WO2019230561A1 - 光クロスコネクト装置 - Google Patents

光クロスコネクト装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019230561A1
WO2019230561A1 PCT/JP2019/020498 JP2019020498W WO2019230561A1 WO 2019230561 A1 WO2019230561 A1 WO 2019230561A1 JP 2019020498 W JP2019020498 W JP 2019020498W WO 2019230561 A1 WO2019230561 A1 WO 2019230561A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transponder
wavelength
optical signal
connect
cross
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/020498
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光貴 河原
山本　宏
克寛 荒谷
植松　芳彦
利幸 岡
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to US17/058,416 priority Critical patent/US20210219031A1/en
Publication of WO2019230561A1 publication Critical patent/WO2019230561A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/27—Arrangements for networking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202—Arrangements therefor
    • H04J14/021—Reconfigurable arrangements, e.g. reconfigurable optical add/drop multiplexers [ROADM] or tunable optical add/drop multiplexers [TOADM]
    • H04J14/0212—Reconfigurable arrangements, e.g. reconfigurable optical add/drop multiplexers [ROADM] or tunable optical add/drop multiplexers [TOADM] using optical switches or wavelength selective switches [WSS]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0202—Arrangements therefor
    • H04J14/021—Reconfigurable arrangements, e.g. reconfigurable optical add/drop multiplexers [ROADM] or tunable optical add/drop multiplexers [TOADM]
    • H04J14/02126—Multicast switch arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0201—Add-and-drop multiplexing
    • H04J14/0215—Architecture aspects
    • H04J14/0217—Multi-degree architectures, e.g. having a connection degree greater than two
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q3/00—Selecting arrangements
    • H04Q3/42—Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker
    • H04Q3/52—Circuit arrangements for indirect selecting controlled by common circuits, e.g. register controller, marker using static devices in switching stages, e.g. electronic switching arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0016—Construction using wavelength multiplexing or demultiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0007—Construction
    • H04Q2011/0026—Construction using free space propagation (e.g. lenses, mirrors)
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
    • H04Q11/0005—Switch and router aspects
    • H04Q2011/0052—Interconnection of switches
    • H04Q2011/0058—Crossbar; Matrix

Definitions

  • the present invention relates to an optical cross-connect device.
  • WDM Widelength Division Multiplexing
  • ROADM Reconfigurable optical add / drop ⁇ ⁇ ⁇ multiplexing
  • This ROADM contains a large number of WSSs (Wavelength Selective ⁇ ⁇ Switches) that handle optical signals without converting them into electrical signals.
  • the ROADM accommodates a wavelength cross-connect unit for connecting each line (referred to as a route) of the optical communication network to communicate with other ROADMs, and a transponder such as a transmitter or a receiver accommodated in the own ROADM.
  • a transponder accommodation function unit is connected in the apparatus.
  • the transponder accommodation function unit is a function of connecting a desired wavelength to a desired transponder with respect to a WDM signal from a multi-path input / output to / from the wavelength cross-connect unit.
  • Non-Patent Document 1 a CDC (Colorless, Directionless and Contentionless) function for enhancing the functionality of the transponder accommodation function unit has attracted attention.
  • the Colorless function the wavelength that is input to and output from the port is no longer a fixed wavelength, and the wavelength of the transponder can be changed without changing the physical connection.
  • the Directionless function the input / output route of the port can be expanded so that it can be set freely from a fixed direction.
  • the Contentionless function optical signals of the same wavelength assigned to different routes can be communicated without colliding in the apparatus.
  • the CDC function which can change the port settings flexibly as described above, is an advantageous function because it can improve the operability because the port can be set remotely, and it can be economically reliable.
  • ROADMs with higher capacity and superior repeaters are considered to have higher numbers of transponders that are added (signal input) to the optical communication network and more transponders that are dropped (signal output) from the optical communication network. .
  • the optical path that is added / dropped by ROADM will increase, so it is necessary to improve the Add / Drop rate. That is, in order to improve the Add / Drop rate, it is necessary to increase the number of connection ports of the transponder accommodation function unit. For example, when the Add / Drop rate is 100%, ports corresponding to the number of wavelengths ⁇ the number of routes are required.
  • Non-Patent Document 3 proposes a multiple WSS in which a plurality of WSSs are integrated in one module.
  • the main object of the present invention is to improve the Add / Drop rate while suppressing the ROADM device scale.
  • the optical cross-connect device of the present invention has the following characteristics.
  • the present invention comprises a wavelength cross-connect unit connected to a plurality of paths, and a transponder accommodating function unit for relaying an optical signal of the wavelength cross-connect unit to each transponder, A wavelength selective switch, wherein the transponder accommodating function unit includes one input port that receives an optical signal from the direction of the wavelength cross-connect unit, and a plurality of output ports that transmit an optical signal in a direction toward the transponders. It is configured by cascading multiple stages, An optical signal is propagated from the same path of the wavelength cross-connect section, and a plurality of the wavelength selective switches located at the same number of stages of cascade connection are connected as a single module.
