JP4105233B2 - 複数の分岐ユニットからの挿入/抜き出し光信号ラインを結合する方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光波通信システムにおける光信号処理に関する。より特定的には、本発明は、多重挿入/抜き出しマルチプレクサ(Multiple Add/Drop Multiplexer:ADM)を単一の挿入/抜き出しライン対に結合する方法及び装置に関する。
発明の背景
通信分野に適用された光波通信システムは、大きく2つのカテゴリーに分類できる。これら2つのカテゴリーとは、光信号が一般的な都市間の距離(約50から100km)と比較して比較的長い又は短い距離上で伝送されるかどうかによる長距離及び短距離である。長距離通信システムでは高容量トランクラインを必要とし、光学的増幅器を使用して数千km以上で情報を伝送できる。
長距離通信システムは、一方の大陸から他方の大陸への国際的な通信トラフィックを担うために使用される。これは、度々水中に光ファイバー・トランクラインを敷設する必要があるので、これらのシステムは、しばしば海底システムと称される。
このような海底システムにおいては、地上システムと同様に、高容量ファイバートランクにて担われる波長多重光信号における所定の波長に注目する必要がある。これは、一般的に所望のトラフィックルーチン・パラメータに適合させるために必要となる。
これらの信号の方向を向け直すために使用する光学的構成要素は、挿入/抜き出しマルチプレクサ(ADD/DROP MULTIPLEXER:ADM又は分岐ユニットとも称する)と称される。ADMは、波長多重光信号を分割し挿入するときに使用するキー装置として知られている。
図2は従来のADMの一例である。ADM20は、デマルチプレクサ22、マルチプレクサ24、及び光ファイバー14a,14b,...,14nのラインNを備える。光学的ADM20回路において、波長λ1,λ2,...,λnからなる多重入力光信号は、所望の光信号、例えば、λi及びλj,が出力される(「抜き出し(drop)」される)N個の波長の光信号に分割される。残りの光信号は光ファイバー14a,14b,...,14nを経て送信される。外のλi及びλjは、光ファイバー14a,14b,...,14nを経て送信される信号に沿ってマルチプレクサに入力され(「挿入(add)」され)、多重化された光信号λ1,λ2,...,λnとして出力される。
ソネットのようなトークンリング・ベースシステムの如きいくつかのシステムでは、多重ファイバートランクラインがある。各トランクラインはそれ自身のADMを持つ。従来、各ADMは、ある波長の情報を挿入し抜き出すための少なくとも一対のファイバーを必要とする。それ故、ファイバー対の数は、システムに使用されるADMの数に比例して増大する。これは、システムに使用されるファイバーの量を増大させるばかりか、ADMコントローラ及び関連光学的構成要素も増大させる。さらに、各ADMがそれ自身のファイバー対を使用するので、付加的な光学的構成要素無しでトランク間でトラフィックを送信するのは不可能である。
従って、実質的な必要性は、各ADMからの信号を挿入し抜き出すために使用するファイバー対の数を減らすために、多重ファイバートランク及び多重ADMを使用する光波通信システムに対して存在し、これにより、複数のADMに関連する光学的構成要素を減少させトランクとトランク間の経路を定めることを可能にする。
発明の要約
上述の観点から、多重高容量ファイバートランク及び多重ADMを採用したシステムにおいて使用される光学的構成要素の数を最少化する技術において必要性が存在する。
本発明は多重ADMを配置したシステムを提供するもので、各ADMは高容量ファイバートランク上で担われる波長多重光信号における所定の波長を挿入し抜き出すために同じファイバー対を利用する。
本発明はまた、ADMの挿入ラインから抜き出しラインへ光信号の所定の波長を渡す(passing)ことができるADM装置を提供する。
本発明は多重ADMを配置したシステムを提供するもので、一方のファイバートランクからの信号を、同じファイバー対を使用して他方のファイバートランクに迂回させることができる。
