(57)【要約】【解決手段】  １つの光ネットワークが、１つの所定のチャンネル波長が１つのネットワーク内の１つのファイバ上のいずれかの方向で動作できるように動的に構成されてもよい。よって、ネットワークプロバイダは、当該ネットワークリンクのトラフィック特性に従って帯域を提供することができる。チャンネルの所望の方向に依存して、１つのファイバのいずれかの側の複数の送受信器モジュールが送信モードから受信モードに切り替えられてもよい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの光ネットワーク送受信器であって、
１つの送信データストリームを入力する１つの入力ポートと、
１つの受信データストリームを出力する１つの出力ポートと、
１つの送信チャンネルを生成する１つのレーザと、
前記送信チャンネルを前記送信データで変調して、１つのファイバ上を１つの送信モードで送信する１つの変調器と、
１つの入力チャンネルを１つの受信モードで受信する１つの受信器であって、前記送信チャンネルおよび前記受信チャンネルは、１つの同一の波長を有する、受信器と、
前記送信モードと、前記受信モードとの間を選択する１つの選択回路とを備える光ネットワーク送受信器。
【請求項２】
１つの電界吸収型変調器（ＥＡＭ）が、前記変調器と、前記受信器との両方を含むことを特徴とする請求項１の光ネットワーク送受信器。
【請求項３】
前記選択回路は、１つの制限増幅器／変調器ドライバ（ＬＩＡ）上に１つの選択スイッチを備えることを特徴とする請求項２に記載の光ネットワーク送受信器。
【請求項４】
複数の前記レーザが１つのブロックとして構成され、複数の前記ＥＡＭが１つのブロックとして構成され、複数の前記ＬＩＡが１つのブロックとして構成されることを特徴とする請求項３に記載の光ネットワーク送受信器。
【請求項５】
前記複数のブロックは、リン化インジウム（ＩｎＰ）によって作られることを特徴とする請求項４に記載の光ネットワーク送受信器。
【請求項６】
１つの非対称光ネットワークであって、
１つの第１の端部と１つの第２の端部とを有する１つの光ファイバネットワークと、
１つの割り当てられたチャンネル波長で動作する、前記第１の端部にある少なくとも１つの第１の送受信器モジュールと、
前記割り当てられたチャンネル波長と同一の波長で動作する、前記第２の端部にある少なくとも１つの第２の送受信器モジュールと、
前記チャンネル波長を、前記第１の端部と、前記第２の端部との間でいずれかの方向に動作させる、前記第１および第２の送受信器モジュール内の複数のスイッチとを備える非対称光ネットワーク。
【請求項７】
前記第１の端部にある複数の前記第１の送受信器モジュールであって、それぞれが１つの割り当てられた波長で動作する、複数の前記第１の送受信器モジュールと、
前記第２の端部にある複数の前記第２の送受信器モジュールであって、それぞれが前記複数の第１の送受信器モジュールのうちの１つに対応する１つの割り当てられた波長で動作する、複数の前記第２の送受信器モジュールとをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の非対称光ネットワーク。
【請求項８】
前記光ファイバと、前記複数の第１の送受信器モジュールとの間にある１つの第１のアレイ導波路（ＡＷＧ）と、
前記光ファイバと、前記複数の第２の送受信器モジュールとの間にある１つの第２のアレイ導波路（ＡＷＧ）とをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の非対称光ネットワーク。
【請求項９】
各前記複数の送受信器モジュール内に１つの電界吸収型変調器（ＥＡＭ）をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の非対称光ネットワーク。
【請求項１０】
前記ＥＡＭは、１つの変調器と、１つの受信器との両方を備えることを特徴とする請求項９に記載の非対称光ネットワーク。
【請求項１１】
前記複数のスイッチは、各前記複数の送受信器モジュール内の１つの制限増幅器／変調器ドライバ（ＬＩＡ）上に１つの選択スイッチを備えることを特徴とする請求項７に記載の１つの非対称光ネットワーク。
【請求項１２】
各前記複数の送受信器モジュールは、
前記割り当てられたチャンネル波長を生成する１つのレーザと、
送信モードにおいて、前記割り当てられたチャンネル波長をデータで変調して、１つのファイバ上を送信し、受信モードにおいて、１つの入力チャンネルを受信する、１つの電界吸収型変調器（ＥＡＭ）と、
前記複数のスイッチを備える制限増幅器／変調器ドライバ（ＬＩＡ）とを備えることを特徴とする請求項７に記載の非対称光ネットワーク。
【請求項１３】
複数の前記レーザが１つのブロックとして構成され、複数の前記ＥＡＭが１つのブロックとして構成され、複数の前記ＬＩＡが１つのブロックとして構成されることを特徴とする請求項１２に記載の非対称光ネットワーク。
【請求項１４】
前記複数のブロックは、リン化インジウム（ＩｎＰ）によって作られることを特徴とする請求項１３に記載の非対称光ネットワーク。
【請求項１５】
１つの光ネットワークにおけるトラフィックフローの方向を調整するための１つの方法であって、
