(57)【要約】【課題】光信号をできるだけＯＥＯ変換せずに光のまま伝送するとともに、波長安定化光源を使用する経済的な光伝送装置、光伝送システム及び光伝送方法を提供する。【解決手段】本発明による光伝送システム１は、光伝送装置３００と光スプリッタ１０２との間に光伝送装置２００が接続され、光伝送装置２００は、光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍから入力した光信号を波長ごとに分離して所定の波長を有する第１の光信号を出力する波長スプリッタ２００１と、当該第１の光信号を入力して分岐する光スプリッタ２００２と、分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生する光再生部２２０と、分岐された第１の光信号の所定の波長が光伝送装置３００と光伝送装置２００との間で使用されているか否かを判定し、光再生部２２０による第１の光信号の再生を制御する光判定部２１０とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2011024032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光端末装置と第１の光伝送装置との間に接続される、光通信を行うための第２の光伝送装置であって、
前記複数の光端末装置から入力した光信号を波長ごとに分離し、所定の波長を有する第１の光信号を出力する波長スプリッタと、
前記第１の光信号を分岐する第２の光スプリッタと、
分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生する光再生部と、
分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記第１の光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間で使用されているか否かを判定し、前記光再生部による前記第１の光信号の再生を制御する光判定部と、
前記光再生部から入力した前記第１の光信号を前記第１の光伝送装置に通過させるとともに、前記第１の光伝送装置から入力した第２の光信号を前記光判定部に通過させるサーキュレータと、
を備えることを特徴とする光伝送装置。
【請求項２】
前記光判定部は、
コヒーレント受信のための局発光を出力する局発光源と、
入力した前記第１の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信して電気信号に変換する第１の光受信器と、
前記電気信号を蓄える電気バッファと、
入力した前記第１の光伝送装置からの第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信する第２の光受信器と、
前記第１の光受信器からの光信号のヘッダ情報を読み取り、当該ヘッダ情報を解析して抽出すべき信号であるか否かを判定し、前記第２の光受信器からの信号を検出することにより前記第１の光信号の波長が使用されているか否かを判定し、且つ、前記電気バッファから前記電気信号を読み出す判定制御回路と、
前記判定制御回路により抽出すべき信号と判定された信号を蓄える抽出電気バッファと、
を有し、
前記光再生部は、
前記第１の光信号を透過する光遅延線と、
前記光遅延線からの第１の光信号を再生する半導体光増幅器と、
を有し、
前記判定制御回路は、前記第１の光信号の波長が使用されていると判定した場合には前記半導体光増幅器の動作を停止するように制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がない場合には、全ての信号を再生するように前記半導体光増幅器を制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がある場合には、抽出すべき信号を前記電気バッファから読み出して前記抽出電気バッファに送信し、前記電気バッファの抽出対象外の信号のみを再生するように前記半導体光増幅器を制御す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２の光受信器は、
入力した前記第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信し、中間周波信号を生成するフォトダイオードと、
前記中間周波信号を入力して増幅する中間周波増幅器と、
増幅された前記中間周波信号を入力し、所定の帯域幅の信号のみを通過させるバンドパスフィルタと、
を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の光伝送装置。
【請求項４】
複数の光端末装置と第１の光伝送装置が第１の光スプリッタを介して光通信を行う光伝送システムであって、
前記第１の光伝送装置と前記第１の光スプリッタとの間に第２の光伝送装置が接続され、
前記第２の光伝送装置は、
前記複数の光端末装置から入力した光信号を波長ごとに分離し、所定の波長を有する第１の光信号を出力する波長スプリッタと、
前記第１の光信号を分岐する第２の光スプリッタと、
分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生する光再生部と、
分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記第１の光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間で使用されているか否かを判定し、前記光再生部による前記第１の光信号の再生を制御する光判定部と、
前記光再生部から入力した前記第１の光信号を前記第１の光伝送装置に通過させるとともに、前記第１の光伝送装置から入力した第２の光信号を前記光判定部に通過させるサーキュレータと、
を備えることを特徴とする光伝送システム。
【請求項５】
複数の光端末装置と第１の光伝送装置が第１の光スプリッタを介して光通信を行う光伝送システムであって、
前記第１の光伝送装置と前記第１の光スプリッタとの間に第２の光伝送装置が接続され、
前記第２の光伝送装置は、
前記複数の光端末装置から入力した光信号を所定のＮ個の波長に分離する波長スプリッタと、
分離された前記Ｎ個の波長の光信号を多重化して前記第１の光伝送装置に出力するとともに、前記第１の光伝送装置から入力した前記第２の光信号を分岐する第２の光スプリッタと、
を備え、分離された前記Ｎ個の波長の光信号の各々に対して、前記波長スプリッタと前記第２の光スプリッタとの間に、
分離された所定の波長を有する第１の光信号を分岐する第３の光スプリッタと、
分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生する光再生部と、
