JP3995781B2 - 波長選択フィルタを用いた光分岐・挿入装置及び光分岐装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重（Wavelength Division Multiplexing; 以下ＷＤＭとする）方式の光ネットワークの光分岐・挿入装置及び光分岐装置に関し、特に、光分岐・挿入を行なうフィルタとして、音響光学効果を利用した波長選択フィルタを用いて構成した光分岐・挿入装置及び光分岐装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの帯域特性を活かしたＷＤＭ方式は、伝送容量を拡大し、信号の出し入れが柔軟な光ネットワークを構築する上で期待される伝送方式である。この方式は、従来の一本のファイバに一種類の波長の光を高速に変調して送信する方式と比較して、同じ伝送速度で波長多重を行なうならば、その波長多重数分だけ情報量を多く送信することができる。或いは、低速の信号でも波長多重化することにより、高速で一波の信号を送る従来方式と同様の伝送容量を得ることができる。ＷＤＭ方式において、多重化する各波長の間隔は、隣接波長信号の影響を受けない程度に離れている必要がある。現在では、光増幅器の帯域が拡大（十数ナノメートル以上）しており、また、受信側でのフィルタとしても選択領域の狭いものが実現されたことによって、１ナノメートル前後の波長間隔のＷＤＭ伝送システムの実験が報告され、また、実システムとして導入されようとしている。
【０００３】
さらに、このＷＤＭ伝送システムを基にして、光ネットワークを実現することが最近の研究の動向になっている。この光ネットワークとしては、例えば、特開平４−１６７６３４号公報等で提案されているように、ＷＤＭ信号をポイントからポイントヘ送信するだけでなく、伝送路の途中に設けられたノードと呼ばれる中継点で、波長多重された信号光のうちのある特定な波長の信号光だけを選択的に透過させ、それ以外の波長の信号光をそのノードで受信したり、このノードから別の信号光を挿入して、他のノードヘ送信したりするといった、ＡＤＭ(Add-Drop Multiplexer)機能を持つネットワークが挙げられる。このＡＤＭ機能は、信号を光の状態のままで自由に分岐、挿入できることが特徴であり、ＷＤＭ方式に特有の技術である。
【０００４】
従来の光分岐・挿入装置（以下、ＡＤＭノード装置とする）としては、例えば、図８に示すように、アレイ導波路格子（Arrayed Waveguide Grating;以下ＡＷＧとする）を２つ組み合わせて構成したものなどがある。このＡＷＧは、光合波または光分波機能を持つデバイスで、入力ポートに波長多重信号光が入力されると、出力側では波長毎に分波された信号光が各ポートから出力される。また逆に、ＡＷＧは、各ポートにそれぞれ対応して予め決められた波長の光を入力すると、出力側でこれらが合波された波長多重信号光が出力される。このようなＡＷＧを用いて構成したＡＤＭノード装置は、１段目（入力側）のＡＷＧで多重信号光を波長毎に分波し、各波長に対して分岐、挿入または透過をそれぞれ制御し、２段目（出力側）のＡＷＧによって再び各波長の信号光を合波して、伝送路に送信することになる。任意の波長の信号光の分岐、挿入または透過の制御は、例えば、１段目のＡＷＧの各出力ポートに光スイッチ等を設けて、その切り替え状態を制御することにより可能となる。
【０００５】
このような従来のＡＤＭノード装置では、ＡＷＧの透過光波長特性が、伝送に用いる多重信号光の各波長に対応させて予め設計される。また、ＡＷＧの各ポートへの入力波長特性や出力波長特性は、任意ではなく周期性を持って相対的に決まっている。このため、各ポートと信号光波長とが常に明確に管理されていることが、このようなＡＤＭノード装置の機能として重要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＡＤＭノード装置では、波長多重数が増大する程、各ポート毎の信号光波長の管理が煩雑になるとともに、そのノード構成も複雑になってしまう。また、設計段階において、ＡＤＭノード装置の使用波長や最大波長数が予め決められるため、その後の使用波長の変更や信号増設等には対応しにくいという欠点がある。さらに、従来のＡＤＭノード装置は、透過特性について波長に対して周期的な変動を持つため、ＡＤＭノードを多段に接続して使用するリングネットワーク等では、例えば、光減衰器などを用いて各波長毎の光パワーの補正を行う等の対策が必要となるといった問題もある。
【０００７】
ところで、各ポート毎の信号光波長の管理を容易にする１つの手段として、ＡＤＭフィルタに音響光学フィルタを用いることは有効である。音響光学フィルタを使用したＡＤＭノード構成は、例えば、特開平９−１１３８５５号公報等で提案されている。前記の技術は、ＡＤＭノードに音響光学フィルタ等を使用したときに発生する、分岐光と挿入光との干渉による信号劣化を防ぐために、分岐光と挿入光の周波数をずらすことによって干渉雑音を抑圧しようとするものである。
【０００８】
しかし、上記のＡＤＭノード構成では、分岐挿入波長の変更や信号増設等のために煩雑な作業を要するとともに、周波数をずらした挿入光が各ＡＤＭノードで主信号光に合波されて伝送されるため、伝送システムの波長多重数が多くなるにつれてシステム全体での信号光波長の管理が複雑になるという問題がある。
本発明は上記の点に着目してなされたもので、音響光学効果を利用した波長選択フィルタを利用することにより、信号光波長の管理が容易で、任意の波長及び任意の多重数の信号光について分岐、挿入または透過が可能な光分岐・挿入装置及び光分岐装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため本発明の１つの態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な分岐・挿入手段と、該分岐・挿入手段で分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を前記分岐・挿入手段に出力する光挿入手段と、を備えた光分岐・挿入装置において、前記分岐・挿入手段が、少なくとも１つの周波数の弾性表面波を選択信号に対応して発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート、前記光分岐手段に接続する分岐ポート及び前記光挿入手段に接続する挿入ポートを有する波長選択フィルタを含み、該波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力するとともに、前記弾性表面波の周波数に対応した波長を有する前記挿入ポートに送られた挿入光を前記伝送路からの信号光に挿入して前記出力ポートに出力する。また、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段を含んで構成され、さらに、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１０】
