JPH11289296A - 光伝送装置、光伝送システム及び光端局 - Google Patents
光伝送装置、光伝送システム及び光端局Info
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Abstract
ーマンスの良い光波長多重ネットワーク及びそのための
装置を提供する。 【解決手段】OADMシステムにおいて、OADM装置
を構成する際、AOTF10を使用する。AOTFは印
加するRF信号の周波数を変えることによって、任意の
波長を選択することができる。入力から入ってきた波長
多重光信号の中から特定の波長の光信号をドロップした
り、アドポートから入力された波長多重信号をスルー光
信号と合波することができる。ただし、コヒーレントク
ロストークが大きくなることを考えて、実際の装置構成
においては、AOTFをドロップ専用に使用することが
現実的である。あるいは、他の方法においては、ドロッ
プ光信号は光カプラで分岐し、波長をトリビュータリ局
で選択するようにし、トリビュータリ局で選択された波
長をAOTFでスルー光信号から抽出するようにする。
Description
ットワークに関する。
指し、さらなる超長距離・大容量の光通信システム、ま
た、これを用いた光波ネットワークの構築が要求され研
究開発が盛んに行われている。
て、時分割多重(Time-Division Multiplexing :TD
M)方式、光領域での時分割多重(Optical Time-Divi
sionMultiplexing:OTDM)方式、波長分割多重(Wa
velength-Division Multiplexing :WDM)方式等の
研究が行われている。
イバの広帯域・大容量性を有効利用でき、さらに光合分
波器(光フィルタ)を用いることにより変調方式・速度
によらず伝送光信号を選択・分岐・挿入可能となり上記
光波ネットワークの機能を実現できる。
ーク上の各ノードで必要に応じて分岐・挿入(Add/
Drop Multiplexer :ADM)、伝送路を選択する
光ルーティング、クロスコネクトを行う機能を持つ必要
がある。
ては、光ADD/DROP装置が研究開発されている。
光ADD/DROP装置には、分岐・挿入を行う光信号
の波長が固定されている波長固定型と任意の波長の光信
号を分岐・挿入できる任意波長型とがある。
ファイバグレーティングとからなっており、伝送されて
きた光信号のうち特定の波長の光信号をファイバグレー
ティングで反射して、サーキュレータを用いて分岐する
ものである。挿入する場合には、挿入しようとする光信
号をサーキュレータで一旦ファイバグレーティングに送
り、ファイバグレーティングで特定の波長が反射され、
伝送路を直進してきた光信号と合波するものである。
挿入する光信号の波長がシステムの構築時に決定されて
しまうために、光波ネットワークに対する多くの要求に
対し十分に対応することができないという問題がある。
光信号の波長をシステム構築後においても遠隔操作で変
えることができるので、分岐・挿入する波長(チャネ
ル)を変えたいという要求にも容易に対応することがで
きる。
(OADM)装置の構成の一例を示した図である。波長
λ1〜λnの波長多重光は入力側からデマルチプレクサ
(DMUX)に入力され、各波長の光信号に分岐され
る。各波長の光信号は、各波長毎に設けられた2×2光
スイッチに入力される。2×2光スイッチは、光路を切
り替えることによって、各光信号を、直進させるか(ス
ルーさせるか)、ドロップさせるかする。
は、トリビュータリ局(ブランチ局)に送信される。2
×2光スイッチをスルーした光信号は、そのままマルチ
プレクサに入力され、波長多重光に多重されて出力され
る。2×2光スイッチによってドロップされた光信号
は、トリビュータリ局に送られる。トリビュータリ局で
は、ドロップされた光信号を合分波器で一旦合波した
後、各チャネル毎に設けられる光受信器ORに光信号を
供給するため、合波した光信号を分岐する。同図には、
図示されていないが、光受信器ORには、波長選択フィ
ルタが設けられており、合分波器で分岐された光信号の
中から所望の波長の光信号を選択して受信する。
た光信号を各波長の光信号に分波してからそれぞれを光
スイッチでドロップすることにより、所望の波長の光信
号をドロップすることが出来る。トリビュータリ局側で
は、ドロップされた光信号のうち所望の波長を選択して
受信することにより、所望の波長(チャネル)の光信号
を受信することが出来る。特に、ドロップされる波長が
異なる場合を考えると、光受信器ORの前に設けられる
波長選択フィルタとして、選択波長が可変のものを使用
すれば、例えば、1番の光受信器で受信する光信号の波
長を自由に変えることが出来る。
れたものは、電気信号で、アド・ドロップ処理を行う電
気ADM(E ADM)で処理される。また、E AD
Mからは、トリビュータリ局から送信すべき信号が出力
され、光送信器OSによって光信号に変換されて送出さ
れる。同図に示される、トリビュータリ局の各光送信器
OSの出力する光信号の波長は、OADM装置でドロッ
プされた波長の内のいずれかを用いるようにし、光スイ
ッチに入力される。光スイッチでは、光送信局OSから
送信されてくる光信号の光路を切り替えて、ドロップ処
理を行っている2×2光スイッチに、対応する波長の光
信号を送るようにしている。ドロップ処理を行っている
各2×2光スイッチでは、ドロップした光信号の波長と
同じ波長の光信号をトリビュータリ局から受け取り、マ
ルチプレクサMUXに送信する。このようにして、トリ
ビュータリ局から送信されてきた光信号は、OADM装
置をスルーする光信号とマルチプレクサMUXで合波さ
れ、波長多重光信号として出力される。
装置としては、上記のように、光スイッチを使ったもの
がオーソドックスな方式として考えられるが、装置とし
て、動作が重いという問題点がある。また、光ネットワ
ークを構築当初に最大多重波長数よりも少ない波長数で
システムを運用する場合に、マルチプレクサ、デマルチ
プレクサが必要のない、出力及び入力ポートを有してい
ることになり、無駄な構成を有していることになる。ま
た、2×2光スイッチを始めから備える場合には、使用
しない光スイッチを有していることになり、初期投資の
増大を招く。
プレクサで各波長の光信号に分岐しているので、マルチ
プレクサがバンドパスフィルタのような特性を各波長の
光信号に対して持つことになる。このようなバンドパス
フィルタのような特性のデバイスを直列に接続すると、
パスバンドの僅かなずれが累積し、システム全体として
のパスバンドが各波長について非常に狭くなってしまう
と言う問題がある。従って、この問題を避けようとすれ
ば、各光装置のパスバンドを厳密に一致させる必要があ
り、システムの設計及び設置作業が非常にシビアになっ
てしまう。
で、波長成分で見るとサイドバンドが生じている。この
ような光信号が、パスバンドの非常に狭くなったシステ
ムを伝播すると、波形劣化を起こし、光信号を受信側で
受信できなくなる可能性がある。最悪の場合には、シス
テムを光信号が伝播できないという事態も生じうる。
レクサのようなもので一旦分波する構成を採用すること
によって起こる。従って、固定波長型のように、ファイ
バグレーティングを使用する場合には、ドロップする波
長の光信号のみが抜き取られ、他の波長成分に対するフ
ァイバグレーティングの特性はフラットであるので、上
記のようにシステム全体に渡ってのパスバンドが狭くな
ってしまうという問題は生じない。
てOADM装置を構成することが考えられるが、ファイ
バグレーティング自体は、選択波長が固定されているの
で、任意波長型のOADM装置を構成する場合には、波
長数分のファイバグレーティングと、それぞれのファイ
バグレーティングに対して設けられる光スイッチとが必
要となる。これでは、やはり、装置として動作が重くな
ってしまう。
と組み合わせて信号を処理する必要があるので、電気A
DM装置を始めから波長数分だけ用意しておくのでは、
コストが大きくなってしまう。従って、用意すべき電気
ADM装置のコストとOADM装置のコストの合計がで
きるだけ小さくなるように構成しなければならない。
う要求に対し、例えば、32波分の波長を扱うためのマ
トリクススイッチが現在存在せず、小さなスイッチを組
み合わせなければならないと言う問題がある。このよう
にすると、スイッチが非常に大きくなってしまい。装置
の小型化を推進する上で障害となる。
音響光学チューナブルフィルタ(Acousto-Optic Tunab
le Filter;AOTF)を使用することが考えられる。
AOTFは、ファイバグレーティングのように、ドロッ
プする波長の光のみ抽出するという動作をするので、ス
ルーする光信号に対する波長特性はフラットであり、上
記したような、パスバンドがシステム全体で狭くなって
しまうという問題が無い。また、ファイバグレーティン
グと異なり、ドロップする波長を任意に選択可能である
ので、容易に任意波長型OADM装置を構成することが
できる。また、AOTFは波長選択フィルタとしても使
用できるため、透過波長固定型のバンドパスフィルタの
代わりに、トリビュータリ局の波長選択フィルタとして
も使用可能であり、非常に用途の広いデバイスである。
しかもコスト的にも有利であり、OADMシステムを構
築するのに適したデバイスである。
性、及びコストパフォーマンスの良い光波長多重ネット
ワーク及びそのための装置を提供することである。
WDM通信システムにおいて、任意の波長の光信号を分
岐したり、挿入したりする光伝送装置であって、分岐・
挿入すべき光信号のうち、一部の光信号についての分岐
・挿入動作を行う第1の可変波長選択フィルタと、前記
第1の可変波長選択フィルタで選択されなかった、分岐
・挿入すべき光信号について分岐・挿入動作を行う第2
の可変波長選択フィルタとの少なくとも2つの可変波長
選択フィルタを備え、複数の可変波長選択フィルタを用
いて分岐・挿入すべき光信号の全てを分岐または挿入す
ることを特徴とする。
において、分岐及び挿入すべき光信号を分岐・挿入する
光伝送装置から分岐した光信号を受信し、挿入すべき光
信号を該光伝送装置に伝送する光端局であって、所定の
波長の光信号を、所望の数だけ合波し、挿入すべき光信
号として前記光伝送装置へ伝送する光合波器を備えるこ
とを特徴とする。
送されてきた波長多重光信号のうち、所定の波長の光信
号を分岐し、対応する波長の光信号を挿入する光伝送装
置と、該光伝送装置から分岐された光信号を受信し、挿
入すべき光信号を該光伝送装置に伝送する光端局とから
なる光伝送システムにおいて、該光伝送装置で分岐され
た光信号を必要に応じて増幅する光増幅器と、該光信号
を所望の数までパワー分岐する光分波器と、該光分波器
の出力のそれぞれに光フィルタとを備え、前記光端局は
所定の光波長の信号を選択して受信することを特徴とす
る。
送路から光信号を分岐、あるいは伝送路へ光信号を挿入
する光伝送装置と、該光伝送装置から分岐された光信号
を受信し、該光伝送装置に挿入すべき光信号を送信する
端局とからなる光ネットワークにおいて、該端局の受信
側の1波選択用AOTFに所定のRF周波数を印加し、
該1波選択用AOTFが安定化したことを確認した後
に、該光伝送装置の分岐・挿入用AOTFに所定のRF
周波数を印加して所定の光信号を分岐し、光スペクトル
モニタで所定の光信号が分岐されたことを確認した後、
該端局の1波挿入用AOTFに所定のRF周波数を印加
し、1波挿入用AOTFの動作が安定し、且つ、光スペ
クトルモニタで監視した挿入すべき光信号が所定の光波
長と光パワーになるように制御した後に、該端局の光送
信器を駆動するシーケンス処理を有することを特徴とす
る。
テムは、1波以上の光波長に送信信号を光強度変調して
送出し、光増幅多中継伝送する光伝送装置、および、該
光伝送装置に伝送路途中に伝送信号光の分岐、挿入機能
を持つノードを有した光伝送システムにおいて、送信部
で送信光に光位相変調もしくは光周波数変調する手段を
有し、該変調手段のチャーピングパラメータの符号が正
である送信器を有し、送信器と伝送路の間、伝送路と受
信器の間に伝送路の波長分散特性を補償する分散補償手
段を配置したことを特徴とする。
の作用を使って所望の波長の光信号を波長多重光信号の
中から選択分岐、あるいは選択挿入するAOTFにおい
て、該AOTFの形成されている基板の表面であって、
AOTFの近傍に共振器を形成し、該共振器の共振周波
数の変化を検出することにより、該AOTFの表面温度
を計測し、該計測結果に基づいてRF信号を制御して、
該AOTFの動作を安定化させることを特徴とする。
気信号の周波数を変えることで、選択することができる
AOTFをアド・ドロップシステムに使用したことによ
り、システムを構成する回路の動作が軽くなり、安価で
信頼性の高い、OADMシステムを構成することができ
る。
M装置の基本的原理を示す図である。同図では、AOT
F10に波長λ1〜λnの波長多重光信号が入力され、
8波がアド・ドロップされる場合を示している。もちろ
ん、アド・ドロップする波長の数はこれに限られたもの
ではない。
ップしたい波長に対応するRF信号(電気信号)を印加
することによって行う。同図の場合、AOTF10に
は、波長λ1〜λnの波長多重光信号が入力されてい
る。そして、AOTF10には、波長λ1〜λnに対応
する周波数f1〜fnまでのRF信号のうち、8つが印
加される。
数に対応する波長の光信号は、AOTF10のドロップ
ポートに出力され、光アンプ20によって増幅された
後、8×1カプラ11に入力される。ここで、カプラが
8×1構成となっているのは、ドロップされる波長数が
8となっているからである。8×1カプラ11はドロッ
プされてきた光信号を波長の数だけ分岐する。分岐され
た各光信号はすべて同じ光信号であり、ドロップされた
波長の光信号をすべて含んでいる。次に、波長選択フィ
ルタとしてAOTF13が設けられており、電気ADM
(光信号受信器)17に各波長の光信号が送信される。
号をドロップするだけではなく、ドロップした波長の光
信号と同じ波長の光信号をアドすることができる。これ
は、AOTF10がある波長の光信号をドロップする動
作を行っている時には、同時に同じ波長の光信号をアド
する作用を有しているからである。RF信号としては、
ドロップあるいはアドしたい波長の光信号に対応する周
波数のRF信号をAOTF10に印加しているだけで良
い。
って生成される。光源となるレーザダイオードLD19
は、アドすべき光信号の波長を有するLD19がアドす
る光信号の数だけ設けられており、これらのLD19か
ら出力される波長λ1〜λ8の光は8×8カプラ18で
一旦合波された後、分岐される。分岐された光は光アン
プ15によって増幅され、波長選択フィルタとしてのA
OTF14に入力される。AOTF14では、波長λ1
〜λ8が多重された光から光信号送出に使いたい波長の
光を抽出する。AOTF14で抽出された波長の光は、
変調器16によって変調され、光信号とされる。このよ
うにして生成された各波長の光信号は、8×1カプラ1
2で合波され、光アンプ21で増幅されて、AOTF1
0に入力される。AOTF10では、アド光信号がスル
ー光に合波され、出力側に出力される。
原理的には、このAOTF10を1つ使うだけで、OA
DMの機能を達成することができる。ただし、実際のA
OTFの特性は、上記原理で説明したような理想的なも
のでないので、様々な工夫を必要とする。例えば、AO
TF10のアドポートから入力されるアド光信号は、A
OTF10のクロストークの為、ドロップポートに僅か
に出力される。アド光とドロップ光とは波長が同じであ
るので、コヒーレントクロストークと呼ばれるクロスト
ークが生じ、光信号の劣化に大きな影響を与える。従っ
て、実際にAOTFを使ってOADM装置を構成する場
合には、このコヒーレントクロストークを避けるように
構成しなくてはならない。
プしない場合には、光アンプ21をとめておくか、AO
TF10の選択帯域をはずすようにしておく。これは、
光アンプを動作させておくと、光信号をアドしないにも
かかわらず、ASE(Amplified Spontaneous Emissi
on)光がノイズとしてスルー光信号に加えられてしまう
ので、SN比の劣化を起こすためである。あるいは、A
OTF10の選択帯域をはずしておけば、ASEがスル
ー光信号の帯域外に挿入されることになるので、スルー
光信号のSN比の劣化には直接には影響しなくすること
が出来る。図2は、実際のAOTFを使用してOADM
装置を構成する場合の基本的構成例のブロック図であ
る。
ップのみに使用する構成である。入力側から入力された
光信号は、光アンプ30で伝送路の損失の補償のために
増幅され、1段目のAOTF31に入力される。1段目
のAOTF31では、ドロップすべき波長の光信号の内
の一部のみをドロップする。そして、1段目のAOTF
31をスルーした光信号は、2段目のAOTF32に入
力されて、ドロップすべき残りの波長の光信号をドロッ
プする。このようにして、ドロップされた光信号は、カ
プラ35で合波されると共に、受信器ORの数だけ分岐
される。このとき、AOTF31のドロップポート側に
は、光アッテネータ38が設けられており、AOTF3
2からドロップされた光信号のレベルとAOTF31か
らドロップされた光信号のレベルをほぼ同じにしてカプ
ラ35に入力するように構成される。これは、AOTF
がロスが大きく、AOTFを1つだけ通過した光信号と
2つ通過した光信号とではレベルに大きな差が生じてし
まうからである。もし、レベル差があるままドロップ光
信号を送出すると、受信側で、あるいは受信側に届くま
でに光アンプで増幅しようとしても、レベルの低い光信
号がうまく増幅されず、受信側で信号を正しく受信でき
なくなってしまう。このようにして、ドロップされた光
信号はAOTF等の波長選択フィルタ37によって所望
の波長が選択され、受信器ORで受信される。
れた光信号を一旦合波するカプラ35には、別の出力ポ
ートを付けておき、この出力ポートからの光信号を光ス
ペクトルモニタ39に入力して、ドロップ光信号の有無
や、各光信号の波長やパワーを監視するようにする。
信号は、ドロップされない波長の光信号のみを含んでお
り、OADM装置のスルー光としてカプラ33に入力さ
れる。光送信器OSからは、AM変調された各波長の光
信号(ドロップ光信号の波長と同じ波長)がカプラ36
で合波され、アド光信号としてカプラ33に入力され
る。このようにして、カプラ33に入力されるスルー光
とアド光は互いに合波され、光アンプ34で増幅され
て、伝送路に出力される。
31と2段目のAOTF32とを使ってドロップすべき
全ての光信号をドロップするのは、AOTFの波長選択
特性によるものである。すなわち、AOTF31はRF
信号が印加されたときの波長選択特性の幅が広く、IT
U−T G.692勧告ドラフトで規定されている0.
