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JP2630695B2 - 光通信方式 - Google Patents

光通信方式

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Publication number
JP2630695B2
JP2630695B2 JP3259318A JP25931891A JP2630695B2 JP 2630695 B2 JP2630695 B2 JP 2630695B2 JP 3259318 A JP3259318 A JP 3259318A JP 25931891 A JP25931891 A JP 25931891A JP 2630695 B2 JP2630695 B2 JP 2630695B2
Authority
JP
Japan
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optical
frequency
node
filter
nodes
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Application number
JP3259318A
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JPH05102928A (ja
Inventor
羽弘 鳥
須潔 野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH05102928A publication Critical patent/JPH05102928A/ja
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  • Optical Communication System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は中継伝送網や市内転送網
に利用する。特に、各ノード間相互のパスの割り当てに
関する。
【0002】
【従来の技術】図12は従来の光通信網の基本的な構成
例を示す。この従来例では、4個のノード121−1〜
121−4の間が、メッシュ状に配線された光ファイバ
により相互に接続される。光ファイバは、4個のノード
121−1〜121−4間にループ状に配線されたケー
ブル122内に収容される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、複数のノ
ードが互いに異なる光ファイバを用いて通信しようとす
ると、ノード間に配線されるファイバの本数はノードの
数が多くなるにつれて増加し、光ファイバ、ケーブルお
よびケーブルを収容する管路の輻輳を生じ、さらに、そ
のために光ファイバの保守や監視装置が複雑になる欠点
があった。
【0004】また、共通の光ファイバを用いて光周波数
多重を行うことも考えられるが、ノード数が多い場合に
は多重数が増加し、周波数の割り当てが複雑になる可能
性があった。
【0005】本発明は、このような課題を解決し、光波
長多重を利用してノード数が多い場合でも周波数割り当
てが容易な光通信方式を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の光通信方式は、
互いに異なる光周波数を使用して相互に通信を行う複数
n個のノードを備え、この複数n個のノードが共通の光
伝送路に接続された光通信方式において、それぞれのノ
ードには、周波数軸上で実質的に等間隔に配置された光
周波数から選択された連続すn個の周波数n個ごと
の周期の周波数とが割り当てられ、そのノードに割り当
てられた連続するn個の周波数とn個ごとの周期の周波
数との一方をそのノードの受信周波数として光伝送路か
ら分岐する手段と、そのノードに割り当てられた連続す
るn個の周波数とn個ごとの周期の周波数との他方を
のノードの送信周波数として光伝送路に送出する手段と
を備えたことを特徴とする。
【0007】分岐する手段または送出する手段には、n
個ごとの周期の光周波数を選択するため、1個または複
数個の長さの異なる2本の光路を2個の光方向性結合器
により結合したマッハ・ツェンダ形フィルタ、または多
重リング共振器を含むことが望ましい。
【0008】
【作用】リング状またはバス状の光伝送路に結合された
複数のノード間で通信をおこなうとき、各ノードの通信
回線それぞれに異なる光周波数(波長)を割り当てる。
その際、各ノードでの分岐および挿入について、周波数
軸上で隣合う信号群(以下「第一種周波数群」という)
と、一定周波数間隔で一定チャネル数おきに存在する信
号群(以下「第二種周波数群」という)とをそれぞれ一
つの単位として行う。
【0009】ここで、各ノードが第一種周波数群により
光信号を送信し、第二種周波数群により受信する場合に
ついて説明する。あるノード(これを「ノードA」とす
る)では、そのノードAに割り当てられた第一種周波数