  • the present invention comprises a wavelength cross-connect unit connected to a plurality of paths, and a transponder accommodating function unit for relaying an optical signal of the wavelength cross-connect unit to each transponder, A wavelength selective switch, wherein the transponder accommodating function unit includes one input port that receives an optical signal from the direction of the wavelength cross-connect unit, and a plurality of output ports that transmit an optical signal in a direction toward the transponders. It is configured by cascading multiple stages, A plurality of the wavelength selective switches through which optical signals are propagated from the same route and the same output port of the wavelength cross-connect unit are connected as a single module.
  • the present invention comprises a wavelength cross-connect unit connected to a plurality of paths, and a transponder accommodating function unit for relaying an optical signal of the wavelength cross-connect unit to each transponder,
  • a plurality of wavelength selective switches each of which includes a transponder accommodating function unit having one output port for transmitting an optical signal in the direction of the wavelength cross-connect unit and a plurality of input ports for receiving optical signals from the direction of each transponder. It is composed of cascaded stages.
  • a plurality of the wavelength selective switches that propagate an optical signal in the same path of the wavelength cross-connect unit and are located in the same number of stages of cascade connection are connected as a single module.
  • the present invention comprises a wavelength cross-connect unit connected to a plurality of paths, and a transponder accommodating function unit for relaying an optical signal of the wavelength cross-connect unit to each transponder,
  • a plurality of wavelength selective switches each of which includes a transponder accommodating function unit having one output port for transmitting an optical signal in the direction of the wavelength cross-connect unit and a plurality of input ports for receiving optical signals from the direction of each transponder. It is composed of cascaded stages.
  • a plurality of the wavelength selective switches that propagate optical signals to the same path and the same input port of the wavelength cross-connect unit are multiple connected as one module.
  • the Add / Drop rate can be improved while reducing the ROADM device scale.
  • FIG. 2 is a plan view when the ROADM of FIG. 1 is viewed from the XY plane. It is a top view when the ROADM of FIG. 1 is seen from the YZ plane. It is explanatory drawing which shows the principle of the multiple WSS concerning this embodiment.
  • 5 is a first example in which the principle of the multiple WSS in FIG. 4 is applied to the ROADM in FIG. 2 according to the present embodiment. It is the 2nd example which applied the principle of the multiple WSS of Drawing 4 to ROADM of Drawing 2 concerning this embodiment.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a ROADM (optical cross-connect device) of a comparative example.
  • ROADM optical cross-connect device
  • FIG. 1 the drop side of the ROADM is illustrated, but the configuration on the Add side is the same except that the signal direction is reversed.
  • ROADM has the following three types of modules arranged in order from the top.
  • the horizontal broken line in FIG. 1 is a boundary line indicating that the upper side from the horizontal broken line is the wavelength cross-connect unit and the lower side from the horizontal broken line is the transponder accommodating function unit.
  • Wavelength cross-connect group of wavelength selective switch “1xM WSS” indicated by W [1] to W [D] on the upper side of FIG. “1xM WSS” means a 1-input M-output WSS module.
  • D is the number of routes accommodated by ROADM.
  • the ROADM group (1) will be explained.
  • “1xM WSS” having the following three types of ports is provided as modules W [1] to W [D] with the number of routes D.
  • ROADM group (2) In the transponder accommodating function unit, when “1xA WSS” is one element (E: Element), the n-stage cascade connection is established between these elements.
  • the element E of the group (2) includes one input port that receives an optical signal from the direction of the wavelength cross-connect unit and a plurality of output ports that transmit the optical signal in the direction toward each transponder. (On the Add side, conversely, the element E includes a plurality of input ports and one output port.)
  • the set of cascade-connected elements from the first stage to the n-th stage is grouped separately for each of the routes 1 to D (in the drawing, a dotted square).
  • E Element.
  • the first stage of the cascade is located at the boundary with the wavelength cross-connect unit.
  • M-D + 1 output ports (1c) from the wavelength cross-connect unit “1xM WSS” are elements E [1,1,1], E [1,1,2], ... E [1,1 , M-D + 1].
  • the second stage of the cascade is a group of elements that receive the output port of the first stage element of the cascade and transfer it to the input port of the third stage element of the cascade.
  • E [1,2,1] receives input from the first output port of E [1,1,1], and each of E [1,3,1] to E [1,3, A] Output.
  • Cascade n-th stage (final stage) is located at the boundary with “DxB CPL” group (3) of C [1] to C [X] located further below.
  • the transponder accommodating function unit includes “DxB CPL” having output ports connected to the transponder as modules C [1] to C [X].
  • DxB CPL that is, D input B output CPL (Coupler) was used, but D input B output WSS (Wavelength Selective Switch) may be used, and ROADM has a CDC function. May use a DCS-B-output MCS (Multicast switch).
  • C [1] receives input from a total of D elements E [1, n, 1] to E [D, n, 1] (see FIG. 3 when the ROADM in FIG. 1 is viewed from the YZ plane). (See FIG.
  • C [2] also receives inputs from a total of D elements E [1, n, 2] to E [D, n, 2], and outputs signals to the transponder at B output ports.
  • C [X] also receives inputs from a total of D elements E [1, n, X] to E [D, n, X], and outputs signals to the transponder at B output ports.
  • a transponder (not shown) connected to each of C [1] to C [X] is configured as a drop-destination receiver or an add-source transmitter.
