(57)【要約】【課題】  従来のＷＤＭ信号送受信装置のように、光ファイバ伝送路の増設に伴って増設する必要のない光信号送受信装置及び、該光信号送受信装置を用いた光信号伝送システムを提供する。【解決手段】  光信号送受信装置は、複数の上り信号入力ポートおよび上り信号出力ポートをする光送信部と、複数の下り信号入力ポートと下り信号出力ポートを有する光受信部とを備え、光送信部は、複数の入力ポートから入力された光信号の各々が、入力ポートと該光信号の波長とによって決定される出力ポートで光波長多重される光合波回路と、上り信号入力ポートから入力された光信号の波長を変換し、光合波回路へ入力する光送信器とを備え、光受信部は、複数の入力ポートから入力された光波長多重された光信号を分波し、分波された各光信号が入力ポートと波長とによって決定される出力ポートから出力される光分波回路を備える。【選択図】  図１
2006332885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の上り信号入力ポートおよび下り信号出力ポートを有する光送信部と、複数の下り信号入力ポートおよび下り信号出力ポートを有する光受信部とを備えた、光波長多重信号を送受信する光信号送受信装置であって、
前記光送信部は、
複数の入力ポートと、各々が前記上り信号出力ポートと接続された複数の出力ポートとを有する光合波回路であって、該入力ポートから入力された光信号が、該入力ポートと該光信号の波長とによって決定される前記出力ポートで光波長多重される光合波回路と、
前記上り信号入力ポートから入力された光信号を、前記光合波回路の前記出力ポートを決定する波長を有する光信号に変換し、前記光合波回路の前記入力ポートへ入力する光送信器と、を備え、
前記光受信部は、
各々が前記下り信号入力ポートと接続された複数の入力ポートと、複数の出力ポートとを有する光分波回路であって、前記入力ポートから入力された光波長多重された光信号を分波し、分波された各光信号が入力ポートと該光信号の波長とによって決定される前記出力ポートから出力される光分波回路を備え、
前記光受信部から出力された光信号を前記下り信号出力ポートから出力することを特徴とする光信号送受信装置。
【請求項２】
前記光受信部は、前記光分波回路から出力された光信号を受光し、波形を整形する光再生器をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光信号送受信装置。
【請求項３】
前記光送信器は、外部からの制御により、出力波長を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の光信号送受信装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載された光信号送受信装置であって、前記上り信号出力ポート及び下り信号入力ポートがＭ個（ＭはＭ≧２を満たす整数）である、少なくとも２つの光信号送受信装置を含む光信号伝送システムであって、
第１の光信号送受信装置の第ｎ番目（ｎはＭ≧ｎ≧１を満たす整数）の上り信号出力ポートおよび下り信号出力ポートが、第２の光信号送受信装置の第ｎ番目の下り信号出力ポートおよび上り信号出力ポートと、それぞれ光ファイバ伝送路で接続されていることを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項５】
請求項４に記載の光信号伝送システムであって、前記第１の光信号送受信装置の第ｎ'番目（ｎ’は、Ｍ≧ｎ'≧１かつｎ'≠ｎを満たす整数）の上り信号出力ポートおよび下り信号出力ポートが、第２の光信号送受信装置の第ｎ’番目の下り信号出力ポートおよび上り信号出力ポートと、それぞれ光ファイバ伝送路でさらに接続されていることを特徴とする光信号伝送システム。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載された光信号送受信装置であって、前記上り信号出力ポート及び前記下り信号入力ポートがＭ個（ＭはＭ≧２を満たす整数）である、Ｎ個（ＮはＮ≧２を満たす整数）の光信号送受信装置と、Ｌ個（ＬはＬ≧Ｎを満たす整数）の入力ポート及び出力ポートを有するＭ台の光マトリクススイッチと、を含む光信号伝送システムであって、
第ｎ番目（ｎは１以上Ｎ以下の整数）の光信号送受信装置の第ｍ番目（ｍは１以上Ｍ以下の整数）の上り信号出力ポートおよび下り信号出力ポートが、第ｍ番目の光マトリクススイッチの第ｎ番目の入力ポートおよび出力ポートと、それぞれ光ファイバ伝送路で接続されていることを特徴とする光信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号送受信装置およびそれを用いたシステムに関する。より詳細には、本発明は、光波長多重された複数の信号を、波長に応じて分波または合波する機能を有する光信号送受信装置およびそれを用いたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
