JP2008172738A - 光波長ルータ - Google Patents
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Abstract
【課題】 将来のフレキシブルで経済的な光ネットワークを構成する上で必要な安価で高信頼の光波長ルータを提供する。
【解決手段】 上記の目的を達成するために本発明に係わる光波長ルータは従来法で使用されている光スイッチの代わりに可変光減衰器アレイを用いその入出力側にそれぞれ光分岐器と光コンバイナを用いそれぞれの光コンバイナの入力に各光分岐器の出力から1芯ずつ接続されるように光パスを構成し異なった波長のWDM入力信号を可変光減衰器の各チャンネルの減衰量を制御することによって所望の出力端子に切り替えるように工夫した。
【選択図】図1
【解決手段】 上記の目的を達成するために本発明に係わる光波長ルータは従来法で使用されている光スイッチの代わりに可変光減衰器アレイを用いその入出力側にそれぞれ光分岐器と光コンバイナを用いそれぞれの光コンバイナの入力に各光分岐器の出力から1芯ずつ接続されるように光パスを構成し異なった波長のWDM入力信号を可変光減衰器の各チャンネルの減衰量を制御することによって所望の出力端子に切り替えるように工夫した。
【選択図】図1
Description
本発明は光ネットワーキングに必要なWDM(波長多重)信号の波長を複数の出力ポートにルーティングする光波長ルータに関するものである。
インターネットの急速な普及による今後の通信トラフィックの増大に対応するため光伝送システムの大容量化が必要になっている。このためWDMシステムの波長チャンネルの高密度化が進んでいる。またメトロネットワークは長距離回線とアクセス系に繋がる地域系との中継的な役割をになっておりネットワークをフレキシブルに構成する必要が出てきている。特にノードにおいては遠隔操作で自動的に任意の入力WDM信号を任意の出力ポートに出力するいわゆるROADM(Reconfigurable Optical Add−Drop Multiplexer)またはWSS(Wavelength Selective Switch)が運用コスト、設備コストを低減する上で重要な光部品となっている。
従来の波長選択スイッチの例として非特許文献1があり、基本構成を図4に示す。すなわち任意のWDM信号を任意の出力ポートにスイッチングする場合には初段で分波器1で分波し各波長成分ごとに光スイッチ2a〜2mで出力ポートにスイッチングし最終段でポートごとに波長合波器3a〜3nで合波するのが普通のやり方である。
すなわちスイッチの個数はWDM波長数mだけ、合波器は出力ポート数nだけ必要であり、初段の分波器とスイッチ間、スイッチと合波器間に多数の光接続部4が必要となる。従って従来のROADMは部品点数が多く組み立て工数も多いので高価で挿入損失も大きかった。
すなわちスイッチの個数はWDM波長数mだけ、合波器は出力ポート数nだけ必要であり、初段の分波器とスイッチ間、スイッチと合波器間に多数の光接続部4が必要となる。従って従来のROADMは部品点数が多く組み立て工数も多いので高価で挿入損失も大きかった。
光スイッチ2の部分は機械的なファイバ可動式、MEMSミラー式、導波路型の熱光学式、液晶式などが検討されている。しかし基本構成は図4に示された構成となっている。一般に光ファイバを移動させる機械的光スイッチやMEMSミラースイッチは稼動部があるので信頼性に難点がある。MEMSミラー式、液晶スイッチは複雑な空間光学系を必要とする。また導波路型は一つの基板に分波器、多数の光スイッチと合波器を集積化するので歩留まり、挿入損失の点に難点があった。
従来の波長選択スイッチのもう一つの難点は製品のコードが使用する合分波器によって異なる点である。30チャンネル以上のAWG(Arrayed Waveguide Grating)を使用すれば問題ないがチャンネル数が少ないときは使用する波長にコンパティブルな合分波器を使用しなければならない。
既にITUでWDM信号の波長は規格化されているが従来の波長選択スイッチはいわゆるシングルコード(部品コードが単一)ではなく使用する波長ごとに在庫が必要であった。
既にITUでWDM信号の波長は規格化されているが従来の波長選択スイッチはいわゆるシングルコード(部品コードが単一)ではなく使用する波長ごとに在庫が必要であった。
従来の波長選択スイッチのもう一つの難点は光スイッチを使うため一つのWDM信号を同時に出力ポートに分岐するいわゆる放送モードのスイッチングができなかったことである。
Thomas Strasser "ROADM Technologies and Netwok Applications"OFCNFOEC2006,Short Course SC261
本発明の目的は上記の従来技術の問題点を解決し低価格で任意の入力WDM信号を任意の出力ポートに切り替えることができるシングルコードの光波長ルータを提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明に係わる光波長ルータは従来法で使用されている光スイッチの代わりに可変光減衰器(Variable Optical Attenuator)アレイを用いその入出力側にそれぞれ光分岐器と光コンバイナを用いそれぞれの光コンバイナの入力に各光分岐器の出力から1芯ずつ接続されるように接続し、異なった波長のWDM入力信号を可変光減衰器の各チャンネルの減衰量を制御することによって所望の出力端子に切り替えるように工夫した。
以下、本発明をさらに具体的に説明する。
