによって、光ファイバを 2系統設けた二重リング状光ファイバ通信ネットワーク上に波長多重によってフルメッシュ構造の冗長化通信経路を実現することができる。

[0010] 本発明の手段及び作用の詳細については、以下の実施例の説明を通してさらに詳しく解説されるものである。また本発明の上述の側面および他の側面は特許請求の範囲に記載され以下実施例を用いて詳述される。

また、上記課題を解決するために本発明では波長多重化技術を用いた光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM)を光信号分岐回路ユニットに適用することにより分岐数の増大を実現した。本発明の手段及び作用の詳細については、以下の実施例の説明を通してさらに詳しく解説されるものである。

発明の効果

[0011] 本発明によれば、リング状の光ファイバ通信ネットワーク上に波長多重を利用してフノレメッシュを初めとする様々なネットワークトポロジーを柔軟に構築できる。また、その際に生じるアイソレーション不足などの問題を解決することができる。また、本発明によれば、受動型光ファイバ通信ネットワーク（P〇N : passive Optical Fiber Networ k)における光ファイバ使用量を減少させることができる。また、冗長化された光通信ネットワークを実現できる。

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、この発明の実施例について説明する。

実施例 1

[0013] 図 1ないし図 4を用いて本発明の実施例 1について説明する。図 1に本発明の実施例 1の波長ルータの内部構成を示す。図 2にはこの波長ルータ 20を基本形とする 4つの波長ルータ 21ないし 24を用いて構築した二重リング状光通信ネットワークの構成を示す。図 3には波長ルータ 21と波長ルータ 22との間における波長 λ 1の光信号のルーティングの様子を示す。図 4は本実施例によって実現される波長ルーティングパスを示す図である。

[0014] 図 1に示すように、波長ルータは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1なレ、し 12から成り立っており、いわゆる光アツドドロップフィルタの構造を有している。波長ルータ ^は図 2に示す光通信ネットワーク上で用いられる際には、光通信ネットヮークのノード（局）ごとに、基本構成は同じであるが各誘電体薄膜フィルタ型スリーボートデバイスの波長が異なる波長ルータ 21、 22、 23、 24が用いられる。なお、図 1には波長ルータ 21の場合についての各波長の光信号のアツドドロップの様子が示されている。

波長ルータ 21について説明する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1は光ファイバ 25aから入力した波長; 1 1の光を取り出しローカル側ポート群（図 2の 3 1に対応)側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 2はローカルポ一ト群（図 2の 31に対応)側から入力した波長 λ ΐの光を光ファイバ 25bへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 3は光ファイバ 25aから入力した波長 λ 2 の光を取り出しローカル側ポート群 2β (図 2の 31に対応)側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 4はローカルポート群 (図 2の 31に対応）側から入力した波長 λ 2の光を光ファイバ 25bへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 5は光ファイバ 25aから入力した波長え 3の光を取り出しローカル側ポート群^ ^ (図 2の 31に対応)側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 6は口一カルポート群 K図 2の 31に対応）側から入力した波長 λ 3の光を光ファイバ 25b へと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 8は光ファイバ 26aから入力した波長 λ 1の光を取り出しローカル側ポート群 (図 2の 31に対応)側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 7はローカルポート群 (図 2の 31に対応）側から入力した波長 λ 1の光を光ファイバ 26bへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 10は光ファイバ 26aから入力した波長 λ 2の光を取り出しローカル側ポート群（図 2の 31に対応)側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 9はローカルポート群 ^ (図 2の 31に対応）側から入力した波長; 1 2の光を光ファイバ 26bへと導く。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 12は光ファイバ 26 aから入力した波長 λ 3の光を取り出しローカル側ポート群 Κ図 2の 31に対応）側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 11はローカルポート群 (図 2の 31に対応)側から入力した波長 λ 3の光を光ファイバ 26bへと導く。 [0016] 他の波長ルータ 22ないし 24は波長ルータ 21と同様の動作をする力取り扱われる波長が異なる。波長ルータ 22においては、波長ルータ 21の λ 2を λ 4に、え 3をえ 5 に置き換えた動作をする。波長ルータ 23においては、波長ルータ 21の λ 1をえ 2に、波長ノレータ 21の λ 2を; 1 5に、 λ 3を λ 6に置き換えた動作をする。波長ルータ 24 ίこおレヽて fま、波長ノレータ 21の; 1 1を; 1 3 (こ、波長ノレータ 21の; 1 2を; 1 5(こ、ぇ3をぇ6 に置き換えた動作をする。

[0017] 図 2は波長ルータ 21ないし 24と外周側光ファイバ 25ないし内周側光ファイバ 26と力なる二重リング状の光通信ネットワークの構成を示す図である。外周側光ファイバ 25上では波長 λ 1ないし波長 λ 6の光信号は右回りに伝送され、内周側光ファイバ 2 6上では波長; 1 1ないし波長 λ 6の光信号は左回りに伝送されている。波長ルータ 2 1においては波長; 1 1、 λ 2、及び λ 3の光信号がアツドドロップされ、波長 λ 4、 λ 5、及び λ 6の光信号はバイパスされる。波長ルータ 22においては波長 λ 1、 λ 4、及び λ 5の光信号がアツドドロップされ、波長 λ 2、 λ 3、及びえ 6の光信号はバイパスされる。波長ルータ 23においては波長え 2、 λ 4、及び λ 6の光信号がアツドドロップされ、波長 λ 1、え 3、及びえ 5の光信号はバイパスされる。波長ルータ 24においては波長え 3、 λ 5、及びえ 6の光信号がアツドドロップされ、波長え 1、え 2、及び λ 4の光信号はバイパスされる。

[0018] 波長ルータ 21、 22、 23、及び 24には、それぞれローカル側ポート 31、 32、 33、及び 34が設けられており、これらのポートには、ツリー状のアーキテクチャを有するスィツチ（あるいはルータ） 41、 42、 43、及び 44がそれぞれ対応して接続されている。これらスィッチ（あるいはルータ） 41、 42、 43、及び 44には着脱自在の光トランシーバ 4 5が装着されている。着脱自在の光トランシーバ 45には、例えば GBICあるいは SFP と呼ばれている光トランシーバがある。これらの光トランシーバは CWDM (低密度波長多重）あるいは DWDM (高密度波長多重）に対応した波長の光信号が出力できるように設計されている。光トランシーバ 45は個々にそれぞれ別々の波長が出力できるようにすることができるので、波長ルータ内の各誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスに対応した波長になるように、光トランシーバ 45をスィッチ（あるいはルータ） 41 、 42、 43、及び 44の各ポートに装着している。なお、この実施例では着脱自在の光トランシーバを用いたが、スィッチ（あるいはルータ） 41、 42、 43、及び 44と対応する波長ルータ 21、 22、 23、及び 24の間に波長変換機構を介在させても良い。

[0019] 各光信号の具体的な波長としては、例えば ITUで定められた CWDM波長の内から、 λ 1 : 1490應、 λ 2 : 1510應、 λ 3 : 1530應、 λ 4 : 1550讓、ぇ5 : 1570讓、 6 : 1590nmとレ、うような値を選ぶこと力 Sできる。もちろん、この波長は他の任意の波長の組み合わせ、例えば、 ITUで定められた DWDMの波長帯の中力 C—バンド 100GHzグリッドから 6波選ぶようなことも可能である。

[0020] 図 3において、波長ルータ 21のローカル側ポート 31からの 2系統の波長; 1 1の光信号は、 1系統（λ la)は右回りで外周側光ファイバ 25上を伝播して波長ルータ 22に至り、もう 1系統（λ lc)は左回りで内周側光ファイバ 26上を伝播して波長ルータ 24、 23を順にバイパスしてやはり波長ルータ 22に至り、共にローカル側ポート 32へと出力される。一方、波長ルータ 22のローカル側ポート 32からの 2系統の波長; 1 1の光信号は、 1系統（え lb)は左回りで内周側光ファイバ 26上を伝播して波長ルータ 21 に至り、もう 1系統（え d)は外周側光ファイバ 25上を伝播して波長ルータ 23、 24を順にバイパスしてやはり波長ルータ 21に至り、共にローカル側ポート 31へと出力される。即ち、波長ルータ 21と波長ルータ 22の間には右回りと左回りの 2系統の全二重の信号経路が波長 λ 1の光信号によって形成されている。このため、図 3に示す二重リング状の光ファイバ通信ネットワークのどこか一力所で光ファイバ一切断が生じたとしても、右回りもしくは左回りの系統のいずれかは生き残ることとなり通信ネットワークの信頼性を向上させることができる。

[0021] 図 4は図 2に示した本実施例の二重リング状光ファイバ通信ネットワークによって形成される波長ルーティングパスを示す。本実施例の二重リング状光ファイバ通信ネットワークは図 4の^で示されるフルメッシュかつ冗長化された波長ルーティングパスをスィッチ（あるいはルータ） 41、 42、 43、及び 44の間に形成する。例えば、波長ルーティングパス 51は図 4で示された波長 λ la、波長 λ lbの光信号の組から成る全二重の波長ルーティングパスである。また、波長ルーティングパス 52は図 4で示された波長 λ lc、波長 λ Idの光信号の組力成る全二重の波長ルーティングパスである。

[0022] 波長ルーティングパス 50はスィッチ 41と 42の間を波長 λ 1で、スィッチ 41と 43の間を波長 λ 2で、スィッチ 41と 44の間を波長 λ 3で、スィッチ 42と 43の間を波長え 4で、スィッチ 42とスィッチ 44の間を波長 λ 5で、そしてスィッチ 43とスィッチ 44の間を波長 λ 6でそれぞれ結んでレ、ることが図 4に示されてレ、る。

[0023] 4つのスィッチの間には 6通りの経路が存在する力それぞれの経路がそれぞれの波長に対応しているのである。しかも、各経路には右回りと左回りの冗長化した経路が設けられている。フルメッシュ状の通信経路は通信効率の高い経路であり、し力も各経路は冗長化されていて、物理的な光ファイバ一切断などの事故に際しても片方の経路は確保されるとレ、う利点を有してレ、る。

[0024] また、図 2に示されるように各波長ルータではその波長ルータがアツドドロップする以外の光信号は光学的にバイパスするので、これらバイパスされる光信号の処理をスィッチ 41ないし 44が行う必要が無ぐスィッチの処理能力を軽減している。すなわち、各ノード（波長ルータ）は 3波のみアツドドロップし、他の 3波はバイパスしており、これを全部電気的に処理した場合に比べてスィッチのハードウェア規模が半分で済むことになる。

実施例 2

[0025] 図 5ないし図 7を用いて本発明の実施例 2について説明する。実施例 1においては 2本の光ファイバを用いて二重リングを構築していた力 S、本実施例では一本の光ファィバー上に異波長双方向伝送を行うことによって二重リングを構築している。図 5に本発明の実施例 2の波長ルータ ISの内部構成を示す。図 6にはこの波長ルータ 70 を基本形とする 3つの波長ルータ 71ないし 73を用いて構築した二重リング状光通信ネットワークの構成を示す。図 7は本実施例によって実現される波長ルーティングパスを示す図である。

[0026] 図 5に示すように、波長ルータ ISは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 61 ないし 68から成り立っており、いわゆる光アツドドロップフィルタの構造を有している。波長ルータ ι は図 2に示す光通信ネットワーク上で用いられる際には、光通信ネットワークのノード（局）ごとに、基本構成は同じであるが各誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの波長が異なる波長ルータ 71、 72、及び、 73が用いられる。なお、図 5には波長ルータ 71の場合についての各波長の光信号のアツドドロップの様子が示されている。

[0027] 波長ルータ 71について説明する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 71はローカルポート側から光ファイバ 75a側に波長 λ 1の光信号を出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 62は光ファイバ 75aから入力した波長 λ 2の光を取り出しローカル側へ出力する。波長 λ 1と波長 λ 2の光信号で一組の全二重の光信号伝送路が形成されている。

[0028] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 63はローカルポート側から波長 λ 1の光を光ファイバ 75b側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 64は光ファイバ 75bから入力した波長 λ 2の光をローカルポート側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 65はローカルポート側からの波長 λ 3の光を光ファィバ 75a側へ出力する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 66は光ファイバ 7 5a側からの波長; 14の光をローカルポート側へ出力する。薄膜スリーポートデバイス 67はローカルポート側からの波長 λ 3の光を光ファイバ 75b側へ出力する。薄膜スリ一ポートデバイス 68は光ファイア 75b側からの波長 λ 4の光をローカルポート側へ出力する。

