JPWO2011043122A1 - 光信号送信装置、光信号受信装置、波長多重分離光通信装置および波長パスシステム - Google Patents
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Abstract
選択不可能な波長と方路の組み合わせの波長パスが発生する制約を解消する。光信号送信装置は、互いに異なる波長の光信号を出力するM(Mは2以上の整数)個の光出力手段と、M個の光出力手段と1対1で接続されたM個の入力ポート、M個の出力ポート、および、入力ポートと出力ポートの接続を切り換える切換手段を備える光スイッチ手段と、M個の出力ポートと1対1で接続されたM個の受付ポート、および、受付ポートとの接続が受付ポートに入力された光信号の波長に応じて切り換わるN(Nは2以上M以下の整数)個の送出ポートを備え送出ポートから波長多重信号を送信する波長多重手段とを含み、切換手段は、Y(Yは2以上M以下の整数)個の特定入力ポートを1個の特定出力ポートに接続する集約接続を行う場合、Y個の特定入力ポートに入力されたY個の光信号を合波して特定出力ポートに出力して集約接続を行う。
Description
本発明は、波長多重分離に基づく光通信ネットワークに関し、特には、光信号送信装置、光信号受信装置、波長多重分離光通信装置および波長パスシステムに関する。
光通信ネットワークでは、WDM(Wavelength Division Multiplexing)システムの導入が始まっている。例えば、Point-to-pointで使用される多くの波長パスをコア網に収容するためにWDMが導入され、続いて、メトロ・地域網のWDM化とROADM(Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer)の適用が進んでいる。
波長パスが多くなるに伴い、より一層の多数サービスを実現するために、多数の光信号が多重されることになる。このため、フォトニック物理層で発生する障害が、複数の上位サービス層へ甚大な影響を及ぼす。さらに、ROADM導入の進展に伴い、波長パスネットワーク内のノードの機能の高度化、高信頼化および低コスト化が要求される。
特許文献1には、波長パスネットワークの高信頼化に関する技術が記載されている。
特許文献1の図1には、波長パス多重分離光伝送装置(以下、単に「伝送装置」と称する)の基本構成および障害発生時の切換例が示されている。特許文献1の図1(b)には、光送信器12−1の障害に対応した切換動作が示されており、特許文献1の図1(c)には、伝送路52−1の障害に対応した切換動作が示されている。
まず、光送信器12−1の障害時の動作を説明する。
予備系として用意されている光送信器13−1が運用系として動作するように、信号選択回路11が、信号の出力先を光送信器12−1から光送信器13−1に切り換える。そして、波長多重手段14が、光送信器12−2〜12−mおよび13−1からの光信号を 波長多重して波長多重光信号を生成し、その波長多重光信号を伝送路52−1に送出する。
受信側では、波長分離手段21が、伝送路52−1からの波長多重光信号を各波長の光信号に分離し、各波長の光信号を光受信器22−2〜23−1にそれぞれ送出する。光受信器22−2〜23−1のそれぞれは、各波長の光信号を受け付けると、その光信号に応じた信号を信号選択回路24に出力する。信号選択回路24は、光受信器23−1からの信号が光受信器22−1からの信号の代わりになるように、信号の出力先を切り換える。
このため、通信が、切換動作の間、遮断された後、障害発生前の通信が再開できる。
次に、伝送路52−1の障害時の動作を説明する。
波長多重手段14は、光送信器12−1〜12−mからの光信号を波長多重して波長多重光信号を生成し、その波長多重光信号の出力先を、伝送路52−1から予備系の伝送路52−2に切り換える。
受信側では、波長多重手段14と同一の波長入出力特性を有する波長分離手段21は、伝送路52−2からの波長多重光信号を各波長の光信号に分離し、各波長の光信号を光受信器22−1〜22−mにそれぞれ送出する。
このため、通信が、切換動作の間、遮断された後、障害発生前の通信が再開できる。
特許文献1の図1では、伝送路が運用系と予備系の2本である場合が示されているが、複数の運用系の伝送路を用いることも可能である。また、特許文献1の図9に示されたように、光分岐挿入ノードにより、ネットワークを拡張することが可能である。
図1Aは、特許文献1に記載の伝送装置を示した図である。
図1Aにおいて、光送信器1505と波長多重部1502の間および波長分離部1503と光受信器1510の間には、特許文献1の図3(b)、図5(c)および図8(c)に示されたように、信号選択回路(光マトリクススイッチ)1501および1504がそれぞれ設けられている。また、送信側と受信側が、3つ以上の伝送路(またはネットワーク)1506〜1509を介して接続されている。
光送信器1505から送信された波長λ1〜λ4の各光信号は、光マトリクススイッチ1501を介して、波長多重部1502の入出力ポートP1〜P4にそれぞれ入力する。
波長多重部1502は、波長λ1〜λ4の各光信号を波長多重して波長多重光信号を生成し、その波長多重光信号を方路ポート#1から出力する。その後、波長多重光信号は、伝送路1506を介して、波長分離部1503の方路ポート#1に入力する。
波長分離部1503は、波長多重光信号を波長ごとに分離して波長λ1〜λ4の各光信号を生成し、波長λ1〜λ4の各光信号を入出力ポートP1〜P4からそれぞれ出力する。
波長分離部1503から送信された波長λ1〜λ4の各光信号は、光マトリクススイッチ1504を介して、光受信器1510によって受信される。
伝送装置では、伝送路の障害による運用系伝送路から予備系伝送路への一斉切換、または、光送信器または光受信器の障害に対する切換動作のみならず、任意の伝送路に任意の波長の光信号を送信する運用が要求されている。
しかしながら、特許文献1に示された伝送装置では、選択が不可能な、波長と方路の組み合わせが生じるという課題がある。
以下に、その理由を説明する。
まず、波長多重部1502および波長分離部1503の入出力特性と、光マトリクススイッチ1501および1504の入出力特性について説明する。なお、波長多重部と波長分離部は同一構成である。
図2Aおよび2Bは、波長多重部および波長分離部の入出力ポートP1〜P4と方路ポート#1〜#4との接続関係を示した図である。図2Cおよび2Dは、波長多重部および波長分離部の入出力ポートP1〜P8と方路ポート#1〜#8との接続関係を示した図である。
図2Aおよび2Bに示すように、入出力ポートP1〜P4と方路ポート#1〜#4との接続関係は、波長依存性を有している。このため、入出力ポートP1に波長λ1の光信号が入力した場合、波長λ1の光信号は方路ポート#1から出力され、入出力ポートP1に波長λ2の光信号が入力した場合、波長λ2の光信号は、方路ポート#2から出力される。
図3Aは、図1Aに示した4x4の光マトリクススイッチ1501を示した図である。なお、図1Aに示した光マトリクススイッチ1504は、光マトリクススイッチ1501と同一構成である。
光マトリクススイッチ1501では、第1および第2入力部と第1および第2出力部とを有する光スイッチ素子1701が、互いに同じ向きでマトリクス状に配列されている。図3Bおよび3Cは、光スイッチ素子1701を示した図である。
光スイッチ素子1701は、第1入力部で受け付けた光信号を第1出力部から出力しかつ第2入力部で受け付けた光信号を第2出力部から出力するCross-state(クロス状態)と、第1入力部で受け付けた光信号を第2出力部から出力しかつ第2入力部で受け付けた光信号を第1出力部から出力するBar-state(バー状態)と、を択一的に設定可能である。
光マトリクススイッチ1501では、一方のポート群(図3Aで縦に並んだ入出力用のポート群)内の任意のポートは、他方のポート群(図3Aで横に並んだ入出力用のポート群)内の任意のポートに接続が可能である(ノンブロッキング構成)。また、光マトリクススイッチ1501では、入力された各光信号は合波されずに出力される。
続いて、選択が不可能な、波長と方路の組み合わせについて説明する。
図1Aに示した伝送装置において、図1Bに示すように、波長λ2で送信されている光信号を方路ポート#1から方路ポート#2へ切り換える場合、図2Bに示した波長多重部の入出力ポート・方路の対応関係より、波長多重部の入出力ポートP1へ波長λ2の光信号が入力するように、光マトリクススイッチ1501内の接続を切り換える必要がある。
しかしながら、入出力ポートP1は、すでに波長λ1の光信号を方路ポート#1へ出力する経路(光路)として利用しているため、光マトリクススイッチ1501では、波長多重部の入出力ポートP1へ波長λ2の光信号が入力することは不可能である。
このように、波長パス多重部および波長パス分離部の各入出力ポートに対して唯一の波長を適用する光マトリクススイッチの構成では、選択不可能な波長と方路の組み合わせが発生する。