8nm間隔の波長の隣り合う光信号を1つのAOTFで
ドロップしようとすると、クロストークが発生してしま
い受信側で受信できなくなってしまう。そこで、実際に
は、1つのブロックで示されているAOTF31、ある
いは、32は、1つの基板に直列に3段のAOTFがモ
ノリシックに形成されたものを使用している。このよう
にすると、波長選択特性の幅を狭くすることができる
が、これでも十分ではない。そこで、更に、AOTFを
2段に設け、1段目では、例えば、光信号の波長を端か
ら順番に番号を付けた場合に、偶数番目あるいは、奇数
番目の波長の光信号のドロップのみを担当するようにす
る。そして、2段目では、1段目ではドロップされなか
った、奇数番目あるいは偶数番目の波長の光信号のドロ
ップを担当するようにする。このように構成することに
よって、隣り合う2つの光信号をドロップする場合に
も、波長間隔が最低でも1.6nmとなるので、AOT
Fの波長選択特性でも十分クロストークを少なくするこ
とができる。
OTFを介さないで、直接カプラ33で合波するように
している。前述したように、AOTFは、ドロップした
光信号の波長と同じ波長の光信号をアドする機能を有し
ているが、AOTFにアドとドロップの両方の機能を担
わせると、ドロップ側にアド側の光が混ざり込んでクロ
ストークを発生してしまう。特に、この場合、アド光と
ドロップ光の波長が同じコヒーレントクロストークなの
で、クロストークによって生じる、ビート成分が大きく
なり、ドロップ側で正常に光信号を受信することができ
なくなってしまう。アド光は、対応する波長がスルー光
から抜かれており、その開いているグリッド(光信号の
波長の設定位置)に合波されれば良いので、同図のよう
に、スルー光にカプラで合波する構成を採用する。
ドロップすべき光信号の全てを分岐する構成を示した
が、必ずしも2つに限られるものではなく、2つ以上の
AOTFを用いてもよい。このように、多くのAOTF
を用いると、1つのAOTFでドロップすべき光信号の
内、互いに波長の値が最も近い光信号間の波長間隔を広
げることができるので、クロストークをより減少させる
ことができる。
ト機能対応のOADM装置の構成例を示すブロック図で
ある。同図(a)に示されるように、入力側から波長λ
1〜λnが波長多重されて送信されてくる。これを光ア
ンプ40で増幅し、カプラ41に入力する。カプラ41
では、入力した光信号を2つに分岐し、1つはAOTF
42に入力し、もう1つはドロップして、トリビュータ
リ局のカプラ46に入力する。カプラ46に入力された
光信号は、カプラ46で分岐される。分岐する数は、ド
ロップ光として使用される波長の数でも、全波長数でも
よい。カプラ46で分岐された光信号は、波長λ1〜λ
nまでの波長の光信号を含んでいるので、この中から、
ドロップ光として使用する波長の光を波長選択フィルタ
48で選択して、抽出する。
波長選択フィルタ48で選択された波長をAOTF42
で選択し、選択ポートに出力させる。選択ポートはどこ
にも接続されておらず、選択された光信号は捨てられる
ことになる。AOTF42の後段にもAOTF43が設
けられているのは、図2で説明したように、一方のAO
TFでドロップすべき波長の光信号の一部をドロップし
てやり、他方で残りの波長の光信号をドロップしようと
するものである。このようにすることによって、波長選
択におけるクロストークを低減することができる。
ー光はカプラ44に入力され、アド光と合波される。ア
ド光は、図2で説明したのと同様に、光源からの光を波
長選択フィルタ49で所望の波長の光を選択し、次に変
調器50で変調してカプラ47に入力される。カプラ4
7で合波されたアド光はカプラ44に入力され、スルー
光と合波されて、光アンプ45で増幅され、伝送路に送
出される。
の光を波長選択フィルタ49で選択した後変調器50で
変調をかける構成を示したが、光源からの光に変調をか
け、後に波長選択しても同様にアド光信号を生成するこ
とができる。
明する図である。同図(a)のOADM装置が同図
(b)のように伝送路で接続されている場合、波長λ1
の光信号をOADM1〜3でブロードキャストしたいと
する。OADM1では、波長λ1をドロップし、AOT
Fでは波長λ1を選択せず、また、波長λ1のグリッド
に光信号をアドしないようにする。すると、波長λ1の
光信号はOADM1をスルーし、次のOADM2に入力
される。OADM2でも波長λ1の光信号をドロップ
し、AOTFでは波長λ1を選択しないようにする。す
ると、同様に波長λ1の光信号はOADM3に伝送され
る。OADM3では、波長λ1をドロップすると共に、
AOTFで波長λ1を選択し、波長λ1の光信号を破棄
する。これにより、OADM3から出力される光信号
は、波長λ1の新しい光信号がアドされない限り、波長
λ2〜λnまでが多重された光信号となる。
OADM1〜3に波長λ1にのった同じ光信号をドロッ
プすることができるので、ブロードキャスト通信を行い
たい場合に容易に実現できるという利点がある。
送路の冗長構成を示す原理的図である。同図(a)は、
OADM内のAOTFの冗長構成を示している。
設け、入力した光信号の進路を2つの進路に切り換えら
れるように構成しておく。1×2スイッチ60の2つの
出力ポートには、現用のAOTFと予備のAOTFを接
続し、それぞれのAOTFの後段には、アド光を合波す
るための合波器を設ける。すなわち、同図(a)では、
上側が現用の構成となり、下側が予備の構成となる。そ
れぞれは、1×2スイッチ61の2つの入力ポートに接
続されている。1×2スイッチ61は、現用のAOTF
からの光信号と予備のAOTFからの光信号とを切り替
え、いずれかを伝送路に出力するようにしている。1×
2スイッチ61はOADM装置の出力側に設けられる。
冗長構成を示した図である。伝送路が現用と予備に2重
化されており、OADMの入力側に1×2スイッチ62
が設けられている。1×2スイッチ62は、現用伝送路
と予備伝送路のいずれかを選択して、光信号をAOTF
に送る。AOTFの次段にはアド光信号を合波する合波
器が設けられ、1×2スイッチ63に入力する。1×2
スイッチ63の出力ポートは、現用伝送路と予備伝送路
に接続されており、1×2スイッチ63がいずれかの伝
送路を選択して光信号を送出するように構成される。
のみ、あるいは、伝送路のみが2重化されている場合の
みを示したが、伝送路とAOTF両方が2重化されてい
る構成も可能である。この場合には、OADM装置の入
力側及び出力側の1×2スイッチを2×2スイッチに置
き換え、現用と予備の伝送路及び現用と予備のAOTF
それぞれを2×2スイッチの入出力ポートに接続するよ
うにすればよい。また、この場合には、2×2スイッチ
が壊れた場合には、対処できないので、2×2スイッチ
も2重化しておくと、より信頼性の高いシステムを構築
することができる。すなわち、現用及び予備伝送路それ
ぞれに1×2スイッチを設け、現用の2×2スイッチと
予備の2×2スイッチのいずれに光信号を入力すべきか
を選択できるようにしておく。そして、2×2スイッチ
の後段にも1×2スイッチを設け、現用と予備のいずれ
の2×2スイッチから光信号を受け取るかを選択できる
ようにしておく。この構成は、OADM装置の入力側及
び出力側のいずれの場合にも適用でき、AOTF及び伝
送路のみではなく、現用と予備を切り替えるためのスイ
ッチも2重化したOADM装置を構成することができ
る。
装置の具体的構成の第1の例を示す図である。伝送路よ
り入力された光信号は、先ず、光増幅部(In-Line Amp
lifier:ILA)に入力される。光増幅部は2つの増幅
媒体を持っており(三角で示されている)、前段の増幅
媒体で増幅される前の光信号は一部が分岐され、光スペ
クトルモニタ部のスイッチに入力される。この光スイッ
チモニタ部のスイッチは、入力する光信号を順次切り替
え、スペクトルアナライザSAUに光信号を送り、各場
所での光スペクトルの様子を解析し、モニタするために
設けられている。スペクトルアナライザSAUはスペク
トルアナライザコントローラSAU CNTによって制
御される。スペクトルアナライザSAUは、順次切り換
えられ、入力される光信号を解析する作業と並列的に解
析結果のデータを出力し、スペクトルアナライザコント
ローラSAU CNTで処理を受け、不図示の制御線に
よって、スペクトルの状態が各所で最適になるように制
御信号が伝送される。あるいは、オペレータが出向き、
スペクトルの様子を直接モニタすることができるように
も構成される。
れた光信号は、伝送路での分散を打ち消すために、分散
補償ファイバDCFに入力される。この後、更に、後段
の増幅媒体に入力され、パワーの大きくなった光信号が
OADM装置に入力される。なお、光増幅部の後段の増
幅媒体に接続されているBSTは、ブースタと呼ばれ、
増幅媒体、例えば、エルビウムドープファイバに光増幅
を行うための励起光を供給するものである。
述した冗長化のためのスイッチ部PSW1に入力され
る。このスイッチ部PSW1の詳細は省略する。スイッ
チ部PSW1を通過した光信号は、次に、チューナブル
フィルタモジュールTFMに入力される。チューナブル
フィルタモジュールTFMの入力には、光モニタが設け
られている。これは、モジュール間がちゃんと接続され
ているか否かを監視するためのものであり、入力した光
信号のパワーを検出して、不図示の制御部に通知する。
不図示の制御部は、このモニタ結果を解析して、モジュ
ールが正常に接続され、光信号が来ているか否かを判断
する。例えば、モジュールが外れている場合など強度の
強い光が漏れている場合には、側に人がいると、その人
に危険が及ぶので、光スイッチを切るなどの処置をす
る。このような光モニタはチューナブルフィルタモジュ
ールTFMの出力側にも設けられており、基本的に同じ
役割をになうものである。
に入力される。AOTF1は、チューナブルフィルタモ
ジュールTFDのコントローラCNTからの制御信号に
よって、制御される。すなわち、コントローラCNTか
らの制御信号は、RF信号を生成する回路(図5では、
増幅器とPLL回路からなっていることが示されてい
る)に印加され、このようにして生成されたRF信号が
AOTF1及びAOTF2に印加される。AOTF1で
は、前述したように、例えば、偶数番目の波長の光信号
が選択され、図5の上側のポートに出力される。AOT
F1をスルーした光信号は、偏波モード分散補償器PM
Dに入力される。
のTEモードの光とTMモードの光とを表面弾性波(S
AW)との相互作用により、所定の波長の光信号のモー
ドのみを変換し、出力ポートを変えるものである。とこ
ろで、AOTFは一般に、ニオブ酸リチウム等の複屈折
性を持つ材料で構成されており、何の作用も受けないス
ルーする光信号のTEモードとTMモードとの間に伝搬
速度の違いを生じる。このとき生じる時間差は、AOT
Fの1つのデバイスが3段構成になっているとした場合
(後述)、50ps程度となる。ところで、本実施形態
のOADM装置は、10Gbpsの伝送速度を有するシ
ステムに使用することが望まれているが、10Gbps
の場合、1つのビットに与えられるタイムスロットは1
00ps程度である。従って、AOTFをスルーするこ
とによって受ける偏波モード分散は、1タイムスロット
の50%程度のずれを異なるモード間に引き起こすた
め、このままでは、光信号を正常に受信することができ
なくなってしまう。従って、ここでは、1つのAOTF
を通過する毎に偏波モード分散補償を行うようにしてい
る。偏波モード分散を補償する方法としては、やはり偏
波モード分散を有するPANDAファイバ等の軸をAO
TFの軸と直交させるように接続する。このようにすれ
ば、AOTF内で速く伝播していたモードはPANDA
ファイバ内では遅く、AOTF内で遅く伝播していたモ
ードはPANDAファイバ内では速く伝播することにな
る。AOTFの偏波モード分散を補償するために必要な
PANDAファイバの長さは、AOTFの特性や、使用
するPANDAファイバの特性にも依存するが、約20
mである。
ドロップ側の光信号の場合には、AOTFの内部で、S
AWとの相互作用により、TEモードで入ってきた光信
号はTMモードに変換されながら伝播し、TMモードで
入ってきた光信号は、TEモードに変換されながら伝播
するので、TEモードで分散を受ける時間とTMモード
で分散を受ける時間が等しくなる。従って、最初、TE
モードで入力された光も、TMモードで入力された光
も、AOTF内部を伝播している間に、TMモードとT
Eモードとにそれぞれ変換されるため偏波モード分散は
生じない。
信号は、光増幅部TFAに入力され、増幅媒体によって
光信号が増幅される。AOTF1を通過してきた光信号
は、AOTFのロスのためパワーが弱くなっており、A
OTF2に入力してドロップされる光信号と、AOTF
1でドロップされた光信号との間にレベル差が生じてし
まうため、これを補償する必要があるのである。例え
ば、AOTF1つのロスは10dB程度である。光増幅
部TFAで増幅された光信号はAOTF2で、例えば、
奇数番目の波長の光信号が分岐され、残りの光信号はス
ルーしていく。
ップすべき光信号は、2×2カプラで合波され、再び光
増幅部TFAで増幅され、トリビュータリ局へと送信さ
れる。一方、2×2カプラ1のもう一方のポートから
は、光アッテネータを介して光スペクトルモニタ部のス
ペクトルアナライザSAUに入力され、ドロップされた
光信号の波長及びパワーが所定の基準を満たしているか
否かが検出される。
たように、偏波モード分散補償器PMDに入力され、偏
波モード分散が補償された後、光モニタ部を介してスイ
ッチ部PSW2の2×2カプラ2に入力される。スイッ
チ部PSW2の2×2カプラ2には、アド光信号も入力
される。アド光信号は、光増幅器PWA1で増幅され、
トリビュータリ局からの伝送ロスによる損失が補償され
る。更に、分散補償ファイバDCFによる分散が補償さ
れ、2×2カプラ2に入力される。2×2カプラ2で合
波されたスルー光信号とアド光信号は、冗長化のための
スイッチを介して、光増幅部PWA2に入力され、ブー
スタBST3、4からの励起光により増幅され、カプラ
で分岐される。大部分の光信号は、カプラから伝送路に
出力されるが、一部は光スペクトルモニタ部に送られ、
波長ずれや各波長の光信号のパワーが解析される。光増
幅部PWA2による光信号の増幅は、OADM装置全体
を通過することによるロスを補償するためのものであ
る。
テムにおけるトリビュータリ局の構成例を示した図であ
る。チューナブルフィルタモジュールTFMでドロップ
された光信号は、トリビュータリ局の波長分波器で各波
長に分波される。同図の場合、波長λ1〜λ32までの
32波に分波されている。これらの各波長の光信号は、
既存光ネットワークの光電気変換部OEで受信され電気
信号に変換された後、当該ネットワーク用の信号、例え
ば、1波光ネットワークの場合には、そのネットワーク
で使われている波長の光信号に変換され、伝送される。
一方、既存光ネットワーク等の信号出力部では、電気光
変換部EOで電気信号が図5でドロップされた光信号の
波長λ1〜λ32に変換されて、送出される。これらの
光信号は、アッテネータで相対的レベル調整が行われ、
合波器で合波されて、図5のOADM装置にアド光信号
として送出される。
32個あり、この32個の波長全てが使用されているよ
うに示されているが、システムの構築当初では、これら
の波長を全て使用する必要はなく、一部の波長のみを使
用してもよい。この場合、図5のチューナブルフィルタ
モジュールTFMでドロップされる波長も32波以下に
設定される。
の光信号に分岐してしまうと、受信する波長を変えたい
という場合に、波長分波器が各波長に先に分波してしま
うので、対応するのが難しいという点が存在する。例え
ば、受信側で同じ波長の光信号を受信したいという場合
には、波長分波器の1つのポートから信号を分けなけれ
ばならず、そのような構成がシステム構築当初から設け
られていない場合には、1つのポートからの光信号を分
岐するカプラ等を新たに設けなくてはならない。
置の具体的な構成の第2の例を示す図である。図7の構
成は、基本的に図5の構成と同様であるので、詳細な説
明は省略する。
ILAで増幅され、分散補償ファイバで分散が補償され
て、スイッチ部PSW1に入力される。スイッチ部PS
W1は、前述したように、現用、予備の冗長化のための
構成である。スイッチ部PSW1から出力された光信号
はチューナブルフィルタモジュールTFMの光モニタ部
を通過し、AOTF1、AOTF2でドロップ光信号が
ドロップされて、2×2カプラ1に入力される。
スペクトルアナライザSAUに入力され、スペクトルが
解析される。2×2カプラ1で合波されたドロップ光信
号は光アンプで増幅された後、1×4カプラで分岐され
る。同図では、ドロップ光の波長数は4であるとしてい
るが、必ずしも4に限られるものではない。1×4カプ
ラで分岐された光信号は、全てのドロップ波長を含んで