また、別の態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な光分岐・挿入装置において、分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を発生する光挿入手段と、選択信号に応じた周波数の弾性表面波を少なくとも１つ発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート、前記光分岐手段に接続する分岐ポート及び前記光挿入手段に接続する挿入ポートを有する波長選択フィルタと、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段と、を備え、前記波長選択フィルタは、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力するとともに、前記弾性表面波の周波数に対応した波長を有する前記挿入ポートに送られた挿入光を前記伝送路からの信号光に挿入して前記出力ポートに出力し、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１１】
かかる構成によれば、伝送路上の波長多重された信号光が波長選択フィルタの入力ポートに送られる。この波長選択フィルタには、分岐・挿入する信号光の波長に合わせた周波数の弾性表面波が発生可能で、入力ポートに送られた信号光に含まれる各波長光のうちの弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光のみが、音響光学効果により偏光変換を受けて分岐ポートから出力され、他の波長の信号光は出力ポートから出力される。分岐ポートから出力された信号光は、光分岐手段に送られて各波長毎に受信処理される。また、波長選択フィルタの挿入ポートには、光挿入手段の光源部、光合分波部、挿入光生成部、光合波部および光増幅部で生成された挿入光が入力され、弾性表面波の周波数に対応した波長の挿入光は、上記分岐の場合と同様に偏光変換を受けて入力ポートからの信号光に挿入され、出力ポートから出力されて伝送路に送られるようになる。さらに、このとき、波長選択フィルタに入出力される信号光のスペクトルがモニタ手段によって測定され、本装置の動作が正常であるか否かが監視される。
【００１３】
また、本発明の他の態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な分岐・挿入手段と、該分岐・挿入手段で分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を前記分岐・挿入手段に出力する光挿入手段と、を備えた光分岐・挿入装置において、前記分岐・挿入手段が、少なくとも１つの周波数の弾性表面波を選択信号に対応して発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート及び前記光分岐手段に接続する分岐ポートを有する波長選択フィルタと、前記出力ポートから出力される信号光に前記光挿入手段からの挿入光を合波して前記伝送路に出力する光合波部と、を含み、前記波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力し、他の波長の信号光を前記出力ポートに出力する。また、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記光合波部を介して前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段を含んで構成され、さらに、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１４】
さらに、別の態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な光分岐・挿入装置において、分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を発生する光挿入手段と、選択信号に応じた周波数の弾性表面波を少なくとも１つ発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート及び前記光分岐手段に接続する分岐ポートを有する波長選択フィルタと、前記出力ポートから出力される信号光に前記光挿入手段からの挿入光を合波して前記伝送路に出力する光合波手段と、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記光合波部を介して前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段と、を備え、前記波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力し、他の波長の信号光を前記出力ポートに出力し、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１５】
かかる構成によれば、伝送路上の波長多重された信号光が波長選択フィルタの入力ポートに送られる。この波長選択フィルタには、分岐する信号光の波長に合わせた周波数の弾性表面波が発生可能で、入力ポートに送られた信号光に含まれる各波長光のうちの弾性表面波に対応した波長の信号光のみが、音響光学効果により偏光変換を受けて分岐ポートから出力され、他の波長の信号光は出力ポートから出力される。分岐ポートから出力された信号光は、光分岐手段に送られて各波長毎に受信処理される。そして、出力ポートから出力された信号光は、光合波部に送られて、光挿入手段の光源部、光合分波部、挿入光生成部、光合波部および光増幅部で生成された挿入光が合波されて伝送路に出力されるようになる。また、このとき、波長選択フィルタに入出力される信号光のスペクトルがモニタ手段によって測定され、本装置の動作が正常であるか否かが監視される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１の実施形態の波長選択フィルタを用いた光分岐・挿入装置（ＡＤＭノード装置）の構成を示す。ここでは、本ＡＤＭノード装置が線形中継器としての機能を兼ね備える場合について説明する。
【００２４】
図１において、本ＡＤＭノード装置は、波長多重された信号光が伝送される伝送路に挿入された分岐・挿入手段としてのＡＤＭノード部10と、選択信号であるＲＦ信号を発生してＡＤＭノード部10に送るＲＦ信号発生器20と、ＡＤＭノード部10で分岐された信号光の受信処理を行なう光分岐手段としての光分岐部30と、ＡＤＭノード部10で挿入される信号光を発生する光挿入手段としての光挿入部40と、伝送路からＡＤＭノード部10への入力信号光及びＡＤＭノード部10から伝送路への出力信号光のスペクトルをモニタするモニタ手段としてのモニタ部50と、から構成される。
【００２５】
ＡＤＭノード部10は、例えば、ＡＤＭフィルタとして用いられる音響光学効果を利用した波長選択フィルタ（Acousto-Optic Tunable Filter; 以下ＡＯＴＦとする）11と、光増幅手段としての光アンプ12,15 と、分散補償手段としての分散補償器13と、分散補償用増幅手段としての光アンプ14を備える。ＡＯＴＦ11は、入力、出力、挿入及び分岐の４つのポートを有する。入力ポートには、伝送路を伝わる波長多重信号光が、後述する光カプラ51並びに光アンプ12、分散補償器13及び光アンプ14を介して入力される。光アンプ12は、伝送されてきた信号光を一括して増幅する広帯域光増幅器である。分散補償器13は、伝送路の分散特性による信号光の伝送特性への影響を補償するための分散補償デバイスであり、光アンプ14は、分散補償器13での光パワーの損失を補償するためのものである。これら分散補償器13及び光アンプ14は、伝送路の分散特性が大きい場合に必要に応じて、ＡＤＭノード部10の適宜な位置に設けられる。ＡＯＴＦ11の出力ポートから出力される信号光は、後述する光カプラ52及び光アンプ15を介して伝送路に送られる。光アンプ15は、出力信号光を伝送に最適なパワーまで増幅して伝送路に出力する。また、分岐ポートから出力される信号光は後述する光分岐部30に送られ、挿入ポートには後述する光挿入部40から出力される信号光が入力される。