[0029] 他の波長ルータ 72および 73は波長ルータ 71と同様の動作をする力取り扱われる波長が、図 5に示されるようにそれぞれ異なっている。

[0030] 図 6は波長ルータ 71ないし 73と光ファイバ 75とからなるリング状の光通信ネットヮークの構成を示す図である。波長ルータ 71、 72、及び 73、にはツリー状のァーキテクチヤを有するスィッチ（あるいはルータ） 81、 82、及び 83がそれぞれ対応して接続されている。スィッチ 81、 82、及び 83には着脱自在の光トランシーバ 85が装着されている。着脱自在の光トランシーバ 85には、例えば GBICあるいは SFPと呼ばれている光トランシーバがある。これらの光トランシーバは CWDM (低密度波長多重）あるレヽは DWDM (高密度波長多重）に対応した波長の光信号が出力できるように設計されている。

[0031] 図 6に示すように、波長ルータ 71からは 2系統の波長 λ 1の光信号 λ laと λ lbが波長ルータ 72へと送られる。また、波長ルータ 72からは 2系統の波長 λ 2の光信号 λ 2aと λ 2bが波長ルータ 71へと送られる。波長 λ laと波長 λ 2aとでひとつの全二重の通信経路が形成され、波長 λ lbと波長え 2bとで別の全二重の通信経路が形成される。この結果、冗長化された 2つの通信経路 (右回りと左回り）とが形成されることになる。

[0032] 図 7は図 6に示した本実施例のリング状光ファイバ通信ネットワークによって形成される波長ルーティングパスを示す。本実施例のリング状光ファイバ通信ネットワークは図 8ので示されるフルメッシュかつ冗長化された波長ルーティングパスをスィッチ 8 1、 82、及び 83の間に形成する。

実施例 3

[0033] 図 8に本発明の実施例 3の波長ルータ皿の内部構成を示す。本実施例では高密度波長多重（DWDM)を用い光ファイバ一増幅器を内部に備えている。本実施例の波長ルータ 100は、光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101及び 102とェノレビゥムドープファイバ光増幅器（EDFA) 103及び 104力成り立つている。

[0034] 光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101及び 102の内部には図示しない誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群が組み込まれており、所定の波長を付け加えたり（アツド）取り出したり（ドロップ）すること力 Sできる。

[0035] 光ファイバ 107aからの光信号はまずエルビウムドープファイバ光増幅器（EDFA) 1 03で増幅された後、光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101によって所定の光信号のアツドドロップを行った後、光ファイバ 107bへと出力する。同様に光フアイバ 108aからの光信号はまずエルビウムドープファイバ光増幅器（EDFA) 104で増幅された後、光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 102によって所定の光信号のアツドドロップを行った後、光ファイバ 108bへと出力する。

[0036] ローカルポート群 105及び 106は図示しないスィッチなどと接続されている。ロー力ル側ポート群 105には左回りで他の波長ルータと接続する光信号が入出力される。光ファイバ 107aから入力した光信号の中から取り出された（ドロップした）光信号は口一カル側ポート群 105に送られる。ローカル側ポート群 105に図示しないスィッチ側力入力した光信号群は光ファイバ 108b側へ伝送される光信号に付け加えられる（アツドされる）。ローカル側ポート群 106には左回りで他の波長ルータと接続する光信号群が入出力される。光ファイバ 108aから入力した光信号の中から取り出された（ドロップした）光信号はローカル側ポート群 106に送られる。ローカル側ポート群 106に図示しなレ、スィッチ側から入力した光信号群は光ファイバ 107b側へ伝送される光信号に付け加えられる（アツドされる）。

[0037] 図 9には本実施例の波長ルータを用いて形成した二重リング状光通信ネットワークの構成を示す。この二重リング状光通信ネットワークでは波長ルータ 111なレ、し 118 と外周側光ファイバ 121と内周側光ファイバ 122とから成り立つている。外周側光ファィバ 121では光信号は右回りに伝送され、内周側光ファイバ 122では光信号は左回りに伝送されている。本実施例では λ 1ないし λ 28の 28種類の波長の光信号が用レ、られて波長ルータ 111なレ、し 118の間に 28経路の冗長化全二重通信経路がフルメッシュに形成されている。

[0038] 全体では 28種類の波長が用いられてレ、るが、各ノード（波長ルータ）ではそれぞれのノード固有の 7波長のみがアツドドロップされていて、残りの 21波長はバイパスされている。つまり、これを全部電気的に処理した場合に比べて波長ルータに接続されるスィッチやルータのハードウェア規模が 25%で済むことになる。

[0039] ここで複数のノード間にフルメッシュの通信路を形成する場合に必要な波長数及び波長配置について述べる。ノード数 Ν局の場合、 Ν個のノードから残りの N_l個のノードへの経路が必要なるが、相手のノードにぉレ、てもこの経路数を二重に数えることになるので、結局 Ν個のノード間にフルメッシュの通信経路を形成するには以下の式で与えられる Μ個の経路が必要となる。

[数 1]

[0040] 二の Μ個の経路は光ファイバを図 2や図 9に示したように 2本用いるのなら Μ個の波長で実現できるし、図 6に示したように 1本の光ファイバを用いて、上りと下りの波長を変えて通信経路を形成するのなら 2Μ個の波長が必要となる。

[0041] 光ファイバを図 2や図 9に示したように 2本用いて、かつ、 8個のノードがある場合は（ 1)式より 28個の波長が必要となる。この時の波長配置をマトリクス表現すると（2)式で示される

[数 2]

Φ \ h 1₇

Λ, Λ Φ Λ

Λ₃ Φ + As

Λ Φ

Λ, ο 9 Φ 5

Λ₆ 11 ^30 3 Φ 25

Λ₇ 1 4 (5 Φ S

Λ₈. ^22 5 ^38 Φ (2)

[0042] Λ1は 8個の要素を持つベクトルであり、その要素ぇ1ないし λ 7はノード 1から他のノードへの通信経路を形成する波長を示している。 Λ1の要素 φはノード 1からノード 1への通信経路を示す「波長」であるが、これは実際には設ける必要がないので空集合を表す概念の φを揷入してある。ノード 1とノード 2の間の通信経路を波長 λ 1で形成するとすると、ノード 2から他のノードへの通信経路を示すベクトノレ中にも波長; 11 は必ず含まれることになり、事実 Λ 2の要素は [λ1、 φ、 λ8、 λ9、 λ10、 λ11、 λ 12、 λ 13]となっている。即ち、（2)式のマトリクスは転置行列となっている。これは光ファイバを図 2や図 9に示したように 2本用いて形成した光通信ネットワークでは、ノード 2からノード 1への通信経路として用いられる波長はノード 1からノード 2への通信経路として用いられる波長と一致していなくてはならないからである。なお、ノード 1からノード 2への通信経路を波長; 11で形成する、とはノード 1から送信される光信号の波長が λ 1であり、この λ 1の光信号がノード 2で受信されることを示している。

[0043] 図 2や図 9に示した通信ネットワークを用いて Ν個のノード間にフルメッシュで最小の波長数で通信経路を形成するには（3)式ないし (4)で示す波長配置を設ける必要力 ^sある。

[数 3] " Λ , "

A .

a≠ J)

= Φ (^ = J)

( 4 )

[0044] 上記の（3)中には空集合が含まれるわけである力空集合で表される波長については実装する必要はないので、実装される波長は N個のノード間にフルメッシュを設ける波長ルータは N— 1個の波長を実装すれば良い。また、各ノードに異なる波長が実装されるので、 Λ 1から ΛΝに対応する N種類の光アツドドロップマルチプレクサ一が実装されることになる。

[0045] またリング状のネットワークで冗長化経路を設けるためには各波長について右回りの送受信、左回りの送受信を行わなくてはならないので、各波長のアツド手段とドロップ手段を 2組設ける必要がある。結局、 N個のノード間のフルメッシュ接続に対応した光アツドドロップマルチプレクサ一 2 (N— 1)組のアツド手段ドロップ手段対を備えることになる。（N— 1)個のアツド手段ドロップ手段対が右回り用、もうひとつの（N— 1)個のアツド手段ドロップ手段対が左回り用に供されるのである。なお、このアツド手段とドロップ手段は具体的には誘電体薄膜フィルタであっても良レ、し、ファイバーブラッグダレ一ティングフィルタなどであっても良レ、。

[0046] 上記の波長配置では、例えば（3)式のマトリクスの非対角成分の右上半面は任意に決めることができるが、左下反面は右上半面に対応して一意にきまってしまう。これは使用する波長数を少なくするには有効である力波長配置の自由度が減ると言う欠点もある。そこで、別の実施形態としてノード 1からノード 2への通信経路の波長とノード 2からノード 1への通信経路の波長を一致させないでネットワークを構成しても良レ、。この場合は使用する波長数が 2倍に増えてしまうが、波長配置が自由になるという利点がある。

[0047] 図 6に示したように一本の光ファイバを用いて上りと下りで波長を変えて通信経路を形成する場合は（3)式に示すような波長配置を取ることはできる、例えばノード間にフルメッシュを形成するには 56通りの波長が必要となる。一般的に言うなら、図 6の通信ネットワークでは Nノード間に 2M個の波長を設けることによってフルメッシュが形成される。ここで、 Mは（1)式で示された値である。

[0048] ノード 1からノード 2への通信経路の波長とノード 2からノード 1への通信経路の波長を一致させない場合の波長配置は以下の式で与えられる。

[数 4]

[0049] (5)式及び（6)式で洗わせられる波長配置は、 1本の光ファイバで上りと下りの波長を変えて双方向伝送を実現する場合にも用いることができる。

[0050] 光アツドドロップマルチプレクサ一にはフルメッシュの通信経路を実現できるように波長配置しておき、その内の一部の通信経路を使わない実施形態もある。フルメッシュとは N個のノード間に考えられる全ての経路を備えたものであるので、フルメッシュ経路の一部の経路を使わないことによってスター状のトポロジーを実現したりすることあでさる。

[0051] 図 8において右回り用に光信号と左回り用に光信号をさらに波長多重化して一本の光ファイバで実現する形態もある。例えばエルビウムドープファイバ光増幅器 103に C—バンド（1530_1560nm)光増幅器を用レ、、エルビウムドープファイバ光増幅器 1 0Lに L—バンド（1565_1605nm)光増幅器を用レ、、右回りと左回りの信号とを図示しない波長多重化器によって一本の光ファイバに多重化する実施形態である。エルビゥムドープファイバ光増幅器 103の入力ポート 107aと光アツドドロップマルチプレクサー 102の出力ポート 108bとを図示しない波長多重化器によって多重化し、同様にエルビウムドープファイバ光増幅器 104の入力ポート 108aと光アツドドロップマルチプレクサー 101の出力ポート 107bとを図示しない波長多重化器によって多重化すればよい。

[0052] なお、同じ C一バンドのエルビウムドープファイバ光増幅器を用いて、 C—バンドの中を短波長側と長波長側に分けても良い。

[0053] なお、上記実施例では誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって光アツドドロップマルチプレクサ一を実現している力 S、これは他の手段、例えば、ファイバーブラッググレーティングフィルタ（FBG)と光サーキユレータを組み合わせて、光アツドドロップマルチプレクサ一を実現することもできる。

[0054] また、光増幅器として、エルビウムドープファイバ光増幅器に限らず、他の希土類ドープファイバ光増幅器、ラマン光増幅器、半導体レーザ光増幅器、希土類ドープ平面導波路光増幅器などを用いても良い。

実施例 4

[0055] 図 10に本発明の実施例 4の波長ルータの内部構造を示す。本実施例は図 8の波長ルータの変形例である。図 10 (a)は実施例 3の場合を示し、エルビウムドープ光フアイバ増幅器 103が前置増幅器として光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 1 01の前に配置されている。

[0056] 図 10 (b)ではエルビウムドープ光ファイバ増幅器 105がブーストアンプとして光アツ

-一（OADM) 101の後段に配置されている。また、図 10 (c) では、エルビウムドープ光ファイバ増幅器 103が前置増幅器として、エルビウムドープ光ファイバ増幅器 105がブーストアンプとして、それぞれ配置されている。

[0057] 図 10 (a)、 (b)、 (c)はいずれも動作可能である力光アツドドロップマルチプレクサ一 (OADM) 101のアイソレーション特性を考慮すると図 10 (a)ないし）が望ましレヽ。長距離伝送特性という観点からは、前置増幅器とブースターアンプを配置した図 1 0 (c)が最も望ましい。一方、コストという観点からは図 10 (a)ないし (b)が望ましい。

[0058] 図 11を用いて、光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101のアイソレーション特性とエルビウムドープ光ファイバ増幅器の配置の関係を説明する。光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101内部には誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 131及び 132が設けられている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 131 によってポート 136側からの光信号 133がアツドされ、誘電体薄膜フィルタ型スリーボートデバイス 131によって光信号 134がドロップされている。図 10 (b)に示すように光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101の全段にエルビウムドープ光ファイバ増幅器が無い場合、光信号 134は長距離の伝送によって減衰している場合がある。一方、アツドされる光信号 133は強力である。例えば、光信号 134は一 25dBm程度まで減衰すること力ある。一方、光信号 133は OdBm程度である。すると、光信号 133 が誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 132からポート 137側へ漏れていく光量 135が無視できなくなる場合が生じる。

