JP3860759B2 - 光波長多重リングネットワーク - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重(WDM)技術を用いて、リング状に接続されたセンタノードと複数のリモートノード間の通信を行う光波長多重リングネットワークに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の光波長多重リングネットワークには、各リモートノードにそれぞれ光源を有するタイプA1と、センタノードに多波長光源を配置し、各リモートノードはセンタノードから送信された連続(CW)光を受信し、変調して送信するタイプA2がある。また、各リモートノードで光信号の分岐挿入(アド・ドロップ)を行うための構成として、光ファイバ伝送路から光フィルタを用いて所定の波長の光信号を分波/合波するタイプB1と、光カプラを用いて光信号パワーの一部を分岐してから所定の波長の光信号を選択受信するタイプB2がある。例えば、タイプA2とタイプB1を組み合わせたものとしては、特開平7−231305号公報に記載の光波長多重ネットワークが知られている。
【0003】
ここで、上記公報には多波長光源として、マルチモードレーザの縦モード、あるいはシングルモードレーザの出力光を変調してそのサイドバンドを切り出す構成のものが開示されている。しかし、このような光源では、通信に用いることができる光パワーをもつ縦モード周波数あるいはサイドバンド周波数の数が限られるとともに、その周波数に対するパワーの平坦性が悪く、波長数が 100波を越えるようなネットワークの多波長光源としては用いることができない。
【0004】
この問題を解決する多波長光源として、単一の中心波長を有する光を特定の繰り返し周期を有する電気信号(例えば正弦波)を用いて位相変調および強度変調を行い、サイドバンドを発生させることにより多波長光を一括して発生させる多波長一括発生装置((特願2001−199791)、以下「先願」という。)が出願されている。
【0005】
図13は、先願の多波長一括発生装置の構成例を示す。図において、多波長一括発生装置は、光発生部10および多波長化変調部20により構成される。光発生部10は、単一の中心波長の光を発生する半導体レーザ(LD)11を有する。多波長化変調部20は、光発生部10の出力光を強度変調する強度変調器21および位相変調する位相変調器22と(各変調器の順番は任意)、各変調器に印加する所定の周期信号(正弦波)を発生する周期信号発生器23と、周期信号の印加電圧およびバイアス電圧を調整する電圧調整部24,25から構成される。
【0006】
ここで、図14および図15を参照して先願の多波長一括発生装置における出力光スペクトルの平坦化の原理について説明する。
【0007】
周期信号発生器23の出力信号電圧の時間波形は、図14(a) に示すような山型の関数とする。この関数に従って単一の中心波長(角周波数ωC )の光を位相変調すると、その出力光スペクトルは図14(b) に示すようになる。これは次のように説明される。
【0008】
この位相変調の角周波数は、図14(c) に示すように瞬時値ωm と瞬時値−ωm の間を所定周期で往復する方形波である。図14(d) の実線に示すように、この方形波の角周波数が瞬時値ωm で表される部分について繰り返しNRZ信号でゲートをかけると、その光スペクトルは図14(e) で表され、角周波数が(ωC +ωm )を中心とする繰り返しNRZ信号の光スペクトルが得られる。また、図14(f) の実線に示すように、この方形波の角周波数が瞬時値−ωm で表される部分について同様にゲートをかけると、その光スペクトルは図14(g) で表され、角周波数が(ωC −ωm )を中心とする繰り返しNRZ信号の光スペクトルが得られる。
【0009】
これらの光スペクトルの角周波数軸上での重ね合わせは、図14(e) と図14(g) を加算した図14(b) で表され、角周波数の瞬時値ωC 付近の光スペクトル強度が小さくなり、光スペクトルの平坦化を実現することができない。そこで、各変調器に印加する周期信号の印加電圧およびバイアス電圧を調整し、次のように平坦化を行う。
【0010】
図15(a) に示すように、各周波数の瞬時値ωm と−ωm をまたぐように、繰り返しNRZ信号でゲートをかけるように調整した場合の出力光スペクトルを考える。これに対して、図15(c) の実線に示すように、角周波数が瞬時値ωm で表される部分について繰り返しのRZ信号でゲートをかけると、その光スペクトルは図15(d) で表され、角周波数が(ωC +ωm )を中心とする繰り返しRZ信号の光スペクトルが得られる。また、図15(e) の実線に示すように、角周波数が瞬時値−ωm で表される部分について同様にゲートをかけると、その光スペクトルは図15(f) で表され、角周波数が(ωC −ωm )を中心とする繰り返しRZ信号の光スペクトルが得られる。両光スペクトルは、上記の繰り返しNRZ信号の光スペクトルよりも広い帯域を有する。
【0011】
これらの光スペクトルの角周波数軸上での重ね合わせは図15(b) で表され、角周波数の瞬時値ωC 付近においても大きな光スペクトル強度を有することになり、結果として出力光スペクトルの平坦化を実現することができる。このように、単一の中心波長を有する光の振幅および位相を変調する周期信号を適宜設定し、さらに周期信号の印加電圧およびバイアス電圧を調整して強度変調および位相変調を行うことにより、容易に出力光スペクトルの平坦度を向上させることができる。
【0012】