【００２６】
ここで、ＡＯＴＦ11について具体的に説明する。
ＡＯＴＦ11は、波長選択フィルタとして有効なデバイスであり、その構成には様々な種類のものがある。一般には、弾性表面波（ＳＡＷ）と光の導波路とがオーバーラップし、両者の干渉により導波路内の一部の波長の光のみが偏光変換を受け、その偏光された光をフィルタ出射端のスプリッタで分離することにより、特定の波長の光を取り出すことができるものである。
【００２７】
図２は、ＡＯＴＦ11の構成の一例を示す。図２の構成では、交差指型電極（ＩＤＴ）にＲＦ信号を印加することによって弾性表面波（ＳＡＷ）が発生してＳＡＷクラッド部を伝搬する。また、波長多重された信号光が、入力ポートより入射して、図で左側の偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）で偏光分離されて２つの導波路に分岐される。そして、ＴＥ−ＴＭモード変換部に入射した信号光は、前記ＳＡＷと干渉して、ＲＦ信号の周波数に応じた波長の信号光の偏光状態が変換される。偏光変換された信号光は、図で右側のＰＢＳにより偏光分離されて、選択光を出力する分岐ポートから出力される。他の波長の信号光は、非選択光を出力する出力ポートから出力される。上記ＳＡＷの周波数と選択光の波長とは、デバイスの温度が一定の状態では１対１の関係がある。したがって、印加するＲＦ信号の周波数を変化させれば、選択光の波長もそれに伴って変化する。これにより、波長可変の光フィルタが実現できる。
【００２８】
また、ＲＦ信号の周波数に対応した波長の信号光を図で左端の挿入ポートから挿入すると、この挿入光は、上述の選択光と同様に偏光変換されて出力ポートから出力される。即ち、ＡＯＴＦ11は、ＲＦ信号の周波数に対応した波長の信号光を同時に分岐、挿入することができる。さらに、周波数の異なる複数のＲＦ信号を混合してＩＤＴに印加した場合には、それぞれのＲＦ信号の周波数に対応して複数の波長の信号光を選択することができ、１波だけでなく、任意に設定可能な複数の波長の信号光を同時に選択するＡＤＭフィルタとしてもＡＯＴＦ11は非常に有効である。したがって、このようなＡＯＴＦ11をＡＤＭノードに用いると、印加するＲＦ信号の周波数とその数に応じて、任意の波長の信号光を任意の数だけ、分岐または挿入させることができる。
【００２９】
ＲＦ信号発生器20は、ＡＯＴＦ11で分岐または挿入させようとする信号光の波長に対応した周波数のＲＦ信号を発生し混合してＡＯＴＦ11に出力する。
光分岐部30は、例えば、光アンプ31と、光分波部としての光カプラ32と、波長選択部としての波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M と、受信部としての受信器341 〜34M とを備える。光アンプ31は、ＡＯＴＦ11の分岐ポートから出力された分岐光のパワーを受信処理可能なレベルまで増幅する。光カプラ32は、光アンプ31からの出力光をこのＡＤＭノードで受信処理すべき信号光の数（受信波長数）に応じて分岐する。具体的には、伝送に使用される各波長（例えば、λ1 〜λN ）の信号光をすべてこのＡＤＭノードで分岐処理する場合は、光アンプ31からの出力光を全信号数Ｎに分岐する光カプラを必要とする。また、最大分岐数Ｍ（ノードで処理すべき信号光の最大数であり、Ｍ＜Ｎ）が決まる場合には、光アンプ31からの出力光をその最大数Ｍに分岐する光カプラを用いる。ここでは、波長λ1 〜λN の信号光を伝送するシステムにおいて、このＡＤＭノードで最大数Ｍの波長の信号光を受信処理するとした場合に、光アンプ31からの出力光をＭ分岐する１×Ｍ光カプラを用いる。
【００３０】
波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M は、光カプラ32で分岐された信号光に含まれる各波長光のうちの所望の１波を選択するために、光カプラ32の各出力ポート毎にそれぞれ設けられる。各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M では、図示しないが印加されるＲＦ信号の周波数が制御されて分岐信号光の波長選択が行なわれる。なお、ここで用いられる各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M は、上述したＡＯＴＦ11のようにＡＤＭフィルタとしての機能を備える必要はない。ここでは、任意の波長が選択でき、他の波長の信号光を十分に抑圧できる狭帯域性及びサイドモード抑圧性を有し、また、波長トラッキング機能を備えることが重要になる。さらに、波長選択部としてＡＯＴＦを用いたが、これに限らず選択波長がチューナブルな他のデバイスを使用してもよい。そして、各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M で選択された信号光は、それぞれに対応する受信器341 〜34M に送られて受信処理される。
【００３１】
光挿入部40は、例えば、光源バンク41、光アンプ421 〜42M 、変調器431 〜43M 、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M 、光合波部としての光カプラ45、光アンプ46、分散補償部としての分散補償器47及び分散補償用光増幅部としての光アンプ48を備える。この光挿入部40は、任意の波長で任意の数の信号光の挿入に対応できるようにするために、伝送システムで使用するすべての波長（λ1 〜λN ）の信号光を任意に選択して出力する機能が必要である。例えば、送信すべき情報が最大でＭ個ある場合に、それぞれの情報を任意の波長の光に載せて送出できることが必要である。したがって、光挿入部40の各変調器の入力ポートに送られる光には、波長の任意性が求められる。
【００３２】
このため、上記光源バンク41は、使用される各波長λ1 〜λN に対応したＮ個のレーザ光源41Ａ1 〜41ＡN と、各波長λ1 〜λN の光を合波して必要な信号光数Ｍまで分岐するＮ×Ｍ光カプラ41B と、を有するＷＤＭ光源とする。ここでは、光源バンク41が光源部及び光合分波部として機能する。光アンプ421 〜42M は、光カプラ41B の各出力ポート毎に設けられ、波長多重された光のパワーを所要のレベルまで増幅する。
【００３３】
変調器431 〜43M は、送信すべき情報を光アンプ421 〜42M からの光に与える外部変調器である。各変調器431 〜43M では、Ｍ個の送信情報のうちの１つが波長λ1 〜λN の光すべてに載せられる。波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M は、変調器431 〜43M で変調された波長λ1 〜λN を含んだ信号光のうちから任意の波長の信号光を選択できる波長可変のバンドパスフィルタである。ここでは、変調器431 〜43M 及び波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M が挿入光生成部として機能する。なお、ここで用いる各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M についても、上記光分岐部30で用いるＡＯＴＦ331 〜33M と同様に、上述したＡＤＭフィルタとしての機能を備える必要はなく、また、ＡＯＴＦに限らず選択波長がチューナブルな他のデバイスを使用することもできる。さらに、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M の接続位置は、ここでは変調器431 〜43M の後段としたが、これに限らず、例えば光源バンク41の各出力ポートと各光アンプ421 〜42M との間などに配置してもよい。
