(57)【要約】【課題】ＡＷＧ型合分波回路におけるコヒーレントクロストークによる符号誤りの問題を排除して送受信装置の増数を可能とした光波長分割多重伝送ネットワーク装置を提供する。【解決手段】送受信回路３１０のＮ個の送信回路３１２は、伝送速度２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号を発生する送信器３１２ａと、この電気信号をリードソロモン符号を用いて２．６５４２０８Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号に符号化するエラー訂正符号化回路３１２ｂと、この符号化された電気信号を直接変調等の手法により所定波長（λ１〜λＮ）の光信号に変換する電気／光変換回路３１２ｃとを備え、また、Ｎ個の受信回路３１１は、分波回路３１３からの波長毎の光信号を電気信号に変換する光／電気変換回路３１１ａと、この伝送速度２．６５４２０８Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号をリードソロモン符号を用いて伝送速度２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号に復号化するエラー訂正復号化回路３１２ｂと、この電気信号を受信する受信器３１１ｃとを備える。【選択図】  図６
2004320486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個（Ｎは複数）の入力ポート及び出力ポートを有するＮ×Ｎのアレイ導波路回折格子型合分波回路に、波長分割多重の光信号を送受信するＭ台（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）の送受信装置を光接続して構成されたフルメッシュ型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置であって、
前記アレイ導波路回折格子型合分波回路は周期的な入出力関係の分波特性を有し、
前記送受信装置は、異なる波長の光信号を送信可能なＭ個の送信回路と、送信回路からの光信号を合波するための合波回路と、アレイ導波路回折格子型合分波回路からの波長分割多重の光信号を波長毎に分波するための分波回路と、分波回路からの波長毎の光信号を受信可能なＭ個の受信回路とを備え、
前記Ｍ個の送信回路の少なくとも１つは符号化によって光信号にエラー訂正信号を付加する符号化手段を備え、前記Ｍ個の受信回路のうち符号化手段を備える送信回路の送信相手に当たる少なくとも１つはエラー訂正信号付加の光信号をエラー訂正情報に基づいて復号化する復号化手段を備える、
ことを特徴とする光波長分割多重伝送ネットワーク装置。
【請求項２】
符号化手段は、所定伝送速度を有する電気信号をエラー訂正符号によって符号化する符号化回路と、この符号化回路からの符号化された電気信号を所定波長の光信号に変換する電気／光変換回路とを含み、
復号化手段は、所定波長の光信号を電気信号に変換する光／電気変換回路と、この光／電気変換回路からの符号化された電気信号をエラー訂正符号によって復号化する復号化回路とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の光波長分割多重伝送ネットワーク装置。
【請求項３】
符号化及び復号化に用いられるエラー訂正符号はリードソロモン符号である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光波長分割多重伝送ネットワーク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の送受信装置間において波長分割多重された光信号を伝送するフルメッシュ型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長が異なる複数の光信号を多重化させて１本の光ファイバで伝送する方法、即ち、波長分割多重（ＷＤＭ，Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送方法は、伝送容量を大幅に増大できるだけでなく、多重化された各光信号に信号の行き先情報を割り当てられるアドレッシングが可能である。また、波長周回性を備えるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ，Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）型合分波回路を中心としこれと複数の送受信装置をスター状に光ファイバで接続して構成されたネットワークは、各光ファイバに波長分割多重された光信号（以下、ＷＤＭ光信号と言う）を通すことによってフルメッシュ型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置を構築できる。
