JP5425528B2

JP5425528B2 - Ｏａｄｍ装置およびｏａｄｍシステム

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Publication number: JP5425528B2
Application number: JP2009133155A
Authority: JP
Inventors: 宗一郎臼井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
Current assignee: NTT Inc; NTT Inc USA
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2009-06-02
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-06-02
Also published as: JP2010283446A

Description

本発明は、光ファイバ伝送路でリング状に接続された光ネットワークにおいて、光パス信号の挿入(add）／通過（thru）／分岐（drop）を波長単位に行うＯＡＤＭ（optical add/drop multiplexer）装置およびそれを用いたＯＡＤＭシステムに関する。特に、再構成が可能なＲＯＡＤＭ（reconfigurable OADM)システムに適用されるＯＡＤＭ装置およびＯＡＤＭシステムに関する（非特許文献１，２）。

図５は、従来のＯＡＤＭ装置の２方路対応の構成例を示す（非特許文献３）。
図において、方路１にＯＡＤＭ１０−１が接続され、方路２にＯＡＤＭ１０−２が接続される。方路１からＯＡＤＭ１０−１に入力する波長多重光信号は光カプラ１１で分岐され、その一方が光分波器（ＤＭＵＸ）１２に入力され、その他方がＯＡＤＭ１０−２の波長選択スイッチ１３に入力される。光分波器１２は、ＯＡＤＭ１０−１で分波する波長の光信号（以下「drop光」という）を分波する。ＯＡＤＭ１０−２で挿入する波長の光信号（以下「 add光」という）は、光合波器（ＭＵＸ）１４で合波してＯＡＤＭ１０−２の波長選択スイッチ１３に入力される。波長選択スイッチ１３は、方路１から方路２に通過する光信号（以下「thru光」という）を出力するか、 add光を出力するかを波長ごとに選択して方路２に出力する。また、thru光も add光も出力しないときは、当該波長の光損失量を十分なレベルまで増加させる。方路２から方路１に対して挿入／通過／分岐する光信号についても同様の構成により対応する。

図６は、従来のＯＡＤＭ装置の４方路対応の構成例を示す。
図において、方路１にＯＡＤＭ１０−１が接続され、方路２にＯＡＤＭ１０−２が接続され、方路３にＯＡＤＭ１０−３が接続され、方路４にＯＡＤＭ１０−４が接続される。各ＯＡＤＭは図５に示す２方路対応のものと同様の光カプラ１１、光分波器（ＤＭＵＸ）１２、波長選択スイッチ１３、光合波器（ＭＵＸ）１４を備えるとともに、さらにthru光を他の３方路に接続される波長選択スイッチ１３に分岐する光カプラ１５を備える。なお、ここでは２入力２出力の光カプラ１５を２つ用いて３分岐する構成を示すが、１つの多ポート型光カプラに置き換えることができる。さらに、光カプラ１１，１５を合せて１つの多ポート型光カプラに置き換えてもよい。

各ＯＡＤＭの波長選択スイッチ１３は、他の３方路からのthru光とそれぞれの add光を入力する。例えば、ＯＡＤＭ１０−２の波長選択スイッチ１３は、方路１，３，４から方路２にそれぞれ通過するthru光を出力するか、 add光を出力するかを波長ごとに選択して方路２に出力する。これにより、任意の方路から任意の方路への光信号の伝送が可能である。

http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20061219/257235/ http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20060607/240199/?ST=start http://www.nel.co.jp/product/photonics/recon roadm.html

図７に示すように、複数のＯＡＤＭ装置および光ファイバ伝送路を介してリング状に接続された光ネットワークでは、トラフィックパターンに依存して波長利用効率の疎密が発生する。例えば、伝送区間Ａ，Ｂでは使用波長数が限界に達する一方で、転送区間Ｃ，Ｄでは使用波長数が少なく波長利用効率が低下している状態である。この伝送区間Ａ，Ｂのように使用波長数が限界（ここでは４本）に達すると、従来は他の伝送区間の状況に拘らずシステム全体の増設が必要となる。