本発明では、複数のトランクファイバーに付属した複数の分岐ユニットから分岐トラフィックを担うための単一のファイバー対を使用する。本発明は、トランクトラフィックを担うための複数の光ファイバートランクと、複数の分岐ユニットを備え、各々ははファイバートランクの1つに付属され、かつ挿入及び抜き出しポートを有する。単一のファイバー対は、分岐ユニット間で分岐トラフィックを担うための分岐ユニットを接続する。各分岐は、挿入ポートから抜き出しポートへ分岐トラフィックの引渡しを可能にする。
これらの利点及び以下で明らかにされる本発明の特徴と共に、本発明の特性は以下の詳細な説明と添付の請求項と図面を参照することでより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明の実施形態を展開した光波通信システムのブロック図である。
図2は従来のADMの概略図である。
図3(a)は本発明の実施形態のための引渡し装置(passing device)の第1の実施形態としての概略図である。
図3(b)は本発明の実施形態のための引渡し装置の第2の実施形態としての概略図である。
図3(c)は本発明の実施形態のための引渡し装置の第3の実施形態としての概略図である。
図4は本発明の第1の実施形態によるブロック図である。
図5は本発明の第2の実施形態によるブロック図である。
図6は本発明の第3の実施形態によるブロック図である。
図7は本発明の第4の実施形態によるブロック図である。
図8は本発明の第5の実施形態によるブロック図である。
図9は本発明の第6の実施形態によるブロック図である。
詳細な説明
この部分では、図面を詳細に参照して本発明を説明し、同様な部品には同じ参照番号を付する。
図1は、本発明の実施形態を展開した光波通信システムのブロック図である。図1は高容量波長分割マルチプレクス(WDM)光波通信システムを示す。最も簡潔なフォームにおいて、WDMは、光ファイバーの異なる送信ウインドウにおいて2つのチャンネルを送信するために使用される。例えば、λNで動作する現存の光波システムは、他のλPのチャンネルを加えることにより容量として更新することができる。一般的なWDMシステムは、1550nm(ナノメータ)ウインドウ、例えば、1530〜1565nmの範囲のλ1〜λNで動作する。
光通信送信機200,214及び216は、各波長λ1,λ2,...,λNで光通信チャンネルを送信する。マルチプレクサ210は多重化信号202を形成するためにこれらの信号を多重化する。多重化信号202は受信端に送信するために光ファイバー204に送出される。光ファイバー204は高容量トランクなので、信号202は「トランクトラフィック」とも称される。送信中では、多重化信号202はADM206を通過する。ADM206は光ファイバー236の後段の多重化信号234に配置される。受信端において、デマルチプレクサ212は多重分離を行い、受信機208,218,...,220に、各波長λ1,λ2,...,λNの経路を定める。
すでに波長λiの光情報信号は波長λiの他の光情報信号に置き換えられているので、多重化信号234が多重化信号202とは相違することに注目する必要がある。多重化信号202及び234は同じ信号波長を含むが、これらは必ずしも同じ情報を担ってはいない。
ADM206は、出分岐360上への送信を継続するために、入分岐340からの所定の信号をADM206へ渡す引渡し装置(passing device)466を含む。引渡し装置466の種々の形態例を図3(a),図3(b)及び図3(c)に示す。
図3(a)は引渡し装置466の説明図である。引渡し装置466は全ての波長を引き渡すが、ある波長が挿入され又は抜き出される(例えば、λi)。図3(a)は入トランク496、出トランク498、入分岐492、出分岐494、及びサーキュレータ476及び474を示し、その全てはファイバーグレーティング(fiber grating)472を経て接続される。本実施形態において、ファイバーグレーティング472はブラッググレーティング(Bragg Grating)である。ファイバーグレーティング472の他の例として、回折格子、干渉誘起グレーティング(interference induced grating)、ファブリ・ペロ・エタロン(Fabry-Perot etalon)、ジルゴニアン・ルータ(gergonian router)、又は波長を選択的に通す他の手段、を含むことができる。