本発明の目的は、上述した課題を解決可能な光信号送信装置、光信号受信装置、波長多重分離光通信装置および波長パスシステムを提供することにある。
本発明の光信号送信装置は、
互いに異なる波長の光信号を出力するM(Mは2以上の整数)個の光出力手段と、
前記M個の光出力手段と1対1で接続されたM個の入力ポート、M個の出力ポート、および、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を切り換える切換手段、を備える光スイッチ手段と、
前記M個の出力ポートと1対1で接続されたM個の受付ポート、および、前記受付ポートとの接続が前記受付ポートに入力された光信号の波長に応じて切り換わるN(Nは2以上M以下の整数)個の送出ポート、を備え前記受付ポートが受け付けた光信号に応じた多重光信号を前記送出ポートから送信する波長多重手段と、を含み、
前記切換手段は、前記M個の入力ポートのうちY(Yは2以上M以下の整数)個の特定入力ポートを前記M個の出力ポートのうち1個の特定出力ポートに接続する集約接続を行う場合、前記Y個の特定入力ポートに入力されたY個の光信号を合波して合波信号を生成し、当該合波信号を前記特定出力ポートに出力することによって前記集約接続を行う。
互いに異なる波長の光信号を出力するM(Mは2以上の整数)個の光出力手段と、
前記M個の光出力手段と1対1で接続されたM個の入力ポート、M個の出力ポート、および、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を切り換える切換手段、を備える光スイッチ手段と、
前記M個の出力ポートと1対1で接続されたM個の受付ポート、および、前記受付ポートとの接続が前記受付ポートに入力された光信号の波長に応じて切り換わるN(Nは2以上M以下の整数)個の送出ポート、を備え前記受付ポートが受け付けた光信号に応じた多重光信号を前記送出ポートから送信する波長多重手段と、を含み、
前記切換手段は、前記M個の入力ポートのうちY(Yは2以上M以下の整数)個の特定入力ポートを前記M個の出力ポートのうち1個の特定出力ポートに接続する集約接続を行う場合、前記Y個の特定入力ポートに入力されたY個の光信号を合波して合波信号を生成し、当該合波信号を前記特定出力ポートに出力することによって前記集約接続を行う。
本発明の光信号受信装置は、
波長多重光信号を受け付けるN(Nは2以上の整数)個の受付ポート、および、前記受付ポートとの接続が前記受付ポートに入力された波長多重光信号が有する波長に応じて切り換わるM(MはN以上の整数)個の送出ポート、を備える波長分離手段と、
前記M個の送出ポートと1対1で接続されたM個の入力ポート、M個の出力ポート、および、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を切り換える切換手段、を備える光スイッチ手段と、
前記M個の出力ポートと1対1で接続され透過波長を選択可能なM個の波長選択手段と、
前記M個の波長選択手段と1対1で接続され自己と接続された前記波長選択手段を透過した光信号を受信するM個の光受付手段と、を含み、
前記切換手段は、前記M個の入力ポートのうち1個の特定入力ポートを前記M個の出力ポートのうちY(Yは2以上M以下の整数)個の特定出力ポートに接続する分岐接続を行う場合、前記特定入力ポートに入力された光信号をY個の分岐信号に分け、当該Y個の分岐信号を前記Y個の特定出力ポートにそれぞれ出力することによって前記分岐接続を行う。
波長多重光信号を受け付けるN(Nは2以上の整数)個の受付ポート、および、前記受付ポートとの接続が前記受付ポートに入力された波長多重光信号が有する波長に応じて切り換わるM(MはN以上の整数)個の送出ポート、を備える波長分離手段と、
前記M個の送出ポートと1対1で接続されたM個の入力ポート、M個の出力ポート、および、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を切り換える切換手段、を備える光スイッチ手段と、
前記M個の出力ポートと1対1で接続され透過波長を選択可能なM個の波長選択手段と、
前記M個の波長選択手段と1対1で接続され自己と接続された前記波長選択手段を透過した光信号を受信するM個の光受付手段と、を含み、
前記切換手段は、前記M個の入力ポートのうち1個の特定入力ポートを前記M個の出力ポートのうちY(Yは2以上M以下の整数)個の特定出力ポートに接続する分岐接続を行う場合、前記特定入力ポートに入力された光信号をY個の分岐信号に分け、当該Y個の分岐信号を前記Y個の特定出力ポートにそれぞれ出力することによって前記分岐接続を行う。
本発明によれば、選択不可能な波長と方路の組み合わせが生じることを回避することが可能になる。
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1実施形態)
図4は、本発明の第1実施形態としての波長パス多重分離光伝送装置に含まれる送信側装置を示す。
図4は、本発明の第1実施形態としての波長パス多重分離光伝送装置に含まれる送信側装置を示す。
図4において、送信側装置(光信号送信装置)は、光マトリクススイッチ回路0101a、波長パス多重・分離回路0102a、光出力部0103aX〜0103aW、光送信波長制御回路0104a、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106a、光伝送装置制御回路0105a、記憶部2a、および、格納部3aを含む。光送信波長制御回路0104a、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106a、および、光伝送装置制御回路0105aは、制御部1aに含まれる。
制御部1aは、一般的に制御手段と呼ぶことができる。記憶部2aは、一般的に記憶手段と呼ぶことができる。格納部3aは、一般的に格納手段と呼ぶことができる。光マトリクススイッチ回路0101aは、一般的に光スイッチ手段と呼ぶことができる。光出力部0103aX〜0103aWは、一般的に光出力手段と呼ぶことができる。波長パス多重・分離回路0102aは、波長多重手段と呼ぶことができる。
図5Aは、光マトリクススイッチ回路0101aの構成を示した図である。光マトリクススイッチ回路0101aは、M(M=4)個の光出力部0103aX〜0103aWと1対1で接続されたM個の入力ポート4a〜4dと、M個の出力ポート5a〜5dと、入力ポート4a〜4dと出力ポート5a〜5dとの接続を任意に切り換え可能な切換部6と、を含む。なお、Mは4に限らず、2以上の整数であればよい。
切換部6は、一般的に切換手段と呼ぶことができる。切換部6は、M個の入力ポート4a〜4dのうちY(Yは2以上M以下の整数)個の特定入力ポートをM個の出力ポート5a〜5dのうち1個の特定出力ポートに接続する集約接続を行う場合、Y個の特定入力ポートに入力されたY個の光信号を合波して合波信号を生成し、その合波信号を特定出力ポートに出力することによって集約接続を行う。なお、切換部6は、合波信号に含まれるY個の光信号のパワーが互いに等しくなるように、Y個の光信号を合波する。
切換部6は、グリッド状に接続された複数の光スイッチ素子0301aから構成されている。
図5Bおよび図5Cに示すように、光スイッチ素子0301aは、ポートa(第2入力部)、ポートb(第1入力部)、ポートc(第2出力部)、および、ポートd(第1出力部)を有する。光スイッチ素子0301aは、互いに同じ向きでM行M列にマトリクス状に配列されている。
光マトリクススイッチ回路0101aは、M行目(図5AではD行目)の光スイッチ素子0301aのポートbが入力ポート4とそれぞれ接続され、M列目の光スイッチ素子0301aのポートcが出力ポート5とそれぞれ接続されている。
光スイッチ素子0301aは、図5Bに示すように、光スイッチ素子0301aの分岐合波比率を適切に調整することにより、ポートaからの光入力信号に対してポートbからの光入力信号を合波することが可能である。
光スイッチ素子0301aは、クロス状態とバー状態と合波状態とを択一的に設定可能である。
クロス状態は、ポートbで受け付けた光信号をポートdから出力し、かつ、ポートaで受け付けた光信号をポートcから出力する状態(Cross-state)である。
バー状態は、ポートbで受け付けた光信号をポートcから出力し、かつ、ポートaで受け付けた光信号をポートdから出力する状態(Bar-state)である。
合波状態と、ポートbで受け付けた光信号とポートaで受け付けた光信号を合波してポートcから出力する状態である。
光スイッチ素子0301aは、集約接続を行う場合には、合波信号が生成され、その合波信号が特定出力ポートから出力されるように、クロス状態とバー状態と合波状態とのいずれかの状態になる。
図4において、M個の光出力部0103aX〜0103aWは、トランスポンダまたは光送信器である。光出力部0103aX〜0103aWは、波長可変機能により任意のWDM信号波長の光信号を出力可能である。光出力部0103aX〜0103aWは、光マトリクススイッチ回路0101aの入力ポート4a〜4dと1対1で接続され、互いに異なる波長の光信号を出力する。