一方、ＲＯＡＤＭシステムでは、図８に示すように、２方路に対応するＯＡＤＭ装置の一部について、３方路または４方路に対応するＯＡＤＭ装置に置き換えて迂回路を接続することにより、部分的な増設が可能になっている。すなわち、ＯＡＤＭ装置２２，２４を３方路対応（方路１，２，３を示す）に、その中間のＯＡＤＭ装置２３を４方路対応（方路１，２，３，４を示す）にすると、伝送区間Ａ，Ｂのリンク増設が可能となる。しかし、例えば４方路に対応するＯＡＤＭ装置２３は、図６に示すように各ＯＡＤＭ間の配線が合計12本となって配線が複雑になるとともに、各方路ごとに４入力の波長選択スイッチ１３が必要になり、装置コストが増大する問題あった。３方路に対応するＯＡＤＭ装置２２，２４においても同様である。

ところで、部分増設したリンクは、例えばＯＡＤＭ装置２３とＯＡＤＭ装置２２から先のＯＡＤＭ装置との通信（図中破線で示す）に使用されるとすれば、ＯＡＤＭ装置２３とＯＡＤＭ装置２２との間で折り返しのパスは存在しない。すなわち、ＯＡＤＭ装置２２，２４では方路１と方路３との間で折り返しはなく、ＯＡＤＭ装置２３では方路１と方路３との間、方路２と方路４との間で折り返しはない。この点に着目すると、３方路および４方路に対応するＯＡＤＭ装置において、図６に示すようなすべての方路の接続を実現する必要がなく、ＯＡＤＭの波長選択スイッチ１３の数や配線の簡易化によるコスト低減が可能になる。

本発明は、一部の伝送区間のリンク増設に対して低コストで対応することができるＯＡＤＭ装置およびＯＡＤＭシステムを提供することを目的とする。

第１の発明は、３つの方路間で光信号を波長ごとに挿入／通過／分岐を行うＯＡＤＭ装置において、第１の方路から入力する光信号を分岐する第１の光カプラと、分岐された一方の光信号から分岐する波長の光信号を出力する第１の光分波器と、第１の方路に挿入する光信号を出力する第１の光合波器と、第２の方路から第１の方路に通過する光信号に第１の光合波器から出力された光信号を挿入する第２の光カプラとを備えた第１の光分岐挿入部と、第２の方路に挿入する光信号を出力する第２の光合波器と、第２の光合波器から出力された光信号と第１の分岐挿入部の第１の光カプラで分岐された他方の光信号を入力し、第２の方路に挿入する光信号および第１の方路から第２の方路に通過する光信号を波長ごとに選択して第２の方路に出力する第１の波長選択スイッチと、第２の方路から入力する光信号から分岐する光信号および第１の方路に通過する光信号を波長ごとに選択する第２の波長選択スイッチと、分岐する波長の光信号を出力する第２の光分波器とを備え、通過する光信号を第１の光分岐挿入部の第２のカプラに出力する第２の光分岐挿入部と、第３の方路から入力する光信号を分岐する第３の光カプラと、分岐された一方の光信号から分岐する波長の光信号を出力する第３の光分波器と、第３の方路に挿入する光信号を出力する第３の光合波器と、第２の方路から第３の方路に通過する光信号に第３の光合波器から出力された光信号を挿入する第４の光カプラとを備えた第３の光分岐挿入部とを備え、第２の光分岐挿入部の第１の波長選択スイッチは、第２の方路に挿入する光信号および第１の方路から第２の方路に通過する光信号とともに、第３の光分岐挿入部の第３の光カプラで分岐された他方の光信号を入力し、第２の方路に挿入する光信号と第１の方路から第２の方路に通信する光信号と第３の方路から第２の方路に通過する光信号を波長ごとに選択して第２の方路に出力する構成であり、第２の光分岐挿入部の第２の波長選択スイッチは、第２の方路から入力する光信号から分岐する光信号と第１の方路に通過する光信号と第３の方路に通過する光信号を波長ごとに選択し、第３の方路に通過する光信号を第３の光分岐挿入部の第４の光カプラに出力する構成である。