入分岐492から渡される波長を変化させる信号として、これらはサーキュレータ474によりファイバーグレーティング472を通るように方向づけられる。ファイバーグレーティング472はブラッグ波長を偏向し、他の全ての波長を通す。この方法で、所望の波長は出トランク498上に配置した多重化信号に付加され、一方、他のADMへの宛て先を持つこれらの信号は出分岐494に渡される。
図3(b)は、挿入ラインから抜き出しラインへ所望の信号を通すための他の実施形態を示す。図3(b)は、サーキュレータよりもむしろカプラーを使用すること以外は、引渡し装置466と同じ機能を実行する引渡し装置468を示す。光アイソレータ484は、入分岐500として使用されるカプラー482に追加され、信号が入分岐500から入来するのを防止する。
図3(c)は引渡し装置の第3の実施形態を示す。引渡し装置470は、引渡し装置466及び468と同じ機能を実行する。しかしながら、引渡し装置470は、この機能を実行するためにカプラー488及びサーキュレータ486を使用する。ADMの側の入分岐上にサーキュレータ486を配置することによって、付加的な光アイソレータの必要性が無くなり、それにより、全体的な構成要素の削減が可能となる。
図1に戻り、ADM206を経て渡すことができる信号は、多重化信号に挿入され又は多重化信号から抜き出される信号を除いて、全ての信号である。従って、ADM206において、入分岐340から進む全ての波長は、波長λiを除き、ADM206を経て出分岐360へ渡される。
図4は本発明の第1の実施形態によるブロック図である。図4は、入力トランク1,2,...,Nを有するシステム41が、番号42,44及び46で各々示される。システム41もまた出力トランク1,2,...,Nを有し、各々番号48、50及び52で示される。加えて、システム41は、分岐挿入入力54及び分岐抜き出し出力56と称されるファイバー対を使用する。最終的に、ADM58、60及び62は、トランク対42と48、44と50、及び46と52、と同様に、分岐挿入入力54及び分岐抜き出し出力56にそれぞれ全て接続される。
より特定的には、ADMは、1つのADMの出分岐ラインが隣接するADMの入分岐ラインになるように構成される。従って、システム41のトポロジー(topology)は、光ファイバー47がADM62の出分岐及びADM60の入分岐の両方として供される。同様に、光ファイバー45は、ADM60の出分岐及びADM58の入分岐の両方として供される。光ファイバー43はADM58の出分岐として供される。本実施形態において、光ファイバー43は、任意の位置に抜き出し信号を向ける。しかしながら、光ファイバー43はADM62に対する入分岐として供されることが可能である。この形態は図8において論議される。
このように構成されたシステム41は、多重ADMを使用して多重トランクラインへ信号を挿入し、多重トランクラインから信号を抜き出す単一のファイバー対を有する。引渡し装置466は挿入された信号及び抜き出された信号とは相違する波長の信号のみを許可し、これらは、以下の表にまとめたように、ADM206を通る信号を処理するために4つの可能性のみが存在する。
従って、ADM58,60及び62の引渡し装置466は、ブラッグ波長(又は分岐波長)を除く全ての波長を通すので、ADM58,60及び62はこれら波長に関して途中処理をしていない。
本発明の実施形態を、以下の例によって説明する。入来多重信号は、入力トランクライン42,44及び46にて伝送される波長λ1からλ5の信号を含むものとして定義する。さらに、ADM62は波長λ2及びλ3を分岐し、ADM60はλ5を分岐し、ADM58はλ1及びλ4を分岐するものとする。
以下に説明するように、λ1からλ5は入トランク42,44及び46から抜き出され、単一のファイバー対のみを使用する所望の宛て先に分岐される。波長λ1からλ5は入トランク42からADM62に渡るので、ADM62は、ADM60にこれらの信号を送出する光ファイバー47に波長λ2及びλ3を分岐する。ADM60の引渡し装置(図示せず)は波長λ5のみを反射するので、波長λ2及びλ3は光ファイバー45上でADM60を経てADM58に渡される。さらに同様にADM60は、入トランク44から光ファイバー45へ波長λ5を分岐する。従って、λ2,λ3及びλ5はADM58に送信される。ADM58の引渡し装置(図示せず)は波長λ1及びλ4のみを反射するので、波長λ2,λ3及びλ5はADM58を経て光ファイバー43上に渡される。同時に、入トランク42からのλ1及びλ4はADM58により光ファイバー43上に配置される。