【００３４】
光カプラ45は、各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M で選択された信号光を１つの信号光に波長多重して出力するＭ×１光カプラである。光アンプ46は、光カプラ45からの出力光をＡＤＭノード部10に挿入可能なパワーまで増幅する。また、分散補償器47及び光アンプ48は、前述したＡＤＭノード部10の分散補償器13及び光アンプ14と同様に、伝送路の分散特性等を補償するために必要に応じて設けられる。
【００３５】
モニタ部50は、光カプラ51,52 及びスペクトルモニタ53を有する。光カプラ51は、例えば、ＡＤＭノード部10の光アンプ12の前段等に設けられ、伝送路からＡＤＭノード部10に入力される信号光の一部を分岐してスペクトルモニタ53に送る。また、光カプラ52は、例えば、ＡＯＴＦ11の出力ポートの後段等に設けられ、出力ポートから出力される信号光の一部を分岐してスペクトルモニタ53に送る。スペクトルモニタ53は、光カプラ51,52 で分岐された各信号光のスペクトルを測定して波長に対する光パワーを監視する。このスペクトルモニタ53によって、ＡＤＭノード部10への入力信号光が正規の状態であるか、ＡＤＭノードの動作が正常であるかなどが監視される。
【００３６】
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
伝送路を伝わる波長多重信号光は、線形中継器を兼ねたＡＤＭノード装置に入力されて、まず、その一部が光カプラ51で分岐される。分岐信号光は、スペクトルモニタ53に送られて、そのスペクトルが測定される。この測定結果を基に、伝送路を伝わってＡＤＭノード装置に到達した信号光が正規の波長光（チャネル）を含み、各波長光のパワーが所要のレベルにあるか否かが監視される。
【００３７】
伝送路からの信号光が正規の状態にあると判断されると、光カプラ12を通った信号光は、光アンプ12に送られて増幅された後に、分散補償器13に送られて、伝送路の分散特性の影響を補償するための処理が行なわれる。分散補償された信号光は、分散補償器13でのロスを補償するために光アンプ14で増幅されて、ＡＯＴＦ11の入力ポートに送られる。
【００３８】
ＡＯＴＦ11には、ＲＦ信号発生器20で発生したＲＦ信号が印加されていて、入力ポートに送られた信号光がＡＯＴＦ11を通過することで、弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光が入力信号光から分離されて分岐ポートから出力される。またこれと同時に、ＡＯＴＦ11の挿入ポートには、光挿入部40で発生した挿入光が送られ、その挿入光は、ＡＯＴＦ11を通過することで入力ポートからの信号光に合波されて出力光として出力ポートから出力される。なお、光挿入部40の動作については後述する。
【００３９】
このときの挿入光の波長は、ＡＯＴＦ11に印加されるＲＦ信号の周波数に応じて決まる。このため、基本的には、分岐する信号光の波長と同じ波長の信号光が挿入されることになる。ただし、異なる波長の信号光を分岐、挿入することも可能である。例えば、入力ポートへの信号光が波長λ1 ，λ2 を除いた波長λ3 〜λN の光を含み、本ＡＤＭノードにおいて、波長λ3 ，λ4 の信号光を分岐し、波長λ1 ，λ2 の信号光を挿入するような場合には、各波長λ1 〜λ4 に対応する周波数のＲＦ信号をＡＯＴＦ11に印加しておき、光挿入部40からは波長λ1 ，λ2 の信号光のみを挿入ポートに送るようにする。また、分岐する信号光の数と挿入する信号光の数は、同数に限らず異なっていても構わない。
【００４０】
ＡＯＴＦ11の出力ポートから出力された信号光は、その一部が光カプラ52で分岐されてスペクトルモニタ53に送られる。スペクトルモニタ53では、その分岐光のスペクトルが測定されて、このＡＤＭノードにおける信号光の分岐、挿入または透過が正常に行なわれたか否かが判断される。正常と判断されると、出力ポートからの出力光は、光カプラ52を通って光アンプ15に送られて、伝送に最適なパワーまで増幅された後に伝送路に送信される。
【００４１】
ＡＯＴＦ11の分岐ポートから出力された信号光は、光分岐部30の光アンプ31に送られ、所要のパワーまで増幅される。増幅された分岐光は、光カプラ32に送られてＭ個の信号光に分岐される。Ｍ分岐された各信号光は、ＡＤＭノード部10で選択された各波長光を含んだものであるので、そのうちの１波長の信号光を選択するために波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M に送られる。各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M は、図示しないが印加されるＲＦ信号の周波数が対応する受信器341 〜34M の受信波長に応じて調整されていて、受信器341 〜34M の受信波長に一致する波長の信号光のみを分岐ポートから出力する。このようにして選択された各波長の信号光は、それぞれの受信器341 〜34M によって受信処理される。
【００４２】
光挿入部40では、光源バンク41の各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN より波長λ1 〜λN の光が出射される。各波長光は、光カプラ41B によって波長多重され、さらにＭ個の信号光に分岐されて光源バンク41から出力される。波長多重された各信号光は、それぞれ光アンプ421 〜42M で増幅された後に変調器431 〜43M に送られて、それぞれ変調器431 〜43M 毎に各波長λ1 〜λN の光が一括して変調される。各変調器431 〜43M で変調された信号光は、波長λ1 〜λN のうちの特定の波長成分のみを選択するために、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M にそれぞれ送られる。各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M は、印加されるＲＦ信号の周波数が送信すべき信号光の波長に応じて調整されていて、そのＲＦ信号に対応する波長の信号光のみを分岐ポートから出力する。各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M の分岐ポートから出力された信号光は、光カプラ45に送られて、１つの信号光に合波される。そして、光カプラ45からの出力光は、光アンプ46で増幅された後に、分散補償器47及び光アンプ48を通って伝送路の分散特性等を補償する処理が施されて、ＡＯＴＦ11の挿入ポートに送られる。
【００４３】
