JPH09247179A - 光受信器およびそれを用いた光ネットワーク - Google Patents
光受信器およびそれを用いた光ネットワークInfo
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- JPH09247179A JPH09247179A JP5482096A JP5482096A JPH09247179A JP H09247179 A JPH09247179 A JP H09247179A JP 5482096 A JP5482096 A JP 5482096A JP 5482096 A JP5482096 A JP 5482096A JP H09247179 A JPH09247179 A JP H09247179A
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- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光伝搬経路での損失が少なく、光送受信器間
の情報伝送やネットワーク全体のスループットを容易に
大容量化する構成を実現する。 【解決手段】 光受信器は、複数の波長多重光信号を入
力してそれぞれオン/オフする複数の光断続手段と、複
数の光断続手段に接続される複数の入力ポートを有し、
波長多重光信号が入力される入力ポートに応じて複数の
出力ポートへ分波される波長が決まる波長ルータと、波
長ルータの複数の出力ポートに接続される複数の光受信
手段とを備え、1つの光断続手段をオンとし他の光断続
手段をオフとする構成である。
の情報伝送やネットワーク全体のスループットを容易に
大容量化する構成を実現する。 【解決手段】 光受信器は、複数の波長多重光信号を入
力してそれぞれオン/オフする複数の光断続手段と、複
数の光断続手段に接続される複数の入力ポートを有し、
波長多重光信号が入力される入力ポートに応じて複数の
出力ポートへ分波される波長が決まる波長ルータと、波
長ルータの複数の出力ポートに接続される複数の光受信
手段とを備え、1つの光断続手段をオンとし他の光断続
手段をオフとする構成である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の光送受信器
間に大容量の情報伝送チャネルを動的に設定することが
できる光ネットワーク、およびその光ネットワークで用
いられる光受信器に関する。
間に大容量の情報伝送チャネルを動的に設定することが
できる光ネットワーク、およびその光ネットワークで用
いられる光受信器に関する。
【0002】
【従来の技術】ネットワークのスループットが大容量化
するに従い、容量を段階的に増設したり、故障部位の切
り離しが容易なモジュラ型のアーキテクチャが注目され
ている。例えば、スループット100Gb/s以上のATM交
換機を構成するために、スター状の光ネットワークを介
して、スループット10Gb/s の入出力バッファモジュー
ルを複数個接続するアーキテクチャが提案されている。
以下、文献(E. Munter,et al., "A High-Capacity A
TM Switch Based on Advanced Electronic andOptica
l Technologies ", IEEE Communications Magazine, No
v. 1995, pp.64-71) に記載されているATM交換機の
アーキテクチャを図10に示し、そこで用いられている
従来の光受信器および光ネットワークについて図11を
参照して説明する。
するに従い、容量を段階的に増設したり、故障部位の切
り離しが容易なモジュラ型のアーキテクチャが注目され
ている。例えば、スループット100Gb/s以上のATM交
換機を構成するために、スター状の光ネットワークを介
して、スループット10Gb/s の入出力バッファモジュー
ルを複数個接続するアーキテクチャが提案されている。
以下、文献(E. Munter,et al., "A High-Capacity A
TM Switch Based on Advanced Electronic andOptica
l Technologies ", IEEE Communications Magazine, No
v. 1995, pp.64-71) に記載されているATM交換機の
アーキテクチャを図10に示し、そこで用いられている
従来の光受信器および光ネットワークについて図11を
参照して説明する。
【0003】図10において、モジュール単位で増設可
能な入出力バッファ61および伝送速度10Gb/s の光送
受信器62が、ノンブロッキング光スイッチ63を介し
て接続される。すなわち、ノンブロッキング光スイッチ
63によって複数の光送受信器62をスター状に接続し
た光ネットワークが構成される。このとき、異なる入出
力バッファ61間には10Gb/s の情報伝送チャネルを複
数同時に設定することができる。例えば、第1の入力バ
ッファから第2の出力バッファへ10Gb/s で情報転送し
ている最中に、第2の入力バッファから第3の出力バッ
ファへ10Gb/sで情報転送することができる。
能な入出力バッファ61および伝送速度10Gb/s の光送
受信器62が、ノンブロッキング光スイッチ63を介し
て接続される。すなわち、ノンブロッキング光スイッチ
63によって複数の光送受信器62をスター状に接続し
た光ネットワークが構成される。このとき、異なる入出
力バッファ61間には10Gb/s の情報伝送チャネルを複
数同時に設定することができる。例えば、第1の入力バ
ッファから第2の出力バッファへ10Gb/s で情報転送し
ている最中に、第2の入力バッファから第3の出力バッ
ファへ10Gb/sで情報転送することができる。
【0004】ネットワークコントローラ64は、各モジ
ュールの入出力バッファ61におけるATMセルの溜ま
り具合を勘案してノンブロッキング光スイッチ63の設
定を動的に変更し、各入力バッファからセルバースト
(同一出力バッファ宛の複数のセルをまとめたもの)を
送出する。このような構成で16×16のノンブロッキング
光スイッチを用いた場合には、スループットが10Gb/s
単位で増設可能で、かつ上限 160Gb/s のスループット
を有する大容量ATM交換機が実現できる。
ュールの入出力バッファ61におけるATMセルの溜ま
り具合を勘案してノンブロッキング光スイッチ63の設
定を動的に変更し、各入力バッファからセルバースト
(同一出力バッファ宛の複数のセルをまとめたもの)を
送出する。このような構成で16×16のノンブロッキング
光スイッチを用いた場合には、スループットが10Gb/s
単位で増設可能で、かつ上限 160Gb/s のスループット
を有する大容量ATM交換機が実現できる。
【0005】図11の光受信器および光ネットワークの
構成では、簡単のために4×4の光ネットワークの場合
について示す。図において、1t,2t,3t,4t
は、それぞれ10Gb/s で変調される半導体レーザ(L
D)11を含む光送信器である。1r,2r,3r,4
rは、それぞれ光変調器アレイ120,光合流器13,
10Gb/s の受光器14を含む光受信器である。ここで、
光変調器アレイ120は、各光送信器に対応する4台の
光変調器121〜124から構成される。
構成では、簡単のために4×4の光ネットワークの場合
について示す。図において、1t,2t,3t,4t
は、それぞれ10Gb/s で変調される半導体レーザ(L
D)11を含む光送信器である。1r,2r,3r,4
rは、それぞれ光変調器アレイ120,光合流器13,
10Gb/s の受光器14を含む光受信器である。ここで、
光変調器アレイ120は、各光送信器に対応する4台の
光変調器121〜124から構成される。
【0006】各光送信器と各光受信器との間はスター状
に光配線されている。すなわち、光送信器1tの半導体
レーザ11の出力は、光ファイバを介してスプリッタ1
00に入力されて4分配され、光受信器1r,2r,3
r,4rの光変調器121にそれぞれ入力される。光送
信器2t,3t,4tの半導体レーザ11の出力につい
ても同様であり、スプリッタ200,300,400を
介して光受信器1r,2r,3r,4rのそれぞれ対応
する光変調器122〜124に入力される。
に光配線されている。すなわち、光送信器1tの半導体
レーザ11の出力は、光ファイバを介してスプリッタ1
