(57)【要約】【課題】監視系のトラフィックの増大や効率の悪化を生じさせること無く高品質の信号光伝送が可能な光送受信端末などを提供する。【解決手段】光受信装置３２０において、光分岐部３２１は、光合分波器２０から到達した光を入力して２分岐する。第１の光電変換部３２２は、光分岐部３２１から到達した光を光電変換し、その光の時間的強度変調に応じた第１の電気信号を出力する。この第１の電気信号は、送信元から送信先へ本来的に送信すべき情報を含む。光フィルタ３２３は、光分岐部３２１から到達した光を入力し、その光のうち第２の波長の信号光を選択的に透過させて出力する。第２の光電変換部３２４は、光フィルタ３２３から出力された光を光電変換し、その光の時間的強度変調に応じた第２の電気信号を出力する。この第２の電気信号は、送信元を特定し得る情報を含む。制御部３２５は、この第２の電気信号に基づいて送信元を特定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ネットワークにおいて用いられ、所定の波長域の信号光を送出する光送信装置であって、
前記波長域内で前記信号光の波長を変化させることができる光源部と、
この光源部の動作を制御し、前記信号光の波長を前記所定の波長域内の第１の波長と第２の波長との間で切り替えて、該切り替えにより当該送信装置を特定する情報を出力させる制御部と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
【請求項２】
前記光源部が、光を連続的に発振する光源と、この光源から出力された光を変調する変調器と、この変調器を駆動する変調器ドライバとを含み、
前記第１の波長と前記第２の波長との間の切り替えが、前記光源の温度を制御することにより実現される、
ことを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
光ネットワークにおいて用いられ、所定の波長域の信号光を受信する光受信装置であって、
受信した光を第１の信号光と第２の信号光とに分岐する光分岐部と、
該第１の信号光を受光して第１の電気信号に変換する第１の光電変換部と、
該第２の信号光を入力し特定の波長の光を透過させて出力する光フィルタと、
該光フィルタの出力光を受光して第２の電気信号に変換する第２の光電変換部と、
該第２の電気信号に基づいて送信元を特定する制御部と、
を備えることを特徴とする光受信装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光送信装置と、請求項３に記載の光受信装置とを備え、
前記光受信装置の前記第１の光電変換部において受信誤りが生じたときに、前記光受信装置の前記制御部が特定した送信元に対して前記光送信装置が再送要求を送出する、
ことを特徴とする光送受信端末。
【請求項５】
請求項４記載の光送受信端末を各ノードに備えることを特徴とする光ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ネットワークにおいて用いられる光送信装置および光受信装置、これら光送信装置および光受信装置を含む光送受信端末、ならびに、この光送受信端末を備える光ネットワークに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ネットワークは、信号光を伝送する光伝送路がリング形状またはメッシュ形状に張り巡らされていて、その光伝送路上の複数のノードそれぞれに光送受信端末を備えている。そして、或るノードに設けられた光送受信端末から、他のノードに設けられた光送受信端末へ、光伝送路を経て信号光を伝送することで、情報を送受信することができる。
【０００３】
このような光ネットワークにおいて、信号光を受信した光送受信端末（以下「受信端末」と言う。）は、その信号光を送出した光送受信端末（以下「送信端末」と言う。）を特定できることが必要である。すなわち、受信端末において信号光の受信誤りが生じたときに、その受信端末は、その信号光を送出した送信端末に対して、信号光を再度送出するよう再送要求を送る。そして、再送要求を受けた送信端末は、受信端末に対して再び信号光を送出する。このとき、送信端末は、信号光を送る先である受信端末を特定できることが必要であり、また、受信端末は、この再送要求を送る先である送信端末を特定できることが必要である。