このように第１の実施形態によれば、ＡＤＭフィルタとしてＡＯＴＦ11を使用することによって、従来のＡＷＧ等を用いたＡＤＭノード装置のように、伝送路からの波長多重信号光に含まれるすべての波長の信号光を分離する必要がなくなり、ＡＤＭノードで分岐または挿入が必要な波長の信号光だけを分波または合波することができる。これにより、多数の光ファイバや光デバイスを使用することのない簡略な構成で小型化のＡＤＭノード装置を提供することができる。また、本ＡＤＭノード装置は、ＡＯＴＦ11に印加するＲＦ信号の周波数及び信号数を適宜に設定することにより、任意の波長で任意の数の信号光を分岐、挿入または透過することが可能である。さらに、本ＡＤＭノード装置内に、伝送路の分散特性の影響を補償するための分散補償器13，47及び該分散補償器13，47のロスを補償する光アンプ14，48を設けたことによって、伝送特性の優れた光伝送システムを実現できる。
【００４４】
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、第１の実施形態でＡＯＴＦ11の挿入ポートから信号光を挿入していたのに代えて、ＡＯＴＦの出力ポート後段に光カプラを設け、この光カプラで出力光と挿入光を合波する構成とした場合を説明する。
図３は、第２の実施形態のＡＤＭノード装置の構成を示す。
【００４５】
図３において、本ＡＤＭノード装置の構成が第１の実施形態の構成と異なる部分は、４ポートのＡＯＴＦ11に代えて、入力、出力及び分岐の３つのポートを備えたＡＯＴＦ11’を用い、また、ＡＯＴＦ11の出力光の一部を分岐していた１×２光カプラ52に代えて、光合波部としての２×２光カプラ52’を用い、この光カプラ52’でＡＯＴＦ11’の出力光と光挿入部40からの挿入光とを合波して伝送路に送るようにした部分である。上記以外の部分の構成及びその動作は、第１の実施形態の構成及びその動作と同一であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
ＡＯＴＦ11’は、伝送路から光カプラ51、光アンプ12、分散補償器13及び光アンプ14を介して伝わる波長多重信号光が入力ポートに入力される。このＡＯＴＦ11’には、第１の実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号発生器20からのＲＦ信号が印加されていて、そのＲＦ信号の周波数に対応する波長光のみが偏光変換されて分岐ポートから出力され、その他の波長光は出力ポートから出力される。ただし、ＡＯＴＦ11’では、第１の実施形態の場合と異なり信号光の挿入がないため、印加されるＲＦ信号は、分岐する信号光の波長に対応する周波数のものとなる。
【００４７】
なお、ここでは、システムで使用される波長λ1 〜λN のうちで、ＡＯＴＦ11’の入力ポートに入力された信号光には含まれない波長光について、その波長に対応する周波数のＲＦ信号もＡＯＴＦ11’に印加されるものとする。このようなＲＦ信号を印加することによって、使用されない波長について発生した雑音がＡＯＴＦ11’で分岐され除去されるようになる。これにより、ＡＯＴＦ11’の出力光に対して、未使用の波長の信号光を光カプラ52’で合波するとき、前記雑音の影響を防止できる。
【００４８】
光カプラ52’は、ＡＯＴＦ11’の出力ポートからの出力光が一方の入力ポートに入力され、光挿入部40から出力された挿入光が他方の入力ポートに入力される。そして、入力された出力光及び挿入光が合波された後に２分岐されて、その一方の信号光が光アンプ15を介して伝送路に送られる。また、他方の信号光は、スペクトルモニタ53に送られてそのスペクトルが測定される。
【００４９】
このように第２の実施形態によっても、第１の実施形態の効果と同様に、任意波長及び任意数の信号光を分岐、挿入または透過することが可能な、伝送特性の優れたＡＤＭノード装置を提供することができる。また、第２の実施形態では、ＡＤＭフィルタ用ＡＯＴＦ11’の構成が１ポート入力、２ポート出力の３つのポート構成になり、４つのポート構成のＡＯＴＦ11を用いる場合よりも装置構成が簡易になる利点がある。さらに、ＡＯＴＦ11’への入力信号光に含まれない波長光に対応する周波数のＲＦ信号をＡＯＴＦ11’に印加することによって、雑音の影響が低減されるため、伝送特性の一層の向上を図ることができる。
【００５０】
次に、第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、ＡＤＭノードにおいて信号光のパワーを制御するとともに、ＡＯＴＦの温度変化による選択波長変動を防止する機能を備えた場合を説明する。
図４は、第３の実施形態のＡＤＭノード装置の構成例を示す。この構成は、第１の実施形態のＡＤＭノード装置（図１）について上記の機能を付加したものである。ただし、図１に示した構成と同一の部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図４において、本ＡＤＭノード装置の構成が第１の実施形態の構成と異なる部分は、スペクトルモニタ53の測定結果に基づいたＲＦ制御信号がスペクトルモニタ53からＲＦ信号発生器20に送られるとともに、ＡＯＴＦ11の温度を一定に制御する温度制御手段としての温度制御器11A を設けた部分である。上記以外の部分は第１の実施形態の構成と同一である。
【００５２】
一般にＷＤＭ方式の光伝送では、各波長の信号光パワーが略一定のレベルで伝送されることが必要である。このため本ＡＤＭノード装置では、各光カプラ51，52からの信号光のスペクトルをスペクトルモニタ53で測定して、各波長の信号光パワーが略一定であるか否かを判断する。各波長の信号光パワーにばらつきがある場合には、スペクトルモニタ53が、そのばらつきを補正するＲＦ制御信号を発生してＲＦ信号発生器20に送る。ＲＦ信号発生器20では、ＲＦ制御信号に従って、ＡＯＴＦ11に印加するＲＦ信号の周波数または出力パワー（振幅）が調整される。具体的には、例えば、波長λ1 の信号光パワーが他の波長の信号光パワーに比べて大きいときは、ＲＦ信号発生器20が、波長λ1 に対応する周波数のＲＦ信号を、各信号光とのパワー差に対応した出力パワーで発生してＡＯＴＦ11に印加する。これにより、ＡＯＴＦ11では、波長λ1 の信号光がＲＦ信号の出力パワーに応じて分岐され、出力光に含まれる波長λ1 の信号光パワーが調整されて、各波長の信号光パワーが略一定値に制御される。
【００５３】
また、上述したようにＡＯＴＦの選択波長は、印加するＲＦ周波数とデバイス温度によって一義的に決まる。しかしながら、ＡＯＴＦが使用される環境によってはその温度が大きく変わり、同じＲＦ信号を印加しても選択波長の再現性が保証されないことが起こる。例えば、選択波長の温度依存性については、およそ0.76 nm/℃であるという報告等がされている。この温度依存性の影響を無くすために、ここでは温度制御器11Ａが設けられる。この温度制御器11Ａは、ＡＯＴＦ11の温度を環境の変化に関係なく略一定に制御するものである。なお、図示しないが、光分岐部30及び光挿入部40にそれぞれ設けられた各波長調整用ＡＯＴＦ331 〜33M ,441 〜44M についても、同様の温度制御器を設けるものとする。
【００５４】
このように第３の実施形態によれば、スペクトルモニタ53の測定結果を基にＡＯＴＦ11に印加するＲＦ信号の周波数または出力パワーを調整することによって、本ＡＤＭノード装置から伝送路に送られる各波長の信号光パワーが略一定値に制御されるため、安定したＷＤＭ方式の光伝送が可能である。また、ＡＯＴＦの温度を略一定に制御することによって、波長多重信号光の波長管理をより正確に行なうことができる。
【００５５】
次に、第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態では、上記第３の実施形態の場合と同様の機能を、第２の実施形態のＡＤＭノード装置（図３）に付加した場合を説明する。