第２の発明のＯＡＤＭ装置は、第１の発明のＯＡＤＭ装置と、第４の方路に挿入する光信号を出力する第４の光合波器と、第４の光合波器から出力された光信号と第１の光分岐挿入部の第１の光カプラで分岐された他方の光信号と第３の光分岐挿入部の第３の光カプラで分岐された他方の光信号を入力し、第４の方路に挿入する光信号と第１の方路から第４の方路に通過する光信号と第３の方路から第４の方路に通過する光信号を波長ごとに選択して第４の方路に出力する第３の波長選択スイッチと、第４の方路から入力する光信号から分岐する光信号と第１の方路に通過する光信号と第３の方路に通過する光信号を波長ごとに選択する第４の波長選択スイッチと、分岐する波長の光信号を出力する第４の光分波器とを備え、第１の方路に通過する光信号を第１の光分岐挿入部の第２のカプラに出力し、第３の方路に通過する光信号を第３の光分岐挿入部の第４のカプラに出力する構成である第４の光分岐挿入部とを備える。

第３の発明は、第１の発明のＯＡＤＭ装置を光ファイバ伝送路を介してリング状に接続したＯＡＤＭシステムにおいて、第１の方路および第２の方路が光ファイバ伝送路に接続される方路であり、第１の方路および第２の方路の一方の伝送区間のリンクを増設する場合に、そのリンク増設側を第３の方路として第３の光分岐挿入部を接続した構成である。

第４の発明は、第２の発明のＯＡＤＭ装置を光ファイバ伝送路を介してリング状に接続したＯＡＤＭシステムにおいて、第１の方路および第２の方路が光ファイバ伝送路に接続される方路であり、第１の方路および第２の方路の両方の伝送区間のリンクを増設する場合に、その一方のリンク増設側を第３の方路として第３の光分岐挿入部を接続し、他方のリンク増設側を第４の方路として第４の光分岐挿入部を接続した構成である。

本発明のＯＡＤＭ装置およびＯＡＤＭシステムは、波長数が限界に達した伝送区間のみの増設に対応することができるので、増設時のコストの低減が可能である。さらに、増設側の伝送路間の折り返しパスが不要であることからＯＡＤＭ間の配線数の削減が可能でありる。また、波長選択スイッチを一方のリンク側のＯＡＤＭに集約することによりＯＡＤＭ装置全体の波長選択スイッチ数の削減が可能であり、装置全体のコスト低減が可能である。

本発明の実施例１の２方路対応の構成例を示す図である。本発明の実施例２の３方路対応の構成例を示す図である。本発明の実施例３の４方路対応の構成例を示す図である。本発明の実施例３の４方路対応の他の構成例を示す図である。従来のＯＡＤＭ装置の２方路対応の構成例を示す図である。従来のＯＡＤＭ装置の４方路対応の構成例を示す図である。ＯＡＤＭ装置を含む光ネットワークの構成例を示す図である。ＯＡＤＭ装置を含む光ネットワークの拡張構成例を示す図である。

図１は、本発明の実施例１の２方路対応の構成例を示す。
図において、方路１にＯＡＤＭ１０−１が接続され、方路２にＯＡＤＭ１０−２が接続される。本実施例では、ＯＡＤＭ１０−１は、方路１からのdrop光を分岐・分波するための光カプラ１１および光分波器（ＤＭＵＸ）１２と、方路１への add光を合波・挿入するための光合波器（ＭＵＸ）１４および光カプラ１６を備える。ＯＡＤＭ１０−１の光カプラ１１で分岐されたthru光は、ＯＡＤＭ１０−２の波長選択スイッチ１３−１に入力する。