【０００４】
ネットワーク全体を監視する中央監視局が備えられている場合には、受信端末は、再送要求の送り先である送信端末を知るために、中央監視局に問い合わせることも可能である。しかし、ノードの増加とともに中央監視局の負荷が増加し、また、ネットワーク上を伝送される監視信号のトラフィックが増大し、監視効率が劣化するという問題がある。
【０００５】
送信端末から受信端末に信号光を送信する際に、送信端末を特定する為の情報を含む監視信号を送信データ信号に重畳して送信することで、受信端末が送信端末を特定することも可能である（例えば特許文献１を参照）。監視信号のビットレートは送信データ信号のビットレートより十分に低く、データ信号が監視信号により振幅変調された信号が送信端末から受信端末へ送信される。この方法は、ノード数の増加に伴う中央監視局の負荷の増加や監視信号のトラフィックの増大という問題が生じない点で好ましい。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３３２７０３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、監視信号をデータ信号に重畳する場合には、二つの信号が互いに干渉してデータ信号の伝送品質の劣化が生ずる可能性が大きい。さらに、受信端末では監視信号とデータ信号とを切り分ける回路が別途必要となり、受信端末での構成に制約が加わる可能性もある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、監視系のトラフィックの増大や効率の悪化、受信端末側の高機能化を招くことなく高品質の光伝送を可能とする光送信装置、光受信装置、光送受信端末および光ネットワークを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光送信装置は、光ネットワークにおいて用いられ、所定の波長域の信号光を送出する光送信装置であって、上記波長域内で信号光の波長を変化させることができる光源部と、この光源部の動作を制御し、信号光の波長を上記所定の波長域内の第１の波長と第２の波長との間で切り替えて、該切り替えにより当該送信装置を特定する情報を出力させる制御部と、を備えることを特徴とする。また、光源部が、光を連続的に発振する光源と、この光源から出力された光を変調する変調器と、この変調器を駆動する変調器ドライバとを含み、第１の波長と第２の波長との間の切り替えが、光源の温度を制御することにより実現される、のが好適である。
【００１０】
本発明に係る光受信装置は、光ネットワークにおいて用いられ、所定の波長域の信号光を受信する光受信装置であって、受信した光を第１の信号光と第２の信号光とに分岐する光分岐部と、該第１の信号光を受光して第１の電気信号に変換する第１の光電変換部と、該第２の信号光を入力し特定の波長の光を透過させて出力する光フィルタと、該光フィルタの出力光を受光して第２の電気信号に変換する第２の光電変換部と、該第２の電気信号に基づいて送信元を特定する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る光送受信端末は、上記の本発明に係る光送信装置と光受信装置とを備え、光受信装置の第１の光電変換部において受信誤りが生じたときに、光受信装置の制御部が特定した送信元に対して光送信装置が再送要求を送出する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光ネットワークは、上記の本発明に係る光送受信端末を各ノードに備えることを特徴とする。すなわち、本発明に係る光ネットワークは、各ノードに本発明に係る光送受信端末を備えている。また、この光送受信端末は、本発明に係る光送信装置と光受信装置とを備えている。
【００１３】
本発明によれば、送信端末（信号光を送出する光送受信端末）の光送信装置の光源部から送出される信号光は、制御部により制御されて、所定の波長域内の第１の波長と第２の波長との間で波長が切り替えられ、該切り替えにより当該送信装置を特定する情報を含むものとされる。送信端末から送出された信号光は、光伝送路により伝送されて、受信端末により受信される。
【００１４】