１つの特定のチャンネル波長で動作する１つの送受信器モードを提供することと、
送信モードにおいて、
１つの出力ポートを非選択することと、
１つの入力ポートを選択して、１つのデータストリームを入力することと、
前記変調されたチャンネル波長を１つのファイバ上に送信することと、
受信モードにおいて、
前記入力ポートを非選択することと、
前記特定の波長上で変調された前記ファイバからの１つの受信信号を復調して、１つの受信データストリームを生成することと、
前記出力ポートを選択することと、
前記受信データストリームを出力することとを含む方法。
【請求項１６】
前記変調および前記復調は、１つの電界吸収型変調器（ＥＡＭ）によって行われることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記光ファイバの１つの第１の端部上に、それぞれが１つの異なるチャンネル波長で動作する第１の複数の前記受信器モジュールを提供することと、
前記光ファイバの１つの第２の端部上に、それぞれが対応するチャンネル波長で動作する第２の複数の前記受信器モジュールを提供することと、
複数の対応する送受信器モジュールを送信モードまたは受信モードに切り替えて、前記光ファイバ上の各方向に動作するチャンネル波長数を調整することをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
複数の前記変調されたチャンネル波長を、前記ファイバ上を送信する前に多重化することと、
前記複数の受信信号を、復調前に多重分離化することとをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
複数の送受信器モジュール内の複数の同様の構成要素を複数のブロックとして作成することをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数のブロックは、リン化インジウム（ＩｎＰ）によって作られることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願の一実施形態は、光ネットワークに関し、より具体的には、１つの特定のチャンネルの方向が、トラフィック要求によｔ依存して動的に割り当てられるよう構成可能な光ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野は、光ファイバ、送信器、受信器、変調器、および増幅器を用いる通信であり、成熟かつ費用効果が一層高まってきている。加えて、１つの光ファイバ上の帯域に対する要求の高まりに対処するために、波長分割多重（ＷＤＭ）として知られる一技術の導入が必要になってきている。
【０００３】
ＷＤＭ技術には、２つの基本的な形式が付随する。これらには、低密度ＷＤＭ（ＣＷＤＭ）と、高密度ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）とが含まれる。両方とも、光領域で作用し、電子領域での周波数分割多重に酷似している。１つの単一レーザ（すなわち、単一の色または波長）を用いて１つの光ファイバネットワークに渡って通信を行う代わりに、ＷＤＭは、いくつかの互いに異なる波長を用いて、各色を１つの異なるデータ信号で変調して、従って１つの単一ファイバの容量を同時に搬送可能な色またはチャンネル数だけ増加させることによって、１つの単一光ファイバの容量を増加させる。
【０００４】
１つの単一ファイバによって搬送される色の数を増加させることによって、チャンネル数、従ってファイバの帯域を増加させる。しかしながら、容量を増加させる従来の方法は、複数の送信「対」を提供することを含み、各対は、１つの送信用パスまたは波長と、もう１つの受信用パスまたは波長を備える。ある応用では、これは理想的な供給方法ではない場合があり、なぜなら、これは、各方向のトラフィックをほぼ等しくなるように制限するからである。
【０００５】
図１を参照して、左から右へのチャンネル数と、右から左へのチャンネル数は固定されており、１つの割り当てられた方向のままであることがわかる。特に、図１は、第１の方向（すなわち、左から右）にファイバを下る２つの色（λ１およびλ２）と、第２の逆の方向（すなわち、右から左）にファイバを下る２つの色（λ３およびλ４）を有する４つの波長（色）チャンネルの１つの通信ファイバを示す。
【０００６】
図１の左側では、１つのレーザドライバ１０が、１つのデータストリーム１２を変調して、１つのレーザ１４を駆動して、波長λ１を有する１つのビームを発生させる。同様に、ビームλ２が発生される。これらのビームは、例えば１つのアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）１６を用いて波長分割多重されて、１つの多重化されたビームとし、１つのファイバ１８を進む。通信チャンネル１８の右側にある１つの同様のＡＷＧ２０が、当該ビームを個別の波長（λ１およびλ２）に復調し、これらはそれぞれの光検出器２２によって受信され、それぞれの増幅器２４によって増幅されて、元のデータストリームに１２を出力する。データチャンネルλ３およびλ４が、右から左へ逆に進む以外は同様に作用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の設計に対する欠点の一つは、１つの特定のチャンネルが進む方向が固定されていることである。これは、１つの非対称トラフィック特性が保証されていると元のネットワーク設計者が予期しない限り、通常の実施には各方向に同数のチャンネル（波長）数を割り当てることを要することを意味する。しかしながら、局地的なトラフィック状況または事情により、例えば、左から右への方向よりも右から左への方向に対してより多くのトラフィックを搬送できるように、複数のノード間に１つの非対称パスを提供することが望ましいことがある。