おり、トリビュータリ局の受信部TRB1のAOTFで
各波長が抽出される。ここでのAOTFは1×4カプラ
からの光信号の中から所望の波長を抽出する作用をして
おり、ドロップする光信号の波長を変える予定のない場
合には、通常のバンドパスフィルタも使用可能である。
AOTFを使用するのは、本システムを使用するユーザ
の要望により柔軟に対応するためであり、ユーザの要望
としてシステム使用中にアド・ドロップする光信号の波
長を変えることは強く望まれることである。なお、波長
選択フィルタとしてのトリビュータリ局のAOTFは、
略記されているチューナブルフィルタコントローラTF
Cによって制御される。同図の場合には、AOTFが2
つしか設けられていないが、ドロップ光信号として4波
を使用する場合には、AOTFを4つ使用する。
光は、偏波モード分散補償器PMDで偏波モード分散補
償されてから、光アンプに入力され、AOTF2に入力
される。このように、AOTFを2段にしているのは、
前述したように、1つのAOTFでドロップすべき波長
の一部、例えば、偶数番目の波長の光信号をドロップ
し、もう1つのAOTFで残りの波長、例えば、奇数番
目の波長の光信号をドロップするようにしているもので
ある。これは、AOTFの波長選択特性の半値幅が比較
的広いので、クロストークをできるだけさけるためにな
されている処置である。
偏波モード分散補償器PMDによって偏波モード分散が
補償されてから、光モニタを通過してスイッチ部PSW
2の2×2カプラCPL2に入力され、アド光信号と合
波される。同図の場合、ドロップ光の波長が4波である
ので、アド光信号の波長も4つの同じ波長を使用する。
カプラCPL4には、1×8カプラが設けられており、
将来のアップグレードに対応できるように構成されてい
るが、現在使われているのは1〜4番のポートのみであ
る。カプラCPL4で合波された各波長のアド光信号
は、光アンプPWA1で増幅され、分散補償ファイバD
CFで分散が補償されてから、スイッチ部PSW2の2
×2カプラCPL2に入力される。そして、スルー光と
アド光が合波され、プロテクションスイッチ(現用、予
備を切り替えるスイッチ)を通過して、OADM装置の
出力側の光アンプ部PWA2に入力される。そして、光
アンプ部PWA2に入力した光信号は、励起光源BST
3、BST4からエネルギーを与えられて、パワーが増
幅された後、カプラCPLを介して伝送路に出力されて
いく。なお、カプラCPLで分岐された一部の光信号
は、スペクトルアナライザユニットSAUに送られ、O
ADM装置から出力される光スペクトルの状態が解析さ
れ、OADM装置が正常に動作しているか否かのモニタ
に使用される。
の構成を示す図である。アド光信号送信部は、レーザバ
ンクと光変調部及び不図示の電気ADM装置(E AD
M)からなっている。送信すべきデータは電気ADM装
置から電気信号として送信されてきて、レーザバンクか
らの光を変調する駆動信号として使用される。
の光を出力するレーザダイオードからなっており、これ
らがレーザダイオードユニットLDU#1〜#4に収納
されている。ここでも、障害発生時に対応するため冗長
化がなされており、レーザダイオードユニットLDU
は、現用(Work)と予備(Protection)とが用意されて
いる。また、アドする光信号の波長が1〜32のいずれ
の波長にも変更可能なように、異なる波長を出力するレ
ーザダイオードが32個設けられている。これらのレー
ザダイオードから出力される光は、合波器で合波され
て、1〜32の波長の光が波長多重された光を生成す
る。レーザダイオードユニットが冗長化されているのに
対応して合波器も現用と予備が設けられている。
増幅される。光アンプ部も冗長化されており、光アンプ
部の構成は、増幅媒体を2つ設け、その間にアッテネー
タを挟んだようになっている。これは、間にアッテネー
タを入れることによって、後段の増幅媒体への光の入射
強度を調整する作用を得る為である。増幅媒体で増幅さ
れた光信号は、カプラCPLで一部が分岐されて、カプ
ラ部CPL3に入力される。分岐された光信号は、スペ
クトルアナライザユニットSAULに入力される。スペ
クトルアナライザユニットSAULの構成は、スペクト
ルアナライザコントローラSAU CNTと、これに制
御されるスペクトルアナライザSAUとからなってお
り、カプラCPLはシステムのオペレータが手動でレー
ザバンクからの出力光の検査をする場合に必要な出力光
を光モニタポートに出力するものである。スペクトルア
ナライザユニットからの解析結果は略記されているレー
ザダイオード制御部LDCに送られ、レーザダイオード
を制御するのに使用される。同図に示されるように、ス
ペクトルアナライザユニットSAUL及びレーザダイオ
ード制御部LDCも冗長化されている。
ドを複数用意し、これらの光を合波して使用するのは、
発振波長を可変できるレーザが非常に不安定で、発振波
長が精密に安定している必要のある光通信においては、
十分な機能を得られないからである。
を合波したものは、光増幅器で増幅された後、カプラ部
CPL3の1×8カプラに入力される。1×8カプラで
は、入力された光をアド光信号の波長として使う分だけ
分岐し、光変調部に送る。今の場合、アド・ドロップす
る光信号の波長は4つだけであるとしているので、実際
に光接続されているのは、1×8カプラの4つのポート
のみである。残りのポートは反対方向の通信回線用に設
けられている光変調器(不図示)に光を供給するために
使用される。
ァイバは、アドする光信号の波長分設けられた変調器を
有する光変調部に送られる。同図では、内部構成は、1
つについてのみの記載となっているが、実際には、同じ
構成の変調装置が4つ設けられている。レーザバンクか
ら送られてきた光は波長選択部TFR1の前段のAOT
Fで、先ず、アド光として使用する波長の光が選択され
る。この選択された波長の光は変調器部の変調器Mod
に入力される。一方、電気ADMからは、所定の波長の
光信号としてデータが送られてきて、受信器ORで受信
され、電気信号に変換される。この電気信号は分配器で
分岐され、デジタルフリップフロップD−FFと電気増
幅器を介して変調器Modに印加される。変調器Mod
は、この電気信号の印加を受けて、波長選択部の前段の
AOTFで選択された波長の光信号を変調し、出力す
る。変調された光信号は1×2カプラで分岐され、一方
がコントローラで検出され、所望の変調が行われている
か否かが確かめられる。この検出の結果は、電気増幅器
にフィードバックされ、変調器Modが安定して動作す
るように調整される。
た光信号は、光アンプPOAで増幅された後、波長選択
部の後段のAOTFに入力されてアド光信号として送出
される。ここで、光アンプPOAで増幅した後に再びA
OTFを通過させるのは、光アンプPOAで発生したノ
イズを除去するためのものであり、このAOTFは波長
選択部の前段のAOTFの選択波長と同じ波長を選択す
るように設定されているものである。
するための光波長を選択するのに、選択波長固定型のフ
ィルタではなく、選択波長を可変できるAOTFを使用
するのは、アド・ドロップする光信号の波長を変えたい
ときに容易に対応できるようにするためである。
光信号に使用する波長を1波だけ最初に選ぶことによっ
て、変調器Modの後段の光アンプPOAは、1波用の
アンプで良くなり、小型のアンプを使用することができ
る。前述したように、最初に変調をかけて、後に波長を
選択することも可能であるが、この場合には、変調器の
後段のアンプは波長多重光用の光アンプでなくてはなら
ず、大型になるとともに、高価になってしまう。
装置の具体的構成の第3の例である。図9の場合、伝送
路が現用と予備に冗長化されている様子が描かれてい
る。後に説明するように、伝送路の冗長化にも種類があ
り、UPSR(uni-directional path switch ring)
や2ファイバ、4ファイバのBLSR(bi-directional
line switch ring)等の構成がある。同図の場合、4
ファイバBLSRを前提にしており、伝送路(PB)と
記載されているのは、4ファイバのBLSRの場合の反
対方向の伝送路のOADM装置に設けられるLBスイッ
チへの伝送ケーブルを示し、伝送路(P)と記載されて
いるのは4ファイバBLSRの場合の反対方向の伝送路
のOADM装置に設けられる光1+1プロテクションス
イッチ(1+1SW)への光信号伝送ケーブルを示して
いる。これらは、伝送路及びOADM装置の冗長化の為
に設けられており、システムの冗長化については、後述
する。
増幅部ILAで増幅されると共に、分散補償ファイバD
CFによって分散が補償され、スイッチ部PSW1に入
力される。スイッチ部PSW1では、LBスイッチと1
+1スイッチとが設けられているが、ネットワークが2
ファイバのBLSRと4ファイバのBLSRのいずれを
使用しているかによって、いずれかのスイッチのみが設
けられる。
チューナブルフィルタモジュールで前述した作用によ
り、ドロップ光がドロップされ1×8カプラを有するカ
プラ部CPL1に入力される。1×8カプラでは、ドロ
ップされた波長を全て含んでいる波長多重光信号を8つ
に分岐し、トリビュータリ局の受信部へと送信する。チ
ューナブルフィルタモジュールをスルーした光信号は、
スイッチ部PSW2の2×2カプラに入力される。トリ
ビュータリ局から送信されてくるアド光信号は、カプラ
部CPL4の1×8カプラで合波され、光アンプPWA
1で増幅される。そして、増幅された光信号は、分散補
償ファイバDCFで分散補償され、スイッチ部PSW2
の2×2カプラでスルー光と合波される。
光モニタが各波長のアド光信号毎に設けられているが、
これは、カプラ部CPL4がちゃんと装着されているか
否かをモニタするために設けられているものである。
光は、冗長化のために設けられた1+1スイッチ、及
び、LBスイッチを通過して、光アンプPWA2で増幅
されて、伝送路に送出される。
ータリ局側の構成を示した図である。受信側では、OA
DM装置からドロップされ、分岐された光信号の数だけ
受信器TRB#1〜#8(1)が設けられる。受信器T
RB#1のみ内部構成が示されているので、これについ
て説明する。他の受信器TRB#2〜#8(1)も同様
の構成である。
っており、この光信号が受信器TRB#1(1)に入力
されると、光アンプAMP1で増幅される。光アンプA
MP1は、励起光源BSTから励起光を受け取ってい
る。増幅された光信号は、カプラ部CPL2の1×4カ
プラでドロップされた光信号の波長数分に分岐される。
ここでは、4つに分岐されている。次に、光信号の波長
変換を行うトランスポンダ#1に入力される。詳細な構
成は省略されているが、トランスポンダは#1〜#4の
4つあり、それぞれ1×4カプラから出力される光信号
を受信する。
波長選択フィルタとしてのAOTFにより、1つの波長
の光信号が選択され、光受信器ORによって電気信号に
変換される。この電気信号は、分配器で2つに分岐さ
れ、デジタルフリップフロップD−FFおよび増幅器を
通って、変調器Modに印加される。変調器Modに
は、送信側のレーザバンクLDBKからの光が送信され
てきており、レーザバンクLDBKから送られる複数の
波長の中から適当な波長がAOTF1で選択されて、入
力される。そして、AOTF1で選択された光信号は変
調器Modで変調されて出力される。出力された光信号
は、光アンプPOAで増幅された後、AOTF2で増幅
器のノイズ成分が取り除かれ、他のネットワーク等に送
信される。このように、他のネットワークにデータを送
信する場合には、ドロップされた光信号のままでは伝送
できない可能性があるので、どのような波長にでも変換
できるようにトランスポンダが設けられている。また、
変調器Modの出力は1×2カプラで分岐され、コント
ローラに検出されて、変調器Modの動作を安定させる
ためにフィードバックがかけられる。
作は、図8の光変調部のものと基本的に同じである。一
方、送信側では、不図示のレーザバンクLDBKから変
調に使うための光が送信されてくる。この光は、送信器
#1〜#8(2)のカプラ部CPL5に入力される。入
力すると、先ず、カプラ部CPL5がちゃんと接続され
ているか否かをモニタするための光モニタを通過し、次
に、1×8カプラで8つの光に分岐され、光アンプAM
P#1〜#4によって増幅される。このうち、アド光信
号を生成するために使用されるのは、4つのみであり、
他の4つは、受信側のトランスポンダに光信号の波長変
換用光として送られる。
生成のために使われる4つの光は、トランスポンダ#5
のAOTF3に入力され、アド光信号生成のための波長
が選択され、変調器Modに送られる。アド光を変調す
べきデータは、他のネットワークから光信号で送信され
てきたものを光アンプAMP2で増幅し、1×4カプラ
で分岐した後、AOTF5で波長を選択し、光受信器O
Rで電気信号に変換する。この後の動作は、受信側のト
ランスポンダと同様なので説明を省略する。そして、A
OTF4から出力されるアド光信号は、同様に生成され
たトランスポンダ#6〜#8までの光信号と1×4カプ
ラで合波され、OADM装置にアド光信号として送信さ
れる。
M装置の具体的構成の第4の例を示す図である。図11
の構成は、図9の構成とほとんど同じなので、概略説明
する。なお、同図の場合には、アド側に結線がなされて
いないが、省略されているだけであって、実際には、ト
リビュータリ局のアド光信号送信側が接続されるべきも
のである。
増幅され、分散補償ファイバで伝送路の分散が補償され
て、現用・予備切り替え用スイッチ部PSW1に入力さ
れる。ここでの切り替えは、ネットワークが採用してい
る冗長構成によって変わるが、ここでは、4ファイバB
LSRを前提としている。スイッチ部PSW1を通過し
た光信号はチューナブルフィルタモジュールでドロップ
光がドロップされ、ドロップ光信号は、1×8カプラで
トリビュータリ局の受信側へ送信される。スルー光信号
はそのままスイッチ部PSW2の2×2カプラに入力さ
れる。アド光信号は、2×8カプラで合波された後、光
アンプPWA1で増幅され、分散補償ファイバDCFで
分散補償された後、2×2カプラでスルー光と合波され
る。ここで、2×2カプラや2×8カプラはそれぞれ1
×2カプラや1×8カプラでもよく、ここで、出力ポー
トが1つ多いカプラを使っているのは、合波された光信
号の状態をモニタしようとするときのための便宜を考え
てのことである。従って、必ずしも2×2カプラや2×
8カプラを使用しなければならないことはない。
光信号は、現用・予備を切り替えるためのスイッチ(1
+1スイッチ及びLBスイッチ)を通過した後、光アン
プPWA2によって増幅され、伝送路に送出される。
の変形例を示した図である。受信部TRB#1は、トリ
ビュータリ局の次段に接続するネットワークが単波長ネ
ットワークの場合の構成である。OADM装置からドロ
ップされてきたドロップ光信号は、光アンプAMPで増
幅された後、カプラ部CPL2の1×4カプラで4つに
分岐される。ここで、分岐する数が4であるのは、OA
DM装置でドロップする波長の数が4であるとしている
からである。1×4カプラで分岐された光信号は、それ
ぞれに設けられているAOTFに送られ、それぞれの波
長の光信号が選択される。各波長λ1〜λ4の光信号が
選択されると、これらは、そのまま単波長ネットワーク
にそのまま送信される。なお、単波長ネットワークがサ
ポートする光信号の波長がドロップされた光信号の波長
でないときには、単波長ネットワークに接続する前段に
波長変換を行うトランスポンダを設けて、サポートされ
ている波長で光信号を送信するようにする。
次段に接続するネットワークが多波長ネットワークであ
るが、4波までの波長多重システムである場合を示して
いる。OADM装置からドロップされてきたドロップ光
信号は、光アンプAMPで増幅された後、1×4カプラ
で4つに分岐され、1×4カプラの出力ポート毎に設け
られた波長選択部TFR#1〜#4に入力される。AO
TFはドロップ光信号の中から1波のみを抽出される。
抽出された光信号は、単波長用の光アンプPOAで増幅
され、再びAOTFに入力される。後段のAOTFは、
前述したように、光アンプPOAのノイズを除去するた
めのものである。このようにして、波長選択部TFR#
1〜#4で抽出されたドロップ光信号は2×4カプラで
合波され、波長多重ネットワークに送信される。もちろ
ん、ドロップされたままの波長を次段の波長多重ネット
ワークがサポートしていない場合には、トランスポンダ
を介して、波長を変換して接続するようにする。
光信号をサポートしているネットワークに接続する場合
のトリビュータリ局の構成を示している。4波以上のド
ロップ光信号の波長を選択する場合には、OADM装置
に使用されているように、AOTFを2段に使って、波
長を選択するようにする。AOTFはチューナブルフィ
ルタドライバTFDによって駆動される。OADM装置