情報処理技術の発達により、ネットワークのトラヒックは増大する傾向にある。増大するトラヒックを、良好に伝送するためには、伝送路の容量を増大する必要がある。複数の光信号を異なる波長の光に乗せ、１本の光ファイバで伝送する波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送システムは、伝送路の容量を大幅に増大させることが可能であり、既に基幹系システムを中心に導入が進んでいる。
【０００３】
このＷＤＭ伝送システムに用いるＷＤＭ信号送受信装置の構成例を図７に示す。図７に示すＷＤＭ信号送受信装置は、上り信号入力ポート７０１から入力された光信号を電気信号に変換する光／電気変換回路７０２と、該光／電気変換回路からの電気信号を整形する電気／光変換回路駆動回路７０３と、該電気／光変換回路駆動回路からの整形された電気信号を光信号に変換する電気／光変換回路７０４と、該電気／光変換回路からの複数の光信号を合波し、上り信号出力ポート７０６に出力する光合波回路７０５と、下り信号入力ポート７０７から入力された光信号を分波する光分波回路７０８と、該光分波回路により分波された光信号を電気信号に変換する光／電気変換回路７０９と、該光／電気変換回路からの電気信号を整形する電気／光変換回路駆動回路７１０と、該電気／光変換回路駆動回路からの整形された電気信号を光り信号に変換し、下り信号出力ポート７１２に出力する電気／光変換回路７１１とを備える。
【０００４】
上り信号入力ポート７０１から光信号を入力すると、各光信号は光／電気変換回路７０２により電気信号に変換され、電気／光変換回路駆動回路７０３によりその電気信号が整形され、電気／光変換回路７０４においてあらかじめ定められた適切な波長の光信号に変換されて出力され、光合波回路７０５において合波されて、ＷＤＭ信号として一つの上り信号出力ポート７０６から出力される。
【０００５】
また、下り信号入力ポート７０７からＷＤＭ信号を入力すると、ＷＤＭ信号は光分波回路７０８により分波されて、それぞれ波長の異なる光信号となり、各光信号は光／電気変換回路７０９により電気信号に変換され、電気／光変換回路駆動回路７１０によりその電気信号が整形され、電気／光変換回路７１１において光信号に変換されて出力され、複数の下り信号出力ポート７１２から出力される。
【０００６】
ここで、光合波回路７０５、あるいは光分波回路７０８としては、干渉膜フィルタを用いた波長合分波装置や、アレイ導波路回折格子（Arrayed Waveguide Grating:ＡＷＧ）を用いた波長合分波装置が用いられる。
【０００７】
図８に、このＷＤＭ信号送受信装置を適用した光信号伝送システムの構成を示す。図８に示す光信号伝送システムは、それぞれがＷＤＭ信号送受信装置８０１−１〜８０１−６を備えた通信ノード装置８０２−１〜８０２−４を含み、ＷＤＭ信号送受信装置８０１−１とＷＤＭ信号送受信装置８０１−４とが、ＷＤＭ信号送受信装置８０１−２とＷＤＭ信号送受信装置８０１−５とが、およびＷＤＭ信号送受信装置８０１−３とＷＤＭ信号送受信装置８０１−６とのが光ファイバ伝送路８０３で接続されている。
【０００８】
図８において、通信ノード装置８０２−１と８０２−２の間、８０２−１と８０２−３の間、８０２−１と８０２−４の間に大容量のトラフィックが生じている等の理由で、複数の信号を送受信するものとする。ここで、通信ノード装置８０２−１と８０２−２間の通信に注目する。通信ノード装置８０２−１から出力された光信号はＷＤＭ信号送受信装置８０１−１に入力され、それぞれ異なる波長の光信号に変換された後、合波されて１本の光ファイバ伝送路８０３に出力される。前記光ファイバ伝送路８０３を介して伝送された光信号はＷＤＭ信号送受信装置８０１−４に入力され、光信号の波長ごとに異なる出力ポートから出力され、それぞれ通信ノード装置８０２−２で受信される。通信ノード装置８０２−２から出力され、通信ノード装置８０２−１で受信される光信号に関しても同様である。また、通信ノード装置８０２−１と８０２−３間、８０２−１と８０２−４間の通信に関しても同様である。このようなＷＤＭ伝送システムを用いることで、通信ノード装置間に敷設する光ファイバ伝送路の芯数を削減することができる。また、光ファイバ伝送路が長距離であったり、損失が大きかったりする場合に用いる光増幅器を複数の光信号で共用することもできる。従って、ノード間の通信にかかるコストを大幅に低減することができる。
【０００９】
