JP4084076B2 - 光伝送システムおよびそこで用いられる光送信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムおよびそこで用いられる光送信装置に関し、より特定的には、広波長帯域の光信号を光増幅して伝送し、複数の出力ポートに同時に分配する光伝送システムおよびそこで用いられる光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広帯域の光信号を光増幅して、複数の受信器に同時に分配する光伝送システムが開発されている。図８を参照して、従来の上記光伝送システムの構成を示したブロック図について説明する。図８において、従来の光伝送システムは、光送信部１、光増幅部２と、伝送部３、波長ルータ４、およびｎ個（ｎは自然数）の光受信部５−１〜ｎを備えている。
【０００３】
当該光伝送システムにおいて、光送信部１は、広帯域光源等を光源とした広波長帯域の光信号を光増幅器２に出力する。そして、光増幅部２は、光送信部１から出力された広波長帯域の光信号を増幅して伝送部３に出力する。伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された光信号を波長ルータ４まで伝送する。波長ルータ４は、複数の出力ポートを有し、入力された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる出力ポートから光信号を分波して出力する機能を有しており、伝送部３を介して光増幅部２から出力された広波長帯域の光信号を複数の出力ポートに同時に分配して出力する。上記波長ルータ４の複数の出力ポートには、それぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４を透過して出力された光信号を電気信号に変換する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光伝送システムにおいて、光増幅部２は、光送信部１からの入力パワーが増大すると、光増幅部２からの出力パワーが飽和し利得が減少する性質を有している。したがって、上述したように光送信部１からの出力スペクトルが広波長帯域に広がっている場合、光増幅部２における上記入力パワーが大きくなるため、光増幅部２での利得が効率良く取れないという問題があった。また、従来の光伝送システムが、複数の波長を有する他の光信号と多重して伝送する場合、光送信部１の出力スペクトルは、波長帯域が広いため多重する他の光信号の波長帯域にも存在し、多重する他の光信号に影響を与えるという問題があった。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、広波長帯域の光信号を光増幅して伝送し、複数の出力ポートに同時に分配する光伝送システムにおいて、光増幅部の利得を効率良く利用し、さらに、複数の波長を有する光信号と多重して使用した場合においても、クロストークを抑えることができる構成を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、送信部から送信された光信号を波長ルータにおいて波長に応じて複数の出力ポートに分配して複数の受信部で受信する光伝送システムであって、
波長ルータは、複数の出力ポートにそれぞれ設定された固有の設定波長に応じて、光信号のうち当該出力ポートの設定波長および当該設定波長を基準として所定の波長間隔毎に現れる周期波長に対応する信号を各出力ポートに出力する周期分波特性を有し、
送信部は、
広波長帯域を有し、複数の受信部に共通して送信される共通送信信号で変調された広帯域光信号を出力する広帯域光送信部と、
広帯域光送信部から出力された広帯域光信号を入力し、各出力ポートの設定波長から波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長を含み各出力ポートの他の周期波長および設定波長は含まない帯域の所定帯域光信号のみを透過させて出力する光フィルタと、
各出力ポートの設定波長と等しい波長を有する光を、それぞれ対応する出力ポートの出力信号を受信する受信部に送信するデータ信号で変調して多重した多重光信号を出力する多重光信号送信部と、
多重光信号と所定帯域光信号とを合波して光信号を出力する合波部とを備える。
【０００７】
第１の発明によれば、光フィルタを広帯域光送信部の後に挿入して、広波長帯域の光信号から所定の波長帯域の所定帯域光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを低減することが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光フィルタが透過する波長帯域は、各出力ポートの設定波長から波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長を含み、かつ他の周期波長や設定波長を含まないため、所定帯域光信号および多重光信号による互いのクロストーク等の影響を防止することができる。
【０００８】
第２の発明は、
送信部から送信された光信号を波長ルータにおいて波長に応じて複数の出力ポートに分配して複数の受信部で受信する光伝送システムであって、
波長ルータは、複数の出力ポートにそれぞれ設定された固有の設定波長に応じて、光信号のうち当該出力ポートの設定波長および当該設定波長を基準として所定の波長間隔毎に現れる周期波長に対応する信号を各出力ポートに出力する周期分波特性を有し、
送信部は、
広波長帯域を有し、複数の受信部に共通して送信される共通送信信号で変調された広帯域光信号を出力する広帯域光送信部と、
広帯域光送信部から出力された広帯域光信号を入力し、各出力ポートの設定波長を含み各出力ポートの周期波長は含まない帯域の所定帯域光信号のみを透過させて出力する光フィルタと、
各出力ポートの設定波長から波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長と等しい波長を有する光を、それぞれ対応する出力ポートの出力信号を受信する受信部に送信するデータ信号で変調して多重した多重光信号を出力する多重光信号送信部と、
多重光信号と所定帯域光信号とを合波して光信号を出力する合波部とを備える。
【０００９】
第２の発明によれば、光フィルタを広帯域光送信部の後に挿入して、広波長帯域の光信号から所定の波長帯域の所定帯域光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを低減することが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光フィルタが透過する波長帯域は、設定波長を含み、かつ周期波長を含まないため、所定帯域光信号および多重光信号による互いのクロストーク等の影響を防止することができる。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
広帯域光送信部は、広波長帯域を有する広帯域光を出力する広帯域光源と、広帯域光を共通送信信号で変調して広帯域光信号を出力する広帯域光変調部とを含む。
【００１２】
第４の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
広帯域光送信部は、広波長帯域を有する広帯域光を出力する広帯域光源を共通送信信号で直接変調して広帯域光信号を出力する。
【００１４】
第５の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
共通送信信号は、データ信号に対応したタイミング情報を示すクロック信号である。
【００１５】
第５の発明によれば、タイミング情報を示すクロック信号を、波長ルータの全ての出力ポートから分配して出力することができる。
【００１６】
第６の発明は、第４または第５の発明に従属する発明であって、
多重光信号送信部は、時系列に波長を切り替えて多重光信号を出力する。
【００１７】
第６の発明によれば、所望の出力ポートに対して、それぞれの波長に応じて多重光信号に含まれる各光信号を時系列に切り替えて出力することによって、多重光信号を該出力ポートのみに時系列的に送信することができる。
【００１８】
第７の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
多重光信号送信部は、複数の波長の光を同時に出力して多重光信号を出力する。
【００１９】
第７の発明によれば、所望の複数の出力ポートに対して、多重光信号に含まれる波長の異なった各光信号を同時に出力することによって、多重光信号を該複数の出力ポートに同時に送信することができる。
【００２６】
第８の発明は、第３あるいは第４の発明に従属する発明であって、
広帯域光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００２７】
第９の発明は、第３あるいは第４の発明に従属する発明であって、
広帯域光源は、増幅された自然放出光（ＡＳＥ）である。
【００２８】
第１０の発明は、第３あるいは第４の発明に従属する発明であって、
広帯域光源は、超放射ダイオード（ＳＬＤ）である。
【００２９】
第８〜第１０の発明によれば、広帯域光送信部が出力する広波長帯域の光信号の光源を、容易に構成することができる。
【００３０】
第１１の発明は、第１あるいは第２の発明に従属する発明であって、
波長ルータは、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）によって構成される。
【００３１】
第１１の発明によれば、波長ルータの分波機能を容易に構成することができる。
【００３２】
第１２の発明は、第１あるいは第２の発明に従属する発明であって、複数の受信部は、それぞれ複数の出力ポートのいずれかに接続され、当該出力ポートからの出力信号を電気信号に変換する。
【００３３】
第１２の発明によれば、送信部から送信された光信号を電気信号に変換して、様々な用途に利用することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムについて説明する。なお、図１は、当該光伝送システムの構成を示すブロック図である。図１において、当該光伝送システムは、送信部１００および受信部２００との間を光増幅部２、伝送部３、および波長ルータ４が接続している。送信部１００は、広帯域光送信部１０および光フィルタ２０を備えており、広帯域光送信部１０は、広帯域光源１１および広帯域光変調部１２を含んでいる。また、受信部２００は、ｎ個（ｎは自然数）の光受信部５−１〜ｎを備えている。なお、上述した従来の技術と同一のブロックについては、同一の参照符号を用いている。
【００３９】
当該光伝送システムの送信部１００において、広帯域光送信部１０は、広帯域光源１１が広波長帯域の光を広帯域光変調部１２に出力し、広帯域光変調部１２が広帯域光源１１から出力された光を受信部２００に伝送する光信号に変調し光フィルタ２０に出力する。この広帯域光源１１は、一般的に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：増幅された自然放出光）、またはＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｏｄｅ：超放射ダイオード）で構成される。光フィルタ２０は、広帯域光送信部１０から出力された広波長帯域の光信号の内、所定の波長帯域の光信号のみ透過させ、光増幅部２に出力する。なお、光フィルタ２０が透過させる光信号の波長帯域の詳細については、後述する。
【００４０】
光増幅部２は、光フィルタ２０を透過して出力された上記波長帯域の光信号を増幅して伝送部３に出力する。つまり、光増幅部２から伝送部３へは、広帯域光変調部１２で変調された広波長帯域の光信号の内、光フィルタ２０を透過可能な波長帯域の光信号が光増幅部２で増幅されて伝送される。
【００４１】
当該光伝送システムの伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された上記光信号を、波長ルータ４まで伝送する。
【００４２】
波長ルータ４は、複数の出力ポートを有し、伝送された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる出力ポート（以下、分波チャネルｃｈとする）から光信号を分波して出力する機能を有している。この波長ルータ４は、一般的に、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ：アレイ導波路格子）で構成される。したがって、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記光信号を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波波長に基づいて分配することによって、透過した光信号を複数の分波チャネルｃｈに同時に分配して出力する。この波長ルータ４が分波する光信号の波長の詳細については、後述する。上記波長ルータ４の複数の分波チャネルｃｈには、受信部２００に設けられたそれぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４を透過して出力された光信号を電気信号に変換する。