なお、光発生部10は、図16に示すように、等光周波数間隔で複数の光周波数f1〜fnの光を発生するn個の半導体レーザ(LD)11−1〜11−nを備え、合波器12で各レーザ光を合波して出力光とする構成としてもよい。この場合には、図17に示すように、多波長化変調部20で各中心波長に対してサイドバンドが発生し、さらに広帯域にわたって多波長光を一括発生させることができる。この構成では、合波器12の入力ポートに光源を増設することによりサイドバンドの数を増やすことが可能であり、増設性に優れている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図16に示す多波長一括発生装置では、複数の光源の中心波長に対してそれぞれ発生するサイドバンドが重なる問題がある。この問題を回避するには、各光源の光周波数間隔を十分に大きくとる必要がある。あるいは、各光源の中心波長に対して発生するサイドバンドから不要なサイドバンドを除去する必要がある。
【0014】
しかし、前者の方法では光周波数の利用効率が低下し、後者の方法では多波長一括発生装置の構成が複雑になるとともに、光フィルタ等を用いる場合には光損失の影響で光SN比の劣化を招くことになる。
【0015】
本発明は、センタノードと複数のリモートノードをリング状に接続した構成において、センタノードおよびリモートノードにそれぞれ配置する多波長光源から発生する不要なサイドバンドを効率的に除去し、簡単な構成で光周波数の利用効率を高めることができる光波長多重リングネットワークを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、1つのセンタノードと、複数のリモートノードが1本の光ファイバ伝送路を介してリング状に接続された光波長多重リングネットワークにおいて、光ファイバ伝送路は、センタノードから各リモートノードへの下り信号光、および各リモートノードからセンタノードへの上り信号光の伝送に用いる構成であり、上り信号光および下り信号光として、各リモートノードに対してそれぞれ固有の波長帯域を割り当て、かつ上り信号光と下り信号光の波長帯域を交互に設定する構成である(請求項1)。
【0017】
また、本発明は、1つのセンタノードと、複数のリモートノードが2本の光ファイバ伝送路を介してリング状に接続された光波長多重リングネットワークにおいて、第1の光ファイバ伝送路は、センタノードから各リモートノードへの下り信号光の伝送に用い、第2の光ファイバ伝送路は、各リモートノードからセンタノードへの上り信号光の伝送に用いる構成であり、上り信号光および下り信号光として、各リモートノードに対してそれぞれ固有の波長帯域を割り当て、かつ上り信号光と下り信号光の波長帯域を交互に設定する構成である(請求項2)。
【0018】
このセンタノードは、各リモートノードの下り信号光用に割り当てた波長帯域(F2,F4,…)の多波長光を出力する多波長光源と、波長帯域の多波長光からそれぞれ複数の波長チャネルの無変調光を分波し、各リモートノードに送信する信号でそれぞれ変調して下り信号光を生成し、光ファイバ伝送路に送出する光変調部と、光ファイバ伝送路を介して伝送される各リモートノードからの上り信号光をそれぞれ分波して受信する光受信部とを備える(請求項3)。
【0019】
リモートノードは、上り信号光用に割り当てた波長帯域(F1,F3,…)の中からそのリモートノードに割り当てた所定の波長帯域の多波長光を出力する多波長光源と、所定の波長帯域の多波長光から複数の波長チャネルの無変調光を分波し、それぞれ変調し、合波して上り信号光を生成する光変調部と、上り信号光を光ファイバ伝送路に結合する光結合手段と、光ファイバ伝送路を介して伝送される下り信号光を分岐する光分岐手段と、下り信号光からリモートノードに割り当てられた波長帯域の各波長チャネルの信号光を分波して受信する光受信部とを備える(請求項4)。
【0020】
また、2本の光ファイバ伝送路を用いる構成において、センタノードは、各リモートノードの下り信号光用に割り当てた波長帯域(F2,F4,…)の多波長光を出力する多波長光源と、波長帯域の多波長光からそれぞれ複数の波長チャネルの無変調光を分波し、各リモートノードに送信する信号でそれぞれ変調して下り信号光を生成する光変調部と、下り信号光を2分岐し、第1の光ファイバ伝送路に両方向に送信する光分岐手段と、第2の光ファイバ伝送路の両端に到達する各リモートノードからの上り信号光の一方または両方を選択する光選択手段と、光選択手段で選択された各リモートノードからの上り信号光をそれぞれ分波して受信する光受信部とを備えてもよい(請求項5)。
【0021】
また、リモートノードは、上り信号光用に割り当てた波長帯域(F1,F3,…)の中からそのリモートノードに割り当てた所定の波長帯域の多波長光を出力する多波長光源と、所定の波長帯域の多波長光から複数の波長チャネルの無変調光を分波し、それぞれ変調し、合波して上り信号光を生成する光変調部と、光変調部から出力される上り信号光を第2の光ファイバ伝送路に両方向に結合する光結合手段と、第1の光ファイバ伝送路を両方向に伝送される下り信号光を分岐し、その一方を選択する光分岐・選択手段と、光分岐・選択手段で選択された下り信号光からリモートノードに割り当てられた波長帯域の各波長チャネルの信号光を分波して受信する光受信部とを備えてもよい(請求項6)。
【0022】
また、センタノードは、多波長光源の後段に、下り信号用に割り当てた波長帯域の多波長光を無偏光化する無偏光化手段を備えてもよい(請求項7)。
【0023】