00に入力されて4分配され、光受信器1r,2r,3
r,4rの光変調器121にそれぞれ入力される。光送
信器2t,3t,4tの半導体レーザ11の出力につい
ても同様であり、スプリッタ200,300,400を
介して光受信器1r,2r,3r,4rのそれぞれ対応
する光変調器122〜124に入力される。
【0007】ここに示した従来の光ネットワークでは、
4×4ノンブロッキング光スイッチングが、各光受信器
の光変調器アレイ120を操作することにより分散的に
実現される。各光受信器において、光変調器アレイ12
0を構成する4台の光変調器121〜124のうち、い
ずれか1台のみを光を透過する状態(オン状態)とし、
他の3台を光を遮断する状態(オフ状態)とすればよ
い。例えば、光受信器1rにおいて光変調器121をO
N状態とすれば、光送信器1tの半導体レーザ11から
の信号光が光合流器13を介して受光器14で受信され
る。同様に、光受信器1rにおいて光変調器122,1
23,124のいずれかをオン状態にすれば、それぞれ
光送信器2t,3t,4tの半導体レーザ11からの信
号光を受信することができる。
4×4ノンブロッキング光スイッチングが、各光受信器
の光変調器アレイ120を操作することにより分散的に
実現される。各光受信器において、光変調器アレイ12
0を構成する4台の光変調器121〜124のうち、い
ずれか1台のみを光を透過する状態(オン状態)とし、
他の3台を光を遮断する状態(オフ状態)とすればよ
い。例えば、光受信器1rにおいて光変調器121をO
N状態とすれば、光送信器1tの半導体レーザ11から
の信号光が光合流器13を介して受光器14で受信され
る。同様に、光受信器1rにおいて光変調器122,1
23,124のいずれかをオン状態にすれば、それぞれ
光送信器2t,3t,4tの半導体レーザ11からの信
号光を受信することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図11に示す従来の光
受信器および光ネットワークでは、光送受信器間の情報
伝送速度を高めたり、あるいは光送受信器の数を増やし
たりして大容量化することが、次の2つの理由により困
難であった。第1の理由は、半導体レーザから受光器に
至る光伝搬経路の損失が大きいためである。図11に示
す構成において、例えば光送信器1tの半導体レーザ1
1から光受信器1rの受光器14に至る経路では、スプ
リッタ100で6dBの分配損が生じ、光合流器13で6
dBの損失が生じる。この光ネットワーク構成法に従って
N×Nの光ネットワークを構成した場合には、スプリッ
タで分配損10・log N〔dB〕が生じ、光合流器で10・lo
g N〔dB〕の損失が生じる。このため、例えば16×16の
光ネットワークでは、スプリッタと光受信器とでそれぞ
れ少なくとも12dBの損失が生じることになる。さらに、
高速な半導体光強度変調器を用いるとすれば、現状では
5dB以上の損失が避けられない。したがって、接続損や
分配損バラツキなども考慮すれば、半導体レーザから受
光器までの光伝搬経路において少なくとも30dB以上の損
失を見込む必要がある。
受信器および光ネットワークでは、光送受信器間の情報
伝送速度を高めたり、あるいは光送受信器の数を増やし
たりして大容量化することが、次の2つの理由により困
難であった。第1の理由は、半導体レーザから受光器に
至る光伝搬経路の損失が大きいためである。図11に示
す構成において、例えば光送信器1tの半導体レーザ1
1から光受信器1rの受光器14に至る経路では、スプ
リッタ100で6dBの分配損が生じ、光合流器13で6
dBの損失が生じる。この光ネットワーク構成法に従って
N×Nの光ネットワークを構成した場合には、スプリッ
タで分配損10・log N〔dB〕が生じ、光合流器で10・lo
g N〔dB〕の損失が生じる。このため、例えば16×16の
光ネットワークでは、スプリッタと光受信器とでそれぞ
れ少なくとも12dBの損失が生じることになる。さらに、
高速な半導体光強度変調器を用いるとすれば、現状では
5dB以上の損失が避けられない。したがって、接続損や
分配損バラツキなども考慮すれば、半導体レーザから受
光器までの光伝搬経路において少なくとも30dB以上の損
失を見込む必要がある。
【0009】一方、光受信感度はビットレートを上げる
と急激に悪化するが、半導体レーザの出力光パワーには
限界があるので、10Gb/s の光伝送システムで許容され
る光伝搬損失は高々30dB程度となり、これ以上の高速化
は困難であった。なお、この損失が大きいという問題
は、光ネットワーク全体の大容量化をも困難にしてい
る。すなわち、Nの増大に伴って損失が増加するため
に、収容可能な光送受信器数を大きく設計することが困
難であった。
と急激に悪化するが、半導体レーザの出力光パワーには
限界があるので、10Gb/s の光伝送システムで許容され
る光伝搬損失は高々30dB程度となり、これ以上の高速化
は困難であった。なお、この損失が大きいという問題
は、光ネットワーク全体の大容量化をも困難にしてい
る。すなわち、Nの増大に伴って損失が増加するため
に、収容可能な光送受信器数を大きく設計することが困
難であった。
【0010】第2の理由は、半導体レーザや受光器とい
った光電変換手段およびこれらに接続される電子回路に
おいて、10Gb/s を越える高速化自体が困難なためであ
る。それは、10Gb/s を越えるディジタル電子回路の実
現が、微細加工技術の限界や放熱技術の限界から多くの
困難を伴うためである。ところで、上述した第1の理由
を回避する手段として次の2つの方法が考えられる。
った光電変換手段およびこれらに接続される電子回路に
おいて、10Gb/s を越える高速化自体が困難なためであ
る。それは、10Gb/s を越えるディジタル電子回路の実
現が、微細加工技術の限界や放熱技術の限界から多くの
困難を伴うためである。ところで、上述した第1の理由
を回避する手段として次の2つの方法が考えられる。
【0011】第1の回避策は、図11において光変調器
アレイ120と光合流器13の代わりに4×1光スイッ
チを備え、光合流器13における合流損6dBを回避する
方法である。しかし、この4×1光スイッチは、オン/
オフを行えばよい単純な光断続手段とは異なり、その機
能を単一素子で実現することは難しい。また、比較的単
純な2×1光スイッチをツリー状に多段接続してN×1
光スイッチを構成することもできるが、損失の蓄積が著
しい。特に、光伝搬経路を頻繁に変更するために1μs
以下の切り替え速度が要求される場合には、光スイッチ
として半導体光素子が適しているが、この半導体光素子
で低損失のN×1光スイッチを実現することは困難であ
る。また、一般にN×1光スイッチではクロストークが
大きいという問題点もある。
アレイ120と光合流器13の代わりに4×1光スイッ
チを備え、光合流器13における合流損6dBを回避する
方法である。しかし、この4×1光スイッチは、オン/
オフを行えばよい単純な光断続手段とは異なり、その機
能を単一素子で実現することは難しい。また、比較的単
純な2×1光スイッチをツリー状に多段接続してN×1
光スイッチを構成することもできるが、損失の蓄積が著
しい。特に、光伝搬経路を頻繁に変更するために1μs
以下の切り替え速度が要求される場合には、光スイッチ
として半導体光素子が適しているが、この半導体光素子
で低損失のN×1光スイッチを実現することは困難であ
る。また、一般にN×1光スイッチではクロストークが
大きいという問題点もある。
【0012】第2の回避策は、光変調器121〜124
の代わりに半導体光増幅器を光断続手段として用い、光
変調器における損失を回避するのみならず、光増幅作用
によって光伝搬経路における損失を補償する方法であ
る。しかし、半導体光増幅器にはパターン効果と呼ばれ
る符号間干渉が存在し、数Gb/s 以上の信号光を扱うこ
とが困難であった。また、光増幅過程において自然放出
光(ASE)が信号光に付加されるので、信号対雑音比
が劣化する問題点もある。また、受光器の後段に配置さ
れる電気回路の雑音が大きい場合には、たとえ光増幅を
行っても光合流器によって損失を被ることにより受信感
度が劣化する。
の代わりに半導体光増幅器を光断続手段として用い、光
変調器における損失を回避するのみならず、光増幅作用
によって光伝搬経路における損失を補償する方法であ
る。しかし、半導体光増幅器にはパターン効果と呼ばれ
る符号間干渉が存在し、数Gb/s 以上の信号光を扱うこ