分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記第１の光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間で使用されているか否かを判定し、前記光再生部による前記第１の光信号の再生を制御する光判定部と、
前記光再生部から入力した前記第１の光信号を前記第１の光伝送装置に通過させるとともに、前記第１の光伝送装置から入力した第２の光信号を前記光判定部に通過させるサーキュレータと、
を有することを特徴とする光伝送システム。
【請求項６】
前記光判定部は、
コヒーレント受信のための局発光を出力する局発光源と、
入力した前記第１の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信して電気信号に変換する第１の光受信器と、
前記電気信号を蓄える電気バッファと、
入力した前記第１の光伝送装置からの第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信する第２の光受信器と、
前記第１の光受信器からの光信号のヘッダ情報を読み取り、当該ヘッダ情報を解析して抽出すべき信号であるか否かを判定し、前記第２の光受信器からの信号を検出することにより前記第１の光信号の波長が使用されているか否かを判定し、且つ、前記電気バッファから前記電気信号を読み出す判定制御回路と、
前記判定制御回路により抽出すべき信号と判定された信号を蓄える抽出電気バッファと、
を有し、
前記光再生部は、
前記第１の光信号を透過する光遅延線と、
前記光遅延線からの第１の光信号を再生する半導体光増幅器と、
を有し、
前記判定制御回路は、前記第１の光信号の波長が使用されていると判定した場合には前記半導体光増幅器の動作を停止するように制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がない場合には、全ての信号を再生するように前記半導体光増幅器を制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がある場合には、抽出すべき信号を前記電気バッファから読み出して前記抽出電気バッファに送信し、前記電気バッファの抽出対象外の信号のみを再生するように前記半導体光増幅器を制御することを特徴とする、請求項４又は５に記載の光伝送システム。
【請求項７】
前記第２の光受信器は、
入力した前記第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信し、中間周波信号を生成するフォトダイオードと、
前記中間周波信号を入力して増幅する中間周波増幅器と、
増幅された前記中間周波信号を入力し、所定の帯域幅の信号のみを通過させるバンドパスフィルタと、
を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一項に記載の光伝送システム。
【請求項８】
複数の光端末装置と光伝送装置との間における光伝送方法であって、
前記複数の光端末装置から入力した光信号を波長ごとに分離し、所定の波長を有する第１の光信号を出力するステップと、
前記第１の光信号を分岐するステップと、
分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生するステップと、
分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第２の光信号に含まれているか否かを判定するステップと、
前記判定に基づいて前記第１の光信号の再生を制御するステップと、
を含むことを特徴とする光伝送方法。
【請求項９】
複数の光端末装置と光伝送装置との間における光伝送方法であって、
前記複数の光端末装置から入力した光信号を所定のＮ個の波長に分離するステップと、
分離されたＮ個の第１の光信号の各々に対して、
所定の波長を有する第１の光信号を分岐するステップと、
分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生するステップと、
分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第２の光信号に含まれているか否かを判定するステップと、
前記判定に基づいて前記第１の光信号の再生を制御するステップと、
を含むことを特徴とする光伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信技術に関し、特に、フォトニックネットワークにおける光伝送装置、光伝送システム及び光伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットにおけるトラフィック量の増大に伴い、中継網の伝送装置にて生じるルーティングなどの電気処理による伝送遅延の回避、本処理部の規模縮小化等に向けＯＥＯ（Ｏｐｔｉｃａｌ−Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ）変換を行わないフォトニックネットワークの研究が活発に行われている（例えば、非特許文献１参照）。このようなフォトニックネットワークを実現する方法として、ＯＥＯ変換を行わず光の波長によってルーティングを行う波長ルーティングや、光信号のヘッダ情報のみを電気信号に変換しペイロード部分は光信号のまま伝送する光パケットスイッチング、制御信号をもとにデータ信号を光のまま伝送する光バーストスイッチング技術がある。これら技術により前述した電気処理による伝送遅延の課題等を解決することが可能となるが、ルーティング・スイッチングを行う中継網の規模を拡大しようとすると、取り扱う波長数の増大等により波長の管理・制御が複雑になるため、フォトニックネットワークの規模の拡大には技術的課題が生じている。
【０００３】
一方、アクセス網でも、インターネットにおけるトラフィック量の増大に対応するために、従来の時分割多重技術（Ｔｉｍｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＴＤＭ）のような電気処理をベースとしたシステムだけでなく、光処理をベースとした波長多重技術（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＷＤＭ）を用いたシステムの研究が行われている。ＷＤＭ技術を用いた光アクセスシステムでは、多重した隣接波長との干渉を回避するために、波長の安定した光源が用いられる。波長安定化光源は一般に高価となるため、経済的な課題が生じている。
【０００４】