しかしながら、上記のようなＷＤＭ信号送受信装置を用いてネットワークを構築するためには、ＷＤＭ信号送受信装置は光ファイバ伝送路毎の両端に１台ずつ必要となるため、ネットワークの拡張に伴って光ファイバ伝送路を増設するに従って、ＷＤＭ信号送受信装置も増設する必要があり、経済的ではないという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】特許第３５３５８０９号公報
【非特許文献１】K. Fukuchi et al.,“10.92-Tb/s (273 ×40-Gb/s) triple-band/ultra-denseＷＤＭ optical-repeatered transmission experiment”, Optical Fiber Communication Conference and Exhibit, 2001., vol.4, ＰＤ 24-1 - ＰＤ 24-3 , 2001.)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的はＷＤＭ伝送技術を用いるネットワーク中のＷＤＭ信号の送受信を行う光信号送受信装置であって、通信ノード装置毎に少なくとも１台設置すれば良く、光ファイバ伝送路の増設に伴って増設する必要のない、低コストでネットワークを構築することのできる、光信号送受信装置及び、該光信号送受信装置を用いた光信号伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の上り信号入力ポートと複数の上り信号出力ポートをする光送信部と、複数の下り信号入力ポートと複数の下り信号出力ポートを有する光受信部とを備えた、光波長多重信号を送受信する光信号送受信装置であって、前記光送信部は、複数の入力ポートと、各々が前記上り信号出力ポートと接続された複数の出力ポートとを有する光合波回路であって、該入力ポートから入力された光信号が、該入力ポートと該光信号の波長とによって決定される前記出力ポートで光波長多重される光合波回路と、前記上り信号入力ポートから入力された光信号を、前記光合波回路の前記出力ポートを決定する波長を有する光信号に変換し、前記光合波回路の前記入力ポートへ入力する光送信器と、を備え、前記光受信部は、各々が前記下り信号入力ポートと接続された複数の入力ポートと、複数の出力ポートとを有する光分波回路であって、前記入力ポートから入力された光波長多重された光信号を分波し、分波された各光信号が入力ポートと該光信号の波長とによって決定される前記出力ポートから出力される光分波回路を備え、前記光受信部から出力された光信号を前記下り信号出力ポートから出力することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光信号送受信装置であって、前記光受信部は、前記光分波回路から出力された光信号を受光し、波形を整形する光再生器をさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光信号送受信装置であって、前記光送信器は、外部からの制御により、出力波長を変更することを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された光信号送受信装置であって、前記上り信号出力ポート及び下り信号入力ポートがＭ個（ＭはＭ≧２を満たす整数）である、少なくとも２つの光信号送受信装置を含む光信号伝送システムであって、第１の光信号送受信装置の第ｎ番目（ｎはＭ≧ｎ≧１を満たす整数）の上り信号出力ポートおよび下り信号出力ポートが、第２の光信号送受信装置の第ｎ番目の下り信号出力ポートおよび上り信号出力ポートと、それぞれ光ファイバ伝送路で接続されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光信号伝送システムであって、前記第１の光信号送受信装置の第ｎ'番目（ｎ’は、Ｍ≧ｎ'≧１かつｎ'≠ｎを満たす整数）の上り信号出力ポートおよび下り信号出力ポートが、第２の光信号送受信装置の第ｎ’番目の下り信号出力ポートおよび上り信号出力ポートと、それぞれ光ファイバ伝送路でさらに接続されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載された光信号送受信装置であって、前記上り信号出力ポート及び前記下り信号入力ポートがＭ個（ＭはＭ≧２を満たす整数）である、Ｎ個（ＮはＮ≧２を満たす整数）の光信号送受信装置と、Ｌ個（ＬはＬ≧Ｎを満たす整数）の入力ポート及び出力ポートを有するＭ台の光マトリクススイッチと、を含む光信号伝送システムであって、第ｎ番目（ｎは１以上Ｎ以下の整数）の光信号送受信装置の第ｍ番目（ｍは１以上Ｍ以下の整数）の上り信号出力ポートおよび下り信号出力ポートが、第ｍ番目の光マトリクススイッチの第ｎ番目の入力ポートおよび出力ポートと、それぞれ光ファイバ伝送路で接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＷＤＭ伝送技術を用いるネットワーク中のＷＤＭ信号の送受信を行う光信号送受信装置であって、通信ノード装置毎に少なくとも１台設置すれば良く、光ファイバ伝送路の増設に伴って増設する必要のない光信号送受信装置を提供することができる。