【０００３】
図１は、特開２０００−２０１１１２号公報等に記載された光波長分割多重伝送ネットワーク装置の概略図である。図中の１０１〜１０７はＷＤＭ光信号（λ１〜λＮ）を送受信するＮ台の送受信装置（１〜Ｎ）、１０８はＮ個の入力ポート及び出力ポートを有するＮ×ＮのＡＷＧ型合分波回路、ＯＦ１，ＯＦ２は各送受信装置１０１〜１０７とＡＷＧ型合分波回路１０８とを接続する光ファイバである。
【０００４】
図２は、図１に示した光波長分割多重伝送ネットワーク装置の構成図である。図中の２１０〜２４０はＮ台の送受信装置（１，２，ｉ，Ｎ）、２１１〜２４１は各送受信装置２１０〜２４０にあって異なる波長（λ１〜λＮ）の光信号を受信可能なＮ個の受信回路、２１２〜２４２は各送受信装置２１０〜２４０にあって異なる波長（λ１〜λＮ）の光信号を送信可能なＮ個の送信回路、２１３〜２４３は各送受信装置２１０〜２４０にあって入力されたＷＤＭ光信号を波長毎に分波するための分波回路、２１４〜２４４は各送受信装置２１０〜２４０にあって各送信回路２１２〜２４２からの光信号を合波するための合波回路である。
【０００５】
また、符号２５０はＮ×ＮのＡＷＧ型合分波回路、２６１，２６２は送受信装置２１０とＡＷＧ型合分波回路２５０とを接続する光ファイバ、２７１，２７２は送受信装置２２０とＡＷＧ型合分波回路２５０とを接続する光ファイバ、２８１，２８２は送受信装置２３０とＡＷＧ型合分波回路２５０とを接続する光ファイバ、２９１，２９２は送受信装置２４０とＡＷＧ型合分波回路２５０とを接続する光ファイバである。
【０００６】
図３は、図２に示した光波長分割多重伝送ネットワーク装置にあって８台の送受信装置を８×８のＡＷＧ型合分波回路に接続した場合における合分波回路の入出力関係の分波特性を示す図である。
【０００７】
８台の送受信装置（１）〜（８）の送信側がＡＷＧ型合分波回路の８個の入力ポート１〜８に順に光接続され、且つ、８台の送受信装置（１）〜（８）の受信側がＡＷＧ型合分波回路の８個の出力ポート１〜８に順に光接続されていて、８波長（λ１〜λ８）のＷＤＭ光信号が８台の送受信装置（１）〜（８）からＡＷＧ型合分波回路の入力ポート１〜８にそれぞれ入力されている場合には、ＡＷＧ型合分波回路の波長周回性規則により、ＡＷＧ型合分波回路の入力ポート１〜８にそれぞれ入力されたＷＤＭ光信号は出力ポート１〜８に対して図に示すように波長毎（λ１〜λ８）に分波され、ＡＷＧ型合分波回路の各出力ポート１〜８からは８波長（λ１〜λ８）の光信号が合波されたＷＤＭ光信号が図に示すように出力されて８台の送受信装置（１）〜（８）の受信側に送り込まれる。
【０００８】
つまり、最小限の波長数８で６４通りのパスを独立に設定することができ、８台の送受信装置（１）〜（８）間で設定できる全てのパスで独立に光信号を送ることができる。また、個々のパスには特定の波長が割り当てられるため、送受信装置の送信回路側で所定の受信回路に対応する波長を選択すれば、選択波長の光信号を目的の送受信装置の受信回路に送れる波長アドレッシング機能が実現できる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２０１１１２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先に述べた従来の光波長分割多重伝送ネットワーク装置では、全ての送受信装置で同一波長の光信号、例えば、図３にあっては波長λ１〜λ８の光信号を使用しているため、ＡＷＧ型合分波回路における同一波長の光信号間のコヒーレントクロストークによる信号劣化が問題となる。
【００１１】
図４は、このコヒーレントクロストークの影響を説明する図であり、装置構成は図２と同じであるためその説明を省略する。