【００４３】
次に、図２を参照して、当該光伝送システムが伝送する光信号の波長について説明する。なお、図２は光フィルタ２０の透過波長帯域および波長ルータ４の分波波長帯域の波長特性を示す概略図である。
【００４４】
図２において、上述したように波長ルータ４は、分波チャネルｃｈ１〜ｎに接続されたｎ個の光受信部５−１〜ｎに対して、受信した光信号の波長に応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈ１〜ｎから光信号を分波して出力する（図２における波長ルータ分波波長特性Ｒｃ）。この波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎのそれぞれの分波波長（以下、分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎ）が全て含まれる波長帯域を、波長ルータ４の分波波長帯域とする。光フィルタ２０の透過波長帯域は、上記波長ルータ４の分波波長帯域と同じあるいは含むように設定される（図２における光フィルタ透過特性Ｆｃ）。このように光フィルタ２０の透過波長帯域を設定することによって、光増幅部２へ出力する光信号の波長帯域を限定するため、上記光信号の入力パワーが減少して光増幅部２の出力パワーの飽和を防止することができ、利得を効率よく取ることができる。また、光フィルタ２０で限定された光信号の波長帯域は、受信する波長ルータ４の分波波長帯域と同じあるいは含んでおり、波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎに対するそれぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに影響を与えない。
【００４５】
ところで、波長ルータ４は、一般的に上記分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、入力した光信号を分波する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、分波チャネル波長λｃｈの光信号に加えて周期波長λｃｈｔの光信号も分波されて出力される。この周期波長λｃｈｔは、次の式で表される。
λｃｈｔm＝λｃｈ＋ｍ＊λｔ
ここで、波長λｔは、同一分波チャネルｃｈに対して周期的に現れる周期波長λｃｈｔの波長間隔であり、ｍは、０以外の整数である。例えば、分波チャネルｃｈ１の分波チャネル波長λｃｈ１に対して、周期波長λｃｈ１ｔmは、長波長側に
λｃｈ１ｔ1＝λｃｈ１＋λｔ
λｃｈ１ｔ2＝λｃｈ１＋２λｔ
λｃｈ１ｔ3＝λｃｈ１＋３λｔ・・・
のように現れ、短波長側に
λｃｈ１ｔ-1＝λｃｈ１−λｔ
λｃｈ１ｔ-2＝λｃｈ１−２λｔ
λｃｈ１ｔ-3＝λｃｈ１−３λｔ・・・
のように現れる。
【００４６】
上述した波長ルータ４の分波波長特性Ｒｃは、分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに対して、同一分波チャネルｃｈ毎に波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔが現れる。なお、図２では、説明を簡単にするために分波チャネルｃｈ１における分波チャネル波長λｃｈ１に対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ-1およびλｃｈ１ｔ1のみを示している。光フィルタ２０の透過波長帯域は、いずれの上記波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まない、すなわち上記波長ルータ４の同一分波チャネルｃｈ毎の波長間隔λｔより狭い範囲設定される（図２における光フィルタ透過特性Ｆｃ）。このように光フィルタ２０の透過波長帯域を設定することによって、波長ルータ４の分波チャネルｃｈに接続された光受信部５−１〜ｎには、それぞれの分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに基づいて分配された光信号のみが出力される。つまり、光受信部５−１〜ｎには、波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号が透過して出力されないため、周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００４７】
このように、第１の実施形態に係る光伝送システムでは、光フィルタの透過波長帯域が、波長ルータの分波波長帯域と同じあるいは含むように設定され、かつ波長ルータの周期波長を含まない、すなわち波長ルータの同一分波チャネル毎の周期的な分波の波長間隔より狭い範囲設定される。このような光フィルタを光送信部の後に挿入して、広波長帯域の光信号から必要な波長帯域幅の光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを最小限に押さえることが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光受信部には、波長ルータの同一分波チャネル毎に周期的に現れる周期波長の光信号が透過して出力されないため、上記周期波長の光信号によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、電気信号の変調を広帯域光変調部１２で行っているが、広帯域光源１１を直接変調してもかまわない。
【００４９】
（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムについて説明する。なお、図３は、当該光伝送システムの構成を示すブロック図である。図３において、当該光伝送システムは、第１の実施形態で説明した光伝送システムに対して、波長多重光送信部３０および合波部４０を追加し、透過波長帯域を変更した光フィルタ２１を設けて送信部１１０にしたものであり、他の機能ブロックは第１の実施形態と同様である。なお、第２の実施形態に係る光伝送システムの説明では、第１の実施形態に係る光伝送システムと同様の機能ブロックについては、同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５０】
当該光伝送システムの送信部１１０において、波長多重光送信部３０は、波長可変光源３１および波長多重光変調部３２を含んでいる。波長可変光源３１は、互いに異なる波長λｃｈ１〜ｎ（すなわち、波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎ）の光を所定の時間間隔で切り替えて波長多重光変調部３２に出力する。波長多重光変調部３２は、波長可変光源３１から出力された波長λｃｈ１〜ｎの光に応じて、電気信号Ｅ１〜ｎでデータ光信号に変調および多重して合波部４０に出力する。合波部４０は、光フィルタ２１および光増幅部２の間に設けられており、光フィルタ２１および波長多重光変調部３２からの光信号を合波して、光増幅部２に出力する。
【００５１】
光フィルタ２１は、広帯域光送信部１０から出力された広波長帯域の光信号の内、所定の波長帯域の光信号のみ透過させ、光増幅部２に出力する。ここで、図４を参照して、光フィルタ２１の透過特性Ｆｃについて説明する。
【００５２】
図４において、上述したように波長ルータ４は、複数の分波チャネルｃｈに接続されたｎ個の光受信部５−１〜ｎに対して、伝送された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈ１〜ｎから光信号を分波して出力する（図４における波長ルータ分波波長特性Ｒｃ）。この波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎのそれぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎが全て含まれる波長帯域を、波長ルータ４の分波波長帯域とする。
【００５３】
また、波長ルータ４は、上述したように、上記分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、伝送された光信号を分波する機能を有している。
【００５４】
上述した波長ルータ４の分波波長特性Ｒｃは、分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに対して、同一分波チャネルｃｈ毎に波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔが現れる。なお、図４では、説明を簡単にするために分波チャネルｃｈ１における分波チャネル波長λｃｈ１に対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ-1およびλｃｈ１ｔ1、および分波チャネルｃｈｎにおける分波チャネル波長λｃｈｎに対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈｎｔ-1のみを示している。
【００５５】
光フィルタ２１の透過波長帯域は、上記波長ルータ４の同一分波チャネルｃｈ毎の波長間隔λｔを有した１周期分の上記周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように設定する。図４で示す光フィルタ２１の透過特性Ｆｃは、波長ルータ４の分波波長帯域に対して、短波長側に１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含んでいる。また、光フィルタ２１の透過波長帯域は、波長ルータ４の上記分波波長帯域を含まないように設定する。つまり、光フィルタ２１の透過波長帯域は、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の上記分波波長帯域を含まないように設定する。なお、図４では、光フィルタ２１の透過波長帯域を、短波長側に１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含む例を説明したが、長波長側の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ1〜λｃｈｎｔ1を含むように設定してもかまわないし、２周期目以降に現れる周期波長λｃｈ１ｔ-2〜λｃｈｎｔ-2等を含むように設定してもかまわない。
【００５６】
ここで、光フィルタ２１の透過波長帯域が、波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように設定されるため、光フィルタ２１の透過波長帯域幅は、上記波長ルータ４の分波波長帯域幅と同じあるいは含むように設定される（図４における光フィルタ透過特性Ｆｃ）。このように光フィルタ２１の透過波長帯域を設定することによって、光増幅部２へ出力する光信号の波長帯域を限定するため、上記光信号の入力パワーが減少して光増幅部２の出力パワーの飽和を防止することができ、利得を効率よく取ることができる。
【００５７】
次に、第２の実施形態に係る光伝送システムの光信号の伝送動作について説明する。図３に戻り、当該光伝送システムの送信部１１０において、広帯域光送信部１０の広帯域光源１１は、広波長帯域の光を広帯域光変調部１２に出力する。そして、広帯域光変調部１２は、例えば広帯域光源１１から出力された光をクロック信号で変調することによって、クロック光を光フィルタ２１に出力する。光フィルタ２１は、上述したように、広帯域光変調部１２から出力された広波長帯域のクロック光の内、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の分波波長帯域を含まない波長帯域のクロック光のみ透過させ、合波部４０に出力する。
【００５８】
一方、波長多重光送信部３０からは、上述したように波長λｃｈ１〜ｎの光に応じて、電気信号Ｅ１〜ｎで変調および多重された光信号が所定の時間間隔で出力している。ここで、波長多重光送信部３０は、送信したい光受信部５−１〜ｎに対して、それぞれ設定されている分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎで光信号を多重して送信する。例えば、波長ルータ４の分波チャネルｃｈ１に接続されている光受信部５−１に対して電気信号Ｅ１を送信したい場合、波長可変光源３１が波長λｃｈ１の光を出力し、波長多重光変調部３２で電気信号Ｅ１で光信号に変調して、合波部４０に出力する。
【００５９】
合波部４０は、光フィルタ２１から出力されるクロック光および波長多重光送信部３０から出力される光信号とを合波する。光増幅部２は、光フィルタ２１を透過して出力された上記クロック光および波長多重光送信部３０から出力される光信号を増幅して伝送部３に出力する。つまり、送信部１１０から伝送部３へは、広帯域光変調部１２で変調された広波長帯域のクロック光の内、光フィルタ２１を透過可能な波長帯域のクロック光と、波長多重光送信部３０から送信したい光受信部５−１〜ｎに対して、それぞれ設定されている分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎの光信号とが、光増幅部２で増幅されて伝送される。
