(57)【要約】【課題】波長ルータと各送受信装置とを結ぶ光ファイバの使用量を減らして、線路の運用、管理コストおよび装置コストを低減可能にする。【解決手段】波長ルーティング回路２０９ａの所定の入力ポートと出力ポートとを他の１本のポートに接続するＮ個の第１の光合流回路２１５と、光分波器２０７の入力ポートと光合波器２０８の出力ポートとを他の１本のポートに接続する第２の光合流回路２１４とを具備し、波長ルータ２０９および各送受信装置２０１〜２０４における他の１本のポート同士を１本の光ファイバ２１０〜２１３で接続する。【選択図】            図１
2004297558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ本（Ｎは複数）の接続ポートを備えた波長ルータと、波長ルータの所定の接続ポートと光学的に接続されたＭ台（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）の送受信装置とから構成されるスター型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置であって、
前記波長ルータは、
前記接続ポートとなるＮ本の入力ポートとＮ本の出力ポートを備えた波長ルーティング回路と、
波長ルーティング回路の所定の入力ポートと出力ポートとを他の１本のポートに接続するＮ個の第１の光合流回路とを備え、
前記送受信装置は、
自身の入力ポートに入力された波長多重された光信号をＭ波長に分波し、分波した光信号をＭ本の出力ポートから出力する光分波器と、
光分波器からのＭ波長の光信号をＭ本の入力ポートに受信する受信回路と、
Ｍ波長の光信号をＭ本の出力ポートから送信する送信回路と、
送信回路のＭ本の出力ポートから出力されたＭ波長の光信号を合波し、自身の出力ポートから波長多重信号として送出する光合波器と、
前記光分波器の入力ポートと前記光合波器の出力ポートとを他の１本のポートに接続する第２の光合流回路とを具備し、
前記波長ルータ、光分波器、光合波器の透過帯域が温度変動による波長シフト幅以上であって、かつ前記透過帯域の中心波長をＩＴＵ−Ｔグリッド波長より長波長側にずらし、
かつ、前記波長ルータおよび前記各送受信装置における前記他の１本のポート同士を１本の光ファイバで接続した
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】
前記第１の光合流回路が光サーキュレータまたは光カプラで構成される
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】
前記第２の光合流回路がサーキュレータまたは光カプラで構成される
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４】
前記光合波器、光分波器の透過帯域の中心波長をあらかじめ長波長側にシフトさせている
ことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の光波長分割多重伝送ネットワーク装置。
【請求項５】
光波長分割多重伝送ネットワーク装置内で複数の送受信装置に光学的に接続される接続ポートを持った波長ルータであって、
透過帯域が温度変動による半導体レーザの発振波長シフト幅以上とされ、かつ前記透過帯域の中心波長がＩＴＵ−Ｔグリッド波長より長波長側にずらされる
ことを特徴とする波長ルータ。
【請求項６】
光波長分割多重伝送ネットワーク装置内で複数の送受信装置に光学的に接続される接続ポートを持った波長ルータであって、
前記接続ポートとなるＮ本の入力ポートとＮ本の出力ポートを備えた波長ルーティング回路と、
波長ルーティング回路の所定の入力ポートと出力ポートとを、他の１本のポートに接続するＮ個の光合流回路とを備えた
ことを特徴とする波長ルータ。
【請求項７】
自身の入力ポートに入力された波長多重された光信号をＭ波長に分波し、分波した光信号をＭ本の出力ポートから出力する光分波器と、
光分波器からのＭ波長の光信号をＭ本の入力ポートに受信する受信回路と、
Ｍ波長の光信号をＭ本の出力ポートから送信する送信回路と、
送信回路のＭ本の出力ポートから出力されたＭ波長の光信号を合波し、自身の出力ポートから波長多重信号として送出する光合波器と、
前記光分波器の入力ポートと前記光合波器の出力ポートとを他の１本のポートに接続する光合流回路とを備えた