でドロップされた光信号は、全て2段のAOTFによっ
て選択されるので、2段目のAOTFのスルーポートに
は、原理的にノイズ以外は光信号は出てこない。従っ
て、2段目のAOTFのスルーポートから出力される光
は破棄する。その他の構成及び、動作は、OADM装置
のAOTFによる光信号のドロップのための構成及び動
作と同じなので、説明を省略する。
プ光信号は、2×2カプラで合波され、増幅されて、次
段の波長多重ネットワークに送信される。尚、前述の通
り、次段のネットワークがドロップされたままの光信号
の波長をサポートしない、あるいは、別の光信号を使用
している場合には、波長変換して次段のネットワークに
送信する。
を供給するために使用されるレーザバンクの構成及び概
念を説明する図である。任意波長型のOADMシステム
を構築するためには、任意の波長の光信号をドロップで
きるだけではなく、対応する任意の波長の光信号をアド
できなくてはならない。そのためには、トリビュータリ
局側で任意の波長の光信号を生成できなくてはならない
ので、波長を任意に変えることのできる光源が必要であ
る。しかし、現在光源として広く使われているレーザダ
イオードは、波長を変えることが難しい。というのも、
もともとレーザというのは、発光媒体を反射鏡で挟ん
で、反射鏡間で光を往復させる間に強度の強い光を放出
するという構成をとっており、発振波長はこの発光媒体
の特性と、反射鏡間の光学的距離に依存する。特に、同
じレーザで異なる波長を発振させようとする場合には、
反射鏡間の光学的距離を変えなくてはならないが、この
方法があまりないというのが現状である。現状考えられ
る光学的距離の変更の仕方は、反射鏡の位置を機械的に
移動させるか、温度を上下して、発光媒体の屈折率を変
化させるというぐらいである。反射鏡を機械的に動かす
のは、レーザが可動部を有することになるので、反射鏡
の位置が狂いやすく、安定したレーザ発振を行うことが
できない。また、温度を上下して波長を変化させる場合
には、レーザの構成に可動部がないので、安定した発振
はできるが、温度上昇などによる波長の変化が小さいの
で、波長多重システムのグリッド全体をカバーすること
はできない。
のある全ての波長を発振波長とする個々のレーザダイオ
ードを用意しておき、これらが発振するレーザ光を束ね
て1つの光とし、これを様々な所に使用することとし
た。
る通りであり、波長λ1〜λnをそれぞれ発振波長とす
るレーザダイオード139を設け、それぞれに発振させ
る。それぞれが発振する波長は、スペクトルモニタ13
3で監視され、予め定められている基準波長値と比較
し、ずれが生じた場合には、発振波長にずれの生じたレ
ーザダイオード139の駆動電流あるいは温度を調整し
て、発振波長が所定の値になるように調整される。
号は、合波器138で合波され、1つの光とされる。そ
して、光アンプ136で増幅され、分配器131で必要
な数だけ分岐される。
チューナブルフィルタ132、あるいは、使用する波長
が固定しているのであれば、選択波長の固定されている
バンドパスフィルタ等で必要な波長をレーザバンクから
の光から抽出し、外部変調器135で変調をかけ、光ア
ンプ137で増幅して送出する。
を合波して、これを利用するようにすれば、光源の発振
している波長の光であれば、どの波長であってもフィル
タで抽出して使うことができる。特に、波長分割多重通
信システムでは、各チャネルの光信号の波長がITU−
Tの勧告で規定されているので、それ以外の波長を任意
に使用することはないと考えてよいので、レーザバンク
を使用すれば十分である。
ドロップ用AOTFの制御方法を説明する図である。な
お、図にはAOTFが1つしか記載されていないが、前
述したようなAOTFを2つ用いる場合も同様である。
ステムの初期状態を示している。入力側から例えば、3
2波の波長多重光信号が送信されてきた場合に、まだ、
システムが稼動する前は、光信号がどこにも出力されな
い状態が好ましい。そこで、OADM装置のAOTF1
40は、32波全ての波長を選択するように、RF信号
発振器からRF信号をAOTF140に印加する。する
と、入力側から入力された32波全ての波長はドロップ
されてしまい、スルー側(出力側)には光信号が出力さ
れない。従って、32波全ての光信号は、トリビュータ
リ局側へ送信される。トリビュータリ局では、送信され
てきた光信号を光カプラ142で分岐し、各波長の光信
号を選択するAOTF143に送る。通常動作時では、
AOTF143は、ドロップすべき波長を選択するので
あるが、初期状態では、AOTF143に入力側から伝
送されてきた32波の光信号からは、漏れ光等が生じな
い程度に十分離れた位置を選択波長とするようなRF信
号を入力する。このようにすれば、32波の内、AOT
F143で選択される波長がないので、光受信器144
に送信される光信号は存在しない。このように、システ
ムの初期状態では、全てのパスが閉じられ、どこも光信
号を受信しない状態となる。
択するためのRF信号が印加されるので、光信号を選択
しない場合にも、32波以外の場所を1つ選択するよう
なRF信号を印加しておく。これにより、AOTF14
3に印加されるRF信号のパワーが光信号を選択する場
合もしない場合も同じになり、AOTF143の動作を
安定化させることができる。
行われない場合のAOTFの制御方法を示している。ス
ルーする場合には、AOTF140には、32波の波長
以外の場所に選択波長を設定するようなRF信号をRF
信号発振器141で生成して、印加するようにする。R
F信号は光信号は選択しないが、32個の波長を選択す
るような32個の周波数からなるRF信号が印加され
る。これは、図14のとき、AOTF140に32波分
のRF信号が印加されていたので、AOTF140の特
性をあまり大きく変えないようにするため、わざと32
個の周波数のRF信号を印加しているのである。
側(出力側)に送信される。トリビュータリ局側には、
光信号はドロップされない。したがって、光カプラ14
2にも光信号は入力されないが、AOTF143には、
32波以外の波長位置を選択するようなRF信号を印加
しておく。このRF信号は1波のみを選択するような、
1個の周波数からなるRF信号である。これは、前述し
たように、AOTF143の動作が、RF信号のパワー
の変化によって変わってしまわないようにするためであ
る。従って、光受信器144では光信号は検出されな
い。
いが、入力される光信号が波長毎に異なるパワーを有し
ている場合のAOTFの制御方法を説明する図である。
なお、同図では、波長がλ1〜λ32に行くに従ってパ
ワーが大きくなる、いわゆる、チルトが起きている場合
のみを示しているが、各波長のパワーが全くバラバラで
も同じ作用を得ることができる。
F信号のパワーの違いにより、ドロップされる光信号の
パワーも異なってくるので、RF発振器141からは、
パワーの大きい波長の光信号をより多くドロップするよ
うにし、パワーの小さい波長の光信号はより少なくドロ
ップ、あるいは、全くドロップしないようにする。この
ようにすることによって、スルー側(出力側)に出てく
る光信号はパワーが揃って出てくるようになる。一方、
トリビュータリ局側には、AOTF140に入力された
時のパワーに応じた量のドロップ光が表れることにな
る。この光は、光アンプで増幅されたり、光カプラ14
2で分岐されるが、AOTF143の選択波長を32波
の波長域から十分離れた位置に設定することにより、A
OTF143からは光信号が出力されない。従って、光
受信器144では、光信号を受け取ることが無く、ドロ
ップ動作は行われないことになる。
ップする為だけに使うのではなくて、波長毎のパワーの
違いをなくすために使用することによって、システムの
伝送品質の向上に役立てることができる。
32個分の波長を選択するための32個の周波数のRF
信号を印加するようにしておき、AOTF143には、
1波のみを選択す為の1個の周波数のRF信号を印加す
るようにしておく。これにより、AOTF140及び1
43の動作を波長を選択するか否か、あるいは、選択す
る波長の数によらず、安定させることができる。
償する動作は、制御CPUを設けておいて、ソフトウェ
アで行うようにしてもよい。図17は、OADM装置で
ドロップを行う場合の各AOTFの制御方法を説明する
図である。
λ32のみをドロップする場合を考える。入力側から3
2波の光信号が入力されると、AOTF140には、波
長λ2とλ32とを選択するようなRF信号が印加され
ると共に、AOTF140の動作を安定化させるため
に、32波の光信号の波長から十分離れた位置に30波
を選択するような30個の周波数のRF信号をRF信号
発振器141で生成して、印加しておく。これにより、
AOTF140に印加されるRF信号は32波分を選択
するものとなるが、実際にドロップされる光信号は波長
λ2とλ32のみである。残りの波長の光信号はスルー
側(出力側)へ送出される。
ビュータリ局側へ送られ、光カプラ142で分岐され、
AOTF143に入力される。AOTF143は、1波
のみを選択するように1波のみを選択するための1つの
周波数のRF信号が印加される。AOTF143の一方
は、波長λ2を選択し、もう一方は波長λ32を選択す
る。このようにして、光受信器144の一方では、波長
λ2の光信号が受信され、もう一方では、波長λ32の
光信号が受信される。
は、常に同じパワーのRF信号を印加するようにしてお
き、AOTFの動作の安定を図る。また、波長多重され
た光信号間のパワーの違いを抑える働きも持たせること
ができる。
長のトラッキングについて説明する図である。OADM
装置のAOTF180からドロップされた光信号は光カ
プラ181でドロップされた波長数分(同図では4波)
に分岐され、AOTF182で各波長が選択される。し
かし、温度変化やRF信号の周波数のずれなどにより、
ドロップされた光信号の波長とAOTF182の選択波
長とがずれることがある。従って、AOTF182で選
択された光信号を監視し、光信号の波長とAOTF18
2の選択波長とを一致させる必要がある。そこで、AO
TF182の後段に例えば、10:1カプラ183を設
け、大半を光受信器で受信すると共に、一部をフォトダ
イオードPD185でパワーを検出して、その結果をト
ラッキング回路186に送るようにする。トラッキング
回路186では、AOTF182に印加するRF信号の
周波数を僅かに変えて、あるいは、AOTF182に印
加するRF信号のベースの周波数に低周波成分を重畳
し、PD185で受信される光信号のパワーの変化を検
出し、各PD185で受信する光信号のパワーが最も大
きくなるように制御する。これは、RF信号の周波数を
大きいほうと小さいほうに振るように僅かにずらしたと
き、周波数の大きいほうに振ったときと小さいほうに振
ったときの両方でPD185で受信する光信号のパワー
が小さくなれば、中心の周波数のとき光信号の受信パワ
ーが最大であることを示す。トラッキング回路186
は、このような状態を検出するようにRF信号を調整し
て、トラッキングを行う。
全体の制御を示す図である。同図で、図18と同じ番号
のついているものは同じものなので詳しい説明を省略す
る。
された光信号が光カプラ194で分岐され、1×4光ス
イッチを介して光スペクトルモニタ192に入力されて
いる。これは、OADM装置のAOTF180が光信号
の波長を選択する場合に、適切に、ドロップすべき光信
号の波長にマッチした動作を行っているか否かを検出す
るためのものである。すなわち、ドロップすべき光信号
の波長とAOTF180の選択波長特性とがずれている
場合には、ドロップすべき光信号のスペクトルを完全に
ドロップすることができず、光信号に波形劣化などを引
き起こして好ましくないので、AOTF180に印加す
るRF信号の周波数とパワーを制御するためである。光
スペクトルモニタ192の解析結果は、OADM装置制
御CPU193に入力され、AOTF180が適切に動
作するようにRF信号の制御信号が出力される。
186もOADM装置制御CPUと情報を交換し、AO
TF182を適切に動作するように制御する。トリビュ
ータリ局のアド光信号生成側では、LDバンク202か
ら出力された光が、光カプラ201によって分岐され、
AOTF200によって波長選択されるが、この波長選
択も適切に行われているか否かを監視し、AOTF20
0を制御するために、光カプラ199で光を分岐し、P
D198で受光して結果をトラッキング回路203に入
力する。トラッキング回路203はOADM装置制御C
PU193と情報を交換しながら、図18で説明した処
理と同様の処理により、AOTF200をトラッキング
する。光カプラ199から出力された光は、光変調器1
97によって変調され、次段で増幅された後、AOTF
196で波長選択を受ける。このAOTF196は、A
OTF200と同じ選択波長を有する必要があるので、
トラッキング回路203が得た情報をOADM装置制御
CPU193が取得し、直接AOTF196に印加され
るRF信号を制御する。これにより、AOTF196と
AOTF200は同じ波長選択特性を有することにな
り、同じ波長の光信号を適切に選択することができる。
AOTF196を通過した光信号は、アド光信号として
光カプラ195で合波され、途中分散補償ファイバで分
散補償されて、AOTF180をスルーした光信号と光
カプラ190で合波される。
れると共に、アド光信号が正常にアドされているか否か
を検出するために、光カプラ191で分岐され、1×4
光スイッチ204を介して光スペクトルアナライザ19
2で解析される。この結果は、OADM装置制御CPU
193で制御信号生成に使用され、AOTF180やA
OTF196、あるいは、トラッキング回路203を介
してAOTF200を制御する。
用のOADM装置及びトリビュータリ局からの光信号も
入力され、順次切り替えて光スペクトルモニタ192に
入力するようにしている。これは、光スペクトルモニタ
192が高価で、且つ、大型であるため、各所にそれぞ
れ設けるのはコスト的にも小型化にも好ましくないから
である。そのかわり、光スペクトルモニタ192は、光
スペクトルの解析とデータの送出とを並列に行うことが
できるように構成されており、1つの光信号のスペクト
ルの解析が終わったら、データの送出を待たずに、次の
光信号のスペクトルの解析を始めることができるように
なっている。通常、光スペクトルモニタ192において
は、光信号のスペクトルの分析とデータの送出とが同じ
位の時間だけかかるので、データの送出を待ってから次
の光信号の解析を始めるのは測定時間を長引かせ効率的
でない。そこで、1×4光スイッチ204を、光スペク
トルモニタ192が光信号のスペクトル解析が終わった
ら、次の光信号に切り替えるように制御する。
内部にROMを持ち、AOTF180がドロップする時
に、AOTF180に印加するRF信号のデータ、スル
ー時のRF信号データなど複数のRF信号の印加状態を
蓄積しておく。このROMのデータを用いてAOTF1
80に印加するRF信号の発振周波数の設定値を変更す
ることで、瞬時に所定のRF周波数とパワーを印加する
ことを可能としている。
ンスは以下のようにする。すなわち、AOTF182を
最初に駆動し、動作が安定したら、次にAOTF180
を駆動する。AOTF180の動作が安定したら、光受
信器184でドロップ光信号を受信する。次にAOTF
196、200を駆動し、動作が安定したら、光変調器
197を駆動し、アド光信号を送出する。
仕方を説明する図である。AOTFに突然RF信号を印
加すると、対応する光信号が突然選択され、出力され
る。ところで、AOTFはロスが大きいので、通常AO
TFの後段に光アンプが挿入される。この構成におい
て、AOTFが突然光信号を選択し、光アンプに急に強
度の大きい光が入力されると、光サージ現象が起きてし
まう。これを防ぐためには、光アンプに入力される光が
50〜60msの時間をかけて立ち上がる必要がある。
そこで、RF信号のパワーを50〜60msかけて徐々
にいっぱいのパワーまで上げるようにする。このように
すれば、AOTFで選択される光のパワーはRF信号の
パワーに一対一に対応するので、光も50〜60msか
けて立ち上がるようになる。RF信号の立上げ方として
は、アナログ的に滑らかに上昇させる方法もあるが、デ
ジタル制御することを考え、50〜60msをn(nは
自然数)ステップに分けてRF信号を上昇させるように
する。nは、設計時に回路をできるだけ簡単化しながら
最適な効果が得られるように設定されるべきものであ
る。
ADMでは、次のようなアップグレードが可能である。
即ち、OADMの初期導入時には、アドするチャネル
(波長)及びドロップするチャネル(波長)を固定して
おき、チャネル固定型のOADMとして運用する。この
場合、AOTF10に印加するRF信号周波数f1、f
2、・・・fnを固定することによって実現できる。ア
ド/ドロップするチャネルが固定であるため原理的には
