JP4852260B2 - １心双方向波長多重伝送システム - Google Patents

Description

この発明は、波長多重技術を用いて１本の光伝送路で双方向伝送を行う１心双方向波長多重伝送システムに関するものである。

１心双方向波長多重伝送システムは１本の光ファイバの光伝送路で双方向通信が可能なため経済的に優れたシステムである。
従来、例えばポイント−マルチポイント接続型の１心双方向波長多重伝送システムが、特許文献１に開示されている。この従来の１心双方向波長多重伝送システムは、センター局内の波長多重伝送装置と光合分岐回路が１本の光ファイバで接続され、さらに光合分岐回路と複数の遠隔の光送受信装置が、受信波長に対応したＷＤＭフィルタを介してそれぞれ１本の光ファイバで接続された、いわゆるスター接続型のものである。上り信号と下り信号の波長配置としては、例えば第１の光送受信装置においては下り信号がλ１・上り信号がλ２、第２の光送受信装置においては下り信号がλ３・上り信号がλ４というように、上りと下りが交互になる波長配置が開示されている。

特開２００４−３６３９４８号公報（第１１頁、第６図）

特許文献１に開示された１心双方向波長多重伝送システムは、光合分岐回路の分岐数により、光送受信装置の増設が制限されるという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、１心双方向波長多重伝送システムにおいて、光送受信装置を柔軟に増設可能とすることを目的としている。

１心双方向波長多重伝送システムにおいて、光送信信号を波長多重した波長多重光送信信号を１心光ファイバ伝送路に送信するとともに、前記１心光ファイバ伝送路からの波長多重光受信信号を光受信信号に波長分離し、前記光送信信号の各波長に対する隣接波長の前記光受信信号を受信する波長多重伝送装置と、前記波長多重伝送装置で送信された前記波長多重光送信信号の一部の波長の前記光送信信号を受信するとともに、この光送信信号の各波長に対する隣接波長の前記光受信信号を前記波長多重伝送装置に送信する光送受信装置と、前記波長多重伝送装置または他の光分岐挿入装置に１心光ファイバ伝送路を介して接続されるとともに、前記光送受信装置に１心光ファイバ伝送路を介して接続された光分岐挿入装置であって、前記波長多重光送信信号の１つの波長の前記光送信信号を波長分離により分岐して前記光送受信装置に送出するとともに、この光送信信号の波長に対する隣接波長の前記光受信信号を前記光送受信装置から受けて前記波長多重光受信信号に波長多重により挿入する光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置と、を備え、複数の前記光分岐挿入装置が備えられたことによりトポロジーがバス型であり、前記光分岐挿入装置と前記光送受信装置間の１心光ファイバ伝送路に伝送路損失差を補償するような利得をもつ１心双方向伝送用光増幅器を挿入したものである。

この発明は、１心双方向波長多重伝送システムにおいて、光分岐挿入器の増設により光送受信装置を柔軟に増設することができる。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムは、波長多重伝送装置と光送受信装置を、隣接する２波長に対応する光分岐挿入器を有する複数の光分岐挿入装置を介してバス型のトポロジーで接続するようにしたので、光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置の増設により光送受信装置を柔軟に増設することができるものである。

図１は、この発明の実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図である。
図１において、１は１心光ファイバ伝送路としての伝送路であり、波長多重伝送装置２と光送受信装置４−１〜４−ｎ（ｎは１以上の整数）は、いわゆるバス型のトポロジーで伝送路１を介して接続されている。波長多重伝送装置２は光送受信器６−１〜６−ｎと波長多重分離器５から構成され、光分岐挿入装置３−１〜３−ｎはそれぞれ光分岐挿入器７−１〜７−ｎから構成され、光送受信装置４−１〜４−ｎはそれぞれ光送受信器８−１〜８−ｎと光合分波器９−１〜９−ｎから構成されている。