ことを特徴とする送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波長分割多重された複数の光信号を複数の送受信装置間において伝送する光波長分割多重伝送ネットワーク装置、波長ルータおよび送受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の光信号を異なる光周波数に割り当てて、これらを１本の光ファイバで伝送するものに光波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムがある。この光波長分割多重伝送システムは、伝送容量を大幅に増大するだけでなく、波長自体に信号の行き先情報を割り当てる波長アドレッシングが可能である。さらに、Ｎ個の送受信装置を、周期的な入出力関係の分波特性を有する波長ルータを中心としてこれに配置接続するものに、スター型の光波長分割多重伝送ネットワークシステムがある。この光波長分割多重伝送システムでは、Ｎ波長の光信号を用いるだけで、送受信装置間を相互接続するＮ×Ｎの信号路を独立にフルメッシュ接続することが可能なネットワーク装置を実現できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、このような従来の光波長分割多重伝送ネットワーク装置を示す概略図である。図中、符号４０１〜４０７は波長多重信号λ１〜λＮを相互に送受信する送受信装置、４０８はＮ個の入出力ポートを持ち、周期的な入出力関係の分波特性を有するＮ×Ｎ波長ルータである。この波長ルータ４０８として例えばアレイ導波路回折格子型合分波回路（ＡＷＧ）が用いられている。ここで、波長ルータ４０８と各送受信装置４０１〜４０７とはそれぞれ上りと下りの２本ずつの光ファイバで相互に接続されている。
【０００４】
このような従来の光波長分割多重ネットワーク装置では、例えば送受信装置４０１から一方の光ファイバを介して送信された所定波長の光信号が、波長ルータ４０８の入力ポートに導かれる。波長ルータ４０８はこの光信号を波長に応じてスイッチし、出力ポートから例えば送受信装置４０２へ送信する。一方、この送受信装置４０２から送信された返信信号は波長ルータ４０８および他方の光ファイバを経由して送受信装置４０１に送られる。また、送受信装置４０１から送信された別の波長の光信号は、対応する例えば他の送受信装置４０３、４０５などへ自動的に配信される。
【０００５】
図５は、図４に示す光波長分割多重伝送ネットワーク装置の具体的なブロック図である。同図において、５０１〜５０４は送受信装置、５０５は波長多重信号λ１〜λＮを受信する受信回路、５０６は波長多重信号λ１〜λＮを送信する送信回路、５０７は１本の光ファイバに波長多重された波長多重信号を分波するための光分波器、５０８は送信回路５０６からの波長の異なる複数の光信号を１本の光ファイバに合波するための光合波器である。
【０００６】
また、符号５０９は波長ルータ（ＡＷＧ）、５１０〜５１３は送受信装置５０１〜５０４と波長ルータ５０９の入出力ポートとを光学的に接続する光ファイバである。なお、送受信装置５０２〜５０４の構成は送受信装置５０１と同じである。前記のように１台ごとの送受信装置５０１〜５０４と波長ルータ５０９とは上りと下りを合わせて、それぞれ２本ずつの光ファイバ５１０〜５１３によって接続されている。
【０００７】
このネットワーク装置では、例えば送受信装置５０１の送信回路５０６から出力された異なる波長の光信号を光合波器５０８で合波し、これを波長多重信号として１本の光ファイバ５１０を通して波長ルータ５０９へ送信する。一方、波長ルータ５０９を介して、他方の例えば送受信装置５０４から送信された波長多重信号が、別の１本の光ファイバ５１０を通して送受信装置５０１へ送られる。この送受信装置５０１ではその波長多重信号を光分波器５０７で分波し、各波長の信号を受信回路５０５で受信する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２０１１１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の光波長分割多重伝送ネットワーク装置では、波長ルータと送受信ノードの接続には上りと下りの２本の光ファイバを用いているため、ノード数（送受信装置数）Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）のネットワークを構築する場合、２Ｍ本の光ファイバを用意する必要があり、光ファイバの使用量および管理コストがネットワークの運用コストを高めてしまうという問題があった。
【００１０】