とが困難であった。また、光増幅過程において自然放出
光(ASE)が信号光に付加されるので、信号対雑音比
が劣化する問題点もある。また、受光器の後段に配置さ
れる電気回路の雑音が大きい場合には、たとえ光増幅を
行っても光合流器によって損失を被ることにより受信感
度が劣化する。
【0013】本発明は、以上の回避策では本質的な解決
にならないことから、新たな構成により光伝搬経路での
損失が少なく、光送受信器間の情報伝送やネットワーク
全体のスループットを容易に大容量化することができる
光受信器およびそれを用いた光ネットワークを提供する
ことを目的とする。
にならないことから、新たな構成により光伝搬経路での
損失が少なく、光送受信器間の情報伝送やネットワーク
全体のスループットを容易に大容量化することができる
光受信器およびそれを用いた光ネットワークを提供する
ことを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の光受信
器は、複数の波長多重光信号を入力してそれぞれオン/
オフする複数の光断続手段と、複数の光断続手段に接続
される複数の入力ポートを有し、波長多重光信号が入力
される入力ポートに応じて複数の出力ポートへ分波され
る波長が決まる波長ルータと、波長ルータの複数の出力
ポートに接続される複数の光受信手段とを備え、1つの
光断続手段をオンとし他の光断続手段をオフとする構成
である。
器は、複数の波長多重光信号を入力してそれぞれオン/
オフする複数の光断続手段と、複数の光断続手段に接続
される複数の入力ポートを有し、波長多重光信号が入力
される入力ポートに応じて複数の出力ポートへ分波され
る波長が決まる波長ルータと、波長ルータの複数の出力
ポートに接続される複数の光受信手段とを備え、1つの
光断続手段をオンとし他の光断続手段をオフとする構成
である。
【0015】請求項2に記載の光受信器は、さらに複数
の光受信手段に接続された並列信号処理手段を備える。
請求項3に記載の光ネットワークは、波長の異なる複数
の光信号を出力する光送信手段をそれぞれ有する複数の
光送信器と、光送信器から出力される複数の光信号を入
力して波長多重し、その波長多重光信号を複数に分配す
る各光送信器対応の複数の光分配手段と、複数の光分配
手段からそれぞれ出力される波長多重光信号を入力する
請求項1または請求項2に記載の光受信器とを備える。
すなわち、光受信器の複数の光断続手段には、相異なる
光送信器からの波長多重光信号がそれぞれ入力される構
成である。
の光受信手段に接続された並列信号処理手段を備える。
請求項3に記載の光ネットワークは、波長の異なる複数
の光信号を出力する光送信手段をそれぞれ有する複数の
光送信器と、光送信器から出力される複数の光信号を入
力して波長多重し、その波長多重光信号を複数に分配す
る各光送信器対応の複数の光分配手段と、複数の光分配
手段からそれぞれ出力される波長多重光信号を入力する
請求項1または請求項2に記載の光受信器とを備える。
すなわち、光受信器の複数の光断続手段には、相異なる
光送信器からの波長多重光信号がそれぞれ入力される構
成である。
【0016】以上示したように、本発明の第1の特徴
は、光送信器と光受信器との間において、波長の異なる
複数の光信号を並列に送受信するように構成したところ
にある。これにより、情報を並列展開して伝送すること
ができ、光信号1波あたりの情報伝送速度を抑えること
ができる。本発明の第2の特徴は、光受信器において、
各光送信器に対応する複数の光断続手段と、各波長に対
応する複数の光受信手段とを波長ルータを介して接続し
たところにある。
は、光送信器と光受信器との間において、波長の異なる
複数の光信号を並列に送受信するように構成したところ
にある。これにより、情報を並列展開して伝送すること
ができ、光信号1波あたりの情報伝送速度を抑えること
ができる。本発明の第2の特徴は、光受信器において、
各光送信器に対応する複数の光断続手段と、各波長に対
応する複数の光受信手段とを波長ルータを介して接続し
たところにある。
【0017】光送信器の各光送信手段から出力される複
数の光信号を波長多重し、各光受信器の対応する光断続
手段にそれぞれ入力することにより、ある1つの光送信
器から出力された複数の光信号を一括してオン/オフす
ることができる。そして、各光受信器の複数の光断続手
段の1つをオン状態とすることにより、特定の光送信器
からの波長多重光信号のみを選択し、さらに波長ルータ
によって分波されて複数の光受信手段に導かれる。ここ
で、光合流器ではなく波長ルータを用いたことにより、
N×1光スイッチを用いた場合と同様に合流損失を回避
することができる。
数の光信号を波長多重し、各光受信器の対応する光断続
手段にそれぞれ入力することにより、ある1つの光送信
器から出力された複数の光信号を一括してオン/オフす
ることができる。そして、各光受信器の複数の光断続手
段の1つをオン状態とすることにより、特定の光送信器
からの波長多重光信号のみを選択し、さらに波長ルータ
によって分波されて複数の光受信手段に導かれる。ここ
で、光合流器ではなく波長ルータを用いたことにより、
N×1光スイッチを用いた場合と同様に合流損失を回避
することができる。
【0018】このように、並列光伝送技術と光波長多重
技術を組み合わせることにより、光1波あたりの伝送速
度を低く抑え、かつ光伝搬経路における原理的な損失を
減らすことができる。これにより、光送受信器間の情報
転送や光ネットワーク全体のスループットを大容量化す
ることが可能となる。
技術を組み合わせることにより、光1波あたりの伝送速
度を低く抑え、かつ光伝搬経路における原理的な損失を
減らすことができる。これにより、光送受信器間の情報
転送や光ネットワーク全体のスループットを大容量化す
ることが可能となる。
【0019】
(第1の実施形態)図1は、本発明の光ネットワークお
よび光受信器の第1の実施形態を示す。ここでは、図1
1に示した従来例と同様に、簡単のために4×4ノンブ
ロッキング光スイッチの構成を示す。
よび光受信器の第1の実施形態を示す。ここでは、図1
1に示した従来例と同様に、簡単のために4×4ノンブ
ロッキング光スイッチの構成を示す。
【0020】図において、10t,20t,30t,4
0tは光送信器であり、それぞれ光送信手段としての多
波長半導体レーザアレイ110を含む。多波長半導体レ
ーザアレイ110は、互いに異なる波長λ1,λ2,λ
3,λ4で発振する半導体レーザ(LD)111〜11
4から構成され、それぞれ異なるデータで直接変調され
る。
0tは光送信器であり、それぞれ光送信手段としての多
波長半導体レーザアレイ110を含む。多波長半導体レ
ーザアレイ110は、互いに異なる波長λ1,λ2,λ
3,λ4で発振する半導体レーザ(LD)111〜11
4から構成され、それぞれ異なるデータで直接変調され
る。
【0021】10r,20r,30r,40rは光受信
器であり、それぞれ光断続手段としての光変調器アレイ
120,波長ルータとしてのアレイ導波路光合分波器1
30,光受信手段としての受光器アレイ140を含む。
光変調器アレイ120は、各光送信器に対応する4台の
光変調器121〜124から構成される。受光器アレイ
140は、アレイ導波路光合分波器130の各出力ポー
トに対応する4台の受光器141〜144から構成され
る。
器であり、それぞれ光断続手段としての光変調器アレイ
120,波長ルータとしてのアレイ導波路光合分波器1
30,光受信手段としての受光器アレイ140を含む。
光変調器アレイ120は、各光送信器に対応する4台の
光変調器121〜124から構成される。受光器アレイ
140は、アレイ導波路光合分波器130の各出力ポー
トに対応する4台の受光器141〜144から構成され
る。
【0022】図2は、アレイ導波路光合分波器130の
構成を示す。アレイ導波路光合分波器130は、4台の
光変調器121〜124に対応する4つの入力ポートI
1〜I4を有する入力導波路アレイ131、入力側スラ
ブ導波路132、所定の導波路長差で並んだ導波路アレ
イ133、出力側スラブ導波路134、4台の受光器1
41〜144に対応する4つの出力ポートJ1〜J4を
有する出力導波路アレイ135が縦続に接続された構成
である。
構成を示す。アレイ導波路光合分波器130は、4台の
光変調器121〜124に対応する4つの入力ポートI
1〜I4を有する入力導波路アレイ131、入力側スラ