  • the number of transponders accommodated in one ROADM as a whole is calculated as follows.
  • the number of elements E and the number of input / output ports of each element E “1xA WSS” are the same in both the comparative example and this embodiment, but whether one module accommodates one element E (comparative example) The difference is whether the element E is accommodated in multiples (this embodiment).
  • this embodiment is characterized in that multiple WSSs are applied to each transponder accommodation function unit in each route, and the number of WSS modules is reduced.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the principle of multiple WSS.
  • FIG. 4 illustrates a “1 ⁇ 3 WSS” quadruple configuration.
  • WSS consists of input ports Pi [1,1] to Pi [1,4], output ports Po [1,1] to Pi [3,4], PLC (Planar Lightwave Circuit) 10, and spatial optics.
  • System 20 The input port Pi [i, j] indicates a j-unit multiple connection of the i-th input port.
  • the output port Po [i, j] indicates a j-multiple connection of the i-th output port.
  • the spatial optical system 20 includes a lens 21 and an LCOS (Liquid Crystal on Silicon) element 22.
  • LCOS Liquid Crystal on Silicon
  • the PLC 10 includes four SBTs (Spatial beam transformers) composed of an input / output optical waveguide 11, a slab waveguide 12 and an arrayed waveguide 13. A total of four SBTs are prepared for one input port and three output ports.
  • Each component of the SBT (input / output optical waveguide 11, slab waveguide 12 and array waveguide 13) is an optical signal processing device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-219695 and an optical signal disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-212128. It is a well-known thing described in the processing apparatus.
  • optical signals inputted from the input ports Pi [1,1] to Pi [1,4] to the SBT [1] in the PLC 10 are emitted from the arrayed waveguide 13 at different angles for every j stations.
  • the emitted optical signal is condensed and reflected via the lens 21 at different positions (WSS [1] to WSS [4]) of the LCOS element 22 as the spatial light modulation means, and SBT [2] to SBT [ 4] to output ports Po [1,1] to Pi [3,4]. That is, it can be considered that each optical signal inputs and outputs an independent optical system.
  • FIG. 5 is a first example in which the principle of the multiple WSS of FIG. 4 is applied to the ROADM of FIG.
  • multiple WSSs are applied to a plurality of WSSs that are propagated from the same path of the wavelength cross-connect unit to the group of elements E that are cascaded in n stages and are located in the same number of cascaded stages. And implement it in one module.
  • a set of elements E that are made into one module by applying the multiple WSS are surrounded by rectangles 101 and 111 to 113.
  • a total of M-D + 1 elements E [1,1,1], E [1,1,2], ... E [1,1, M-D + 1] are 1 It is consolidated into one multiple WSS101.
  • -Cascade n-th stage goes from element E [1, n, 1] to element E [1, n, x1] branched from the first output port of w [1] to one multiple WSS111 Aggregated.
  • the elements E [1, n, x2] to E [1, n, x3] branched from the second output port of w [1] are also aggregated into another multiple WSS 112.
  • element E [1, n, x4] to element E [1, n, x5] branched from the M-D + 1 output port of w [1] are also consolidated into another multiple WSS113. Is done.
  • the number of multiple WSSs is one in the first stage of the cascade, and the number of multiple WSSs per stage is M-D + 1 in each of the cascades 2 to n.
  • the multiple WSS conversion of the element E is an aggregation that is closed within one route, and the multiple WSS conversion of the element E across a plurality of routes is not performed.
  • FIG. 6 shows a second example in which the principle of the multiple WSS of FIG. 4 is applied to the ROADM of FIG.
  • multiple WSSs are connected to a plurality of WSSs in which optical signals are propagated from the same route and the same output port (drop port) of the wavelength cross-connect unit for the group of elements E cascaded in n stages. Apply and implement with one module.
  • a set of elements E made into a single module by applying the multiple WSS is surrounded by rectangles 201 to 203.
  • the first multiple WSS 201 is collected.
  • the elements E [1,1,2] to E [1, n, x2] to E [1, n, x3] branched from the second output port of w [1] are also the second multiple WSS202.
  • -Element E [1,1, M-D + 1] to element E [1, n, x4] to element E [1, n, x5] branched from the M-D + 1 output port of w [1] Are integrated into the M-D + 1 multiple WSS 203.
  • the multiple WSS conversion of the element E is an aggregation that is closed within one route, and the multiple WSS conversion of the element E across a plurality of routes is not performed.
  • the number of WSS modules can be further reduced as compared with the configuration of FIG.
  • FIG. 1 a configuration of a comparative example in which the multiple WSS is not applied (FIG. 1), a first example of the present embodiment in which the multiple WSS is applied (FIG. 5), and a second example of the present embodiment in which the multiple WSS is applied.
  • FIG. 6 Compared with FIG. 6 in detail in terms of effects.
  • the number of WSS modules is reduced without impairing (maintaining) the reliability of the module in the comparative example described above. It can.
  • a detour route using the other route can be set in the same manner as the comparative example in both the first example and the second example of the present embodiment.
  • a bypass route using the other path can be set in the same manner as in the comparative example.