また、光波長を管理するために、半導体レーザや、波長ルータ、光合波器、光分波器に素子温度管理のための温度センサや温度調整機構を備える必要があり、従って装置コストを高めてしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、波長ルータと複数の送受信装置とをそれぞれ１本ずつの光ファイバで接続した場合でも、光信号のやりとりを行えるようにし、これにより線路の運用、管理コストおよび装置コストを低減できる光波長分割多重ネットワーク装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明にかかる光波長分割多重伝送ネットワーク装置は、Ｎ本（Ｎは複数）の接続ポートを備えた波長ルータと、波長ルータの所定の接続ポートと光学的に接続されたＭ台（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）の送受信装置とから構成されるスター型の光波長分割多重伝送ネットワーク装置であって、前記波長ルータは、前記接続ポートとなるＮ本の入力ポートとＮ本の出力ポートを備えた波長ルーティング回路と、波長ルーティング回路の所定の入力ポートと出力ポートとを他の１本のポートに接続するＮ個の第１の光合流回路とを備え、前記送受信装置は、自身の入力ポートに入力された波長多重された光信号をＭ波長に分波し、この分波した光信号をＭ本の出力ポートから出力する光分波器と、光分波器からのＭ波長の光信号をＭ本の入力ポートに受信する受信回路と、Ｍ波長の光信号をＭ本の出力ポートから送信する送信回路と、送信回路のＭ本の出力ポートから出力されたＭ波長の光信号を合波し、自身の出力ポートから波長多重信号として送出する光合波器と、前記光分波器の入力ポートと前記光合波器の出力ポートとを他の１本のポートに接続する第２の光合流回路とを具備し、前記波長ルータ、光分波器、光合波器の透過帯域が温度変動による波長シフト幅以上であって、かつ前記透過帯域の中心波長をＩＴＵ−Ｔグリッド波長より長波長側にずらし、かつ、前記波長ルータを前記各送受信装置における前記他の１本のポートに１本の光ファイバで接続したことを特徴とする。
【００１３】
これにより、第１の光合流回路では、送受信装置からの合波された波長多重信号を１本の光ファイバを介して波長ルータに取り込み、波長ルータからの波長多重信号をその１本の光ファイバを介して送受信装置へ送出することができる。また、第２の光合流回路では、波長ルータからの波長多重信号を前記１本の光ファイバを介して光分波器へ取り込み、光合波器から送出された波長多重信号をその１本の光ファイバを介して波長ルータへ送出できる。従って、光ファイバの使用数を従来の２本から１本に半減することができる。また、前記透過帯域の中心波長を長波長側にずらせることにより、温度制御装置や波長安定化制御部などを必要としない安価な光波長分割多重伝送ネットワークシステムを構築することができる。
【００１４】
また、請求項２の発明にかかる光波長分割多重伝送ネットワーク装置は、前記第１の光合流回路が光サーキュレータまたは光カプラで構成されることを特徴とする。これにより、損失を低く抑えながら、複数の送受信装置と波長ルータとの間の光信号の伝送を、少ない光ファイバの使用数で安価に実現できる。
【００１５】
また、請求項３の発明にかかる光波長分割多重伝送ネットワーク装置は、前記第２の光合流回路が光サーキュレータまたは光カプラで構成されることを特徴とする。これにより、損失を低く抑えながら、複数の送受信装置と波長ルータとの間の光信号の伝送を、少ない光ファイバの使用数で安価に実現できる。
【００１６】
また、請求項４の発明にかかる光波長分割多重伝送ネットワーク装置は、前記光合波器、光分波器の透過帯域の中心波長をあらかじめ長波長側にシフトさせていることを特徴とする。これにより、送信回路等の温度変動およびこれ以外の条件下で発生する波長シフトをカバーすることができ、所期の波長ルーティング機能を保持できる。
【００１７】
また、請求項５の発明にかかる波長ルータは、光波長分割多重伝送ネットワーク装置内で複数の送受信装置に光学的に接続される接続ポートを持った波長ルータであって、透過帯域が温度変動による半導体レーザの発振波長シフト幅以上とされ、かつ前記透過帯域の中心波長がＩＴＵ−Ｔグリッド波長より長波長側にずらされることを特徴とする。これにより、送信回路の温度変化に伴う発振波長の波長シフトをカバーすることができ、従って所期の波長ルーティング機能を安定に保持することができる。
【００１８】