図１に示すように、本実施の形態では、波長数を２ｎ、光送受信装置４−ｉ（ｉは１からｎまでの整数）から波長多重伝送装置２への上り波長を奇数波長λ２ｉ−１、波長多重伝送装置２から光送受信装置４−ｉへの下り波長を偶数波長λ２ｉとし、多重伝送装置２に近い（伝送路損失が小さい）光送受信装置４−１よりλ１、λ２と短い波長を割り当てるという波長配置としている。この波長配置は例えば１．５μｍ帯に配置できる。ただし、これにより本発明の光送受信装置での波長配置が限定されるものではない。

次に動作について説明する。
まず、波長多重伝送装置２から光送受信装置４−１〜４−ｎへの下り信号としては、波長多重伝送装置２に具備される光送受信器６−１〜６−ｎからの光送信信号が波長多重分離器５により波長多重され、波長多重光送信信号として伝送路１に送出される。光分岐挿入装置３―ｉは波長多重光送信信号のうち波長λ２ｉの光送信信号を波長分離により分岐し、光送受信装置４−ｉへ送出する。光送受信装置４−ｉでは光合分波器９−ｉを介して光送受信器８−ｉで光送信信号（波長λ２ｉ）が受信される。

一方、光送受信装置４−ｉから波長多重伝送装置２への上り信号としては、光送受信装置４−ｉ内に具備される光送受信器８−ｉから送信された光受信信号（波長λ２ｉ−１）は光合分波器９−ｉを介して光分岐挿入装置３−ｉへ送出される。光分岐挿入装置３−ｉに具備される光分岐挿入器７−ｉにより他の光送受信装置４−ｉ＋１〜４−ｎから送出された波長多重光受信信号に光受信信号（波長λ２ｉ−１）が波長多重により挿入され、伝送路１へ送出される。波長多重伝送装置２では伝送路１からの波長多重光受信信号が波長多重分離器５により波長分離され、それぞれ光送受信器６−１〜６−ｎにより光受信信号が受信される。

ここで、この発明の実施の形態１による光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置を用いた構成によれば、例えばシステム建設当初は光分岐挿入装置３−１〜３−ｎ−１と光送受信装置４−１〜４−ｎ−１とから構成し、後から光分岐挿入装置３−ｎと光送受信装置４−ｎとを増設するようにすることができる。また、隣接する２波長に対応する光分岐挿入器を用い、短い波長から順に用いるようにしているので、増設波長の選択が容易である。このように、光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置の増設により光送受信装置を柔軟に増設することができる。これにより、システム建設当初は少ない部品・装置点数で経済的な構築が期待できる。さらに、波長多重伝送装置２の波長多重数を予め多く構成しておくか、あるいは増設可能に構成しておけば、より柔軟に光分岐挿入装置と光送受信装置とを増設することができる。

また、図２は、波長多重伝送装置２の波長多重分離器５で発生するクロストークについて説明するための説明図である。波長多重分離器５の波長間隔はλ、チャネル数は２ｎである。まず、クロストークの説明のため、波長多重分離器５に入力される波長多重光受信信号の各波長の光レベルは同じとする。自チャネルをｊ、自波長をλｊとすると他チャネルｋ（１〜２ｎのうちｊを除く）においてλｋの挿入損失と自チャネルｊでのλｋにおける挿入損失との差がチャネルｋからのクロストークとなる。一般に自波長λｊから離れるほど挿入損失差が大きく、すなわちクロストークが小さくなるため、クロストークは隣接チャネルからのクロストークが支配的となる。図２では、ｊ＝ｉの自チャネルに対するｋ＝ｉ＋１の隣接チャネルからのクロストークについて示している。