RF信号周波数を変化する必要がなく、制御が容易であ
る。
ロップする機能を有する任意波長型のOADMが要求さ
れる場合には、AOTF10に印加するRF信号周波数
f1、f2、・・・fnを可変にする機能を設けるだけ
で実現できる。例えば、図1において、ドロップするチ
ャネルを変更する場合には、AOTF10に印加するR
F信号周波数を変更するチャネル(波長)に合わせて変
更すればよい。また、アドするチャネルを変更する場合
には、LD19、8×8カプラから構成されるレーザバ
ンクを設け、8×8カプラから出力されるWDM光(波
長多重された光)から選択する波長をAOTF14でチ
ューニングすれば良い。この場合は、AOTF14に印
加するRF信号周波数を選択する波長に合わせて変化さ
せれば良い。
用いることにより、OADMのハードウェアをほとんど
変更することなく固定波長型から任意波長型へのアップ
グレードが可能となる。
る。AOTFは、ニオブ酸リチウムの基板に同図太線の
ように光導波路を形成し、導波路の交叉する部分に偏光
ビームスプリッタPBSを設けている。RF信号は、I
DT(inter digital transducer)と呼ばれる、櫛を
交互にかみ合わせたような電極に印加される。IDTに
所定の周波数のRF信号が印加されると、弾性表面波
(SAW)が発生し、基板の表面を伝播する。このSA
Wが伝播することによる影響は、基板内部の光導波路に
もおよび、屈折率を周期的に変化させて、基板内部に薄
い波長板のような構造を形成する。SAWガイドは、基
板表面に貼り付けられた金属膜であり、SAWはこのガ
イドに沿って進行する。
ドとTMモードとが混在したものであるが、PBS1で
TMモードとTEモードに分かれて別々の導波路を伝播
する。ここで、入力された光信号のうち、SAWとちょ
うど相互作用する波長の光があると、上記した、薄い波
長板の作用により、TEモードとTMモードとが入れ替
わる。従って、PBS2での当該波長の進行方向が変わ
り、ドロップ光信号として出力される。一方、SAWと
ちょうど相互作用する波長以外の波長の光は、SAWの
影響がランダムに働き、TEモードとTMモードの入れ
換えが起こらない。従って、そのような波長の光は光出
力へスルー光として出力される。
と、PBS1でTEモードとTMモードとに分岐されて
進むが、アド光信号はドロップ光信号と同じ波長を有し
ているので、SAWと相互作用し、TEモードとTMモ
ードとが入れ替わって、光出力として送出される。この
ようにして、光信号のアド動作が行われる。
特性を有しているので、TEモードの伝搬速度とTMモ
ードの伝搬速度は導波路内で異なってしまう。従って、
モード変換を受けない波長の光は偏波モード分散を受け
たまま光出力として送出されてしまう。一方、モード変
換を受ける波長の光は導波路内でほぼ同じ時間TEモー
ドとTMモードでいるので、両方のモードで伝播する光
学的長さが同じとなり、偏波モード分散は打ち消されて
出力される。
波路のパラメータ(長さ等)を適切に選んでやると、ロ
スを小さくしたり、選択特性の波長幅を狭くすることが
できる。選択特性の波長幅を狭くすることにより、クロ
ストークを小さくすることができる。また、SAWガイ
ドを斜めに配置したことによっても、波長選択特性のサ
イドローブを小さくすることができたり、RF信号のパ
ワーが少なくて済むなどの効果が得られる。また、PB
Sを工夫することにより、ロスの偏波依存性をなくすこ
とができる。
示した図である。同図には、ドロップポートの波長選択
特性あるいは透過特性を示している。同図に示されるよ
うに、サイドローブが多く形成され、半値幅(FWH
M)も0.65nmとなっている。従って、図21の構
成では、ITU−T G.692で規定される0.8n
m間隔のグリッドに配置される波長をクロストークを少
なくして、選択するのは困難である。
シックに基板上に構成し、同一周波数のSAWで波長選
択した場合の波長選択特性である。1段のAOTFの半
値幅が0.65であるものを3段カスケードに接続する
と、波長選択特性の幅が広がっているのが同図(a)か
らわかる。同図(a)を拡大したものが同図(b)であ
り、半値幅が0.39nmとなっていることが分かる。
これによれば、0.8nm間隔のグリッドに配置されて
いる光信号を選択することが精度良くできるようになる
と共に、サイドローブの位置を調整することによって、
クロストークをよくすることができる。
装置に使われているAOTFは全て、3段のAOTFを
モノリシックに形成し、同一周波数のSAWで波長選択
動作を行わせている構成を前提にしている。
対応技術を説明する図である。AOTFは温度に敏感で
あり、1℃温度が上がると選択波長が0.73nmずれ
てしまう。WDMシステムにおいては、0.8nm間隔
で隣のチャネルの光信号が配置されていることを考える
と、AOTFは温度が1℃上がっただけで、隣のグリッ
ドの波長を選択してしまうような特性を有している。従
って、AOTFをWDMシステムのOADM装置に使用
する場合には、温度変化に対するフィードバックをRF
信号あるいは温度制御装置にかける必要がある。温度制
御装置を設けてAOTFの温度を一定に保とうとして
も、ペルチェ素子等をAOTFの表面以外に設けてしま
えば、温度勾配が生じるために表面の温度を正確に一定
にすることは難しい。また、直接表面の温度を制御する
ことも考えられるが、構造上ペルチェ素子等温度を上下
する素子をAOTFの表面に設けることは難しい。ま
た、温度センサもAOTFの表面の温度を正確に測らな
ければならないので、従来の温度センサでは、その設置
方法も難しい。しかし、SAWがAOTFの表面を伝播
するものであって、AOTFの表面の温度に一番影響を
受けることから表面の温度を何らかの方法で正確に検出
し、表面の温度に対応した適切なフィードバックをかけ
る必要がある。
波数が温度により敏感に変化することを利用して、AO
TFの表面に共振器を作成して表面の温度を測定する。
その構成を示したのが、図24である。
周期Λ、対数NのIDTを設け、共振器を構成する。発
振回路240は、共振器用IDTを発振させるように信
号を送信し、共振器を共振させる。周波数カウンタ24
1は、発振回路240から発振された信号の周波数の
内、共振器が共振を起こした周波数をカウントし、その
周波数からAOTFの表面温度を取得する。表面温度の
情報は、フィードバックとしてAOTFのIDTにRF
信号を送信する駆動回路242に送られる。駆動回路2
42は、温度の変化による選択波長のずれを計算して、
AOTFに印加するRF信号の周波数を制御し、AOT
Fが正確に所望の波長の光信号を選択できるように調整
する。
ある。同図によれば、IDTの周期が20μm、対数が
200本の場合、20℃〜70℃の広い範囲で、周波数
の変化がほぼ直線となっていることが分かる。同図によ
れば、共振器の温度係数は、−14.1kHz/℃であ
る。共振器の周波数は電気回路で検出すれば良いが、通
常の共振器の共振周波数を180MHzとして、1秒ゲ
ートを使用して共振器の共振周波数を計測したとする
と、1万分の1の精度で温度を測定できることになる。
面温度を非常に精度良く測定することができるので、測
定された共振周波数に基づいて、RF信号の周波数を調
整してやれば、精度の良い透過特性の制御を行うことが
できる。
る選択波長の変化をRF信号の周波数を変えることで補
償する点について述べたが、AOTFの温度を制御する
ことによって、選択波長を制御することも可能である。
この場合、ペルチェ素子をAOTFの表面に近い位置に
配置し、温度を変化させることによって選択波長を制御
する。この場合、RF信号で制御するのとは異なり、選
択波長全てをスライドするように波長シフトできるの
で、経時劣化などによって、選択波長全体がずれを起こ
している場合などに有効に使用できる。
択特性の揺らぎと揺らぎ防止対策を説明する図である。
図26、27において、AOTFによる選択波長は4つ
とし、3段構成のAOTFの各段に、同じ周波数成分を
持つSAWを発生させて、波長選択させる場合を前提と
している。AOTFに生成されるSAWは理想的な正弦
波ではないので、揺らぎが生じる。従って、周波数成分
にサイドローブが生じ、これにより、選択される波長に
クロストークを生じる。AOTFで選択する波長が互い
に離れている場合には、サイドローブが非常に小さくな
るので、クロストークの発生は無視できる程度となる
が、互いに近接している場合には、クロストークによ
り、出力される光信号のパワーがビートを生じてしま
う。また、AOTFのSAWは定在波とはなっておら
ず、進行波としてAOTF上を進行しているので、光信
号にドップラー効果による波長シフトを生じる。そこ
で、本実施形態では、AOTFに印加するRF信号の位
相を制御して、ビート等を打ち消すようにする。図26
は、3段構成のAOTFの格段に生じるSAWの位相差
がない場合を示している。同図(a)は、4つのチャネ
ルを選択するために発生されるSAWが互いに位相差0
°となっていることを示している。
性が時間とともにどのように変化するかを示したもので
あり、波長特性の縦軸は線形スケールである。は、
の縦軸をデシベル表示したものである。いずれも横軸は
波長である。また、とはスルーポート側の波長選択
特性を線形スケールとデシベルスケールで示したもので
ある。
波長選択特性は、時間が経過するに従い、揺らぎを起こ
すことが分かる。この揺らぎは、対応する波長の光信号
をドロップしようとした時、選択波長の光信号のパワー
の揺らぎを引き起こす。選択波長の時間の経過に伴う揺
らぎの様子を示したのがであり、は、スルーポート
側のドロップされた光波長のスルー側への漏れ具合を示
したものである。
AOTFに単純に波長選択のためのSAWを発生させた
のでは、選択された波長のパワーに揺らぎが生じ、これ
が大きくなると強度変調されている光信号のデータを正
常に受信側で受信できなくなる可能性を示している。
防止する方法を示した図である。同図(a)に示される
ように、本実施形態では、3段構成のAOTFで4つの
チャネルを選択する場合、それぞれを選択するためのS
AWの位相を周期的に変えてやる。このように、SAW
の位相制御を行った場合の波長選択特性を示したのが、
同図(b)である。〜に示されるように、波長選択
特性の時間経過による揺らぎが抑圧されているのが分か
る。ここで図26と同様にとは波長選択特性を縦軸
を線形スケールに採って示したものであり、とは、
時間経過による変化を重ね書きし、波長選択特性の縦軸
をデシベルスケールで示したものである。
のパワーレベルの変化を示した図である。同図(b)の
は、図26(b)のと比較すれば明らかなように、
パワーの揺らぎが抑圧されていることが分かる。パワー
のレベルは0デシベルから少し下がっているが、これ
は、ドロップポートに出力される光信号のレベル変化を
SAWの位相制御で打ち消すことによって生じたロスで
ある。また、には、スルーポートの選択波長光信号の
漏れ具合を示したものである。
場合、3段構成の各段に発生するSAWの位相を制御す
ることによって、ドロップされる光信号のパワーに生じ
るビートを抑制することができることが分かった。ま
た、スルーポート側でも漏れ光が極端に多くなったりす
ることがなくなり、AOTFの波長選択特性が良くなる
ことが示されている。
るのみではなく、各段に発生するSAWの位相をRF信
号の位相を制御することによって、変えてやることによ
って、AOTFの波長選択特性をよりプレーンなものと
することができる。従って、AOTFの波長選択時に生
じるビートを抑制して、強度変調された光信号をより正
確に受信することができるようになる。
示す第1の例である。AOTF駆動回路を形成するに当
たり、RF信号の発振周波数に対応する固定発振周波数
の発振器を必要とするだけ用意しておき、これらの発振
RF信号を適宜選択してAOTFに加えることにより、
AOTFを駆動する方法が1つの駆動回路構成方法であ
る。
用意され、同様に、チャネル2用に発振器OSC2が、
チャネル3用に発振器OSC3が、準備され、波長分割
多重システムで使用される全てのチャネルに対して、発
振器OSCnまで設けられている。
発振器であって、これらが発振する信号をディバイダで
それぞれ3つに分割し(AOTFは3段構成で、RF信
号を印加すべきIDTが1つのAOTFについて3つあ
るとしている)、1つは、位相遅延無しでカプラに入力
される。2つめは、図27(a)の表にあるように、R
F信号に位相遅延を与えるために位相遅延部が設けられ
ている。同図の場合、1つの位相遅延部で与える位相遅
延は120°となっている。
イダで分岐された後、ポート1から出力されるRF信号
は位相遅延無しに、カプラに送られ、1段目のAOTF
#1に与えられる。ポート2から出力されるRF信号
は、120°位相遅延を受けた後、カプラに入力され、
2段目のAOTF#2に印加される。また、ポート3か
ら出力されるRF信号は、120°の遅延を2回受け、
240°位相遅延を受けてからカプラに入力され、3段
目のAOTF#3に印加される。
2から出力されるRF信号は、ディバイダで分割された
後、ポート1から出力される信号は位相遅延を受けずカ
プラに入力され、AOTF#1に印加される。ポート2
から出力されるRF信号は、240°の位相遅延を受け
て、カプラに入力され、AOTF#2に印加される。ポ
ート3からのRF信号は120°の位相遅延を受けて、
カプラに入力され、AOTF#3に印加される。
信号はディバイダで分岐された後、ポート1〜3のいず
れの信号も位相遅延を受けることなく、1〜3段のAO
TF#1〜#3に印加される。
C3までの位相遅延の仕方を繰り返し、発振器OSCn
までをカプラに結線し、1〜3段までのそれぞれのAO
TF#1〜#3にRF信号が印加される。
とか、トランスを設け、信号を取り出す位置を変えると
か、遅延線を使用する等が考えられる。ただし、トラン
スを使用した場合には、信号を取り出す位置によりイン
ピーダンスが異なったりするので、あまり、好ましいと
はいえず、また、遅延線はRF信号の波形が崩れる恐れ
があるので、本実施形態においては、ケーブルを長くす
ることによって位相遅延を与えている。ケーブルを使っ
た場合、RF信号が170MHzの場合、120°遅延
を与えるには、35cm余分に長くしてやればよく、2
40°遅延を与える場合には、70cm余分に長くして
やればよい。ただし、他の方法であっても、それぞれの
欠点を解消するような方策をとれば、使用することがで
きる。
を示す第2の例である。図28の場合には、どのような
波長の光信号をもドロップすることができるように、各
チャネル用の発振器を全て用意していたので、ドロップ
する光信号の波長が、対応しない発振器は、設けられて
いるにも関わらず、使用されない状態となってしまう。
つまり、無駄な発振器を用意していることになる。
波数を変えることができるようになっているので、発振
器をドロップする波長の数だけ用意しておき、ドロップ
する光信号の波長が変わったときには発振器の発振周波
数を変化させることによって、対応するような回路構成
も可能である。このような構成の概略を示したのが同図
である。
は8個であると決められているとする。この場合、発振
器はOSC1〜OSC8の8つのみを設けておく。各発
振器OSC1〜OSC8から出力されるRF信号は、3
段のAOTFのいずれかに印加するためにディバイダで
三分岐され、三分岐されたRF信号は、更に後段のディ
バイダによって3つに分岐される。このようにして後段
のディバイダによって3つに分けられたRF信号は、そ
れぞれ位相遅延無し、120°位相遅延、240°位相
遅延の三種類とされて、スイッチに入力される。スイッ
チは、AOTFで選択すべき波長の数等から発振器OS
C1が#1〜#3のAOTFの各段に印加するべき位相
を選択するためのものである。
のみが示されているが、他の発振器OSC2〜OSC8
に対応する構成もまったく同じである。このように構成
することにより、各発振器OSC1〜OSC8が発振す
るRF信号を所望の位相差を付けて各段のAOTF#1
〜#3に加えることができるので、発振器OSC1〜O
SC8の発振周波数が変わった場合にも、AOTFに適
切な位相制御を行ったRF信号を印加し、選択された波
長の光信号のパワーのビートを平滑化することができ
る。
°単位であったが、設計上最も良い位相遅延量を設定す
べきであって、本実施形態のように必ずしも120°に
限られたものではない。
ステムのシステム設計を説明する図である。WDM伝送
システムに適用する光アンプとしては、1.5μm帯に
広い利得帯域を持つエルビウムドープファイバアンプ
(EDFA)が実用段階にある。しかし、現在世界的に
最も普及している既設の1.3μm帯零分散シングルモ
ードファイバ(SMF)伝送路上で1.5μm帯信号の
高速伝送を行う場合、あるいは使用波長帯域で分散値が
零でないnon-zero-dispersion shifted fiber (NZ