ＯＡＤＭ１０−２は、方路２からのdrop光を分波するための光分波器（ＤＭＵＸ）１２と、方路２への add光を合波するための光合波器（ＭＵＸ）１４と、方路２に接続される波長選択スイッチ１３−１，１３−２を備える。波長選択スイッチ１３−１は、方路１からのthru光と光合波器１４からの add光を波長ごとに選択して方路２に出力する。波長選択スイッチ１３−２は、方路２からのdrop光と方路２から方路１へのthru光を波長ごとに選択し、drop光を光分波器１２に出力し、thru光をＯＡＤＭ１０−１に出力する。drop光は光分波器１２で分波され、thru光はＯＡＤＭ１０−１の光カプラ１６で add光を挿入して方路１へ出力される。なお、波長選択スイッチ１３−１，１３−２は光信号の入出力方向が逆になっているが、波長選択スイッチとしての構成は可逆であるために全く同じ構成で対応可能である。

本実施例の構成と、図５に示す従来の２方路対応の構成との相違点は、２つの波長選択スイッチ１３をＯＡＤＭ１０−２に集約したことである。このような構成としてもコスト的なメリットはないが、後述する実施例のように、３方路以上に対応するＯＡＤＭ装置への拡張を容易にするとともにコスト低減が可能になる。

図２は、本発明の実施例２の３方路対応の構成例を示す。本実施例のＯＡＤＭ装置は、例えば図８に示す３方路対応のＯＡＤＭ装置２２，２４として用いられるものであり、方路１と方路３との間の折り返しを不要とする構成である。

図において、方路１にＯＡＤＭ１０−１が接続され、方路２にＯＡＤＭ１０−２が接続され、増設の方路３にＯＡＤＭ１０−３が接続される。本実施例では、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３は、方路１，３からのdrop光を分岐・分波するための光カプラ１１および光分波器（ＤＭＵＸ）１２と、方路１，３への add光を合波・挿入するための光合波器（ＭＵＸ）１４および光カプラ１６を備える。ＯＡＤＭ１０−１，１０−３の各光カプラ１１で分岐されたthru光は、ＯＡＤＭ１０−２の波長選択スイッチ１３−１に入力する。

ＯＡＤＭ１０−２は、方路２からのdrop光を分波するための光分波器（ＤＭＵＸ）１２と、方路２への add光を合波するための光合波器（ＭＵＸ）１４と、方路２に接続される波長選択スイッチ１３−１，１３−２を備える。波長選択スイッチ１３−１は、方路１，３からのthru光と光合波器１４からの add光を波長ごとに選択して方路２に出力する。波長選択スイッチ１３−２は、方路２からのdrop光と方路２から方路１または方路３へのthru光を波長ごとに選択し、drop光を光分波器１２に出力し、thru光をＯＡＤＭ１０−１またはＯＡＤＭ１０−３に出力する。drop光は光分波器１２で分波され、thru光はＯＡＤＭ１０−１，１０−３の光カプラ１６でそれぞれ add光を挿入して方路１，３へ出力される。なお、波長選択スイッチ１３−１，１３−２は光信号の入出力方向が逆になっているが、波長選択スイッチとしての構成は可逆であるために全く同じ構成で対応可能である。

本実施例の構成と従来の３方路対応の構成との相違点は、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３間を接続する経路がないことと、波長選択スイッチ１３−１，１３−２をＯＡＤＭ１０−２に集約したことである。これにより、各ＯＡＤＭ間の配線が合計６本から４本に軽減され、各ＯＡＤＭに配置されていた波長選択スイッチが合計３個から２個に軽減される。運用形態としては、当初は基本となる２方路対応のＯＡＤＭ１０−１，１０−２で運用し、波長数の増大に応じて低コストな光分波器（ＤＭＵＸ）１２、光合波器（ＭＵＸ）１４および光カプラ１１，１６のみで構成されたＯＡＤＭ１０−３を増設して運用する。さらに、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３と同様のＯＡＤＭをＯＡＤＭ１０−２に接続し、４方路以上に対応する増設も可能である。