リモートノードは、多波長光源の後段に、上り信号用に割り当てた波長帯域の多波長光を無偏光化する無偏光化手段を備えてもよい(請求項8)。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の光波長多重リングネットワークの第1の実施形態を示す。
図において、センタノード100とリモートノード200−1〜200−4は、光ファイバ伝送路301を介してリング状に接続される。光ファイバ伝送路301は、センタノードから各リモートノードへの下り信号光、および各リモートノードからセンタノードへの上り信号光の伝送に使用される。ただし、リモートノード間の通信は、必ずセンタノードを介して行われる。すなわち、リモートノードは上り信号光を光ファイバ伝送路301を介して一旦センタノードに送信し、センタノードが各リモートノードに光ファイバ伝送路301を介して下り信号光として送信することにより、リモートノード間の通信が行われる。
【0025】
ここで、本実施形態の特徴は、各信号光として、各リモートノードに対してそれぞれ固有の波長帯域を割り当て、かつ上り信号光と下り信号光の波長帯域を交互に設定するところにある。具体的には、図2〜7を参照して説明する。図2は、光波長多重リングネットワークの各地点の信号状態を示す。図3〜4は、センタノード100の構成例A,Bを示す。図5〜7は、リモートノード200−2の構成例A,B,Cを示す。なお、他のリモートノードの構成も同様である。
【0026】
(センタノード100の構成例A)
図1,3を参照してセンタノード100の構成例Aについて説明する。センタノード100は、光ファイバ伝送路301に送信する下り信号光を生成する多波長光源120および光変調部130と、光ファイバ伝送路301からの上り信号光を受信する光受信部140と、上り信号と下り信号のインタフェースをとる信号インタフェース部150により構成される。
【0027】
多波長光源120は、図16に示す多波長一括発生装置の構成をとり、ここでは4つのリモートノードに対して4つの半導体レーザ(LD)11、合波器12、多波長化変調部20により構成される。ただし、後述する各リモートノードに設ける多波長光源と合わせて8つの半導体レーザ11の発振光周波数を等光周波数間隔にf1,f2,f3,…,f8とすると、センタノード100の多波長光源120では偶数番の発振光周波数f2,f4,f6,f8を有する半導体レーザを用い、各リモートノードの多波長光源ではそれぞれ奇数番の発振光周波数f1,f3,f5,f7を有する半導体レーザを用いる。
【0028】
このとき、図2に示すように、多波長光源120が出力する多波長光▲1▼の帯域をF2,F4,F6,F8とし、各リモートノードの多波長光源が出力する多波長光の帯域をF1,F3,F5,F7とする。ここで、各波長帯域ごとに波長チャネルとして用いる8波の両側に不要なサイドバンドが存在するが、不要なサイドバンドを取り除いた各8波の信号帯域が互いに重ならない範囲で隣接するように各波長帯域(各半導体レーザの発振光周波数)が設定される。これにより、高密度に各波長チャネルを設定することができる。
【0029】
多波長光源120から出力される多波長光▲1▼は、光変調部130に入力される。光変調部130は、多波長光▲1▼を分波器131で複数(8波×4リモートノード)の波長チャネルの光に分波し、その各波長チャネル(f21〜f28、f41〜f48、f61〜f68、f81〜f88)の光を各リモートノードに対応する光変調器132−11〜132−18、…、132−41〜132−48でそれぞれ変調し、その変調光を合波器133で波長多重し、下り信号光▲2▼として光ファイバ伝送路301に送出する構成である(図2では下向きの矢印で示す)。このとき、多波長光▲1▼の不要なサイドバンドは、分波器131および合波器133の合分波特性によって除去される。
【0030】
各リモートノード200−1〜200−4では、光ファイバ伝送路301の下り信号光▲2▼からそれぞれ割り当てられた波長帯域F2の波長チャネルf21〜f28、波長帯域F4の波長チャネルf41〜f48、波長帯域F6の波長チャネルf61〜f68、波長帯域F8の波長チャネルf81〜f88の信号光をそれぞれ分波して受信する。さらに、それぞれ割り当てられた波長帯域F1の波長チャネルf11〜f18、波長帯域F3の波長チャネルf31〜f38、波長帯域F5の波長チャネルf51〜f58、波長帯域F7の波長チャネルf71〜f78の上り信号光を光ファイバ伝送路301に送出する。このとき、図2の▲3▼、▲6▼、▲7▼、▲8▼に示すように、波長帯域F2,F4,F6,F8の下り光信号に対して波長帯域F1,F3,F5,F7の上り信号光が順次合流してセンタノード100に到達する(リモートノードの構成については後述する)。
【0031】
センタノード100の光受信部140は、光ファイバ伝送路301からの上り信号光▲8▼を分波器141で各波長チャネルの信号光に分波し、その各波長チャネル(f11〜f18、f31〜f38、f51〜f58、f71〜f78)の信号光を各リモートノードに対応する光受信器142−11〜142−18、…、142−41〜142−48でそれぞれ受信する。光受信器142−11〜142−18、…、142−41〜142−48と、光変調器132−11〜132−18、…、132−41〜132−48は、信号インタフェース部150にそれぞれ接続される。信号インタフェース部150は、リモートノード間の信号接続制御および他のネットワークとの信号接続制御を行う。
【0032】
なお、光変調部130の分波器131および合波器133と、光受信部140の分波器141は、例えばアレイ導波路回折格子(AWG)を合分波器として用いて入出力ポートを適宜設定することにより、任意の2つあるいは3つを1つの合分波器で共有化する構成をとることが可能である。