本発明の例としての第1の発明(以下、発明1という)による光波長ルータは、M個の1×N光分岐器とその出力がM×Nチャンネルの可変光減衰器アレイに接続され該可変光減衰器アレイの出力がN個のM×1光コンバイナに接続されるような光分岐器アレイと、該可変光減衰器アレイと、光コンバイナアレイがシリーズに接続される光サブシステムにおいて、該各光コンバイナのM個の入力にM個の該光分岐器の出力のどれかが1芯ずつ繋がるように光パスを構成し、M個の該光分岐器に入力されたM個の異なった波長のWDM入力信号を該可変光減衰器アレイの各チャンネルの減衰量を制御することによってN個の該光コンバイナの出力端子に切り替えることを特徴とする光波長ルータである。
本発明の例としての第1の発明(以下、発明1という)による光波長ルータは、M個の1×N光分岐器とその出力がM×Nチャンネルの可変光減衰器アレイに接続され該可変光減衰器アレイの出力がN個のM×1光コンバイナに接続されるような光分岐器アレイと、該可変光減衰器アレイと、光コンバイナアレイがシリーズに接続される光サブシステムにおいて、該各光コンバイナのM個の入力にM個の該光分岐器の出力のどれかが1芯ずつ繋がるように光パスを構成し、M個の該光分岐器に入力されたM個の異なった波長のWDM入力信号を該可変光減衰器アレイの各チャンネルの減衰量を制御することによってN個の該光コンバイナの出力端子に切り替えることを特徴とする光波長ルータである。
本発明の例としての前記発明1を展開した第2の発明(以下、発明2という)は、発明1に記載の光波長ルータにおいて、該光分岐器および光コンバイナが光導波路型であることを特徴とする光波長ルータである。
本発明の例としての前記発明2を展開した第3の発明(以下、発明3という)は、発明2に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端がそれぞれN芯、M芯ごとガラスV溝に固定された光ファイバアレイ化されそれぞれM個の光分岐器、N個の光コンバイナと直接結合され内部にスプライス部を有しないことを特徴とする光波長ルータである。
本発明の例としての前記発明3を展開した第4の発明(以下、発明4という)は、発明3に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端部分がそれぞれM個のN芯テープ化、N個のM芯テープ化されていることを特徴とする光波長ルータである。
なお、本発明は前記の例に狭く限定されず、本発明の技術思想に基づいて多くのバリエーションを可能とするものである。
以上説明したように、本発明の光波長ルータは現在すでに商用化されている標準の波長依存性のない光部品を使って構成できるため低コストでしかもシングルコード化できるので光ネットワークに実用されればその設備費、在庫管理などの点において経済効果が大きい。また従来の波長選択スイッチで難点があった放送モードを含む任意のWDM信号の任意の出力ポートへの切り替えが高速にできるためダイナミックな光ネットワークが経済的に構成できるので今後の急増するトラフィックに対応できる。
以下の図を用いて本発明光波長ルータの構造および製造方法の実施例を説明する。図1は本発明光波長ルータの基本構成図である。ここでは4つの入力WDM信号5a−5dを4つの出力ポート10a−10dに切り替える光波長ルータを検討した。ここでは簡単のためM=N=5の場合の実施例を示す。各入力のWDM信号は4分岐器6a−6dによってそれぞれ4分岐される。4つの4分岐器の16本の光ファイバ出力を図のように可変光減衰器(VOA)アレイ7の入力端子と接続する。8はVOAの制御電子回路部である。
VOAアレイ7の出力は4つの光コンバイナと図1のように接続した。ここで用いた可変光減衰器アレイはチャンネル数が16の市販品である。たとえば米国Gemfire社の16ポートVariable Optical Attenuator Arrayなどが使える。減衰量の可変速度は数msと機械的スイッチより高速であった。ここでVOAアレイの各チャンネルの減衰量を0から最大減衰量、約40dB、まで変化させることによって入力の4つのWDM信号を任意のポートに所望の光レベルで切り替えることができる。なおここでは減衰量のダイナミックレンジが40dBのVOAアレイを用いたが減衰量を40dBに設定すると実質的にWDM信号をブロックすることができる。
図2は構成部品間の光ファイバの接続方法を示す説明図である。VOAアレイの入出力部のそれぞれ16本の光ファイバを同図のように4芯ずつ束ね4芯テープ化部11a−11d,15a−15dで部分的に4芯テープ化し、4芯ファイバアレイ部12a−12d,16a−16dでガラスV溝に固定し端面を研磨し4芯のファイバアレイを作った。また1芯ガラスV溝ブロック14a−14d,18a−18dと分岐およびコンバイナチップ13a−13d,17a−17dをそれぞれ予め調芯固定しておいた。その後入出力部の8個のファイバアレイと8個の分岐およびコンバイナチップをそれぞれ調芯固定した。このように組み立てることによって内部にスプライス部を含まない光波長ルータを構成することができた。
ここで使用した光分岐器と光コンバイナは部品としては同一で入出力を逆向きに使用している。光分岐器、光コンバイナは平面光導波路型を用いた。これらの光部品は波長特性がないので入力のWDM信号は波長が互いに異なってさえいればよいので光源波長への制約がなくまた光波長ルータの部品としてシングルコード化できた。
本発明の光波長ルータは部品的には内部に2つの分岐器、ひとつの可変光減衰器アレイを含む。したがってその挿入損失は理論的な分岐損失12dBとこれらの光部品の挿入損失、および部品相互の結合損失の和となる。挿入損失の実験結果はおよそ16dBであった。
本発明の光波長ルータの一つの応用例を図3に示す。図3は本発明光波長ルータの挿入損失を補償するために光ファイバアンプを用いた応用例である。同図では波長合波器1を用いている。この場合にはもはや部品としてはシングルコードではなくなるが最近メトロ系、加入者系で普及しつつあるCWDMの規格化波長8波の内の4波を用いることができる。