その信号光を受信した受信端末（信号光を受信する光送受信端末）の光受信装置において、その受信された光は光分岐部により第１の信号光と第２の信号光とに分岐され、該第１の信号光は第１の光電変換部により受光されて第１の電気信号に変換され、該第２の信号光は光フィルタに入力して特定の波長の光が光フィルタを透過して出力される。該光フィルタの出力光は第２の光電変換部により受光されて第２の電気信号に変換され、該第２の電気信号に基づいて制御部により送信元が特定される。
【００１５】
ここで、受信端末の光受信装置において、信号光の受信誤りが生じたと制御部により判断されたとする。この場合、受信端末の光受信装置の制御部から、同じ受信端末の光送信装置の制御部に対して、特定された送信元である送信端末に対して再送要求を送ることが指示される。そして、受信端末の光送信装置では、この指示を受けた制御部により制御されて、送信端末に対して再送要求が光源部から送られる。
【００１６】
一方、再送要求を受けた送信端末において、光受信装置の制御部から、同じ送信端末の光送信装置の制御部に対して、信号光の再送が指示される。そして、送信端末の光送信装置では、この指示を受けた制御部により制御されて、信号光が再び光源部より送出される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る光ネットワーク１の構成図である。この図に示される光ネットワーク１は、リング形状の光伝送路４０上に設けられた光増幅器１１〜１５および光合分波器２１〜２５、光合分波器２１に接続された光送受信端末３１、光合分波器２２に接続された光送受信端末３２、光合分波器２３に接続された光送受信端末３３、光合分波器２４に接続された光送受信端末３４、ならびに、光合分波器２５に接続された光送受信端末３５を備える。すなわち、この光ネットワーク１は、光送受信端末３１〜３５を各ノードに備えている。
【００１９】
光伝送路４０上に、光合分波器２１、光増幅器１１、光合分波器２２、光増幅器１２、光合分波器２３、光増幅器１３、光合分波器２４、光増幅器１４、光合分波器２５および光増幅器１５が、この順に設けられている。光増幅器１１〜１５それぞれは、光伝送路４０上を伝送する信号光を光増幅する。
【００２０】
光合分波器２１は、光伝送路４０上を伝送してきて到達した信号光のうち、中心波長λｉを含む所定の波長域内の信号光を分波して光送受信端末３１へ出力し、この波長域外の光をそのまま光増幅器１１へ透過させる。また、光合分波器２１は、光送受信端末３１から到達した信号光を光増幅器１１へ出力する。
【００２１】
光合分波器２２は、光増幅器１１から光伝送路４０上を伝送してきて到達した信号光のうち、中心波長λｊを含む所定の波長域内の信号光を分波して光送受信端末３２へ出力し、この波長域外の光をそのまま光増幅器１２へ透過させる。また、光合分波器２２は、光送受信端末３２から到達した信号光を光増幅器１２へ出力する。
【００２２】
光合分波器２３は、光増幅器１２から光伝送路４０上を伝送してきて到達した信号光のうち、中心波長λｋを含む所定の波長域内の信号光を分波して光送受信端末３３へ出力し、この波長域外の光をそのまま光増幅器１３へ透過させる。また、光合分波器２３は、光送受信端末３３から到達した信号光を光増幅器１３へ出力する。
【００２３】
光合分波器２４は、光増幅器１３から光伝送路４０上を伝送してきて到達した信号光のうち、中心波長λｌを含む所定の波長域内の信号光を分波して光送受信端末３４へ出力し、この波長域外の光をそのまま光増幅器１４へ透過させる。また、光合分波器２４は、光送受信端末３４から到達した信号光を光増幅器１４へ出力する。
【００２４】
光合分波器２５は、光増幅器１４から光伝送路４０上を伝送してきて到達した信号光のうち、中心波長λｍを含む所定の波長域内の信号光を分波して光送受信端末３５へ出力し、この波長域外の光をそのまま光増幅器１５へ透過させる。また、光合分波器２５は、光送受信端末３５から到達した信号光を光増幅器１５へ出力する。
【００２５】
図２は、本実施形態に係る光送受信端末３０の構成図である。この図に示される光送受信端末３０は、図１に示された光ネットワーク１に含まれる光送受信端末３１〜３５を代表するものである。また、この図に示された光合分波器２０は、図１に示された光ネットワーク１に含まれる光合分波器２１〜２５を代表するものである。光送受信端末３０は、光送信装置３１０と光受信装置３２０とを備えている。