【0033】
(センタノードの構成例B)
次に、図4を参照してセンタノード100の構成例Bについて説明する。本構成例Bの特徴は、構成例Aにおける光変調器132および光受信器142を各リモートノード対応にまとめ、それぞれ光変調部130/光受信部140を構成する。多波長光源120からの多波長光は、群分波器134で波長帯域F2,F4,F6,F8に分波する。波長帯域F2の多波長光は、リモートノード200−1に対応する光変調部130/光受信部140の分波器131で波長チャネルf21〜f28の光に分波し、光変調器142〜11〜142−18でそれぞれ変調し、その変調光を合波器133で波長多重する。各リモートノードに対応する光変調部130/光受信部140からの各波長帯域の波長多重信号光は、群合波器135で波長多重され、下り信号光▲2▼として光ファイバ伝送路301に送出される。
【0034】
光ファイバ伝送路301からの上り信号光▲8▼は、群分波器143で波長帯域F1,F3,F5,F7に分波する。波長帯域F1の上り信号光は、リモートノード200−1に対応する光変調部130/光受信部140の分波器141で各波長チャネルf11〜f18の信号光に分波し、それぞれ対応する光受信器142−11〜142−18でそれぞれ受信する。光受信器142−11〜142−18、…、142−41〜142−48と、光変調器132−11〜132−18、…、132−41〜132−48は、信号インタフェース部150にそれぞれ接続される。信号インタフェース部150は、リモートノード間の信号接続制御および他のネットワークとの信号接続制御を行う。
【0035】
なお、各リモートノードに対応する光変調部130/光受信部140の分波器131、合波器133、分波器141は、例えばアレイ導波路回折格子(AWG)を合分波器として用いて入出力ポートを適宜設定することにより、任意の2つあるいは3つを1つの合分波器で共有化する構成をとることが可能である。
【0036】
(リモートノードの構成例A)
次に、図1,5を参照してリモートノード200−2の構成例Aについて説明する。リモートノード200−2は、割り当てられた波長帯域F3の多波長光▲4▼を出力する多波長光源250と、その多波長光▲4▼から各波長チャネルf31〜f38の光を分波し、変調して上り信号光▲5▼を生成する光変調部210と、この上り信号光▲5▼を光ファイバ伝送路301に結合する光カプラ201と、光ファイバ伝送路301の下り信号光▲3▼を分岐する光カプラ202と、分岐された下り信号光▲3▼からリモートノード200−2に割り当てられた波長帯域F4の各波長チャネルf41〜f48の信号光を受信する光受信部220と、下り信号を図外のユーザ端末に接続し、ユーザ端末からの上り信号を光変調部210に接続する信号インタフェース部230により構成される。
【0037】
光変調部210は、波長帯域F3の多波長光▲4▼から分波器211で各波長チャネルf31〜f38の無変調光を分波し、光変調器212−1〜212−8でそれぞれ変調し、その変調光を合波器213で波長多重し、上り信号光▲5▼として光ファイバ伝送路301に送出する構成である(図2では上向きの矢印で示す)。このとき、多波長光▲4▼の波長帯域F3の不要なサイドバンドは、分波器211および合波器213の合分波特性によって除去される。
【0038】
光受信部220は、光ファイバ伝送路301から分岐された下り信号光▲3▼から光フィルタ206でリモートノード200−2に割り当てられた波長帯域F4を分波し、その波長帯域F4から分波器221で各波長チャネルf41〜f48の信号光を分波し、光受信器222−1〜222−8でそれぞれ受信する。ここで、光受信器222−1〜222−8と、光変調器212−1〜212−8は、信号インタフェース部230を介してそれぞれ図外の端末に接続される。
【0039】
なお、光フィルタ206は、光分波器211が光ファイバ伝送路301の下り信号光▲3▼から各リモートノードに割り当てた波長帯域のみを分波できる構成のものであれば必ずしも必要ではない。以下の構成例では光フィルタ206はないものとして説明する。
【0040】
(リモートノードの構成例B)
次に、図6を参照してリモートノード200−2の構成例Bについて説明する。本構成例Bの特徴は、構成例Aにおける光変調部210の分波器211および合波器213をアレイ導波路回折格子(AWG)を用いた合分波器214に集約したところにある。なお、光受信部220は構成例Aと同様である。ただし、本構成例では、上り信号光▲5▼を光ファイバ伝送路301に結合する光カプラ201の空ポートから下り信号光▲3▼を分岐し、光受信部220の分波器221に接続する構成としているが、これは構成例Aでも可能である。
【0041】
本構成例の光変調部210は、波長帯域F3の多波長光▲4▼から合分波器214で波長チャネルf31〜f38の無変調光を分波し、光変調器212−1〜212−8でそれぞれ変調し、その変調光を合分波器214に折り返して波長多重し、上り信号光▲5▼として光ファイバ伝送路301に送出する構成である。合分波器214としてAWGを用い、波長チャネルf31〜f38に応じて入出力ポートを適宜選択することにより、図6に示すような構成が可能となる。
【0042】
(リモートノードの構成例C)
次に、図7を参照してリモートノード200−2の構成例Cについて説明する。本構成例Cの特徴は、構成例Aにおける光変調部210の合波器213と光受信部220の分波器221をアレイ導波路回折格子(AWG)を用いた合分波器215に集約したところにある。なお、本構成例では、上り信号光▲5▼を光ファイバ伝送路301に結合する光カプラ201の空ポートから下り信号光▲3▼を分岐し、合分波器215に接続する構成としている。