[0059] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスが他の波長の光の信号を漏らさない割合をアイソレーション 138と呼んでいる力この値は通常 25ないし 30dB程度ある。ここでアイソレーションが 25dBとは漏れ光量力 S-25dBに減衰することを差している。ァイソレーシヨンとレ、う場合は通常、マイナスは省レ、て表す。

[0060] したがってポート 137へドロップされた受信光信号 134が _25dBmであるのに、漏れ光量 135がー 30dBに達し、その差がわずか 5dBしかないことになる。通常、信号成分 (この場合は受信信号 134)と雑音信号 (この場合は漏れ光量 135)の差は少なくとも 20dB、好ましくは 25dBは必要と言われているため、これでは受信信号 134を正しく受信することができなレ、（図 11 (b)参照）。

[0061] また、遠いノードから何段も光アツドドロップマルチプレクサ一を通過して減衰した信号を受信する場合に、近いノードからの強力な信号がクロストークを発生させることもめる。

[0062] 図 10 (a)のようにエルビウムドープ光ファイバ増幅器 103が光アツドドロップマルチプレクサー（〇ADM) 101の全段に配置されているとドロップされる受信光信号も Od Bmに近い値に増幅されているため上記のような信号対雑音比の低下という問題が生じない。したがって、この観点からは図 10 (a)あるいは図 10 (c)のような構成が望ましいことになる。すなわち、図 10 (a)あるいは図 10 (c)のような構成を用いれば、アイソレーシヨンの値が 25なレ、し 30dB程度の光アツドドロップマルチプレクサ一（OAD M)を用いることができ、特別にアイソレーションを高めた光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM)を用いる必要が無レ、。

[0063] 図 12は本実施例にさらにエルビウムドープファイバ光増幅器 103の利得制御機構を取り付けた場合を示す。光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101のポート 141からドロップされた光信号の一部を光ファイバカプラ 142で取り出し、エルビウムドープファイバ光増幅器 103のポート 143に入力する構造としてある。エルビウムドープファイバ光増幅器 103はポート 143の入力光信号に応じて利得を変化させ、ポート 143からの光信号強度を略一定に保つように動作する。

[0064] 光ファイバカプラ 142の分岐比はポート 143側への分岐が 1/10ないし 1/100程度となるように選ばれるのが好ましい。ポート 141からの光信号は通常の光信号が用いられても良いが、ネットワーク監視のためのモニターチャネル（あるいはスーパバイザチャネル）の光信号を用いる頃が特に好ましい。

[0065] なお、図 12ではエルビウムドープファイバ光増幅器 103内に光量の検出機構を設けたが、光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 101に接続されるべき光トランシーバに受信光量の検出機構を設け、その検出結果を電気信号の形でエルビウムドープファイバ光増幅器 103に送って、利得制御を行うようにしても良い。この方法は光トランシーバの構造が複雑になるものの、光量損失が少ないという利点がある。実施例 5

[0066] 図 14に本発明の実施例 5の波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ一）を示す。以下に述べるデュプリケート誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いたことが大きな特徴である。

[0067] コリメータとフィルタを共用して実質的に 2個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを形成することができる。図 13はこのようなデュプリケート誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス！^の構造を示す図である。入射ポート 151、反射ポート 152 、透過ポート 153でひとつの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを形成し、また、入射ポート 161、反射ポート 162、透過ポート 163で別のひとつの誘電体スリーボートデバイスを形成している。コリメータレンズ 154と 156、誘電体薄膜フィルタ 155は共用されている。誘電体薄膜フィルタが共用されているので上記のようにして形成されるふたつの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの透過波長は同一である。

[0068] 図 1に示した波長ルータ^は同じ波長の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを多数用いている。例えば、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1、 2、 7、及び 8は; 1 1の波長である。したがって、これらの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスに図 13に示すようなデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 150を用いて、実際に使用する誘電体薄膜フィルタゃコリメータレンズの数を減らすことができ、ひいてはコストを削減することができる。

[0069] 図 11において説明したようなアイソレーションの問題は実は図 5に示した波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ）においても生じる。このようなアイソレーション不足を解消するために図 14に示すように光信号をドロップするポートに誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを二重に設けることがある。図 14は図 5の波長ルータ： m のドロップポートにこのような二重フィルタ構成を設けた構成である。フィルタ一段のァイソレーシヨンが 25dBであったとするとフィルタを 2段重ねるとアイソレーションは 2倍の 50dBになる。したがって、アイソレーション不足を解消することができるのである。

[0070] 図 14において、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 62a及び 62bを図 13に示したデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成すること力 Sできる。このようにすれば実際に使用される誘電体薄膜フィルタ及びコリメータレンズの数を減らしてコストを削減することができる。同様に誘電体薄膜フィルタ型スリ一ポートデノイス 64aと 64b、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 66aと 66b、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 68aと 68bをそれぞれデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成することができる。さらに、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 61と 63、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 65と 67もそれぞれ対をなしてデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーボートデバイスに置き換えることができる。

実施例 6

[0071] 図 15 (a)にダブルパス型の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを示す。これは入射ポート 181からの光がコリメータ 184を経て誘電体薄膜フィルタ 185へ導かれ反射光は反射ポート 182へと導かれ、透過光はミラー 186で反射されてから、もう一度誘電体薄膜フィルタ 185を透過して、コリメータ 184を経て透過ポート 183へと透過光を導く方式である。透過光は誘電体薄膜フィルタを 2回透過（ダブルパス）するので、アイソレーションが 2倍になる。また、コリメータレンズは 1個で済み、入射ポート、反射ポート、透過ポートが全て、誘電体薄膜フィルタ 185に対して同じ側に設けることができるという特徴がある。

[0072] 図 15 (b)にさらに本発明の第 6実施例であるデュプリケート構造のダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイス！^を示す。入射ポート 181、反射ポート 182 、透過ポート 183でひとつのダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを形成し、入射ポート 191、反射ポート 192、透過ポート 193で別のひとつのダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを形成している。そして、このふたつのダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスはコリメートレンズ 184、誘電体薄膜フィルタ 185、ミラー 186を共用しているので部品点数が減り、コストを削減すること力 Sできる。

[0073] ダブルパス型誘電体薄膜フィルタフィルタスリーポートデバイスは光アツドドロップマルチプレクサーの光信号のドロップを行うポートに用いることにより、図 11で示したようなアイソレーション不足の問題を解決することができる。

[0074] また、デュプリケート構造のダブルパス型誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスは、例えば、図 5の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイス 62と 64を置き換えたりすること力 Sできる。光アツドドロップマルチプレクサ一は同一波長の光信号をアツドしてドロップするために同じ波長の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを複数使う構造となることが多いので、デュプリケート型の誘電体薄膜フィルタスリーポートデバイスを用いることによって部品点数を削減し、コストを低減すること力 Sできる。

実施例 7

[0075] 図 16に図 14の波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ一） USをボックスに実装した実施例皿を示す。二段フィルタを用いたポートをドロップポートとして用いる必要があるので、ドロップポートとアツドポートの誤用を防がなくてはならなレ、。そこで本実施例では、ボックスの上面に波長ルーティング経路を示す図面 201を設け、ボッタス前面 202の各ポート（レセプタクル） 210ないし 219に波長及び送受信の区別、右回り、左回りの区別を示す記号を表示したことが特徴である。ボックス前面 202の各記号は、波長を λ 1、え 2、え 3、 λ 4として表し、送信を Τχ、受信を Rx、右回りを Ri ght、左回りを Left、コモンポートを Cとして表している。

[0076] レセプタクル 210は左回りのコモンポート、レセプタクル 211は左回りの波長 λ 1の送信ポート、レセプタクル 212は左回りの波長え 2の受信ポート、レセプタクル 213は左回りの波長え 3の送信ポート、レセプタクル 214は左回りの波長え 4の受信ポートである。また、レセプタクル 215は右回りの波長 λ 1の送信ポート、レセプタクル 216 は右回りの波長 λ 2の受信ポート、レセプタクル 217は右回りの波長 λ 3の送信ポート、レセプタクル 218は右回りの波長; 1 4の受信ポート、レセプタクル 219は右回りのコモンポートである。

[0077] 図 17に図 14の波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ一） USをボックスに実装した別の実施例 βを示す。ボックスの上面に波長ルーティング経路を示す別の図面 221を設けてある。この図面は自局（Station_l)と他の局（Station_2、 Statio n— 3)とがどのようにルーティングされているかを示した図となっている。ユーザから見た場合、各局（ノード）が物理的にどのように接続されているかより、論理的な接続形態の方が重要な場合があり、図 17の実施例はそのような場合に有用な表示方法である。

[0078] ボックス前面 222の各記号は、波長を λ 1、え 2、え 3、 λ 4として表し、送信を Τχ、受信を Rx、右回りを Right、左回りを Left、コモンポートを Cとして表している。また、 Station— 2と Station_3の表示は通信経路の相手先を示している。 [0079] ボックス前面 222に設けられている各レセプタクルの接続は図 16の場合とは異なつている。レセプタクル 230は左回りのコモンポート、レセプタクル 231は左回りで Stati on-2へ向力う波長 λ 1の送信ポート、レセプタクル 232は左回りで Station— 2から受け取る波長 λ 2の受信ポート、レセプタクル 233は右回りで Station— 2へと向力、う波長 λ 1の送信ポート、レセプタクル 234は右回りで Station— 2から受け取る波長 λ 2 の受信ポートである。また、レセプタクル 235は左回りで Station— 3へと向力波長; I 3の送信ポート、レセプタクル 236は左回りで Station— 3から受け取る波長 λ 4の受信ポート、レセプタクル 237は右回りで Station— 3へと向力波長 λ 3の送信ポート、レセプタクル 238は右回りの Station— 3から受け取る波長 λ 4の受信ポート、レセプタクル 239は右回りのコモンポートである。

[0080] 図 18は図 14の波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ一） USをパッチコード ^として実装した場合を示している。をパッチコード ^本体上面 241には各局（S 1、 S2、 S3として表示）の間の信号経路が示されている。パッチコードから出てくる光ファイバーコード 244の先に光コネクタ 242が設けられ、光コネクタ 242の近くにタグ 2 43が設けられており、各タグには各光コネクタの波長、役割、通信経路などが示されている。

実施例 8

[0081] 実施例 7の構成は光アツドドロップマルチプレクサ一に限らず有用である。図 19には、上り波長と下り波長を変えることによって一本の光ファイバ 270上で双方向伝送を実現した光ファイバ通信ネットワークを示す。

[0082] 図 19において、波長多重化器^は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 2 51ないし 254を備えている。また、波長多重化器 ^は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 261なレ、し 264を備えてレ、る。

[0083] 波長多重化器^のポート 255には送信用の波長 λ 1の光信号が、ポート 256には送信用の波長え 2の光信号が、それぞれ加えられる。それぞれ誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 251及び 252によって多重化された光信号は共通ポート 25 9、光ファイバ 270、波長多重化器^の共通ポート 269に送られる。多重化された光信号は波長多重化器^内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 261及び 262によって、それぞれ元の波長え 1及びえ 2の光信号に分離されて、それぞれポート 265と 266へと出力される。

[0084] 波長多重化器のポート 267には送信用の波長え 3の光信号が、ポート 268には送信用の波長 14の光信号が、それぞれ加えられる。それぞれ誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 263及び 264によって多重化された光信号は共通ポート 26 9、光ファイバ 270、波長多重化器の共通ポート 259に送られる。多重化された光信号は波長多重化器^内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 253及び 254によって、それぞれ元の波長; 1 3及び; 14の光信号に分離されて、それぞれポー卜 257と 258へと出力される。

[0085] これら波長多重化器 250ないし 260は、最も単純な機能を有する波長ルータと見なすことができる。なぜなら、ポイント 'ツー ·ポイントではあるが波長ルーティングを行つているからである。

[0086] 波長多重化器 250において、共通ポート 259に近い位置に送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 251ないし 252を配置するのには意味がある。このことを図 20を用いて説明する。

[0087] 図 20において、ポート 281は入射ポート、ポート 282は反射ポート、ポート 283は透過ポートである。またこれらポートとコリメータ 284、誘電体薄膜フィルタ 285、コリメ一タ 285から誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス^ は成り立っている。ここで、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスにおいて、透過ポート 283側から送信用の光信号を入射させると、反射ポート 282側へはクロストークがほとんど生じないことが知られている。透過ポート 283側から入射した光の内クロストークとなる成分は方向 287側へ反射し、反射ポート 282へと結合する方向 288側へ伝搬する成分がほとんど生じないためである。