−DSF)伝送路を用いる場合、伝送路の波長分散特性
あるいは分散特性と光ファイバ中で発生する非線形効果
の相互作用で伝送波形が歪む。WDM伝送システムで分
散特性との相互作用で波形劣化を引き起こす非線形効果
は、伝送波長が1波長の場合にでも発生する自己位相変
調効果(SPM)と多波長の場合に発生する相互位相変
調効果(XPM)の2つである。SPM、XPM共、伝
送光信号に波長チャープを起こさせるものである。
響は伝送速度、伝送距離を制限する大きな要因となる。
このため何らかの方法でこれらの影響を抑圧する必要が
ある。
散と逆符号の分散を有する分散補償器を伝送路に挿入
し、全伝送路の分散を小さくする方法が提案されてい
る。分散補償器としては、ファイバグレーティングを用
いたもの、光干渉計を用いたもの、伝送路と逆の分散特
性を持つ光ファイバを用いたもの等様々な方法が提案さ
れている。また、送信部で予めプリチャープをかける方
法(ベースバンド信号の光強度変調成分以外に波長分散
による広がりを抑圧するために光位相または光周波数変
調を意図的に施す方法)、プリチャープと上記分散補償
器との組み合わせで行う方法が提案されている。
分散値、非線形係数、非線形効果の効率に大きく影響す
る各波長の伝送路入力光パワー等にばらつきが生じる。
これらばらつきが生じた場合でも伝送特性に影響を与え
ない方法を適用する必要がある。また、光波ネットワー
クにおいては、各波長は任意のノードで、分岐、挿入さ
れるため、波長によって伝送ルートが異なる。この場合
にでも伝送品質を保持する必要がある。
分散補償器とを組み合わせ、さらに分散補償機の挿入位
置、分散補償量、送信部でのプリチャープ量(αパラメ
ータ)の最適化により問題を解決する。
テムは、同図(a)に示されるように、送信部と受信部
の間を伝送路で結び、伝送路中に、光アンプや分散補償
手段、OADMノードが接続された構成となっている。
送信部は、各電気信号を波長λ1〜λnまでの光信号に
変換するE/O装置が設けられ、これらによって生成さ
れた光信号がマルチプレクサMUXによって波長多重さ
れ送出される。波長多重された光信号は光アンプで増幅
され、分散補償手段によって分散が補償されてから再び
光アンプで増幅されて、伝送路に送出される。伝送路の
分散量を16ps/nm/kmで、80kmで(光アン
プ間やOADM装置間等ノード間の伝送路のことをスパ
ンと呼ぶ)、4スパン(送信局と受信局の間にノードが
3つ入っている構成を示す。同図の場合、ノードとして
2つの光アンプと分散補償手段の組み合わせ2つとOA
DMノードが1つ入れられている。)の場合、送信部の
分散補償手段の補償量は、例えば、−700ps/nm
である。また、途中に入れられるノードとしての分散補
償手段の分散補償量は例えば−1200ps/nmであ
る。受信部は、光アンプに挟まれた分散補償手段と、波
長多重された光信号を分波するデマルチプレクサDMU
Xと、分波された波長の光信号を電気信号に変換するO
/E装置とからなっている。ここで、受信部の分散補償
手段の補償量は例えば−1200ps/nmである。こ
のとき、受信部でのトレランスは±200ps/nmと
なる。
定してやると80kmを4スパン伝送する波長分割多重
システムにおいては、最適な分散補償をすることができ
る。同図(b)は、分散補償手段を構成する場合の光ア
ンプとの組み合わせの変形例を示した図である。
果を示しやすく、しかもロスが大きい場合の構成であ
る。先ず、分散補償手段のロスを補償し、しかも分散補
償手段内で非線形効果が起こらないようにするために、
所定のレベルまで光信号のレベルを増幅する前段光アン
プを設ける。ここで、所定のレベルまで増幅された光信
号は、分散補償手段に入力され、分散補償される。分散
補償手段から出力された光信号は、後段の光アンプによ
って、例えば80km伝送し、次の光中継器まで光信号
を送信するのに必要なレベルまで増幅される。
さい場合に可能な構成である。伝送されてきた光信号
は、増幅されないまま分散補償手段に入力され、分散が
補償されてから、光アンプで増幅される。この場合は、
分散補償手段のロスが小さいので、分散補償手段を通過
した後の光信号のレベルがあまり小さくなっていないの
で、後から光アンプで増幅してもSN比をあまり悪くす
ることない。
ファイバグレーティングを使ったもののように非線形効
果をあまり示さない場合に可能な構成である。この場合
には、光アンプで光信号を増幅してから分散補償手段に
入力している。光アンプで光信号は非常にパワーの大き
い信号となるが、分散補償手段が非線形効果をあまり示
さないので、非線形効果による波形劣化を招く恐れがほ
とんどない。従って、先に光アンプを設けることが可能
である。このとき、分散補償手段のロスが大きくても先
に光アンプで増幅しているので、分散補償器を通過した
後でも十分なSN比を維持することができる。
を使うことが一般的であるが、分散補償ファイバは、ロ
スが大きく、しかも入力する光信号のレベルが所定値よ
り大きいと非線形効果を示すので、入力する前には、所
定値より小さいレベルまで光信号を増幅し、分散補償後
再び遠くまで伝送するために光パワーを挙げてやる必要
がある。従って、分散補償ファイバを分散補償手段とし
て使用する場合には、同図(b)の上段の構成を使用す
るのが好ましい。
ための構成を示す図である。OADM装置では、ドロッ
プされる光信号に対しては、図30の送信部から受信部
に送信される光信号と同様に分散補償を受けられるよう
に分散補償器を配置し、トリビュータリ局に送信するよ
うにする。一方、アドされる光信号に対しては、やは
り、トリビュータリ局からOADM装置を通って受信部
に送信される光信号は、図30の送信部から受信部に送
信される光信号と同様の分散補償が受けられるように構
成する。
た光信号は、図30の伝送路中に設けられる分散補償手
段の分散補償量と同じ−1200ps/nmの補償量を
有する分散補償手段によって分散補償され、OADM装
置に入力する。スルーする光信号は、OADM装置がな
かったようにそのまま伝送されていく。一方、ドロップ
される光信号も−1200ps/nmの補償を受けて、
ドロップされトリビュータリ局に送信されるので、トリ
ビュータリ局で受信されるときは、図30の送信部から
受信部にスルーして受信される光信号と同じ分散補償を
受けることができる。一方、アドされる光信号は、アド
ポート側に、図30では、送信器に設けられていた−7
00ps/nmの補償量を有する分散補償手段に対応す
る分散補償手段が設けられる。従って、トリビュータリ
局からそのまま送出された光信号は、アドポート側の分
散補償手段によって、図30の送信部でうける補償に対
応する分散補償を受けてOADM装置でアドされること
になる。アドされた後は、他の光信号と同じように分散
補償されるので、トリビュータリ局からアドされる光信
号も、受信側に送信されるときには、図30の送信部か
ら受信部にスルーして送信される光信号と同様の分散補
償を受けて伝送される。
信号も、アド・ドロップされる光信号もそれぞれの端局
に伝送される間に同じような仕方で分散補償されるよう
に分散補償手段をネットワークに組み込むようにする。
である。OADM装置の中には、光信号をドロップする
ためのAOTF等の分岐回路と、光信号をアドするため
の光カプラ、AOTF、あるいは合波器等の挿入回路と
が設けられている、同図(a)で述べたように、アド・
ドロップされる光信号も、図30の送信部から受信部に
スルーする光信号と同じように分散補償をするために、
OADM装置の前段には、補償量−1200ps/nm
の分散補償手段が設けられており、アド側には、−70
0ps/nmの分散補償手段が設けられている。同図
(b)の構成は、AOTFをドロップ専用に使用し、ア
ドは光カプラ等で行うという構成をしており、図5〜図
12に示したOADM装置の具体的構成に対応してい
る。
ADM装置のアド側、ドロップ側に設けられる分散補償
手段の構成例を示す図である。送信部、受信部及びOA
DM装置のアド側、ドロップ側は、伝送路の経時劣化や
破損回復による割入れ等により補償量を調整できること
が好ましい。そこで、分散補償手段を補償量の可変な構
成とすることが有力である。
分散補償手段(例えば、分散補償ファイバ)を設け、入
力された光信号を光カプラで等しく分岐し、光スイッチ
を各分散補償手段毎に設けておいて、いずれかの分散補
償手段を選択するようにする。従って、光信号は、1〜
nの異なる補償量を有する分散補償手段のいずれかを通
って出力されることになり、最適な分散補償手段を選択
することにより、伝送路の伝送特性の変化に対応するこ
とができるようになる。
有する分散補償手段を設けると共に、出力側に1×n光
スイッチを設けている。このようにすれば、1〜nの分
散補償手段それぞれに光スイッチを設ける必要がなくな
る。入力された光信号は、光カプラで分岐され、全ての
分散補償手段に等しく入力され、分散補償されるが、1
×n光スイッチで、最適に分散補償された光信号を選択
して出力するようになっている。
チを設け、1〜nの分散補償手段のいずれか1つ、最適
に分散補償することのできる分散補償手段に光信号を入
力するように構成されている。1×n光スイッチで光路
が選択された光信号は、対応する分散補償手段を通過し
て、光カプラを介して出力される。
りに1×n光スイッチを使用する構成例を示している。
入力した光信号は1×n光スイッチで光路が決定され、
1〜nのいずれかの分散補償手段に入力される。出力側
の1×nスイッチは、光信号が入力された分散補償手段
からの光信号を通過させるように光路をスイッチング
し、光信号を出力させる。
信号のパワーの減少を少なくすることができる。すなわ
ち、図32では、入力された光信号は、実際に分散補償
手段に入力されるか否かに限らず、等しく分割されてし
まうのでパワーは、分割数分の1となってしまう。しか
し、図33の構成では、入力した光信号は1×nスイッ
チにより、1〜nのいずれかの分散補償手段に全てのパ
ワーが送られることになるので、実際には使用されない
光路に光信号のパワーを分割して送出してしまうことが
ない。
の変形例を示した図である。図34は、光スイッチまた
は、光カプラ340を使用した例であり、補償量が同
じ、あるいは、異なる分散補償ファイバ等の分散補償手
段を直列に接続し、分散補償手段を複数通過させること
により、光信号の分散補償を最適化してやろうというも
のである。入力した光信号は、分散補償手段を通過する
が、分散補償手段の後段に設けられた光スイッチ341
により、光路が変えられ、光スイッチまたは光カプラ3
40へと送られ、出力される。どの光スイッチで光路が
切りかえられるかにより、通過する分散補償手段の数が
異なるので、補償される分散の量も異なってくる。
する分散補償手段の数や種類を変えてやる構成である。
入力した光信号は、光スイッチ350によって次段の分
散補償手段を迂回するか通過するかが切り換えられる。
直列に接続されている分散補償手段のそれぞれの前段に
は、光スイッチ350が設けられており、各光スイッチ
の次段の分散補償手段を光信号に通過させるか否かが決
定できるようになっている。同図の構成の場合には、迂
回路が形成されているため、後段に設けられている分散
補償手段に光信号を通過させるのに、前段の分散補償手
段を通過させる必要がないので、分散補償手段によって
補償する分散補償量の大小をより自由に設定できる。
補償手段の後段には、光カプラ362が設けられてお
り、光信号が分岐されるようになっている。この構成に
よれば、同構成で可能な分散補償量の種類を受けた全て
の光信号が、それぞれの光スイッチ360まで送られて
きており、光スイッチ360の内1つを開いてやること
により、最も良く分散補償された光信号を光スイッチま
たは光カプラ361に送ることができる。光スイッチま
たは光カプラ361からは、このようにして選択された
最も良く分散補償された光信号を送出することができ
る。ただし、この構成では、光信号が光スイッチまたは
光カプラ361に送られるか否かに関わらず、光カプラ
362によって分岐されてしまうので、後段の分散補償
手段に入力される光信号ほどパワーが小さくなってしま
うという性質がある。
各分散補償手段の後段には光カプラ370が設けられて
おり、各分散補償手段によって分散補償された光信号が
光スイッチ371に入力される。光スイッチはさまざま
な分散補償を受けた光信号のうち最も良く分散補償され
た光信号を選択して出力する。この場合にも、光信号
は、分散補償手段を順次通過するうちに、その後段の光
カプラ370で分岐されてしまうことにより、パワーが
小さくなってしまうという性質を持っている。
について示した図である。図38は、10Gbpsで、
8波多重した場合において、80kmを4スパン伝送し
たときの波形劣化を示している。伝送路(シングルモー
ドファイバ;SMF)への入力光パワーは1チャネル当
たり平均で+10dBm、送信局側でαパラメータ=−
1のプリチャープを行っており、送信局では分散補償フ
ァイバを使用せず、中継器と受信局で同じ大きさの分散
補償量を持つ分散補償ファイバで分散補償している。
ことであり、信号の振幅方向の劣化を表している。IS
I劣化は、0%に近いほど良い。位相マージンは、光信
号のオン/オフパターンの時間方向のずれの量など、光
信号の位相方向の劣化量を表すものであり、100%に
近いほうが良い。
化が10%、位相マージンが70%であるとする。同図
の上から突出しているグラフのISI劣化が10%であ
る部分で持つ幅が、いずれのチャネルに対してもほぼ1
000〜1200ps/nm/unitの範囲にあるこ
とが分かる。一方、同図の下から突出しているグラフの
位相マージンが70%である部分の幅が、いずれのチャ
ネルに対してもほぼ1150〜1300ps/nm/u
nitの範囲であることが分かる。
償量のトレランスである。このトレランスが広いほうが
良いのであるが、同図では、非常に狭いことが分かる。
図39は、図38の条件において、送信局で受信局と同
じ量の分散補償をしており、中継器は送信局や受信局の
分散補償量の2倍の分散を行っている。また、送信局で
は、送信局でαパラメータ=+1のプリチャープを行っ
ている。
いが、送信側で分散補償を行うとともに、αパラメータ
が正のプリチャープを行うことによって、分散トレラン
スを広くすることができる。
る。図40は、位相マージンが70%以上である場合の
分散トレランスを示した図である。
1のプリチャープを行った場合を示し、同図(b)は、
送信側でαパラメータ=−1のプリチャープを行った場
合を示す。同図は、10Gbpsの伝送速度で、16波
波長多重し、4スパン伝送したものである。同図では、
グラフの上方に位相マージンが70%以上を満たす上限
が示されており、グラフの下方に下限が示されている。
この上限と下限の間が分散トレランスである。同図
(b)のように、送信側で負のプリチャープを行った場
合には、上限と下限がほとんどくっついてしまい、トレ
ランスがほとんどないことが示されている。これに対
し、同図(a)のように、送信側で正のプリチャープを
行った場合には、上限と下限に幅があり、分散トレラン
スが大きく取れることが分かる。分散トレランスが大き
いということは、中継器(インラインアンプ)の分散補
償量を一定に保っていても、伝送路のスパンの長さの変
化によらず同じ伝送特性で光信号を伝送することができ
ることを示している。これは、光信号の分岐、挿入や修
復時の割入れ等によって、伝送路のスパン長が変わって
しまったり、伝送路劣化により伝送路の長さは同じでも
光信号の感じる光路長が長くなってしまったりした場合
にもインラインアンプの分散補償量を変えずに済む許容
量が大きいということであり、実際のシステムを構築す
る上で有利になる。
クを構築する際に必要とされる冗長構成(パスプロテク
ション)の構成例を説明する。図41は、2ファイバB
LSRのOADMノードの構成を示した図である。
システムを前提に説明する。BLSRでは、2ファイバ
で上り伝送路と下り伝送路の冗長化を行うため、波長チ
ャネルの半分を現用(Work)、残り半分を予備(Protec
tion)として使用する。例えば、同図では、西から東へ
の通信には、波長λ1〜λ16を現用として使用し、東
から西への通信には、波長λ17〜λ32を現用として
使用している。
プラ410から光ループバックスイッチ411を通り、
波長λ1〜λ16までを現用として使用している波長A
dd/Drop部412に入力される。波長Add/D
rop部412から出力される光信号は、光ループバッ
クスイッチ413を通って1×2カプラ414を介して
伝送路に送出される。同様に、東から西に光信号を送信
する場合には、1×2カプラ419から光ループバック
スイッチ418を介して波長Add/Drop部417
に入力される。波長Add/Drop部417では、波
長λ17〜λ32を現用として使用している。波長Ad