  • the configuration of the ROADM (optical cross-connect device) according to the present invention is as follows. As shown in FIG. Although the number of ports is A, the number and configuration of the ports are not limited.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

【課題】ROADMの装置規模を抑えつつ、Add/Drop率を向上させること。 【解決手段】ROADMは、複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、トランスポンダ収容機能部は、波長クロスコネクト部の方向から光信号を受信する１つの入力ポートと、各トランスポンダに向かう方向へ光信号を送信する複数の出力ポートとを備える波長選択スイッチである要素Ｅが、複数段数カスケード接続されて構成されており、波長クロスコネクト部の同一方路から光信号が伝搬され、カスケード接続の同一段数に位置する複数の要素Ｅを、１つのモジュールとして多重化した。

Description

光クロスコネクト装置
　本発明は、光クロスコネクト装置に関する。
　光通信ネットワークを大容量化するために、波長多重（WDM：Wavelength Division Multiplexing）通信が用いられている。WDMに対応した光信号の分岐／挿入を行う多重化装置として、ROADM（Reconfigurable optical add/drop multiplexing）が用いられている。このROADM内には、光信号を電気信号に変換せずに扱うWSS（Wavelength Selective Switch）が多数収容されている。
　ROADMは、光通信ネットワークの各回線（方路と呼ぶ）を接続して他のROADMと通信するための波長クロスコネクト部と、自身のROADMが収容する送信器や受信器などのトランスポンダを収容するトランスポンダ収容機能部とが装置内で接続されて構成される。トランスポンダ収容機能部は、波長クロスコネクト部に入出力される多方路からのWDM信号に対して所望の波長を所望のトランスポンダに接続する機能である。
　ここで、トランスポンダ収容機能部を高機能化するCDC（Colorless,Directionless and Contentionless）機能が着目されている（非特許文献１）。
　Colorless機能により、ポートに入出力する波長が固定波長ではなくなり、物理的な接続変更をせずに、トランスポンダの波長を変えることができる。
　Directionless機能により、ポートの入出力方路を、固定方向から自由に設定できるように拡張できる。
　Contentionless機能により、別方路に割り当てられる同一波長の光信号を、装置内で衝突せずに通信することができる。
　このようにポートの設定を柔軟に変更できるCDC機能は、ポートの遠隔設定が可能なため運用性を向上できる点、および、経済的に信頼性を確保可能な点で優位な機能である（非特許文献２）。
　一方、ROADMの性能指標として、光通信ネットワークへAdd（信号入力）するトランスポンダ数や、光通信ネットワークからDrop（信号出力）するトランスポンダ数が多いROADMほど、収容力が高く優れた中継装置とされる。つまり、今後もトラフィックが堅調に増加すると、ROADMでAdd/Dropされる光パスが増加するため、Add/Drop率の向上が必要である。
　つまり、Add/Drop率を向上するには、トランスポンダ収容機能部の接続ポート数を増加させる必要がある。例えば、Add/Drop率100%の場合、波長数×方路数分のポートが必要である。
　信号の伝送損失の観点からカプラは不適であるため、トランスポンダ収容機能部の接続ポート数を増やすために、多くのWSSが必要となる。1台のROADM内に多くのWSSを収容することで、装置規模が大きくなってしまい、サイズ、電力、コストが増大してしまう。
　なお、非特許文献３には、複数のWSSを1モジュールに集積した多連WSSが提案されている。
S. Gringeri et al., "Flexible architectures for optical transport nodes and networks", IEEE Comm., Mag., vol. 48, issue. 7, 2010. Q. Zhang, et al., "Shared Mesh Restoration for OTN/WDM Networks Using CDC-ROADMs", ECOC2012, Tu4.D.4 K. Suzuki, et al., "Application of waveguide/free-space optics hybrid to ROADM device", JLT, vol35, issue 4, 2017
　従来のROADMのトランスポンダ接続ポートを増やすために、多くのWSSモジュールを用いて装置内の方路を分岐する構成では、装置規模が大きくなってしまう。
　そこで、本発明は、ROADMの装置規模を抑えつつ、Add/Drop率を向上させることを、主な課題とする。
　前記課題を解決するために、本発明の光クロスコネクト装置は、以下の特徴を有する。
　本発明は、複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
　前記トランスポンダ収容機能部が、前記波長クロスコネクト部の方向から光信号を受信する１つの入力ポートと、前記各トランスポンダに向かう方向へ光信号を送信する複数の出力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
　前記波長クロスコネクト部の同一方路から光信号が伝搬され、カスケード接続の同一段数に位置する複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする。
　これにより、Drop側の複数のWSSモジュールをカスケードの段数に応じて１つのモジュールに集約できる。よって、ROADMの装置規模を抑えつつ、Drop率を向上させることができる。
　本発明は、複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
　前記トランスポンダ収容機能部が、前記波長クロスコネクト部の方向から光信号を受信する１つの入力ポートと、前記各トランスポンダに向かう方向へ光信号を送信する複数の出力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
　前記波長クロスコネクト部の同一方路かつ同一の出力ポートから光信号が伝搬される複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする。