ここで、波長多重分離器５に入力される波長多重光の各波長のレベルが異なり、隣接チャネルｉ＋１の入力レベルが自チャネルｉのものより大きい場合にはその差分だけクロストークが大きくなる。例えば、図１に示したバス型の接続のトポロジーにおいては、もし仮に自チャネルｉを光送受信装置４−ｎからの上り信号、隣接チャネルｉ＋１を光送受信装置４−１からの上り信号と設定したと仮定すると、伝送路損失が異なることに起因する大きなレベル偏差が生じ、隣接チャネルｉ＋１からのクロストーク増大による自チャネルｉの伝送ペナルティ増加という問題が生じる。

これに対して、この発明の実施の形態１による波長配置によれば、波長多重分離器５の隣接チャネルの関係である隣接波長のλ２ｉ−１とλ２ｉが進行方向の異なる光受信信号と光送信信号（一方は上り信号、もう一方は下り信号）であり、進行方向の同じ光信号間の波長間隔を２λと大きくとれるため、波長多重分離器５により発生するクロストークを抑圧することができる。これにより、クロストークによる伝送ペナルティを抑圧することができ、伝送距離の延伸化が期待できる。

以上のように、この発明の実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムにおいては、光波長多重伝送装置と光送受信装置を、隣接する２波長に対応する光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置を介してバス型のトポロジーで接続するようにしている。これにより、光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置の増設により光送受信装置を柔軟に増設することができる。
また、この発明の実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムにおいては、１つの光送受信装置での上り信号と下り信号に隣接波長を配置するようにしている。これにより、隣接チャネルからのクロストークによる伝送ペナルティを抑圧することができる。

なお、実施の形態１においては、光送受信装置が隣接する２波長をもつ一対の上り信号と下り信号を送受信する例を示したが、光分岐挿入装置が複数の光分岐挿入器を有し、光送受信装置が複数の光送受信器等を有する構成とし、１台の光送受信装置が隣接する２波長をもつ複数の対の上り信号と下り信号を送受信するようにしても良く、同様の効果を奏する。また、光分岐挿入装置内で複数の光分岐挿入器を一体構成とすることもできる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１ではトポロジーとしてバス型を構成したが、実施の形態２は、光分岐挿入装置に複数の光分岐挿入器を具備することによりトポロジーとしてスター型を構成するようにしたものである。

図３は、この発明の実施の形態２による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図である。
図３において、光分岐挿入装置３はｎ台の光分岐挿入器７−１〜７−ｎを具備しており、トポロジーとしてスター型を構成する。なお、その他の構成は、図１に示す実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムの構成と同様である。

ここで、この発明の実施の形態２による光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置を用いた構成によれば、例えばシステム建設当初は光分岐挿入装器７−１〜７−ｎ−１と光送受信装置４−１〜４−ｎ−１とから構成し、後から光分岐挿入器７−ｎと光送受信装置４−ｎとを増設することができる。また、隣接する２波長に対応する光分岐挿入器を用い、短い波長から順に用いるようにしているので、増設波長の選択が容易である。このように、光分岐挿入器の増設により光送受信装置を柔軟に増設することができる。これにより、システム建設当初は少ない部品・装置点数で経済的な構築が期待できる。さらに、波長多重伝送装置２の波長多重数を予め多く構成しておくか、あるいは増設可能に構成しておけば、より柔軟に光分岐挿入装置と光送受信装置とを増設することができる。

また、波長多重分離器５の隣接チャネルは進行方向の異なる光信号としており、同じ進行方向の光信号間の波長間隔は少なくとも２λとなるため波長多重分離器５により発生するクロストークを抑圧することができ、伝送距離の延伸化が期待できる。

実施の形態３．
上述の実施の形態１、２では、波長多重伝送装置２の波長多重分離器５は波長間隔λ、波長数２ｎのものであるが、実施の形態３は、波長間隔２λ、波長数ｎの波長多重分離器と、波長λ２ｉ−１、λ２ｉの２波長を合分波する光合分波器とを具備するようにしたものである。