d/Drop部417から送出される光信号は、光ルー
プバックスイッチ416を介して、1×2カプラ415
を通って、西側に送出される。なお、波長λ1〜λ16
と波長λ17〜λ32は、それぞれ同じ情報を常に運ん
でいる。
ル切断が起こり、西側へ光信号を送信できない、あるい
は、西側から光信号を受信できなくなったとすると、東
側から送られてくる波長λ1〜λ16の予備回線が波長
Add/Drop部412の現用装置により処理され、
波長λ17〜λ32の現用回線が波長Add/Drop
部417の現用装置により処理されるようになる。すな
わち、東側から送られてきた光信号は、1×2カプラ4
19で光ループバックスイッチ418に送られると共
に、光ループバックスイッチ411にも送られている。
光ループバックスイッチ411は、西側からのパスを切
断し、1×2カプラ419からの光信号を波長Add/
Drop部412に送信するようにする。波長Add/
Drop部412は、波長λ1〜λ16の光信号を現用
の装置で処理し、光ループバックスイッチ413と1×
2カプラ414を介して東側へ送出する。1×2カプラ
419からのもう一方の光信号は、光ループバックスイ
ッチ418を介して波長Add/Drop部417に入
力され、波長λ17〜λ32までを現用装置で処理し
て、出力する。波長Add/Drop部417から出力
された光信号は、光ループバックスイッチ416で光路
が切り換えられ、1×2カプラ414から東側へ送出さ
れる。
が生じた場合は、上記説明と同じであって、ただし、光
ループバックスイッチ418が上記説明の光ループバッ
クスイッチ411の動作をし、光ループバックスイッチ
413が上記説明の光ループバックスイッチ416の動
作をするようになる。
12で現用として使う波長と予備として使う波長とを波
長Add/Drop部417では、現用と予備を入れ換
えて使用することにより、ケーブル切断が生じて、光信
号の折り返しが必要になった場合に、光信号の波長変換
を行う必要がなくなる。従って、装置の構成を簡単化で
き、コストの低減に寄与するところが大きい。
rectional Line Switch Ring )という名前が示すよ
うに、リング状のネットワーク(図44、45参照)に
おいて採用される。
示す。OADMノードA、B、C、Dは図41にて説明
したOADMノードと同一の状態にある。図45はOA
DMノードAの西側で光ケーブル断が生じた場合のリン
グネットワークの構成を示す図である。この場合OAD
MノードAでは、図42のようにループバックスイッチ
411、416が切り替わる。また、OADMノードD
では、図43に示すようにループバックスイッチ41
3、418が切り替わる。
ノードの構成を示す図である。4ファイバBLSRにお
いては、波長Add/Drop部も2重化されており、
西側から東側へ向かう回線には、現用の波長Add/D
rop部423と予備の波長Add/Drop部424
が設けられ、東側から西側へ向かう回線には、現用の波
長Add/Drop部431と予備の波長Add/Dr
op部432が設けられている。また、4ファイバBL
SRにおいては、伝送路も現用と予備が設けられてお
り、例えば、32波のチャネルを現用と予備に分ける必
要はなく、32波すべてを現用として使用することがで
きる。
送路と予備伝送路に常に同じ情報が流されている。通常
動作では、西側から入力された光信号は、光ループバッ
クスイッチ426、427を通過し、光1+1プロテク
ションスイッチ425に入力する。光1+1プロテクシ
ョンスイッチ425では、現用回線と予備回線の切り替
えを行う。一般に、現用の波長Add/Drop部42
3には、SN比の良い回線の光信号が入力される。光1
+1プロテクションスイッチ425から出力された光信
号は、それぞれ現用の波長Add/Drop部423あ
るいは予備の波長Add/Drop部424に入力さ
れ、処理された後、光1+1プロテクションスイッチ4
22に入力される。光1+1プロテクションスイッチ4
22では、現用と予備の切り替えが行われ、出力された
光信号は、光ループバックスイッチ420、421を介
して東側へ送出される。
プバックスイッチ434、435及び光1+1プロテク
ションスイッチ433を介して、それぞれ現用波長Ad
d/Drop部431及び予備波長Add/Drop部
432に入力されて、処理される。現用及び予備の波長
Add/Drop部431、432から出力された光信
号は、光1+1プロテクションスイッチ430、光ルー
プバックスイッチ428、429を介して西側へ送出さ
れる。
トワークを構成した場合の例を図47に示す。図46の
ノードの西側のケーブルがすべて切断などにより使用で
きなくなった場合には、このノードで折り返し転送が行
われる。東側の現用回線から入力した光信号は、そのま
ま現用の波長Add/Drop部431に入力される。
現用の波長Add/Drop部431から出力された光
信号は、光1+1プロテクションスイッチを介して光ル
ープバックスイッチ428に入力されるが、西側へは送
信されず、光ループバックスイッチ421へ転送され、
予備回線を使って東側へ送信される。一方、東側の予備
回線から入力された光信号は、西側のケーブル切断等に
より、光ループバックスイッチ435によって、光ルー
プバックスイッチ426に転送される。光ループバック
スイッチ426は、転送されてきた光信号を光1+1プ
ロテクションスイッチ425を介して現用の波長Add
/Drop部423に入力する。この光信号が現用の波
長Add/Drop部423から出力されると、光1+
1プロテクションスイッチ422、光ループバックスイ
ッチ420を介して東側へ現用回線を使って送信され
る。
説明に対応する。東側のケーブルがすべて使えなくなっ
た場合は、上記説明と同様であって、ただし、光ループ
バックスイッチ428の動作を光ループバックスイッチ
420が、光ループバックスイッチ435と426の動
作を光ループバックスイッチ427と434が行う。
説明に対応する。4ファイバBLSRでは、現用の波長
Add/Drop部の故障と伝送路の切断が同時に起き
ても対応することができる。例えば、図49に示すよう
に、現用の波長Add/Drop部423が故障し、西
側へ向かう現用回線が同時に切断されたとする。このと
きは、東側の現用回線から入力された光信号は、現用の
波長Add/Drop部431を介して光1+1プロテ
クションスイッチ430でパスが予備側に切り換えら
れ、光ループバックスイッチ429を介して西側へ送出
される。一方、西側の現用回線から入力された光信号
は、光1+1プロテクションスイッチ425で予備の波
長Add/Drop部424に送られる。予備の波長A
dd/Drop部424から送出された光信号は、光1
+1プロテクションスイッチ422によって、光ループ
バックスイッチ420に送られ、現用回線を使って、東
側へ送出される。
なった、あるいは、現用の波長Add/Drop部が使
えなくなった場合には、光1+1プロテクションスイッ
チ430が現用と予備を切り替えて障害を克服する。
行うシステムにおける2ファイバBLSRのノード構成
である。同図の構成では、現用回線の東側から入力した
光信号は、BD−WDMカプラ440で分岐され、光ル
ープバックスイッチ442を介して現用波長Add/D
rop部のうち、波長λ17〜λ32を扱う(波長多重
数を32と仮定している)装置444に入力する。ここ
で、BD−WDMカプラとは、Bi-Directional−WDM
カプラという意味である。装置444から出力された光
信号は光ループバックスイッチ446を介してBD−W
DMカプラ447に入力され、現用回線を使用して西側
に送出される。一方、現用回線を介して西側から入力し
た波長λ1〜λ16の光信号は、光ループバックスイッ
チ445を介して現用の波長Add/Drop部の内、
波長λ1〜λ16を扱う装置443に入力される。装置
443から出力される光信号は、光ループバックスイッ
チ441を介してBD−WDMカプラ440で西向きの
光信号と合波されて現用回線を東向きに伝送される。
を行う場合は、互いに逆方向に伝播する光信号の干渉が
大きくならないように、異なる波長を使うようにする。
例えば、同図では、西から東へ向かう信号を波長λ1〜
λ16とし、東から西に向かう信号を波長λ17〜λ3
2としている。
動作と同じであるが、使用される波長が異なっている。
すなわち、西から東へ向かう光信号の波長はλ17〜λ
32であり、東から西へ向かう光信号の波長はλ1〜λ
16となっている。
ドの西側の伝送路が現用も予備も使用できなくなったと
する。すると、波長λ1〜λ16の光信号は、東側から
予備回線を使って、BD−WDMカプラ448に入力さ
れ、光ループバックスイッチ450を介して光ループバ
ックスイッチ445に転送される。光ループバックスイ
ッチ445は、転送された光信号を現用の波長Add/
Drop部の波長λ1〜λ16を処理する装置443に
入力する。装置443から出力された光信号は、光ルー
プバックスイッチ441を介してBD−WDMカプラ4
40に入力され、東側へ現用回線を使用して伝送され
る。
DMカプラ440に入力した、波長λ17〜λ32まで
の光信号は、光ループバックスイッチ442を介して装
置444に入力され、処理される。装置444から出力
された光信号は、光ループバックスイッチ446で、光
ループバックスイッチ449に転送され、BD−WDM
カプラ448を介して、予備回線を使って東側へ送出さ
れる。
の東側の伝送路が現用、予備共に使えなくなった場合に
は、上記と動作は同じであるが、光ループバックスイッ
チ450の動作を光ループバックスイッチ453が行
い、光ループバックスイッチ446と449の動作を光
ループバックスイッチ441と453が行う。
てリングネットワークを構成した場合の図である。ま
た、図54は、OADMノードAの西側でケーブル断が
生じた場合の例を示す図である。この場合、OADMノ
ードAでは、図51と同様にループバックスイッチ44
5、446、449、450が動作し、またOADMノ
ードDでは図52と同様に、ループバックスイッチ44
1、442、453、454が動作する。
1〜λ32の光信号は、北米SONET OC−192
又はOC−48、OC−12等に対応したフレーム構成
を有する。
チの構成例を示した図である。OADMノードは光1+
1プロテクションスイッチによって冗長化がなされてい
るが、光1+1プロテクションスイッチが故障した場合
には、冗長化が機能しなくなるので、光1+1プロテク
ションスイッチそのものも冗長化しておくのが好まし
い。
プラ460、461によってそれぞれ2分岐され、ゲー
トスイッチ462〜465に入力される。ゲートスイッ
チ462〜465を通過した光信号は、2×1カプラ4
66、467から出力側に出力される。2×1カプラ4
66と467の内、いずれかが故障した場合には、ゲー
トスイッチ462、463か、ゲートスイッチ464、
465のいずれかを開いた状態にし、もう一方を閉じ
て、光信号を送り出すようにする。また、2×1カプラ
460、461のいずれか一方が故障した場合には、ゲ
ートスイッチ462、464か、ゲートスイッチ46
3、465のいずれかを開いた状態にし、もう一方を閉
じて、光信号を送出するようにする。
5を切り替えることによって、2×1カプラ460、4
61、466、467のいずれかが故障しても対応する
ことができる。
のように挿入するかに関する考え方を説明する図であ
る。同図(a)に示されるように、光伝送路には、光ア
ンプ470−1〜470−4が設けられ、これら光アン
プ470−1〜470−4を所定数中継した後再生器4
71で光信号の再生を行う。
70−4を中継される間の光信号のレベルの変化とSN
光の劣化の様子を示している。同図(b)に示されるよ
うに、光信号のレベルは光アンプ470−1〜470−
4でそれぞれ増幅され、伝送路を伝播するに従って減衰
するということを繰り返している。従って、光信号のレ
ベルのみに着目すれば、伝送路に適当な間隔で光アンプ
を配置しておけばよい。しかし、同図(b)のSN比の
グラフに示されるように、光アンプでは、光信号にAS
E(Amplified Spontaneous Emission)というノイズ
が積み重ねられていくので、SN比は徐々に悪化してい
く。SN比の劣化は、劣化すればするほど悪化の仕方か
小さくなっていくが、そのような状態になると光信号の
情報を正確に読み取ることができなくなってしまう。従
って、SN比が悪くなりきらない内に、再生器471を
使って光信号の再生を行わなくてはならない。再生器4
71は、受信した波長多重された光信号を各波長に分波
し、各波長毎に光受信器ORで光受信し、3R処理を行
って電気信号を生成し、この電気信号で光送信器OSで
光信号に変換して送出する。各波長毎に再生された光信
号は互いに合波されて波長多重光信号として伝送路に再
び送出される。
直線型のネットワークでは、所定数の光アンプを通過し
たら、そこに再生器471を設けるようにすればよい
が、リングネットワークであって、しかも冗長化がなさ
れている場合には、予備のパスが使用された場合におい
ても、所定数の光アンプを通過したら再生器を設けるよ
うに、再生器の配置を最適化する必要がある。一般に、
5つ光アンプを通過した後、再生器を入れるとすると、
予備のパスを使用した場合には上手く行かない場合が生
じる。従って、5つの以下の光アンプ、例えば、3つを
通過したら再生器を入れるようにする。これによれば、
早めに光信号を再生することになり、また、高価で構成
の複雑な再生器をより多くネットワークに組み込むこと
になるが、これは、ネットワークのパフォーマンスとコ
ストを鑑みて最適化されるべきものである。
価な任意波長型OADM装置及びシステムを構築するこ
とができる。
示す図である。
する場合の基本的構成例のブロック図である。
DM装置の構成例を示すブロック図である。
成を示す原理的図である。
の第1の例を示す図(その1)である。
の第1の例を示す図(その2)である。
の第2の例を示す図(その1)である。
の第2の例を示す図(その2)である。
第3の例を示す図(その1)である。
の第3の例を示す図(その2)である。
の第4の例を示す図(その1)である。
の第4の例を示す図(その2)である。
めに使用されるレーザバンクの構成及び概念を説明する
図である。
制御方法を説明する図(その1)である。
制御方法を説明する図(その2)である。
制御方法を説明する図(その3)である。
制御方法を説明する図(その4)である。
制御方法を説明する図(その5)である。
制御方法を説明する図(その6)である。
制御方法を説明する図(その7)である。
る。
上に構成し、同一周波数のSAWで波長選択した場合の
波長選択特性である。
明する図である。
らぎ防止対策を説明する図(その1)である。
らぎ防止対策を説明する図(その2)である。
を示す図である。
例を示す図である。
テム設計を説明する図である。
示す図である。
側、ドロップ側に設けられる分散補償手段の構成例を示
す図(その1)である。
側、ドロップ側に設けられる分散補償手段の構成例を示
す図(その2)である。
(その1)である。
(その2)である。
(その3)である。
(その4)である。
(その1)である。
(その2)である。
トレランスを示した図である。
を示した図である。
テクションパスを説明する図(その1)である。
テクションパスを説明する図(その2)である。
ネットワークの正常時の構成を説明する図である。
ネットワークの光ケーブル断線時の構成を説明する図で
ある。
を示す図である。
ネットワークの正常時の構成を説明する図である。
ネットワークの光ケーブル断線時の構成を説明する図で
ある。
ネットワークのノード障害・光ケーブル断線時の構成を
説明する図である。
における2ファイバBLSRのノード構成である。
ADMノードを適用した場合のプロテクションパスを説
明する図(その1)である。
ADMノードを適用した場合のプロテクションパスを説
明する図(その2)である。
LSRネットワークの正常時の構成を説明する図であ
る。
LSRネットワークの光ケーブル断線時の構成を説明す
る図である。
示した図である。
するかに関する考え方を説明する図である。
置の構成の一例を示した図である。
143、180、182、196、200 AOT
F 11、12 8×1カプラ 15、20、21、30、34、40、45、136、
137 光アンプ 16、50、197 (光)変調器 17 電気ADM 18 8×8カプラ 19、139 レーザダイオード 33、35、36、41、44、46、47、142、
181、190、191、194、195、199、2