【０００８】
１つの非対称ネットワークが求められる１つの実際的な理由は、ワールドワイドウェブ（ＷＷＷ）から１つの音楽ファイルまたは画像ファイルのダウンロードする場合であって、歌（題名、アーティスト、ＵＲＬなど）を要求するデータがダウンロードされるデータ自体よりも何倍も小さい場合を考慮することによって、実証されるだろう。この帯域に対する非対称の要求の効果として、ネットワークプロバイダは、典型的には、下流パスの複数の要求に合わせるために複数の上流パスを過剰に提供する。
【０００９】
１つの光ファイバ上のいずれかの方向への非対称かつプログラム可能な帯域を動的に許容する必要性があろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
各波長（チャンネル）が１つのネットワーク内の１つのファイバ上をいずれかの方向に動作するように動的に構成できるようにＷＤＭ技術を実施する装置および方法を説明する。これは、ネットワークプロバイダが当該ネットワークリンクのトラフィック特性に従って帯域を提供できるという利点がある。さらに、複数のチャンネルを再割り当てまたは再方向付けして、１つの障害チャンネルによって以前に搬送されたトラフィックを搬送できるようにすることによって、時には設備の重複と称される設備の「節約」をある程度許容するように用いられてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図２を参照して、各チャンネルについて、１つの特定のチャンネルを送信または受信のいずれかを行うように構成しうる１つのプログラム可能なブロック２１０を提供してもよい。各プログラム可能なブロック２１０は、１つの入力ポート２１２および１つの出力ポート２１４と、１組の増幅器２１６および２１８とを含む。増幅器２１６および２１８は、プログラム可能なブロック２１０が送信モードまたは受信モードであるかどうかによって、各増幅器２１６または２１８を作動または禁止するために用いられるであろう選択スイッチ２１９および２２１を備える。
【００１２】
１つのデータ送信器として作用するように構成される場合は、１つの入力データストリーム２２０（ＤａｔａＴＸ）が入力ポート２１２に供給される。送信スイッチ２２１が選択されて、データを送信し、受信スイッチ２１９が非選択されて、出力ポート２１４を無効にする。送信スイッチ２２１が選択される場合には、１つのレーザ２２２が同様に許可されて、特定のチャンネルの周波数、この場合はλ１でレイジングを開始する。データストリームは、増幅器２１６を通過し、１つの変調器２２４に供給されて、レーザ２２２からのビームλ１を変調する。
【００１３】
図示のように、１つの電界吸収型変調器（ＥＡＭ）２２４を用いてビームを変調してもよい。ＥＡＭは、一般的に、１つの導波路コアと、１つの導波路クラッドとを含む。ＥＡＭ２２４は、送信されているデータストリーム２２０に従って変化する１つの印加電圧に応答して、レーザ２２２によって導波路に出射された光を変調する。当然ながら、これは本願に適した一変調手法に過ぎない。他の変調手法が用いられてもよく、これもまた本発明の範囲内であることが理解されうる。ＥＡＭ２２４からの変調されたビームは、複数の他のチャンネル（例えば、λ１〜λ４）で、例えば１つのアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）２３０によって多重化される。その後、変調された複数のチャンネルは、ＡＷＧ２３０の出力から１つのネットワークファイバ２３２上を送信される。
【００１４】
１つの受信器として作用するように構成される場合は、１つの信号がファイバ２３２から受信され、当該信号は、複数の他のそのようなチャンネルによって多重化されてもよい。この場合、ＡＷＧ２３０は、複数のチャンネルを、例えばλ１に多重分離化して、それをλ１について指定されたプログラム可能なブロック２１０に送る。受信モードでは、送信スイッチ２２１が非選択されて、よって、入力ポート２１２を無効にすると共に、レーザ２２２を無効にする。受信スイッチ２１９が選択されて、よって、多重分離化された信号がＥＡＭ２２４および増幅器２１８を介して出力ポート２１４に進むのを許可する（ＤａｔａＲｘ）。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態に係るプログラム可能または「非対称」帯域割り当てを有する１つのファイバネットワークを示す。図示のように、複数のプログラム可能なブロックまたはノード２１０が、１つのファイバ２３２のいずれかの側に接続されていてもよい。