【００６０】
当該光伝送システムの伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された上記クロック光および光信号を、波長ルータ４まで伝送する。
【００６１】
波長ルータ４は、上述したように複数の分波チャネルｃｈを有し、伝送された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈから光信号を分波して出力する機能を有している。つまり、波長ルータ４は、伝送部３を伝送してきた上記光信号に対して、上記光信号の波長に応じて、分波チャネルｃｈ１〜ｎに設定されている分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに基づいて、その分波チャネルｃｈから上記光信号を分波して出力する。また、波長ルータ４は、伝送部３を伝送してきた上記クロック光に対して、上記クロック光の波長に応じて、分波チャネルｃｈ１〜ｎから上記クロック光を同時に分配して出力する。また、上述したように、波長ルータ４は、分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、光信号を分波する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、それぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎの光信号に加えて周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号も分波されて透過する。したがって、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記クロック光および光信号を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎおよびその周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔに基づいて同時分配および分波し透過させる。つまり、波長ルータ４は、上記光信号の波長に応じて、その分波チャネルｃｈから該光信号を分波して出力し、上記クロック光の波長に応じて、複数の分波チャネルｃｈ１〜ｎから該クロック光を同時に分配し、透過したクロック光および光信号を分波チャネルｃｈに出力する。
【００６２】
波長ルータ４の複数の分波チャネルｃｈには、それぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４で同時分配および分波され透過したクロック光および光信号をクロック信号および電気信号Ｅ１〜ｎに変換する。
【００６３】
次に、図５を参照して、当該光伝送システムが伝送するクロック光および光信号について説明する。なお、図５は、当該光伝送システムで伝送される各構成ブロックにおけるクロック光および光信号の状態を、縦軸光電力−横軸時間で示す概略図である。
【００６４】
図５において、送信部１１０から受信部２００の光受信部５−１に電気信号Ｅ１を送信する場合の、当該光伝送システムが伝送するクロック光および光信号を一例として説明する。上述したように広帯域光送信部１０から出力された広波長帯域のクロック光から、光フィルタ２１の透過波長帯域のクロック光Ｌｃのみが合波部４０に出力される。典型的には、クロック光Ｌｃは、０−１が繰り返される交番信号である。ここでは、光フィルタ２１の透過波長帯域が、波長ルータ４の分波波長帯域の短波長側に、１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含んでいるため、光フィルタ２１からは、波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1のクロック光Ｌｃが出力される。
【００６５】
一方、波長多重光送信部３０では、波長可変光源３１が波長λｃｈ１の光を出力し、波長多重光変調部３２が波長λｃｈ１の光を電気信号Ｅ１で光信号Ｌｓに変調して、合波部４０に出力される。なお、図５では、上述したように光受信部５−１に電気信号Ｅ１を送信する場合を簡単に説明するために、波長λｃｈ１の光信号Ｌｓを単独で示しているが、実際には、波長多重光変調部３２から他の波長を有する光信号（図５の破線で示す光信号）も送信されている。
【００６６】
上記クロック光Ｌｃおよび光信号Ｌｓは、合波部４０で合波され、光増幅部２で増幅された後、伝送部３を伝送する。伝送部３では、クロック信号で変調されたクロック光Ｌｓおよび波長λｃｈ１の光信号Ｌｓが合波されて、伝送される。
【００６７】
そして、波長ルータ４では、伝送部３を伝送してきた上記クロック光Ｌｃを、クロック光Ｌｃの波長に応じて、分波チャネルｃｈ１〜ｎに同時に分配して出力する。また、波長ルータ４では、伝送部３を伝送してきた上記光信号Ｌｓを、光信号Ｌｓの波長に応じて、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに基づいて、その分波チャネルｃｈから分波して出力する。分波チャネルｃｈ１に接続されている光受信部５−１には、分波チャネル波長λｃｈ１の光信号Ｌｓが波長ルータ４を透過して出力される。さらに、分波チャネルｃｈ１には、分波チャネル波長λｃｈ１に対して周期的に分波される周期波長λｃｈ１ｔの光信号も透過して出力される。したがって、光フィルタ２１の透過波長帯域を有するクロック光Ｌｃは、上述したように波長ルータ４の分波波長帯域の短波長側に、１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1であるため、その周期波長帯域のクロック光Ｌｃの内、周期波長λｃｈ１ｔ-1のクロック光Ｌｃが分配され光受信部５−１に出力される。つまり、光受信部５−１には、波長ルータ４において、周期波長λｃｈ１ｔ-1のクロック光Ｌｃが分配され、分波チャネル波長λｃｈ１の光信号Ｌｓが分波されて透過し出力される。
【００６８】
一方、他の光受信部５−２〜ｎには、波長ルータ４で分波されることによって分波チャネル波長λｃｈ２〜ｎの光が透過して出力される。さらに、他の光受信部５−２〜ｎには、波長ルータ４で分波されることによって、分波チャネル波長λｃｈ２〜ｎに対して周期的に分波される周期波長λｃｈ２ｔ〜λｃｈｎｔの光信号も透過して出力される。したがって、光フィルタ２１の透過波長帯域を有するクロック光Ｌｃは、上述したように波長ルータ４の分波波長帯域の短波長側に、１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1であるため、その周期波長帯域のクロック光Ｌｃの内、周期波長λｃｈ２ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1のクロック光Ｌｃが同時に分配されて光受信部５−２〜ｎに出力する。また、上記光信号Ｌｓは、波長λｃｈ１で伝送されているため、波長ルータ４で分波されることによって、光受信部５−２〜ｎには透過せず出力されない。つまり、光受信部５−２〜ｎには、周期波長λｃｈ２ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1のクロック光Ｌｃのみが、同時に分配されて出力される。このように、送信部１１０から出力された光信号Ｌｓは、該光信号Ｌｓが有する分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに応じて、その分波チャネルｃｈ１〜ｎに分波され、クロック光Ｌｃは、全ての分波チャネルｃｈ１〜ｎに同時に分配される。したがって、図５の例では、光受信部５−１には、光信号Ｌｓおよびクロック光Ｌｃが伝送され、光受信部５−２〜ｎには、クロック光Ｌｃのみが伝送される。
【００６９】
このように、第２の実施形態に係る光伝送システムでは、光フィルタの透過波長帯域が、受信部の波長ルータの１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように、かつ波長ルータの分波波長帯域を含まないように設定される。このような光フィルタを光送信部の後に挿入して、広波長帯域のクロック光から必要な波長帯域のクロック光のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを最小限に押さえることが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光受信部には、波長ルータの出力ポート毎に設定されている分波チャネル波長に応じた光信号が透過し、その分波チャネル波長に対して周期的に現れる周期波長のクロック光が同時に分配されるため、上記分波チャネル波長の光信号および上記周期波長のクロック光によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００７０】
なお、第２の実施形態においては、クロック光を波長ルータの分波チャネル波長に対して周期的に現れる周期波長で伝送し、光信号を波長ルータの分波チャネル波長で伝送するシステムを説明したが、光信号を波長ルータの分波チャネル波長に対して周期的に現れる周期波長で伝送し、クロック光を波長ルータの分波チャネル波長で伝送してもかまわない。
【００７１】
また、本実施形態においては、クロック信号による変調を広帯域光変調部１２で行っているが、広帯域光源１１を直接変調してもかまわない。同様に、電気信号Ｅ１〜ｎの変調を波長多重光変調部３２で行っているが、波長可変光源３１を直接変調してもかまわない。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、広帯域の光信号としてクロック光を用いて説明したが、本発明で用いられる広帯域の光信号はクロック光に限定されない。例えば、映像データを広帯域の光信号として伝送し、光受信部に応じたデータ信号を波長多重光信号として伝送しても、本発明を実現できることは言うまでもない。つまり、本発明は、広帯域の光信号として複数の光受信部に共通して送信するデータを伝送し、波長多重光信号として光受信部の要求に応じたデータ信号を伝送することによって、有効に利用することができる。
【００７３】
また、波長可変光源３１は、複数の波長を有する光を波長多重光変調部３２に出力してもかまわない。このように構成することによって、複数の光受信部５に同時に複数の波長で多重された光信号を伝送することができる。さらに、波長可変光源３１は、複数の単一波長光源によって構成されても、本発明を実現できることは言うまでもない。
【００７４】
（第３の実施形態）
図６を参照して、本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムについて説明する。なお、図６は、当該光伝送システムの構成を示すブロック図である。図６において、当該光伝送システムは、第２の実施形態で説明した光伝送システムに対して、広帯域光送信部１０を第１の広帯域光送信部５０とし、第２の広帯域光送信部６０および光フィルタ２２を追加して送信部１２０にしたものであり、他の機能ブロックは第２の実施形態と同様である。なお、第３の実施形態に係る光伝送システムの説明では、第２の実施形態に係る光伝送システムと同様の機能ブロックについては、同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７５】
当該光伝送システムの送信部１２０において、第１の広帯域光送信部５０は、広帯域光源５１および第１の広帯域光変調部５２を含んでいる。なお、広帯域光源５１および第１の広帯域光変調部５２は、第２の実施形態で説明した広帯域光源１１および広帯域光変調部１２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、第２の広帯域光送信部６０は、広帯域光源６１および第２の広帯域光変調部６２を含んでいる。この広帯域光源６１は、広帯域光源１１と同様に、ＬＥＤ、ＡＳＥ、またはＳＬＤで構成される。第２の広帯域光変調部６２は、広帯域光源６１から出力された広波長帯域の光を、電気信号Ｅでデータ光信号に変調して光フィルタ２２に出力する。光フィルタ２２は、第２の広帯域光送信部６０および合波部４０の間に設けられており、合波部４０は、光フィルタ２１および２２からの光信号を合波して、光増幅部２に出力する。
【００７６】
光フィルタ２２は、第２の広帯域光送信部６０から出力された広波長帯域の光信号の内、所定の波長帯域の光信号のみ透過させ、光増幅部２に出力する。ここで、図７を参照して、光フィルタ２２の透過特性Ｆｃ２について説明する。
【００７７】
図７において、上述したように波長ルータ４は、複数の分波チャネルｃｈに接続されたｎ個の光受信部５−１〜ｎに対して、伝送された光信号をそれぞれ異なった分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈから同時に分配して出力する（図７における波長ルータ分波波長特性Ｒｃ）。この波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎのそれぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎが全て含まれる波長帯域を、波長ルータ４の分波波長帯域とする。