波長パス多重・分離回路0102aは、光マトリクススイッチ回路0101aの出力ポート5a〜5dと1対1で接続されたM個の波長分離ポート(「受付ポート」とも称する)P1〜P4と、ポートP1〜P4との接続がポートP1〜P4に入力された光信号の波長によって一意に決まるN(N=4)個の波長多重ポート(「送出ポート」とも称する)#1〜#4と、を有する。なお、Nは4に限らず、2以上M以下の整数であればよい。
記憶部2aは、送出ポート#1〜#4と受付ポートP1〜P4との波長に依存する接続関係を表す第1a接続情報、受付ポートP1〜P4と光マトリクススイッチ回路0101aの出力ポート5a〜5dとの接続関係を表す第2a接続情報、および、光マトリクススイッチ回路0101aの入力ポート4a〜4dと光出力部0103aX〜0103aWとの接続関係を表す第3a接続情報を記憶する。第1a接続情報と第2a接続情報と第3a接続情報は、送信側接続情報(接続情報)に含まれる。
制御部1aは、送出ポート#1〜#4のいずれかである通信用ポートとY種類の通信用波長とを示す設定要求を受け付けると、M個の光出力部0103aX〜0103aWのうちY個の光出力部を、Y種類の通信用波長の光信号をそれぞれ出力する送信側通信部(通信手段)として特定する。
続いて、制御部1aは、記憶部2a内の送信側接続情報を参照して、送信側通信部ごとに、M個の入力ポート4a〜4dのうち、その送信側通信部と接続する特定入力ポートと、M個の受付ポートP1〜P4のうち通信用ポートと接続する特定受付ポートと、M個の出力ポート5a〜5dのうち特定受付ポートと接続する特定出力ポートと、特定入力ポートと特定出力ポートを接続する切換部6内の特定光路と、を特定する。続いて、制御部1aは、特定光路のそれぞれが形成されるように切換部6を制御する。
例えば、制御部1aは、送信側通信部を特定すると、送信側通信部ごとに、その送信側通信部から通信用ポートまでの光路の一部となる光マトリクススイッチ回路0101a内の特定光路を、記憶部2a内の送信側接続情報を参照して特定し、特定光路のそれぞれが形成されるように、光スイッチ素子0301aを、クロス状態とバー状態と合波状態とのいずれかに設定する。
なお、制御部1aは、光スイッチ素子0301aのうち、特定光路同士が合流する箇所に存在する特定光スイッチ素子を合波状態に設定する。
光スイッチ素子0301aのそれぞれは、合波状態では、ポートbで受け付けた光信号とポートaで受け付けた光信号とを、任意の比率で合波可能である。制御部1aは、特定光スイッチ素子を、合波状態に設定すると共に、合流後の各光信号のパワーが等しくなるように、光信号の合波比率を設定する。
また、制御部1aは、通信用ポートと、通信用波長と、送信側通信部と、切換部6内の特定光路と、特定入力ポートと、特定出力ポートと、特定受付ポートと、を示す情報を、格納部3aに格納する。
光伝送装置制御回路0105aは、上位設定手段(不図示)による方路と波長(特定波長)を示す設定要求を受け付けると、記憶部2a内の第1a接続情報、第2a接続情報および第3a接続情報を参照して、光送信波長制御回路0104aおよび光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aを制御する。
光送信波長制御回路0104aは、光伝送装置制御回路0105aからの要求に応じて、その要求にて指定された光出力部0103aが出力する光信号の波長を、その要求にて指定された送信波長(特定波長)に設定する。
光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aは、光伝送装置制御回路0105aからの要求に応じて、その要求にて指定された光スイッチ素子0301aの分岐合波比率を設定する。
図6は、本発明の第1実施形態としての波長パス多重分離光伝送装置の受信側装置を示す。
図6において、受信側装置(光信号受信装置)は、光マトリクススイッチ回路0101b、波長パス多重・分離回路0102b、光受付部0103bX〜0103bW、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106b、光伝送装置制御回路0105b、波長可変フィルタ0108bX〜0108bW、波長可変フィルタ制御回路0107b、記憶部2b、および、格納部3bを含む。光スイッチ分岐合波比率制御回路0106b、光伝送装置制御回路0105b、および、波長可変フィルタ制御回路0107bは、制御部1bに含まれる。
制御部1bは、一般的に制御手段と呼ぶことができる。記憶部2bは、一般的に記憶手段と呼ぶことができる。格納部3bは、一般的に格納手段と呼ぶことができる。光マトリクススイッチ回路0101bは、一般的に光スイッチ手段と呼ぶことができる。波長パス多重・分離回路0102bは、一般的に波長分離手段と呼ぶことができる。波長可変フィルタ0108bX〜0108bWは、一般的に波長選択手段と呼ぶことができる。光受付部0103bX〜0103bWは、一般的に光受付手段と呼ぶことができる。
波長パス多重・分離回路0102bは、波長多重光信号を受け付けるN個の波長多重ポート(以下「受付ポート」とも称する)#1〜#4と、ポート#1〜#4との接続がポート#1〜#4に入力された波長多重光信号が有する波長に応じて切り換わるM個の波長分離ポート(以下「送出ポート」とも称する)P1〜P4と、を有する。
図7Aは、光マトリクススイッチ回路0101bの構成を示した図である。なお、図7Aでは、図6に示した光マトリクススイッチ回路0101bを裏面側から見た場合の構成を示している。
光マトリクススイッチ回路0101bは、波長パス多重・分離回路0102bのM個の送出ポートP1〜P4と1対1で接続されたM個の入力ポート7a〜7dと、M個の出力ポート8a〜8dと、入力ポート7a〜7dと出力ポート8a〜8dとの接続を任意に切り換える切換部9と、を備える。
切換部9は、一般的に切換手段と呼ぶことができる。切換部9は、M個の入力ポート7a〜7dのうち1個の特定入力ポートをM個の出力ポート8a〜8dのうち個の特定出力ポートに接続する分岐接続を行う場合、特定入力ポートに入力された光信号をY個の分岐信号に分け、そのY個の分岐信号をY個の特定出力ポートにそれぞれ出力することによって分岐接続を行う。なお、切換部9は、Y個の分岐信号のパワーが互いに等しくなるように、特定入力ポートに入力された光信号を当該Y個の分岐信号に分ける。
切換部9は、グリッド状に接続された複数の光スイッチ素子0301bから構成されている。
図7Bおよび図7Cに示すように、光スイッチ素子0301bは、ポートa(第1出力部)、ポートb(第2出力部)、ポートc(第1入力部)、および、ポートd(第2入力部)を有する。光スイッチ素子0301bは、互いに同じ向きでM行M列にマトリクス状に配列されている。
光マトリクススイッチ回路0101bは、M列目の光スイッチ素子0301bの第1入力部が入力ポート7と接続され、M行目(図7AではD行目)の光スイッチ素子0301bの第2出力部が出力ポート8と接続されている。
光スイッチ素子0301bは、図7Bに示すように、光スイッチ素子0301bの分岐合波比率を適切に調整することにより、ポートcからの光入力信号をポートaおよびポートbに分岐することが可能である。
光スイッチ素子0301aは、クロス状態とバー状態と分岐状態とを択一的に設定可能である。
分岐状態は、ポートcで受け付けた光信号を2つに分けてポートbおよびポートaからそれぞれ出力する状態である。
光スイッチ素子0301bは、分岐接続を行う場合には、特定入力ポートに入力された光信号がY個の分岐信号に分けられ、そのY個の分岐信号がY個の特定出力ポートにそれぞれ出力されるように、クロス状態とバー状態と分岐状態とのいずれかの状態になる。
図6において、M個の波長可変フィルタ0108bX〜0108bWは、光マトリクススイッチ回路0101bのM個の出力ポート8a〜8dと1対1で接続され、透過波長を選択可能である。
光受付部0103bX〜0103bWは、例えば、光受信器またはトランスポンダである。M個の光受付部0103bX〜0103bWは、波長可変フィルタ0108bX〜0108bWと1対1で接続され、波長可変フィルタ0108bX〜0108bWのうち、自己と接続された波長可変フィルタ0108bを透過した波長の光信号を受信する。
記憶部2bは、波長パス多重・分離回路0102bの送出ポートP1〜P4と波長パス多重・分離回路0102bの受付ポート#1〜#4との波長に依存する接続関係を表す第1b接続情報と、波長パス多重・分離回路0102bの送出ポートP1〜P4と光マトリクススイッチ回路0101bの入力ポート7a〜7dとの接続関係を表す第2b接続情報と、光マトリクススイッチ回路0101bの出力ポート8a〜8dと光受付部0103bX〜0103bWとの接続関係を表す第3b接続情報と、を記憶する。第1b接続情報と第2b接続情報と第3b接続情報とは、受信側接続情報(接続情報)に含まれる。