ブ導波路132、所定の導波路長差で並んだ導波路アレ
イ133、出力側スラブ導波路134、4台の受光器1
41〜144に対応する4つの出力ポートJ1〜J4を
有する出力導波路アレイ135が縦続に接続された構成
である。
【0023】図3は、アレイ導波路光合分波器130の
入出力ポート間の波長ルーチング特性を示す。例えば、
波長λ1〜λ4の4波の波長多重光信号が入力ポートI
1に入力された場合には、波長λ1,λ2,λ3,λ4
の光信号は分波されて出力ポートJ1,J2,J3,J
4からそれぞれ出力される。このときの分波損失は原理
的には3dB以下である。(参考文献: H.Takahashi, et
al., "TransmissionCharacteristics of arrayed-wave
guide N×N wavelength multiplexer",IEEE J. Light
wave Technol., vol.13, no.3, pp.447-455, 1995) 。
入出力ポート間の波長ルーチング特性を示す。例えば、
波長λ1〜λ4の4波の波長多重光信号が入力ポートI
1に入力された場合には、波長λ1,λ2,λ3,λ4
の光信号は分波されて出力ポートJ1,J2,J3,J
4からそれぞれ出力される。このときの分波損失は原理
的には3dB以下である。(参考文献: H.Takahashi, et
al., "TransmissionCharacteristics of arrayed-wave
guide N×N wavelength multiplexer",IEEE J. Light
wave Technol., vol.13, no.3, pp.447-455, 1995) 。
【0024】図1において、各光送信器と各光受信器と
の間はスター状に光配線されている。すなわち、光送信
器10tの多波長半導体レーザアレイ110の出力は、
光ファイバを介して4×4スターカプラ101に入力さ
れ、合波されたのちに波長多重光信号として4分配さ
れ、光受信器10r,20r,30r,40rの光変調
器121にそれぞれ入力される。光送信器20t,30
t,40tの多波長半導体レーザアレイ110の出力に
ついても同様であり、4×4スターカプラ201,30
1,401を介して光受信器10r,20r,30r,
40rのそれぞれ対応する光変調器122〜124に入
力される。
の間はスター状に光配線されている。すなわち、光送信
器10tの多波長半導体レーザアレイ110の出力は、
光ファイバを介して4×4スターカプラ101に入力さ
れ、合波されたのちに波長多重光信号として4分配さ
れ、光受信器10r,20r,30r,40rの光変調
器121にそれぞれ入力される。光送信器20t,30
t,40tの多波長半導体レーザアレイ110の出力に
ついても同様であり、4×4スターカプラ201,30
1,401を介して光受信器10r,20r,30r,
40rのそれぞれ対応する光変調器122〜124に入
力される。
【0025】本実施形態の光ネットワークでは、4×4
ノンブロッキング光スイッチングが、各光受信器の光変
調器アレイ120を操作することにより分散的に実現さ
れる。各光受信器において、光変調器アレイ120を構
成する4台の光変調器121〜124のうち、いずれか
1台のみを光を透過する状態(オン状態)とし、他の3
台を光を遮断する状態(オフ状態)とすればよい。
ノンブロッキング光スイッチングが、各光受信器の光変
調器アレイ120を操作することにより分散的に実現さ
れる。各光受信器において、光変調器アレイ120を構
成する4台の光変調器121〜124のうち、いずれか
1台のみを光を透過する状態(オン状態)とし、他の3
台を光を遮断する状態(オフ状態)とすればよい。
【0026】以下、光受信器10rにおいて光変調器1
21をON状態とした場合について説明する。このと
き、光変調器121に接続されたアレイ導波路光合分波
器130の入力ポートI1には、光送信器10tの多波
長半導体レーザアレイ110から出力された波長λ1〜
λ4の光信号が波長多重光信号となって入力される。ア
レイ導波路光合分波器130では、図3に示す波長ルー
チング特性に従って波長λ1,λ2,λ3,λ4の光信
号をそれぞれ出力ポートJ1,J2,J3,J4へルー
チングし、受光器141,142,143,144へ導
く。これにより、光送信器10tの多波長半導体レーザ
アレイ110からの4波の並列光信号が光受信器10r
の受光器アレイ140によりすべて受信され、光送信器
10tから光受信器10rへの4並列光伝送が実現され
る。
21をON状態とした場合について説明する。このと
き、光変調器121に接続されたアレイ導波路光合分波
器130の入力ポートI1には、光送信器10tの多波
長半導体レーザアレイ110から出力された波長λ1〜
λ4の光信号が波長多重光信号となって入力される。ア
レイ導波路光合分波器130では、図3に示す波長ルー
チング特性に従って波長λ1,λ2,λ3,λ4の光信
号をそれぞれ出力ポートJ1,J2,J3,J4へルー
チングし、受光器141,142,143,144へ導
く。これにより、光送信器10tの多波長半導体レーザ
アレイ110からの4波の並列光信号が光受信器10r
の受光器アレイ140によりすべて受信され、光送信器
10tから光受信器10rへの4並列光伝送が実現され
る。
【0027】同様に、光受信器10rの光変調器アレイ
120において、他の光変調器122,123,124
のいずれかをオン状態にすれば、それぞれ光送信器20
t,30t,40tからの4並列光伝送が実現される。
また、他の光受信器においてそれぞれの光変調器アレイ
を操作することにより同様の4並列光伝送が実現され
る。このようにして、4並列光伝送チャネルについての
4×4ノンブロッキング光スイッチングが、光受信器あ
たり4個の光断続手段(ここでは光変調器)によって実
現される。
120において、他の光変調器122,123,124
のいずれかをオン状態にすれば、それぞれ光送信器20
t,30t,40tからの4並列光伝送が実現される。
また、他の光受信器においてそれぞれの光変調器アレイ
を操作することにより同様の4並列光伝送が実現され
る。このようにして、4並列光伝送チャネルについての
4×4ノンブロッキング光スイッチングが、光受信器あ
たり4個の光断続手段(ここでは光変調器)によって実
現される。
【0028】ここで、光送信器10tから光受信器10
rへの4並列光伝送チャネルが設定された場合につい
て、光伝搬経路における損失を考える。多波長半導体レ
ーザアレイ110からの光信号は、4×4スターカプラ
101で合波および4分配される際に6dBの分配損を被
る。その後、光変調器121を介してアレイ導波路光合
分波器130を通過するが、アレイ導波路光合分波器1
30における原理的な損失は3dB以下である。すなわ
ち、従来構成では光受信器内の光合流器において6dBの
損失が不可避であったが、本実施形態の構成により3dB
だけ損失を減らすことができる。さらに、光送受信器間
の情報伝送容量が従来構成と同一の10Gb/s とすると、
本実施形態では 2.5Gb/s の4並列光伝送でよいので、
光受信感度は少なくとも6dBは改善される。したがっ
て、本実施形態は従来構成に比べて等価的に9dBのパワ
ーバジェット改善が見込まれる。
rへの4並列光伝送チャネルが設定された場合につい
て、光伝搬経路における損失を考える。多波長半導体レ
ーザアレイ110からの光信号は、4×4スターカプラ
101で合波および4分配される際に6dBの分配損を被
る。その後、光変調器121を介してアレイ導波路光合
分波器130を通過するが、アレイ導波路光合分波器1
30における原理的な損失は3dB以下である。すなわ
ち、従来構成では光受信器内の光合流器において6dBの
損失が不可避であったが、本実施形態の構成により3dB
だけ損失を減らすことができる。さらに、光送受信器間
の情報伝送容量が従来構成と同一の10Gb/s とすると、
本実施形態では 2.5Gb/s の4並列光伝送でよいので、
光受信感度は少なくとも6dBは改善される。したがっ
て、本実施形態は従来構成に比べて等価的に9dBのパワ
ーバジェット改善が見込まれる。
【0029】一般的には、N波長半導体レーザアレイ、
N×Nスターカプラ、N×Nアレイ導波路光合分波器を
用いて、N並列伝送チャネル用のN×Nの光ネットワー
クが構成できる。このとき、従来構成では原理的に 10・logN+10・logN〔dB〕 の損失が不可避であったが、本発明の光ネットワークで