図５は、第４の実施形態のＡＤＭノード装置の構成を示す。ただし、図３に示した構成と同一の部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図５において、本ＡＤＭノード装置では、スペクトルモニタ53の測定結果に基づいて、ＲＦ制御信号がＲＦ信号発生器20に送られるとともに、光挿入部40の各光アンプ421 〜42M の光増幅動作を制御するパワー調整部としての光アンプ駆動回路42Ａに、挿入光パワー制御信号が送られる。また、ＡＯＴＦ11の温度を測定する温度モニタ手段としての温度モニタ11B がＡＯＴＦ11’に設けられ、測定された温度情報がＲＦ信号発生器20に送られる。なお、図示しないが光分岐部30及び光挿入部40にそれぞれ設けられた各波長調整用ＡＯＴＦ331 〜33M ,441 〜44M についても、温度モニタを設けるものとする。上記以外の第４の実施形態の構成は、第２の実施形態の構成と同一である。
【００５７】
スペクトルモニタ53では、各光カプラ51，52’からの信号光のスペクトルが測定され、各波長の信号光パワーが略一定であるか否かが判断される。各波長の信号光パワーにばらつきがある場合には、そのばらつきを補正するＲＦ制御信号及び挿入光パワー制御信号が、ＲＦ信号発生器20及び光アンプ駆動回路42Ａに送られる。ＲＦ信号発生器20には、スペクトルモニタ53からのＲＦ制御信号に加えて、ＡＯＴＦ11’の温度を示す情報が温度モニタ11Ｂから送られる。
【００５８】
ＲＦ信号発生器20は、ＡＯＴＦ11’の温度情報を基にＡＯＴＦ11’の選択波長とＲＦ信号の周波数との関係を補正した上で、上記第３の実施形態の場合と同様に、ＲＦ制御信号に応じてＲＦ信号の周波数または出力パワーを調整してＡＯＴＦ11’に印加する。これによりＡＯＴＦ11の出力光パワーが制御される。また、光アンプ駆動回路42Ａは、挿入光パワー制御信号に従って各光アンプ421 〜42M の光増幅動作を調整して、光挿入部40から出力される各波長光のパワーを制御する。そして、各波長光のパワーが制御された、ＡＯＴＦ11’からの出力光及び光挿入部40からの挿入光が、光カプラ52’で合波されて、各波長光パワーが略一定値に制御された信号光が伝送路に送信されるようになる。
【００５９】
このように第４の実施形態によっても、第３の実施形態と同様に、伝送路に送信される各波長の信号光パワーが略一定値に制御されるため、安定したＷＤＭ方式の光伝送が可能であり、また、ＡＯＴＦのデバイス温度をモニタしてＲＦ信号の周波数を補正することで、多重信号光の波長管理をより正確に行なうことができる。
【００６０】
なお、上述した第３、４の実施形態では、ＡＯＴＦ11，11’への印加ＲＦ信号や、光挿入部40の光アンプ421 〜42M の光増幅動作を制御することで、各波長の信号光パワーのばらつきを調整するようにしたが、このような構成以外にも、例えば、ＡＤＭノード部10の出力側の光アンプ15の動作条件を制御する構成なども考えられる。この場合、光アンプ15で増幅する波長光数が変化すると光アンプ15の動作特性が変化してしまう可能性があるが、波長光数と光アンプ15の動作特性の関係が予めわかっていれば、波長光数の変動にともなう光アンプ15の動作特性変動を補正することができる。例えば、波長光数の情報を光アンプ15に転送し、この情報に基づいて光アンプ15の勃起パワー等を制御すればよい。
【００６１】
また、第３の実施形態では温度制御器を設け、第４の実施形態では温度モニタを設けたが、もちろん、第３の実施形態に温度モニタ、第４の実施形態に温度制御器を設けても構わない。
次に、第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態では、上述した各実施形態の光挿入部40におけるコヒーレントクロストークの発生を抑制する機能を備えた場合を説明する。
【００６２】
図６は、本実施形態の光挿入部の構成例を示す。ただし、上述した各実施形態の光挿入部40と同一の構成部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
図６において、本ＡＤＭノード装置の光挿入部40’では、各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN とＮ×Ｍ光カプラ41B との間に光源制御部としてのゲートスイッチ41C1〜41C N がそれぞれ配置された光源バンク41’が用いられる。この光源バンク41’から出力される各波長多重信号光は、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M にそれぞれ送られる。各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M では、後段の各変調器431 〜43M で送信情報を与える１つの波長光が選択される。選択された各波長光は、対応する光アンプ421 〜42M で増幅された後に変調器431 〜43M で変調される。各変調器431 〜43M の後段には、例えば、波長選択用ＡＯＴＦ491 〜49M が設けられる。各波長選択用ＡＯＴＦ491 〜49M は、各変調器431 〜43M から出力された信号光に含まれる漏れ込み信号光を除去するために設けられる。ここでは、波長選択用ＡＯＴＦ491 〜49M が挿入光制御部として機能する。
【００６３】
上記光挿入部40’の動作を具体的に説明するため、例えば、波長λ1,λ2 の信号光が挿入光として出力される場合を考える。この場合、光源バンク41’の各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN は波長λ1 〜λN の光をそれぞれ発生する。しかし、不要なクロストーク光の発生を避けるためやＡＯＴＦの抑圧レベル緩和のために、波長λ3 〜λN の光がゲートスイッチ41Ｃ3 〜41ＣN によって遮断され、波長λ1,λ2 の光のみがゲートスイッチ41Ｃ1 ，41Ｃ2 を通過する。この波長λ1,λ2 の光が光カプラ41B によって波長多重されＭ分岐されて各出力ポートから出力される。
【００６４】
そして、光源バンク41’からの出力光が、各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M に送られ、ここでは波長選択用ＡＯＴＦ441 で波長λ1 の光が選択され、波長選択用ＡＯＴＦ442 で波長λ2 の光が選択される。このとき、波長選択用ＡＯＴＦ441 （442 ）の特性がコヒーレントクロストークを十分に抑圧できるだけの他波長抑圧度を持たないときには、波長λ1 （λ2 ）の光とともに漏れ込みとしての波長λ2 （λ1 ）の光が選択されることになる。
【００６５】
次に、各波長選択用ＡＯＴＦ441 ，442 の選択光は、光アンプ421 ，422 及び変調器431 ，432 で増幅及び変調される。ここで、各変調器431 ，432 の出力光がそのまま光カプラ45で合波されると、前述した漏れ込み光によってコヒーレントクロストークが生じてしまう。これを防ぐため、ここでは各変調器431 ，432 の後段に波長選択用ＡＯＴＦ491 ,492をさらに設けて、漏れ込み光の低減が図られる。また、波長選択用ＡＯＴＦ491 ,492を介すことによって、光アンプ421 ，422 で発生する累積自然放出光（ＡＳＥ）雑音等も除去される。そして、各波長選択用ＡＯＴＦ491 ,492からの出力信号光が光カプラ45で合波され、光アンプ46で増幅された後に、分散補償器47及び光アンプ48で分散補償等の処理が施されて、挿入光として光カプラ52’に送られる。