また、該光信号送受信装置を用いて低コストでネットワークを構築することのできる光信号伝送システムを提供することができる。さらに、簡易に伝送路の冗長化を実現することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
【００２０】
［実施形態１］
図１および２を参照して、本発明に係る光波長送受信装置の実施の形態を説明する。図１に、本実施の形態の光波長送受信装置の概略構成を示す。本発明に係る光信号送受信装置は、上り信号については、Ａ個（但し、Ａは２以上の整数）の入力ポートから入力された光信号からＢ個（但し、Ｂは２以上の整数）の出力ポートに出力されるＷＤＭ信号を生成し、下り信号については、Ｂ個の入力ポートから入力されるＷＤＭ信号を分波しＡ個の出力ポートから出力する、光信号送受信装置であるが、図１に示す本実施の形態は、Ａ＝８、Ｂ＝４の場合の例である。
【００２１】
図１に示す光波長送受信装置は、上り信号入力ポート１０１−１〜１０１−８から入力された光信号をそれぞれ電気信号に変換する光／電気変換回路１０２−１〜１０２−８と、該光／電気変換回路からの電気信号をそれぞれ整形する電気／光変換回路駆動回路１０３−１〜１０３−８と、該電気／光変換回路駆動回路からの整形された電気信号をそれぞれ光信号に変換する電気／光変換回路１０４−１〜１０４−８と、該電気／光変換回路からの光信号をそれぞれ入力ポート１０５−ａ１〜１０５−ａ８から入力し、入力された光信号の波長に応じて、上り信号出力ポート１０６−１〜１０６−４にそれぞれ接続された出力ポート１０５−ｂ１〜１０５−ｂ４のいずれかから出力するＡＷＧ（以下、８×４ＡＷＧと記す）１０５と、下り信号出力ポート１０７−１〜１０７−４に接続された入力ポート１０８−ａ１〜１０８−ａ４からのＷＤＭ信号を出力ポート１０８−ｂ１〜１０８−ｂ８へ分波して出力する４×８ＡＷＧ１０８と、該４×８ＡＷＧからの分波された光信号をそれぞれ電気信号に変換する光／電気変換回路１０９−１〜１０９−８と、該光／電気変換回路からの電気信号のそれぞれを整形する電気／光変換回路駆動回路１１０−１〜１１０−８と、該電気／光変換回路駆動回路からの整形された電気信号をそれぞれ光信号に変換して下り信号出力ポート１１２−１〜１１２−８へ出力する電気／光変換回路１１１−１〜１１１−８とを備える。
【００２２】
８つの上り信号入力ポート１０１−１〜１０１−８からは、それぞれ光信号が入力される。例えば、上り信号入力ポート１０１−１から入力された光信号は、光／電気変換回路１０２−１において電気信号に変換される。光／電気変換回路１０２−１によって変換された電気信号は、電気／光信号変換回路駆動回路１０３−１において波形整形され、電気／光変換回路１０４−１から適切な光信号を出力できるよう調整される。すなわち、電気／光信号変換回路駆動回路１０３は、Ｒｅ-ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ、Ｒｅ-ｓｈａｐｉｎｇ、およびＲｅ-ｔｉｍｉｎｇの３Ｒ機能の一部または全部をサポートしており、入力された電気信号が、正確に０または１を示しかつ周期的に出力されるように調整される。電気／光信号変換回路駆動回路１０３−１によって調整された電気信号は、電気／光変換回路１０４−１において適切な波長の光信号に変換される。電気／光変換回路１０４−１によって変換された光信号は、８×４ＡＷＧ１０５の入力ポート１０５−ａ１に入力される。８×４ＡＷＧ１０５の入力ポートと、該入力ポートから入力される光信号が出力される出力ポートとの関係は、入力ポートから入力される光信号の波長によって定まる。したがって、８×４ＡＷＧ１０５の入力ポート１０５−ａ１に入力された光信号は、その波長に応じて、上り信号出力ポート１０６−１〜１０６−４にそれぞれ接続された８×４ＡＷＧ１０５の出力ポート１０５−ｂ１〜ｂ４のいずれかから出力される。
【００２３】
同様に、上り信号入力ポート１０１−２〜１０１−８から入力された光信号は、それぞれ８×４ＡＷＧ１０５の入力ポート１０５−ａ２〜１０５−ａ８に入力され、各々の波長に応じて、８×４ＡＷＧ１０５の出力ポート１０５−ｂ１〜ｂ４のいずれかから出力される。ここで、例えば、８×４ＡＷＧ１０５の出力ポート１０５−ｂ１から波長の異なる複数の光信号が出力される場合は、波長多重して出力される。