　これにより、Drop側の複数のWSSモジュールをカスケードの段数に関係なく１つのモジュールに集約できる。よって、ROADMの装置規模を抑えつつ、Drop率を向上させることができる。
　本発明は、複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
　前記トランスポンダ収容機能部が、前記波長クロスコネクト部の方向へ光信号を送信する１つの出力ポートと、前記各トランスポンダの方向から光信号を受信する複数の入力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
　前記波長クロスコネクト部の同一方路に光信号を伝搬し、カスケード接続の同一段数に位置する複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする。
　これにより、Add側の複数のWSSモジュールをカスケードの段数に応じて１つのモジュールに集約できる。よって、ROADMの装置規模を抑えつつ、Add率を向上させることができる。
　本発明は、複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
　前記トランスポンダ収容機能部が、前記波長クロスコネクト部の方向へ光信号を送信する１つの出力ポートと、前記各トランスポンダの方向から光信号を受信する複数の入力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
　前記波長クロスコネクト部の同一方路かつ同一の入力ポートに光信号を伝搬する複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする。
　これにより、Add側の複数のWSSモジュールをカスケードの段数に関係なく１つのモジュールに集約できる。よって、ROADMの装置規模を抑えつつ、Add率を向上させることができる。
　本発明によれば、ROADMの装置規模を抑えつつ、Add/Drop率を向上させることができる。
比較例のROADMの構成図である。 図１のROADMをXY平面から見たときの平面図である。 図１のROADMをYZ平面から見たときの平面図である。 本実施形態に係わる多連WSSの原理を示す説明図である。 本実施形態に係わる図２のROADMに、図４の多連WSSの原理を適用した第１例である。 本実施形態に係わる図２のROADMに、図４の多連WSSの原理を適用した第２例である。
　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、比較例のROADM（光クロスコネクト装置）の構成図である。図１では、ROADMのDrop側について図示するが、Add側も信号の向きが逆になるだけで構成は同じである。
　ROADMは、以下の3種類のモジュールが上から順に配置されている。ここで、図１の横破線は、横破線から上側を波長クロスコネクト部とし、横破線から下側をトランスポンダ収容機能部とすることを示す境界線である。
　（1）図１の上部側のW[1]～W[D]で示される波長選択スイッチ「1xM WSS」の波長クロスコネクト部のグループ。なお、「1xM WSS」とは、1入力M出力のWSSモジュールという意味である。DはROADMが収容する方路の数である。
　（2）図１の中央側のE[1,1,1]～E[1,n,x5]の波長選択スイッチ「1xA WSS」のトランスポンダ収容機能部のグループ。
　（3）図１の下部側のC[1]～C[X]の波長選択スイッチ「DxB CPL」のトランスポンダ収容機能部のグループ。
　ROADMのグループ（1）について、説明する。波長クロスコネクト部のDrop側には、以下の3種類のポートを有する「1xM WSS」が方路数DのモジュールW[1]～W[D]として備えられている。
　（1a）自方路からの入力を受け付ける1つの入力ポート（Add側では逆に1つの出力ポート）。
　（1b）他方路2～DそれぞれのDrop側の「1xM WSS」に内部接続するためのD-1個の出力ポート（図１のROADMをXY平面から見たときの図２を参照）。
　（1c）トランスポンダ収容機能部それぞれの「1xA WSS」へ内部接続するためのM-D+1個の出力ポート。
　ROADMのグループ（2）について、説明する。トランスポンダ収容機能部には、「1xA WSS」を1つの要素（E:Element）とすると、それらの要素間がn段カスケード接続されている。グループ（2）の要素Eは、波長クロスコネクト部の方向から光信号を受信する１つの入力ポートと、各トランスポンダに向かう方向へ光信号を送信する複数の出力ポートとを備える。（Add側では、逆に要素Eは、複数の入力ポートと１つの出力ポートとを備える。）
　1段目～n段目のカスケード接続された要素の集合は、方路1～Dごとに別々に（図示では点線の四角形）グループ化されている。
　個々の要素Eの位置関係をわかりやすくするため、要素Eに3つの添え字E[i,j,k]でIDを付加する。例えば、E[D,1,2]は、E=Elementとして、D=D番目の方路の、1=1段目カスケードの、2=2つめの収容数を示す。
　カスケード1段目は、波長クロスコネクト部との境界に位置する。波長クロスコネクト部「1xM WSS」からのM-D+1個の出力ポート（1c）が、それぞれ要素E[1,1,1],E[1,1,2],…E[1,1,M-D+1]の入力ポートに接続される。
　カスケード2段目は、カスケード1段目要素の出力ポートを受け、カスケード3段目要素の入力ポートに転送する要素のグループである。例えば、E[1,2,1]は、E[1,1,1]の第1出力ポートからの入力を受け、E[1,3,1]～E[1,3,A]それぞれに出力する。
　カスケードn段目（最終段）は、さらに下側に位置するC[1]～C[X]の「DxB CPL」のグループ（3）との境界に位置する。
　ROADMのグループ（3）について、説明する。トランスポンダ収容機能部には、トランスポンダに接続する出力ポートを有する「DxB CPL」がモジュールC[1]～C[X]として備えられている。ここでは、「DxB CPL」、つまり、D入力B出力のCPL（Coupler）を用いたが、D入力B出力のWSS（Wavelength Selective Switch）を用いてもよいし、ROADMがCDC機能を有する場合には、D入力B出力のMCS（Multicast switch）を用いてもよい。
　C[1]は、要素E[1,n,1]～要素E[D,n,1]の合計D個からの入力を受け（図１のROADMをYZ平面から見たときの図３を参照）、B個の出力ポートでトランスポンダに信号を出力する（図２を参照）。
　C[2]も、要素E[1,n,2]～要素E[D,n,2]の合計D個からの入力を受け、B個の出力ポートでトランスポンダに信号を出力する。
　C[X]も、要素E[1,n,X]～要素E[D,n,X]の合計D個からの入力を受け、B個の出力ポートでトランスポンダに信号を出力する。
　C[1]～C[X]それぞれに接続されるトランスポンダ（図示省略）は、Drop先の受信器またはAdd元の送信器として構成される。