【0043】
本構成例の光変調部210/光受信部220は、波長帯域F3の多波長光▲4▼から分波器211で波長チャネルf31〜f38の無変調光を分波し、光変調器212−1〜212−8でそれぞれ変調し、その変調光を合分波器215で波長多重し、上り信号光▲5▼として光ファイバ伝送路301に送出する。また、光ファイバ伝送路301から分岐された下り信号光▲3▼を合分波器215に入力し、リモートノード200−2に割り当てられた波長帯域F4の波長チャネルf41〜f48の信号光を分波し、光受信器222−1〜222−8でそれぞれ受信する。合分波器215としてAWGを用い、波長チャネルf31〜f38およびf41〜f48に応じて入出力ポートを適宜選択することにより、図7に示すような構成が可能となる。
【0044】
以上示した第1の実施形態では、4つのリモートノードに対して、上り信号光および下り信号光としてそれぞれ1つの波長帯域を割り当てる例を示したが、リモートノードの数、各リモートノードに割り当てる波長帯域の数および配列は任意である。ただし、例えばあるリモートノードに下り信号光の波長帯域としてF2とF4の2つを割り当てる場合に、光受信部220の分波器221としてその2つの波長帯域の波長チャネルを分波できるものを用いるか、あるいは各波長帯域ごとに独立した分波器を用いる構成としてもよい。光変調部210の構成においても同様である。また、各波長帯域あたり8波の波長チャネルを設定しているがその数も任意である。
【0045】
また、図3〜4に示したセンタノード100の構成、図5〜7に示したリモートノード200−2の構成には、必要最小限のもののみを記載しているが、例えば光増幅器、波長チャネル間の光パワーを均一にする光等化手段、ASE光を除去する光バンドパスフィルタ等をそれぞれ所定の位置に配置してもよい。
【0046】
(第2の実施形態)
図8は、本発明の光波長多重リングネットワークの第2の実施形態を示す。
図において、センタノード100とリモートノード200−1〜200−4は、2本の光ファイバ伝送路301,302を介してリング状に接続される。光ファイバ伝送路301は、センタノードから各リモートノードへの下り信号光の伝送に使用される。光ファイバ伝送路302は、各リモートノードからセンタノードへの上り信号光の伝送に使用される。ただし、リモートノード間の通信は、必ずセンタノードを介して行われる。すなわち、リモートノードは上り信号光として光ファイバ伝送路302を介して一旦センタノードに送信し、センタノードが各リモートノードに下り信号光として光ファイバ伝送路301を介して送信することにより、リモートノード間の通信が行われる。
【0047】
ここで、本実施形態の特徴は、無変調光および各信号光として、各リモートノードに対してそれぞれ固有の波長帯域を割り当て、かつ上り信号光と下り信号光の波長帯域を交互に設定するところにあるが、第1の実施形態とは下り信号光と上り信号光を伝送する光ファイバ伝送路を個別に設けた点が異なる。具体的には、図9〜11を参照して説明する。図9は、光波長多重リングネットワークの各地点の信号状態を示す。図10は、センタノード100の構成例を示す。図11は、リモートノード200−2の構成例を示す。なお、他のリモートノードの構成も同様である。
【0048】
(センタノード100の構成例)
図8,10を参照してセンタノード100の構成例について説明する。センタノード100は、下り信号光を光ファイバ伝送路301に送信する多波長光源120および光変調部130と、光ファイバ伝送路302からの上り信号光を受信する光受信部140と、上り信号と下り信号のインタフェースをとる信号インタフェース部150により構成される。
【0049】
多波長光源120は、第1の実施形態と同様であり、図9に示すように多波長光▲1▼の帯域をF2,F4,F6,F8とする。
【0050】
多波長光源120から出力される多波長光▲1▼は、光変調部130に入力される。光変調部130は、多波長光▲1▼を分波器131で複数(8波×4リモートノード)の波長チャネルの光に分波し、その各波長チャネル(f21〜f28、f41〜f48、f61〜f68、f81〜f88)の光を各リモートノードに対応する光変調器132−11〜132−18、…、132−41〜132−48でそれぞれ変調し、その変調光を合波器133で波長多重し、下り信号光▲2▼として光ファイバ伝送路301に送出する構成である(図9では下向きの矢印で示す)。このとき、多波長光▲1▼の不要なサイドバンドは、分波器131および合波器133の合分波特性によって除去される。この下り信号光▲2▼は、光ファイバ伝送路301を1周してセンタノード100に戻り、光終端される。
【0051】
各リモートノード200−1〜200−4では、光ファイバ伝送路301の下り信号光▲2▼からそれぞれ割り当てられた波長帯域F2の波長チャネルf21〜f28、波長帯域F4の波長チャネルf41〜f48、波長帯域F6の波長チャネルf61〜f68、波長帯域F8の波長チャネルf81〜f88の信号光をそれぞれ分波して受信する。さらに、それぞれ割り当てられた波長帯域F1の波長チャネルf11〜f18、波長帯域F3の波長チャネルf31〜f38、波長帯域F5の波長チャネルf51〜f58、波長帯域F7の波長チャネルf71〜f78をそれぞれ変調し、上り信号光として光ファイバ伝送路302に送出する。このとき、図9の▲3▼、▲6▼、▲7▼、▲8▼に示すように、波長帯域F1(f11〜f18),F3(f31〜f38),F5(f51〜f58),F7(f71〜f78)の上り信号光が順次合流してセンタノード100に到達する(リモートノードの構成については後述する)。