このようにアクセス網、中継網ともにフォトニックネットワーク化が進められているが、前述した中継網のフォトニックネットワークの規模拡大に技術的課題が生じていることから、アクセス網と中小規模の中継フォトニックネットワークを光のまま接続するための伝送装置が必要になってくるものと考えられる。また前述したとおり、フォトニックネットワークでは波長の安定した光源が必要となることから、光源の経済化も必要となる。
【０００５】
フォトニックネットワークを実現する上での別の課題として、フォトニックネットワークでは光のまま信号を伝送する距離が延びるため、光受信器ではより高感度化が要求される。このような問題の解決策として、ヘテロダイン受信などのコヒーレント技術を用いる方法があり（例えば、非特許文献２参照）、光アクセス網のフォトニックネットワークの一つであるＷＤＭ−ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）でも本技術を用いた光受信器の高感度化が図られている（例えば、非特許文献３参照）。コヒーレント技術適用のメリットとして、超高密度光周波数多重伝送の実現もある。そのため、フォトニックネットワークにおいて多数の波長を使用することができることから、中継網におけるトラフィックの増大に対応する技術としても有効となる。
【０００６】
以上の背景をもとにした従来のネットワーク構成例を図８に示す。ネットワークシステム３において、アクセス網１０００１，１０００２は、前述の非特許文献３にあるような光端末装置１０００１−１〜１０００１−Ｍ、光スプリッタ１００１１、光伝送装置１０１０１−１や、光端末装置１０００２−１〜１０００２−Ｍ、光スプリッタ１００１２、光伝送装置１０１０２−１で構成されるＷＤＭ−ＰＯＮの光アクセスシステムであり、コヒーレント技術を用いて光受信器の高感度化が図られている。
【０００７】
また、中継網でも超高密度光周波数多重伝送を実現するために、コヒーレント技術が用いられている。アクセス網１０００１，１０００２からの光信号は、局内に設置される光伝送装置１０１０１−１，１０１０２−１にて電気信号に変換され、ルーティング処理や信号多重処理をした後、再度光信号に変換されて中継網２０００１，２０００２に伝送される。同様に中継網２０００１，２０００２の各光伝送装置では、ＯＥＯ変換をしてルーティング処理・スイッチング処理を行う。中継網２０００１，２０００２よりさらに上層に位置する中継網３００００では、ＯＥＯ変換することなく波長ルーティング、光パケットスイッチング、光バーストスイッチングが行われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｓ．Ｊ．Ｂｅｎ  Ｙｏｏ，“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  ａｎｄ  Ｂｕｒｓｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｆｕｔｕｒｅ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ”，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１２，ｐ．４４６８−４４９２
【非特許文献２】大越孝敬、菊池和朗著、「コヒーレント光通信工学」、第１版、オーム社、１９８９年６月２０日
【非特許文献３】Ｓ．Ｎａｒｉｋａｗａ，“Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ＷＤＭ−ＰＯＮ  ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｒｅｃｔｌｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｌｏｃａｌ  Ｌａｓｅｒ  ｆｏｒ  Ｓｉｍｐｌｅ  Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ  Ｔｒａｎｃｅｉｖｅｒ”，ＥＣＯＣ  ２００５，２００５，Ｖｏｌ．３，ｐ．４４９−４５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図８のネットワークでは、フォトニックネットワークの規模が中小規模のため、アクセス網１０００１，１０００２と中継フォトニックネットワーク３００００を接続するために、「電気処理にてルーティングを行う中継網」２０００１，２０００２を経由する必要がある。そのため、図８のネットワークではフォトニックネットワークにて実現したい低遅延特性を十分に実現できない恐れがある。
【００１０】
本発明はこのような背景で行われたもので、本発明の目的は、アクセス網１０００１，１０００２と中継フォトニックネットワーク網３００００を接続する「電気処理にてルーティングを行う中継網」における光伝送装置として、できるだけＯＥＯ変換なしに接続するとともに、アクセス網にて使用される波長の安定した光源を使用するようにして、光伝送システム全体の経済化を実現する光伝送装置を提供し、且つ、この光伝送装置を用いた光伝送システム及び光伝送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の光伝送システムは、アクセス網で使用する波長と同一の波長が中継網で使用されていない時に、アクセス網からの光信号をＯＥＯ変換することなく光のまま中継フォトニックネットワークに伝送するとともに、アクセス網で用いられる光源をそのまま中継網でも使用するようにした。同時に、本発明の光伝送システムは、低遅延特性が必要となる信号だけを選択して伝送することにより、中継フォトニックネットワークに不要なトラフィックを送ることのないようにした。
【００１２】
即ち、本発明による光伝送装置は、複数の光端末装置と第１の光伝送装置との間に接続される、光通信を行うための第２の光伝送装置であって、前記複数の光端末装置から入力した光信号を波長ごとに分離し、所定の波長を有する第１の光信号を出力する波長スプリッタと、前記第１の光信号を分岐する第２の光スプリッタと、分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生する光再生部と、分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記第１の光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間で使用されているか否かを判定し、前記光再生部による前記第１の光信号の再生を制御する光判定部と、前記光再生部から入力した前記第１の光信号を前記第１の光伝送装置に通過させるとともに、前記第１の光伝送装置から入力した第２の光信号を前記光判定部に通過させるサーキュレータとを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による光伝送装置において、前記光判定部は、コヒーレント受信のための局発光を出力する局発光源と、入力した前記第１の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信して電気信号に変換する第１の光受信器と、前記電気信号を蓄える電気バッファと、入力した前記第１の光伝送装置からの第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信する第２の光受信器と、前記第１の光受信器からの光信号のヘッダ情報を読み取り、当該ヘッダ情報を解析して抽出すべき信号であるか否かを判定し、前記第２の光受信器からの信号を検出することにより前記第１の光信号の波長が使用されているか否かを判定し、且つ、前記電気バッファから前記電気信号を読み出す判定制御回路と、前記判定制御回路により抽出すべき信号と判定された信号を蓄える抽出電気バッファとを有し、前記光再生部は、前記第１の光信号を透過する光遅延線と、前記光遅延線からの第１の光信号を再生する半導体光増幅器とを有し、前記判定制御回路は、前記第１の光信号の波長が使用されていると判定した場合には前記半導体光増幅器の動作を停止するように制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がない場合には、全ての信号を再生するように前記半導体光増幅器を制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がある場合には、抽出すべき信号を前記電気バッファから読み出して前記抽出電気バッファに送信し、前記電気バッファの抽出対象外の信号のみを再生するように前記半導体光増幅器を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による光伝送装置において、前記第２の光受信器は、入力した前記第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信し、中間周波信号を生成するフォトダイオードと、前記中間周波信号を入力して増幅する中間周波増幅器と、増幅された前記中間周波信号を入力し、所定の帯域幅の信号のみを通過させるバンドパスフィルタと、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による光伝送システムは、複数の光端末装置と第１の光伝送装置が第１の光スプリッタを介して光通信を行う光伝送システムであって、前記第１の光伝送装置と前記第１の光スプリッタとの間に第２の光伝送装置が接続され、前記第２の光伝送装置は、前記複数の光端末装置から入力した光信号を波長ごとに分離し、所定の波長を有する第１の光信号を出力する波長スプリッタと、前記第１の光信号を分岐する第２の光スプリッタと、分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生する光再生部と、分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記第１の光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間で使用されているか否かを判定し、前記光再生部による前記第１の光信号の再生を制御する光判定部と、前記光再生部から入力した前記第１の光信号を前記第１の光伝送装置に通過させるとともに、前記第１の光伝送装置から入力した第２の光信号を前記光判定部に通過させるサーキュレータとを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明による光伝送システムは、複数の光端末装置と第１の光伝送装置が第１の光スプリッタを介して光通信を行う光伝送システムであって、前記第１の光伝送装置と前記第１の光スプリッタとの間に第２の光伝送装置が接続され、前記第２の光伝送装置は、前記複数の光端末装置から入力した光信号を所定のＮ個の波長に分離する波長スプリッタと、分離された前記Ｎ個の波長の光信号を多重化して前記第１の光伝送装置に出力するとともに、前記第１の光伝送装置から入力した前記第２の光信号を分岐する第２の光スプリッタとを備え、分離された前記Ｎ個の波長の光信号の各々に対して、前記波長スプリッタと前記第２の光スプリッタとの間に、分離された所定の波長を有する第１の光信号を分岐する第３の光スプリッタと、分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生する光再生部と、分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記第１の光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第１の光伝送装置と前記第２の光伝送装置との間で使用されているか否かを判定し、前記光再生部による前記第１の光信号の再生を制御する光判定部と、前記光再生部から入力した前記第１の光信号を前記第１の光伝送装置に通過させるとともに、前記第１の光伝送装置から入力した第２の光信号を前記光判定部に通過させるサーキュレータとを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明による光伝送システムにおいて、前記光判定部は、コヒーレント受信のための局発光を出力する局発光源と、入力した前記第１の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信して電気信号に変換する第１の光受信器と、前記電気信号を蓄える電気バッファと、入力した前記第１の光伝送装置からの第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信する第２の光受信器と、前記第１の光受信器からの光信号のヘッダ情報を読み取り、当該ヘッダ情報を解析して抽出すべき信号であるか否かを判定し、前記第２の光受信器からの信号を検出することにより前記第１の光信号の波長が使用されているか否かを判定し、且つ、前記電気バッファから前記電気信号を読み出す判定制御回路と、前記判定制御回路により抽出すべき信号と判定された信号を蓄える抽出電気バッファとを有し、前記光再生部は、前記第１の光信号を透過する光遅延線と、前記光遅延線からの第１の光信号を再生する半導体光増幅器とを有し、前記判定制御回路は、前記第１の光信号の波長が使用されていると判定した場合には前記半導体光増幅器の動作を停止するように制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がない場合には、全ての信号を再生するように前記半導体光増幅器を制御し、前記第１の光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、前記電気バッファに抽出すべき信号がある場合には、抽出すべき信号を前記電気バッファから読み出して前記抽出電気バッファに送信し、前記電気バッファの抽出対象外の信号のみを再生するように前記半導体光増幅器を制御することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による光伝送システムにおいて、前記第２の光受信器は、入力した前記第２の光信号と前記局発光源からの局発光とを混合してコヒーレント受信し、中間周波信号を生成するフォトダイオードと、前記中間周波信号を入力して増幅する中間周波増幅器と、増幅された前記中間周波信号を入力し、所定の帯域幅の信号のみを通過させるバンドパスフィルタとを有することを特徴とする。