【００２４】
図２（ａ）および（ｂ）に、８×４ＡＷＧ１０５の入力ポート、光信号の波長、出力ポートの関係の例を示す。図２（ａ）は、例えば、第３の入力ポート１０５−ａ３から波長λ３の光信号が入力されれば第１の出力ポート１０５−ｂ１から出力され、第３の入力ポートから波長λ６の光信号が入力されれば第４の出力ポート１０５−ｂ４から出力されることを意味している。
【００２５】
従って、図２（ａ）に示されるＡＷＧ１０５の入力ポート、光信号の波長、出力ポートの関係により、電気／光変換回路１０４において出力する光信号の波長が一意に定められる。例えば、第３の上り信号入力ポート１０１−３から入力された光信号を第１の上り信号出力ポート１０６−１から出力するためには、電気／光変換回路１０４−３において波長λ３の光信号に変換すればよく、また第３の上り信号入力ポート１０１−３から入力された光信号を第４の上り信号出力ポート１０６−４から出力するためには、電気／光変換回路１０４−３において波長λ６の光信号に変換すればよい。
【００２６】
また、上り信号の入力ポートから入力された光信号を出力する、上り信号の出力ポートを自在に設定できるようにするために、電気／光変換回路１０４は外部から出力波長を設定可能な波長可変光源を内蔵していることが望ましい。しかし、あらかじめ上り信号の出力ポートを１つに限定しても構わない場合には、電気／光変換回路１０４は適切な波長の光を出力する固定波長光源を内蔵していても構わない。
【００２７】
４つの下り信号入力ポート１０７−１〜１０７−４からは、それぞれＷＤＭ信号が入力される。例えば、下り信号入力ポート１０７−１から入力されたＷＤＭ信号は、４×８ＡＷＧ１０８の入力ポート１０８−ａ１へ入力され、分波され、分波された光信号の波長に応じて、あらかじめ定められた出力ポート１０８−ｂ１〜１０８−ｂ８のいずれかから出力される。図２（ｂ）に４×８ＡＷＧ１０８の入力ポート、光信号の波長、出力ポートの関係の例を示す。図２（ｂ）は、例えば、第３の入力ポート１０８−ａ３から波長λ３の光信号が入力されれば第１の出力ポート１０８−ｂ１から出力され、第３の入力ポート１０８−ａ３から波長λ６の光信号が入力されれば第４の出力ポート１０８−ｂ４から出力されることを意味している。
【００２８】
なお、例えば第２の入力ポート１０８−ａ２から波長λ５の光信号が入力された場合も第４の出力ポート１０８−ｂ４から出力されることから、第３の入力ポート１０８−ａ３に波長λ６の光信号を入力すると同時に、第２の入力ポートにλ５の光信号を入力すると、４×８ＡＷＧ１０８の第４の出力ポートにおいて２つの信号が混信してしまう。従って、同じ出力ポートから同時に２つ以上の光信号が出力されないように、下り信号入力ポート１０７−１〜１０７−４から入力されるＷＤＭ信号に含まれる光信号の波長を、あらかじめ割当てておく必要がある。
【００２９】
例えば、４×８ＡＷＧ１０８の出力ポート１０８−ｂ１から出力された光信号は、光／電気変換回路１０９−１において電気信号に変換される。変換された電気信号は、電気／光信号変換回路駆動回路１１０−１において波形整形され、電気／光変換回路１１１−１から適切な光信号を出力できるよう調整される。調整された電気信号は、電気／光変換回路１１１−１において光信号に変換され、下り信号出力ポート１１２−１から出力される。同様に、４×８ＡＷＧ１０８の出力ポート１０８−ｂ２〜１０８−ｂ８から出力された光信号は、それぞれ下り信号出力ポート１１２−２〜１１２−８から出力される。  
なお、これまで説明した光信号送受信装置において、光／電気変換回路１０２−１〜１０２−８、電気／光変換回路駆動回路１０３−１〜１０３−８、電気／光変換回路１０４−１〜１０４−８、光／電気変換回路１０９−１〜１０９−８、電気／光変換回路駆動回路１１０−１〜１１０−８、および電気／光変換回路１１１−１〜１１１−８は必ずしも全てを実装する必要はなく、通信に用いない回路の実装は省略しても構わない。
【００３０】
［実施形態２］
図３を参照して、本発明に係る光信号伝送システムの実施の形態を説明する。本実施の形態の光信号伝送システムは、上記実施形態１で説明した光信号送受信装置を用いた光信号伝送システムである。本発明は、複数の光信号送受信装置間でＷＤＭ信号を伝送するシステムである。
【００３１】
図３に示す光信号伝送システムは、光信号送受信装置２０１−１〜２０１−４を含み、光信号送受信装置２０１−１と光信号送受信装置２０１−２とが、光信号送受信装置２０１−１と光信号送受信装置２０１−３とが、光信号送受信装置２０１−１と光信号送受信装置２０１−４とが、それぞれ光ファイバ伝送路２０２−１〜２０２−３で接続されている。なお、光ファイバ伝送路２０２と光信号送受信装置２０１との接続関係は、以下に示す条件を満たしていれば、図３に示した接続関係と異なっていても構わない。