【００２６】
光送信装置３１０は、変調器３１１、変調器ドライバ３１２、光源３１３および制御部３１４を含む。制御部３１４は、変調器ドライバ３１２および光源３１３それぞれの動作を制御する。光源３１３は、その出力光の波長を変化させることができ、制御部３１４により設定された波長で連続的に発振する。光源３１３として例えば半導体レーザを用いることができ、この場合には、半導体レーザの温度または駆動電流の大きさによりその発振波長を変更することができる。変調器ドライバ３１２は、送信する信号を電気信号として出力する。変調器３１１は、光源３１３が出射した連続発振光を入力し、変調器ドライバ３１２が出力する電気信号により、この連続発振光を強度変調する。
【００２７】
この光送信装置３１０において、変調器３１１、変調器ドライバ３１２および光源３１３は、光源部３１５を構成している。また、制御部３１４は、光源部３１５の動作（光源３１３から出力される光の波長、変調器ドライバ３１２から出力される電気信号の振幅、位相など）を制御する。そして、この制御部３１４による制御の下、光源部３１５は、送信先の光送受信端末に固有の中心波長で所定の波長域にある第１の波長λＡおよび第２の波長λＢの何れかの波長の信号光を、光合分波器２０へ送出する。ここで、第１の波長λＡの信号光と第２の波長λＢの信号光との切り替えパターンが、送信元を特定する情報となっている。
【００２８】
光受信装置３２０は、光合分波器２０により分岐され、この光受信装置３２０に固有の中心波長で所定の波長域にある波長の光が入力される。光受信装置３２０は、光分岐部３２１、第１の光電変換部３２２、光フィルタ３２３、第２の光電変換部３２４および制御部３２５を含む。光分岐部３２１は、光合分波器２０から到達した光を入力して２分岐し、その分岐した一方の光を第１の光電変換部３２２へ出力し、他方の光を光フィルタ３２３へ出力する。
【００２９】
第１の光電変換部３２２は、光分岐部３２１から到達した光を受光して光／電気変換し、第１の電気信号を出力する。この第１の光電変換部３２２から出力される第１の電気信号は、送信元から送信先へ送信するデータ情報を含むものである。
【００３０】
光フィルタ３２３は、光分岐部３２１から到達した光を入力し、その光のうち特定波長の光（すなわち第２の波長λＢの光）のみを選択的に透過させて出力する。第２の光電変換部３２４は、光フィルタ３２３から出力された光を受光して光／電気変換し、第２の電気信号を出力する。この第２の電気信号の出現パターンには、送信元を特定する情報が含まれている。
【００３１】
制御部３２５は、第１の光電変換部３２２から出力された第１の電気信号を入力して、この第１の電気信号に基づいて、第１の光電変換部３２２で信号光の受信誤りが生じたか否かを判断する。また、制御部３２５は、第２の光電変換部３２４から出力された第２の電気信号を入力して、この第２の電気信号に基づいて送信元を特定する。
【００３２】
光受信装置３２０の制御部３２５は、第１の光電変換部３２２で受信誤りが生じたと判断したときに、第２の電気信号により特定された送信元に対して再送要求を送ることを、光送信装置３１０の制御部３１４に指示する。この指示を受けた制御部３１４は、送信元に対して再送要求を送るように光源部３１５を制御する。
【００３３】
光送信装置３１０の制御部３１４は、再送要求を光受信装置３２０の制御部３２５から受けると、この再送要求とともに指示される送信元の情報に基づいて、その送信元に固有の波長に光源３１３の出力波長を設定し、再送要求を示すデータを変調器ドライバ３１２に伝えて、送信元に対して再送要求を示す情報を光伝送路４０に載せる。
【００３４】
送信元の光受信装置３２０は、再送要求を受けたとき、すなわち、送信元の光受信装置３２０における第１の光電変換部３２２から出力された第１の電気信号に再送要求が含まれると判断したときに、データ信号を受信元に対して再び送信することを、光送信装置３１０の制御部３１４に指示する。この指示を受けた制御部３１４は、データ信号を再び送出するよう光源部３１５を制御する。すなわち、送信元から受信元に固有の中心波長（例えばλｋ）で所定の波長域内にある波長の信号光が送出され、これにより、光伝送路４０上で送信元と受信元との間でハンドシェーク伝送が実現されることとなる。
【００３５】