　なお、1台のROADM全体におけるトランスポンダの収容数は、以下のように計算される。
　トランスポンダの収容数＝（C[n]の個数＝X）×（1つのC[n]あたりの出力ポート数B）
　（C[n]の個数X）＝（カスケードn段目の要素Eの総数）×（1つの要素Eあたりの出力ポート数A）
　（カスケードn段目の要素Eの総数）＝Aの(n-1)乗×(M-D+1)
　よって、トランスポンダの収容数＝Aのn乗×(M-D+1)×Bである。
　以上、図１～図１を参照して、比較例のROADMの構成について説明した。比較例のROADMでは、とくに、グループ（2）の「1xA WSS」の要素Eがn段カスケード接続されているため、カスケードの段数が増えると、要素Eごとのモジュールの個数も急激に増加してしまう。
　そこで、図４～図６で説明する本実施形態では、複数の要素Eに対して多連WSS化を適用することにより、1つのモジュールへと集約する方式を説明する。つまり、比較例も本実施形態も要素Eの個数や「1xA WSS」という各要素Eの入出力ポート数は共通するが、1つのモジュールが1つの要素Eを収容するか（比較例）、複数の要素Eを多連化して収容するか（本実施形態）という点が相違する。換言すると、本実施形態は、各方路のトランスポンダ収容機能部ごとに多連WSSを適用し、WSSモジュール数を削減することを特徴とする。
　図４は、多連WSSの原理を示す説明図である。図４では、「1x3 WSS」の4連構成を例示する。
　WSSは、各入力ポートPi[1,1]～Pi[1,4]と、各出力ポートPo[1,1]～Pi[3,4]と、ＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit）１０と、空間光学系２０とを有する。入力ポートPi[i,j]とは、i番目の入力ポートのj連多連化したものを示す。出力ポートPo[i,j]とは、i番目の出力ポートのj連多連化したものを示す。空間光学系２０は、レンズ２１と、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）素子２２とで構成される。
　ＰＬＣ１０は、入出力光導波路１１、スラブ導波路１２およびアレイ導波路１３から構成されるSBT（Spatial beam transformer）を4つ備える。SBTは、1つの入力ポート用と、3つの出力ポート用とで合計4つ分用意される。なお、SBTの各構成要素（入出力光導波路１１、スラブ導波路１２およびアレイ導波路１３）は、特開２０１７－２１９６９５号公報の光信号処理装置や、特開２０１６－２１２１２８号公報の光信号処理装置に記載されている公知のものである。
　各入力ポートPi[1,1]～Pi[1,4]からＰＬＣ１０内のSBT[1]へ入力された光信号は、アレイ導波路１３からj連ごとに異なる角度で出射する。出射された光信号は、レンズ２１を介して空間光変調手段であるＬＣＯＳ素子２２の異なる位置（WSS[1]～WSS[4]）に集光して反射し、SBT[2]～SBT[4]を介して、各出力ポートPo[1,1]～Pi[3,4]に出力される。つまり、各光信号が独立の光学系を入出力するとみなせる。
　これにより、WSSの入出力ポート分（入力1つ＋出力3つ＝合計4つ）SBTを用意し、それらのSBTを含むＰＬＣ１０、空間光学系２０を複数のj連で共用可能となる。つまり、j個のモジュールを個別に用意する比較例に対して、初期導入費用を抑制し、消費電力を低減し、制御システムの負荷を低減することなどが期待できる。
　図５は、図２のROADMに、図４の多連WSSの原理を適用した第１例である。図５では、n段カスケード接続された要素Eのグループに対して、波長クロスコネクト部の同一方路から光信号が伝搬され、カスケード接続の同一段数に位置する複数のWSSに多連WSSを適用して、1つのモジュールで実装する。なお、図５では、多連WSSを適用して1モジュール化した要素Eの集合を、四角形１０１，１１１～１１３で囲っている。
　・カスケード1段目では、合計M-D+1個の要素E[1,1,1],E[1,1,2],…E[1,1,M-D+1]が、1つの多連WSS１０１へと集約される。
　・カスケードn段目（最終段）は、w[1]の第1出力ポートから分岐した要素E[1,n,1]～要素E[1,n,x1]、1つの多連WSS１１１へと集約される。
　同様に、w[1]の第2出力ポートから分岐した要素E[1,n,x2]～要素E[1,n,x3]も、別の1つの多連WSS１１２へと集約される。
　同様に、w[1]の第M-D+1出力ポートから分岐した要素E[1,n,x4]～要素E[1,n,x5]も、別の1つの多連WSS１１３へと集約される。
　つまり、カスケード1段目では多連WSSの個数は1つであり、カスケード2～n段目ではそれぞれ1段あたり多連WSSの個数はM-D+1つである。なお、要素Eの多連WSS化は、あくまで1つの方路内で閉じた集約であり、複数の方路にまたがった要素Eの多連WSS化は行わない。
　この図５の構成により、トランスポンダ収容機能部の「1xA WSS」である要素Eの個数が多くても、それらの複数の要素Eを1つのモジュールに多連化することで、WSSモジュール数を削減できる。
　図６は、図２のROADMに、図４の多連WSSの原理を適用した第２例である。図６では、n段カスケード接続された要素Eのグループに対して、波長クロスコネクト部の同一方路かつ同一の出力ポート（dropポート）から光信号が伝搬される複数のWSSに多連WSSを適用して、1つのモジュールで実装する。図６でも、多連WSSを適用して1モジュール化した要素Eの集合を、四角形２０１～２０３で囲っている。
　・カスケードの段数にかかわらず、w[1]の第1出力ポートから分岐した要素E[1,1,1]～要素E[1,n,1]～要素E[1,n,x1]が、第1の多連WSS２０１へと集約される。
　・w[1]の第2出力ポートから分岐した要素E[1,1,2]～要素E[1,n,x2]～要素E[1,n,x3]も、第2の多連WSS２０２へと集約される。
　・w[1]の第M-D+1出力ポートから分岐した要素E[1,1,M-D+1]～要素E[1,n,x4]～要素E[1,n,x5]も、第M-D+1の多連WSS２０３へと集約される。
　なお、要素Eの多連WSS化は、あくまで1つの方路内で閉じた集約であり、複数の方路にまたがった要素Eの多連WSS化は行わない。
　この図６の構成により、図５の構成よりもさらにWSSモジュール数を削減できる。
　以下、多連WSSを適用しない比較例の構成（図１）と、多連WSSを適用した本実施形態の第１例（図５）と、多連WSSを適用した本実施形態の第２例（図６）と、効果の観点で詳細に比較する。
　以下、ROADMに備えられるモジュールの信頼性、つまり、どれだけモジュールの故障に耐性があるかについて説明する。比較例の構成（図１）では、方路ごと、かつ、波長クロスコネクト部「1xM WSS」のM-D+1個の出力ポート（Dropポート）ごとに独立したモジュールが実装されている。