【００１９】
このように構成されることにより、光端末装置からの光信号のうち低遅延で伝送したい信号をＯＥＯ変換することなくもう一方の光伝送装置へ伝送することができる。また、光端末装置で使用される波長の安定した光源をそのままもう一方の光伝送装置へ伝送するための光源として使用することができ、光端末装置からの光信号の受信と、もう一方の光伝送装置からの光信号の受信において、コヒーレント受信をするための局発光源を共用することができるため、システム全体の経済化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明による光伝送方法は、複数の光端末装置と光伝送装置との間における光伝送方法であって、前記複数の光端末装置から入力した光信号を波長ごとに分離し、所定の波長を有する第１の光信号を出力するステップと、前記第１の光信号を分岐するステップと、分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生するステップと、分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第２の光信号に含まれているか否かを判定するステップと、前記判定に基づいて前記第１の光信号の再生を制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明による光伝送方法は、複数の光端末装置と光伝送装置との間における光伝送方法であって、前記複数の光端末装置から入力した光信号を所定のＮ個の波長に分離するステップと、分離されたＮ個の第１の光信号の各々に対して、所定の波長を有する第１の光信号を分岐するステップと、分岐された前記第１の光信号のうちの一方を入力して再生するステップと、分岐された前記第１の光信号のうちの他方と、前記光伝送装置からの第２の光信号とを入力し、前記第１の光信号の波長が前記第２の光信号に含まれているか否かを判定するステップと、前記判定に基づいて前記第１の光信号の再生を制御するステップとを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、光判定部では光端末装置からの光信号のヘッダ情報を解析すると同時に、波長の使用状況を判定し、光再生部ではヘッダ解析に要する時間と波長使用判定時間に要する時間分だけ光遅延線により光信号を遅らせ、前記ヘッダ解析と波長使用判定をもとに半導体光増幅器にて再生を行う手段を提供する。本発明の光伝送装置（第２の光伝送装置）では、光信号の再生に際して波長の使用状況を判定する点、及び、波長の使用判定を行うための光受信器（本発明に係る第２の光受信器）と、光端末装置からの光信号のうちＯＥＯ変換することなく送出先の光伝送装置（第１の光伝送装置）へ伝送する光信号を選択するための光受信器（本発明に係る第１の光受信器）は、コヒーレント受信をするための局発光源を共用する点が特徴となる。
【００２３】
光パケットスイッチングと同等の技術を用いることにより高速な信号再生が可能となるが、もし２つの光伝送装置間の波長使用状況を別のオペレーションシステム等で監視し、その監視情報をもとに信号再生の制御を行うと、制御に時間を要するため、光パケットスイッチングの高速性を活かすことができなくなる恐れがある。本発明では、自装置内で波長の使用状況を常に判定しているため、高速な信号再生が可能となり、波長使用状況を監視する別のオペレーションシステムも必要ないため、光伝送システム全体の経済化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光端末装置からの光信号のうち低遅延で伝送したい信号をＯＥＯ変換することなくもう一方の光伝送装置へ伝送することができる。また、光端末装置で使用される波長の安定した光源をそのままもう一方の光伝送装置へ伝送するための光源として使用することができ、光端末装置からの光信号の受信と、もう一方の光伝送装置からの光信号の受信において、コヒーレント受信をするための局発光源を共用することができるため、システム全体の経済化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による一実施例の光伝送システムの全体構成図である。
【図２】波長が使用中のときの、光伝送装置における光判定部の制御例を示す図である。
【図３】波長が未使用で抽出すべき信号がないときの、光伝送装置における光判定部の制御例を示す図である。
【図４】波長が未使用で抽出すべき信号があるときの、光伝送装置における光判定部の制御例を示す図である。
【図５】波長使用状況の判定を行う光判定部の構成例を示す図である。
【図６】光判定部における制御方式のフローチャートを示す図である。
【図７】Ｎ波長対応型の光伝送システムの全体構成図である。
【図８】従来のネットワーク構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明による一実施例の光伝送装置が適用される光伝送システム１の全体構成図である。本発明による一実施例の光伝送装置２００は、Ｍ台の光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍが接続された光スプリッタ１０２と、光伝送装置３００との間に位置し、波長スプリッタ２００１と、光スプリッタ２００２と、光判定部２１０と、光再生部２２０と、サーキュレータ２００３とを備える。光判定部２１０と光再生部２２０は、光スプリッタ２００２とサーキュレータ２００３にそれぞれ接続されている。
【００２８】
波長スプリッタ２００１は、光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍから伝送されてくる波長多重された光信号を波長分離し、所定の波長の光信号を出力する。
【００２９】