[0088] また、入射ポート 281のすぐ近傍に光コネクタなどがあって大きな反射（空気ーガラス界面のフレネル反射によって生じるレ、わゆる _13dB反射）が生じてレ、るような場合にも図 19の構成は効果を発する。入射ポート 281近傍からのフレネル反射光は大半が透過ポート 283へと導かれ、方向 288側へ反射される光量は入射光に対して- 15 dBないし一 20dBに減衰することが知られている。この減衰量が、受信側の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 253、 254、 261、ないし 262などのアイソレーションに加算されることになる。したがって、合計で 40dBないし 50dB程度の実効的なァイソレーシヨンが実現でき、クロストークの問題を排除することができる。

[0089] 上記の性質を利用して、波長多重化器 250では、共通ポート 259に近い位置に送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 251ないし 252を配置した。この結果、図 11で説明したようなアイソレーション不足の問題を生じることなぐ一本の光ファイバ上で上り下りに異なる波長を用いて双方向伝送を実現することができる。なお、図 19では 4つの波長を用いて 2チャネルの全二重通信経路を実現している力 2 波長を用いて 1チャネルの全二重通信経路を実現したり、 8波長を用いて 4チャネルの全二重通信経路を実現することもできる。いずれの場合も、送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを、受信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスよりも共通ポートに近い側に配置しておく必要がある。

[0090] さて、図 21には本発明の実施例 8の波長ルータ（波長多重化器）をボックス及びに実装した例を示す。本実施例では、送信ポートと受信ポートを区別して誤用を防ぐようにしないとアイソレーションの問題が生じることがある。そこで、ボックス 290 及びの上面に波長ルーティング経路を示す図面 291、 301をそれぞれ設けた。図面 291、 301に示されている波長ルーティング経路は図 19に示した実際の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの接続とは異なっている力ユーザから見て解り易い表現となっている。

[0091] ボックスの前面 292の各ポート（レセプタクル） 255ないし 258は図 19 (a)のポートに対応させてある。ボックス前面 292には送信を Tx、受信を Rxとしたほカチヤネル（全二重の通信経路）をそれぞれ CH1、 CH2として示した。また波長は λ 1、 λ 2、 λ 3、 λ 4として表してレ、る。共通ポートはコモンポート Cとして表している。

[0092] ボックス皿の前面 302の各ポート（レセプタクル） 265ないし 268は図 19 (b)のポートに対応させてある。ボックス前面 292には送信を Τχ、受信を Rxとしたほ力、、チヤネル（全二重の通信経路）をそれぞれ CH1、 CH2として示した。また波長は λ 1、 λ 2、 λ 3、 λ 4として表してレ、る。共通ポートはコモンポート Cとして表している。

[0093] なお、本実施例では波長多重化器をボックスに実装した場合を示したが、パッチコードとして実装しても差し支えなレ、。

実施例 9

[0094] 図 22に本発明の実施例 9の波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ一）を示す。実施例 8で示した送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 321、 3 22、 327、及び、 328を出力ポートに近い位置に配置してアイソレーション不足を補う方法と波長配置を工夫することによって、二重フィルタやダブルパス構造を用いないで波長ルータ 311ないし 313を実現している。なお、誘電体薄膜フィルタ型スリーボートデバイス 323、 324、 235、及び 326は受信用に用いられている。また、参照番号 315は光ファイバ、参照番号 331ないし 338はアツドロップポートを示している。

[0095] 波長ルータ 311は波長 λ 1、 λ 2、え 4、え 5を用いている。波長ルータ 312は波長 λ 1、 λ 2、え 7、え 8を用レヽてレヽる。波長ノレータ 313は波長え 4、え 5、 λ 7、 λ 8を用いている。

[0096] 低密度波長多重（CWDM)で好適に用いられる 8つの波長、 λ 1 = 1470ηπι、 1 2 = 1490應、 λ 3 = 1510應、ぇ4 = 1530應、 λ 5 = 1550應、 λ 6 = 1570應、 7 = 1590nm、え 8 = 1610nm力ら、 λ ΐとえ 2、え 4とえ 5、 λ 7とえ 8の 3対の波長を選んだところに本発明の特徴がある。対となる波長同士をそれぞれ送信用波長と受信用波長として使用し、波長フィルタに実施例 8に示した技法を使うことによって、対となる波長間のアイソレーション不足をまず補っている。さらに対となる波長間に一つ分だけ波長を空けることによってさらにアイソレーション不足を補っている。

[0097] もしも、連続して波長を使ったとすると、例えば図 23に示したようなクロストーク 340 の問題が生じる。図 23では波長ルータ 311に波長 λ 2の光信号がドロップされていて、波長 3の光がバイパスされている。ここで、波長; 1 2の光信号が遠方のノードからのもので大きく減衰していて、例えばその光強度が— 30dBmであったとする。一方、波長 λ 3の光信号は近接ノードからのものでほとんど減衰しておらず OdBmの強度であつたとする。波長 λ 2と波長 λ 3の間のアイソレーションは一段フィルタであるなら 3 OdB程度しかないので、波長 λ 3からのクロストークと波長え 2の光信号強度がほぼ等しくなり、まともに受信することはできない。

[0098] 低密度波長多重用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスは、隣接波長には 25ないし 30dB程度のアイソレーションしかないが、非隣接波長に対しては 50ないし 60dB程度のアイソレーションがある。それで、本実施例のように波長え 3をつかわなレ、とすると波長ルータ 311をバイパスする波長は、全て非隣接波長となるため、上記のような問題が生じないのである。

[0099] 図 22の波長ルータは図 6ないし図 7で示したようにリング状の光ファイバ通信ネットワーク上にフルメッシュ型の通信経路を構成させるために用いることができる。さらに、図 24に示す波長ルータと組み合わせればリング状の光ファイバ通信ネットワーク上にスター型の通信経路を構成することもできる。

[0100] 図 24にスター型通信路形成用の波長ルータ^を示す。送信用の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 361及び 364を外側に配置し、受信用誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 362及び 363を内側に配置している。参照番号 355は光ファイバ、参照番号 365ないし 368はアツドドロップポートを示している。

[0101] 波長ルータ 351は波長 λ 1、 λ 2、を用レ、てレ、る。波長ルータ 352は波長 λ 4、 λ 5 、を用いている。波長ノレータ 353は波長 λ 7、 λ 8を用いている。波長ルータ 354は波長 λ 7、 λ 8を用いているが、波長ルータ 353と送信用波長と受信用波長が反対になっている。

[0102] 図 25に波長ルータ 311、 351、 352、 353、及び 354で形成した光通信ネットヮークを示す。一本の光ファイノ 361 ίこよって、波長ノレータ 311、 351、 352、 353、及び 354は接続されている。波長ルータ 311を中心として波長ルータ 351及び 352はスタ一型に接続されている。波長ルータ 311と波長ルータ 351及び 352の間にはそれぞれ冗長化された全二重通信経路 362及び 363が形成されている。一方、波長ルータ 353及び 354の間には、ポイント'ッ一'ポイントの全二重通信経路 364が形成されてレヽる。波長ノレータ 311、 351、及び 352力らなるネットワークと、波長ノレータ 353及び 3 54からなるネットワークは論理的には独立している。

実施例 10

[0103] 図 26に本発明の実施例 10の波長ルータ（波長多重化器）を示す。本実施例は一本の光ファイバで異なる波長を用いて双方向伝送行うための波長多重化器である。本実施例は実施例 9で示した CWDM波長を飛び飛びに使う手法を応用したものである。

[0104] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 370は波長 λ 6 (1570nm)を透過する。また、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 380は波長え 4 (1530nm)を透過する。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 370の反射ポート 372に波長 λ 4の送信光信号を入力している。また、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 37 0の反射ポート 382に波長; 14の送信光信号を入力している。光ファイバ 378を伝搬してきた波長 λ 6の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 370の入射ポート 371を経て透過ポート 373へと導かれる。光ファイバ 378を伝搬してきた波長 λ 4の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 380の入射ポート 381を経て透過ポート 383へと導かれる。

[0105] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 370では図 20において示したように反射ポートに入射した光信号は光学系の位置関係により透過ポート 373へはほとんど漏れていかなレ、。し力ながら、入射ポート 371の近傍に反射点 374がある場合、送信光信号 376が反射点 374で反射された光 377に対しては、隣接波長なら 25dB以上、非隣接波長なら 50dB以上のアイソレーションが得られる。反射点 374での反射量はガラス一空気界面のフレネル反射 4% (— 13dB)に達すること力 Sある。反射ポート 372に入力する光信号が OdBmの光信号であったとすると隣接波長の場合はクロストークは最大- 38dBmに達することになる。一方、誘電他フィルタ型スリーポートデバイス 380から送られてきた光信号は光ファイバ 378を伝搬する内に- 35dBmまで減衰すること力 Sある。これでは S/N比（信号対雑音比）が 3dBしか取れず、まともに受信することができない。

[0106] し力、しながら、本実施例では送信波長と受信波長を CWDM波長の非隣接波長である λ 4 = 1530nm及び λ 6 = 1570nmとしてレヽるので、誘電体薄膜フイノレタ型スリ一ポートデバイス 370ないし 380はアイソレーションが 50dB以上とれることになる。すると S/N比も 28dB以上取れることになり、良好な受信をするための条件、 SZN比 2 OdB以上 (好ましくは 25dB以上）を実現することができる。

[0107] 本実施例によれば 2波長を使って一本の光ファイバで双方向伝送を実現するのにそれぞれ一個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いるのでコスト削減の効果がある。また、非隣接波長を用いたので十分なアイソレーションを得ることができる。なお、用いる波長は CWDM波長の非隣接波長であればよぐ X 4= 1530nm 及び λ 6 = 1570nmに限定されなレ、ことは言うも出もなレ、。

[0108] 図 27に本実施例を 4波長の場合に適用した例を示す。波長多重化器 390は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 391、 392、及び 393力、ら成り立ってレ、る。また、波長多重化器 400は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 401、 402、及び 4 03力、ら成り立ってレ、る。また、用いている波長は ITU— Tで定められた CWDM波長の中力も λ 3 = 1510讓、 λ 4 = 1530讓、ぇ6 = 1570讓、 λ 7 = 1590應を選んでいる。

[0109] 波長多重ィ匕器 390は 4本のポート 395なレヽし 398を備えてレヽる。ポート 398力ら入力した波長 λ 4の光信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 393によつてポート 397から入力した波長 λ 3の光信号と多重化されて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 392、 391を経てポート 399へ出力され、光ファイバ 410を経て波長多重化器 400のポート 409へと達する。また、波長多重化器 400のポート 409からの波長え 6及びえ 7の光信号は光ファイバ 410を経て、波長多重化器 390のポート 399に達し、次いで、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 391と 392によってそれぞれポート 395、 396へと導カゝれる。

[0110] 波長多重化器 400は 4本のポート 405ないし 408を備えている。ポート 408から入力した波長 λ 6の光信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 403によつてポート 407から入力した波長え 7の光信号と多重化されて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 402、 401を経てポート 409へ出力され、光ファイバ 410を経て波長多重化器 390のポート 399へと達する。また、波長多重化器 390のポート 409からの波長 λ 4及び λ 3の光信号は光ファイバ 410を経て、波長多重化器 400のポート 409に達し、次いで、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 401と 402によってそれぞれポート 405、 406へと導カゝれる。

[0111] 図 27の構成によれば、 3個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いて 4 波長の双方向伝送用波長多重化器を実現することができる。したがって、コスト削減を行うこと力 Sできる。また、送信波長群と受信波長群の間に一波長分の間隔を置いたので十分なアイソレーションを得ることができる。

実施例 11

[0112] 図 28に本発明の実施例 11の波長多重化器を示す。この波長多重化器 4 Qは一本の光ファイバで上りと下りで波長を変えて双方向伝送を行うための波長多重化器である。実施例 9及び実施例 10で述べたように CWDMでは非隣接波長では高いアイソレーションが得られるので、これを利用して双方向伝送時のアイソレーションの問題を解決することができる。

[0113] 本実施例では、波長多重化器 421において送信波長を λ l = 1470nm、え 2 = 14 90應、 λ 3 = 1510應、及びえ 4 = 1530應と選び、受信波長をえ 5 = 1550應、 λ 6 = 1570應、ぇ7 = 1590應、及び、 λ 8 = 1610應と選んだ。また、波長多重化器 421と対をなして用いられる波長多重化器 422におレ、て、送信波長を λ 5 = 15 50應、 λ 6 = 1570應、ぇ7 = 1590應、及び、 λ 8 = 1610應と選び、受信波長を λ 1 = 1470應、 λ 2 = 1490應、 λ 3 = 1510應、及びえ 4= 1530應と選んだ

[0114] 波長多重化器 421は 7個の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 431ないし 437力、ら成り立ってレヽる。また、ポート 441なレヽし 444fま波長; 1 1なレヽし λ 4に対応する受信ローカルポート、ポート 445ないし 448は波長 λ 5ないし; 1 8に対応する送信口一カルポートである。また、ポート 449は送受信リモートポートである。