以上説明したように、本発明の光波長ルータは低コストでしかもシングルコード化できるので、光ネットワークに実用されればその経済効果が大きく、また従来の波長選択スイッチで難点があった放送モードを含む任意のWDM信号の任意の出力ポートへの切り替えが高速にできるためダイナミックな光ネットワークが経済的に構成でき、今後の急増するトラフィックに対応できる。したがって、本発明は光通信分野の発展に大きく貢献することができるものである。
1:波長分波器
2a〜2m:光スイッチ
3a〜3n:波長合波器
4:接続部
5a〜5d:入力WDM信号
6a〜6d:光分岐器
7:可変光減衰器アレイ
8:可変光減衰器アレイの制御電子回路部
9a〜9d:光コンバイナ
10a〜10d:出力ポート
11a,11d,15a,15d:4芯テープ化部
12a,12d,16a,16d:4芯ファイバアレイ部
13a,13d:4分岐チップ
14a,14d,18a,18d:1芯ファイバV溝ブロック
17a,17d:光コンバイナチップ
19:本発明の光波長ルータ
20:光ファイバアンプ
2a〜2m:光スイッチ
3a〜3n:波長合波器
4:接続部
5a〜5d:入力WDM信号
6a〜6d:光分岐器
7:可変光減衰器アレイ
8:可変光減衰器アレイの制御電子回路部
9a〜9d:光コンバイナ
10a〜10d:出力ポート
11a,11d,15a,15d:4芯テープ化部
12a,12d,16a,16d:4芯ファイバアレイ部
13a,13d:4分岐チップ
14a,14d,18a,18d:1芯ファイバV溝ブロック
17a,17d:光コンバイナチップ
19:本発明の光波長ルータ
20:光ファイバアンプ
Claims (4)
- M個の1×N光分岐器とその出力がM×Nチャンネルの可変光減衰器アレイに接続され該可変光減衰器アレイの出力がN個のM×1光コンバイナに接続されるような光分岐器アレイ、該可変光減衰器アレイ、光コンバイナアレイがシリーズに接続される光サブシステムにおいて、該各光コンバイナのM個の入力にM個の該光分岐器の出力のどれかが1芯ずつ繋がるように光パスを構成し、M個の該光分岐器に入力されたM個の異なった波長のWDM入力信号を該可変光減衰器アレイの各チャンネルの減衰量を制御することによってN個の該光コンバイナの出力端子に切り替えることを特徴とする光波長ルータ。
- 請求項1に記載の光波長ルータにおいて、該光分岐器および光コンバイナが光導波路型であることを特徴とする光波長ルータ。
- 請求項2に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端がそれぞれN芯、M芯ごとガラスV溝に固定された光ファイバアレイ化されそれぞれM個の光分岐器、N個の光コンバイナと直接結合され内部にスプライス部を有しないことを特徴とする光波長ルータ。
- 請求項3に記載の光波長ルータにおいて、該可変光減衰器アレイの入出力光ファイバの先端部分がそれぞれM個のN芯テープ化、N個のM芯テープ化されていることを特徴とする光波長ルータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007028556A JP2008172738A (ja) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | 光波長ルータ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007028556A JP2008172738A (ja) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | 光波長ルータ |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2008172738A true JP2008172738A (ja) | 2008-07-24 |
Family
ID=39700368
Family Applications (1)
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JP2007028556A Pending JP2008172738A (ja) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | 光波長ルータ |
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JP (1) | JP2008172738A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108964771A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-12-07 | 上海欣诺通信技术股份有限公司 | 一种带有光放大模块的光分路装置 |
CN110798266A (zh) * | 2018-08-03 | 2020-02-14 | 上海欣诺通信技术股份有限公司 | 分光装置及计算机存储介质 |
CN110798266B (zh) * | 2018-08-03 | 2024-07-26 | 上海欣诺通信技术股份有限公司 | 分光装置及计算机存储介质 |
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2007
- 2007-01-12 JP JP2007028556A patent/JP2008172738A/ja active Pending
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