は 10・logN+3〔dB〕 以下の損失となる。すなわち、光受信器において(10・
logN−3)〔dB〕の損失改善が得られる。さらに、光送
受信器間の情報伝送容量一定の条件下では、N並列伝送
により光受信感度が10・log N〔dB〕だけ改善される。
N×Nスターカプラ、N×Nアレイ導波路光合分波器を
用いて、N並列伝送チャネル用のN×Nの光ネットワー
クが構成できる。このとき、従来構成では原理的に 10・logN+10・logN〔dB〕 の損失が不可避であったが、本発明の光ネットワークで
は 10・logN+3〔dB〕 以下の損失となる。すなわち、光受信器において(10・
logN−3)〔dB〕の損失改善が得られる。さらに、光送
受信器間の情報伝送容量一定の条件下では、N並列伝送
により光受信感度が10・log N〔dB〕だけ改善される。
【0030】たとえばN=16の場合には、本発明により
光受信器における原理的な損失を9dB低減でき、また光
送受信器間の情報伝送容量一定の条件下で光受信感度を
12dB改善できるので、等価的には損失を21dB改善するこ
とができる。16×16の光ネットワークを構成する場合
に、従来構成では光伝搬損失が30dBにも及び、光送受信
器間の情報伝送容量は10Gb/s 程度に制限されていた。
それに対して、本実施形態の構成では光伝搬損失が9dB
改善されて21dB程度になるとともに、半導体レーザあた
り10Gb/s の変調を行った場合には16並列光伝送によ
り、光送受信器間の情報伝送容量は 160Gb/s となる。
また、このときの光ネットワーク全体のスループットは
2.5Tb/s にもなる。
光受信器における原理的な損失を9dB低減でき、また光
送受信器間の情報伝送容量一定の条件下で光受信感度を
12dB改善できるので、等価的には損失を21dB改善するこ
とができる。16×16の光ネットワークを構成する場合
に、従来構成では光伝搬損失が30dBにも及び、光送受信
器間の情報伝送容量は10Gb/s 程度に制限されていた。
それに対して、本実施形態の構成では光伝搬損失が9dB
改善されて21dB程度になるとともに、半導体レーザあた
り10Gb/s の変調を行った場合には16並列光伝送によ
り、光送受信器間の情報伝送容量は 160Gb/s となる。
また、このときの光ネットワーク全体のスループットは
2.5Tb/s にもなる。
【0031】このように本実施形態では、光送受信器間
の情報転送や光ネットワーク全体の容量を従来技術の限
界を越えて大容量化することができる。さらに、本実施
形態では、多波長半導体レーザアレイ中の各半導体レー
ザの発振波長、およびアレイ導波路光合分波器の波長合
分波特性を時間的に変化させる必要がない特徴がある。
すなわち、本実施形態では光変調器アレイの択一的な動
作を除けば、各半導体レーザおよびアレイ導波路光合分
波器は完全に並列動作しており、極めて容易に制御する
ことができる。
の情報転送や光ネットワーク全体の容量を従来技術の限
界を越えて大容量化することができる。さらに、本実施
形態では、多波長半導体レーザアレイ中の各半導体レー
ザの発振波長、およびアレイ導波路光合分波器の波長合
分波特性を時間的に変化させる必要がない特徴がある。
すなわち、本実施形態では光変調器アレイの択一的な動
作を除けば、各半導体レーザおよびアレイ導波路光合分
波器は完全に並列動作しており、極めて容易に制御する
ことができる。
【0032】(第1の実施形態の変形1)第1の実施形
態では、各光送信器において波長の異なる複数の光信号
を出力する光送信手段として、直接変調方式をとる多波
長半導体レーザアレイ110を用いているが、これに限
定されるものではない。たとえば、波長λ1〜λ4の多
波長半導体レーザアレイを1つ備え、その出力を各光送
信器に分配し、各光送信器には多波長半導体レーザアレ
イの代わりに光強度変調器アレイを配置し、外部変調方
式によって光信号を生成してもよい。
態では、各光送信器において波長の異なる複数の光信号
を出力する光送信手段として、直接変調方式をとる多波
長半導体レーザアレイ110を用いているが、これに限
定されるものではない。たとえば、波長λ1〜λ4の多
波長半導体レーザアレイを1つ備え、その出力を各光送
信器に分配し、各光送信器には多波長半導体レーザアレ
イの代わりに光強度変調器アレイを配置し、外部変調方
式によって光信号を生成してもよい。
【0033】(第1の実施形態の変形2)第1の実施形
態では、各光送信器の多波長半導体レーザアレイから対
応するスターカプラまではファイバアレイにより並列光
伝送を行っているが、各光送信器内に低損失の光合波器
を備え、波長多重光信号として出力するようにしてもよ
い。この場合には、ファイバ本数を減らすことができる
とともに、スターカプラの代わりに従来構成と同様のス
プリッタを用いることができる。また、並列伝送される
複数の光信号がファイバアレイではなく、単一の光ファ
イバ中を伝搬することになるので、並列光信号間でのス
キューが低減される利点がある。
態では、各光送信器の多波長半導体レーザアレイから対
応するスターカプラまではファイバアレイにより並列光
伝送を行っているが、各光送信器内に低損失の光合波器
を備え、波長多重光信号として出力するようにしてもよ
い。この場合には、ファイバ本数を減らすことができる
とともに、スターカプラの代わりに従来構成と同様のス
プリッタを用いることができる。また、並列伝送される
複数の光信号がファイバアレイではなく、単一の光ファ
イバ中を伝搬することになるので、並列光信号間でのス
キューが低減される利点がある。
【0034】(第1の実施形態の変形3)図1におい
て、複数の光分配手段である4×4スターカプラ10
1,201,301,401をそれぞれ光送信器10
t,20t,30t,40tの近傍に配置してもよい。
さらに、図1において、光受信器10r,20r,30
r,40r内に配置された光変調器アレイ120を光送
信器10t,20t,30t,40tの近傍に配置して
もよい。これらは、光伝搬経路中のデバイスの位置をず
らしただけでありトポロジ的には同一であるが、各光送
信器と各光受信器との間はスター状ではなくフルメッシ
ュ状に光ファイバが配線されることになる。
て、複数の光分配手段である4×4スターカプラ10
1,201,301,401をそれぞれ光送信器10
t,20t,30t,40tの近傍に配置してもよい。
さらに、図1において、光受信器10r,20r,30
r,40r内に配置された光変調器アレイ120を光送
信器10t,20t,30t,40tの近傍に配置して
もよい。これらは、光伝搬経路中のデバイスの位置をず
らしただけでありトポロジ的には同一であるが、各光送
信器と各光受信器との間はスター状ではなくフルメッシ
ュ状に光ファイバが配線されることになる。
【0035】(第1の実施形態の変形4)第1の実施形
態では、各光受信器において複数の光断続手段として光
変調器アレイ120を用いているが、その代わりに半導
体光増幅器アレイを用いてもよい。この場合には、光増
幅作用によって光伝搬経路における損失を補償できる。
また、従来構成とは異なって各光増幅器には波長多重さ
れた複数の光信号が同時に入射されるのでパターン効果
は抑圧され、高速の光信号を扱うことができる。また、
光増幅器で発生する自然放出光は、次段の波長ルータ
(アレイ導波路光合分波器130)で大部分が阻止され
るので、信号光受信時のSN比の低下も少ない。光断続
手段としては、その他にも光送受信器間の光伝送チャネ
ル設定変更頻度が低い場合に、メカニカル光スイッチ、
熱光学効果を用いた導波路光スイッチ、液晶光シャッタ
等を用いることができる。
態では、各光受信器において複数の光断続手段として光
変調器アレイ120を用いているが、その代わりに半導
体光増幅器アレイを用いてもよい。この場合には、光増
幅作用によって光伝搬経路における損失を補償できる。
また、従来構成とは異なって各光増幅器には波長多重さ
れた複数の光信号が同時に入射されるのでパターン効果
は抑圧され、高速の光信号を扱うことができる。また、
光増幅器で発生する自然放出光は、次段の波長ルータ
(アレイ導波路光合分波器130)で大部分が阻止され
るので、信号光受信時のSN比の低下も少ない。光断続
手段としては、その他にも光送受信器間の光伝送チャネ
ル設定変更頻度が低い場合に、メカニカル光スイッチ、
熱光学効果を用いた導波路光スイッチ、液晶光シャッタ