図３は、本発明の実施例３の４方路対応の構成例を示す。本実施例のＯＡＤＭ装置は、例えば図８に示す４方路対応のＯＡＤＭ装置２３として用いられるものであり、方路１と方路３との間、方路２と方路４との間の折り返しを不要とする構成である。また、本実施例のＯＡＤＭ装置は、図２に示す実施例２の３方路対応の構成を４方路対応に拡張させたものである。

図において、方路１にＯＡＤＭ１０−１が接続され、方路２にＯＡＤＭ１０−２が接続され、増設の方路３にＯＡＤＭ１０−３が接続され、増設の方路４にＯＡＤＭ１０−４が接続される。本実施例は、実施例２における波長選択スイッチ１３−１，１３−２を有するＯＡＤＭ１０−２と同じ構成のＯＡＤＭ１０−４を追加し、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３に同様に接続することを特徴とする。すなわち、ＯＡＤＭ１０−２と同様のＯＡＤＭ１０−４を方路４に接続し、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３とＯＡＤＭ１０−４とを接続するために、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３に光カプラ１５，１７をそれぞれ備える。ＯＡＤＭ１０−１，１０−３の光カプラ１５は、方路１からのthru光をＯＡＤＭ１０−２，１０−４の波長選択スイッチ１３−１に分岐する。ＯＡＤＭ１０−１，１０−３の光カプラ１７は、方路２，４（ＯＡＤＭ１０−２，１０−４）からのthru光を結合する。なお、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３の光カプラ１１，１５および光カプラ１６，１７は、それぞれ１つの多ポート型光カプラに置き換えることができる。

本実施例の構成と、図６に示す従来の４方路対応の構成との相違点は、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３間およびＯＡＤＭ１０−２，１０−４間を接続する経路がないことと、４つの波長選択スイッチ１３をＯＡＤＭ１０−２，１０−４にそれぞれ２つずつ集約したことである。これにより、各ＯＡＤＭ間の配線が合計12本から８本に軽減される。

なお、図６に示す従来の４方路対応の構成において、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３の間、ＯＡＤＭ１０−２，１０−４の間を接続する経路を取り除いたものを参考のために図４に示す。図３，図４に示す構成は、各ＯＡＤＭ間の配線数および波長選択スイッチの合計数は同じであり、機能およびコストは等価であるが、本実施例は図２に示す３方路対応のＯＡＤＭ装置から４方路対応に容易に拡張できることが特徴になっている。

さらに、ＯＡＤＭ１０−１，１０−３と同様のＯＡＤＭをＯＡＤＭ１０−２，１０−４に接続し、またＯＡＤＭ１０−２，１０−４と同様のＯＡＤＭをＯＡＤＭ１０−１，１０−３に接続し、５方路以上に対応する増設も可能である。