[0115] 波長多重化器 421において、特に、波長 4 = 1530nmの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 434として、ダブルパス型の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 434を用いている。ダブルパス型の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスは図 15 (a)に示したような構造をしていて、隣接波長に対しても高いアイソレーシヨンを有してレ、る。これは波長 λ 4の場合は隣接波長である λ 5の光信号が用いられているため、送受信リモートポート 449の近傍で反射が生じるとアイソレーション不足の問題が生じる場合があるために、この波長 λ 4には特に高い隣接波長アイソレーシヨンを備える必要があるからである。他の波長については、隣接波長が反射されて戻つてくる心配がないために、通常の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いている。また、波長多重化器 421と対をなして用いられる波長多重化器 422においてはえ 5の波長の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスにダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いている。

[0116] なお、ダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスに代えて単純な二段フィルタを用いたり、図 15 (b)に示すデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを用いた二段フィルタを用いても良レ、。 CWDM波長において連続した送信波長群と連続した受信波長群を設けた時に、境界となる波長の受信ポートにのみ高い隣接波長アイソレーションを有する誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを設ければよいのである。

[0117] 図 29は波長多重化器をパッチコードとして実装した実施例を示す。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス間は光ファイバを融着して結線を行うのである力融着器にはある程度の長さの光ファイバが必要である。そのため、通常は長方形の箱の中に誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群を設け、光ファイバを円弧状に配線している。これに対して、本実施例では、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群 431、 433、 435、 437を/、ウジング 451 ίこ実装し、また、誘電体薄莫フイノレタ型スリーポートデバイス群 432、 434、 436をハウジング 453に実装し、ふたつのハウジング間をコード 452によって接続している。図 29 (a)は図 28に示した波長多重化器の回路図を対応させた図であり、図 29 (b)は実際の実装の様子を示す図である。また、ハウジング 451にはフック 454を設け、ハウジング 453にはフック 455を設けてある。これらのフックは、ルータやスィッチなどの装置の前面パネルで光コネクタや適当な取り付け金具に引っかけられて保持されるための機具である。

[0118] 図 29 (b)に示したパッチコード型の波長多重化器は、ふたつのハウジングをコードで接続した形なのでルータやスィッチなどの前面パネルなどにフレキシブルに取り付けることができるという利点がある。また、従来のように長方形の箱の中に実装した場合に比べて小型であるとレ、う利点がある。

[0119] 2段フィルタやデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスをダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 434の代わりに用いるとハウジング 453内にループ状の光ファイバの配線をしなくてはならず、ハウジングの大型化を招く。したがって、パッチコードとして図 28の波長多重化器を実装する場合はダブルパス型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの採用が望ましい。

[0120] なお、波長多重化器や光アツドドロップマルチプレクサなどの波長ルータを、図 29 のように誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス群を 2群に分けてハウジングに実装し、ハウジング間をコードでつないで良いことは言うまでもなレ、。すなわち、図 29の構成は図 28の回路構成に限定されることはない。

実施例 12

[0121] 図 30ないし図 32を用いて本発明の実施例 12の波長ルータ及び光通信ネットヮークについて説明する。実施例 9において図 25を用いて説明したように、本発明の波長ルータを用いると、複数の論理的ネットワークトポロジーをリング状光ファイバネットワーク上に形成することができる。本実施例は波長数をより多く用いることのできる高密度波長多重（DWDM)を用いて、柔軟なネットワーク構造を形成するものである。

[0122] 図 30 (a)において波長ルータ 461ないし 468が 2本の光ファイバ 471及び、 472によって二重リング状に接続されている。実施例 3において図 9及び図 8を用いて説明したネットワークと構造は類似している。実施例 3との違いは、全ての波長ルータ間にフルメッシュ状のネットワークが形成されているのではないことである。まず、波長ルータ 461、 464、 465、及び 468の間に波長 λ 1なレヽし λ 6を用レヽてフノレメッシュネットヮークが形成されている。また波長ノレータ 461を中心として波長ノレータ 462と 463との間に第一のスター状ネットワーク (スター 1)が波長 λ 7と波長 λ 8とを用いて形成されている。さらに波長ルータ 468を中心として波長ルータ 466と 467との間に第二のスター状ネットワーク（スター 2)が波長; 1 9と波長; 1 10とを用いて形成されている。このような波長配置を図 30 (b)に示す。

[0123] スター型のトポロジーは中心（親局）となる波長ルータには子局数 Nの波長数をアツドドロップできる光アツドドロップマルチプレクサ一を配置し、子局の波長ルータにはその子局を特定するひとつの波長だけをアツドドロップする光アツドドロップマルチプレクサーを配置する。したがって、最大 N個の子局を収容するスター型トポロジーの親局は N波長の光アツドドロップマルチプレクサ一を備える。ただし、一本の光フアイバで上りと下りの波長を変えて双方向伝送をする場合は、 2N個の波長数が必要となる。 [0124] 図 31は、一例として波長ルータ 461の内部構造を示す。入力ポート 492aからの光信号はエルビウムドープファイバ光増幅器 491aで増幅された後、第一の光アツドドロップマルチプレクサ一（〇ADM) 481a、第二の光アツドドロップマルチプレクサ一（〇 ADM) 482aを経て出力ポート 493aと送られる。第一の光アツドドロップマルチプレクサー（〇ADM) 481aは波長 λ 1ないし; I 6を用いてフルメッシュを形成するような波長配置を有している。一方、第二の光アツドドロップマルチプレクサ一（OADM) 482 aは波長 λ 7と λ 8を用いてスター 1を形成するような波長配置を有している。

[0125] このように複数のネットワークトポロジーを図 30のようなリング状光ファイバトポロジー上に形成するには、必要に応じて適当な波長配置を有する光アツドドロップマルチプレクサーを縦接続すれば良レ、。

[0126] なお、エルビウムドープファイバ光増幅器 491b、光アツドドロップマルチプレクサ一 481b, 482bはポート 492bからの光信号に対して上記と同様の光増幅、アツドドロップを行っている。

[0127] 図 32は本実施例の変形例の波長ルータである。この図では波長ルータの半分、すなわち、図 32上の左側からの光信号を増幅、光アツドドロップして右側へ送る機能部分のみを示している。実際には、図 32上の右側からの光信号を増幅、アツドドロップすべぐ図示しない光増幅器と光アツドドロップマルチプレクサ一が波長ルータには備えられている。

[0128] さて、図 32 (a)においてはエルビウムドープファイバ光増幅器 491cの後段に第一の光アツドドロップマルチプレクサ一 483が接続されてレ、る。この光アツドドロップマルチプレクサー 483は図 8に示した光アツドドロップマルチプレクサ一 101と同様の構造をしており、波長 λ 1ないし; 1 28を用いて 8個のノード（波長ルータ）間にフルメッシュ状のネットワークを形成してレ、る。光アツドドロップマルチプレクサ一 483の後段には第二の光アツドドロップマルチプレクサ一 484が接続されている。

[0129] この第二の光アツドドロップマルチプレクサ一 484は図 32 (b)に示すような構造を有してレ、る。 2つのアレイ状導波路回折格子 485aと 485bからなる光アツドドロップマルチプレクサーである。この 2つのアレイ状導波路回折格子 485aと 485bは波長 λ 29 力、ら; 144の 16波長をマルチプレタス及びデマルチプレタスすることができる。アツドドロップしない波長は 2つのアレイ状導波路回折格子 485aと 485bの対応するポート間を光ファイバで短絡し、アツドドロップする波長は対応するポートを外部に引き出している。

[0130] なお、アレイ状導波路回折格子に代えて、誘電体薄膜スリーポートデバイスを多重縦接続して形成した波長多重化器や、ファイバーブラッググレーティングフィルタを多重縦接続した波長多重化器などを用いても良レ、。要は波長多重化器 (マルチプレクサー、デマルチプレクサ一）を向かい合わせにすればよいのである。

[0131] 図 32 (a)及び、図 32 (b)のような構成としたので、図 32 (c)に示すような波長配置を実現することができる。すなわち、波長 λ 1ないし; 1 28を用いてフルメッシュのネットワークを構築し、波長; 1 29ないし; 1 44を用いてさらに追加の通信経路を任意に設けることができるのである。

[0132] フルメッシュ用光アツドドロップマルチプレクサ一、スター用光アツドドロップマルチプレクサー、フリー用光アツドドロップマルチプレクサ一などを任意に縦接続することによりリング状光ファイバネットワーク上に様々な通信経路を波長多重によって実現すること力 Sできる。

[0133] 図 30 (b)や図 32 (c)において、各トポロジー形態（フルメッシュ、スター、フリーなど )に用いられる波長として連続した波長配置を示した。し力ながら、この波長配置は連続である必要はない。必要な数の波長を要素とする集合によって各トポロジー形態を実現することができ、各波長が物理的に連続していなくてはならない必要はない

[0134] また、フルメッシュやスターなどのトポロジーの個数に制限は無ぐフルメッシュを 2 個あるいはそれ以上の数、備えるようにすることも差し支えなレ、。

実施例 13

[0135] 図 33に本発明の実施例 13の波長ルータを示す。これまで述べてきたフルメッシュ型やスター型用の波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ一）、は図 33に示す基本構成要素の縦接続で実現することができる。

[0136] 図 33 (a)は 2本の光ファイバを用いて構成したネットワーク用の光アツドドロップマルチプレクサーの基本構成要素 500である。基本構成要素 500は 4つの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 501ないし 504力成り立っている。 4つの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 501ないし 504は波長え iの波長の誘電体薄膜フィルタを備えている。

[0137] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 501の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 502の反射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 504の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 503の反射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 50 1の入射ポートはこの基本要素の入力ポートのひとつとなり、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 504の入射ポートはこの基本要素^の入力ポートの別のひとつとなる。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 502の入射ポートと誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 503の入射ポートはそれぞれこの基本要素^の出力ポートとなる。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 501ないし 504の透過ポートはアツドドロップポートとなる。

[0138] 図 33 (b)は一本の光ファイバを用いて上りと下りで異なる波長を用いて双方向伝送を行うタイプのリング状光ファイバ通信ネットワークに適用される光アツドドロップマルチプレクサーの基本構成要素 ^を示す。基本構成要素^は 4つの誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 501ないし 504力成り立っている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 511と 513は波長え iの誘電体薄膜フィルタを備え、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 512と 514は波長 jの誘電体薄膜フィルタを備えている。

[0139] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 511の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 512の入射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 512の反射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 513の反射ポートに接続されてレ、る。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 51 3の入射ポートは誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 514の反射ポートに接続されている。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 511の入射ポートはこの基本要素 fiの入出力ポートのひとつとなり、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 514の入射ポートはこの基本要素の入出力ポートの別のひとつとなる。誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 511ないし 514の透過ポートはアツドドロップポートとなる。

[0140] 基本構成要素を 2組用いると 2本の光ファイバを用いた二重リング状光ファイバ通信ネットワーク上にポイント ·ツー ·ポイントの冗長化通信経路を実現できる。ポイント'ツー.ポイントは「線」に例えることができるわけで、この線を組み合わせることによつてフルメッシュにせよスターにせよ任意のトポロジーを構築することができるのである。

[0141] 基本構成要素 fiの同様に 2組用いると 1本の光ファイバを用いたリング状光フアイバ通信ネットワーク上にポイント'ツー'ポイントの冗長化通信経路を実現できる。ボイント 'ツー.ポイントは「線」に例えることができるわけで、この線を組み合わせることによつてフルメッシュにせよスターにせよ任意のトポロジーを構築することができるのである。

[0142] なお、図 33の基本要素 ^ないしと同等の光学回路を自由空間光学系、ガラスブロック上に誘電体薄膜フィルタを取り付けた構造を利用した自由空間光学系、ガラスやプラスチックなどから成る平面光導波路上に実現することもでき、本発明はこれらの実現例も含むことは言うまでもなレ、。

実施例 14

[0143] 図 34に本発明の実施例 14の光通信ネットワークを示す。基地局 1002と光信号分岐回路ユニット 1001aないし lOOldが光ファイバ 1004によって直列に接続されている。光信号分岐回路ユニット 1001aないし lOOldには、それぞれクライアント局群 10 03aないし 1003dがそれぞれ接続されている。

[0144] 図 35に光信号分岐回路ユニット 1001の内部構造を示す。光信号分岐回路ュニット 1001は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1011及び 1012、送信波長が CWDM (低密度波長多重）波長である CWDM光トランシーバ 1013、送信波長が 1 . の波長である 1. 5 x m光トランシーバ 1014、 WDM (波長多重）光ファイバ力プラ 1015、 32分岐のツリーカプラ 1016力成り立っている。ポート 1017は基地局に違い側のポートであり、ポート 1018は次段の光信号分岐回路ユニットへと接続されるポートである。ポート群 1021はクライアント局群に接続されるポートである。

[0145] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1011及び 1012は図 45 (a)に示したものと同様の内部構造を有し、図 45 (b)のように簡略化したシンボノ