複数の適切な「選択」ピンの極性に依存して、各ブロック２１０のＥＡＭ２２４は、１つの受信器または１つの変調器として作用する。選択が例えば「１」の場合、電力は変調器ドライバ増幅器２１６およびレーザ２２２に供給されてもよく、ＥＡＭ２２４は、１つの変調器として作用する。選択が「０」の場合、電力は受信増幅器２１８に供給されてもよく、ＥＡＭ２２４は、入力信号を検出するための１つの受信器として作用する。複数の選択極性を変更して各チャンネルを送信モードから受信モードに、および逆の場合も同様に、変更することによって、トラフィックフローを調整またはプログラムすることができる。したがって、潮汐特性（すなわち、右から左へ、そして左から右へ）を有するネットワークトラフィックを同一のチャンネルに容易に適応させることができる。
【００１６】
通常は、複数の光送受信器モジュールを製作するために行わなければならない光学的な位置合わせのための数多くの精密インターフェースがある。これらの位置合わせは、６つの自由度でサブミクロンの精度での位置合わせをすべきパッケージに対するファイバの入り口に始まり、サブマウント上の複数の他の構成要素と共にＡＷＧに至るまで、すべて同様に位置合わせされている。これは、非常に高価であり、時間がかかる。
【００１７】
この位置合わせ行為を削減するような方法の１つとして、位置合わせ手順の数を削減することが挙げられる。よって、複数の構成要素をモノリシックに製造することによって、例えば所望の数のチャンネル数に等しい数の変調器を１つの単一構成要素として製造することによって、光学的な位置合わせという問題を大幅に緩和する。そのような複数のモノリシックな構成要素を生産する実際的な一方法は、リン化インジウム（ＩｎＰ）製造手法を伴う。そのような手法は、ロナルド・カイザー他、「技術実現可能性と商業的成功との間にあるリン化インジウム上の光電子工学／フォトニック集積回路」、ＩＥＩＣＥ電子技術会報、Ｅ８５−Ｃ巻、第４番、２００２年４月に記載されているであろう。リン化インジウム（ＩｎＰ）製造に関連するマスキング処理に固有の位置決め精度により、１つのマルチチャンネル受信器、送信器、または送受信器を非常に経済的に製作することができる。
【００１８】
図４を参照して、本発明の一実施形態に係る１つの双方向「潮汐」送受信器モジュールを示す。図示のように、モジュールはコンパクトであり、構成要素は、複数のブロックとして製造されており、当該複数のブロックを１つのユニットとして並べることで位置合わせ工程の数を減少できるようにしている。特に、モジュールは、１つのサブマウント４０２上に位置する複数の同調レーザダイオード４００を備える。複数の電界吸収型変調器（ＥＡＭ）４０４が、複数のレーザ４００の前に並べられ、複数の制限増幅器／変調器ドライバ（ＬＩＡ）４０６が、複数のレーザ４００の後ろに並べられている。複数の結合線４１０が、ＬＩＡ４０６を複数のＥＡＭ４０４に接続して、受信モードの場合に、複数のＥＡＭ４０４からの複数の受信信号を複数のＬＩＡ４０６へ搬送する。１つのアレイ導波路（ＡＷＧ）４０８がＥＡＭ４０４の前に並べられ、複数の特定のチャンネルを１つのファイバ４１０へ多重化または多重分離化する。１つのフェルール４１６または他の好適なコネクタが、光ファイバ４１８を接続するのに用いられてもよい。
【００１９】
すべての構成要素は、複数の外部リード線４１４を有する１つのハウジング４１２内に入れられる。複数のリード線４１４には、各チャンネルの方向を指定するための選択スイッチ２１９および２２１（図２）を備えるものがある。送信モードでは、ＬＩＡ４０６は１つの変調器として作用する。受信モードでは、ＬＩＡ４０６は１つの受信器増幅器として作用する。複数のレーザ４００、複数のＥＡＭ４０４、および複数のＬＩＡ４０６は、例えばリン化インジウム技術を用いて、複数の単一ブロックとして製造されてもよい。各ブロックは、モジュールによって取り扱われるチャンネル数に対応する数の特定の構成要素数を含む。これにより、モジュールを組み立てるのに必要な位置合わせ工程を大幅に削減する。
【００２０】
本発明の複数の実施形態は、本明細書において具体的に例示および／または説明されている。しかしながら、本発明の複数の修正および複数の変形が、上記教示に含まれ、かつ本発明の精神および意図された範囲を逸脱することなく複数の添付クレームの範囲内にあることが理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】各方向に固定的なチャンネル割り当てを有する、１つの典型的な対称複数チャンネル光通信システムを示すブロック図であり、
【００２２】
【図２】本発明の一実施形態に係る、１つの非対称双方向構成を有する１つの複数チャンネル光通信システムの一方側のブロック図であり、
【００２３】
【図３】本発明の一実施形態に係る、１つの非対称双方向構成を有する１つの複数チャンネル光通信システムのブロック図であり、
【００２４】
【図４】本発明の一実施形態に係る、１つの双方向送受信器モジュールのブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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