等を用いることができる。
【0036】(第1の実施形態の変形5)第1の実施形
態では、波長ルータとして図3に示す波長ルーチング特
性を有するアレイ導波路光合分波器130を用いている
が、図4に示す複数の光分波器51〜54および複数の
光合波器55〜58を組み合わせて構成しても同様の機
能を実現できる。光分波器51〜54と光合波器55〜
58との間の配線は図3に示す波長ルーチング特性に対
応するものである。
態では、波長ルータとして図3に示す波長ルーチング特
性を有するアレイ導波路光合分波器130を用いている
が、図4に示す複数の光分波器51〜54および複数の
光合波器55〜58を組み合わせて構成しても同様の機
能を実現できる。光分波器51〜54と光合波器55〜
58との間の配線は図3に示す波長ルーチング特性に対
応するものである。
【0037】(第1の実施形態の変形6)波長ルータの
波長ルーチング特性は図3に示す特性に限定されるもの
ではなく、たとえば図5に示す特性でも同様の光受信器
および光ネットワークを構成することができる。なお、
図3および図5に示すように、同一行または同一列にす
べて異なる記号(ここではλ1〜λ4)が配される行列
はラテン方陣と呼ばれ、他にも多数存在することが知ら
れており(参考文献: R. Barry, et al., "LatinRoute
rs, Desine and Implementation", IEEE J.Lightwave T
echnol., vol.11,no.5/6, pp.891-899, 1993) 、そのい
ずれを用いてもよい。
波長ルーチング特性は図3に示す特性に限定されるもの
ではなく、たとえば図5に示す特性でも同様の光受信器
および光ネットワークを構成することができる。なお、
図3および図5に示すように、同一行または同一列にす
べて異なる記号(ここではλ1〜λ4)が配される行列
はラテン方陣と呼ばれ、他にも多数存在することが知ら
れており(参考文献: R. Barry, et al., "LatinRoute
rs, Desine and Implementation", IEEE J.Lightwave T
echnol., vol.11,no.5/6, pp.891-899, 1993) 、そのい
ずれを用いてもよい。
【0038】さらに、波長ルータとしてラテン方陣を満
たさない特性、例えば図6に示すような特性のものを用
いても、同様の効果を有する光受信器および光ネットワ
ークを構成することができる。ただし、この場合にはそ
の波長ルーチング特性に合わせて、多波長半導体レーザ
アレイの送信波長を光送信器ごとに一部異なるようにプ
リセットする必要がある。
たさない特性、例えば図6に示すような特性のものを用
いても、同様の効果を有する光受信器および光ネットワ
ークを構成することができる。ただし、この場合にはそ
の波長ルーチング特性に合わせて、多波長半導体レーザ
アレイの送信波長を光送信器ごとに一部異なるようにプ
リセットする必要がある。
【0039】(第1の実施形態の変形7)第1の実施形
態では、光送受信器間の情報伝送における並列度と収容
可能な最大光送受信器数とが等しい場合を示したが、こ
れに限定されるものではない。例えば、4並列光伝送を
行う2×2光ネットワークは、各光送信器を4波長半導
体レーザアレイで構成し、各光受信器を2個の光変調器
からなる光変調器アレイと、2×4アレイ導波路光合分
波器と、4個の受光器からなる受光器アレイとで構成
し、各光送受信器間を複数の4×2スターカプラを用い
て接続すればよい。このとき、2×4アレイ導波路光合
分波器としては、例えば図5の波長ルーチング特性を有
する4×4アレイ導波路光合分波器の入力ポートI2,
I3と出力ポートJ1〜J4を用いればよい。
態では、光送受信器間の情報伝送における並列度と収容
可能な最大光送受信器数とが等しい場合を示したが、こ
れに限定されるものではない。例えば、4並列光伝送を
行う2×2光ネットワークは、各光送信器を4波長半導
体レーザアレイで構成し、各光受信器を2個の光変調器
からなる光変調器アレイと、2×4アレイ導波路光合分
波器と、4個の受光器からなる受光器アレイとで構成
し、各光送受信器間を複数の4×2スターカプラを用い
て接続すればよい。このとき、2×4アレイ導波路光合
分波器としては、例えば図5の波長ルーチング特性を有
する4×4アレイ導波路光合分波器の入力ポートI2,
I3と出力ポートJ1〜J4を用いればよい。
【0040】例えば、2並列光伝送を行う4×4光ネッ
トワークは、各光送信器を2波長半導体レーザアレイで
構成し、各光受信器を4個の光変調器からなる光変調器
アレイと、4×2アレイ導波路光合分波器と、2個の受
光器からなる受光器アレイとで構成し、各光送受信器間
を複数の2×4スターカプラを用いて接続すればよい。
このとき、4×2アレイ導波路光合分波器としては、例
えば図7の波長ルーチング特性を有する4×4アレイ導
波路光合分波器の入力ポートI1〜I4と出力ポートJ
2,J3を用いればよい。図7の特性を示す4×4アレ
イ導波路光合分波器は、複数次のアレイ導波路回折光を
同時に取り出せるように構成することで実現できる。こ
こでは、K+1次回折光、K次回折光、K+1次回折光
が利用される。あるいは、図3に示す波長ルーチング特
性を有するアレイ導波路光合分波器を用いても、多波長
半導体レーザアレイの送信波長を光送信器ごとに一部異
なるようにプリセットすれば、2並列光伝送を行う4×
4光ネットワークを構成することができる。
トワークは、各光送信器を2波長半導体レーザアレイで
構成し、各光受信器を4個の光変調器からなる光変調器
アレイと、4×2アレイ導波路光合分波器と、2個の受
光器からなる受光器アレイとで構成し、各光送受信器間
を複数の2×4スターカプラを用いて接続すればよい。
このとき、4×2アレイ導波路光合分波器としては、例
えば図7の波長ルーチング特性を有する4×4アレイ導
波路光合分波器の入力ポートI1〜I4と出力ポートJ
2,J3を用いればよい。図7の特性を示す4×4アレ
イ導波路光合分波器は、複数次のアレイ導波路回折光を
同時に取り出せるように構成することで実現できる。こ
こでは、K+1次回折光、K次回折光、K+1次回折光
が利用される。あるいは、図3に示す波長ルーチング特
性を有するアレイ導波路光合分波器を用いても、多波長
半導体レーザアレイの送信波長を光送信器ごとに一部異
なるようにプリセットすれば、2並列光伝送を行う4×
4光ネットワークを構成することができる。
【0041】(第1の実施形態の変形8,その他)第1
の実施形態では、すべての光送受信器間に並列光伝送チ
ャネルを設定できるように構成しているが、あらかじめ
特定の光送受信器間では通信を行う必要がないことが判
明している場合には、スターカプラにおける分配数およ
び光断続手段の個数を減らすことができる。
の実施形態では、すべての光送受信器間に並列光伝送チ
ャネルを設定できるように構成しているが、あらかじめ
特定の光送受信器間では通信を行う必要がないことが判
明している場合には、スターカプラにおける分配数およ
び光断続手段の個数を減らすことができる。
【0042】さらに、第1の実施形態では、光送信器と
光受信器の個数が等しい場合を示しているが、例えば情
報発信の必要がない光送信器を削除したり、情報受信の
必要がない光受信器を削除してもよい。すなわち、光送
信器と光受信器の個数が必ずしも一致していなくてもよ
い。また、光送受信器間で並列伝送されるうちの1ない
し複数の通信路を、例えばクロック情報や制御情報を伝
送するために利用してもよい。その一例として、図1の
構成において、2ビット並列信号とパリティ信号とクロ
ック信号とからなる4ビット並列信号伝送用の光ネット
ワークとした場合について、以下第2の実施形態として
説明する。
光受信器の個数が等しい場合を示しているが、例えば情
報発信の必要がない光送信器を削除したり、情報受信の
必要がない光受信器を削除してもよい。すなわち、光送
信器と光受信器の個数が必ずしも一致していなくてもよ
い。また、光送受信器間で並列伝送されるうちの1ない
し複数の通信路を、例えばクロック情報や制御情報を伝
送するために利用してもよい。その一例として、図1の
構成において、2ビット並列信号とパリティ信号とクロ
ック信号とからなる4ビット並列信号伝送用の光ネット
ワークとした場合について、以下第2の実施形態として
説明する。
【0043】(第2の実施形態)図8は、本発明の光ネ