図３は、受信元に固有の第１の波長λＡおよび第２の波長λＢならびに光合分波器２０および光フィルタ３２３それぞれの透過スペクトルの間の関係を説明する図である。同図（ａ）は、第１の波長λＡと第２の波長λＢとの関係を示す。同図（ｂ）は、光伝送路４０から光受信装置３２０への光合分波器２０の透過スペクトルを示す。この透過帯域の中心波長は受信元に固有の中心波長（図１の説明におけるλｉ〜λｍ）であり、帯域幅が固有の帯域幅Δλに相当する。同図（ｃ）は、光フィルタ３２３の透過スペクトルを示す。
【００３６】
この図に示されるように、第１の波長λＡと第２の波長λＢとは、互いに異なるが、何れも光合分波器２０の固有の透過波長域内にある。しかし、第２の波長λＢは、光フィルタ３２３の透過波長域内にあるが、第１の波長λＡは、光フィルタ３２３の透過波長域の外にある。したがって、第１の光電変換部３２２は第１の波長λＡおよび第２の波長λＢの何れの光をも受光することができ、第２の光電変換部３２４は第２の波長λＢの光のみを受光することができる。
【００３７】
ここで、固有の帯域幅Δλとして、波長分割多重伝送（ＷＤＭ伝送）において規定されている単一の伝送帯域である１００ＧＨｚ（０．８ｎｍ）程度、または、それ以下に設定することができる。多重干渉膜を用い透過帯域幅が２０ＧＨｚ以下である市販の光フィルタを光フィルタ３２３として用いることができ、この光フィルタを用いれば第１の波長λＡと第２の波長λＢとを十分に分別することができる。また、回折格子を内蔵した例えばＤＦＢ型の半導体レーザであって帰還回路により温度制御されたものを光源３１３として用いることができ、この光源を用いれば信号光のスペクトル幅ΔＳを数ｐｍ以下にすることができる。
【００３８】
図４は、第２の波長λＢの光により送信元を特定する方法を説明する図である。受信元の第２の光電変換部３２４で受信される第２の波長λＢの信号の時間的変化は、この図に表されるものになっている。すなわち、同図（ａ）に示されるように、最初に一定時間に亘って“ＯＮ”の状態（第２の波長λＢの光を受光している状態）が継続するスタート信号と、最後に一定時間に亘って“ＯＮ”の状態が継続するストップ信号との間に、“ＯＮ”の状態と“ＯＦＦ”の状態（第２の波長λＢの光を受光していない状態）とが所定のパターンで出現する。そして、この“ＯＮ”と“ＯＦＦ”との出現パターンにより送信元を特定することができる。“ＯＮ”と“ＯＦＦ”との切替えレートは数百ｍｓ〜数ｓに設定される。同図（ｂ）に示されるように、“ＯＮ”の状態の各期間を拡大して見ると、送信元から送出されるデータ信号（繰返しレートが数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ）が含まれるものとなっている。
【００３９】
このような光ネットワーク１では、例えば、光送受信端末３２を送信元とし、光送受信端末３４を受信元として、光送受信端末３２（送信元）から光送受信端末３４（受信元）に対して信号光を送信する場合、以下のように動作する。光送受信端末３２（送信元）の光送信装置３１０の光源部３１５から送出される信号光は、光送受信端末３４（受信元）側の光合分波器２４に固有の透過波長域に含まれる第１の波長λＡおよび第２の波長λＢの何れかのものとされる。また、光送受信端末３２（送信元）の光送信装置３１０の光源３１３の例えば温度を変化させることにより、第２の波長λＢの第１の波長λＡに対する出現パターンを変化させる。この出現パターンは、光送受信端末３２（送信元）を特定する情報を表す。
【００４０】
光送受信端末３２（送信元）から送出された信号光は、送信元の光合分波器２２、光増幅器１２、光合分波器２３および光増幅器１３を順に経て、受信元の光合分波器２４に到達し、この光合分波器２４により分波されて光送受信端末３４（受信元）に入力する。
【００４１】
光送受信端末３４（受信元）の光受信装置３２０では、入力した信号光は光分岐部３２１により２分岐され、その分岐され一方の光は、光フィルタ３２３に入力して、そのうちの第２の波長λＢの光のみが光フィルタ３２３から出力される。その第２の波長λＢの光は、第２の光電変換部３２４により第２の電気信号に光電変換される。この第２の電気信号は、光送受信端末３２（送信元）の光源３１３から出力された第２の波長λＢの光のパターンに対応するものであり、光送受信端末３２（送信元）を特定する情報を含んでいる。そして、制御部３２５により、この第２の電気信号に基づいて、信号光が光送受信端末３２（送信元）から送出された旨が判断される。