制御部1bは、受付ポート#1〜#4のいずれかである通信用ポートとY種類の通信用波長とを示す設定要求を受け付けると、M個の光受付部0103bX〜0103bWのうちY個の光受付部をY種類の通信用波長の光信号をそれぞれ受け付ける受信側通信部(通信手段)として特定する。
制御部1bは、受信側通信部を特定すると、記憶部1b内の受信側接続情報を参照して、受信側通信部ごとに、M個の出力ポート8a〜8dのうち、その受信側通信部と接続する特定出力ポートと、波長パス多重・分離回路0102bのM個の送出ポートP1〜P4のうち通信用ポートと接続する特定送出ポートと、M個の入力ポート7a〜7dのうち特定送出ポートと接続する特定入力ポートと、特定入力ポートと特定出力ポートを接続する切換部9内の特定光路と、を特定すると共に、M個の波長可変フィルタ0108bX〜0108bWのうちその受信側通信部と接続する波長可変フィルタ0108b(特定波長選択手段)の透過波長をY種類の通信用波長のうちその受信側通信部が受け付ける通信用波長に設定し、特定光路のそれぞれが形成されるように切換部9を制御する。
例えば、制御部1bは、受信側通信部を特定すると、受信側通信部ごとに、通信用ポートからその受信用通信部までの光路の一部となる光マトリクススイッチ回路0101b内の特定光路を、記憶部2a内の受信側接続情報を参照して特定し、特定光路のそれぞれが形成されるように、光スイッチ素子0301bを、クロス状態とバー状態と分岐状態とのいずれかに設定する。
なお、制御部1bは、光スイッチ素子0301bのうち、特定光路が分岐する箇所に存在する特定光スイッチ素子を分岐状態に設定する。
光スイッチ素子0301bのそれぞれは、分岐接続を行う場合には、ポートcで受け付けた光信号を、任意の比率で分岐可能である。制御部1bは、特定光スイッチ素子を分岐状態に設定すると共に、分岐された各波長の光信号のパワーが等しくなるように、分岐比率を設定する。
また、制御部1bは、通信用ポートと、通信用波長と、受信側通信部と、切換部9内の特定光路と、特定入力ポートと、特定出力ポートと、特定受付ポートと、を示す情報を、格納部3bに格納する。
光伝送装置制御回路0105bは、上位設定手段(不図示)による方路と波長(特定波長)とを示す設定要求を受け付けると、記憶部2b内の第1b接続情報、第2b接続情報および第3b接続情報を参照して、波長可変フィルタ制御回路0107bおよび光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bを制御する。
光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bは、光伝送装置制御回路0105bからの要求に応じて、その要求にて指定された光マトリクススイッチ回路0101b内の光スイッチ素子0301bの分岐合波比率を設定する。
波長可変フィルタ制御回路0107bは、光伝送装置制御回路0105bからの要求に応じて、波長可変フィルタ0108bXの透過中心波長を、光受付部0103bXで受信される波長に設定し、かつ、波長可変フィルタ0108bYの透過中心波長を、光受付部0103bYで受信される波長に設定し、かつ、波長可変フィルタ0108bZの透過中心波長を、光受付部0103bZで受信される波長に設定し、かつ、波長可変フィルタ0108bWの透過中心波長を、光受付部0103bWで受信される波長に設定する。
図8は、図4に示した送信側装置と図6に示した受信側装置とが伝送路1506〜1509を介して接続された波長多重分離光通信システムを示した図である。
次に、第1実施形態の動作を説明する。
まず、図4を参照して、送信側装置において、波長λ1−方路#1に波長パス信号を設定する動作について説明する。
光伝送装置制御回路0105aは、波長λ1−方路#1の波長パス信号設定要求を受け付けると、光出力部0103aYを指定し、かつ、光出力部0103aYから送信される光信号の波長をλ1に設定する旨を、光送信波長制御回路0104aに通知する。
その後、光伝送装置制御回路0105aは、記憶部2aに記憶された、波長パス多重・分離回路0102aの波長分離ポートP1−P4と方路ポート#1−#4との接続対応関係(第1a接続情報;図2B参照)を参照し、λ1−方路#1の波長パス設定について、光出力部0103aYから送信された光信号が、波長パス多重・分離部0102aの波長分離ポートP1に入力するように、光マトリクススイッチ回路0101aを設定する必要があると判断する。
よって、光伝送装置制御回路0105aは、記憶部2aに記憶された第2a接続情報および第3a接続情報を参照し、光スイッチ素子D2、C2、B2、A3およびA4に対しては、分岐合波設定(合波状態の設定)を行わず、通常のOFF(クロス)状態に設定し、光スイッチ素子A2に対しては、光スイッチ素子B2から入力された波長λ1の波長信号(光信号)を光スイッチ素子A3に出力する状態(バー状態)に設定する旨を、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aに通知する。
光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aは、光伝送装置制御回路0105aからの通知に従って、光スイッチ素子D2、C2、B2、A3およびA4を、クロス状態に設定し、光スイッチ素子A2をバー状態に設定する。
また、光送信波長制御回路0104aは、光伝送装置制御回路0105aからの通知に従って、光出力部0103aYから送信される光信号の波長をλ1に設定する。
以上により、光出力部0103aYから送信された波長λ1の波長光信号は、方路#1に出力される。
その後、送信側装置において、波長λ3−方路#3に波長パス信号を設定する動作について説明する。
光伝送装置制御回路0105aは、波長λ1−方路#1の波長パス信号設定要求に続いて、波長λ3−方路#3の波長パス信号設定要求を受け付けると、つまり、波長λ1−方路#1と波長λ3−方路#3との波長パス信号設定要求を受け付けると、光出力部0103aXを指定し、かつ、光出力部0103aXから送信される光信号の波長をλ3に設定する旨を、光送信波長制御回路0104aに通知する。
その後、光伝送装置制御回路0105aは、記憶部2aに記憶された、波長パス多重・分離回路0102aの波長分離ポートP1−P4と方路ポート#1−#4との接続対応関係(第1a接続情報;図2B参照)を参照し、λ3−方路#3の波長パス設定について、光出力部0103aXから送信された光信号が、波長パス多重・分離部0102aの波長分離ポートP1に入力するように、光マトリクススイッチ回路0101aを設定する必要があると判断する。
よって、光伝送装置制御回路0105aは、記憶部2aに記憶された第2a接続情報および第3a接続情報を参照し、光スイッチ素子D1、C1、B1、A3およびA4に対しては、分岐合波設定(合波状態の設定)を行わず、通常のOFF(クロス)状態に設定し、光スイッチ素子A1に対しては、光スイッチ素子B1から入力された波長λ1の波長信号を光スイッチ素子A2に出力する状態(バー状態)に設定する旨を、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aに通知する。
さらに、光伝送装置制御回路0105aは、光スイッチ素子A2が、図9Aに示すように、2つの入力ポートからの波長信号を1つの出力ポートに集約(合波)するように、光スイッチ素子A2に対しては、分岐比率を1/2とした合波状態を設定する旨を、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aに通知する。
光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aは、光伝送装置制御回路0105aからの通知に従って、光スイッチ素子D1、C1、B1、A3およびA4をクロス状態に設定し、光スイッチ素子A1をバー状態に設定し、光スイッチ素子A2の分岐比率を1/2とした合波状態に設定する。
光スイッチ素子A2は、分岐比率として1/2が設定されると、光スイッチ素子A1からの入力信号(λ3)を透過損失3dBで光スイッチ素子A3に出力すると同時に、光スイッチ素子B2からの入力信号(λ1)を透過損失3dBで光スイッチ素子A3に出力する。よって、光スイッチ素子A2への入力光パワーが、波長信号λ1、λ3についてそれぞれXであるとすると、光スイッチ素子A2から光スイッチ素子A3への出力光信号のパワーはXとなる。
また、光送信波長制御回路0104aは、光伝送装置制御回路0105aからの通知に従って、光出力部0103aXから送信される光信号の波長をλ3に設定する。
以上により、すでに波長λ1の光信号が入力されている波長パス多重・分離部0102aの波長分離ポートP1に対して、波長λ3の光信号を入力することができる。このため、光出力部0103aXから送信された波長λ3の光信号は、方路#3に出力される。
その後、送信側装置において、波長λ2−方路#2に波長パス信号を設定する動作について説明する。