１０ＯＡＤＭ
１１，１５，１６，１７光カプラ
１２光分波器（ＤＭＵＸ）
１３波長選択スイッチ
１４光合波器（ＭＵＸ）
２１，２２，２３，２４，２５ＯＡＤＭ装置

Claims

３つの方路間で光信号を波長ごとに挿入／通過／分岐を行うＯＡＤＭ装置において、
第１の方路から入力する光信号を分岐する第１の光カプラと、分岐された一方の光信号から分岐する波長の光信号を出力する第１の光分波器と、第１の方路に挿入する光信号を出力する第１の光合波器と、第２の方路から第１の方路に通過する光信号に前記第１の光合波器から出力された光信号を挿入する第２の光カプラとを備えた第１の光分岐挿入部と、
前記第２の方路に挿入する光信号を出力する第２の光合波器と、前記第２の光合波器から出力された光信号と前記第１の分岐挿入部の前記第１の光カプラで分岐された他方の光信号を入力し、前記第２の方路に挿入する光信号および前記第１の方路から前記第２の方路に通過する光信号を波長ごとに選択して前記第２の方路に出力する第１の波長選択スイッチと、前記第２の方路から入力する光信号から分岐する光信号および前記第１の方路に通過する光信号を波長ごとに選択する第２の波長選択スイッチと、分岐する波長の光信号を出力する第２の光分波器とを備え、通過する光信号を前記第１の光分岐挿入部の前記第２のカプラに出力する第２の光分岐挿入部と、
第３の方路から入力する光信号を分岐する第３の光カプラと、分岐された一方の光信号から分岐する波長の光信号を出力する第３の光分波器と、第３の方路に挿入する光信号を出力する第３の光合波器と、前記第２の方路から第３の方路に通過する光信号に前記第３の光合波器から出力された光信号を挿入する第４の光カプラとを備えた第３の光分岐挿入部とを備え、
前記第２の光分岐挿入部の前記第１の波長選択スイッチは、前記第２の方路に挿入する光信号および前記第１の方路から前記第２の方路に通過する光信号とともに、前記第３の光分岐挿入部の前記第３の光カプラで分岐された他方の光信号を入力し、前記第２の方路に挿入する光信号と前記第１の方路から前記第２の方路に通信する光信号と前記第３の方路から前記第２の方路に通過する光信号を波長ごとに選択して前記第２の方路に出力する構成であり、
前記第２の光分岐挿入部の前記第２の波長選択スイッチは、前記第２の方路から入力する光信号から分岐する光信号と前記第１の方路に通過する光信号と前記第３の方路に通過する光信号を波長ごとに選択し、前記第３の方路に通過する光信号を前記第３の光分岐挿入部の前記第４の光カプラに出力する構成である
ことを特徴とするＯＡＤＭ装置。
請求項１に記載のＯＡＤＭ装置と、
第４の方路に挿入する光信号を出力する第４の光合波器と、前記第４の光合波器から出力された光信号と前記第１の光分岐挿入部の前記第１の光カプラで分岐された他方の光信号と前記第３の光分岐挿入部の前記第３の光カプラで分岐された他方の光信号を入力し、第４の方路に挿入する光信号と前記第１の方路から第４の方路に通過する光信号と前記第３の方路から第４の方路に通過する光信号を波長ごとに選択して第４の方路に出力する第３の波長選択スイッチと、第４の方路から入力する光信号から分岐する光信号と前記第１の方路に通過する光信号と前記第３の方路に通過する光信号を波長ごとに選択する第４の波長選択スイッチと、分岐する波長の光信号を出力する第４の光分波器とを備え、前記第１の方路に通過する光信号を前記第１の光分岐挿入部の前記第２のカプラに出力し、前記第３の方路に通過する光信号を前記第３の光分岐挿入部の前記第４のカプラに出力する構成である第４の光分岐挿入部と
を備えたことを特徴とするＯＡＤＭ装置。
請求項１に記載のＯＡＤＭ装置を光ファイバ伝送路を介してリング状に接続したＯＡＤＭシステムにおいて、
前記第１の方路および前記第２の方路が前記光ファイバ伝送路に接続される方路であり、前記第１の方路および前記第２の方路の一方の伝送区間のリンクを増設する場合に、そのリンク増設側を前記第３の方路として前記第３の光分岐挿入部を接続した
ことを特徴とするＯＡＤＭシステム。
請求項２に記載のＯＡＤＭ装置を光ファイバ伝送路を介してリング状に接続したＯＡＤＭシステムにおいて、
前記第１の方路および前記第２の方路が前記光ファイバ伝送路に接続される方路であり、前記第１の方路および前記第２の方路の両方の伝送区間のリンクを増設する場合に、その一方のリンク増設側を前記第３の方路として前記第３の光分岐挿入部を接続し、他方のリンク増設側を前記第４の方路として前記第４の光分岐挿入部を接続した
ことを特徴とするＯＡＤＭシステム。