[0146] 図 36は基地局 1002内に設けられた波長多重化装置 I Sを示す図である。ローカル光トランシーバ 1041aないし 1041d、リモート用 CWDM (低密度波長多重）光トランシーノ 1042aなレ、し 1042d、及び波長多重化器 43と力、ら成り立つている。ローカル光トランシーバ 1041aないし 1041dの左側には図示しなレ、 P〇Nスィッチが接続されてレ、る。 CH1なレ、し CH4は P〇Nの各チャネルを示してレ、る。

[0147] 図示しなレ、 P〇Nスィッチからの CH1ないし CH4の光信号はローカル光トランシーバ 1041aないし 1041dによって電気信号に変えられた後、リモート用 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1042aないし 1042dによって ITU-Tによって定められた CWDM波長の内力選ばれた λ 1、 λ 3、 λ 5、 λ 7の波長に変換され、波長多重化器 43によって波長多重化された後、光ファイバ 1004を経て、それぞれ光信号分岐回路ユニット 1001aないし lOOldへと送られる。ここで光トランシーバの Rは光信号の受信ポート、 Tは光信号の送信ポート、 Rxは光信号の受信号に対応する電気信号の出力ポート、 Txは光信号の送信信号に対応する電気信号の入力ポートである。

[0148] また、光信号分岐回路ユニット 1001aないし lOOldからはそれぞれ波長 λ 2、 λ 4 、 λ 6、え 8の光信号が光ファイバ 1004を経て送られてくる。この波長え 2、え 4、 6 、 λ 8も ITU— Τによって定められた CWDM波長の内力選ばれた波長を用いている

[0149] ITU— Tでは、 CWDM波長は 1270nmから 1610nmまでの 20nmおきの波長が定められている。 ITU— Tで定められた CWDM波長の内、 1470nm力ら 1610nmまでの 8波長が特によく使われている。本実施例では、 λ 1 = 1470ηιη、え 2 = 1490nm 、 λ 3 = 1510nm, λ 4= 1530應、 λ 5 = 1550讓、 λ 6 = 1570讓、 λ 7 = 1590 nm、ぇ8 = 1610 111を^§レヽてレヽる。

[0150] 光ファイバ 1004を経て送られた光信号は図 35に示すような光信号分岐回路ュニット 1001によってドロップされる。例えば、光信号分岐回路ユニット 1001aは波長 λ 1 の光信号を誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1011によってドロップする。一方、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1012によって波長 λ 2の光信号がアツドされて基地局 1002側へと送られる。光信号分岐回路ユニット 1001a内の CW DM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013は λ 2の光信号を送信するようになってレ、る。 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013と 1 · 5 /i m光トランシーバ 10 14とは背中合わせに組み合わされている。 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013によって受信された光信号は電気信号に変換されて 1. 5 x m光トランシーバ 1014に送られて 1. 5 z mの波長に変えられて WDM光ファイバ力プラ、ツリーカブラ 1016を経てクライアント局群 1003aへと送られる。

[0151] 光信号分岐ユニット 1001bでは波長 λ 3の光信号をドロップし波長 λ 4の光信号をアツドする。光信号分岐ユニット 1001cでは波長 λ 5の光信号をドロップし波長 λ 7の光信号をアツドする。光信号分岐ユニット lOOldでは波長 λ 7の光信号をドロップし波長 λ 8の光信号をアツドする。

[0152] クライアント局群 1003aからの波長 1. 3 μ mの光信号はツリーカプラ 1016、 WDM カプラ 1015を経て 1. 5 x m光トランシーバ 1014の受信ポート（R)へと送られる。この波長 1. 3 μ ΐηの光信号は 1. 5 μ ΐη光トランシーバ 1014で電気信号に変換された後、 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013によって波長 λ 1の光信号に変えられて誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1012を経て基地局 1002へと送られる。

[0153] 上記のように構成されたので、本実施例では一本の光ファイバで 4チャネルの TD Μ信号を送受信することができる。各チャネルで 32局までのクライアント局を収容できるので合計 128局までのクライアント局が収容可能である。したがって、光ファイバ敷設費用を削減に効果がある。

実施例 15

[0154] 図 37に本発明の実施例 15の光信号分岐回路互を示す。光信号分岐回路ユニット 5 は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1011及び 1012、 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013、 WDM (波長多重）光ファイバカプラ 1015、 32分岐のツリーカプラ 1016から成り立つている。ポート 1017は基地局に違い側のポートであり、ポート 1018は次段の光信号分岐回路ユニットへと接続されるポートである。ポート群 1021はクライアント局群に接続されるポートである。

[0155] 光信号分岐回路ユニットと光信号分岐回路ユニット 1001の違いは、光信号分岐回路ユニット！^とは 1 · 5 μ ΐη光トランシーバ 1014を備えておらず、 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013だけでツリーカプラ 1016からの基地局への上りの光信号の波長変換（1 · 3 i m→CWDM波長）を行っている点である。 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013の Tx端子と Rx端子が短絡されており、 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013の光信号入力ポート (R)に入力した波長 1. 3 μ mの光信号は、 CWDM波長の光信号 λ jに変換されて誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1012を経て基地局へと送られる。

[0156] また、基地局から送られた CWDM波長 λ iの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1011を経て WDM光ファイバカプラ 1015を経てツリーカプラ 1016へと送られる。一般に光信号を受信するのに用いられるフォトダイオードは CWDM波長全域（1270_1610nm)にわたる広い波長範囲に感度を有しているので、上記のように構成してもクライアント局側の受信に問題は生じない。

[0157] 本実施例では、フォトダイオードのこの特徴を利用して、 1. 5 /i m光トランシーバ 10 14を省略してコスト削減をしたことに主な特徴がある。なお、 CWDM (低密度波長多重）光トランシーバ 1013の Rx端子と Tx端子の間に図示しないクロック再生リタイミング回路を設けても良い。クロック再生リタイミング回路を設けることによって、光信号の歪みを補正することができる。また、 WDM光ファイバカプラ 1015に変えて誘電他薄膜フィルタ型スリーポートデバイスなどの他の波長多重化手段を用いても良い。

[0158] 本実施例の構成によれば、実施例 14の場合に比べて光信号分岐ユニット中から 1 . 5 / m光トランシーバを省略することができ、コスト削減の効果がある。

実施例 16

[0159] 図 38ないし図 39を用いて本発明の実施例 16について説明する。図 38は光信号分岐回路ユニット 1050a、 1050b. 1050c. の内部構造を及びこれらの光信号分岐回路ユニットからなる光通信ネットワークを示している。図 39には基地局内に設けられる波長多重化装置を示してレ、る。

[0160] 本実施例では、下り信号に 4つの波長を用い、上り信号には一つの波長を用いており、上りと下りで非対称な伝送容量を実現している。また、光信号分岐回路が完全な受動回路で構成されている。 [0161] 図 38において、参照番号 1051a、 1051b, 1051cはそれぞれ波長 λ 1、え 2、え 3 を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号 1052a、 10 52b、 1052cはそれぞれ波長え 1、え 2、 λ 3を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデノイス、参照番号 1053aなレヽし 1053c及び 1054aなレヽし 1054c¾; λ 0を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号 1055a 、 1055b, 1055cはそれぞれ分岐比 3 : 1、 2 : 1、 1： 1の光ファイバ力プラ、そして、参照番号 1056aないし 1056dは 8分岐のツリーカプラである。

[0162] 基地局からの下りの光信号の内、波長 λ 1の光信号は光信号分岐回路ユニット 10 50a内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1051aによってドロップされて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1052aを経てツリーカプラ 1056aによつて分岐されて図示しなレ、クライアント局群に送られる。

[0163] 基地局からの下りの光信号の内、波長 λ 2の光信号は光信号分岐回路ユニット 10 50b内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1051bによってドロップされて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1052bを経てツリーカプラ 1056bによつて分岐されて図示しなレ、クライアント局群に送られる。

[0164] 基地局からの下りの光信号の内、波長 λ 3の光信号は光信号分岐回路ユニット 10 50c内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 5cbによってドロップされて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1052cを経てツリーカプラ 1056cによって分岐されて図示しなレ、クライアント局群に送られる。

[0165] 基地局からの下りの光信号の内、波長 λ 4の光信号は光信号分岐回路ユニット 10 50d内のツリーカプラ 1056dによって分岐されて図示しないクライアント局群に送られる。

[0166] 一方、光信号分岐回路ユニット 1050dに接続されている図示しないクライアント局群からの上りの波長 λ Odの光信号は、光信号分岐回路ユニット 1050d内のツリー力プラ 1056dを経て、光信号分岐回路ユニット 1050c内の誘電体薄膜フィルタ型スリ一ポートデバイス 1054cでドロップされて光ファイバカプラ 1055cに送られる。光信号分岐回路ユニット 1050cに接続されている図示しないクライアント局群からの上りの波長 0cの光信号は、ツリー力ブラ 1056c、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1052cの反射ポートを経て光ファイバカプラ 1055cに送られる。光ファイバカプラ 1055cによって、光信号分岐回路ユニット 1050dの上り信号と光信号分岐回路ュニット 1050cの上り信号とは合流される。合流された上り信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1053cによって基地局側へ送られる。

[0167] 光信号分岐回路ユニット 1050dと 1050cの上り信号の合流信号は、光信号分岐回路ユニット 1050b内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1054bでドロップされて光ファイバ力ブラ 1055bに送られる。光信号分岐回路ユニット 1050bに接続されている図示しないクライアント局群からの上りの波長 λ Obの光信号は、ツリーカプラ 1 056b,誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1052bの反射ポートを経て光ファィバカブラ 1055bに送られる。光ファイバ力ブラ 1055bによって、光信号分岐回路ュニット 1050d及び 1050cの上り信号と光信号分岐回路ユニット 1050bの上り信号とは合流される。合流された上り信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1 053bによって基地局側へ送られる。

[0168] 光信号分岐回路ユニット 1050d、 1050c, 1050bの上り信号の合流信号は、光信号分岐回路ユニット 1050a内の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1054aでドロップされて光ファイバカプラ 1055aに送られる。光信号分岐回路ユニット 1050a に接続されてレ、る図示しなレ、クライアント局群からの上りの波長 λ 0aの光信号は、ッリーカプラ 1056a、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1052cの反射ポートを経て m光ファイバカプラ 1055aに送られる。光ファイバカプラ 1055aによって、光信号分岐回路ユニット 1050d、 1050c, 1050bの上り信号と光信号分岐回路ユニット 1 050aの上り信号とは合流される。合流された上り信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリ一ポートデバイス 1053aによって基地局側へ送られる。

[0169] なお、波長 λ 0は波長 1310nm±40nm程度の範囲の波長である。これはクライアント局には安価だが波長精度の低いフアブリ一ペローレーザーを用いるためである。波長 λ 0aないし λ 0dは光信号の流れを説明する上で区別しているのみで、波長は 1310nm±40nm程度の範囲に含まれている。

[0170] 上記のように図 38の光通信ネットワークは動作するので、波長 λ 1から; 1 4の下り信号はそれぞれ 8分岐されてクライアント局に送られ、最大 32局のクライアント局からの波長 λ 0の光信号がひとつに合流されて基地局へと送られる。

[0171] 図 39には基地局側に組み込まれる波長多重化装置の構造を示す。 CWDM光トランシーバ 1057aないし 1057dと波長多重化器 1058と力ら成り立っている。 CWDM 光トランシーバ 1057aないし 1057dは Rx端子と Tx端子とが短絡されており、ひとつの光トランシーバで波長変換が実現されている。 CH1から CH4の下り信号、 CH0の上り信号が波長多重化器 1058によって多重化されている。

[0172] 本実施例によれば、光信号分岐回路を全て受動部品で構成しているので、光信号分岐回路への電源供給の必要が無ぐまた、信頼性も高い。また、下りの信号に 4波、上り信号に 1波用いているので、下りの帯域幅を広く取ることができる。例えば、 1波あたり 100Mbpsの伝送速度であったとすると、上りは 100Mbpsを 32局でシェアし、下りは 100Mbpsを 8局でシェアすることになる。一般に基地局からの下り信号の方が広帯域を要求されることが多レ、ので、このような伝送容量の配置は経済的効果が大きレ、。

実施例 17

[0173] 図 40に本発明の実施例 17の光信号分岐回路ユニット 1060aないし 1060dの内部構造及び、これら光信号分岐回路ユニットからなる光通信ネットワークを示す。

[0174] 図 4CHこおレヽて、参照番号 1061a、 1061b, 1061cfまそれぞれ波長え 1、 2、 3 を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号 1062a、 10 62b、 1062cはそれぞれ波長; 1 1、 λ 2、 λ 3を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポー卜デノイス、参照番号 1063aなレヽし 1063b、 1064a,及び 1064cfま; 1 0 を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号 1063cは λ 5を透過波長とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス、参照番号 1065aと 1 065cは分岐比 1： 1の光ファイバ力プラ、参照番号 1066aなレ、し 1066dは 8分岐のッリー力プラ、そして、参照番号 1067は CWDM光トランシーバである。