光伝送装置制御回路0105aは、波長λ1−方路#1と波長λ3−方路#3との波長パス信号設定要求に続いて、波長λ2−方路#2の波長パス信号設定要求を受け付けると、つまり、波長λ1−方路#1と波長λ3−方路#3と波長λ2−方路#2との波長パス信号設定要求を受け付けると、光出力部0103aWを指定し、かつ、光出力部0103aWから送信される光信号の波長をλ2に設定する旨を、光送信波長制御回路0104aに通知する。
その後、光伝送装置制御回路0105aは、記憶部2aに記憶された、波長パス多重・分離回路0102aの波長分離ポートP1−P4と方路ポート#1−#4との接続対応関係(第1a接続情報;図2B参照)を参照し、λ2−方路#2の波長パス設定について、光出力部0103aWから送信された光信号が、波長パス多重・分離部0102aの波長分離ポートP1に入力するように、光マトリクススイッチ回路0101aを設定する必要があると判断する。
よって、光伝送装置制御回路0105aは、記憶部2aに記憶された第2a接続情報および第3a接続情報を参照し、光スイッチ素子D4、C4およびB4に対しては、分岐合波設定(合波状態の設定)を行わず、通常のOFF(クロス)状態に設定し、光スイッチ素子A2については、λ3−方路#3の波長パス設定時の光スイッチ素子の設定状態を維持し、光スイッチ素子A4については、分岐比率を1/3とした合波状態(図9A参照)を設定する旨を、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aに通知する。
光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aは、光伝送装置制御回路0105aからの通知に従って、光スイッチ素子D4、C4およびB4をクロス状態に設定し、光スイッチ素子A2については、λ3−方路#3の波長パス設定時の光スイッチ素子の設定状態を維持し、光スイッチ素子A4の分岐比率を1/3に設定する。
光スイッチ素子A4は、分岐比率として1/3が設定されると、光スイッチ素子A3からの入力信号(λ1、λ3)を透過損失1.8dBで波長分離ポートP1に出力すると同時に、光スイッチ素子B1からの入力信号(λ2)を透過損失4.8dBで波長分離ポートP1に出力する。よって、光スイッチ素子A4への入力光パワーが、波長信号λ1、λ3についてそれぞれX/2であるとすると、光スイッチ素子A4から波長パス多重・分離部0102aの波長分離ポートP1への出力光信号のパワーはXとなる((X/2+X/2)*2/3+X/3=X)。
また、光送信波長制御回路0104aは、光伝送装置制御回路0105aからの通知に従って、光出力部0103aWから送信される光信号の波長をλ2に設定する。
以上により、すでに波長λ1、λ3の光信号が入力されている波長パス多重・分離部0102aの波長分離ポートP1に対して、波長λ2の光信号を入力することができる。このため、光出力部0103aWから送信された波長λ2の光信号は、方路#2に出力される。
以上の動作は、光出力部0103aに対する波長設定の動作、および、波長可変フィルタ0108bX〜0108Wに対して波長パス信号に対応する透過波長を設定するという波長可変フィルタ制御回路0107bにて行われる動作以外は、受信側装置も同様であり、受信側装置では、光スイッチ素子における光信号合波動作が光信号分岐動作(図9B参照)となる。
本実施形態によれば、切換部6は、集約状況では、Y個の特定入力ポートに入力されたY個の光信号を合波して合波信号を生成し、その合波信号を特定出力ポートに出力する。
このため、互いに異なる波長を有した光信号を、波長パス多重・分離回路0102aの1つの波長分離ポート(受付ポート)に送信することが可能になる。よって、波長パス多重分離光を送信する送信側装置より送受信する波長パスに関して、選択不可能な波長と方路の組み合わせを回避することができる。
また、切換部6は、合波信号に含まれるY個の光信号のパワーが互いに等しくなるように、Y個の光信号を合波する。このため、波長多重光信号の劣化を防止することが可能になる。
また、制御部1aは、記憶部2aを参照して切換部6を制御することによって、切換部6内に特定光路のそれぞれを形成する。このため、特定光路のそれぞれを精度よく形成することが可能となる。
また、格納部3aは、通信用ポートと、通信用波長と、受信側通信部と、切換部6内の特定光路と、特定入力ポートと、特定出力ポートと、特定受付ポートと、を示す情報を格納する。このため、設定済みの波長パスに関する情報を管理することが可能になる。
また、切換部6は、光スイッチ素子0301aがマトリクス状に配列された光マトリクススイッチ回路0101aであり、光スイッチ素子0301aは、集約状況では、合波信号が生成され、その合波信号が特定出力ポートから出力されるように、クロス状態とバー状態と合波状態とのいずれかの状態になる。このため、光マトリクススイッチ回路0101aを用いて、互いに異なる波長を有した光信号を、波長パス多重・分離回路0102aの1つの波長分離ポート(受付ポート)に送信することが可能になる。
また、切換部9は、分岐状況では、特定入力ポートに入力された光信号をY個の分岐信号に分け、そのY個の分岐信号をY個の特定出力ポートにそれぞれ出力する。このため、図4に示した送信側装置から送信された波長多重光信号を適切に受信することが可能になる。
また、切換部9は、Y個の分岐信号のパワーが互いに等しくなるように、特定入力ポートに入力された光信号を当該Y個の分岐信号に分ける。このため、波長多重光信号のバラツキを防止することが可能になる。
また、制御部1bは、記憶部2bを参照して切換部9および波長可変フィルタ0108bX〜0108bWを制御することによって、切換部9内に特定光路のそれぞれを形成し、光受付部0103bに、特定光路を通ってきた特定波長の光信号を受信させる。このため、図4に示した送信側装置から送信された波長多重光信号に含まれる波長ごとの光信号を適切に受信することが可能になる。
また、格納部3bは、通信用ポートと、通信用波長と、受信側通信部と、切換部9内の特定光路と、特定入力ポートと、特定出力ポートと、特定受付ポートと、を示す情報を格納する。このため、設定済みの波長パスに関する情報を管理することが可能になる。
また、切換部9は、光スイッチ素子0301bがマトリクス状に配列された光マトリクススイッチ回路0101bであり、光スイッチ素子0301bは、分岐状況では、特定入力ポートに入力された光信号がY個の分岐信号に分けられ、Y個の分岐信号がY個の特定出力ポートにそれぞれ出力されるように、クロス状態とバー状態と分岐状態とのいずれかの状態になる。このため、光マトリクススイッチ回路0101bを用いて、図4に示した送信側装置から送信された波長多重光信号を適切に受信することが可能になる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下では、第2実施形態について、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下では、第2実施形態について、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
第2実施形態では、図4に示す光マトリクススイッチ回路0101aおよび図6に示す光マトリクススイッチ回路0101b内の光スイッチ素子として、石英系導波路などのマッハツェンダ干渉計型TO(Thermal Optical)スイッチを適用する。なお、マッハツェンダ干渉計型TO(Thermal Optical)スイッチは、1つの装置またはデバイスである。
図10は、マッハツェンダ型干渉計型光スイッチのヒータ印加電力に対する透過損失特性を示す。
マッハツェンダ型干渉計型光スイッチは、ON/OFF(Bar/Cross)動作では、図10のグラフ中の黒丸で示したポイントで駆動する。
一方、本実施形態での光信号合波分岐動作では、それらの間の透過損失特性を利用し、合波分岐比に応じて、印加されるヒータ電力が調節される。
図10のグラフ中の白丸は、マッハツェンダ干渉計型光スイッチの2つの出力ポートに対して等しい透過損失特性を得るポイントであり、それぞれ3dBの透過損失を有する。
図11Aおよび図11Bは、8x8アレイ化され、入力8ポートと出力8ポートとの間でブロッキングなしで接続ができる石英系導波路のマッハツェンダ干渉計型光スイッチを示した図である。
図11Aおよび図11Bにおいて、光マトリクススイッチ回路0101の右側には、波長パス多重・分離回路0102が接続されている。
なお、図11Aおよび11Bでは、8x8の光マトリクススイッチを示したが、本実施形態は、このスイッチ規模に制約されるものではない。
図11Aに示した動作は、図4を用いて説明した送信側で光信号を単一ポートに合波する動作に相当する。
図11Aにおいて、光スイッチ素子A7、E8およびH7が、完全ON(バー:Bar)状態の設定となり、光スイッチ素子F5が、入力ポート1からの波長λ1の光信号とポート7からの波長λ3の光信号を合波し、合波された各光信号のピークレベルが一致するように、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bは、各ヒータへの印加電力を制御する。