【００７８】
また、波長ルータ４は、上述したように、上記分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、伝送した光信号を分配する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、分波チャネル波長λｃｈの光信号に加えて周期波長λｃｈｔの光信号も同時に分配されて透過する。
【００７９】
図７において、上述した波長ルータ４の分波波長特性Ｒｃは、分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに対して、同一分波チャネルｃｈ毎に波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔが現れる。なお、図７では、説明を簡単にするために分波チャネルｃｈ１における分波チャネル波長λｃｈ１に対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ-1およびλｃｈ１ｔ1、および分波チャネルｃｈｎにおける分波チャネル波長λｃｈｎに対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈｎｔ-1のみを示している。
【００８０】
光フィルタ２１の透過波長帯域は、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の分波波長帯域を含まないように設定されている。なお、図７で示す光フィルタ２１の透過特性Ｆｃ１における透過波長帯域は、波長ルータ４の分波波長帯域に対して、短波長側に１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含んでいる。これに対して、光フィルタ２２の透過波長帯域は、少なくとも波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを含み、かつ波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まないように設定される。つまり、光フィルタ２１および２２の透過波長帯域は、互いに重複せず、光フィルタ２１の透過波長帯域が波長ルータ４の上記周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように設定され、光フィルタ２２の透過波長帯域が波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを含むように設定される。
【００８１】
ここで、光フィルタ２１および２２の透過波長帯域幅は、波長ルータ４の透過帯域幅と同じあるいは含む範囲で設定される（図７における光フィルタ透過特性Ｆｃ１およびＦｃ２）。このように光フィルタ２１および２２の透過波長帯域を設定することによって、光増幅部２へ出力するそれぞれの光信号の波長帯域を限定するため、上記光信号の入力パワーが減少して光増幅部２の出力パワーの飽和を防止することができ、利得を効率よく取ることができる。
【００８２】
次に、第３の実施形態に係る光伝送システムの光信号の伝送動作について説明する。図６に戻り、当該光伝送システムの送信部１２０において、上述したように第１の広帯域光送信部５０の広帯域光源５１は、広波長帯域の光を第１の広帯域光変調部５２に出力する。そして、第１の広帯域光変調部５２は、例えば広帯域光源５１から出力された光をクロック信号で変調することによって、クロック光を光フィルタ２１に出力する。光フィルタ２１は、上述したように、第１の広帯域光変調部５２から出力された広波長帯域のクロック光の内、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の分波波長帯域を含まない波長帯域のクロック光のみ透過させ、合波部４０に出力する。
【００８３】
一方、第２の広帯域光送信部６０からは、上述したように広波長帯域の光を電気信号Ｅで変調された光信号が光フィルタ２２に出力している。光フィルタ２２は、上述したように、第２の広帯域光変調部６２から出力された広波長帯域の光信号の内、少なくとも波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを含み、かつ波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まない波長帯域の光信号のみ透過させ、合波部４０に出力する。
【００８４】
合波部４０は、光フィルタ２１および２２から出力されるクロック光および光信号を合波する。光増幅部２は、光フィルタ２１および２２を透過して出力された上記クロック光および光信号を増幅して伝送部３に出力する。つまり、送信部１２０から伝送部３へは、第１の広帯域光変調部５２で変調された広波長帯域のクロック光の内、光フィルタ２１を透過可能な波長帯域のクロック光と、第２の広帯域光送信部６０で電気信号Ｅで変調された広波長帯域の光信号の内、光フィルタ２２を透過可能な波長帯域の光信号とが、光増幅部２で増幅されて伝送される。
【００８５】
当該光伝送システムの伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された上記クロック光および光信号を、波長ルータ４まで伝送する。
【００８６】
波長ルータ４は、伝送されたクロック光および光信号に対して、それぞれ異なる分波チャネルｃｈからクロック光および光信号を分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに応じて同時に分配して出力する機能を有している。また、上述したように、波長ルータ４は、分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、入力した光信号を分波する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、それぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎの光信号に加えて周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号も分波されて出力される。したがって、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記周期波長λｃｈｔ〜λｃｈｎｔを有するクロック光を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔに基づいて分波することによって、全ての分波チャネルｃｈに分波されたクロック光を分配して同時に出力する。また、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを有する光信号を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎに基づいて分波することによって、全ての分波チャネルｃｈに分波された光信号を分配して同時に出力する。つまり、波長ルータ４の全ての分波チャネルｃｈから、第１の広帯域光送信部５０からのクロック光および第２の広帯域光送信部６０からの光信号が出力される。なお、上記クロック光の波長は周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔであり、上記光信号の波長は分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎであるため、互いの波長は異なっており、クロストーク等は発生しない。
【００８７】
波長ルータ４の複数の分波チャネルｃｈには、受信部２００に設けられたそれぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４で分配され出力されたクロック光および光信号をクロック信号および電気信号Ｅに変換する。
【００８８】
このように、第３の実施形態に係る光伝送システムでは、クロック光を透過させる光フィルタの透過波長帯域が、波長ルータの１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように、かつ波長ルータの分波波長帯域を含まないように設定される。また、光信号を透過させる光フィルタの透過波長帯域が、波長ルータの分波波長帯域を含み、かつ波長ルータの周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まないように設定される。このような光フィルタをそれぞれの光送信部の後に挿入して、広波長帯域のクロック光および光信号から必要な波長帯域のクロック光および光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを最小限に押さえることが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光受信部には、波長ルータの全ての出力ポートに上記光信号およびクロック光が入力し、それぞれの波長は異なっているため、上記光信号およびクロック光によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態においては、電気信号による変調を第２の広帯域光変調部６２で行っているが、広帯域光源６１を直接変調してもかまわない。
【００９０】
また、本実施形態においては、広帯域の光信号としてクロック光を用いて説明したが、本発明で用いられる広帯域の光信号はクロック光に限定されない。例えば、映像データを広帯域の光信号として伝送しても、本発明を実現できることは言うまでもない。つまり、本発明は、広帯域の光信号として複数の光受信部に共通して送信するデータを伝送することによって、有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光フィルタ２０および波長ルータ４の波長特性を示す概略図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３の光フィルタ２１および波長ルータ４の波長特性を示す概略図である。
【図５】図３の光伝送システムで伝送される各構成ブロックにおけるクロック光および光信号の状態を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図６の光フィルタ２１、２２、および波長ルータ４の波長特性を示す概略図である。
【図８】従来の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２…光増幅部
３…伝送部
４…波長ルータ
５…光受信部
１０…広帯域光送信部
１１、５１、６１…広帯域光源
１２…広帯域光変調部
２０、２１、２２…光フィルタ
３０…波長多重光送信部
３１…波長可変光源
３２…波長多重光変調部
４０…合波部
５０…第１の広帯域光送信部
５２…第１の広帯域光変調部
６０…第２の広帯域光送信部
６２…第２の広帯域光変調部
１００、１１０、１２０…送信部
２００…受信部
ｃｈ…分波チャネル
Ｅ…電気信号
Ｆｃ…光フィルタ透過特性
Ｌｃ…クロック光
Ｌｓ…光信号
Ｒｃ…波長ルータ分波波長特性
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送システムおよびそこで用いられる光送信装置に関し、より特定的には、広波長帯域の光信号を光増幅して伝送し、複数の出力ポートに同時に分配する光伝送システムおよびそこで用いられる光送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広帯域の光信号を光増幅して、複数の受信器に同時に分配する光伝送システムが開発されている。図８を参照して、従来の上記光伝送システムの構成を示したブロック図について説明する。図８において、従来の光伝送システムは、光送信部１、光増幅部２と、伝送部３、波長ルータ４、およびｎ個（ｎは自然数）の光受信部５−１〜ｎを備えている。
【０００３】
当該光伝送システムにおいて、光送信部１は、広帯域光源等を光源とした広波長帯域の光信号を光増幅器２に出力する。そして、光増幅部２は、光送信部１から出力された広波長帯域の光信号を増幅して伝送部３に出力する。伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された光信号を波長ルータ４まで伝送する。波長ルータ４は、複数の出力ポートを有し、入力された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる出力ポートから光信号を分波して出力する機能を有しており、伝送部３を介して光増幅部２から出力された広波長帯域の光信号を複数の出力ポートに同時に分配して出力する。上記波長ルータ４の複数の出力ポートには、それぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４を透過して出力された光信号を電気信号に変換する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の光伝送システムにおいて、光増幅部２は、光送信部１からの入力パワーが増大すると、光増幅部２からの出力パワーが飽和し利得が減少する性質を有している。したがって、上述したように光送信部１からの出力スペクトルが広波長帯域に広がっている場合、光増幅部２における上記入力パワーが大きくなるため、光増幅部２での利得が効率良く取れないという問題があった。また、従来の光伝送システムが、複数の波長を有する他の光信号と多重して伝送する場合、光送信部１の出力スペクトルは、波長帯域が広いため多重する他の光信号の波長帯域にも存在し、多重する他の光信号に影響を与えるという問題があった。