群に含まれる光周波数を用いて、他のノードのそれぞれ
に光信号を送信する。ここで、第一種周波数群に含まれ
る光周波数はnあり、送信相手のノードはn−1であ
る。これは、自分宛ての第二種周波数群に含まれる光周
波数が、その第一種周波数群にも含まれているからであ
る。この周波数は、自分宛てとして監視用その他に利用
することもできるが、特に利用しなくてもよい。別のノ
ード(これをノード「B」とする)では、ノードAが送
信に用いた周波数群に隣接する第一種周波数群を用い
て、同じく他のノードのそれぞれに光信号を送信する。
このようにして、各ノードが互いに異なる第一種周波数
群を用いて信号を送信する。また、各ノードでは、他の
ノードからの複数の第一種周波数群から、所定の位置の
周波数を分岐して第二種周波数群として受信する。
【0010】第二種周波数群により光信号を送信し、第
一種周波数群により受信する場合も同様に考えることが
できる。
【0011】光周波数を分岐または送出するためにマッ
ハ・ツェンダ形フィルタを一段または多段に構成した光
回路やリング共振器を用いると、透過率に周期性がある
ため、効率よく第二種周波数群を分岐できる。また、こ
れらの光回路は光周波数の分解能も高く、光周波数を等
間隔で並べる場合に、周波数間隔を5GHz程度に設定
できる。したがって、波長1.5〜1.6μmの125
00GHzの帯域では2500チャネルまで許容でき
る。したがって、ノード間の通信回線それぞれに方向性
を含めて光周波数を割り当てるとすると、一本の光ファ
イバに50個のノードを接続できる。通信回線に一本ず
つ光ファイバを割り当てる従来の構成ではノード数を5
0とするために2500本の光ファイバが必要であり、
本発明により接続が非常に容易になることがわかる。
【0012】
【実施例】図1は本発明実施例の光通信網を示すブロッ
ク構成図である。この光通信網は、互いに異なる光周波
数を使用して相互に通信を行う複数4個のノード11−
1〜11−4が設けられている。ここで本実施例の特徴
とするところは、ノード11−1〜11−4が共通の光
伝送路12に接続され、それぞれには、周波数軸上で実
質的に等間隔に配置された光周波数から連続するn個の
周波数またはn個ごとの周期の周波数のいずれか一方を
光伝送路12から分岐し、光周波数から連続するn個の
周波数またはn個ごとの周期の周波数のいずれか他方を
光伝送路12に送出する光分岐挿入回路13を備えたこ
とにある。
【0013】図2は光分岐挿入回路13の一例を示すブ
ロック構成図である。この光分岐挿入回路13は、光信
号分岐用フィルタ21と、光信号挿入用フィルタ22と
により構成される。光信号分岐用フィルタ21は、ポー
トAに入力された光信号からそのノードに受信用として
割り当てられた光周波数fi 、fj 、fk …をポートB
に出力し、また、残りの光周波数をポートCを経由して
光信号挿入用フィルタ22のポートC′に接続する。光
信号挿入用フィルタ22のポートB′には、そのノード
に送信用として割り当てられた光周波数fp 、fq 、f
r …が入力され、それらが合波されてポートA′に出力
される。
【0014】図3は各ノード間を結ぶ通信回線への周波
数割り当てを示し、図4はその周波数配置を示す。
【0015】この周波数割り当てでは、例えばノード1
1−1から他のノードに送信する信号の光周波数をf1j
(j=2、3、4)とし、仮想的にf11を含めたうえで
一定周波数間隔Δfで隣合わせて並べ、これをF1 群と
する。同様に、f21〜f24をF2 群、f31〜f34をF3
群、f41〜f44をF4 群とし、これらを順に等間隔ΔF
で並べる。ただし、f11、f22、f33、f44は仮想的な
ものとする。各々のノードで隣合った光周波数を送信す
るので、光信号挿入用フィルタ22としては、図4に破
線で示すように広い透過領域を有するものを用いる。例
えば、干渉膜フィルタを使用できる。
【0016】この一方で、ノード11−1が他のノード
から受信する光周波数をfi1(i=2、3、4)とす
る。これらの周波数間隔はΔFで一定となる。このよう
な光周波数を分岐するには、光信号分岐用フィルタ21
として、図4に実線で示すような周期性をもつものを使
用する。
【0017】ここでは、周波数軸上で隣合った光周波数
を送信し、周期的に離れた光周波数を受信する場合につ
いて説明したが、その逆でも、光信号分岐用フィルタ2
1と光信号挿入用フィルタ22とを互いに逆の特性とす
ることにより同様に実施できる。
【0018】また、光周波数fiiは、i番目のノードか
ら送信され、リングを一周して自分自身に戻る信号であ
る。したがって、実際にはノード間の通信には使用され
ないが、リング網の切断、分岐や挿入用のフィルタの動
作状態の各ノード内でのモニタなど、監視用信号として
使用できる。
【0019】本実施例では、各ノード間を結合するパス
として1個ずつ光周波数を割り当てているが、複数の光
周波数を割り当てても本発明を同様に実施できる。ま
た、各ノードを光伝送路でリング状に結合した例につい