同様に、光スイッチ素子G6が、光スイッチ素子F5から入力される波長パス信号(λ1、λ3)と光スイッチ素子F7から入力される波長パス信号(λ2)を合波し、合波されたすべての光信号のピークレベルが一致するように、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bは、各ヒータへの印加電力を制御する。
この結果、波長パス多重・分離回路0102aの波長分離ポートには、波長λ1、λ2およびλ3の各光信号(波長パス信号)が合波されて入力される。
その他の構成および動作は、第1実施形態と同様である。
図11Bに示した動作は、図6を用いて説明した受信側で光信号を複数ポートに分岐する動作に相当する。
図11Bにおいて、光スイッチ素子A7、E8およびH7が、完全ON(Bar)状態の設定となり、光スイッチ素子G6が、光スイッチ素子H7からの波長パス信号(λ1、λ2、λ3)を分岐し分岐された光信号のピークレベルが一致するように、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bは、各ヒータへの印加電力を制御する。
同様に、光スイッチ素子F5が、光スイッチ素子G6から入力される波長パス信号(λ1、λ2、λ3)を分岐し、分岐されたすべての光信号のピークレベルが一致するように、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bは、各ヒータへの印加電力を制御する。
この結果、波長λ1、λ2およびλ3の波長パス信号が合波された波長パス信号は、透過中心波長が受信すべき波長パスの波長に設定された波長可変フィルタ0108bを通して、複数の光受付部0103bで受信される。
その他の構成および動作は、第1実施形態と同じである。
図12Aおよび12Bは、波長パス多重・分離回路0102aおよび0102b(以下、単に「波長パス多重・分離回路0102」と称する)の方路ポートの選択方法と波長分離ポートに多重される波長パスの波長との関係を説明するための図である。
なお、図12Aおよび12Bでは、波長パス多重・分離回路0102が、波長分離ポートP1〜P8、および、方路ポート#1〜#8を有するものとする。また、波長パス多重・分離回路0102の波長分離ポートは、100GHzの波長間隔を持ち、さらにFSR(Free Spectrum Range)=800GHzの周回性を有するものとする。
図12Aでは、方路A、B、CおよびDに対して、方路ポート#1、2、3および4を、それぞれ割り当てており、このとき、方路Aから波長λ1の光信号が、方路Bから波長λ2の光信号が、方路Cから波長λ3の光信号が、および、方路Dから波長λ4の光信号が、同時に、波長パス多重・分離回路0102の方路ポート#1、#2、#3および#4にそれぞれ入力されると、波長λ1、λ2、λ3およびλ4のそれぞれの光信号(波長パス信号)は、すべて、波長分離ポートP1に出力される(図2B参照)。
これら100GHz間隔の4つの波長パス信号から必要な波長のみを選択するために、波長可変フィルタ0108bの中心透過波長が、選択すべき波長パス信号の波長に調節される。
図12Bでは、方路A、B、CおよびDに対して、方路ポート#1、3、5および7を、それぞれ割り当てており、このとき、方路Aから波長λ1の光信号が、方路Bから波長λ3の光信号が、方路Cから波長λ5の光信号が、および、方路Dから波長λ7の光信号が、同時に、波長パス多重・分離回路0102の方路ポート#1、#3、#5および#7にそれぞれ入力されると、波長λ1、λ3、λ5およびλ7のそれぞれの光信号(波長パス信号)は、すべて、波長分離ポートP1に出力される(図2B参照)。
これら200GHz間隔の4つの波長パス信号から必要な波長のみを選択するために、波長可変フィルタ0108bの中心透過波長が、選択すべき波長パス信号の波長に調節される。
以上のように、方路ポートへの方路の割り当てを図12Bのように間隔を空けることによって、波長分離ポートに多重されて出力される波長パス信号の波長間隔が広くなり、波長可変フィルタ0108bに要求されるフィルタ特性がなだらかになり、低コスト化を図ることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下では、第3実施形態について、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
次に、本発明の第3実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下では、第3実施形態について、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図13は、図4に示す光マトリクススイッチ回路0101aとして、MEMS(Micro Electro Mechanical System)光マトリクススイッチ(出力切換手段)0405aと、2:1合波分岐光カプラ(生成手段)0401aと、3:1合波分岐光カプラ(生成手段)0402aと、4:1合波分岐光カプラ(生成手段)0403aと、を用いた送信側装置を示した図である。
図14は、図6に示す光マトリクススイッチ回路0101bとして、MEMS光マトリクススイッチ(出力切換手段)0405bと、2:1合波分岐光カプラ(分岐手段)0401bと、3:1合波分岐光カプラ(分岐手段)0402b、および、4:1合波分岐光カプラ(分岐手段)0403bと、を用いた受信側装置を示した図である。
なお、本実施形態では、入出力ポート間がブロッキングなしで接続できる光マトリクススイッチであれば、光マトリクススイッチ回路は、MEMS光マトリクススイッチに限定されるものではない。
MEMS光マトリクススイッチ0405aおよび0405b内には、図3Aに示した光スイッチ素子が互いに同じ向きでマトリクス状に配列されている。
N:1合波分岐光カプラのNの最大値は、対応方路数に一致する。図13および図14では、波長パス多重・分離回路0102が最大4方路対応であるとすると、4:1合波分岐カプラが具備されればよい。
また、光カプラの数量については、図13および図14における波長分離ポート数=8に対して接続可能な光出力部または光受付部は最大8個であるため、4:1合波分岐光カプラが2個、3:1合波分岐光カプラが2個、2:1合波分岐光カプラが4個となる(図13および図14では一部省略)。
その他の装置構成は、図4または図6と同様である(図13および図14では省略)。
次に、図13を用いて、光出力部0103より送信される波長λ1およびλ2の波長パス信号を、それぞれ、波長パス多重・分離回路0102の方路ポート#1および#2に設定するための動作について説明する。
光伝送装置制御回路0105aは、波長パス送信設定要求(λ1−方路#1、λ2−方路#2)を受けると、記憶部2aを参照して、波長λ1およびλ2の波長パスを波長分離ポートP1に入力する必要があると判断する。
さらに、設定要求は、2つの波長パスについてのものであるため、光伝送装置制御回路0105aは、2:1合波分岐光カプラ0401aを利用して波長パス信号を合波するために、記憶部2aを参照して、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aを制御する。
また、光伝送装置制御回路0105aは、合波された波長パス信号(λ1、λ2)を波長パス分離・多重回路0102の波長分離ポートP1に入力するために、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106aを制御する。
以上により、λ1−方路#1、λ2−方路#2の波長パス設定が完了する。
次に、図14を用いて、λ1−方路#1およびλ2−方路#2の波長パス信号を、それぞれ、光受付部0103bYおよび0103bXで受信する設定を行う動作について説明する。
光伝送装置制御回路0105bは、波長パス受信設定要求(λ1−方路#1およびλ2−方路#2)を受けると、記憶部2bを参照して、波長λ1およびλ2の波長パスが波長分離ポートP1より出力されると判断する。
さらに、設定要求は、2つの波長パスについてのものであるため、光伝送装置制御回路0105bは、2:1合波分岐光カプラ0401bを利用して波長パス信号を分岐するために、記憶部2aを参照して、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bを制御する。
また、光伝送装置制御回路0105bは、分岐された波長パス信号(λ1、λ2)を、波長パス分離・多重回路0102bのポートのうち、光受付部0103bXが接続されているポートに出力するために、記憶部2aを参照して、光スイッチ分岐合波比率制御回路0106bを制御する。