[0175] 光信号分岐回路ユニット 1060aは実施例 16の光信号分岐回路ユニット 1050aと同様の構成を有しており、光ファイバカプラ 1065aの分岐比が 1： 1である点のみが光信号分岐回路ユニット 1050aと異なる。光信号分岐回路ユニット 1060dは実施例 16の光信号分岐回路ユニット 1050dと同等の構造をしている。光信号分岐回路ユニット 1 060bと 1060cが実施例 16と異なる構造を有している。

[0176] 光信号分岐回路ユニット 1060cにおいて、実施例 16と同様の仕組みによって光フアイバカプラ 1065cに光信号分岐回路 1060dと 1060cの上り信号が合流される。この合流された光信号は CWDMトランシーバ 1067によって波長 λ 5の光信号に変換された後、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1063cを経て基地局側へと送られる。このように光信号分岐回路ユニット 1060dと 1060cの上り信号のみを合流させて波長変換して基地局へ送る点が実施例 16との主要な相違点である。

[0177] 光信号分岐回路ユニット 1060bでは、ツリーカプラ 1066bからの波長 λ Obの上り信号が誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1062bの反射ポート、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1063bを経て基地局側へ送られる。光信号分岐回路ユニット 1060aでは、光信号分岐回路ユニット 1060bから送られてきた波長 λ Obの光信号は、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1064aでドロップされた後、光ファイバカプラ 1065aへと送られる。また、ツリーカプラ 1066aからの波長 0aの上り信号が誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1062aの反射ポートを経て光ファィバカプラ 1065aへと送られる。光ファイバカプラ 1065aでは λ Obと λ 0aの光信号が合流された後、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1063aでアツドされて基地局側へと送られる。

[0178] 本実施例の光通信ネットワークは上記のように構成されているので、下りの光信号は λ 1なレ、し λ 4の 4波長の光信号がそれぞれ 8分岐されてクライアント局側へ伝えられる。また、ぇ0と λ 5の 2波長の光信号にそれぞれ 16局ずつ分のクライアント局の上り信号が合流されて基地局へと送られる。

[0179] 本実施例によれば、下りと上りに割り当てる波長数を任意に変えることができるとレ、う効果がある。

実施例 18

[0180] 図 41及び図 42を用いて本発明の実施例 18の光信号分岐回路ユニットと光通信ネットワークを説明する。図 41は本実施例の光通信ネットワークの構成を示す図である。また、図 42は本実施例の光信号分岐回路ユニット 1071の内部構造を示す図である。 [0181] 図 41において、参照番号 1071a、 1071b, 1071c,及び 1071dは本実施例の光信号分岐回路ユニットであり、参照番号 1072は基地局である。基地局 1072と光信号分岐回路ユニット 1071aないし 1071dは光ファイバ 1074によってリング状に接続されている。また、各光信号分岐回路ユニット 1071aないし 1071dにはそれぞれクライアント局群 1073aなレ、し 1073dが接続されてレ、る。

[0182] 図 42において、参照番号 1081、 1083は透過波長; I iの誘電体薄膜フィルタ型スリ一ポートデバイスであり、参照番号 1082、 1084は透過波長； ljの誘電体薄膜フィノレタ型スリーポートデバイスであり、参照番号 1085、 1086は送信波長 jの CWDM光トランシーバであり、参照番号 1087はクロスポイントスィッチ及び制御部であり、参照番号 1088、 1089は送信波長 1. 5 z mの光トランシーバであり、参照番号 1090、 10 91は WDM光ファイバカプラであり、参照番号 1092、 1093は 32分岐のツリーカプラであり。また、参照番号 1096は左回りの伝送経路用の入出力ポート、参照番号 109 7は右回りの伝送経路用の入出力ポート、参照番号 1094及び 1095はクライアント局群への入出力ポートである。

[0183] 図 41及び図 42の構成によれば、波長と波長の 2波長を使って、基地局 107 2から光信号分岐回路ユニット 1071に対して右回りと左回りの 2方向で通信経路を形成すること力できる。したがって、実施例 14などの場合に比べて、同じ波長数で 2 倍の通信容量が実現できるば力りでなぐリング状のファイバの一力所が切断された場合でも、右回りもしくは左回りのどちらかの経路は生き残ることになり冗長化された通信ネットワークが実現できるという利点がある。

[0184] 図 42において、右回りの伝送経路用の入出力ポート 1096からの波長の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1081によってドロップされて、 CWDM 光トランシーバ 1085の受信ポート (R)を送られる。電気信号に変換された波長; の光信号は、 CWDM光トランシーバ 1085の Rx端子からクロスポイントスィッチ及び制御部 1087を経て、通常は光トランシーバ 1088へ送られる。そして波長 1. の波長に変換されて WDM光ファイバカプラ 1090、ツリーカプラ 1092を経てクライアント局群への入出力ポート 1094へと送られる。

[0185] 反対にクライアント局群から入出力ポート 1094へと送られてきた、波長 1. の光信号はツリーカプラ 1092、 WDM光ファイバカプラ 1090、光トランシーバ 1088、クロスポイントスィッチ及び制御部 1087を経て、通常は CWDM光トランシーバ 1085 へ送られて、波長え jの光信号に変換される。この波長 jの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1082によってアツドされて右回りの伝送経路用の入出力ポート 1096へと送られる。

[0186] 図 42において、左回りの伝送経路用の入出力ポート 1097からの波長の光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1083によってドロップされて、 CWDM 光トランシーバ 1086の受信ポート (R)を送られる。電気信号に変換された波長; の光信号は、 CWDM光トランシーバ 1086の Rx端子からクロスポイントスィッチ及び制御部 1087を経て、通常は光トランシーバ 1089へ送られる。そして波長 1. の波長に変換されて WDM光ファイバカプラ 1091、ツリーカプラ 1093を経てクライアント局群への入出力ポート 1095へと送られる。

[0187] 反対にクライアント局群から入出力ポート 1095へと送られてきた、波長 1. 3 /i mの光信号はツリーカプラ 1093、 WDM光ファイバカプラ 1091、光トランシーバ 1089、クロスポイントスィッチ及び制御部 1087を経て、通常は CWDM光トランシーバ 1086 へ送られて、波長え jの光信号に変換される。この波長 jの光信号は誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1084によってアツドされて右回りの伝送経路用の入出力ポート 1097へと送られる。

[0188] 図 41のリング状光ファイバ 1074がどこかで切断されて右回りない左回りの光通信経路のいずれかが遮断された場合、クロスポイントスィッチ及び制御部 1087は、生きている通信経路の光トランシーバ 1088および 1089を並列に接続するように動作する。通信経路の遮断は CWDM光トランシーバ 1085ないし 1086からの図示しないリンク信号検出機構によって検出することができる。なお、図 41の基地局 1072内には図 36で示した波長多重化装置 1040に相当する装置が 2系統設けられている。

[0189] 図 42の光信号分岐回路ユニットにおいて、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1081と 1083をひとつのデュプリケート型誘電体フィルタ型スリーポートデバイスで構成することもできる。また、誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス 1082と 10 84をひとつのデュプリケート型誘電体フィルタ型スリーポートデバイスで構成することあでさる。

[0190] デュプリケート型誘電体フィルタ型スリーポートデバイスについては実施例 5において図 13を用いて説明した。

[0191] デュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスを本実施例の光信号分岐回路ユニットに用いることによって、部品点数を削減しコストを低下させることができるという利点がある。

実施例 19

[0192] 図 43を用いて本発明の実施例 20の光通信ネットワークを説明する。図 43において、基地局側通信装置 1501からの光信号は 2 X 2光スィッチ 1502を経て光ファイバ（通常経路） 1505または光ファイバ（バックアップ経路） 1504を経て 2 X n分岐のスプリッター 1508を経てクライアント局 9へと接続されている。クライアント局は通常、 32局程度がひとつのスプリツター 1508に接続されている。したがって、通常は n= 32となる力 nは 2以上の任意の整数を取ることができる。また、 2 X 2光スィッチ 1502には監視装置（OTDR)装置 1503が接続されると共に、光ファイバ（通常経路） 1505と 2 X n分岐のスプリツター 1508との間には監視光（OTDR光）カットフィルタ 1507が、光ファイバ（バックアップ経路） 1504と 2 X n分岐のスプリツター 1508との間には監視光（OTDR光）カットフィルタ 1506がそれぞれ設けられている。

[0193] 基地局側通信装置 1501は P〇N (Passive Optical Network)において OLT ( Optical Line Terminal)と呼ばれる装置であり、クライアント局 1509には P〇Nにおいて〇NU (Optical Network Unit)と呼ばれる装置が設けられている。 P〇N では基地局側通信装置（〇LT) 1501からの信号が 2 X n分岐のスプリツター 1508によって多数（32局程度）のクライアント局（ONU) 1509に分配されることになる。また、クライアント局（〇NU) 1509からの信号は 2 X n分岐のスプリツター 1508によって集められて基地局側通信装置（OLT) 1501に送られる。

[0194] 図 43の本実施例では、 2 X 2光スィッチ 1502によっていわゆるプロテクションメカ二ズムを実現している。もしも光ファイノく（通常経路） 1505に断線などが生じたなら、 2 X 2光スィッチ 1502によって信号の伝送経路を光ファイバ（バックアップ経路） 1504 と切り替えることができる。そして、監視装置（OTDR)装置 1503は光ファイバ（通常経路） 1505に接続されるので、 OTDR (Optical Time Domain Reflectometr y)によって光ファイバの断線箇所を調べることができるのである。監視光（OTDR光）は監視光（OTDR光）カットフィルタ 1506ないし 1507によってカットされるので、監視光（OTDR光）が 2 X n分岐のスプリツター 1508を越えてクライアント局 1509側へ送られることはなぐ P〇Nの運用をしながら光ファイバ断線箇所の検出を行うことができる。

[0195] なお、プロテクションを行うには監視装置（OTDR)装置 1503は必須ではなレ、。 1 X 2の光スィッチを用いて監視装置（OTDR)装置 1503を省略しても、通常経路断線時にバックアップ経路への切り替えを行うことはできるからである。また、光スィッチによる切り替えではなぐ電気的スィッチによる切り替えによってプロテクションを実現することもできる。基地局側通信装置（〇LT) 1501に光トランシーバを 2系統用意しておき、それぞれのトランシーバを通常経路とバックアップ経路とに接続しておき、異常発生時に経路を切り替えれば良いのである。

[0196] 本実施例によれば、 PONにおいて、基地局側通信装置（OLT) 1501と 2 X n分岐のスプリツター 1508との間に、光ファイバ（通常経路） 1505と光ファイバ（バックアツプ経路） 1504とを設け、光ファイバの断線などの異常発生時に通常経路からバックアップ経路への切り替え（プロテクション）を行うことができる。また、 2 X 2光スィッチの一端に監視装置（OTDR)装置 1503を設けておくことにより、 PONの運用を停止せずに異常の生じた経路の断線箇所検知を行うことができるという効果がある。

[0197] なお、この発明は上述の実施例に限定されるものではなくその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

図面の簡単な説明

[0198] [図 1]本発明の実施例 1の波長ルータの内部構成を示す図である。

[図 2]本発明の実施例 1の二重リング状光通信ネットワークを示す図である。

[図 3]波長ルータ 21と波長ルータ 22の間の波長ルーティングを示す図である。

[図 4]本発明の実施例 1における波長ルーティングパスを示す図である。

[図 5]本発明の実施例 2の波長ルータの内部構成を示す図である。

[図 6]本発明の実施例 2のリング状光通信ネットワークを示す図である。 [図 7]本発明の実施例 2における波長ルーティングパスを示す図である。

[図 8]本発明の実施例 3の波長ルータの内部構成を示す図である。

[図 9]本発明の実施例 3の二重リング状光通信ネットワークを示す図である。

[図 10]本発明の実施例 4の波長ルータの内部構造を示す図である。

[図 11]光アツドドロップマルチプレクサ一のアイソレーション不足の問題を示す図である。

[図 12]本発明の実施例 4における光増幅器の利得制御機構を示す図である。

[図 13]デュプリケート誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの構造を示す図である。

[図 14]本発明の実施例 5の波長ルータを示す図である。

[図 15]本発明の実施例 6であるデュプリケート型のダブルパス型の誘電体薄膜フィノレタスリーポートデバイスを示す図である。

[図 16]本発明の実施例 7のボックスに実装された波長ルータを示す図である。

[図 17]別のボックスに実装された波長ルータを示す図である。

[図 18]パッチコードとして実装された波長ルータを示す図である。

[図 19]双方向伝送光ファイバ通信ネットワークを示す図である。

[図 20]誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスにおける透過光と反射光の関係を示す図である。