【０００５】
それ故に、本発明の目的は、広波長帯域の光信号を光増幅して伝送し、複数の出力ポートに同時に分配する光伝送システムにおいて、光増幅部の利得を効率良く利用し、さらに、複数の波長を有する光信号と多重して使用した場合においても、クロストークを抑えることができる構成を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
第１の発明は、送信部から送信された光信号を波長ルータにおいて波長に応じて複数の出力ポートに分配して複数の受信部で受信する光伝送システムであって、
波長ルータは、複数の出力ポートにそれぞれ設定された固有の設定波長に応じて、光信号のうち当該出力ポートの設定波長および当該設定波長を基準として所定の波長間隔毎に現れる周期波長に対応する信号を各出力ポートに出力する周期分波特性を有し、
送信部は、
広波長帯域を有し、複数の受信部に共通して送信される共通送信信号で変調された広帯域光信号を出力する広帯域光送信部と、
広帯域光送信部から出力された広帯域光信号を入力し、各出力ポートの設定波長から波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長を含み各出力ポートの他の周期波長および設定波長は含まない帯域の所定帯域光信号のみを透過させて出力する光フィルタと、
各出力ポートの設定波長と等しい波長を有する光を、それぞれ対応する出力ポートの出力信号を受信する受信部に送信するデータ信号で変調して多重した多重光信号を出力する多重光信号送信部と、
多重光信号と所定帯域光信号とを合波して光信号を出力する合波部とを備える。
【０００７】
第１の発明によれば、光フィルタを広帯域光送信部の後に挿入して、広波長帯域の光信号から所定の波長帯域の所定帯域光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを低減することが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光フィルタが透過する波長帯域は、各出力ポートの設定波長から波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長を含み、かつ他の周期波長や設定波長を含まないため、所定帯域光信号および多重光信号による互いのクロストーク等の影響を防止することができる。
【０００８】
第２の発明は、
送信部から送信された光信号を波長ルータにおいて波長に応じて複数の出力ポートに分配して複数の受信部で受信する光伝送システムであって、
波長ルータは、複数の出力ポートにそれぞれ設定された固有の設定波長に応じて、光信号のうち当該出力ポートの設定波長および当該設定波長を基準として所定の波長間隔毎に現れる周期波長に対応する信号を各出力ポートに出力する周期分波特性を有し、
送信部は、
広波長帯域を有し、複数の受信部に共通して送信される共通送信信号で変調された広帯域光信号を出力する広帯域光送信部と、
広帯域光送信部から出力された広帯域光信号を入力し、各出力ポートの設定波長を含み各出力ポートの周期波長は含まない帯域の所定帯域光信号のみを透過させて出力する光フィルタと、
各出力ポートの設定波長から波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長と等しい波長を有する光を、それぞれ対応する出力ポートの出力信号を受信する受信部に送信するデータ信号で変調して多重した多重光信号を出力する多重光信号送信部と、
多重光信号と所定帯域光信号とを合波して光信号を出力する合波部とを備える。
【０００９】
第２の発明によれば、光フィルタを広帯域光送信部の後に挿入して、広波長帯域の光信号から所定の波長帯域の所定帯域光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを低減することが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光フィルタが透過する波長帯域は、設定波長を含み、かつ周期波長を含まないため、所定帯域光信号および多重光信号による互いのクロストーク等の影響を防止することができる。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
広帯域光送信部は、広波長帯域を有する広帯域光を出力する広帯域光源と、広帯域光を共通送信信号で変調して広帯域光信号を出力する広帯域光変調部とを含む。
【００１２】
第４の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
広帯域光送信部は、広波長帯域を有する広帯域光を出力する広帯域光源を共通送信信号で直接変調して広帯域光信号を出力する。
【００１４】
第５の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
共通送信信号は、データ信号に対応したタイミング情報を示すクロック信号である。
【００１５】
第５の発明によれば、タイミング情報を示すクロック信号を、波長ルータの全ての出力ポートから分配して出力することができる。
【００１６】
第６の発明は、第４または第５の発明に従属する発明であって、
多重光信号送信部は、時系列に波長を切り替えて多重光信号を出力する。
【００１７】
第６の発明によれば、所望の出力ポートに対して、それぞれの波長に応じて多重光信号に含まれる各光信号を時系列に切り替えて出力することによって、多重光信号を該出力ポートのみに時系列的に送信することができる。
【００１８】
第７の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、
多重光信号送信部は、複数の波長の光を同時に出力して多重光信号を出力する。
【００１９】
第７の発明によれば、所望の複数の出力ポートに対して、多重光信号に含まれる波長の異なった各光信号を同時に出力することによって、多重光信号を該複数の出力ポートに同時に送信することができる。
【００２６】
第８の発明は、第３あるいは第４の発明に従属する発明であって、
広帯域光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００２７】
第９の発明は、第３あるいは第４の発明に従属する発明であって、
広帯域光源は、増幅された自然放出光（ＡＳＥ）である。
【００２８】
第１０の発明は、第３あるいは第４の発明に従属する発明であって、
広帯域光源は、超放射ダイオード（ＳＬＤ）である。
【００２９】
第８〜第１０の発明によれば、広帯域光送信部が出力する広波長帯域の光信号の光源を、容易に構成することができる。
【００３０】
第１１の発明は、第１あるいは第２の発明に従属する発明であって、
波長ルータは、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）によって構成される。
【００３１】
第１１の発明によれば、波長ルータの分波機能を容易に構成することができる。
【００３２】
第１２の発明は、第１あるいは第２の発明に従属する発明であって、複数の受信部は、それぞれ複数の出力ポートのいずれかに接続され、当該出力ポートからの出力信号を電気信号に変換する。
【００３３】
第１２の発明によれば、送信部から送信された光信号を電気信号に変換して、様々な用途に利用することができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムについて説明する。なお、図１は、当該光伝送システムの構成を示すブロック図である。図１において、当該光伝送システムは、送信部１００および受信部２００との間を光増幅部２、伝送部３、および波長ルータ４が接続している。送信部１００は、広帯域光送信部１０および光フィルタ２０を備えており、広帯域光送信部１０は、広帯域光源１１および広帯域光変調部１２を含んでいる。また、受信部２００は、ｎ個（ｎは自然数）の光受信部５−１〜ｎを備えている。なお、上述した従来の技術と同一のブロックについては、同一の参照符号を用いている。
【００３９】
当該光伝送システムの送信部１００において、広帯域光送信部１０は、広帯域光源１１が広波長帯域の光を広帯域光変調部１２に出力し、広帯域光変調部１２が広帯域光源１１から出力された光を受信部２００に伝送する光信号に変調し光フィルタ２０に出力する。この広帯域光源１１は、一般的に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）、ＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ：増幅された自然放出光）、またはＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｏｄｅ：超放射ダイオード）で構成される。光フィルタ２０は、広帯域光送信部１０から出力された広波長帯域の光信号の内、所定の波長帯域の光信号のみ透過させ、光増幅部２に出力する。なお、光フィルタ２０が透過させる光信号の波長帯域の詳細については、後述する。
【００４０】
光増幅部２は、光フィルタ２０を透過して出力された上記波長帯域の光信号を増幅して伝送部３に出力する。つまり、光増幅部２から伝送部３へは、広帯域光変調部１２で変調された広波長帯域の光信号の内、光フィルタ２０を透過可能な波長帯域の光信号が光増幅部２で増幅されて伝送される。
【００４１】
当該光伝送システムの伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された上記光信号を、波長ルータ４まで伝送する。
【００４２】
波長ルータ４は、複数の出力ポートを有し、伝送された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる出力ポート（以下、分波チャネルｃｈとする）から光信号を分波して出力する機能を有している。この波長ルータ４は、一般的に、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ：アレイ導波路格子）で構成される。したがって、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記光信号を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波波長に基づいて分配することによって、透過した光信号を複数の分波チャネルｃｈに同時に分配して出力する。この波長ルータ４が分波する光信号の波長の詳細については、後述する。上記波長ルータ４の複数の分波チャネルｃｈには、受信部２００に設けられたそれぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４を透過して出力された光信号を電気信号に変換する。
【００４３】
次に、図２を参照して、当該光伝送システムが伝送する光信号の波長について説明する。なお、図２は光フィルタ２０の透過波長帯域および波長ルータ４の分波波長帯域の波長特性を示す概略図である。
【００４４】
図２において、上述したように波長ルータ４は、分波チャネルｃｈ１〜ｎに接続されたｎ個の光受信部５−１〜ｎに対して、受信した光信号の波長に応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈ１〜ｎから光信号を分波して出力する（図２における波長ルータ分波波長特性Ｒｃ）。この波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎのそれぞれの分波波長（以下、分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎ）が全て含まれる波長帯域を、波長ルータ４の分波波長帯域とする。光フィルタ２０の透過波長帯域は、上記波長ルータ４の分波波長帯域と同じあるいは含むように設定される（図２における光フィルタ透過特性Ｆｃ）。このように光フィルタ２０の透過波長帯域を設定することによって、光増幅部２へ出力する光信号の波長帯域を限定するため、上記光信号の入力パワーが減少して光増幅部２の出力パワーの飽和を防止することができ、利得を効率よく取ることができる。また、光フィルタ２０で限定された光信号の波長帯域は、受信する波長ルータ４の分波波長帯域と同じあるいは含んでおり、波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎに対するそれぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに影響を与えない。
【００４５】