同様に、λ1からλ5は出トランク48,50及び52に付加される。λ1からλ5が光ファイバー54からADM62に送信されるとすると、ADM62の引渡し装置は、入トランク46から波長λ1,λ4及びλ5と共に多重化されたλ2及びλ3を反射し、出トランク52に送出される。λ1,λ4及びλ5はADM60に渡されるので、ADM60の引渡し装置は、入トランク44からのλ1からλ4と共に多重化されたλ5を反射し、出トランク50に送出される。最終的に、λ1及びλ4はADM58に渡され、ADM58の引渡し装置は、入トランク42からのλ2,λ3及びλ5とともに多重化されたλ1及びλ4を反射し、出トランク48に送られる。
システム設計者は、特定の設計目的に到達する必要がなければ、例えば、図9に詳しく説明するように1つのトランクから他のトランクへ信号の経路を定める必要がなければ、2つのADMが同じ波長を分岐しないようにシステムを構成しなればならないことに注目する必要がある。
図5は本発明の第2の実施形態によるブロック図である。この第2の実施形態は、図4に示すシステムと同様に、マルチトランク及びマルチADMシステムを含む。しかしながら、図4のシステムは、同じ方向に信号を担う全ての入来トランクラインを有する。図4に示す実施形態において、代わりの入トランク72,76及び80は、入トランクライン70,74及び78とは反対方向に信号を担う。本実施形態では図4で論議した第1の実施形態と同様に動作する。
図6は本発明の第3の実施形態によるブロック図である。この第3の実施形態は、図6のシステムと同様にマルチトランク及びマルチADMシステムを含む。しかしながら、第3の実施形態では、代わりのトランクライン上に配置されたADMから信号を挿入し抜き出すために2つのファイバー対を使用する。従って、ファイバー146及び148は、1つの方向に動作するトランクライン112,116及び120に接続するADM134,136及び138へ又はから、信号を挿入し又は抜き出すことを担い、一方、ファイバー150及び152は、反対方向に動作するトランクライン122,126及び130に接続するADM140,142及び144へ又はから、信号を挿入し又は抜き出すことを担う。第3の実施形態は図4に関して論議した第1の実施形態と同様に動作する。
図7は本発明の第4の実施形態のブロック図である。この第4の実施形態は、図5に示すシステムと同様にマルチトランク及びマルチADMシステムを含む。しかしながら、第4の実施形態は二重のトランクライン対に置かれたADMから信号を挿入し抜き出すために、方向として交互の各トランクライン対とともに、単一のファイバー対を使用する。従って、入トランク154,158及び162は一方の方向における情報を担い、入トランク156,160及び164は反対方向の情報を担う。第4の実施形態は図4にて論議した第1の実施形態と同様に動作する。
図8は本発明の第5の実施形態についてのブロック図である。第5の実施形態は、光ファイバー61がADM438の挿入ポートに接続されることを除いて、図4にて論議した実施形態と同じトポロジーである。この方法で、1つのトランクラインからの信号は他のトランクラインへ経路が定められる。
図4に関連してなされた以前の例と同様の例は、図8に示す第5の実施形態の動作を例示する上で有用である。以前のように、入来する多重化信号が入力トランクライン42,44及び46上で波長λ1からλ5の信号を含むものとして定義される。しかしながら、ADM62が波長λ5を分岐する例を仮定すると、ADM60はλ2を分岐し、ADM58はλ5を分岐する。
λ1からλ5は入トランク46からADM62に入るので、ADM62は、光ファイバー61上にλ5を分岐して、ADM60にこの信号を伝送する。ADM60の引渡し装置(図示せず)は波長λ2のみを反射するので、波長λ5は光ファイバー61上でADM60を経てADM58に渡される。ADM60もまた同様に光ファイバー61上で入トランク44からλ2を分岐する。従って、λ2及びλ5はADM58に送信される。
ADM58の引渡し装置(図示せず)は波長λ5を反射するように構成されるので、光ファイバー61からの波長λ5は、入トランク42からのλ1からλ4とともに多重化される出トランク48の方向へ経路化される。波長λ2はADM58を通って光ファイバー61上に至る。同時に、入トランク42からのλ5はADM58により光ファイバー61上に配置される。