光スプリッタ２００２は、波長スプリッタ２００１からの所定の波長の光信号を光判定部２１０と光再生部２２０に分岐する。
【００３０】
光判定部２１０は、光スプリッタ２００２により分岐された光信号のうちの一方と、光伝送装置３００からの光信号とを入力し、光スプリッタ２００２からの光信号の所定の波長が光伝送装置３００と光伝送装置２００との間で使用されているか否かを判定し、光再生部２２０による光信号の再生を制御する。
【００３１】
具体的には、光判定部２１０は、局発光源２１０６と、光受信器２１０１と、電気バッファ２１０２と、光受信器２１０３と、判定制御回路２１０４と、抽出電気バッファ２１０５とを有する。
【００３２】
局発光源２１０６は、コヒーレント受信を行うための局発光を出力する。
【００３３】
光受信器２１０１は、光スプリッタ２００２により分岐された光信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合してコヒーレント受信して電気信号に変換する。光受信器２１０１は、コヒーレント受信を行った後、受信した信号のヘッダ情報を判定制御回路２１０４に送りつつ、受信した全ての信号を電気バッファ２１０２に送る。
【００３４】
電気バッファ２１０２は、光受信器２１０１から出力された電気信号を蓄える。
【００３５】
光受信器２１０３は、入力した光伝送装置３００からの光信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合してコヒーレント受信する。
【００３６】
判定制御回路２１０４は、光受信器２１０１からの光信号のヘッダ情報を読み取り、当該ヘッダ情報を解析して抽出すべき信号であるか否かを判定し、光受信器２１０３からの信号を検出することにより光受信器２１０１からの光信号の波長が使用されているか否かを判定し、且つ、電気バッファ２１０２に蓄えられた電気信号を抽出して抽出電気バッファ２１０５に出力する。
【００３７】
抽出電気バッファ２１０５は、判定制御回路２１０４により抽出すべき信号と判定された電気信号を蓄える。尚、蓄積された電気信号は、再度光信号に変換し、他の光伝送装置に向けて送出するのに用いることができる。
【００３８】
光再生部２２０は、光遅延線２２０１と、半導体光増幅器２２０２とを有し、光スプリッタ２００２により分岐された光信号のうちの他方を入力して再生する。
【００３９】
光遅延線２２０１は、判定制御回路２１０４によるヘッダ解析に要する時間と波長使用判定時間に要する時間分だけ光信号を遅らせる。
【００４０】
半導体光増幅器２２０２は、光遅延線２２０１からの光信号を再生し、サーキュレータ２００３を介して光伝送装置３００に出力する。
【００４１】
サーキュレータ２００３は、もう一方の光伝送装置３００からの波長多重信号を光判定部２１０へ通過させ、且つ、光再生部２２０からの光信号をもう一方の光伝送装置３００へ通過させる。
【００４２】
本発明による光伝送システムは、もう一方の光伝送装置３００から伝送されてくる光信号の波長の使用状況を判定するための光受信器２１０３と、光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍからの光信号を選択再生するための光受信器２１０１において、コヒーレント受信するための局発光源２１０６を共用し、もう一方の光伝送装置３００から伝送されてくる光信号の波長使用状況を判定し、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が使用されているときには、電気バッファ２１０２に蓄えられた全ての信号を抽出電気バッファ２１０５に送信し、半導体光増幅器２２０２に印加する電圧を停止することにより光信号が伝送されないようにし、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が使用されていないときには、電気バッファ２１０２に蓄えられた信号のうち、抽出すべき信号は電気バッファ２１０２から抽出電気バッファ２１０５に送信し、半導体光増幅器２２０２は、抽出対象外の光信号のみを再生することにより、波長の使用状況に応じて必要な信号を光信号のまま伝送することを可能としたことを特徴としている。
【００４３】
さらに具体的に述べると、本システムは、光伝送装置２００からＯＥＯ変換することなく光信号を伝送したいとき、光伝送装置２００と光伝送装置３００の間でその光信号の波長が未使用であれば、ＯＥＯ変換することなく伝送することを可能とするシステムである。そのときの波長光源は、光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍと光伝送装置２００の間で用いられていた光源をそのまま使用することができる。
【００４４】
図２は、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が使用中のときの、光伝送装置２００における光判定部２１０の制御例を示す図である。図２の左側からは波長λ２を含む波長多重信号が伝送され、図２の右側からも波長λ２を含む波長多重信号が伝送されている。光伝送装置２００の局発光源２１０６は、波長λ２をコヒーレント受信するための波長光源である。
【００４５】
図２の右側から伝送されてくる波長多重信号は、サーキュレータ２００３を通過したのち光判定部２１０の光受信器２１０３に送られる。光受信器２１０３は、波長多重信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合し、コヒーレント受信を行う。ここで、光受信器２１０３は、例えばヘテロダイン受信を行うことで中間周波信号を取り出し、判定制御回路２１０４は、取り出した中間周波信号の周波数から、光伝送装置２００と光伝送装置３００との間で、該当波長が使用中か未使用かを判定する。
【００４６】
図２の左側から伝送されてくる波長多重信号は、波長スプリッタ２００１にて波長λ２だけ波長分岐され、波長分岐された波長λ２の光信号は、光スプリッタ２００２で分岐され、光判定部２１０と光再生部２２０に送られる。光判定部２１０の光受信器２１０１は、波長λ２の光信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合し、コヒーレント受信を行う。
【００４７】
ここで本制御例では、波長λ２の波長が使用中のため、光受信器２１０１で受信した全ての信号は電気バッファ２１０２から抽出電気バッファ２１０５に送信される。同時に、判定制御回路２１０４は、半導体光増幅器２２０２への再生動作を全て停止し、波長λ２の光信号が図２の右側へ伝送されないように制御する。
【００４８】
このように制御することにより、該当波長が使用中のときには、光のまま伝送することを停止することができるため、同一波長使用による光の干渉を回避することができる。