ところで、波長ルータ４は、一般的に上記分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、入力した光信号を分波する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、分波チャネル波長λｃｈの光信号に加えて周期波長λｃｈｔの光信号も分波されて出力される。この周期波長λｃｈｔは、次の式で表される。
λｃｈｔm＝λｃｈ＋ｍ＊λｔ
ここで、波長λｔは、同一分波チャネルｃｈに対して周期的に現れる周期波長λｃｈｔの波長間隔であり、ｍは、０以外の整数である。例えば、分波チャネルｃｈ１の分波チャネル波長λｃｈ１に対して、周期波長λｃｈ１ｔmは、長波長側に
λｃｈ１ｔ1＝λｃｈ１＋λｔ
λｃｈ１ｔ2＝λｃｈ１＋２λｔ
λｃｈ１ｔ3＝λｃｈ１＋３λｔ・・・
のように現れ、短波長側に
λｃｈ１ｔ-1＝λｃｈ１−λｔ
λｃｈ１ｔ-2＝λｃｈ１−２λｔ
λｃｈ１ｔ-3＝λｃｈ１−３λｔ・・・
のように現れる。
【００４６】
上述した波長ルータ４の分波波長特性Ｒｃは、分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに対して、同一分波チャネルｃｈ毎に波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔが現れる。なお、図２では、説明を簡単にするために分波チャネルｃｈ１における分波チャネル波長λｃｈ１に対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ-1およびλｃｈ１ｔ1のみを示している。光フィルタ２０の透過波長帯域は、いずれの上記波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まない、すなわち上記波長ルータ４の同一分波チャネルｃｈ毎の波長間隔λｔより狭い範囲設定される（図２における光フィルタ透過特性Ｆｃ）。このように光フィルタ２０の透過波長帯域を設定することによって、波長ルータ４の分波チャネルｃｈに接続された光受信部５−１〜ｎには、それぞれの分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに基づいて分配された光信号のみが出力される。つまり、光受信部５−１〜ｎには、波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号が透過して出力されないため、周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００４７】
このように、第１の実施形態に係る光伝送システムでは、光フィルタの透過波長帯域が、波長ルータの分波波長帯域と同じあるいは含むように設定され、かつ波長ルータの周期波長を含まない、すなわち波長ルータの同一分波チャネル毎の周期的な分波の波長間隔より狭い範囲設定される。このような光フィルタを光送信部の後に挿入して、広波長帯域の光信号から必要な波長帯域幅の光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを最小限に押さえることが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光受信部には、波長ルータの同一分波チャネル毎に周期的に現れる周期波長の光信号が透過して出力されないため、上記周期波長の光信号によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、電気信号の変調を広帯域光変調部１２で行っているが、広帯域光源１１を直接変調してもかまわない。
【００４９】
（第２の実施形態）
図３を参照して、本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムについて説明する。なお、図３は、当該光伝送システムの構成を示すブロック図である。図３において、当該光伝送システムは、第１の実施形態で説明した光伝送システムに対して、波長多重光送信部３０および合波部４０を追加し、透過波長帯域を変更した光フィルタ２１を設けて送信部１１０にしたものであり、他の機能ブロックは第１の実施形態と同様である。なお、第２の実施形態に係る光伝送システムの説明では、第１の実施形態に係る光伝送システムと同様の機能ブロックについては、同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５０】
当該光伝送システムの送信部１１０において、波長多重光送信部３０は、波長可変光源３１および波長多重光変調部３２を含んでいる。波長可変光源３１は、互いに異なる波長λｃｈ１〜ｎ（すなわち、波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎ）の光を所定の時間間隔で切り替えて波長多重光変調部３２に出力する。波長多重光変調部３２は、波長可変光源３１から出力された波長λｃｈ１〜ｎの光に応じて、電気信号Ｅ１〜ｎでデータ光信号に変調および多重して合波部４０に出力する。合波部４０は、光フィルタ２１および光増幅部２の間に設けられており、光フィルタ２１および波長多重光変調部３２からの光信号を合波して、光増幅部２に出力する。
【００５１】
光フィルタ２１は、広帯域光送信部１０から出力された広波長帯域の光信号の内、所定の波長帯域の光信号のみ透過させ、光増幅部２に出力する。ここで、図４を参照して、光フィルタ２１の透過特性Ｆｃについて説明する。
【００５２】
図４において、上述したように波長ルータ４は、複数の分波チャネルｃｈに接続されたｎ個の光受信部５−１〜ｎに対して、伝送された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈ１〜ｎから光信号を分波して出力する（図４における波長ルータ分波波長特性Ｒｃ）。この波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎのそれぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎが全て含まれる波長帯域を、波長ルータ４の分波波長帯域とする。
【００５３】
また、波長ルータ４は、上述したように、上記分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、伝送された光信号を分波する機能を有している。
【００５４】
上述した波長ルータ４の分波波長特性Ｒｃは、分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに対して、同一分波チャネルｃｈ毎に波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔが現れる。なお、図４では、説明を簡単にするために分波チャネルｃｈ１における分波チャネル波長λｃｈ１に対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ-1およびλｃｈ１ｔ1、および分波チャネルｃｈｎにおける分波チャネル波長λｃｈｎに対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈｎｔ-1のみを示している。
【００５５】
光フィルタ２１の透過波長帯域は、上記波長ルータ４の同一分波チャネルｃｈ毎の波長間隔λｔを有した１周期分の上記周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように設定する。図４で示す光フィルタ２１の透過特性Ｆｃは、波長ルータ４の分波波長帯域に対して、短波長側に１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含んでいる。また、光フィルタ２１の透過波長帯域は、波長ルータ４の上記分波波長帯域を含まないように設定する。つまり、光フィルタ２１の透過波長帯域は、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の上記分波波長帯域を含まないように設定する。なお、図４では、光フィルタ２１の透過波長帯域を、短波長側に１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含む例を説明したが、長波長側の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ1〜λｃｈｎｔ1を含むように設定してもかまわないし、２周期目以降に現れる周期波長λｃｈ１ｔ-2〜λｃｈｎｔ-2等を含むように設定してもかまわない。
【００５６】
ここで、光フィルタ２１の透過波長帯域が、波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように設定されるため、光フィルタ２１の透過波長帯域幅は、上記波長ルータ４の分波波長帯域幅と同じあるいは含むように設定される（図４における光フィルタ透過特性Ｆｃ）。このように光フィルタ２１の透過波長帯域を設定することによって、光増幅部２へ出力する光信号の波長帯域を限定するため、上記光信号の入力パワーが減少して光増幅部２の出力パワーの飽和を防止することができ、利得を効率よく取ることができる。
【００５７】
次に、第２の実施形態に係る光伝送システムの光信号の伝送動作について説明する。図３に戻り、当該光伝送システムの送信部１１０において、広帯域光送信部１０の広帯域光源１１は、広波長帯域の光を広帯域光変調部１２に出力する。そして、広帯域光変調部１２は、例えば広帯域光源１１から出力された光をクロック信号で変調することによって、クロック光を光フィルタ２１に出力する。光フィルタ２１は、上述したように、広帯域光変調部１２から出力された広波長帯域のクロック光の内、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の分波波長帯域を含まない波長帯域のクロック光のみ透過させ、合波部４０に出力する。
【００５８】
一方、波長多重光送信部３０からは、上述したように波長λｃｈ１〜ｎの光に応じて、電気信号Ｅ１〜ｎで変調および多重された光信号が所定の時間間隔で出力している。ここで、波長多重光送信部３０は、送信したい光受信部５−１〜ｎに対して、それぞれ設定されている分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎで光信号を多重して送信する。例えば、波長ルータ４の分波チャネルｃｈ１に接続されている光受信部５−１に対して電気信号Ｅ１を送信したい場合、波長可変光源３１が波長λｃｈ１の光を出力し、波長多重光変調部３２で電気信号Ｅ１で光信号に変調して、合波部４０に出力する。
【００５９】
合波部４０は、光フィルタ２１から出力されるクロック光および波長多重光送信部３０から出力される光信号とを合波する。光増幅部２は、光フィルタ２１を透過して出力された上記クロック光および波長多重光送信部３０から出力される光信号を増幅して伝送部３に出力する。つまり、送信部１１０から伝送部３へは、広帯域光変調部１２で変調された広波長帯域のクロック光の内、光フィルタ２１を透過可能な波長帯域のクロック光と、波長多重光送信部３０から送信したい光受信部５−１〜ｎに対して、それぞれ設定されている分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎの光信号とが、光増幅部２で増幅されて伝送される。
【００６０】
当該光伝送システムの伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された上記クロック光および光信号を、波長ルータ４まで伝送する。
【００６１】
波長ルータ４は、上述したように複数の分波チャネルｃｈを有し、伝送された光信号の波長に応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈから光信号を分波して出力する機能を有している。つまり、波長ルータ４は、伝送部３を伝送してきた上記光信号に対して、上記光信号の波長に応じて、分波チャネルｃｈ１〜ｎに設定されている分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに基づいて、その分波チャネルｃｈから上記光信号を分波して出力する。また、波長ルータ４は、伝送部３を伝送してきた上記クロック光に対して、上記クロック光の波長に応じて、分波チャネルｃｈ１〜ｎから上記クロック光を同時に分配して出力する。また、上述したように、波長ルータ４は、分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、光信号を分波する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、それぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎの光信号に加えて周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号も分波されて透過する。したがって、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記クロック光および光信号を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎおよびその周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔに基づいて同時分配および分波し透過させる。つまり、波長ルータ４は、上記光信号の波長に応じて、その分波チャネルｃｈから該光信号を分波して出力し、上記クロック光の波長に応じて、複数の分波チャネルｃｈ１〜ｎから該クロック光を同時に分配し、透過したクロック光および光信号を分波チャネルｃｈに出力する。