【0052】
センタノード100の光受信部140は、光ファイバ伝送路302からの上り信号光▲8▼を分波器141で各波長チャネルの信号光に分波し、その各波長チャネル(f11〜f18、f31〜f38、f51〜f58、f71〜f78)の光を各リモートノードに対応する光受信器142−11〜142−18、…、142−41〜142−48でそれぞれ受信する。光受信器142−11〜142−18、…、142−41〜142−48と、光変調器132−11〜132−18、…、132−41〜132−48は、信号インタフェース部150にそれぞれ接続される。信号インタフェース部150は、リモートノード間の信号接続制御および他のネットワークとの信号接続制御を行う。
【0053】
なお、本実施形態のセンタノード100の光変調部130および光受信部140についても、第1の実施形態において図4に示した構成例Bと同様の構成をとることが可能である。
【0054】
(リモートノードの構成例)
次に、図8,11を参照してリモートノード200−2の構成例について説明する。リモートノード200−2は、割り当てられた波長帯域F3の多波長光▲4▼を出力する多波長光源250と、その多波長光▲4▼から各波長チャネルf31〜f38の光を分波し、変調して上り信号光▲5▼を生成する光変調部210と、この上り信号光▲5▼を光ファイバ伝送路302に結合する光カプラ201と、光ファイバ伝送路301の下り信号光▲3▼を分岐する光カプラ202と、分岐された下り信号光▲3▼からリモートノード200−2に割り当てられた波長帯域F4の各波長チャネルf41〜f48の信号光を受信する光受信部220と、下り信号を図外のユーザ端末に接続し、ユーザ端末からの上り信号を光変調部210に接続する信号インタフェース部230により構成される。
【0055】
リモートノード200−2は、光ファイバ伝送路201,202との接続関係を除けば、図5に示す第1の実施形態と同様の構成である。
【0056】
以上示した第2の実施形態では、4つのリモートノードに対して、上り信号光および下り信号光としてそれぞれ1つの波長帯域を割り当てる例を示したが、リモートノードの数、各リモートノードに割り当てる波長帯域の数および配列は任意である。また、各波長帯域あたり8波の波長チャネルを設定しているがその数も任意である。また、光ファイバ伝送路301と光ファイバ伝送路302の伝送方向は互いに逆方向でもよい。
【0057】
また、図10に示したセンタノード100の構成、図11に示したリモートノード200−2の構成には、必要最小限のもののみを記載しているが、例えば光増幅器、波長チャネル間の光パワーを均一にする光等化手段、ASE光を除去する光バンドパスフィルタ等をそれぞれ所定の位置に配置してもよい。
【0058】
また、本実施形態では、センタノードから各リモートノードへの下り信号光の伝送に使用される光ファイバ伝送路301の伝送方向と、各リモートノードからセンタノードへの上り信号光の伝送に使用される光ファイバ伝送路302の伝送方向を同一方向(図では左回り)としたが、互いに異なる伝送方向としてもよい。すなわち、各リモートノードは、光ファイバ伝送路301を介して伝送された下り信号光を受信し、上り信号光を光ファイバ伝送路302を介してセンタノードへ折り返すように伝送してもよい。
【0059】
(第3の実施形態)
以上示した第1の実施形態および第2の実施形態の構成において、センタノードおよびリモートノードを構成する各装置、あるいは光ファイバ伝送路に障害が発生した場合の対応について説明する。
【0060】
通常は、各装置および光ファイバ伝送路について、それぞれ現用系と予備系を備え、現用系に障害が発生したときに予備系に切り替える構成により対応する。なお、現用系の装置あるいは光ファイバ伝送路のいずれかに障害が発生したときに、装置および光ファイバ伝送路をセットで予備系に切り替える構成、あるいは障害となった装置あるいは光ファイバ伝送路のみを予備系に切り替える構成のいずれかで対応する。
【0061】
また、現用系および予備系の光ファイバ伝送路を備えた構成において、センタノードおよびリモートノードからの送信側については、現用系および予備系の光ファイバ伝送路に両方に信号光を送出し、受信側で通常は現用系の光ファイバ伝送路を選択し、現用系の光ファイバ伝送路の障害時に予備系の光ファイバ伝送路に切り替えて受信するようにしてもよい。なお、第2の実施形態における光ファイバ伝送路301,302の伝送方向を互いに異なるように設定した構成では、予備系の光ファイバ伝送路を備えなくても、光ファイバ伝送路の障害に対応することが可能である。以下、図12を参照して説明する。
【0062】
図12において、センタノードおよびリモートノードの詳細な構成は、図10および図11に示す構成と同様である。ただし、センタノード100の光変調部130から出力される下り信号光は、光カプラ101で2分岐され、それぞれ光ファイバ伝送路301に互いに異なる方向に送信される。リモートノード200−2(他のリモートノードも同様)では、光ファイバ伝送路301を介して伝送される左回りの下り信号光を光カプラ202で分岐し、右回りの下り信号光を光カプラ203で分岐し、光スイッチ260でその一方を選択して光受信部220で受信する。
【0063】
また、リモートノード200−2(他のリモートノードも同様)の光変調部210から出力される上り信号光は、光カプラ201で2分岐され、それぞれ光ファイバ伝送路302に互いに異なる方向に送信される。