【００３２】
光ファイバ伝送路２０２は、一つの光信号送受信装置２０１−ｃ（ｃは１以上４以下の整数）の第ｂ上り信号出力ポート（ｂは１以上４以下の整数）から出力された信号を、別の光信号送受信装置２０１−ｄ（ｄは１以上４以下のｃと異なる整数）の第ｂ下り信号入力ポートに入力し、また光信号送受信装置２０１−ｄの第ｂ上り信号出力ポートから出力された信号を、光信号送受信装置２０１−ｃの第ｂ下り信号入力ポートに入力するように接続する。
【００３３】
このように光ファイバ伝送路２０２と光信号送受信装置２０１を接続することで、光信号送受信装置２０１−ｃと２０１−ｄの間で光信号を伝送することができる。例えば、光信号送受信装置２０１−ｃの第ａ上り信号入力ポート（ａは１以上８以下の整数）から入力した光信号を、光信号送受信装置２０１−ｃの内部（電気／光変換回路１０４−ｃ（図１））で波長λ（ａ＋ｂ−１）の信号に変換すると、図２（ａ）に示された関係に従い、第ｂ上り信号出力ポートから出力され、光信号送受信装置２０１−ｄの第ｂ下り信号入力ポートに入力される。光信号送受信装置２０１−ｄの第ｂ下り信号入力ポートに入力された波長λ（ａ＋ｂ−１）の信号は、図２（ｂ）に示された関係に従い、第ａ下り信号出力ポートから出力される。同様に、光信号送受信装置２０１−ｄの第ａ上り信号入力ポートから入力した光信号を、光信号送受信装置２０１−ｃの内部で波長λ（ａ＋ｂ−１）の信号に変換すると、光信号送受信装置２０１−ｃの第ａ下り信号出力ポートから出力される。従って、適切に光信号の波長を設定することで、光信号送受信装置２０１−ｃ及び２０１−ｄの第ａ上り信号入力ポートから下り信号出力ポートに光信号を伝送することができる。
【００３４】
すなわち、光ファイバ伝送路２０２の両端に接続された光信号送受信装置２０１の、任意の同一番号の上り信号入力ポートから下り信号出力ポートに光信号を伝送することができる。これは従来のＷＤＭ信号送受信装置の実現する機能と全く同一である。また、単一の光信号送受信装置２０１を用いて、複数の異なる光信号送受信装置２０１との間で光信号を伝送できるため、従来のＷＤＭ信号送受信装置と異なり光ファイバの両端に１台ずつ設置する必要がなく、設備を削減して低コスト化できる。
【００３５】
なお、光信号送受信装置２０１の下り信号出力ポートにおいて複数の信号が混信しないように、使用する波長を割当てる必要があるが、これは各上り信号入力ポート及び下り信号出力ポートに接続された通信装置が光信号を送受信する相手の装置を１台に限定してネットワークを設計することと、同値である。
【００３６】
図３においては、光信号送受信装置２０１の上り信号出力ポートと下り信号入力ポートを集約し、また上り信号入力ポートと下り信号出力ポートを集約して描いている。
【００３７】
ここでは、光ファイバ伝送路２０２−１は、光信号送受信装置２０１−１の第１上り信号出力ポートから出力された信号を、光信号送受信装置２０１−２の第１下り信号入力ポートに入力し、また光信号送受信装置２０１−２の第１上り信号出力ポートから出力された信号を、光信号送受信装置２０１−１の第１下り信号入力ポートに入力するように接続している。
【００３８】
また、光ファイバ伝送路２０２−２は、光信号送受信装置２０１−１の第２上り信号出力ポートから出力された信号を、光信号送受信装置２０１−３の第２下り信号入力ポートに入力し、また光信号送受信装置２０１−３の第２上り信号出力ポートから出力された信号を、光信号送受信装置２０１−１の第２下り信号入力ポートに入力するように接続している。
【００３９】
また、光ファイバ伝送路２０２−３は、光信号送受信装置２０１−１の第３上り信号出力ポートから出力された信号を、光信号送受信装置２０１−４の第３下り信号入力ポートに入力し、また光信号送受信装置２０１−４の第３上り信号出力ポートから出力された信号を、光信号送受信装置２０１−１の第３下り信号入力ポートに入力するように接続している。
【００４０】
このように光ファイバ伝送路２０２と光信号送受信装置２０１を接続することで、先に説明した光信号の伝送機能により、従来のＷＤＭ伝送装置を適用した図８のネットワークと同等機能で光信号を伝送することができる。
【００４１】
［実施形態３］
図４を参照して、本発明に係る光信号伝送システムの実施の形態を説明する。本実施の形態の光信号伝送システムは、光信号送受信装置間でＷＤＭ信号を伝送する伝送路を冗長化するシステムである。光波長送受信装置の構成は実施形態１におけるものと同一であるので説明を省略し、該光信号送受信装置を用いた光信号伝送システムの実施の形態を、図４を用いて説明する。但し、図１に示した光波長送受信装置が備えた電気／光変換回路１０４は、外部から出力波長を設定可能な波長可変光源を内蔵しているものとする。