また、光伝送装置制御回路0105bは、波長可変フィルタ0108bXの透過中心波長を、光受付部0103bXが受信する波長パス信号の波長=λ2に設定するために、波長可変フィルタ制御回路0107bを制御する。光受付部0103bYについても同様の設定が行われ、波長可変フィルタ0108bYの透過中心波長が、波長λ1に設定される。
以上により、λ1−方路#1およびλ2−方路#2の波長パスの設定が完了する。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
次に、本発明の第4実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図15および図16は、上記実施形態のいずれかの送信側装置および受信側装置を備えた波長パス多重分離光伝送装置を含む複数のノードが配備されたWDM波長パスシステムを示す図である。
WDM波長パスシステムは、波長クロスコネクト−WXC(Wavelength Cross-Connect)機能を有する波長ネットワークノード0901と、トランスポンダ(光出力手段および光受付手段)1406と、光ファイバ0903と、伝送路0902と、波長ネットワーク管理制御装置0910と、を含む。波長ネットワークノード0901と、トランスポンダ1406と、波長ネットワーク管理制御装置0910とは、WDM波長パスシステム内の各ノードに含まれる。
各ノードは、複数の波長パス多重伝送路に対して波長パスを多重または分離する。波長パスは、少なくとも、任意の2ノードのうちの一方に含まれる光出力部(例えば、トランスポンダ)と、他方に含まれる光受付部(例えば、トランスポンダ)と、の間で構成される。
WDM波長パスシステムは、図15に示すリングトポロジ、図16に示すメッシュトポロジなど、任意のネットワークトポロジを構築できる。
図17は、上記実施形態のいずれかの送信側装置および受信側装置を備えた波長パス多重分離光伝送装置を具備したノード0901を示す図である。
ノード0901は、WDMライン部1423と、トランスポンダ収容機能部1422と、トランスポンダ1421と、光伝送装置制御回路1432と、を含む。トランスポンダ収容機能部1422は、波長パス多重・分離部1404および1405を含む。
波長パス多重・分離部1404は、図6に示した受信側の波長パス多重・分離部0102bである。波長パス多重・分離部1405は、図4に示した送信側の波長パス多重・分離部0102aである。光マトリクススイッチ回路1326は、図6に示した受信側の光マトリクススイッチ回路0101bである。光マトリクススイッチ回路1327は、図4に示した送信側の光マトリクススイッチ回路0101aである。
WDMライン部1423は、複数の光分岐カプラ1403と、複数の波長選択回路1402と、を含む。光分岐カプラ1403は、一般的に光パワー分岐手段と呼ぶことができる。波長選択回路1402は、一般的に波長選択スイッチ手段と呼ぶことができる。
WDMライン部1423は、ノード内に配備されているトランスポンダ1421が送信する波長光信号を波長多重してWDMライン信号を生成したり、WDMライン信号を波長分離してトランスポンダ1421が受信する波長光信号を生成したりする。
また、WDMライン部1423は、本ノードに進入して通過する波長光信号を適当な方路に出力する機能を有する。
光分岐カプラ1403は、複数の波長パス多重伝送路と1対1で接続されている。および波長選択回路1402は、複数の波長パス多重伝送路と1対1で接続されている。
光分岐カプラ1403は、自己と接続された波長パス多重伝送路から自ノードへ入力される波長多重光信号を2つに分け、一方の波長多重光信号を、複数の波長選択回路1402のうち、その波長パス多重伝送路以外の波長パス多重伝送路と接続された波長選択回路1402に出力すると共に、他方の波長多重光信号を、自己内の波長パス多重・分離部1404の受付ポートに出力する。
波長選択回路1402は、光分岐カプラ1403からの波長多重光信号と、自ノード内の波長パス多重・分離部1405の送出ポートからの波長多重光信号と、を受け付け、受け付けられ波長多重光信号のいずれかを、自己と接続された波長パス多重伝送路に出力する。
図18は、波長選択回路(WSS)1402の入出力インターフェースを示した図である。波長選択回路(WSS)1402は、各伝送路から光分岐カプラ1403を介して入力される任意の波長多重光信号を入力するポートと、ノード内に配備されているトランスポンダ収容機能部1422より出力された波長多重光信号を受け付けるadd用入力ポート(A01用入力ポート)と、入力されたすべての波長多重光信号の中から任意の波長多重光信号を選択的に出力する出力ポートと、を備える。
トランスポンダ収容機能部1422およびトランスポンダ1421は、図4と図6で示した構成、もしくは、図13と図14で示した構成に相当する。
トランスポンダ収容機能部1422およびトランスポンダ1421のそれぞれの機能は、第2実施形態、または、第2実施形態で説明したとおりである。
トランスポンダ1421は、図19に示すように、フルチューナブル波長可変光送信器1201、光受信器1202、クライアント信号処理・光送信器1204、および、クライアント信号処理・光受信器1203を備えている。
本実施形態の動作は、WDMライン部1423内の波長選択回路1402に対する、光伝送装置制御回路1432からの波長選択スイッチの制御設定が必要である点を除き、すでに第1実施形態もしくは第2実施形態で説明した動作と同様である。
本実施形態に示した構成により、任意の個数の波長ネットワークノードを有する任意のネットワークトポロジにおいて、任意のノード間で波長信号を設定することが可能となる。
次に、上記各実施形態の効果を説明する。
第1の効果は、波長パス多重分離光伝送装置より送受信する波長パスに関して、選択不可能な波長と方路の組み合わせを回避することができることである。
その理由は、波長パス切替・合波分岐手段である光マトリクススイッチ回路と波長パス多重・分離部との接続ポート間において複数の異なる波長の波長パスを収容することができるためである。
また、第2の効果は、波長可変フィルタに要求される波長弁別特性が緩和され、システムの低コスト化が可能となることである。
その理由は、波長パス多重・分離部の波長パス多重ポートを間隔を空けて方路と対応付けることにより、光マトリクススイッチ回路で同一出力ポートを共有する波長パスの波長間隔を広くすることができるためである。
以上、各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2009年10月7日に出願された日本出願特願2009−233510を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1501 光マトリクススイッチ回路
0103 トランスポンダ光送信器または受信器
0102 波長パス多重分離回路
1506、1507、1508、1509 伝送路またはネットワーク
0301、1701 光スイッチ素子
0101 光マトリクススイッチ回路
0106 光スイッチ分岐合波比率制御回路
0105、0805 光伝送装置制御回路
0104 光送信波長制御回路
0107 波長可変フィルタ制御回路
0108 波長可変フィルタ
1201 フルチューナブル波長可変光送信器
1202 光受信器
1203 クライアント信号処理・光受信器
1204 クライアント信号処理・光送信器
1402 波長選択回路
1403 光分岐カプラ
1423 WDMライン部
1422 トランスポンダ収容機能部
1421 トランスポンダ
1432 波長パス多重分離光伝送装置制御回路
0910 波長ネットワーク管理制御装置
0103 トランスポンダ光送信器または受信器
0102 波長パス多重分離回路
1506、1507、1508、1509 伝送路またはネットワーク
0301、1701 光スイッチ素子
0101 光マトリクススイッチ回路
0106 光スイッチ分岐合波比率制御回路
0105、0805 光伝送装置制御回路
0104 光送信波長制御回路
0107 波長可変フィルタ制御回路
0108 波長可変フィルタ
1201 フルチューナブル波長可変光送信器
1202 光受信器
1203 クライアント信号処理・光受信器
1204 クライアント信号処理・光送信器
1402 波長選択回路
1403 光分岐カプラ
1423 WDMライン部
1422 トランスポンダ収容機能部
1421 トランスポンダ
1432 波長パス多重分離光伝送装置制御回路
0910 波長ネットワーク管理制御装置
Claims (14)
- 互いに異なる波長の光信号を出力するM(Mは2以上の整数)個の光出力手段と、
前記M個の光出力手段と1対1で接続されたM個の入力ポート、M個の出力ポート、および、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を切り換える切換手段、を備える光スイッチ手段と、