て説明したが、バス状に接続した通信網でも本発明を同
様に実施できる。さらに、光伝送路としては、一本の光
ファイバを用いるだけでもよいが、時計まわりと反時計
まわりとの二本の光ファイバを用いて伝送路の信頼性を
高めることが可能である。その場合には、二本の光ファ
イバの間の切替スイッチをノード毎に設けて、障害時耐
力を増すことが可能になる。
【0020】図5は光信号分岐用フィルタ21または光
信号挿入用フィルタ22として使用される周期的な透過
特性を有する光フィルタの一例を示し、図6はその透過
特性を示す。
【0021】この光フィルタは、非対称なマッハ・ツェ
ンダ干渉計の構造を有するフィルタ、すなわちマッハ・
ツェンダ形光フィルタであり、長さが異なる二つの光導
波路52、53を二つの光方向性結合器51、54で結
合した構造をもつ。一方の光導波路52にはCr薄膜ヒ
ータ55が設けられ、透過中心周波数を調整できる。
【0022】この光フィルタの透過特性は、周波数に対
して正弦波状になる。この光フィルタを例えば図2に示
した光信号分岐用フィルタ21として使用すると、ノー
ド数が「2」の通信網で周波数を分離できる。すなわ
ち、周波数間隔Δfの二つの周波数f12、f21につい
て、f12をノード「1」からノード「2」、f21をノー
ド「2」からノード「1」への通信回線に割り当てた場
合に、f21をノード「1」で分岐し、f12をノード
「2」で分岐するようにできる。
【0023】マッハ・ツェンダ形光フィルタの透過率周
期は光導波路長差とその屈折率とにより決定される。例
えば石英光導波路を用いると、光導波路長差ΔL=2c
mで周期2Δf=10GHzとなる。
【0024】図7は周期的な透過特性を有する光フィル
タの別の例を示し、図8はその透過特性を示す。
【0025】この光フィルタは、周期2Δfの二個のマ
ッハ・ツェンダ形光フィルタ71、73と、周期4Δf
の一個のマッハ・ツェンダ形光フィルタ72とにより構
成される。一般に、周期が二倍ずつ異なるm種類のマッ
ハ・ツェンダ形光フィルタを縦続に接続すると、フィル
タ全体の周期を2m-1 倍に拡張でき、通信網に接続でき
るノード数を2m にすることができる。
【0026】図7に示した光フィルタはm=2なので、
通信網には4個のノードを接続できる。このとき、光周
波数多重信号の周波数配置は、Fi 群内での周波数間隔
がΔf、Fi 群間の周波数間隔がΔF=8Δfとなるよ
うにする。多重された信号群Σfijがマッハ・ツェンダ
形光フィルタ71の入力端子であるポートAに入射する
と、このマッハ・ツェンダ形光フィルタ71は、それを
光周波数f12、f14、f24、f32、f34、f42と光周波
数f13、f21、f23、f31、f41、f43とに分割し、前
者をマッハ・ツェンダ形光フィルタ73に、後者をマッ
ハ・ツェンダ形光フィルタ72に出力する。マッハ・ツ
ェンダ形光フィルタ72は、入力された光周波数をさら
にf21、f31、f41とf13、f23、f43とに分割し、前
者をポートBに、後者をマッハ・ツェンダ形光フィルタ
73に出力する。マッハ・ツェンダ形光フィルタ73
は、二つの入力光を合波してポートCから光伝送路に出
力する。
【0027】図9は図7に示した光フィルタを用いた場
合の別の周波数配置を示す。
【0028】図7に示した光フィルタを用いる場合に
は、ΔFの値を4Δfの整数倍に設定すればよい。した
がって、上述したようにΔF=8Δfとすると、Fi
間に周波数の余裕ができる。そこで図9に示す周波数配
置では、F1 群とF2 群との間にf12′、f13′および
14′を含むF1 ′群、F2 群とF3 群との間に
21′、f23′およびf24′を含むF2 ′群、というよ
うに周波数群を配置し、各ノード間を結ぶパスに二つの
光周波数を割り当てることができる。また、同様の方法
により一つのパスに3以上の光周波数を割り当てること
もできる。
【0029】マッハ・ツェンダ形光フィルタとしては、
例えばオダ、タカトウ、トバおよびノス「ワイドバンド
・ガイデドウェイブ・ピリオディック・マルチ/デマル
チプレクサ・ウィズ・ア・リング・キャビティ・フォー
・オプティカルFDMトランスミッション・システム
ズ」、IEEEエレクトロニクス・レターズ第24巻第
4号第210頁から第212頁、1988年(K.Oda,
N.Takato, H.Toba and K.Nosu,"Wideband guided-wave
periodic multi/demultiplexer with a ring cavity fo
r optical FDM transmission systems", IEEE Electron
ics Letters, Vol.24, No.4, pp.210-212, 1988)に示
されたようなリング導波路付きのものを用いることもで
きる。
【0030】図10は周期的な透過特性を有する光フィ
ルタとしてリング共振器を用いた例を示し、図11はそ
の透過特性と周波数配置を示す。
【0031】リング共振器101は、リング状の光導波