【００６６】
このように第５の実施形態によれば、クロストーク光を抑制する構成の光挿入部40’としたことによって、コヒーレントクロストークの発生が低減され、信号光の伝送特性の劣化を防ぐことができる。
なお、上記第５の実施形態では、ゲートスイッチ41Ｃ1 〜41ＣN を設けて不要な波長光を遮断するようにしたが、これに限らず、例えば、各レーザ光源の41Ａ1 〜41ＡN の駆動電流を直接制御して不要な波長光を遮断しても構わない。
【００６７】
また、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M で他波長の光をあるレベル以下に抑圧できる場合には、波長選択用ＡＯＴＦを２段構成とするのに代えて、例えば、図７の光挿入部40”に示すように、各変調器431 〜43M の前段等にゲートスイッチや可変減衰器などを設けて不要な波長の信号光を遮断するようにしても、コヒーレントクロストークの発生を防止できる。図７では波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M を各変調器431 〜43M の後段に配置した場合を示したが、ＡＯＴＦ441 〜44M は、各変調器431 〜43M の前後段のいずれに配置しても構わない。
【００６８】
さらに、光源バンク41’は、図６に示した構成に限らず、例えば、図７の光源バンク41”のように、各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN からゲートスイッチ41Ｃ1 〜41ＣN を介した光がＮ×１光カプラ41Ｂ’で合波され、光アンプ41Ｄで増幅された後に、１×Ｍ光カプラ41ＥでＭ分岐される構成などとしてもよい。この場合、各変調器431 〜43M の前段等に設けていた各光アンプ421 〜42M を省略することが可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、４つのポートを有する音響光学効果を利用した波長選択フィルタを使用したことによって、従来のＡＷＧ等を用いた光分岐・挿入装置のように、伝送路からの波長多重信号光に含まれるすべての波長の信号光を分離する必要がなくなり、波長選択フィルタで必要な波長の信号光だけを分岐または挿入することができるため、簡略な構成で小型化の光分岐・挿入装置を実現できると共に、モニタ手段を設けたことで、本装置に入出力される信号光の監視が可能となる。また、４ポートのＡＯＴＦに代えて３ポートの波長選択フィルタを使用し、後段の光合波部で挿入光を合波するようにすれば、より簡略な構成の波長選択フィルタを用いても上記と同様の効果を得ることが可能である。
【００７０】
さらに、光挿入手段の構成を、挿入光の波長及びその数を任意に設定可能としたことによって、挿入波長の変更や信号増設等に容易に対応することができる。
【００７１】
加えて、光挿入手段の光源部にゲートスイッチを設けたことによって、挿入に不要な波長光の漏れ込みやコヒーレントクロストークの発生が防止されるようになるため、さらに優れた伝送特性を有する光ネットワークを構築することができる。
【００７２】
加えて、未使用波長光に対応する周波数の選択信号が波長選択フィルタに印加されることにより、未使用波長に生じた雑音等が波長選択フィルタで除去されるため、伝送特性の一層の向上を図ることができる。
また、温度制御手段や温度モニタ手段を設けたことによって、波長選択フィルタのデバイス温度の変化の影響が低減されるため、波長多重信号光の波長管理をより正確に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す図である。
【図２】同上第１の実施形態のＡＯＴＦの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の構成を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の光挿入部の構成を示す図である。
【図７】本発明の光挿入部の他の構成例を示す図である。
【図８】従来のＡＷＧを用いた光分岐・装入装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
10,10' ＡＤＭノード部
11,11' ＡＤＭフィルタ用ＡＯＴＦ
11Ａ 温度制御器
11Ｂ 温度モニタ
12,14,15,31,41D,421 〜42M ,46,48 光アンプ
13,47 分散補償器
20 ＲＦ信号発生器
30 光分岐部
32,41B,41B',41E,45,51,52,52' 光カプラ
331 〜33M ,441〜44M ,491〜49M 波長選択用ＡＯＴＦ
341 〜34M 受信器
40,40',40" 光挿入部
41,41',41" 光源バンク
41Ａ1 〜41ＡN レーザ光源
41Ｃ1 〜41ＣN ゲートスイッチ
42Ａ 光アンプ駆動回路
431 〜43M 変調器
50,50' モニタ部
53 スペクトルモニタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重（Wavelength Division Multiplexing; 以下ＷＤＭとする）方式の光ネットワークの光分岐・挿入装置及び光分岐装置に関し、特に、光分岐・挿入を行なうフィルタとして、音響光学効果を利用した波長選択フィルタを用いて構成した光分岐・挿入装置及び光分岐装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの帯域特性を活かしたＷＤＭ方式は、伝送容量を拡大し、信号の出し入れが柔軟な光ネットワークを構築する上で期待される伝送方式である。この方式は、従来の一本のファイバに一種類の波長の光を高速に変調して送信する方式と比較して、同じ伝送速度で波長多重を行なうならば、その波長多重数分だけ情報量を多く送信することができる。或いは、低速の信号でも波長多重化することにより、高速で一波の信号を送る従来方式と同様の伝送容量を得ることができる。ＷＤＭ方式において、多重化する各波長の間隔は、隣接波長信号の影響を受けない程度に離れている必要がある。現在では、光増幅器の帯域が拡大（十数ナノメートル以上）しており、また、受信側でのフィルタとしても選択領域の狭いものが実現されたことによって、１ナノメートル前後の波長間隔のＷＤＭ伝送システムの実験が報告され、また、実システムとして導入されようとしている。
【０００３】
さらに、このＷＤＭ伝送システムを基にして、光ネットワークを実現することが最近の研究の動向になっている。この光ネットワークとしては、例えば、特開平４−１６７６３４号公報等で提案されているように、ＷＤＭ信号をポイントからポイントヘ送信するだけでなく、伝送路の途中に設けられたノードと呼ばれる中継点で、波長多重された信号光のうちのある特定な波長の信号光だけを選択的に透過させ、それ以外の波長の信号光をそのノードで受信したり、このノードから別の信号光を挿入して、他のノードヘ送信したりするといった、ＡＤＭ(Add-Drop Multiplexer)機能を持つネットワークが挙げられる。このＡＤＭ機能は、信号を光の状態のままで自由に分岐、挿入できることが特徴であり、ＷＤＭ方式に特有の技術である。
【０００４】