図４は、この発明の実施の形態３による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図である。
図４において、波長多重伝送装置２には波長間隔２λ、波長数ｎの波長多重分離器１０と、隣接する奇数波長（λ２ｉ−１）と偶数波長（λ２ｉ）を合分波する光合分波器１１−１〜１１−ｎとが具備されている。なお、その他の構成は、図１に示した実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムの構成と同様である。

波長多重光は波長多重分離器１０と隣接する２波長に対応する光合分波器１１−１〜１１−ｎにより合分波される。これにより、実施の形態１と同様に動作し、隣接する２波長に対応する光分岐挿入器を用い、光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置の増設により光送受信装置を柔軟に増設することができ、また、クロストークを抑圧することができる。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４による１心双方向波長多重伝送システムは、波長多重伝送装置および光送受信装置に具備される光合分波器と光送受信器を一体化するようにしたので、実施の形態３と同様な効果を得ることができ、さらに低コストかつ汎用性に優れたシステムを構築することができるものである。

図５は、この発明の実施の形態４による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図である。
図５において、波長多重伝送装置２に具備される送受一体型光送受信器１２−１〜１２−ｎと光送受信装置４−１〜４−ｎに具備される送受一体型光送受信器１３−１〜１３−ｎは、波長多重伝送装置２から光送受信装置４−１〜４−ｎへ伝送される下り信号と光送受信装置４−１〜４−ｎから波長多重伝送装置２へ伝送される上り信号とを合分波する光合分波器を内蔵する送受一体型モジュールである。なお、その他の構成は、図４に示した実施の形態３による１心双方向波長多重伝送システムの構成と同様である。これにより、実施の形態３と同様に動作して同様な効果を得ることができ、さらに一体化により低コストかつ汎用性に優れたシステムを構築することができる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５による１心双方向波長多重伝送システムは、波長多重伝送装置に具備される波長多重分離器入力で波長間光レベル偏差を抑圧するように光分岐挿入装置と光送受信装置間に適切な光減衰器を挿入することにより、さらにクロストークを抑圧することができるものである。

図６は、この発明の実施の形態５による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図である。
図６において、図１に示した実施の形態１と同様の構成に対して、光分岐挿入装置３−１〜３−ｎと光送受信装置４−１〜４−ｎの間に、伝送路損失差を補償するような適切な光減衰量をもつ光減衰器１４−１〜１４−ｎを挿入している。これにより、波長多重伝送装置２に具備される波長多重分離器５の入力で伝送路１からの波長多重光受信信号のレベル偏差が抑圧され、さらにクロストークを抑圧することができ、伝送距離の延伸化が期待できる。

実施の形態６．
上述の実施の形態５は、光分岐挿入装置と光送受信装置間に適切な光減衰器を挿入する構成であったが、実施の形態６は、光減衰器の代わりに一心双方向用光増幅器を挿入ようにしたものである。

図７は、この発明の実施の形態６による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図である。
図７において、図１に示した実施の形態１と同様の構成に対して、光分岐挿入装置３−１〜３−ｎと光送受信装置４−１〜４−ｎの間に、伝送路損失差を補償するような適切な利得をもつ１心双方向伝送用光増幅器１５−１〜１５−ｎを挿入している。これにより、波長多重伝送装置２に具備される波長多重分離器５の入力で伝送路１からの波長多重光受信信号のレベル偏差が抑圧される。これにより、実施の形態５と同様にクロストークを抑圧することができ、光増幅器の利得によるさらなる伝送距離の延伸化が期待できる。

実施の形態７．
上述の実施の形態１は光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置をバス型のトポロジーで接続する構成であったが、実施の形態７は、光分岐挿入器の代わりに光カプラを具備するようにしたものである。

図８は、この発明の実施の形態７による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図である。
図８において、図１に示した実施の形態１と同様の構成に対して、光分岐挿入装置の代わりに光カプラ１７−１〜１７−ｎをそれぞれ有する光合分波装置１６−１〜１６−ｎを備え、光送受信装置４−１〜４−ｎに光合分波器を追加している。