また、請求項６の発明にかかる波長ルータは、光波長分割多重伝送ネットワーク装置内で複数の送受信装置に光学的に接続される接続ポートを持った波長ルータであって、前記接続ポートとなるＮ本の入力ポートとＮ本の出力ポートを備えた波長ルーティング回路と、波長ルーティング回路の所定の入力ポートと出力ポートとを、他の１本のポートに接続するＮ個の光合流回路と、を備えたことを特徴とする。これにより、Ｎ本の入力ポートおよび出力ポートを持つ波長ルーティング回路ごとに１つの光合流回路を付加するのみで、１本の光ファイバにて各一の送受信装置との間の波長多重信号の送受信を安価に実現できる。
【００１９】
また、請求項７の発明にかかる送受信装置は、自身の入力ポートに入力された波長多重された光信号をＭ波長に分波し、この分波した光信号をＭ本の出力ポートから出力する光分波器と、光分波器からのＭ波長の光信号をＭ本の入力ポートに受信する受信回路と、Ｍ波長の光信号をＭ本の出力ポートから送信する送信回路と、送信回路のＭ本の出力ポートから出力されたＭ波長の光信号を合波し、自身の出力ポートから波長多重信号として送出する光合波器と、前記光分波器の入力ポートと前記光合波器の出力ポートとを他の１本のポートに接続する光合流回路と、を備えたことを特徴とする。これにより、送受信装置は１本の光ファイバを用いて、受波器および送波器を通じ波長ルータとの波長多重信号の送受信を安価に実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。
【００２１】
図１は、本発明の光波長分割多重伝送ネットワーク装置を示す概略図である。図中、符号１０１〜１０７は波長多重信号λ１〜λＮを送受信する送受信装置、１０８はＮ本の入出力ポートを持ち、周期的な入出力関係の分波特性を有するＮ×Ｎ波長ルータである。この実施の形態では波長ルータ１０８としてアレイ導波路回折格子型分波回路（ＡＷＧ）を用いている。ここで、図１は図４に示した従来例と違って、送受信装置１０１〜１０７と波長ルータ１０８との間は１本ずつの光ファイバで接続されている。
【００２２】
図２は、本発明にかかる光波長分割多重伝送ネットワーク装置の実施の形態を具体的に示すブロック図である。図中、符号２０１〜２０４は送受信装置、２０５は波長多重信号λ１〜λＮを受信する受信回路、２０６は波長多重信号λ１〜λＮを送信する送信回路である。
【００２３】
また、符号２０８は波長の異なる複数の光信号を１本の光ファイバに合波するための光合波器、２０７は１本の光ファイバからの波長多重された波長多重信号を分波するための光分波器、２０９は送受信装置２０１〜２０４を相互に接続する波長ルータ、２０９ａは波長ルータ２０９内の波長ルーティング回路、２１０〜２１３は送受信装置２０１〜２０４と波長ルータ２０９とを光学的に接続する光ファイバ、２１４、２１５は光合流回路としての３ポートの光サーキュレータである。本実施の形態では、波長ルータ２０９としては、例えばＮ×Ｎアレイ導波路回折格子型合分波回路（ＡＷＧ）が用いられる。なお、送受信装置２０２〜２０４の構成は、送受信装置２０１と同様である。
【００２４】
ここで、各送受信装置２０１〜２０４において、光分波器５０７の入力ポートと光合波器５０８の出力ポートと光ファイバとが光サーキュレータ２１４の３つのポートに、光合波器５０８からの出力が光ファイバに入力され、光ファイバからの出力が光分波器５０７に入力されるように接続される。また、波長ルータ２０９において、波長ルーティング回路２０９ａの各番目の入力ポート及び出力ポートと１本の光ファイバとが各光サーキュレータ２１５の３つのポートに、光ファイバからの出力が波長ルーティング回路２０９ａに入力され、波長ルーティング回路２０９ａからの出力が光ファイバに入力されるように接続される。
【００２５】
この実施の形態では、送受信装置２０１〜２０４のそれぞれと波長ルータ２０９とを接続する光ファイバはそれぞれ１本である。従って、光ファイバの使用量を大幅に低減でき、光波長分割多重伝送装置および光通信サービスを廉価に提供できる。
【００２６】
このような光波長分割多重伝送ネットワーク装置において、例えば送受信装置２０１の送信回路２０６から出力された異なる波長の光信号は光合波器２０８で合波され、波長多重信号として光サーキュレータ２１４および１本の光ファイバ２１０を通して波長ルータ２０９へ送信される。この１本の光ファイバ２１０を通して波長ルータ２０９へ送信された波長多重信号は、光サーキュレータ２１５を介して波長ルーティング回路２０９ａの、例えば１番目の入力ポートへ送られ、波長毎に各出力ポートへ出力される。
【００２７】
一方、他の送受信装置から波長ルータ２０９へ送信され、その波長によって波長ルーティング回路２０９ａの１番目の出力ポートへ出力され、波長多重された光信号は前記光サーキュレータ２１５を介して、送信時にも共用される前記１本の光ファイバ２１０を通して送受信装置２０１へ送られる。送受信装置２０１ではこの波長多重信号を光サーキュレータ２１４を通して光分波器２０７で分波し、各波長の信号を受信回路２０５で受信する。