【0064】
センタノード100では、光ファイバ伝送路302を介して伝送される右回りの上り信号光と左回りの上り信号光を、光スイッチ151,152および光カプラ102で選択または合流させて光受信部140で受信する。なお、光ファイバ伝送路302を介して伝送される右回りの上り信号光と左回りの上り信号光の一方または両方を選択する機能を実現できれば、光スイッチ151,152および光カプラ102による構成に限らない。
【0065】
ここで、光ファイバ伝送路301,302に異常がない場合には、センタノード100から光ファイバ伝送路301に両方向に送信される下り信号光の一方を各リモートノードの光スイッチ260で選択して受信し、各リモートノードから光ファイバ伝送路302に両方向に送信される上り信号光の一方をセンタノード100の光スイッチ151,152の一方をオンとして受信する。
【0066】
一方、例えばリモートノード200−1とリモートノード200−2の間の光ファイバ伝送路301,302に異常が発生した場合には、センタノード100から光ファイバ伝送路301に両方向に送信された下り信号光は、リモートノード200−1には左回りに伝送された下り信号光のみが到達し、リモートノード200−4,200−3,200−2には右回りに伝送された下り信号光のみが到達するので、各リモートノードではそれぞれの方向からの下り信号光を選択して受信する。また、リモートノード200−1から光ファイバ伝送路302に両方向に送信された上り信号光のうち、右回りに伝送された上り信号光のみがセンタノード100に到達し、リモートノード200−4,200−3,200−2から光ファイバ伝送路302に両方向に送信された上り信号光のうち、左回りに伝送された下り信号光のみがセンタノード100に到達するので、センタノード100では光スイッチ151,152の両方をオンとして受信する。
【0067】
このような構成および光スイッチの操作により、光ファイバ伝送路301,302のいずれかまたは両方に障害が発生しても、その障害点で折り返すような仕組みにより障害に対応させることができる。
【0068】
(第4の実施形態)
第1の実施形態(図1)、第2の実施形態(図8)および第3の実施形態(図12)の光波長多重リングネットワークにおいて、センタノード100の光変調器132およびリモートノード200の光変調器212として、偏波依存性の大きい光強度変調器を用いる場合には、それぞれ多波長光源120,250から出力される多波長光に無偏光化を行う必要がある。すなわち、多波長光源120,250の後段に無偏光化回路を配置する。このような無偏光化回路としては、例えば特開平9−326758号公報(短パルス光を用いた無偏光化送信方法および装置)や、特開平9−326767号公報(偏波スクランブリング方法および偏光変調器)に記載のものを用いることができる。あるいは、多波長光源120,250から光変調器132,132までの間のすべての光部品を偏波保持型にする。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光波長多重リングネットワークは、センタノードから各リモートノードに伝送する下り信号光と各リモートノードからセンタノードに伝送する上り信号光として、各リモートノードに対してそれぞれ固有の波長帯域を割り当て、かつ上り信号光と下り信号光の波長帯域を交互に設定し、センタノードおよび各リモートノードの多波長光源から発生する不要なサイドバンドを各変調操作の過程で効率的に除去する。これにより、高密度に各波長チャネルを設定することができ、簡単な構成で光周波数の利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光波長多重リングネットワークの第1の実施形態を示すブロック図。
【図2】光波長多重リングネットワークの各地点の信号状態を示す図。
【図3】センタノード100の構成例Aを示すブロック図。
【図4】センタノード100の構成例Bを示すブロック図。
【図5】リモートノード200−2の構成例Aを示すブロック図。
【図6】リモートノード200−2の構成例Bを示すブロック図。
【図7】リモートノード200−2の構成例Cを示すブロック図。
【図8】本発明の光波長多重リングネットワークの第2の実施形態を示すブロック図。
【図9】光波長多重リングネットワークの各地点の信号状態を示す図。
【図10】センタノード100の構成例を示すブロック図。
【図11】リモートノード200−2の構成例を示すブロック図。
【図12】本発明の光波長多重リングネットワークの第3の実施形態を示すブロック図。
【図13】先願の多波長一括発生装置の構成例を示す図。
【図14】先願の多波長一括発生装置における出力光スペクトルの平坦化の原理を説明する図。
【図15】先願の多波長一括発生装置における出力光スペクトルの平坦化の原理を説明する図。
【図16】先願の多波長一括発生装置の他の構成例を示す図。
【図17】先願の多波長一括発生装置の他の構成例の出力光スペクトルを示す図。
【符号の説明】
100 センタノード
120 多波長光源
130 光変調部
131 分波器
132 光変調器
133 合波器
134 群分波器
135 群合波器
140 光受信部
141 分波器
142 光受信器
143 群分波器
150 信号インタフェース部
200 リモートノード
201,202 光カプラ
206 光フィルタ
210 光変調部
211 分波器
212 光変調器
213 合波器
220 光受信部
221 分波器