【００４９】
図３は、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が未使用で抽出すべき信号がないときの、光伝送装置２００における光判定部２１０の制御例を示す図である。図３の左側からは波長λ２を含む波長多重信号が伝送され、図３の右側からは波長λ２を含まない波長多重信号が伝送されている。光伝送装置２００の局発光源２１０６は、波長λ２をコヒーレント受信するための波長光源である。
【００５０】
図３の右側から伝送されてくる波長多重信号は、サーキュレータ２００３を通過したのち光判定部２１０の光受信器２１０３に送られる。光受信器２１０３は、波長多重信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合し、コヒーレント受信を行う。ここで、光受信器２１０３は、例えばヘテロダイン受信を行うことで中間周波信号を取り出し、判定制御回路２１０４は、取り出した中間周波信号の周波数から、光伝送装置２００と光伝送装置３００との間で、該当波長が使用中か未使用かを判定する。
【００５１】
図３の左側から伝送されてくる波長多重信号は、波長スプリッタ２００１により波長λ２だけ波長分岐され、波長分岐された波長λ２の光信号は、光スプリッタ２００２で分岐され、光判定部２１０と光再生部２２０に送られる。光判定部２１０の光受信器２１０１は、波長λ２の光信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合し、コヒーレント受信を行う。
【００５２】
ここで本制御例では、波長λ２が未使用で抽出すべき信号がないため、判定制御回路２１０４は、光再生部２２０に伝送されてくる全ての光信号が再生されるよう制御を行う。
【００５３】
このように制御することにより、図３の左側から伝送されてくる波長λ２の全ての信号を、ＯＥＯ変換することなく光のまま図３の右側へ伝送することが可能となる。
【００５４】
図４は、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が未使用で抽出すべき信号があるときの、光伝送装置２００における光判定部２１０の制御例を示す図である。図４の左側からは波長λ２を含む波長多重信号が伝送され、図４の右側からは波長λ２を含まない波長多重信号が伝送されている。光伝送装置２００の局発光源２１０６は、波長λ２をコヒーレント受信するための波長光源である。
【００５５】
図４の右側から伝送されてくる波長多重信号は、サーキュレータ２００３を通過したのち光判定部２１０の光受信器２１０３に送られる。光受信器２１０３は、波長多重信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合し、コヒーレント受信を行う。ここで、光受信器２１０３は、例えばヘテロダイン受信を行うことで中間周波信号を取り出し、判定制御回路２１０４は、取り出した中間周波信号の周波数から、光伝送装置２００と光伝送装置３００との間で、該当波長が使用中か未使用かを判定する。
【００５６】
図４の左側から伝送されてくる波長多重信号は、波長スプリッタ２００１にて波長λ２だけ波長分岐され、波長分岐された波長λ２の光信号は、光スプリッタ２００２で分岐され、光判定部２１０と光再生部２２０に送られる。光判定部２１０の光受信器２１０１は、波長λ２の光信号と局発光源２１０６からの局発光とを混合し、コヒーレント受信を行う。
【００５７】
ここで本制御例では、波長λ２が未使用で抽出すべき信号があるため、判定制御回路２１０４は、抽出すべき信号を電気バッファ２１０２から抽出電気バッファ２１０５に送信し、半導体光増幅器２２０２には、抽出対象外の光信号のみが再生されるようＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００５８】
ここで、光遅延線２２０１は、光受信器２１０１による信号受信処理、判定制御回路２１０４における信号判定処理、光受信器２１０３による波長判定処理に要する時間に比べ十分長い時間分の光遅延線とする。また、判定制御回路２１０４は、光受信器２１０１からの信号をもとに、クロック信号を生成する機能を有し、クロック信号と設計された光遅延線２２０１の距離、光受信器２１０１による信号受信処理、判定制御回路２１０４における信号判定処理に要する時間を考慮し、光遅延線２２０１を通過した再生すべき光信号が半導体光増幅器２２０２を通過するタイミングと、半導体光増幅器２２０２の制御タイミングを一致させる。
【００５９】
このように構成・制御することにより、図４の左側から伝送されてくる波長λ２の光信号のうち、必要な光信号のみＯＥＯ変換することなく光のまま図４の右側へ伝送することが可能となる。
【００６０】
こうして、判定制御回路２１０４は、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が使用されていると判定した場合には半導体光増幅器２２０２の動作を停止するように制御し、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、電気バッファ２１０２に抽出すべき信号がない場合には、全ての信号を再生するように半導体光増幅器２２０２を制御し、光スプリッタ２００２からの光信号の波長が使用されていないと判定し、且つ、電気バッファ２１０２に抽出すべき信号がある場合には、抽出すべき信号を電気バッファ２１０２から読み出して抽出電気バッファ２１０５に送信し、電気バッファ２１０２の抽出対象外の信号のみを再生するように半導体光増幅器２２０２を制御する。
【００６１】
図５は、波長使用状況の判定を行う光判定部２１０の構成例を示す図である。光判定部２１０の光受信器２１０３は、伝送されてくる波長多重信号と局発光源２１０６からの局発光とをフォトダイオード２１０３−０１により混合し、例えばヘテロダイン受信を行う。ヘテロダイン受信により得られた中間周波信号は、中間周波増幅器２１０３−０２により増幅されたのち、バンドパスフィルタ２１０３−０３を通過する。ここで、中間周波信号の周波数ｆＩＦは、該当波長の周波数ｆＳと局発光源の周波数ｆＬＯの差（ｆＩＦ＝｜ｆＳ−ｆＬＯ｜）となるので、中間周波信号の周波数がバンドパスフィルタ２１０３−０３の帯域幅内おさまる場合には、判定制御回路２１０４は、該当波長の光信号を検出して該当波長を使用中と判定し、バンドパスフィルタ２１０３−０３の帯域幅外の場合には、該当波長の光信号を検出せず、該当波長は未使用と判定することができる。ヘテロダイン受信においては、信号光と局発光の偏波状態を一致させる必要があるが、これは既知の偏波ダイバーシティ技術などを適用することにより実現可能となる（例えば、成川聖、他３名、「光ＦＤＭアクセスにおける送信側偏波ダイバーシティ方式」、電子情報通信学会総合大会講演論文集、電子情報通信学会、２００５年、ｐ．３８５、を参照）。