ットワークの第2の実施形態を示す。ここでは、図1の
各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施形態の特徴は、各光送信器にそれぞれ符
号器15およびマトリクススイッチ16を備え、各光受
信器にフリップフロップ17および復号器18を備え、
さらに便宜上、光送信器および光受信を合わせてモジュ
ール10′,20′,30′,40′としたところにあ
る。
ットワークの第2の実施形態を示す。ここでは、図1の
各部に対応する部分には同一符号を付し、その説明を省
略する。本実施形態の特徴は、各光送信器にそれぞれ符
号器15およびマトリクススイッチ16を備え、各光受
信器にフリップフロップ17および復号器18を備え、
さらに便宜上、光送信器および光受信を合わせてモジュ
ール10′,20′,30′,40′としたところにあ
る。
【0044】各モジュール間では、2並列送信データに
クロックと誤り検出用のパリティを付加した4並列デー
タが伝送される。例えばモジュール10′では、2並列
送信データはクロックに同期した符号器15でパリティ
信号が付加された3並列データとなり、クロックと合わ
せた4系列のデータ列がマトリクススイッチ16に入力
される。ここで、マトリクススイッチ16は、入力され
た4系列のデータ列を4台の半導体レーザ111〜11
4に振り分ける。このとき、各モジュールのマトリクス
スイッチ16内の配線は図9のように固定的に設定され
るものとする。すなわち、クロック信号は、モジュール
10′では波長λ1の光信号となり、モジュール20′
では波長λ4の光信号となり、モジュール30′では波
長λ3の光信号となり、モジュール40′では波長λ2
の光信号となる。
クロックと誤り検出用のパリティを付加した4並列デー
タが伝送される。例えばモジュール10′では、2並列
送信データはクロックに同期した符号器15でパリティ
信号が付加された3並列データとなり、クロックと合わ
せた4系列のデータ列がマトリクススイッチ16に入力
される。ここで、マトリクススイッチ16は、入力され
た4系列のデータ列を4台の半導体レーザ111〜11
4に振り分ける。このとき、各モジュールのマトリクス
スイッチ16内の配線は図9のように固定的に設定され
るものとする。すなわち、クロック信号は、モジュール
10′では波長λ1の光信号となり、モジュール20′
では波長λ4の光信号となり、モジュール30′では波
長λ3の光信号となり、モジュール40′では波長λ2
の光信号となる。
【0045】一方、各モジュールの受光器アレイ140
の受光器141には、光変調器アレイ120でどのモジ
ュールからの波長多重光信号を選択したとしても、各モ
ジュールのマトリクススイッチ16を図9のように設定
することにより必ずクロック信号が受信される。例えば
モジュール10′では、受光器141でクロック信号が
受信され、このクロックを用いてフリップフロップ17
は受光器142〜144で受信された3並列信号を一括
して識別再生する。ここで、受光器144で受信される
のは、クロック信号の場合と同様に必ずパリティ信号で
あるので、復号器18ではこれを用いて2並列信号のパ
リティチェックによる誤り検出を行う。これにより、誤
りのない2並列信号とクロックとがモジュール10′の
受信データとして出力される。
の受光器141には、光変調器アレイ120でどのモジ
ュールからの波長多重光信号を選択したとしても、各モ
ジュールのマトリクススイッチ16を図9のように設定
することにより必ずクロック信号が受信される。例えば
モジュール10′では、受光器141でクロック信号が
受信され、このクロックを用いてフリップフロップ17
は受光器142〜144で受信された3並列信号を一括
して識別再生する。ここで、受光器144で受信される
のは、クロック信号の場合と同様に必ずパリティ信号で
あるので、復号器18ではこれを用いて2並列信号のパ
リティチェックによる誤り検出を行う。これにより、誤
りのない2並列信号とクロックとがモジュール10′の
受信データとして出力される。
【0046】以上示した第2の実施形態では、クロック
信号およびパリティ信号を付加した並列光伝送をモジュ
ール間で行うことにより、第1の実施形態の利点に加え
て、クロック抽出や高速位相同期用の複雑な回路を不要
とするか、または個数を削減することが可能となる。す
なわち、並列信号の一括識別再生やパリティ信号による
誤り検出といった並列信号処理手段を備えることによ
り、低コストでかつ信頼性の高い光ネットワークを構成
することができる(請求項2)。
信号およびパリティ信号を付加した並列光伝送をモジュ
ール間で行うことにより、第1の実施形態の利点に加え
て、クロック抽出や高速位相同期用の複雑な回路を不要
とするか、または個数を削減することが可能となる。す
なわち、並列信号の一括識別再生やパリティ信号による
誤り検出といった並列信号処理手段を備えることによ
り、低コストでかつ信頼性の高い光ネットワークを構成
することができる(請求項2)。
【0047】(第2の実施形態の変形1)第2の実施形
態では、受光器141で受信したクロック信号をそのま
まフリップフロップ17のクロック信号として利用して
いるが、位相同期回路(PLL)等を用いてさらに安定
したクロック信号を再生してからフリップフロップ17
に供給してもよい。また、クロック信号を伝送せず、タ
イミング抽出回路を設ける構成でもよい。すなわち、受
信した4並列光信号のうちの1つからタイミング抽出を
行ってクロック信号を再生し、他の並列光信号ともども
一括して識別再生(並列信号処理)してもよい。なお、
並列光信号間でのスキューが問題になる場合には、信号
ごとにクロック位相調整等を行う必要があるが、この場
合にも基準となるクロック信号は並列信号のうちの一部
から再生して利用するので、並列信号処理の一形態とし
てとらえることができる。
態では、受光器141で受信したクロック信号をそのま
まフリップフロップ17のクロック信号として利用して
いるが、位相同期回路(PLL)等を用いてさらに安定
したクロック信号を再生してからフリップフロップ17
に供給してもよい。また、クロック信号を伝送せず、タ
イミング抽出回路を設ける構成でもよい。すなわち、受
信した4並列光信号のうちの1つからタイミング抽出を
行ってクロック信号を再生し、他の並列光信号ともども
一括して識別再生(並列信号処理)してもよい。なお、
並列光信号間でのスキューが問題になる場合には、信号
ごとにクロック位相調整等を行う必要があるが、この場
合にも基準となるクロック信号は並列信号のうちの一部
から再生して利用するので、並列信号処理の一形態とし
てとらえることができる。
【0048】(第2の実施形態の変形2)第2の実施形
態では、並列信号処理手段として一括識別再生用のフリ
ップフロップ17および誤り検出用の復号器18を用い
ているが、例えば並列信号間のスキュー低減用の符号化
を行った信号を復号するための復号器などを用いてもよ
い。
態では、並列信号処理手段として一括識別再生用のフリ
ップフロップ17および誤り検出用の復号器18を用い
ているが、例えば並列信号間のスキュー低減用の符号化
を行った信号を復号するための復号器などを用いてもよ
い。
【0049】(第2の実施形態の変形3)第2の実施形
態では、受光器141が通信の相手先モジュールによら
ず常にクロック信号を受信するように、送信側でマトリ
クススイッチ16を用いてクロック信号の送信波長を選
択しているが、受信側の受光器アレイ140とフリップ
フロップ17との間にマトリクススイッチを備えて切り
替えてもよい。ただし、この場合には、光変調器アレイ
120における通信相手先の切り替えに応じてマトリク
ススイッチの設定を変更する必要がある。
態では、受光器141が通信の相手先モジュールによら
ず常にクロック信号を受信するように、送信側でマトリ
クススイッチ16を用いてクロック信号の送信波長を選
択しているが、受信側の受光器アレイ140とフリップ
フロップ17との間にマトリクススイッチを備えて切り
替えてもよい。ただし、この場合には、光変調器アレイ
120における通信相手先の切り替えに応じてマトリク
ススイッチの設定を変更する必要がある。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光受信器
およびそれを用いた光ネットワークは、複数の光送受信
器を接続した光ネットワークにおいて並列光伝送技術と