前記M個の出力ポートと1対1で接続されたM個の受付ポート、および、前記受付ポートとの接続が前記受付ポートに入力された光信号の波長に応じて切り換わるN(Nは2以上M以下の整数)個の送出ポート、を備え前記受付ポートが受け付けた光信号に応じた多重光信号を前記送出ポートから送信する波長多重手段と、を含み、
前記切換手段は、前記M個の入力ポートのうちY(Yは2以上M以下の整数)個の特定入力ポートを前記M個の出力ポートのうち1個の特定出力ポートに接続する集約接続を行う場合、前記Y個の特定入力ポートに入力されたY個の光信号を合波して合波信号を生成し、当該合波信号を前記特定出力ポートに出力することによって前記集約接続を行う、光信号送信装置。 - 請求項1に記載の光信号送信装置において、
前記切換手段は、前記合波信号に含まれるY個の光信号のパワーが互いに等しくなるように、当該Y個の光信号を合波する、光信号送信装置。 - 請求項1または2に記載の光信号送信装置において、
前記送出ポートと前記受付ポートの接続関係と、前記受付ポートと前記出力ポートの接続関係と、前記入力ポートと前記光出力手段の接続関係と、を表す接続情報を記憶した記憶手段と、
前記送出ポートのいずれかである通信用ポートとY種類の通信用波長とを示す設定要求を受け付けると、前記M個の光出力手段のうちY個の光出力手段を前記Y種類の通信用波長の光信号をそれぞれ出力する通信手段として特定し、前記記憶手段内の接続情報を参照して、前記通信手段ごとに、前記M個の入力ポートのうち当該通信手段と接続する前記特定入力ポートと、前記M個の受付ポートのうち前記通信用ポートと接続する特定受付ポートと、前記M個の出力ポートのうち前記特定受付ポートと接続する前記特定出力ポートと、前記特定入力ポートと前記特定出力ポートを接続する前記切換手段内の特定光路と、を特定し、当該特定光路のそれぞれが形成されるように前記切換手段を制御する制御手段と、をさらに含む光信号送信装置。 - 請求項3に記載の光信号送信装置において、
格納手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記通信用ポートと、前記通信用波長と、前記通信手段と、前記切換手段内の特定光路と、前記特定入力ポートと、前記特定出力ポートと、前記特定受付ポートと、を示す情報を、前記格納手段に格納する、光信号送信装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の光信号送信装置において、
前記切換手段は、第1および第2入力部と第1および第2出力部とを有する光スイッチ素子が互いに同じ向きでM行M列にマトリクス状に配列され、M行目の光スイッチ素子の第1入力部が前記入力ポートと接続され、かつ、M列目の光スイッチ素子の第2出力部が前記出力ポートと接続された光マトリクススイッチであり、
前記光スイッチ素子は、前記集約接続を行う場合には、前記合波信号が生成され、当該合波信号が前記特定出力ポートから出力されるように、クロス状態と、バー状態と、前記第1入力部で受け付けた光信号と前記第2入力部で受け付けた光信号を合波して前記第2出力部から出力する合波状態と、のいずれかの状態になる、光信号送信装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の光信号送信装置において、
前記切換手段は、
前記集約接続を行う場合に前記合波信号を生成する生成手段と、
前記生成手段にて生成された合波信号を、前記特定出力ポートに出力する出力切換手段と、を含む、光信号送信装置。 - 波長多重光信号を受け付けるN(Nは2以上の整数)個の受付ポート、および、前記受付ポートとの接続が前記受付ポートに入力された波長多重光信号が有する波長に応じて切り換わるM(MはN以上の整数)個の送出ポート、を備える波長分離手段と、
前記M個の送出ポートと1対1で接続されたM個の入力ポート、M個の出力ポート、および、前記入力ポートと前記出力ポートとの接続を切り換える切換手段、を備える光スイッチ手段と、
前記M個の出力ポートと1対1で接続され透過波長を選択可能なM個の波長選択手段と、
前記M個の波長選択手段と1対1で接続され自己と接続された前記波長選択手段を透過した光信号を受信するM個の光受付手段と、を含み、
前記切換手段は、前記M個の入力ポートのうち1個の特定入力ポートを前記M個の出力ポートのうちY(Yは2以上M以下の整数)個の特定出力ポートに接続する分岐接続を行う場合、前記特定入力ポートに入力された光信号をY個の分岐信号に分け、当該Y個の分岐信号を前記Y個の特定出力ポートにそれぞれ出力することによって前記分岐接続を行う、光信号受信装置。 - 請求項7に記載の光信号受信装置において、
前記切換手段は、前記Y個の分岐信号のパワーが互いに等しくなるように、前記特定入力ポートに入力された光信号を当該Y個の分岐信号に分ける、光信号受信装置。 - 請求項7または8に記載の光信号受信装置において、
前記受付ポートと前記送出ポートの接続関係、前記送出ポートと前記入力ポートの接続関係、および、前記出力ポートと前記光受付手段の接続関係、を表す接続情報を記憶した記憶手段と、
前記受付ポートのいずれかである通信用ポートとY種類の通信用波長とを示す設定要求を受け付けると、前記M個の光受付手段のうちY個の光受付手段を前記Y種類の通信用波長の光信号をそれぞれ受け付ける通信手段として特定し、前記記憶手段内の接続情報を参照して、前記通信手段ごとに、前記M個の出力ポートのうち当該通信手段と接続する前記特定出力ポートと、前記M個の送出ポートのうち前記通信用ポートと接続する特定送出ポートと、前記M個の入力ポートのうち前記特定送出ポートと接続する前記特定入力ポートと、前記特定入力ポートと前記特定出力ポートを接続する前記切換手段内の特定光路と、を特定すると共に、前記M個の波長選択手段のうち当該通信手段と接続する特定波長選択手段の透過波長を前記Y種類の通信用波長のうち当該通信手段が受け付ける通信用波長に設定し、当該特定光路のそれぞれが形成されるように前記切換手段を制御する制御手段と、をさらに含む光信号受信装置。 - 請求項9に記載の光信号受信装置において、
格納手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記通信用ポートと、前記通信用波長と、前記通信手段と、前記切換手段内の特定光路と、前記特定入力ポートと、前記特定出力ポートと、前記特定受付ポートと、を示す情報を、前記格納手段に格納する、光信号受信装置。 - 請求項7から10のいずれか1項に記載の光信号受信装置において、
前記切換手段は、第1および第2入力部と第1および第2出力部とを有する光スイッチ素子が互いに同じ向きでM行M列にマトリクス状に配列され、M列目の光スイッチ素子の第1入力部が前記入力ポートと接続され、かつ、M行目の光スイッチ素子の第2出力部が前記出力ポートと接続された光マトリクススイッチであり、
前記光スイッチ素子は、前記分岐接続を行う場合には、前記特定入力ポートに入力された光信号がY個の分岐信号に分けられ、当該Y個の分岐信号が前記Y個の特定出力ポートにそれぞれ出力されるように、クロス状態と、バー状態と、前記第1入力部で受け付けた光信号を2つに分けて前記第1および第2出力部からそれぞれ出力する分岐状態と、のいずれかの状態になる、光信号受信装置。 - 請求項7から11のいずれか1項に記載の光信号受信装置において、
前記切換手段は、
前記分岐接続を行う場合に前記特定入力ポートに入力された光信号を前記Y個の分岐信号に分ける分岐手段と、
前記分岐手段からの前記Y個の分岐信号を、前記Y個の特定出力ポートにそれぞれ出力する出力切換手段と、を含む、光信号受信装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の光信号送信装置と、
請求項7から12のいずれか1項に記載の光信号受信装置と、を含む波長多重分離光通信装置。 - 複数の波長パス多重伝送路に対して波長パスを多重または分離する複数のノードを含む波長パスシステムであって、
前記ノードは、
請求項13に記載の波長多重分離光通信装置と、
前記複数の波長パス多重伝送路と1対1で接続された複数の光パワー分岐手段と、
前記複数の波長パス多重伝送路と1対1で接続された複数の波長選択スイッチ手段と、を含み、
前記波長パスは、少なくとも、任意の2ノードのうちの一方に含まれる光出力手段と、他方に含まれる光受付手段と、の間で構成されるものであり、
前記光パワー分岐手段は、自己と接続された波長パス多重伝送路から自ノードへ入力される波長多重光信号を2つに分け、一方の波長多重光信号を、前記複数の波長選択スイッチ手段のうち、当該波長パス多重伝送路以外の波長パス多重伝送路と接続された波長選択スイッチ手段に出力し、他方の波長多重光信号を、自己内の波長分離手段の受付ポートに出力し、
前記波長選択スイッチ手段は、前記光パワー分岐手段からの波長多重光信号と、自ノード内の波長多重手段の送出ポートからの波長多重光信号と、を受け付け、受け付けられた波長多重光信号のいずれかを、自己と接続された波長パス多重伝送路に出力する、波長パスシステム。
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