【００４２】
図４においては、光信号送受信装置２０１の上り信号出力ポートと下り信号入力ポートを集約し、また上り信号入力ポートと下り信号出力ポートを集約して描いている。
【００４３】
本実施の形態の光信号伝送システムは、光信号送受信装置２０１−１および光信号送受信装置２０１−２を含み、光信号送受信装置２０１−１の第１上り信号出力ポートから出力された信号が、光ファイバ伝送路２０２−１を介して、光信号送受信装置２０１−２の第１下り信号入力ポートに入力される。また、光信号送受信装置２０１−２の第１上り信号出力ポートから出力された信号が、光ファイバ伝送路２０２−１を介して、光信号送受信装置２０１−１の第１下り信号入力ポートに入力される。さらに、光信号送受信装置２０１−１の第２上り信号出力ポートから出力された信号は、光ファイバ伝送路２０２−２を介して、光信号送受信装置２０１−２の第２下り信号入力ポートに入力される。また、光信号送受信装置２０１−２の第２上り信号出力ポートから出力された信号が、光ファイバ伝送路２０２−２を介して、光信号送受信装置２０１−１の第２下り信号入力ポートに入力される。
【００４４】
ここで重要であるのは、光信号送受信装置２０１−１と２０１−２が２つの光ファイバ伝送路２０２−１と２０２−２で結ばれていることが重要であり、使用するポートは異なっていても構わない。
【００４５】
そして、光ファイバ伝送路２０２−１と２０２−２は、同時に断線されることが無いように、別々の経路で敷設されることが望ましい。
【００４６】
このとき、光ファイバ伝送路２０２−１と２０２−２は、互いに予備の伝送路として動作する。その動作原理を以下に示す。例えば、光ファイバ伝送路２０２−１を経由して光信号を伝送している状況下で、光ファイバ伝送路２０２−１が断線した場合を考える。このとき、光信号送受信装置２０１が備えた電気／光変換回路１０４（図１）において、光ファイバ伝送路２０２−１を通っている光信号の波長の番号を１増やすことにより、該光信号は光ファイバ伝送路２０２−２を通って伝送される。しかし、伝送経路が変わったにもかかわらず、光信号の出力される下り信号出力ポートは光信号の波長を変更する前と変わらない。また、逆の関係も成り立つことが、同様に示される。従って、断線及び、光信号の波長変更の前後で、ある光信号が入力される上り信号が入力ポートと該光信号が出力される下り信号の出力ポートの関係が変化しないため、光ファイバ伝送路２０２−１と２０２−２は、互いに予備の伝送路として動作していることになる。
【００４７】
［実施形態４］
図５を参照して、本発明に係る光信号伝送システムの実施の形態を説明する。本実施の形態の光信号伝送システムは、複数の光信号送受信装置間でＷＤＭ信号を伝送するシステムであって、光ファイバ伝送路の敷設を容易にし、経済化することができるシステムである。本実施形態の光信号伝送システムで用いる光波長送受信装置の構成は実施形態１におけるものと同一であるので説明を省略する。
【００４８】
図５に示す光信号伝送システムは、光波長送受信装置２０１−１〜２０１−４と、
光ファイバ伝送路２０２を介して該光波長送受信装置と接続された、４つの入力ポートおよび４つの出力ポートを有する光マトリクススイッチ２０３−１〜２０３−４とを含む。図５においては、光信号送受信装置２０１の上り信号出力ポートと下り信号入力ポートを集約し、また上り信号入力ポートと下り信号出力ポートを集約して描いている。同様に、光マトリクススイッチ２０３の入力ポートおよび出力ポートを集約して描いている。
【００４９】
光信号送受信装置２０１−１の第ｂ上り信号出力ポート（ｂは１以上４以下の整数）に接続されている光ファイバ伝送路２０２は、第ｂ光マトリクススイッチ２０３−ｂの第１入力ポートに接続され、第ｂ光マトリクススイッチの第１出力ポートに接続されている光ファイバ伝送路２０２は、光信号送受信装置２０１−１の第ｂ下り信号入力ポートに接続されている。
【００５０】
光信号送受信装置２０１−２の第ｂ上り信号出力ポート（ｂは１以上４以下の整数）に接続されている光ファイバ伝送路２０２は、第ｂ光マトリクススイッチ２０３−ｂの第２入力ポートに接続され、第ｂ光マトリクススイッチの第２出力ポートに接続されている光ファイバ伝送路２０２は、光信号送受信装置２０１−２の第ｂ下り信号入力ポートに接続されている。
【００５１】
光信号送受信装置２０１−３の第ｂ上り信号出力ポート（ｂは１以上４以下の整数）に接続されている光ファイバ伝送路２０２は、第ｂ光マトリクススイッチ２０３−ｂの第３入力ポートに接続され、第ｂ光マトリクススイッチの第３出力ポートに接続されている光ファイバ伝送路２０２は、光信号送受信装置２０１−３の第ｂ下り信号入力ポートに接続されている。
【００５２】