【００４２】
一方、光送受信端末３４（受信元）の光受信装置３２０では、光分岐部３２１により２分岐された他方の光は第１の光電変換部３２２により第１の電気信号に光電変換され、その第１の電気信号は制御部３２５に入力する。第１の光電変換部３２２では、第１の波長λＡおよび第２の波長λＢの何れの波長の光も光電変換されるので、送信元において送出光の波長が第１の波長λＡと第２の波長λＢとの間で切り替えられたこととは関係無く、その送出光中に含まれるデータ信号が抽出されることとなり、したがって、波長の切替えによるデータの中断は考えなくてもよいこととなる。
【００４３】
ここで、光送受信端末３４（受信元）の光受信装置３２０において、第１の光電変換部３２２で信号光の受信誤りが生じたと判断されたとする。このとき、光送受信端末３４（受信元）の光受信装置３２０の制御部３２５から、同じ光送受信端末３４（受信元）の光送信装置３１０の制御部３１４に対して、第２の電気信号により特定された光送受信端末３２（送信元）に対して再送要求を送ることが指示される。そして、光送受信端末３４（受信元）の光送信装置３１０では、この指示を受けた制御部３１４により制御されて、光源３１３の出力波長が受信元に固有の中心波長にセットされ、変調器ドライバ３１２に再送要求を表す信号が送られて、光送受信端末３２（送信元）に対して再送要求データが送出される。
【００４４】
一方、再送要求を受けた光送受信端末３２（送信元）では、その光受信装置３２０の制御部３２５により、第１の光電変換部３２２から出力された第１の電気信号が解析されて、この第１の電気信号に再送要求が含まれていると判断され、また、第２の光電変換部３２４から出力された第２の電気信号が解析されて、この第２の電気信号に基づいて光送受信端末３４（受信元）が特定される。光送受信端末３２（送信元）の光受信装置３２０の制御部３２５から、同じ光送受信端末３２（送信元）の光送信装置３１０の制御部３１４に対して、データ信号光の再送が指示される。そして、光送受信端末３２（送信元）の光送信装置３１０では、この指示を受けた制御部３１４により制御されて、受信元に固有の中心波長を有し且つ送信元を特定し得る波長切替えパターンを有する信号光が再び光源部３１５から送出される。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、主信号に監視信号を重畳したものが信号光として送出されるのでは無く、信号光が第１の波長λＡおよび第２の波長λＢの何れかに設定され、第１の波長λＡと第２の波長λＢとの切替えパターンに基づいて受信元において送信元が特定され、その特定された送信元への再送要求が可能となる。これにより、本実施形態では、監視系のトラフィックの増大や効率の悪化を招くこと無く、高品質の光伝送が可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、監視系のトラフィックの増大や効率の悪化を招くこと無く、高品質の信号光伝送が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る光ネットワーク１の構成図である。
【図２】本実施形態に係る光送受信端末３０の構成図である。
【図３】第１の波長および第２の波長ならびに光合分波器２０および光フィルタ３２３それぞれの透過スペクトルの間の関係を説明する図である。
【図４】第２の波長λＢの光により送信元を特定する方法を説明する図である。
【符号の説明】
１…光ネットワーク、１１〜１５…光増幅器、２０〜２５…光合分波器、３０〜３５…光送受信端末、４０…光伝送路、３１０…光送信装置、３１１…変調器、３１２…変調器ドライバ、３１３…光源、３１４…制御部、３１５…光源部、３２０…光受信装置、３２１…光分岐部、３２２…第１の光電変換部、３２３…光フィルタ、３２４…第２の光電変換部、３２５…制御部。
【図１】
2004350238.tif 000003
【図２】
2004350238.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004350238.tif 000006