λ2からλ5は光ファイバー61からのADM62に担われるので、ADM62の引渡し装置は、入トランク46からの波長λ1からλ4と共に多重化されるλ5を反射する。多重化信号は出トランク52上に送出される。
従って、上述の例は入トランク46から出トランク48へ経路を定める第5の実施形態を示す。さらに、入トランク42から出トランク52へ経路を定める第5の実施形態を示す。
図9は本発明の第6の実施形態を示すブロック図である。第6の実施形態は、以下の例外と共に第5の実施形態と設計上で同様である。単一のADMが1つの波長以上を分岐する場合において、各波長を2つの分離トランクに経路を定めることは望ましいことである。本発明の第6の実施形態は、経路を定めるべき各波長に対してADMを付加することにより達成される。
図9は、各々440,442,444及び446として示される入力トランク1から4を有するシステム455を示す。システム455はまた、各々448,450,452及び454として示される出力トランク1から4を有する。システム455は、ADM456,458,460及び462を接続するための光ファイバー464を使用する。ADM456,458,460及び462は、トランク対440と448、442と450、444と452、及び446と454に接続される。
第6の実施形態は、以下の例を使用して記載される。入トランク440,442,444及び446の各々はλ1からλ5を担う。ADM456はλ1及びλ2を分岐し、ADM460はλ1を分岐し、ADM462はλ2を分岐する。動作上で、ADM456は、ADM462に光ファイバー464により渡されるλ1及びλ2を分岐する。ADM462はλ2を分岐し、ADM460へ、光ファイバー464からのλ1を渡し、かつ入トランク446からのλ2を渡す。ADM460は、ADM458へλ1を分岐し、かつADM458へ、光ファイバー464からのλ2を渡し、かつ入トランク444からのλ1を渡す。ADM456へ両方を渡す。ADM456はλ1及びλ2を分岐する。
従って、システム455は、各々入トランク444及び446から出トランク448へλ1及びλ2の経路を定める。システム455はまた、入トランク440から出トランク452へλ1の経路を定め、入トランク440から出トランク454へλ2の経路を定める。
種々の実施形態が特にここで図示され説明されたが、本発明の種々の修正例と変形例に対して、上述の開示により本発明の精神と意図した範囲から逸脱することなくカバーすることができる。例えば、トランクラインはWDM及び単一チャンネルラインの組合せを担う。さらに、トランクラインは5つのチャンネルで図示されたが、如何なる数のチャンネルであっても可能であり、トランクラインは異なる数のチャンネルを持つことができる。
Claims (13)
- 複数のトランクファイバーに接続された複数の分岐ユニットから分岐トラフィックを伝送する、それぞれ分岐挿入入力用及び分岐抜き出し出力用の単一のファイバー対を使用するシステムであって、
トランクトラフィックを伝送するための複数の光ファイバートランクと、
複数の分岐ユニットであって、各々はファイバートランクの1つに接続され、かつ各々は挿入及び抜き出しポートを有する分岐ユニットと、
複数のファイバーグレーティングであって、該ファイバーグレーティングの各々は、前記複数の分岐ユニットの個々の関連する分岐ユニット内に設けられ、該複数の分岐ユニットの前記個々の関連する分岐ユニットは、それの前記挿入ポートから前記抜き出しポートへ前記分岐トラフィックを渡す、複数のファイバーグレーティングと
前記分岐ユニット間で分岐トラフィックを伝送するために、前記分岐ユニットを接続する前記の単一のファイバー対と、
を具備するシステム。 - 挿入ポート及び抜き出しポートを有する第1の引渡し装置と、
挿入ポート及び抜き出しポートを有する第2の引渡し装置と、
第1の端部と第2の端部を有し、前記第1の端部が前記第2の引渡し装置の前記抜き出しポートに結合され、前記第2の端部が前記第1の引渡し装置の前記挿入ポートに結合される第1のラインと、
を具備し、さらに
第1の端部と第2の端部を有し、前記第1の端部が前記第1の引渡し装置の前記抜き出しポートに結合され、前記第2の端部が前記第2の引渡し装置の前記挿入ポートに結合される第2のライン、を具備する多重化された光信号を通過させる装置であって、