222 光受信器
230 信号インタフェース部
301,302 光ファイバ伝送路
Claims (6)
- 1つのセンタノードと、複数のリモートノードが1本の光ファイバ伝送路を介してリング状に接続された光波長多重リングネットワークにおいて、
前記光ファイバ伝送路は、前記センタノードから前記各リモートノードへの下り信号光、および前記各リモートノードから前記センタノードへの上り信号光の伝送に用いる構成であり、
前記上り信号光および前記下り信号光として、前記各リモートノードに対してそれぞれ複数の波長チャネルを含む固有の波長帯域を割り当て、かつ前記上り信号光と前記下り信号光の波長帯域を交互に設定する構成であり、
前記センタノードの多波長光源は、半導体レーザ(LD)の発振光周波数を等光周波数間隔にF1,F2,F3,・・・,Fnとしたとき、偶数番の発振光周波数を有する発振波長の異なるLDを複数有する光発生部、および、
合波された光発生部の出力光を強度変調する強度変調器と位相変調する位相変調器と、各変調器に印加する所定の正弦波周期信号を発生する周期信号発生器と、周期信号の印加電圧およびバイアス電圧を調整する電圧調整部からなる多波長化変調部、
により構成された多波長一括発生装置の構成を備え、
前記リモートノードの多波長光源は奇数番の発振光周波数を有するLDを複数個有する光発生部、および、
前記多波長化変調部により構成された多波長一括光源の構成を備えるもので、
前記センタノードの多波長光源が発生した多波長光は、分波器によって前記波長帯域ごとに分波された後、波長チャネル毎に分波され、変調されて合波され、前記リモートノードの多波長光源が発生した多波長光は、前記リモートノードに割り当てられた上りの波長帯域内の前記波長チャネル毎に分波され変調されて合波されることで、不要なサイドバンドは合分波器の合分波特性によって除去され、不要なサイドバンドを取り除いた信号帯域は互いに重ならないような波長配置を設定する
ことを特徴とする光波長多重リングネットワーク。 - 1つのセンタノードと、複数のリモートノードが2本の光ファイバ伝送路を介して二重にリング状に接続された光波長多重リングネットワークにおいて、
前記第1の光ファイバ伝送路は、前記センタノードから前記各リモートノードへの下り信号光の伝送に用い、前記第2の光ファイバ伝送路は、前記各リモートノードから前記センタノードへの上り信号光の伝送に用いる構成であり、
前記上り信号光および前記下り信号光として、前記各リモートノードに対してそれぞれ複数の波長チャネルを含む固有の波長帯域を割り当て、かつ前記上り信号光と前記下り信号光の波長帯域を交互に設定する構成であり、
前記センタノードの多波長光源は、半導体レーザ(LD)の発振光周波数を等光周波数間隔にF1,F2,F3,・・・,Fnとしたとき、偶数番の発振光周波数を有する発振波長の異なるLDを複数有する光発生部、および、
合波された光発生部の出力光を強度変調する強度変調器と位相変調する位相変調器と、各変調器に印加する所定の正弦波周期信号を発生する周期信号発生器と、周期信号の印加電圧およびバイアス電圧を調整する電圧調整部からなる多波長化変調部、
により構成された多波長一括発生装置の構成を備え、
前記リモートノードの多波長光源は奇数番の発振光周波数を有するLDを複数個有する光発生部、および、
前記多波長化変調部により構成された多波長一括光源の構成を備えるもので、
前記センタノードの多波長光源が発生した多波長光は、分波器によって前記波長帯域ごとに分波された後、波長チャネル毎に分波され、変調されて合波され、前記第1の光ファイバ伝送路で伝送され、前記リモートノードの多波長光源が発生した多波長光は、前記リモートノードに割り当てられた上りの波長帯域内の前記波長チャネル毎に分波され変調されて合波され、前記第2の光ファイバ伝送路に挿入されることで、不要なサイドバンドは合分波器の合分波特性によって除去され、不要なサイドバンドを取り除いた信号帯域は 互いに重ならないような波長配置を設定する
ことを特徴とする光波長多重リングネットワーク。 - 請求項2に記載の光波長多重リングネットワークにおいて、
前記センタノードは、
前記下り信号光を2分岐し、前記第1の光ファイバ伝送路に両方向に送信する光分岐手段と、
前記第2の光ファイバ伝送路の両端に到達する前記各リモートノードからの前記上り信号光の一方または両方を選択する光選択手段と、
前記光選択手段で選択された前記各リモートノードからの上り信号光をそれぞれ分波して受信する光受信部と
を備えたことを特徴とする光波長多重リングネットワーク。 - 請求項2に記載の光波長多重リングネットワークにおいて、 前記リモートノードは、
前記第1の光ファイバ伝送路を両方向に伝送される前記下り信号光を分岐し、その一方を選択する光分岐・選択手段と、
前記光分岐・選択手段で選択された下り信号光からリモートノードに割り当てられた波長帯域の各波長チャネルの信号光を分波して受信する光受信部と
を備えたことを特徴とする光波長多重リングネットワーク。 - 請求項3に記載の光波長多重リングネットワークにおいて、
前記センタノードは、前記多波長光源の後段に、下り信号用に割り当てた波長帯域の多波長光を無偏光化する無偏光化手段を備えた
ことを特徴とする光波長多重リングネットワーク。 - 請求項4に記載の光波長多重リングネットワークにおいて、
前記リモートノードは、前記多波長光源の後段に、上り信号用に割り当てた波長帯域の多波長光を無偏光化する無偏光化手段を備えた
ことを特徴とする光波長多重リングネットワーク。
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