【００１２】
ここでは、Ｎ台全ての送受信装置２１０〜２４０からＡＷＧ型合分波回路２５０のＮ個の入力ポートにそれぞれ波長λｉの光信号を含むＷＤＭ光信号が入力されている状態で、送受信装置２３０と送受信装置２４０とが波長λｉの光信号によって通信している場合を考える。
【００１３】
図３を用いて説明したように、ＡＷＧ型合分波回路２５０のＮ個の入力ポートそれぞれに入力されたＷＤＭ光信号に含まれる波長λｉの光信号はそれぞれ異なる出力ポートに分波される。しかし、ＡＷＧ型合分波回路２５０の中では図４中に破線で示すコヒーレントクロストークＸＴが発生し、このコヒーレントクロストークＸＴが波長λｉの光信号と一緒に出力ポートＮから送受信装置２４０に到達する。送受信装置２４０の分波回路２４３では波長λｉの光信号と前記のコヒーレントクロストークの波長とが同じであるため分波できず、波長λｉの光信号と前記のコヒーレントクロストークが同一の受信回路２４１で受信されてしまう。
【００１４】
このコヒーレントクロストークは、最近市販されているＡＷＧ型合分波回路にあっては１チャネル当たり−４０ｄＢと非常に小さいため、チャネル数が少ない場合には問題にならない。しかし、コヒーレントクロストークの総量はＡＷＧ型合分波回路のチャネル数に比例し、例えば、ＡＷＧ型合分波回路のチャネル数が６４の場合、他の６３チャネルからのコヒーレントクロストークが積算されて所定の光信号への総クロストーク量は約１８ｄＢに増大するため、光信号とコヒーレントクロストークとの干渉により符号誤りが発生する。つまり、ＡＷＧ型合分波回路に接続された送受信装置の数が多いほどコヒーレントクロストークが増大して符号誤りが生じ易くなるため、ネットワークの規模（収容チャネル数）が制限されてしまう。
【００１５】
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、ＡＷＧ型合分波回路におけるコヒーレントクロストークによる符号誤りの問題を排除して送受信装置の増数を可能とした光波長分割多重伝送ネットワーク装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、Ｎ個（Ｎは複数）の入力ポート及び出力ポートを有するＮ×Ｎのアレイ導波路回折格子型合分波回路に、波長分割多重の光信号を送受信するＭ台（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）の送受信装置を光接続して構成されたフルメッシュ型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置であって、前記アレイ導波路回折格子型合分波回路は周期的な入出力関係の分波特性を有し、前記送受信装置は、異なる波長の光信号を送信可能なＭ個の送信回路と、送信回路からの光信号を合波するための合波回路と、アレイ導波路回折格子型合分波回路からの波長分割多重の光信号を波長毎に分波するための分波回路と、分波回路からの波長毎の光信号を受信可能なＭ個の受信回路とを備え、前記Ｍ個の送信回路の少なくとも１つは符号化によって光信号にエラー訂正信号を付加する符号化手段を備え、前記Ｍ個の受信回路のうち符号化手段を備える送信回路の送信相手に当たる少なくとも１つはエラー訂正信号付加の光信号をエラー訂正情報に基づいて復号化する復号化手段を備える、ことをその主たる特徴とする。
【００１７】
この光波長分割多重伝送ネットワーク装置によれば、符号化によってエラー訂正信号を付加した光信号を送信する送信回路とエラー訂正信号付加の光信号をエラー訂正情報に基づいて復号化する受信回路を備えたものを送受信装置として用いているので、アレイ導波路回折格子型合分波回路においてコヒーレントクロストークを原因として符号誤りが発生した場合でもこれを訂正して安定した通信が行えると共に、前記の符号誤りの問題を排除することで送受信装置の増数を可能とし大規模で多チャネルのフルメッシュ型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置を構築することができる。