ここに、前記第1及び第2の引渡し装置は、各々、
入トランクポートと、
出トランクポートと、
第1及び第2の入力/出力ポートを有するファイバーグレーティングと、
前記入トランクポートから前記第1の入力/出力ポートへ、かつ前記第1の入力/出力ポートから前記抜き出しポートへ第1の光信号を渡す手段と、
前記挿入ポートから前記第2の入力/出力ポートへ、かつ前記第2の入力/出力ポートから前記出トランクポートへ第2の光信号を渡す手段と、
を具備する、多重化された光信号を通過させる装置。 - 前記第1の光信号を渡す手段は第1のサーキュレータを備え、前記第2の光信号を渡す手段は第2のサーキュレータを備える請求項2に記載の装置。
- 前記第1の光信号を渡す手段はカプラーを備え、前記第2の光信号を渡す手段はカプラー及び光アイソレータを備える請求項2に記載の装置。
- 前記第1の光信号を渡す手段はカプラーを備え、前記第2の光信号を渡す手段はサーキュレータを備える請求項2に記載の装置。
- 前記ファイバーグレーティングは、ブラッググレーティング、回折格子、ファブリ・ペロ・エタロン、及びジルゴニアン・ルータを具備するグループの少なくとも1つである請求項2に記載の装置。
- 前記第1及び第2のラインは、光媒体を具備する請求項2に記載の装置。
- 前記第1及び第2の光信号は波長分割多重信号である請求項2に記載の装置。
- 複数の分岐ユニットを備え、各分岐ユニットは挿入ポートと抜き出しポートを備えるシステムにおいて、各分岐ユニットの前記挿入ポートから前記抜き出しポートへ多重化光信号を引き渡す装置であって、
第1の入力ポートと、第1の入力/出力ポートと、第1の出力ポートを有し、前記第1の出力ポートには前記抜き出しポートが結合され、前記第1の入力ポートにて第1の多重化光信号を受ける第1のサーキュレータと、
第2の入力ポートと、第2の入力/出力ポートと、第2の出力ポートを有し、前記第2の入力ポートには前記挿入ポートが結合され、前記第2の入力ポートにて第2の多重化光信号を受ける第2のサーキュレータと、
前記第1の入力/出力ポートに結合されて前記第1の多重化光信号を受け、前記第1の多重化光信号の所定の波長を前記第2の入力/出力ポートに渡し、かついずれか残りの波長を前記第1の出力ポートに反射するファイバーグレーティングであって、さらに、前記第2の入力/出力ポートに結合して前記第2の多重化光信号を受け、前記第2の多重化光信号の所定の波長を前記第1の入力/出力ポートに渡し、かついずれか残りの波長を前記第2の出力ポートに反射するファイバーグレーティングと、
を具備する多重化光信号を引き渡す装置。 - 複数の引渡し装置の各対の間に単一の信号ラインを使用して該複数の引渡し装置間で光信号を引き渡す方法であって、各々の引渡し装置は入トランクポートと、出トランクポートと、挿入ポートと、抜き出しポートを有しており、前記方法は、
第1の対の第1の引渡し装置に対する入トランクポートにおいて第1の多重化光信号を受ける段階と、
前記第1の多重化光信号の所定の波長を、前記第1の引渡し装置に対する出トランクポートへ渡す段階と、
前記第1の多重化光信号のいずれか残りの波長を、前記第1の引渡し装置に対する抜き出しポートへ反射する段階と、
前記第1の対の第2の引渡し装置に対する抜き出しポートから、前記第1の引渡し装置に対する挿入ポートにおいて第2の多重化光信号を受ける段階と、
前記第2の多重化光信号の所定の波長を、前記第1の引渡し装置に対する前記抜き出しポートへ渡す段階と、
前記第2の多重化光信号のいずれか残りの波長を、前記第1の引渡し装置に対する出トランクポートへ反射する段階と、
を有する方法。 - 第3の多重化した光信号を形成するために、前記第2の多重化光信号の前記渡された波長と、前記第1の多重化光信号の前記反射された波長を結合する段階をさらに有する請求項10に記載の方法。
- 前記第1の対の前記第1の引渡し装置は、引渡し装置の次の対に対して第2の引渡し装置となる請求項11に記載の方法。
- 前記第3の多重化光信号を、引渡し装置の次の対の前記第1の引渡し装置に対する挿入ポートへ送出する段階をさらに有する請求項12に記載の方法。
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