【００６２】
波長ルータ４の複数の分波チャネルｃｈには、それぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４で同時分配および分波され透過したクロック光および光信号をクロック信号および電気信号Ｅ１〜ｎに変換する。
【００６３】
次に、図５を参照して、当該光伝送システムが伝送するクロック光および光信号について説明する。なお、図５は、当該光伝送システムで伝送される各構成ブロックにおけるクロック光および光信号の状態を、縦軸光電力−横軸時間で示す概略図である。
【００６４】
図５において、送信部１１０から受信部２００の光受信部５−１に電気信号Ｅ１を送信する場合の、当該光伝送システムが伝送するクロック光および光信号を一例として説明する。上述したように広帯域光送信部１０から出力された広波長帯域のクロック光から、光フィルタ２１の透過波長帯域のクロック光Ｌｃのみが合波部４０に出力される。典型的には、クロック光Ｌｃは、０−１が繰り返される交番信号である。ここでは、光フィルタ２１の透過波長帯域が、波長ルータ４の分波波長帯域の短波長側に、１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含んでいるため、光フィルタ２１からは、波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1のクロック光Ｌｃが出力される。
【００６５】
一方、波長多重光送信部３０では、波長可変光源３１が波長λｃｈ１の光を出力し、波長多重光変調部３２が波長λｃｈ１の光を電気信号Ｅ１で光信号Ｌｓに変調して、合波部４０に出力される。なお、図５では、上述したように光受信部５−１に電気信号Ｅ１を送信する場合を簡単に説明するために、波長λｃｈ１の光信号Ｌｓを単独で示しているが、実際には、波長多重光変調部３２から他の波長を有する光信号（図５の破線で示す光信号）も送信されている。
【００６６】
上記クロック光Ｌｃおよび光信号Ｌｓは、合波部４０で合波され、光増幅部２で増幅された後、伝送部３を伝送する。伝送部３では、クロック信号で変調されたクロック光Ｌｓおよび波長λｃｈ１の光信号Ｌｓが合波されて、伝送される。
【００６７】
そして、波長ルータ４では、伝送部３を伝送してきた上記クロック光Ｌｃを、クロック光Ｌｃの波長に応じて、分波チャネルｃｈ１〜ｎに同時に分配して出力する。また、波長ルータ４では、伝送部３を伝送してきた上記光信号Ｌｓを、光信号Ｌｓの波長に応じて、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに基づいて、その分波チャネルｃｈから分波して出力する。分波チャネルｃｈ１に接続されている光受信部５−１には、分波チャネル波長λｃｈ１の光信号Ｌｓが波長ルータ４を透過して出力される。さらに、分波チャネルｃｈ１には、分波チャネル波長λｃｈ１に対して周期的に分波される周期波長λｃｈ１ｔの光信号も透過して出力される。したがって、光フィルタ２１の透過波長帯域を有するクロック光Ｌｃは、上述したように波長ルータ４の分波波長帯域の短波長側に、１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1であるため、その周期波長帯域のクロック光Ｌｃの内、周期波長λｃｈ１ｔ-1のクロック光Ｌｃが分配され光受信部５−１に出力される。つまり、光受信部５−１には、波長ルータ４において、周期波長λｃｈ１ｔ-1のクロック光Ｌｃが分配され、分波チャネル波長λｃｈ１の光信号Ｌｓが分波されて透過し出力される。
【００６８】
一方、他の光受信部５−２〜ｎには、波長ルータ４で分波されることによって分波チャネル波長λｃｈ２〜ｎの光が透過して出力される。さらに、他の光受信部５−２〜ｎには、波長ルータ４で分波されることによって、分波チャネル波長λｃｈ２〜ｎに対して周期的に分波される周期波長λｃｈ２ｔ〜λｃｈｎｔの光信号も透過して出力される。したがって、光フィルタ２１の透過波長帯域を有するクロック光Ｌｃは、上述したように波長ルータ４の分波波長帯域の短波長側に、１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1であるため、その周期波長帯域のクロック光Ｌｃの内、周期波長λｃｈ２ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1のクロック光Ｌｃが同時に分配されて光受信部５−２〜ｎに出力する。また、上記光信号Ｌｓは、波長λｃｈ１で伝送されているため、波長ルータ４で分波されることによって、光受信部５−２〜ｎには透過せず出力されない。つまり、光受信部５−２〜ｎには、周期波長λｃｈ２ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1のクロック光Ｌｃのみが、同時に分配されて出力される。このように、送信部１１０から出力された光信号Ｌｓは、該光信号Ｌｓが有する分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに応じて、その分波チャネルｃｈ１〜ｎに分波され、クロック光Ｌｃは、全ての分波チャネルｃｈ１〜ｎに同時に分配される。したがって、図５の例では、光受信部５−１には、光信号Ｌｓおよびクロック光Ｌｃが伝送され、光受信部５−２〜ｎには、クロック光Ｌｃのみが伝送される。
【００６９】
このように、第２の実施形態に係る光伝送システムでは、光フィルタの透過波長帯域が、受信部の波長ルータの１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように、かつ波長ルータの分波波長帯域を含まないように設定される。このような光フィルタを光送信部の後に挿入して、広波長帯域のクロック光から必要な波長帯域のクロック光のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを最小限に押さえることが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光受信部には、波長ルータの出力ポート毎に設定されている分波チャネル波長に応じた光信号が透過し、その分波チャネル波長に対して周期的に現れる周期波長のクロック光が同時に分配されるため、上記分波チャネル波長の光信号および上記周期波長のクロック光によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００７０】
なお、第２の実施形態においては、クロック光を波長ルータの分波チャネル波長に対して周期的に現れる周期波長で伝送し、光信号を波長ルータの分波チャネル波長で伝送するシステムを説明したが、光信号を波長ルータの分波チャネル波長に対して周期的に現れる周期波長で伝送し、クロック光を波長ルータの分波チャネル波長で伝送してもかまわない。
【００７１】
また、本実施形態においては、クロック信号による変調を広帯域光変調部１２で行っているが、広帯域光源１１を直接変調してもかまわない。同様に、電気信号Ｅ１〜ｎの変調を波長多重光変調部３２で行っているが、波長可変光源３１を直接変調してもかまわない。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、広帯域の光信号としてクロック光を用いて説明したが、本発明で用いられる広帯域の光信号はクロック光に限定されない。例えば、映像データを広帯域の光信号として伝送し、光受信部に応じたデータ信号を波長多重光信号として伝送しても、本発明を実現できることは言うまでもない。つまり、本発明は、広帯域の光信号として複数の光受信部に共通して送信するデータを伝送し、波長多重光信号として光受信部の要求に応じたデータ信号を伝送することによって、有効に利用することができる。
【００７３】
また、波長可変光源３１は、複数の波長を有する光を波長多重光変調部３２に出力してもかまわない。このように構成することによって、複数の光受信部５に同時に複数の波長で多重された光信号を伝送することができる。さらに、波長可変光源３１は、複数の単一波長光源によって構成されても、本発明を実現できることは言うまでもない。
【００７４】
（第３の実施形態）
図６を参照して、本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムについて説明する。なお、図６は、当該光伝送システムの構成を示すブロック図である。図６において、当該光伝送システムは、第２の実施形態で説明した光伝送システムに対して、広帯域光送信部１０を第１の広帯域光送信部５０とし、第２の広帯域光送信部６０および光フィルタ２２を追加して送信部１２０にしたものであり、他の機能ブロックは第２の実施形態と同様である。なお、第３の実施形態に係る光伝送システムの説明では、第２の実施形態に係る光伝送システムと同様の機能ブロックについては、同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００７５】
当該光伝送システムの送信部１２０において、第１の広帯域光送信部５０は、広帯域光源５１および第１の広帯域光変調部５２を含んでいる。なお、広帯域光源５１および第１の広帯域光変調部５２は、第２の実施形態で説明した広帯域光源１１および広帯域光変調部１２と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、第２の広帯域光送信部６０は、広帯域光源６１および第２の広帯域光変調部６２を含んでいる。この広帯域光源６１は、広帯域光源１１と同様に、ＬＥＤ、ＡＳＥ、またはＳＬＤで構成される。第２の広帯域光変調部６２は、広帯域光源６１から出力された広波長帯域の光を、電気信号Ｅでデータ光信号に変調して光フィルタ２２に出力する。光フィルタ２２は、第２の広帯域光送信部６０および合波部４０の間に設けられており、合波部４０は、光フィルタ２１および２２からの光信号を合波して、光増幅部２に出力する。
【００７６】
光フィルタ２２は、第２の広帯域光送信部６０から出力された広波長帯域の光信号の内、所定の波長帯域の光信号のみ透過させ、光増幅部２に出力する。ここで、図７を参照して、光フィルタ２２の透過特性Ｆｃ２について説明する。
【００７７】
図７において、上述したように波長ルータ４は、複数の分波チャネルｃｈに接続されたｎ個の光受信部５−１〜ｎに対して、伝送された光信号をそれぞれ異なった分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに応じて、それぞれ異なる分波チャネルｃｈから同時に分配して出力する（図７における波長ルータ分波波長特性Ｒｃ）。この波長ルータ４に設定されているｎ個の分波チャネルｃｈ１〜ｎのそれぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎが全て含まれる波長帯域を、波長ルータ４の分波波長帯域とする。
【００７８】
また、波長ルータ４は、上述したように、上記分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、伝送した光信号を分配する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、分波チャネル波長λｃｈの光信号に加えて周期波長λｃｈｔの光信号も同時に分配されて透過する。
【００７９】
図７において、上述した波長ルータ４の分波波長特性Ｒｃは、分波チャネルｃｈ１〜ｎにおける分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに対して、同一分波チャネルｃｈ毎に波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔが現れる。なお、図７では、説明を簡単にするために分波チャネルｃｈ１における分波チャネル波長λｃｈ１に対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈ１ｔ-1およびλｃｈ１ｔ1、および分波チャネルｃｈｎにおける分波チャネル波長λｃｈｎに対して、波長間隔λｔを有した周期波長λｃｈｎｔ-1のみを示している。
【００８０】