【００１８】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明を適用した光波長分割多重伝送ネットワーク装置の構成図である。図中の３１０〜３４０はＮ台の送受信装置（１，２，ｉ，Ｎ）、３１１〜３４１は各送受信装置３１０〜３４０にあって異なる波長（λ１〜λＮ）の光信号を受信可能なＮ個の受信回路、３１２〜３４２は各送受信装置３１０〜３４０にあって異なる波長（λ１〜λＮ）の光信号を送信可能なＮ個の送信回路、３１３〜３４３は各送受信装置３１０〜３４０にあって入力されたＷＤＭ光信号を波長毎に分波するための分波回路、３１４〜３４４は各送受信装置３１０〜３４０にあって各送信回路３１２〜３４２からの光信号を合波するための合波回路である。
【００２０】
また、３５０はＮ×ＮのＡＷＧ型合分波回路、３６１，３６２は送受信装置３１０とＡＷＧ型合分波回路３５０とを接続する光ファイバ、３７１，３７２は送受信装置３２０とＡＷＧ型合分波回路３５０とを接続する光ファイバ、３８１，３８２は送受信装置３３０とＡＷＧ型合分波回路３５０とを接続する光ファイバ、３９１，３９２は送受信装置３４０とＡＷＧ型合分波回路３５０とを接続する光ファイバである。
【００２１】
この光波長分割多重伝送ネットワーク装置が、図２に示した従来の光波長分割多重伝送ネットワーク装置と異なるところは、各送受信装置３１０〜３４０に設けられたＮ個の送信回路３１２〜３４２それぞれが光信号（λ１〜λＮ）にエラー訂正信号を付加する機能を有する点と、各送受信装置３１０〜３４０に設けられたＮ個の受信回路３１１〜３４１それぞれがエラー訂正信号付加の光信号（λ１〜λＮ）をエラー訂正情報に基づいて復号化する機能を有する点にある。以下これらの点を図６を引用して詳述する。
【００２２】
図６は、図５に示した光波長分割多重伝送ネットワーク装置における送受信装置３１０の詳細図である。図中の３１１はＮ個の受信回路、３１２はＮ個の送信回路、３１３は分波回路、３１４は合波回路、３６１，３６２は光ファイバであり、分波回路３１３と合波回路３１４には１×ＮのＡＷＧ型合分波回路が用いられている。
【００２３】
Ｎ個の送信回路３１２は、ＯＣ−４８（伝送速度２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ）の電気信号を発生する送信器３１２ａと、この送信器３１２ａからの電気信号をリードソロモン（２５５，２４１）符号を用いて２．６５４２０８Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号に符号化するエラー訂正符号化回路３１２ｂと、このエラー訂正符号化回路３１２ｂからの符号化された電気信号を直接変調等の手法により所定波長（λ１〜λＮ）の光信号に変換する半導体レーザダイオード等の電気／光変換回路３１２ｃとを備える。因みに、リードソロモン符号はブロック符号の一種で、複数ビット単位（例えばバイト単位）で誤り訂正を行うことが可能なエラー訂正符号である。
【００２４】
Ｎ個の送信回路３１２からの光信号は合波回路３１４で合波され光ファイバ３６２を通じてＡＷＧ型合分波回路３５０に伝送される。また、ＡＷＧ型合分波回路３５０から光ファイバ３６１を通じて分波回路３１３に入力されたＷＤＭ光信号は波長毎の光信号に分波されてＮ個の受信回路３１１に送り込まれる。
【００２５】
Ｎ個の受信回路３１１は、分波回路３１３からの波長毎の光信号を電気信号に変換するフォトダイオード等の光／電気変換回路３１１ａと、この光／電気変換回路３１１ａからの符号化された電気信号（伝送速度２．６５４２０８Ｇｂｉｔ／ｓ）をリードソロモン（２５５，２４１）符号を用いてＯＣ−４８（伝送速度２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ）の電気信号に復号化するエラー訂正復号化回路３１２ｂと、このエラー訂正復号化回路３１２ｂからの電気信号を受信する受信器３１１ｃとを備える。
【００２６】
図示を省略したが、送受信装置３１０以外の送受信装置３２０，３３０，３３０も前記送受信装置３１０と同様の構成を備える。
【００２７】
このように、前述の光波長分割多重伝送ネットワーク装置によれば、符号化によってエラー訂正信号を付加した光信号を送信する送信回路とエラー訂正信号付加の光信号をエラー訂正情報に基づいて復号化する受信回路を備えたものを送受信装置として用いているので、ＡＷＧ型合分波回路３５０においてコヒーレントクロストークを原因として符号誤りが発生した場合でもこれを訂正して安定した通信が行えると共に、前記の符号誤りの問題を排除することで送受信装置の増数を可能とし大規模で多チャネルのフルメッシュ型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置を構築することができる。