光波長多重技術を組み合わせることにより、光受信器に
おける損失を大幅に低減させることができる。さらに、
光1波あたりの情報伝送速度を低く抑えることができ、
光送受信器間の情報転送や光ネットワーク全体のスルー
プットを大容量化することが可能になる。
およびそれを用いた光ネットワークは、複数の光送受信
器を接続した光ネットワークにおいて並列光伝送技術と
光波長多重技術を組み合わせることにより、光受信器に
おける損失を大幅に低減させることができる。さらに、
光1波あたりの情報伝送速度を低く抑えることができ、
光送受信器間の情報転送や光ネットワーク全体のスルー
プットを大容量化することが可能になる。
【図1】本発明の光ネットワークおよび光受信器の第1
の実施形態を示す図。
の実施形態を示す図。
【図2】アレイ導波路光合分波器の構成を示す図。
【図3】アレイ導波路光合分波器の波長ルーチング特性
を示す図。
を示す図。
【図4】図3の波長ルーチング特性を有する他の波長ル
ータの構成を示す図。
ータの構成を示す図。
【図5】他の波長ルーチング特性の例を示す図。
【図6】他の波長ルーチング特性の例を示す図。
【図7】4×2アレイ導波路光合分波器が有する波長ル
ーチング特性の例を示す図。
ーチング特性の例を示す図。
【図8】本発明の光ネットワークの第2の実施形態を示
す
す
【図9】各モジュールのマトリクススイッチの設定状態
を示す図。
を示す図。
【図10】大容量ATM交換機のアーキテクチャを説明
する図。
する図。
【図11】従来の光受信器および光ネットワークの構成
を示す図。
を示す図。
1t,2t,3t,4t,10t,20t,30t,4
0t 光送信器 1r,2r,3r,4r,10r,20r,30r,4
0r 光受信器 10′,20′,30′,40′ モジュール 11 半導体レーザ 13 光合流器 14 受光器 15 符号器 16 マトリクススイッチ 17 フリップフロップ 18 復号器 100,200,300,400 スプリッタ 101,201,301,401 4×4スターカプラ 110 多波長半導体レーザアレイ 111,112,113,114 半導体レーザ 120 光変調器アレイ 121,122,123,124 光変調器 130 アレイ導波路光合分波器 131 入力導波路アレイ 132 入力側スラブ導波路 133 導波路アレイ 134 出力側スラブ導波路 135 出力導波路アレイ 140 受光器アレイ 141,142,143,144 受光器
0t 光送信器 1r,2r,3r,4r,10r,20r,30r,4
0r 光受信器 10′,20′,30′,40′ モジュール 11 半導体レーザ 13 光合流器 14 受光器 15 符号器 16 マトリクススイッチ 17 フリップフロップ 18 復号器 100,200,300,400 スプリッタ 101,201,301,401 4×4スターカプラ 110 多波長半導体レーザアレイ 111,112,113,114 半導体レーザ 120 光変調器アレイ 121,122,123,124 光変調器 130 アレイ導波路光合分波器 131 入力導波路アレイ 132 入力側スラブ導波路 133 導波路アレイ 134 出力側スラブ導波路 135 出力導波路アレイ 140 受光器アレイ 141,142,143,144 受光器
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の波長多重光信号を入力してそれぞ
れオン/オフする複数の光断続手段と、 前記複数の光断続手段に接続される複数の入力ポートを
有し、前記波長多重光信号が入力される入力ポートに応
じて複数の出力ポートへ分波される波長が決まる波長ル
ータと、 前記波長ルータの複数の出力ポートに接続される複数の
光受信手段とを備え、前記複数の光断続手段の1つをオ
ンとし他をオフとする構成であることを特徴とする光受
信器。 - 【請求項2】 複数の光受信手段に接続された並列信号
処理手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の光
受信器。 - 【請求項3】 波長の異なる複数の光信号を出力する光
送信手段をそれぞれ有する複数の光送信器と、 前記光送信器から出力される複数の光信号を入力して波
長多重し、その波長多重光信号を複数に分配する各光送
信器対応の複数の光分配手段と、 前記複数の光分配手段からそれぞれ出力される波長多重
光信号を入力する請求項1または請求項2に記載の光受
信器とを備えたことを特徴とする光ネットワーク。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5482096A JP3185852B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 光受信器およびそれを用いた光ネットワーク |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5482096A JP3185852B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 光受信器およびそれを用いた光ネットワーク |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09247179A true JPH09247179A (ja) | 1997-09-19 |
JP3185852B2 JP3185852B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=12981335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5482096A Expired - Fee Related JP3185852B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 光受信器およびそれを用いた光ネットワーク |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3185852B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5937117A (en) * | 1996-12-27 | 1999-08-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical cross-connect system |
JP2001230733A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Kddi Corp | 双方向波長多重光通信システム |
JPWO2017017955A1 (ja) * | 2015-07-28 | 2017-11-16 | 日本電信電話株式会社 | 光モジュール |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP5482096A patent/JP3185852B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5937117A (en) * | 1996-12-27 | 1999-08-10 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical cross-connect system |
JP2001230733A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Kddi Corp | 双方向波長多重光通信システム |
JP4507032B2 (ja) * | 2000-02-16 | 2010-07-21 | Kddi株式会社 | 双方向波長多重光通信システム |
JPWO2017017955A1 (ja) * | 2015-07-28 | 2017-11-16 | 日本電信電話株式会社 | 光モジュール |
US10277271B2 (en) | 2015-07-28 | 2019-04-30 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3185852B2 (ja) | 2001-07-11 |
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