01 光カプラ 37、48、49 波長選択フィルタ(AOTF) 60〜63 1×2スイッチ 130、202 レーザバンク 131 分配器 132 チューナブルフィルタ 133、192 (光)スペクトルモニタ 135 外部変調器 138 合波器 141 RF信号発振器 144、184 光受信器 183 10:1光カプラ 185、198 フォトダイオード(PD) 186、203 トラッキング回路 193 OADM装置制御CPU 204 1×4光スイッチ 240 発振回路 241 周波数カウンタ 242 駆動回路 340、361 光スイッチまたは光カプラ 341、350、360、371 光スイッチ 362、370 光カプラ 410、414、415、419 1×2カプラ 411、413、416、418、420、421、4
26、427、428、429、434、435、44
1、442、445、446、449、450、45
3、454 光ループバックスイッチ 412、417 OADM装置 422、425、430、433 光1+1プロテ
クションスイッチ 423、431、443、444 OADM装置
(現用) 424、432、451、452 OADM装置
(予備) 440、447、448、455 BD−WDMカ
プラ 460、461、466、467 2×1カプラ 462〜465 ゲートスイッチ 470−1〜470−4 光アンプ 471 再生器
Claims (43)
- 【請求項1】WDM通信システムにおいて、任意の波長
の光信号を分岐したり、挿入したりする光伝送装置であ
って、 分岐・挿入すべき光信号のうち、一部の光信号について
の分岐・挿入動作を行う第1の可変波長選択フィルタ
と、 前記第1の可変波長選択フィルタで選択されなかった、
分岐・挿入すべき光信号について分岐・挿入動作を行う
第2の可変波長選択フィルタとの少なくとも2つの可変
波長選択フィルタを備え、 複数の可変波長選択フィルタを用いて分岐・挿入すべき
光信号の全てを分岐または挿入することを特徴とする光
伝送装置。 - 【請求項2】前記第1及び第2の可変波長選択フィルタ
は、表面弾性波の作用を利用した1個のAOTF、もし
くは該AOTFを複数段カスケード接続したものである
ことを特徴とする請求項1に記載の光伝送装置。 - 【請求項3】前記第1の可変波長選択フィルタで処理す
る波長と前記第2の可変波長選択フィルタで処理する波
長が分岐・挿入されるべき光信号の波長を短波長側から
番号を付けたときの奇数番目と偶数番目の波長に対応す
る波長であることを特徴とする請求項1に記載の光伝送
装置。 - 【請求項4】前記第1及び第2の可変波長選択フィルタ
では分岐の機能だけを持ち、挿入すべき光信号を第1及
び第2の可変波長選択フィルタを透過した透過光信号に
光合波器を用いて合波させることを特徴とする請求項1
に記載の光伝送装置。 - 【請求項5】前記第1の可変波長選択フィルタで分岐さ
れた光信号と、前記第2の可変波長選択フィルタで分岐
された光信号とを合波する合波器を備えることを特徴と
する請求項4に記載の光伝送装置。 - 【請求項6】前記第1の可変波長選択フィルタの分岐光
を出力するポートと、前記第2の可変波長選択フィルタ
の分岐光信号とを合波するための合波器の間に可変光ア
ッテネータを持ち、これにより前記第1の可変波長選択
フィルタの分岐光信号のパワーを前記第2の可変波長選
択フィルタの分岐光信号のパワーとほぼ同一になるよう
に調整するように構成されたことを特徴とする請求項5
に記載の光伝送装置。 - 【請求項7】前記第1及び第2の可変波長選択フィルタ
で分岐された光信号を合波する前記合波器の出力ポート
に光スペクトルモニタを接続して、分岐された光信号の
有無・波長・パワーを監視することを特徴とする請求項
5に記載の光伝送装置。 - 【請求項8】前記第1及び第2の可変波長選択フィルタ
の分岐されない光信号を出力する透過ポートに前記第1
及び第2の可変波長選択フィルタ内部を光信号が伝播す
ることによって生じる偏波分散を打ち消す手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の光伝送装置。 - 【請求項9】前記第1及び第2の可変波長選択フィルタ
に入力する光信号のそれぞれの波長に対応するRF信号
の印加パワーを調整することにより、前記第1及び第2
の可変波長選択フィルタで分岐されない透過光信号のパ
ワーを調整することを特徴とする請求項2に記載の光伝
送装置。 - 【請求項10】入力伝送路と前記第1の可変波長選択フ
ィルタの間と、挿入すべき光信号を合波する前記光合波
器と出力伝送路の間とに光増幅器を備え、伝送路の損失
と前記光伝送装置の損失を補償することを特徴とする請
求項4に記載の光伝送装置。 - 【請求項11】入力伝送路と前記第1の可変波長選択フ
ィルタの間の光増幅器を、第1の光増幅器と分散補償器
と第2の光増幅器とから構成し、分散補償器では伝送路
によって光信号が受けた分散を補償し、この分散補償器
の損失を第2の光増幅器で補償することを特徴とする請
求項10に記載の光伝送装置。 - 【請求項12】前記第1または第2の光増幅器の入力部
あるいは出力部にカプラを備え、該カプラによって分岐
された分岐光をモニタすることにより、光信号の有無・
波長・パワーを監視することを特徴とする請求項10又
は11に記載の光伝送装置。 - 【請求項13】前記第1の可変波長選択フィルタの前段
に分波器を持ち、該分波器により伝送されてきた光信号
の一部を分岐して、分岐された光信号を受信する端局に
送信し、前記第1及び第2の可変波長選択フィルタは次
段のノードに伝送すべき光信号をスルー光信号として透
過ポートに出力し、次段のノードに伝送すべきでない信
号を分岐光信号として選択ポートに出力することを特徴
とする請求項4に記載の光伝送装置。 - 【請求項14】前記第1の可変波長選択フィルタの前段
と前記光合波器の後段に1×2光スイッチを備え、該1
×2光スイッチのポートの一方が通常使用する前記第1
及び第2の可変波長選択フィルタに接続し、他の一方の
ポートが予備の第1及び第2の可変波長選択フィルタに
接続し、通常使用する第1及び第2の可変波長選択フィ
ルタに障害が生じた時にも該1×2光スイッチを切り替
えて予備の第1及び第2の可変波長選択フィルタを使用
して伝送を行うことを特徴とする請求項4に記載の光伝
送装置。 - 【請求項15】前記第1の可変波長選択フィルタの前段
と前記光合波器の後段に1×2光スイッチを備え、スイ
ッチのポートの一方が通常使用する伝送路に接続し、他
の一方のポートが予備の伝送路に接続し、通常使用する
伝送路に障害が生じたときにも該1×2光スイッチを切
り替えることにより予備の伝送路を使用して伝送を行う
ことを特徴とする請求項4に記載の光伝送装置。 - 【請求項16】挿入されるべき光信号が伝送されて来て
いない場合にも、前記第1及び第2の可変波長選択フィ
ルタで挿入されるべき光信号に対応する波長の分岐操作
を行うことを特徴とする請求項10又は11に記載の光
伝送装置。 - 【請求項17】WDM光通信システムにおいて、分岐及
び挿入すべき光信号を分岐・挿入する光伝送装置から分
岐した光信号を受信し、挿入すべき光信号を該光伝送装
置に伝送する光端局であって、 所定の波長の光信号を、所望の数だけ合波し、挿入すべ
き光信号として前記光伝送装置へ伝送する光合波器を備
えることを特徴とする光端局。 - 【請求項18】前記光合波器の後段に分散補償器を備
え、伝送路の分散を最適に補償することを特徴とする請
求項17に記載の光端局。 - 【請求項19】伝送に用いるすべての信号波長に対応す
る複数の光源を備え、該複数の光源の出力光を合波する
合波器と、 該合波器による損失を補償する光増幅器と、 伝送に用いる最大の信号波長数を最大とする所望の数ま
で光を分波する分波器と、 該分波器により分波されたそれぞれの光について、所定
の光波長を選択する光可変フィルタと、 該選択された光に変調信号を印加することで任意数任意
波長の光信号を生成し、前記光伝送装置に挿入すべき光
信号として伝送する手段と、を備えることを特徴とする
請求項17に記載の光端局。 - 【請求項20】伝送路から伝送されてきた波長多重光信
号のうち、所定の波長の光信号を分岐し、対応する波長
の光信号を挿入する光伝送装置と、該光伝送装置から分
岐された光信号を受信し、挿入すべき光信号を該光伝送
装置に伝送する光端局とからなる光伝送システムにおい
て、 該光伝送装置で分岐された光信号を必要に応じて増幅す
る光増幅器と、 該光信号を所望の数までパワー分岐する光分波器と、 該光分波器の出力のそれぞれに光フィルタとを備え、 前記光端局は所定の光波長の信号を選択して受信するこ
とを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項21】前記分波器の出力のそれぞれに備える光
フィルタを、選択波長を可変とすることのできる可変光
フィルタとし、前記光端局で任意の波長の光信号を選択
して受信することを特徴とする請求項20に記載の光伝
送システム。 - 【請求項22】分波器の出力に備える可変光フィルタと
して、1個のAOTF、もしくは該AOTFを複数段に
カスケード接続したものを使用したことを特徴とする請
求項21に記載の光伝送システム。 - 【請求項23】前記光伝送装置において、伝送路への出
力ポートにモニタ用の分岐ポートを設け、光信号の有無
・波長・パワーを監視すると同時に、所望の波長の光信
号を分岐するための波長選択フィルタへの制御信号の印
加パワーを調整し、及び、光端局での挿入すべき光信号
を増幅する光増幅器の出力パワーを調整する制御手段を
有し、 前記制御手段は、モニタしている光信号の内の最小の信
号パワーを有する波長の光信号のパワーに他の波長の光
信号のパワーを一致させるように制御することによりそ
れぞれの光信号の伝送路出力パワーをほぼ一定に保つこ
とを特徴とする請求項20に記載の光伝送システム。 - 【請求項24】AOTF通過後の光周波数と光パワーを
逐次モニタする光スペクトルモニタを備え、該AOTF
を駆動するRF周波数とRFパワーにフィードバックを
かけることで、分岐・挿入される光信号が常に最適な光
波長と光パワーになるように制御を行うことを特徴とす
る請求項2に記載の光伝送装置。 - 【請求項25】該AOTFの動作温度にフィードバック
をかける温度制御回路を備え、 該光スペクトルモニタによる該AOTF通過後の光信号
の波長及びパワーを逐次モニタした結果を用いて、該温
度制御回路が該AOTFを制御して、分岐・挿入される
べき光信号が常に最適な光波長と光パワーとすることを
特徴とする請求項24に記載の光伝送装置。 - 【請求項26】上りと下りの2システム分もしくは複数
の箇所の光スペクトルをモニタするために光スイッチを
用いて1台の光スペクトルモニタへの入力を切り替えて
使用する構成を持ったことを特徴とする請求項24に記
載の光伝送装置。 - 【請求項27】AOTFによって選択された選択光を光
カプラを用いて分岐し、フォトディテクタで光パワーを
モニタし、常にフォトディテクタの受光パワーが最大に
なるようにAOTFに印加するRF周波数もしくはRF
パワーを制御し、光波長、光パワーの変動あるいはAO
TFの特性変動に追従可能なように構成されたことを特
徴とする請求項2に記載の光伝送装置。 - 【請求項28】フォトディテクタで受光する際に光波長
の中心位置を判別するため、あるいは最適RFパワーを
判別するために、RF周波数に低周波重畳をかけること
を特徴とする請求項27に記載の光伝送装置。 - 【請求項29】伝送路から光信号を分岐、あるいは伝送
路へ光信号を挿入する光伝送装置と、該光伝送装置から
分岐された光信号を受信し、該光伝送装置に挿入すべき
光信号を送信する端局とからなる光ネットワークにおい
て、 該端局の受信側の1波選択用AOTFに所定のRF周波
数を印加し、該1波選択用AOTFが安定化したことを
確認した後に、該光伝送装置の分岐・挿入用AOTFに
所定のRF周波数を印加して所定の光信号を分岐し、光
スペクトルモニタで所定の光信号が分岐されたことを確
認した後、該端局の1波挿入用AOTFに所定のRF周
波数を印加し、1波挿入用AOTFの動作が安定し、且
つ、光スペクトルモニタで監視した挿入すべき光信号が
所定の光波長と光パワーになるように制御した後に、該
端局の光送信器を駆動するシーケンス処理を有すること
を特徴とする光伝送システム。 - 【請求項30】該光伝送装置では、光信号を分岐、挿入
するかしないかに関わらず、スルーさせるとき以外は常
にAOTFにRF信号を印加して光信号を分岐してお
き、該端局では、1波分岐用AOTFにRF信号を印加
しないことで、伝送路中のASEを削減し、パスなし状
態を作り出すことを特徴とする請求項29に記載の光伝
送システム。 - 【請求項31】各波長の光信号間にレベル差が発生して
いる場合は、該光伝送装置では、光信号をスルーさせる
ときに分岐・挿入用AOTFに印加する各RF信号に微
弱なパワー差を付けてレベル差分を分岐し、該端局で
は、1波分岐用AOTFはRF信号を印加しないこと
で、分岐された光信号を受信しないことにより、伝送路
や光増幅中継器、光デバイスで生じた各波長間のレベル
差を補正することを特徴とする請求項29に記載の光伝
送システム。 - 【請求項32】前記光伝送装置では、光信号を分岐、挿
入するかしないか、及び、波長間レベル差補償するしな
いに関わらず、分岐・挿入用AOTFに印加するRF信
号のトータルパワーを一定にするために、RF信号の印
加が必要ないスルー状態の場合でも、運用中の光信号の
波長帯域から十分外れた場所でRF信号を印加しつづけ
ることを特徴とする請求項31に記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項33】RF信号をオンする際に、伝送路中に設
けられる光増幅器で急激な光サージを発生させないため
にRF信号を所定のパワーまで段階的に立ち上げていく
RF発振器を備えることを特徴とする請求項29に記載
の光伝送システム。 - 【請求項34】RF信号制御回路内にROMを持ち、分
岐時に前記光伝送装置内のAOTFに印加するRF信号
のデータ、スルー時のRF信号データなど複数のRF信
号の印加状態を蓄積しておき、ROMのデータを用いて
RF発振器の設定値を変更することで、瞬時に所定のR
F周波数とパワーを印加することが可能な構成を持った
ことを特徴とする請求項29に記載の光伝送システム。 - 【請求項35】1波以上の光波長に送信信号を光強度変
調して送出し、光増幅多中継伝送する光伝送装置、およ
び、該光伝送装置に伝送路途中に伝送信号光の分岐、挿
入機能を持つノードを有した光伝送システムにおいて、 送信部で送信光に光位相変調もしくは光周波数変調する
手段を有し、該送信器は、伝送路で波形が広がるような
チャーピングを行い、送信器と伝送路の間、伝送路と受
信器の間に伝送路の波長分散特性を補償する分散補償手
段を配置したことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項36】各中継スパン毎あるいは、ノード毎のい
ずれかに伝送路の波長分散特性を補償する分散補償手段
を配置したことを特徴とする請求項35に記載の光伝送
システム。 - 【請求項37】各中継スパン毎あるいはノード毎のいず
れかに配置する分散補償手段の各分散補償量は分散補償
間の伝送路の分散量に応じて設定することを特徴とする
請求項36に記載の光伝送システム。 - 【請求項38】波長分散値が正である伝送路を有するこ
とを特徴とする請求項35〜37のいずれか1つに記載
の光伝送システム。 - 【請求項39】送信部で送信光に光位相変調もしくは光
周波数変調する手段のチャーピングパラメータが+1近
傍である送信器を有することを特徴とする請求項35〜
37のいずれか1つに記載の光伝送システム。 - 【請求項40】送信器と伝送路の間、伝送路と受信器の
間に配置した分散補償量を伝送ルートに応じて変化させ
る機能を持つ分散補償手段を有することを特徴とする請
求項35〜37のいずれか1つに記載の光伝送システ
ム。 - 【請求項41】伝送ルートに応じて分散補償量を変化さ
せる分散補償手段を有することを特徴とする請求項35
に記載の光伝送システム。 - 【請求項42】前記分散補償手段は、分散補償量の異な
る、あるいは、分散補償量の同じ複数の分散補償器と、 伝送されてきた光信号を所望の分散補償器に通過させる
光切り替え手段と、 を備え、 該光信号が通過する分散補償器の組み合わせを切り替え
ることにより、光信号が受けた分散補償量に応じて最適
な分散補償を行うことを特徴とする請求項35に記載の
光伝送システム。 - 【請求項43】表面弾性波の作用を使って所望の波長の
光信号を波長多重光信号の中から選択分岐、あるいは選
択挿入するAOTFにおいて、 該AOTFの形成されている基板の表面であって、AO
TFの近傍に共振器を形成し、 該共振器の共振周波数の変化を検出することにより、該
AOTFの表面温度を計測し、該計測結果に基づいてR
F信号を制御して、該AOTFの動作を安定化させるこ
とを特徴とするAOTF制御装置。
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