次に動作について説明する。
まず、波長多重伝送装置２から光送受信装置４−１〜４−ｎへの下り信号としては、波長多重伝送装置２に具備される光送受信器６−１〜６−ｎからの光送信信号が波長多重分離器５により波長多重され、波長多重光送信信号として伝送路１に送出される。光合分波装置１６―ｉ（ｉは１からｎまでの整数）は光カプラ１７−ｉによって波長多重光送信信号を分配し、光送受信装置４−ｉへ送出する。光送受信装置４−ｉでは光合分波器１８−ｉおよび光合分波器１９−ｉを介して光送受信器８−ｉで光送信信号（波長λ２ｉ）が受信される。

一方、光送受信装置４−ｉから波長多重伝送装置２への上り信号としては、光送受信装置４−ｉ内に具備される光送受信器８−ｉから送信された光受信信号（波長λ２ｉ−１）が光合分波器１８−ｉを介して光合分波装置１６−ｉへ送出される。光合分波装置１６−ｉに具備される光カプラ１７−ｉにより他の光送受信装置４−ｉ＋１〜４−ｎから送出された波長多重光受信信号と合成され、伝送路１へ送出される。波長多重伝送装置１では伝送路１からの波長多重光受信信号を波長多重分離器５により波長分離し、それぞれ光送受信器６−１〜６−ｎにより光受信信号が受信される。

以上のように、この発明の実施の形態７による１心双方向波長多重伝送システムにおいては、光波長多重伝送装置と光送受信装置を、光カプラを有する光合分波装置を介してバス型のトポロジーで接続するようにしている。これにより、光カプラを有する光合分波装置の増設により光送受信装置を柔軟に増設することができる。
また、この発明の実施の形態７による１心双方向波長多重伝送システムにおいては、１つの光送受信装置での上り信号と下り信号に隣接波長を配置するようにしている。これにより、隣接チャネルからのクロストークによる伝送ペナルティを抑圧することができる。

なお、上述の実施の形態７においては、光送受信装置が隣接する２波長をもつ一対の上り信号と下り信号を送受信する例を示したが、光送受信装置が複数の光送受信器等を有する構成とし、１台の光送受信装置が隣接する２波長をもつ複数の対の上り信号と下り信号を送受信するようにしても良く、同様の効果を奏する。

また、上述の実施の形態７において、上述の実施の形態３〜６に示したものと同様に、波長多重分離器、光送受信器、光合分波器、光減衰器、光増幅器などを変更または追加して構成するようにしても良く、同様の効果を奏する。

この発明の実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態１による１心双方向波長多重伝送システムを説明するための説明図 この発明の実施の形態２による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態３による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態４による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態５による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態６による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図 この発明の実施の形態７による１心双方向波長多重伝送システムを示す構成図

符号の説明

１ 伝送路
２ 波長多重伝送装置
３、３−１〜３−ｎ 光分岐挿入装置
４−１〜４−ｎ 光送受信装置
５、１０ 波長多重分離器
６−１〜６−ｎ、８−１〜８−ｎ、１２−１〜１２−ｎ、１３−１〜１３−ｎ 光送受信器
７−１〜７−ｎ 光分岐挿入器
９−１〜９−ｎ、１１−１〜１１−ｎ、１８−１〜１８−ｎ、１９−１〜１９−ｎ 光合分波器
１４−１〜１４−ｎ 光減衰器
１５−１〜１５−ｎ １心双方向伝送用光増幅器
１６−１〜１６−ｎ 光合分波装置
１７−１〜１７−ｎ 光カプラ

Claims (5)