光信号送受信装置２０１−４の第ｂ上り信号出力ポート（ｂは１以上４以下の整数）に接続されている光ファイバ伝送路２０２は、第ｂ光マトリクススイッチ２０３−ｂの第４入力ポートに接続され、第ｂ光マトリクススイッチの第４出力ポートに接続されている光ファイバ伝送路２０２は、光信号送受信装置２０１−４の第ｂ下り信号入力ポートに接続されている。
【００５３】
ここで、光マトリクススイッチ２０３−１〜２０３−４を同じ場所に設置すると、全ての光ファイバ伝送路２０２は、光信号送受信装置２０１と光マトリクススイッチ２０３の間を接続する伝送路であるため、送受合わせて８芯の光ファイバなどを使用し、一括して敷設することができる。これにより、光信号送受信装置２０１間に、必要に応じて光ファイバ伝送路を敷設するより安価にネットワークを構築することができる。
【００５４】
なお、光マトリクススイッチの入力ポートと出力ポートの間の入出力関係を適切に定めることで、光信号送受信装置２０１の同じ番号の上り信号出力ポートと下り信号入力ポートに接続された光ファイバ伝送路２０２が設けられた状態になる。したがって、光信号の伝送に関しては、実施形態２および実施形態３におけるものと同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
［実施形態５］
図６を参照して、本発明に係る光波長送受信装置の実施の形態を説明する。本実施の形態の光波長送受信装置は、実施形態１で示した光波長送受信装置において、下り信号用の電気回路を削減し、経済化した光波長送受信装置である。
【００５６】
図６に示す本実施の形態の光波長送受信装置は、実施形態１で説明した図１に示した光波長送受信装置から、下り信号側の光／電気変換回路１０９、電気／光変換回路駆動回路１１０、電気／光変換回路１１１を削減し、４×８ＡＷＧ１０８の出力ポート１０８−ｂ１〜１０８−ｂ８から出力される光信号を、それぞれ下り信号出力ポート１１２−１〜１１２−８から出力する構成である。
【００５７】
本構成は、下り信号入力ポート１０７から入力されるＷＤＭ信号が十分高品質である場合に、すなわち、光から電気、電気から光に変換する過程で波形を整形する必要が無い場合に、適用可能となる。本構成では、電気回路を大幅に削減することができるため、光波長送受信装置の大幅な経済化が可能である。
【００５８】
なお、本実施の形態の光信号送受信装置の光信号を送受信する機能に関しては、実施形態１における光波長送受信装置と同一であるので、説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態の光信号送受信装置を、実施形態２〜４で説明した光信号伝送システムに、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の光信号送受信装置の実施の形態の構成図である。
【図２】（ａ）は図１の８×４ＡＷＧの波長入出力特性を説明する図、（ｂ）は図１の４×８ＡＷＧの波長入出力特性を説明する図である。
【図３】本発明の光信号伝送システムの実施の形態の構成図である。
【図４】本発明の光信号伝送システムの実施の形態の構成図である。
【図５】本発明の光信号伝送システムの実施の形態の構成図である。
【図６】本発明の光信号送受信装置の実施の形態の構成図である。
【図７】従来のＷＤＭ信号送受信装置の構成図である。
【図８】従来の光信号送受信装置を用いた光信号伝送システムの構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０１  上り信号入力ポート
１０２  光／電気変換回路
１０３  電気／光変換回路駆動回路
１０４  電気／光変換回路
１０５  ８×４ＡＷＧ
１０６  上り信号出力ポート
１０７  下り信号出力ポート
１０８  ４×８ＡＷＧ
１０９  光／電気変換回路
１１０  電気／光変換回路駆動回路
１１１  電気／光変換回路
１１２  下り信号出力ポート
２０１  光信号送受信装置
２０２  光ファイバ伝送路
２０３  光マトリクススイッチ
７０１  上り信号入力ポート
７０２  光／電気変換回路
７０３  電気／光変換回路駆動回路
７０４  電気／光変換回路
７０５  光合波回路
７０６  上り信号出力ポート
７０７  下り信号入力ポート
７０８  光分波回路
７０９  光／電気変換回路
７１０  電気／光変換回路駆動回路
７１１  電気／光変換回路
７１２  下り信号出力ポート
８０１  ＷＤＭ信号送受信装置
８０２  通信ノード装置
８０３  光ファイバ伝送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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