　まず、特定方路に接続するモジュールで故障が起きた場合に（例えば、要素E[1,2,3]の故障）、他方路を使用する迂回経路（例えば、要素E[2,2,3]を代用）に光信号が通過するように設定することにより、モジュール故障の影響を回避できる。
　また、特定Dropポートに接続するモジュールで故障が起きた場合に（例えば、要素E[1,1,1]の故障）、他Dropポートを使用する迂回経路（例えば、要素E[1,1,2]を代用）に光信号が通過するように設定することにより、モジュール故障の影響を回避できる。
　以上が比較例の構成（図１）におけるモジュールの信頼性における効果である。
　一方、本実施形態の第１例（図５）と、第２例（図６）とでは、前記した比較例でのモジュールの信頼性を損なうことなく（維持しつつ）、WSSモジュール数を削減できる。
　まず、特定方路に接続するモジュールで故障が起きた場合に、本実施形態の第１例，第２例ともに、他方路を使用する迂回経路を比較例と同様に設定できる。
　また、特定Dropポートに接続するモジュールで故障が起きた場合に、本実施形態の第２例では、他方路を使用する迂回経路を比較例と同様に設定できる。
　次に、ROADM内に流れる光信号の信号劣化について説明する。一般的に、多連WSSの集積度を上げると、モジュール数は削減される。しかし、その副作用として、共用部品であるSBT、および、ＬＣＯＳ素子２２を通過する複数の同一波長の光信号どうしでWSS間クロストークが発生し、そのクロストークが信号特性を劣化させる主要因となる。
　しかし、本実施形態の第１例，第２例ともに、各方路の波長クロスコネクト部「1xM WSS」からトランスポンダ収容機能部へ接続するM-D+1個の出力ポートにおいて、複数の出力ポートに対して同時に同一波長の光信号が入力されるケースは存在しない。そのため、多連WSS適用時の課題であるWSS間クロストークによる信号劣化の影響を回避できる。
　なお、本実施形態においては、本発明に係るROADM（光クロスコネクト装置）の構成として、図１に示すように、方路をD個とし、要素Eをn段カスケード接続し、要素Eの出力ポートをA個としたが、これらの個数や構成に限定されない。
　１０　　ＰＬＣ
　１１　　入出力光導波路
　１２　　スラブ導波路
　１３　　アレイ導波路
　２０　　空間光学系
　２１　　レンズ
　２２　　ＬＣＯＳ素子

Claims (4)

  1. 　複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
    　前記トランスポンダ収容機能部は、前記波長クロスコネクト部の方向から光信号を受信する１つの入力ポートと、前記各トランスポンダに向かう方向へ光信号を送信する複数の出力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
    　前記波長クロスコネクト部の同一方路から光信号が伝搬され、カスケード接続の同一段数に位置する複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする
    　光クロスコネクト装置。
  2. 　複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
    　前記トランスポンダ収容機能部は、前記波長クロスコネクト部の方向から光信号を受信する１つの入力ポートと、前記各トランスポンダに向かう方向へ光信号を送信する複数の出力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
    　前記波長クロスコネクト部の同一方路かつ同一の出力ポートから光信号が伝搬される複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする
    　光クロスコネクト装置。
  3. 　複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
    　前記トランスポンダ収容機能部は、前記波長クロスコネクト部の方向へ光信号を送信する１つの出力ポートと、前記各トランスポンダの方向から光信号を受信する複数の入力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
    　前記波長クロスコネクト部の同一方路に光信号を伝搬し、カスケード接続の同一段数に位置する複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする
    　光クロスコネクト装置。
  4. 　複数の方路に接続される波長クロスコネクト部と、前記波長クロスコネクト部の光信号を各トランスポンダに中継するためのトランスポンダ収容機能部とを備え、
    　前記トランスポンダ収容機能部は、前記波長クロスコネクト部の方向へ光信号を送信する１つの出力ポートと、前記各トランスポンダの方向から光信号を受信する複数の入力ポートとを備える波長選択スイッチが、複数段数カスケード接続されて構成されており、
    　前記波長クロスコネクト部の同一方路かつ同一の入力ポートに光信号を伝搬する複数の前記波長選択スイッチが、１つのモジュールとして多連化されていることを特徴とする
    　光クロスコネクト装置。
PCT/JP2019/020498 2018-05-29 2019-05-23 光クロスコネクト装置 WO2019230561A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/058,416 US20210219031A1 (en) 2018-05-29 2019-05-23 Optical cross-connect device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-102078 2018-05-29
JP2018102078A JP7180119B2 (ja) 2018-05-29 2018-05-29 光クロスコネクト装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019230561A1 true WO2019230561A1 (ja) 2019-12-05

Family

ID=68698753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/020498 WO2019230561A1 (ja) 2018-05-29 2019-05-23 光クロスコネクト装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210219031A1 (ja)
JP (1) JP7180119B2 (ja)
WO (1) WO2019230561A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7181456B2 (ja) * 2018-11-20 2022-12-01 日本電信電話株式会社 光通信ノード