【００６２】
図６は、光判定部２１０の動作を説明するフローチャートである。光判定部２１０は、はじめに該当波長が使用中か未使用かを判定する（Ｓ６０１）。該当波長が使用中の場合（Ｎｏの場合）、全ての信号を電気バッファ２１０２から抽出電気バッファ２１０５に送信し（Ｓ６０２）、半導体光増幅器２２０２への印加電圧を停止する（Ｓ６０３）。該当波長が未使用の場合（Ｙｅｓの場合）、電気バッファ２１０２から抽出すべき信号があるかないかを判定する（Ｓ６０４）。抽出すべき信号がない場合、半導体光増幅器２２０２には全ての光信号が再生されるよう制御を行う（Ｓ６０５）。抽出すべき信号がある場合、抽出すべき信号を電気バッファ２１０２から抽出電気バッファ２１０５に送信し（Ｓ６０６）、半導体光増幅器２２０２には、抽出対象外の光信号のみが再生されるよう制御を行う（Ｓ６０７）。
【００６３】
このように制御することにより、該当波長が使用中のときには、光のまま伝送することを停止することができるため、同一波長使用による光の干渉を回避することができ、該当波長が未使用のときには、必要な信号を光信号のまま低遅延で伝送することが可能となる。
【００６４】
図７は、波長多重信号の波長数がＮ波長の場合の光伝送システム２の全体構成図を示す図である。光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍから伝送されてくる波長多重信号（Ｎ波長）は、光伝送装置４００の波長スプリッタ４００１により波長分離される。分離した各波長の光信号は、それぞれ光スプリッタ４００２−１〜４００２−Ｎにて分岐された後、光判定部４１０−１〜４１０−Ｎと光再生部４２０−１〜４２０−Ｎに伝送される。一方、光伝送装置３００から伝送されてくる波長多重信号は、光スプリッタ４００４によりＮ分岐されたのち、各サーキュレータ４００３−１〜４００３−Ｎを通過して光判定部４１０−１〜４１０−Ｎへと伝送される。各光判定部、光再生部の構成・制御は図１〜図５に示すものと同じである。このように構成・制御することにより、Ｎ波長伝送において、波長毎に制御することが可能となる。
【００６５】
このように、光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍから入力する光信号を可能な限りＯＥＯ変換せずに光のまま伝送することにより伝送遅延を低減することができ、また、低遅延で伝送したい信号のみを選択して光のまま伝送することができる。また、アクセス網で使用される波長安定化光源を用いて光信号を伝送し、さらにコヒーレント受信をするための局発光源を共用することができるため、経済的に光伝送システムを構築することができる。
【００６６】
尚、光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍと光伝送装置２００との間において、波長λ１〜λＭが使用されている場合に、光伝送装置２００と光伝送装置３００との間で使用される波長は、波長λ１〜λＭと１対１に対応している必要はなく、少なくとも一部の波長が重複、例えばλ１〜λＮ（ＮはＭ以上の整数）やλ４〜λＭが使用されている場合には、本発明を適用することが可能である。
【００６７】
また、光端末装置１０１−１〜１０１−Ｍから光伝送装置２００を介して光伝送装置３００により光信号を伝送する場合について説明したが、逆方向の光信号の伝送を考慮して構成することもできる。例えば、光伝送装置２００から光伝送装置３００に所定の波長の光信号を伝送している際に、光伝送装置３００から光伝送装置２００へ同一の波長の光信号を伝送する場合、光伝送装置３００から当該波長の光（データ無し）を送信し、判定制御回路２１０４がその光を検出すると、光伝送装置２００による光伝送をランダム時間待機させ（当該波長の送信を停止してＯＥＯ変換移行し）、光伝送装置３００が当該波長を用いて光伝送装置２００に光信号を送信するように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、光端末装置からの光信号のうち、低遅延で伝送したい信号をＯＥＯ変換することなく伝送できるため、中小規模の中継網で使用される光伝送装置に有用である。
【００６９】
以上、具体例を挙げて本発明を詳細に説明してきたが、本発明の特許請求の範囲から逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能であることは当業者に明らかである。例えば、本発明の光伝送装置２００において、抽出電気バッファ２１０５に別の光伝送装置を接続し、当該光伝送装置を介してＯＥＯ変換された光信号を選択的に抽出して伝送することができる。従って、本発明は上記の実施例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７０】
１  光伝送システム
２  光伝送システム
３  ネットワークシステム
１０１−１〜１０１−Ｍ  光端末装置
１０２  光スプリッタ
２００  光伝送装置
２１０  光判定部
２２０  光再生部
３００  光伝送装置
４００  光伝送装置
４１０−１〜４１０−Ｎ  光判定部
４２０−１〜４２０−Ｎ  光再生部
２００１  波長スプリッタ
２００２  光スプリッタ
２００３  サーキュレータ
２１０１  光受信器
２１０２  電気バッファ
２１０３  光受信器
２１０３−０１  フォトダイオード
２１０３−０２  中間周波増幅器
２１０３−０３  バンドパスフィルタ
２１０４  判定制御回路
２１０５  抽出電気バッファ
２１０６  局発光源
２２０１  光遅延線
２２０２  半導体光増幅器
４００１  波長スプリッタ
４００２−１〜４００２−Ｎ  光スプリッタ
４００３−１〜４００３−Ｎ  サーキュレータ
４００４  光スプリッタ
１０００１，１０００２  アクセス網
１０００１−１〜１０００１−Ｍ，１０００２−１〜１０００２−Ｍ  光端末装置
１００１１，１００１２  光スプリッタ
１０１０１−１〜１０１０１−Ｎ，１０１０２−１〜１０１０２−Ｎ  光伝送装置
１０２０１−１〜１０２０１−Ｎ  光伝送装置
２０００１，２０００２  電気処理にてルーティングを行う中継網
３００００  光処理にてルーティングを行う中継網
【図１】
2011024032.tif 000003
【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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