1. 光送信信号を波長多重した波長多重光送信信号を１心光ファイバ伝送路に送信するとともに、前記１心光ファイバ伝送路からの波長多重光受信信号を光受信信号に波長分離し、前記光送信信号の各波長に対する隣接波長の前記光受信信号を受信する波長多重伝送装置と、
   前記波長多重伝送装置で送信された前記波長多重光送信信号の一部の波長の前記光送信信号を受信するとともに、この光送信信号の各波長に対する隣接波長の前記光受信信号を前記波長多重伝送装置に送信する光送受信装置と、
   前記波長多重伝送装置または他の光分岐挿入装置に１心光ファイバ伝送路を介して接続されるとともに、前記光送受信装置に１心光ファイバ伝送路を介して接続された光分岐挿入装置であって、前記波長多重光送信信号の１つの波長の前記光送信信号を波長分離により分岐して前記光送受信装置に送出するとともに、この光送信信号の波長に対する隣接波長の前記光受信信号を前記光送受信装置から受けて前記波長多重光受信信号に波長多重により挿入する光分岐挿入器を有する光分岐挿入装置と、を備え、
   複数の前記光分岐挿入装置が備えられたことによりトポロジーがバス型であり、
   前記光分岐挿入装置と前記光送受信装置間の１心光ファイバ伝送路に伝送路損失差を補償するような利得をもつ１心双方向伝送用光増幅器を挿入したことを特徴とする１心双方向波長多重伝送システム。
2. 前記波長多重伝送装置は、前記光送信信号とこの光送信信号の波長に対する隣接波長の前記光受信信号とをそれぞれ送受信する光送受信器と、前記光送信信号を前記波長多重光送信信号として波長多重するとともに前記波長多重光受信信号を前記光受信信号に波長分離する波長多重分離器とを有し、
   前記光送受信装置は、前記光送信信号とこの光送信信号の波長に対する隣接波長の前記光受信信号とをそれぞれ送受信する光送受信器と、前記光送信信号とこの波長に対する隣接波長の前記光受信信号とを合分波する光合分波器とを有することを特徴とする請求項１に記載の１心双方向波長多重伝送システム。
3. 前記波長多重伝送装置は、前記光送信信号とこの光送信信号の波長に対する隣接波長の前記光受信信号とをそれぞれ合分波する光合分波器とを有することを特徴とする請求項２に記載の１心双方向波長多重伝送システム。
4. 前記光送受信器は、前記光合分波器を内蔵する送受一体型モジュールであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の１心双方向波長多重伝送システム。
5. 光送信信号を波長多重した波長多重光送信信号を１心光ファイバ伝送路に送信するとともに、前記１心光ファイバ伝送路からの波長多重光受信信号を光受信信号に波長分離し、前記光送信信号の各波長に対する隣接波長の前記光受信信号を受信する波長多重伝送装置と、
   前記波長多重伝送装置で送信された前記波長多重光送信信号の一部の波長の前記光送信信号を受信するとともに、この光送信信号の各波長に対する隣接波長の前記光受信信号を前記波長多重伝送装置に送信する光送受信装置と、
   前記波長多重伝送装置または他の光合分波装置に１心光ファイバ伝送路を介して接続されるとともに、前記光送受信装置に１心光ファイバ伝送路を介して接続された光合分波装置であって、前記波長多重光送信信号を分配して前記光送受信装置に送出するとともに、前記光送受信装置からの前記光受信信号を受けて前記波長多重光受信信号に合成する光カプラを有する光合分波装置とを備え、
   前記光送受信装置は、前記光合分波装置で送出された前記波長多重光送信信号の１つの波長の前記光送信信号を波長分離するとともに、この光送信信号の波長に対する隣接波長の前記光受信信号を前記光合分波装置に送出する光合分波器を有し、
   複数の前記光合分波装置が備えられたことによりトポロジーがバス型であり、
   前記光合分波装置と前記光送受信装置間の１心光ファイバ伝送路に伝送路損失差を補償するような利得をもつ１心双方向伝送用光増幅器を挿入したことを特徴とする１心双方向波長多重伝送システム。

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