光フィルタ２１の透過波長帯域は、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の分波波長帯域を含まないように設定されている。なお、図７で示す光フィルタ２１の透過特性Ｆｃ１における透過波長帯域は、波長ルータ４の分波波長帯域に対して、短波長側に１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ-1〜λｃｈｎｔ-1を含んでいる。これに対して、光フィルタ２２の透過波長帯域は、少なくとも波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを含み、かつ波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まないように設定される。つまり、光フィルタ２１および２２の透過波長帯域は、互いに重複せず、光フィルタ２１の透過波長帯域が波長ルータ４の上記周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように設定され、光フィルタ２２の透過波長帯域が波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを含むように設定される。
【００８１】
ここで、光フィルタ２１および２２の透過波長帯域幅は、波長ルータ４の透過帯域幅と同じあるいは含む範囲で設定される（図７における光フィルタ透過特性Ｆｃ１およびＦｃ２）。このように光フィルタ２１および２２の透過波長帯域を設定することによって、光増幅部２へ出力するそれぞれの光信号の波長帯域を限定するため、上記光信号の入力パワーが減少して光増幅部２の出力パワーの飽和を防止することができ、利得を効率よく取ることができる。
【００８２】
次に、第３の実施形態に係る光伝送システムの光信号の伝送動作について説明する。図６に戻り、当該光伝送システムの送信部１２０において、上述したように第１の広帯域光送信部５０の広帯域光源５１は、広波長帯域の光を第１の広帯域光変調部５２に出力する。そして、第１の広帯域光変調部５２は、例えば広帯域光源５１から出力された光をクロック信号で変調することによって、クロック光を光フィルタ２１に出力する。光フィルタ２１は、上述したように、第１の広帯域光変調部５２から出力された広波長帯域のクロック光の内、少なくとも波長ルータ４の１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含み、かつ波長ルータ４の分波波長帯域を含まない波長帯域のクロック光のみ透過させ、合波部４０に出力する。
【００８３】
一方、第２の広帯域光送信部６０からは、上述したように広波長帯域の光を電気信号Ｅで変調された光信号が光フィルタ２２に出力している。光フィルタ２２は、上述したように、第２の広帯域光変調部６２から出力された広波長帯域の光信号の内、少なくとも波長ルータ４の分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを含み、かつ波長ルータ４の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まない波長帯域の光信号のみ透過させ、合波部４０に出力する。
【００８４】
合波部４０は、光フィルタ２１および２２から出力されるクロック光および光信号を合波する。光増幅部２は、光フィルタ２１および２２を透過して出力された上記クロック光および光信号を増幅して伝送部３に出力する。つまり、送信部１２０から伝送部３へは、第１の広帯域光変調部５２で変調された広波長帯域のクロック光の内、光フィルタ２１を透過可能な波長帯域のクロック光と、第２の広帯域光送信部６０で電気信号Ｅで変調された広波長帯域の光信号の内、光フィルタ２２を透過可能な波長帯域の光信号とが、光増幅部２で増幅されて伝送される。
【００８５】
当該光伝送システムの伝送部３は、光ファイバ等の光信号の伝送路であり、光増幅部２で増幅された上記クロック光および光信号を、波長ルータ４まで伝送する。
【００８６】
波長ルータ４は、伝送されたクロック光および光信号に対して、それぞれ異なる分波チャネルｃｈからクロック光および光信号を分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎに応じて同時に分配して出力する機能を有している。また、上述したように、波長ルータ４は、分波チャネルｃｈが設定されているそれぞれの分波チャネル波長λｃｈに対する周期的な別の波長λｃｈｔに基づいても、入力した光信号を分波する機能を有している。つまり、分波チャネルｃｈには、それぞれの分波チャネル波長λｃｈ１〜ｎの光信号に加えて周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔの光信号も分波されて出力される。したがって、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記周期波長λｃｈｔ〜λｃｈｎｔを有するクロック光を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔに基づいて分波することによって、全ての分波チャネルｃｈに分波されたクロック光を分配して同時に出力する。また、波長ルータ４は、伝送部３を介して伝送された上記分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎを有する光信号を、それぞれの分波チャネルｃｈに対応する分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎに基づいて分波することによって、全ての分波チャネルｃｈに分波された光信号を分配して同時に出力する。つまり、波長ルータ４の全ての分波チャネルｃｈから、第１の広帯域光送信部５０からのクロック光および第２の広帯域光送信部６０からの光信号が出力される。なお、上記クロック光の波長は周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔであり、上記光信号の波長は分波チャネル波長λｃｈ１〜λｃｈｎであるため、互いの波長は異なっており、クロストーク等は発生しない。
【００８７】
波長ルータ４の複数の分波チャネルｃｈには、受信部２００に設けられたそれぞれｎ個の光受信部５−１〜ｎが接続されており、光受信部５−１〜ｎは、波長ルータ４で分配され出力されたクロック光および光信号をクロック信号および電気信号Ｅに変換する。
【００８８】
このように、第３の実施形態に係る光伝送システムでは、クロック光を透過させる光フィルタの透過波長帯域が、波長ルータの１周期分の周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含むように、かつ波長ルータの分波波長帯域を含まないように設定される。また、光信号を透過させる光フィルタの透過波長帯域が、波長ルータの分波波長帯域を含み、かつ波長ルータの周期波長λｃｈ１ｔ〜λｃｈｎｔを含まないように設定される。このような光フィルタをそれぞれの光送信部の後に挿入して、広波長帯域のクロック光および光信号から必要な波長帯域のクロック光および光信号のみを抜き出すことによって、光増幅部に入力されるパワーを最小限に押さえることが可能であり、光増幅器の利得を有効に活用することができる。また、光受信部には、波長ルータの全ての出力ポートに上記光信号およびクロック光が入力し、それぞれの波長は異なっているため、上記光信号およびクロック光によるクロストーク等の影響を防止することができる。
【００８９】
なお、本実施の形態においては、電気信号による変調を第２の広帯域光変調部６２で行っているが、広帯域光源６１を直接変調してもかまわない。
【００９０】
また、本実施形態においては、広帯域の光信号としてクロック光を用いて説明したが、本発明で用いられる広帯域の光信号はクロック光に限定されない。例えば、映像データを広帯域の光信号として伝送しても、本発明を実現できることは言うまでもない。つまり、本発明は、広帯域の光信号として複数の光受信部に共通して送信するデータを伝送することによって、有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光フィルタ２０および波長ルータ４の波長特性を示す概略図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３の光フィルタ２１および波長ルータ４の波長特性を示す概略図である。
【図５】図３の光伝送システムで伝送される各構成ブロックにおけるクロック光および光信号の状態を示す概略図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図６の光フィルタ２１、２２、および波長ルータ４の波長特性を示す概略図である。
【図８】従来の光伝送システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２…光増幅部
３…伝送部
４…波長ルータ
５…光受信部
１０…広帯域光送信部
１１、５１、６１…広帯域光源
１２…広帯域光変調部
２０、２１、２２…光フィルタ
３０…波長多重光送信部
３１…波長可変光源
３２…波長多重光変調部
４０…合波部
５０…第１の広帯域光送信部
５２…第１の広帯域光変調部
６０…第２の広帯域光送信部
６２…第２の広帯域光変調部
１００、１１０、１２０…送信部
２００…受信部
ｃｈ…分波チャネル
Ｅ…電気信号
Ｆｃ…光フィルタ透過特性
Ｌｃ…クロック光
Ｌｓ…光信号
Ｒｃ…波長ルータ分波波長特性
Claims (12)
- 送信部から送信された光信号を波長ルータにおいて波長に応じて複数の出力ポートに分配して複数の受信部で受信する光伝送システムであって、
前記波長ルータは、前記複数の出力ポートにそれぞれ設定された固有の設定波長に応じて、前記光信号のうち当該出力ポートの設定波長および当該設定波長を基準として所定の波長間隔毎に現れる周期波長に対応する信号を各出力ポートに出力する周期分波特性を有し、
前記送信部は、
広波長帯域を有し、前記複数の受信部に共通して送信される共通送信信号で変調された広帯域光信号を出力する広帯域光送信部と、
前記広帯域光送信部から出力された前記広帯域光信号を入力し、前記各出力ポートの設定波長から前記波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長を含み前記各出力ポートの他の周期波長および設定波長は含まない帯域の所定帯域光信号のみを透過させて出力する光フィルタと、
前記各出力ポートの設定波長と等しい波長を有する光を、それぞれ対応する出力ポートの出力信号を受信する受信部に送信するデータ信号で変調して多重した多重光信号を出力する多重光信号送信部と、
前記多重光信号と前記所定帯域光信号とを合波して光信号を出力する合波部とを備えた、光伝送システム。 - 送信部から送信された光信号を波長ルータにおいて波長に応じて複数の出力ポートに分配して複数の受信部で受信する光伝送システムであって、
前記波長ルータは、前記複数の出力ポートにそれぞれ設定された固有の設定波長に応じて、前記光信号のうち当該出力ポートの設定波長および当該設定波長を基準として所定の波長間隔毎に現れる周期波長に対応する信号を各出力ポートに出力する周期分波特性を有し、
前記送信部は、
広波長帯域を有し、前記複数の受信部に共通して送信される共通送信信号で変調された広帯域光信号を出力する広帯域光送信部と、
前記広帯域光送信部から出力された前記広帯域光信号を入力し、前記各出力ポートの設定波長を含み前記各出力ポートの周期波長は含まない帯域の所定帯域光信号のみを透過させて出力する光フィルタと、
前記各出力ポートの設定波長から前記波長間隔の０以外の整数倍分だけ変化した周期波長と等しい波長を有する光を、それぞれ対応する出力ポートの出力信号を受信する受信部に送信するデータ信号で変調して多重した多重光信号を出力する多重光信号送信部と、
前記多重光信号と前記所定帯域光信号とを合波して光信号を出力する合波部とを備えた、光伝送システム。 - 前記広帯域光送信部は、
前記広波長帯域を有する広帯域光を出力する広帯域光源と、
前記広帯域光を前記共通送信信号で変調して広帯域光信号を出力する広帯域光変調部とを含む、請求項１または２記載の光伝送システム。 - 前記広帯域光送信部は、前記広波長帯域を有する広帯域光を出力する広帯域光源を前記共通送信信号で直接変調して広帯域光信号を出力する、請求項１または２記載の光伝送システム。
- 前記共通送信信号は、前記データ信号に対応したタイミング情報を示すクロック信号である、請求項１または２記載の光伝送システム。
- 前記多重光信号送信部は、時系列に波長を切り替えて前記多重光信号を出力する、請求項４または５記載の光伝送システム。
- 前記多重光信号送信部は、複数の波長の光を同時に出力して前記多重光信号を出力する、請求項１または２記載の光伝送システム。
- 前記広帯域光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項３また は４記載の光伝送システム。
- 前記広帯域光源は、増幅された自然放出光（ＡＳＥ）である、請求項３または４記載の光伝送システム。
- 前記広帯域光源は、超放射ダイオード（ＳＬＤ）である、請求項３または４記載の光伝送システム。
- 前記波長ルータは、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）によって構成される、請求項１または２記載の光伝送システム。
- 前記複数の受信部は、それぞれ前記複数の出力ポートのいずれかに接続され、当該出力ポートからの出力信号を電気信号に変換する、請求項１または２記載の光伝送システム。
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