【００２８】
図３は、本実施の形態の動作を説明するための説明図である。温度制御機構の無いＣＷＤＭ用半導体レーザは、一般に、２０ｎｍ間隔のＩＴＵ−Ｔグリッド波長に対し、一定の波長ばらつきを持つ状態で製造検査されて出荷される。図３ではその波長ばらつきを±２ｎｍとした。ところが、実際の使用状態では、これら半導体レーザを駆動回路と共に装置に組み込み、信号を入力して動作状態にするため、ドライバ回路や半導体レーザに数十〜数百ｍＡの電流を流す。
【００２９】
その結果、素子温度が１０〜１５℃程度上昇し、半導体レーザの発振波長は１〜１．５ｎｍ長波長側にシフトする。さらに、装置の設置環境温度が５０℃まで上昇した場合、素子温度は６５℃程度まで上昇するため、レーザの発振波長は、初期波長のばらつきを考慮すると、最大６ｎｍ長波長側にシフトすることがわかる。同様に、装置の設置環境温度が０℃程度まで下降した場合、半導体レーザの発振波長は最大３ｎｍ短波長側にシフトする。
【００３０】
従って、図３に示すように、光分波器２０７、光合波器２０８や波長ルータ２０９の透過帯域の中心波長を長波長側に１ｎｍずらし、透過帯域幅を９ｎｍ以上に設定することで、波長シフトをカバーできる。その結果、装置の設置場所の環境温度が０〜５０℃の間で変化し、半導体レーザの発振波長がシフトしても、波長ルータ１０９において波長ルーティング機能を保持することが可能になる。なお、本実施の形態では、光合流回路として光サーキュレータを用いたが、光カプラを用いても同様の効果が得られる。
【００３１】
この結果、従来実施されてきた半導体レーザの温度制御のための温度センサや温度制御素子を用意する必要がなくなり、温度変動を許容しながら透過帯域幅を必要最低限に抑えられるとともに、装置コストの低減を図ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば波長ルーティング回路の所定の入力ポートと出力ポートとを他の１本のポートに接続するＮ個の第１の光合流回路と、送受信装置の光分波器の入力ポートと光分波器の出力ポートとを別の１本のポートに接続する第２の光合流回路とを設けることで、第１の光合流回路では、送受信装置からの合波された波長多重信号を、上りと下りで共通の１本の光ファイバを介して波長ルータに取り込み、波長ルータからの波長多重信号をその１本の光ファイバを介して送受信装置へ送出することができる。一方、第２の光合流回路では、波長ルータからの波長多重信号を前記１本の光ファイバを介して光分波器へ取り込み、光合波器から送出された波長多重信号をその１本の光ファイバを介して波長ルータへ送出することができる。従って、波長ルータと各一の送受信装置とを結ぶ光ファイバの使用数（配線数）を従来の２本から１本に減らすことができ、装置コストを低減することができる。また、前記波長ルータ、光分波器、光合波器の透過帯域の中心波長を長波長側にずらせることで、従来は半導体レーザの温度変化による発振波長のシフト防止のために用いられた温度制御装置や波長安定化制御部などを省略でき、結果として安価な光波長分割多重伝送ネットワークシステムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による光波長分割多重伝送ネットワーク装置の概略を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態による光波長分割多重伝送ネットワーク装置の具体例を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態の動作を示す動作説明図
【図４】従来の波長分割多重伝送ネットワーク装置の概略を示すブロック図
【図５】図４の波長分割多重伝送ネットワーク装置を示すブロック図
【符号の説明】
１０１〜１０７：送受信装置、１０８：波長ルータ、２０１〜２０４：送受信回路、２０５：受信回路、２０６：送信回路、２０７：光分波器、２０８：光合波器、２０９：波長ルータ、２０９ａ：波長ルーティング回路、２１０〜２１３：光ファイバ、２１４，２１５：サーキュレータ（光合流回路）。
【図１】
2004297558.tif 000003
【図２】
2004297558.tif 000004
【図３】
2004297558.tif 000005
【図４】
2004297558.tif 000006
【図５】
2004297558.tif 000007