【００２８】
実験によると、前記のエラー訂正による受信感度の改善効果（ゲイン）は約５ｄＢであり、これをチャネル数の増加効果として換算すると約３．２倍に相当する。つまり、従来の光波長分割多重伝送ネットワーク装置の場合の最大チャネル数は文献（Ｋ．Ｎｏｇｕｃｈｉ，ＯＥＣＣ２００２，１０Ａ１−２，ｐｐ．７２−７３）によると１００程度であったことから、前述の光波長分割多重伝送ネットワーク装置にあってはチャネル数を３００程度まで増加させることが十分に可能である。
【００２９】
尚、前述の実施形態では、各送受信装置３１０〜３４０におけるＮ個の送信回路３１２〜３４２の全てに符号化によって光信号にエラー訂正信号を付加する符号化手段を設け、Ｎ個の受信回路３１１〜３４１の全てにエラー訂正信号付加の光信号をエラー訂正情報に基づいて復号化する復号化手段を設けたものを示したが、Ｎ個の送信回路３１２〜３４２の少なくとも１つに符号化によって光信号にエラー訂正信号を付加する符号化手段を設け、Ｎ個の受信回路３１１〜３４１のうち符号化手段を備える送信回路の送信相手に当たる少なくとも１つにエラー訂正信号付加の光信号をエラー訂正情報に基づいて復号化する復号化手段を設けるようにしても構わない。
【００３０】
要するに、前述の光波長分割多重伝送ネットワーク装置にあっては前記の符号化によって転送速度が増加しても光のまま信号の行き先をルーティングできるので、送受信装置の所定の送信回路のみに前記の符号化手段を設けてこの送信回路の送信相手に当たる他の送受信装置の所定の受信回路のみに前記の復号化手段を設けるようにすれば、符号化された光信号による通信と符号化されていない光信号による通信とが混在したネットワークを構築することもできる。
【００３１】
また、前述の実施形態では、リードソロモン（２５５，２４１）符号をエラー訂正符号として用いたものを示したが、他の符号、例えば、ハミング（Ｈａｍｍｉｎｇ）符号やＢＣＨ−１やＢＣＨ−２をエラー訂正符号として用いてもよい。
【００３２】
さらに、前述の実施形態では、ＯＣ−４８（伝送速度２．４８８３２Ｇｂｉｔ／ｓ）の信号を符号前及び復号後の元信号として用いたものを示したが、他の信号、例えば、ＯＣ−１９２（伝送速度９．９５３２８Ｇｂｉｔ／ｓ）の信号や４０Ｇｂｉｔ／ｓの信号を元信号として用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、アレイ導波路回折格子型合分波回路におけるコヒーレントクロストークによる符号誤りの問題を排除して送受信装置の増数を可能とした光波長分割多重伝送ネットワーク装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光波長分割多重伝送ネットワーク装置の概略図
【図２】図１に示した光波長分割多重伝送ネットワーク装置の構成図
【図３】図２に示した光波長分割多重伝送ネットワーク装置にあって８台の送受信装置を８×８のＡＷＧ型合分波回路に接続した場合における合分波回路の入出力関係の分波特性を示す図
【図４】ＡＷＧ型合分波回路におけるコヒーレントクロストークの影響を説明する図
【図５】本発明を適用した光波長分割多重伝送ネットワーク装置の構成図
【図６】図５に示した光波長分割多重伝送ネットワーク装置における送受信装置３１０の詳細図
【符号の説明】
３１０，３２０，３３０，３４０…送受信装置、３１１，３２１，３３１，３４１…受信回路、３１１ａ…光／電気変換回路、３１１ｂ…エラー訂正復号化回路、３１１ｃ…受信器、３１２，３２２，３３２，３４２…送信回路、３１２ａ…送信機、３１２ｂ…エラー訂正符号化回路、３１２ｃ…電気／光変換回路、３１３，３２３，３３３，３４３…分波回路、３１４，３２４，３３４，３４４…合波回路、３５０…ＡＷＧ型合分波回路、３６１，３６２，３７１，３７２，３８１，３８２，３９１，３９２。
【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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