[図 21]実施例 8のボックスに実装された波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。

[図 22]本発明の実施例 9の波長ルータ（光アツドドロップマルチプレクサ一）を示す図である。

[図 23]波長ルータ 311におけるクロストークの問題を示す図である。

[図 24]スター型通信路形成用の波長ルータを示す図である。

[図 25]波長ノレータ 311、 351、 352、 353、及び 354で形成した光通信ネットワークを示す図である。

[図 26]本発明の実施例 10の波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。

[図 27]本発明の実施例 10の 4波長の波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。

[図 28]本発明の実施例 11の波長ルータ（波長多重化器）を示す図である。 [図 29]本発明の実施例 11の波長多重化器をパッチコードとして実装した実施例を示す図である。

[図 30]本発明の実施例 12の光通信ネットワークを示す図である。

[図 31]本発明の実施例 12の波長ルータの内部構造を示す図である。

[図 32]本発明の実施例 12の波長ルータの変形例を示す図である。

[図 33]本発明の実施例 13の波長ルータを示す図である。

[図 34]本発明の実施例 14の光通信ネットワークを示す図である。

[図 35]光信号分岐回路ユニット 1001の内部構造を示す図である。

[図 36]基地局 1002内に設けられた波長多重化装置 1 Qを示す図である。

[図 37]本発明の実施例 15の光信号分岐回路の内部構造を示す図である。

[図 38]本発明の実施例 16の光信号分岐回路及び光通信ネットワークを示す図である。

[図 39]本発明の実施例 16で基地局内に組み込まれる波長多重化装置の構造を示す図である。

[図 40]本発明の実施例 17の光信号分岐回路ユニット及び光通信ネットワークを示す図である。

[図 41]本発明の実施例 18の光通信ネットワークの構成を示す図である。

[図 42]本発明の実施例の光信号分岐回路ユニット 1071の内部構造を示す図である

[図 43]本発明の実施例 19の光通信ネットワークを説明する図である。

[図 44]従来の光アツドドロップマルチプレクサ一を示す図である。

[図 45]従来の誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス^ Qの構造を示す図である

[図 46]従来の受動型光ファイバ通信ネットワーク（P〇N)を示す図である。

符号の説明

1_12…誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス

20、 21-24…波長ルータ

25…外周側光ファイバ …内周側光ファイバ

a, 25b、 26a, 26b…光ファイバ、 31— 34…ローカノレポート群一 44…スィッチあるいはルータ …着脱自在の光トランシーバ、 51、 52- · ·波長/レーティング /、°ス

Claims

請求の範囲

[1]

えた波長ルータにおレ、て、

予め定められたノード数 Nに対して、第一のアツドドロップマルチプレクサ一は（N— 1)組のアツド手段ドロップ手段対を備え、第二の光アツドドロップマルチプレクサ一は (N— 1)組のアツド手段ドロップ手段対を備えていることを特徴とする波長ルータ。

[2] 請求項 1の波長ルータにおいて、

さらに第一の光増幅器と第 2の光増幅器とを備え、第一の光増幅器は前記第一の光アツドドロップマルチプレクサ一の前置増幅器として備えられ、第二の光増幅器は前記第二の光アツドドロップマルチプレクサ一の前置増幅器として備えられていることを特徴とする波長ルータ。

[3] 請求項 1の波長ルータにおいて、

少なくとも第一及もしくは第二のアツドドロップマルチプレクサ一が下式で示される Aiで与えられる波長配置の中から空集合で表される波長以外を実装したことを特徴とする波長ルータ。

[数 5]

"Λ …

Λ₂ ι 2 ■"

Λ . ■

■■■

ただし、

= ^ji (j≠ J)

= Φ (j = )

[4] 請求項 1の波長ルータにおいて、

[数 6]

國

—

ただし

^] = (j = j)

\ <iJ≤N

[5] 複数のノードを 2系統のリング状光ファイバによって接続した光通信ネットワークにおいて、

該ノードの少なくともひとつが請求項 1ないし 4の波長ルータを備えていることを特徴とする光通信ネットワーク。

[6] 請求項 2の波長ルータにおいて、

さらに第一の波長多重化器と第二の波長多重化器とを備え、第一の波長多重化器が第一の光増幅器の出力と第二の光アツドドロップマルチプレクサ一の入力とを波長多重化し、第二の波長多重化器が第二の光増幅器の出力と第一の光アツドドロップマルチプレクサ一の入力とを波長多重化することを特徴とする波長ルータ。

[7] 複数のノードを 1系統のリング状光ファイバによって接続した光通信ネットワークにおいて、

該ノードの少なくとも一つが請求項 6の波長ルータを備えていることを特徴とする光通信ネットワーク。

[8] ひとつの入力ポート、ひとつの光アツドドロップマルチプレクサ一、ひとつの出力ポート、を備えた波長ルータにおいて、予め定められたノード数 Nに対して、該アツドドロップマルチプレクサ一は 2 (N-1) 組のアツド手段ドロップ手段対を備えていることを特徴とする波長ルータ。

[9] 請求項 5の波長ルータにおいて、

前記アツドドロップマルチプレクサ一が下式で示される Aiで与えられる波長配置の中力空集合で表される波長以外を実装したことを特徴とする波長ルータ。

[数 7]

ただし = Φ (? = J)

\ <iJ≤N

[10] 複数のノードを 1系統のリング状光ファイバによって接続した光通信ネットワークにおいて、

該ノードの少なくとも一つが請求項 8ないし 9の波長ルータを備えていることを特徴とする光通信ネットワーク。

[11] 波長多重化された複数の光信号を同時増幅する光増幅器において、

光増幅器の出力信号から特定のひとつの光信号を取りだす手段と、この取り出されたひとつの光信号の強度測定手段と、光増幅器の利得制御手段とを備え、該強度測定手段の値に応じて該利得制御手段を制御することを特徴とする光増幅器。

[12] 請求項 2の波長ルータにおいて、前記第一及び第二の光増幅器の内、少なくともひとつが請求項 11の光増幅器であることを特徴とする波長ルータ。

[13] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの縦接続によって構成された光アツドドロップマルチプレクサ一において、

ドロップ手段として用いられる誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスが二段フィルタ型であることを特徴とする波長ルータ。

[14] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスの縦接続によって構成された光アツドドロップマルチプレクサ一において、

ドロップ手段として用いられる誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスがダブルパス型であることを特徴とする波長ルータ。

[15] 誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスにおいて、

第一の入射ポート、第一の反射ポート、第一の透過ポート、第二の入射ポート、第二の反射ポート、第二の透過ポート、コリメータレンズ、誘電体薄膜フィルタ、及び反射ミラーとを備え、

第一の入射ポート、第一の反射ポート、第一の透過ポート、第二の入射ポート、第二の反射ポート、及び第二の透過ポートはコリメータレンズを中心として前記誘電体ミラーとは反対側に配置されていることを特徴とする誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイス。

[16] ボックス内に実装された波長ルータにおいて、

該ボックスのいずれかの面上に波長ルータの波長ルーティングを示す図が記載されてレ、ることを特徴とする波長ルータ。

[17] パッチコード形式に実装された波長ルータにおいて、

該パッチコードのいずれかの面上に波長ルータの波長ルーティングを示す図が記載されてレ、ることを特徴とする波長ルータ。

[18] パッチコード形式に実装された波長ルータにおいて、

二つのハウジングとこの二つのハウジングを結ぶコードとを有し、それぞれの該ハウジング内には誘電体スリーポートデバイスが収納され、該コードには該誘電体スリーポート間を配線する光ファイバが収納されていることを特徴とする波長ルータ。ふたつの波長多重化手段を向かい合わせに設け、アツドドロップしない波長はこの二つの波長多重化手段の対応するポート同士を光ファイバで短絡接続し、アツドドロップする波長はアツドドロップポートに引き出すことを特徴とする光アツドドロップマルチプレクサー。

[20] 請求項 19の光アツドドロップマルチプレクサ一において、

前記波長多重化手段はアレイ状導波路回折格子であることを特徴とする光アツドドロップマノレチプレクサー。

[21] 光アツドドロップマルチプレクサ一を有する波長ルータにおいて

複数の波長の中から選び出して波長の集合を複数作り、この波長の集合にネットヮークトポロジーを対応させた光アツドドロップマルチプレクサ一を設け、この光アツドドロップマルチプレクサ一を縦接続することによって任意のネットワークトポロジーを実現することを特徴とする波長ルータ。

[22] 一本の光ファイバで上りと下りとで波長を変えて双方伝送を行う波長ルータにおいて、

ITU— Tで定められた低密度波長多重の波長を用い、

いずれの上り波長といずれの下り波長ともが隣接波長とはならないように波長配置を定めたことを特徴とする波長ルータ。

[23] 第一及び第二の入出力ポートを有する光アツドドロップマルチプレクサ一において

ITU— Tで定められた低密度波長多重の波長を用い、かつ、一本の光ファイバで上りと下りとで波長を変えて双方伝送を行い、

隣接波長からなる上りと下りの波長を複数対選び、かつ各波長対の間には一波長以上の間隔を空け、

該入出力ポートの近傍にアツド手段群を設け、該当アツド手段群に囲まれるようにドロップ手段群を設けたことを特徴とする光アツドドロップマルチプレクサ一。

[24] 波長 λ iの光信号をドロップする光ドロップ手段、波長 ljの光信号をアツドする光ァッド手段、第一の光トランシーバ、第二の光トランシーバ、波長多重化手段、ツリー力ブラを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。

[25] 請求項 24の光信号分岐回路を複数備え、この光信号分岐回路がアツドドロップする波長をそれぞれの光信号分岐回路によって変え、この複数の光信号分岐回路を光ファイバを介して縦接続したことを特徴とする光通信ネットワーク。

[26] 請求項 25の光通信ネットワークにおいて、

さらに基地局を備え、該基地局には複数の伝送チャネルを波長多重化によって一本の光ファイバに束ねる波長多重化装置を備えてレ、ることを特徴とする光通信ネットワーク。

[27] 光トランシーバの電気側出力端子と電気側入力端子とを接続し、光トランシーバの光入力ポートに入力した光信号を増幅して中継することを特徴とする光中継増幅器。

[28] 請求項 27の光中継増幅器において、

前記光トランシーバの電気側出力端子と電気側入力端子との間にクロック再生理タイミング回路を設けたことを特徴とする光中継増幅器。

[29] 請求項 27ないし 28の光中継増幅器を用いた波長変換器であって、

入力した光信号と出力される光信号の波長とが異なることを特徴とした波長変換器

[30] 波長 λ iの光信号をドロップする光ドロップ手段、波長え 0をドロップする光ドロップ手段、波長 λ θをアツドする光アツド手段、光ファイバ力ブラ、波長多重化手段、ッリ一力ブラを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。

[31] 請求項 30の光信号分岐回路において、

さらに、光トランシーバを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。

[32] 波長 λ iの光信号をドロップする光ドロップ手段、波長 λ 0をアツドする光アツド手段

、光ファイバ力ブラ、波長多重化手段、ツリー力ブラを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。

[33] 波長 λ iの光信号をドロップする第一の光ドロップ手段、波長 jの光信号をアツドする第二の光アツド手段、波長; の光信号をドロップする第三の光ドロップ手段、波長 jの光信号をアツドする第四の光アツド手段、第一の光トランシーバ、第二の光トランシーバ、第三の光トランシーバ、第四の光トランシーバ、第一の波長多重化手段、第二の波長多重化手段、第一のツリー力ブラ、第二のツリー力ブラ、クロスポイントスイッチ及び制御機構とを備えたことを特徴とする光信号分岐回路。

[34] 請求項 33の光信号分岐回路において、

波長 λ iの光信号をドロップする第一の光ドロップ手段と波長 λ iの光信号をドロップする第三の光ドロップ手段とがデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成されていることを特徴とする光信号分岐回路。

[35] 請求項 10の光信号分岐回路において、

波長 jの光信号をドロップする第二の光ドロップ手段と波長 jの光信号をドロップする第四の光ドロップ手段とがデュプリケート型誘電体薄膜フィルタ型スリーポートデバイスによって構成されていることを特徴とする光信号分岐回路。

[36] 請求項 33ないし 35の光信号分岐回路を複数備え、この光信号分岐回路がアツドドロップする波長をそれぞれの光信号分岐回路によって変え、該光信号分岐回路を光ファイバを用いてリング状に接続したことを特徴とする光通信ネットワーク。

[37] 基地局側通信装置 (OLT)、第一の光ファイバ、第二の光ファイバ、このふたつの光ファイバの切り替え手段、 2 X n分岐 (nは 2以上の整数）のスプリツター、及び複数のクライアント（ONU)局とを備えたことを特徴とする光通信ネットワーク。

[38] 請求項 1の光通信ネットワークにおいて、前記光ファイバの切り替え手段は 2 X 2の光スィッチであり、さらに監視装置（OTDR)を備え、この監視装置（OTDR)は前記 2 X 2の光スィッチに接続されて、第一の光ファイバもしくは第二の光ファイバの断線箇所を検知することを特徴とする光通信ネットワーク。