路が共振器として動作し、特定の周期の光周波数のみを
選択的に分岐できる。図10に示した例ではノード数が
「4」であり、リング共振器101は、光周波数f11
13、f14、f21、f23、f24、f31、f32、f34、f
41、f42、f43から、そのリングの共振周波数であるf
21、f31およびf41を分岐する。分岐される光周波数に
ついては、リング上に設けられた位相調整器103によ
り調整できる。
【0032】リング共振器の透過幅を一定としてFSR
を拡大すれば、多重する光周波数の数を増加させること
ができ、通信網に接続されるノード数をさらに増大させ
ることができる。
【0033】光フィルタの周期を拡大するため、例えば
織田、高戸、小湊、鳥羽、「導波路形2重リング共振
器」、昭和63年電子情報通信学会全国大会予稿集、B
−667に示されたような多重リング共振器構造を用い
ることもできる。また、光フィルタとして、入力部に光
サーキュレータを付加したファブリ・ペロー干渉計を使
用することもできる。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光通信方
式は、ノード間を接続する回線のそれぞれに光周波数を
割り当てることにより、共通の光伝送路で各ノードをメ
ッシュ状に接続できる。また、光分岐挿入回路として透
過特性が周波数に対して周期性をもつ光フィルタを使用
すると、ノードの数が光フィルタ何周期分を使用するか
によって決定できる。また、周期が二倍ずつ異なるマッ
ハ・ツェンダ形光フィルタや、リング共振器を用いるこ
とにより、高密度の周波数多重が可能となり、使用する
光ファイバの数を増やすことなく、ノード数を多くとれ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の光通信網を示すブロック構成
図。
【図2】光分岐挿入回路の一例を示すブロック構成図。
【図3】各ノード間を結ぶ通信回線への周波数割り当て
を示す図。
【図4】その周波数配置を示す図。
【図5】周期的な透過特性を有する光フィルタの一例を
示す図。
【図6】その透過特性例を示す図。
【図7】周期的な透過特性を有する光フィルタの別の例
を示す図。
【図8】その透過特性を示す図。
【図9】別の周波数配置を示す図。
【図10】周期的な透過特性を有する光フィルタとして
リング共振器を用いた例を示す図。
【図11】その透過特性と周波数配置を示す図。
【図12】従来の光通信網の基本的な構成例を示す図。
【符号の説明】
11−1〜11−4、121−1〜121−4 ノード 12 光伝送路 13 光分岐挿入回路 21 光信号分岐用フィルタ 22 光信号挿入用フィルタ 51、54 光方向性結合器 52、53 光導波路 55 Cr薄膜ヒータ 71、72、73 マッハ・ツェンダ形光フィルタ 101 リング共振器 103 位相調整器 122 ケーブル

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに異なる光周波数を使用して相互に
    通信を行う複数n個のノードを備え、 この複数n個のノードが共通の光伝送路に接続された
    通信方式において、 それぞれのノードには、周波数軸上で実質的に等間隔に配置された光周波数から
    選択された連続するn個の周波数とn個ごとの周期の周
    波数とが割り当てられ、 そのノードに割り当てられた連続するn個の周波数とn
    個ごとの周期の周波数との 一方をそのノードの受信周波
    数として前記光伝送路から分岐する手段と、そのノードに割り当てられた連続するn個の周波数とn
    個ごとの周期の周波数との 他方をそのノードの送信周波
    として前記光伝送路に送出する手段とを備えたことを
    特徴とする光通信方式。
  2. 【請求項2】 それぞれのノードには互いに異なる受信
    周波数および送信周波数が割り当てられた請求項1記載
    の光通信方式。
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JPH10112700A (ja) * 1996-10-04 1998-04-28 Nec Corp リング構成の波長分割多重光伝送装置
EP1081880B1 (en) * 1998-03-24 2009-05-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Wdm transmission repeater, wdm transmission system and wdm transmission method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0256130A (ja) * 1988-08-22 1990-02-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光環状網

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