JP7235964B2 (ja) * 2019-03-20 2023-03-09 日本電信電話株式会社 光分岐挿入装置及び光分岐挿入方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070286605A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Feuer Mark D Tunable bidirectional multiplexer/demultiplexer for optical transmission system
JP2016225850A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 日本電信電話株式会社 光クロスコネクト装置及び光モジュール
JP2017157982A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 日本電信電話株式会社 光クロスコネクト装置及びモジュール

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070286605A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Feuer Mark D Tunable bidirectional multiplexer/demultiplexer for optical transmission system
JP2016225850A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 日本電信電話株式会社 光クロスコネクト装置及び光モジュール
JP2017157982A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 日本電信電話株式会社 光クロスコネクト装置及びモジュール

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SUZUKI, K. ET AL.: "Application of waveguide/free- space optics hybrid to ROADM device", JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, vol. 35, no. 4, 15 February 2017 (2017-02-15), pages 596 - 606, XP055636351, DOI: 10.1109/JLT.2016.2599182 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019208118A (ja) 2019-12-05
JP7180119B2 (ja) 2022-11-30
US20210219031A1 (en) 2021-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5712932A (en) Dynamically reconfigurable WDM optical communication systems with optical routing systems
US9258628B2 (en) Method and apparatus for transferring WDM signals between different wavelength division multiplexed optical communications systems in an optically transparent manner
US8625994B2 (en) Directionless reconfigurable optical add-drop multiplexer systems and methods
US20050084262A1 (en) Protected bidirectional wdm network
JP6342894B2 (ja) 光クロスコネクト装置
US9252910B2 (en) Expandable multicast optical switch
US9084033B2 (en) Optical cross-connect apparatus
WO2012132688A1 (ja) 光伝送装置
CN104350698A (zh) 光路由选择装置和方法
Ikuma et al. 8× 24 wavelength selective switch for low-loss transponder aggregator
US9647790B2 (en) Reconfigurable optical switch apparatus
WO2002039636A1 (en) Bidirectional wdm optical communication network with optical bridge between bidirectional optical waveguides
WO2019230561A1 (ja) 光クロスコネクト装置
JP7370085B2 (ja) コア選択スイッチ、及び光ノード装置
US20160301495A1 (en) Power Efficient Multi-Degree ROADM Using Variable Optical Splitter
EP2615755B1 (en) Optical switching node for a WDM optical network
US10123100B2 (en) Optical network
JP2017156444A (ja) 波長選択スイッチ、及び光ノード装置
US7218805B2 (en) WDM ring network for flexible connections
US20160150300A1 (en) Optical cross-connect device
EP2426841A1 (en) Optical add and/or drop device for an optical network element
WO2020105526A1 (ja) 光通信ノード
EP2445129A1 (en) Optical add and drop multiplexer
EP2448159B1 (en) Multidirectional add and drop devices for an optical network element
JP2019015833A (ja) 波長選択スイッチモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19810324

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19810324

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1