従来の光分岐・挿入装置（以下、ＡＤＭノード装置とする）としては、例えば、図８に示すように、アレイ導波路格子（Arrayed Waveguide Grating;以下ＡＷＧとする）を２つ組み合わせて構成したものなどがある。このＡＷＧは、光合波または光分波機能を持つデバイスで、入力ポートに波長多重信号光が入力されると、出力側では波長毎に分波された信号光が各ポートから出力される。また逆に、ＡＷＧは、各ポートにそれぞれ対応して予め決められた波長の光を入力すると、出力側でこれらが合波された波長多重信号光が出力される。このようなＡＷＧを用いて構成したＡＤＭノード装置は、１段目（入力側）のＡＷＧで多重信号光を波長毎に分波し、各波長に対して分岐、挿入または透過をそれぞれ制御し、２段目（出力側）のＡＷＧによって再び各波長の信号光を合波して、伝送路に送信することになる。任意の波長の信号光の分岐、挿入または透過の制御は、例えば、１段目のＡＷＧの各出力ポートに光スイッチ等を設けて、その切り替え状態を制御することにより可能となる。
【０００５】
このような従来のＡＤＭノード装置では、ＡＷＧの透過光波長特性が、伝送に用いる多重信号光の各波長に対応させて予め設計される。また、ＡＷＧの各ポートへの入力波長特性や出力波長特性は、任意ではなく周期性を持って相対的に決まっている。このため、各ポートと信号光波長とが常に明確に管理されていることが、このようなＡＤＭノード装置の機能として重要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＡＤＭノード装置では、波長多重数が増大する程、各ポート毎の信号光波長の管理が煩雑になるとともに、そのノード構成も複雑になってしまう。また、設計段階において、ＡＤＭノード装置の使用波長や最大波長数が予め決められるため、その後の使用波長の変更や信号増設等には対応しにくいという欠点がある。さらに、従来のＡＤＭノード装置は、透過特性について波長に対して周期的な変動を持つため、ＡＤＭノードを多段に接続して使用するリングネットワーク等では、例えば、光減衰器などを用いて各波長毎の光パワーの補正を行う等の対策が必要となるといった問題もある。
【０００７】
ところで、各ポート毎の信号光波長の管理を容易にする１つの手段として、ＡＤＭフィルタに音響光学フィルタを用いることは有効である。音響光学フィルタを使用したＡＤＭノード構成は、例えば、特開平９−１１３８５５号公報等で提案されている。前記の技術は、ＡＤＭノードに音響光学フィルタ等を使用したときに発生する、分岐光と挿入光との干渉による信号劣化を防ぐために、分岐光と挿入光の周波数をずらすことによって干渉雑音を抑圧しようとするものである。
【０００８】
しかし、上記のＡＤＭノード構成では、分岐挿入波長の変更や信号増設等のために煩雑な作業を要するとともに、周波数をずらした挿入光が各ＡＤＭノードで主信号光に合波されて伝送されるため、伝送システムの波長多重数が多くなるにつれてシステム全体での信号光波長の管理が複雑になるという問題がある。
本発明は上記の点に着目してなされたもので、音響光学効果を利用した波長選択フィルタを利用することにより、信号光波長の管理が容易で、任意の波長及び任意の多重数の信号光について分岐、挿入または透過が可能な光分岐・挿入装置及び光分岐装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため本発明の１つの態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な分岐・挿入手段と、該分岐・挿入手段で分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を前記分岐・挿入手段に出力する光挿入手段と、を備えた光分岐・挿入装置において、前記分岐・挿入手段が、少なくとも１つの周波数の弾性表面波を選択信号に対応して発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート、前記光分岐手段に接続する分岐ポート及び前記光挿入手段に接続する挿入ポートを有する波長選択フィルタを含み、該波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力するとともに、前記弾性表面波の周波数に対応した波長を有する前記挿入ポートに送られた挿入光を前記伝送路からの信号光に挿入して前記出力ポートに出力する。また、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段を含んで構成され、さらに、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１０】
また、別の態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な光分岐・挿入装置において、分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を発生する光挿入手段と、選択信号に応じた周波数の弾性表面波を少なくとも１つ発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート、前記光分岐手段に接続する分岐ポート及び前記光挿入手段に接続する挿入ポートを有する波長選択フィルタと、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段と、を備え、前記波長選択フィルタは、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力するとともに、前記弾性表面波の周波数に対応した波長を有する前記挿入ポートに送られた挿入光を前記伝送路からの信号光に挿入して前記出力ポートに出力し、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１１】
かかる構成によれば、伝送路上の波長多重された信号光が波長選択フィルタの入力ポートに送られる。この波長選択フィルタには、分岐・挿入する信号光の波長に合わせた周波数の弾性表面波が発生可能で、入力ポートに送られた信号光に含まれる各波長光のうちの弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光のみが、音響光学効果により偏光変換を受けて分岐ポートから出力され、他の波長の信号光は出力ポートから出力される。分岐ポートから出力された信号光は、光分岐手段に送られて各波長毎に受信処理される。また、波長選択フィルタの挿入ポートには、光挿入手段の光源部、光合分波部、挿入光生成部、光合波部および光増幅部で生成された挿入光が入力され、弾性表面波の周波数に対応した波長の挿入光は、上記分岐の場合と同様に偏光変換を受けて入力ポートからの信号光に挿入され、出力ポートから出力されて伝送路に送られるようになる。さらに、このとき、波長選択フィルタに入出力される信号光のスペクトルがモニタ手段によって測定され、本装置の動作が正常であるか否かが監視される。
【００１３】
また、本発明の他の態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な分岐・挿入手段と、該分岐・挿入手段で分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を前記分岐・挿入手段に出力する光挿入手段と、を備えた光分岐・挿入装置において、前記分岐・挿入手段が、少なくとも１つの周波数の弾性表面波を選択信号に対応して発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート及び前記光分岐手段に接続する分岐ポートを有する波長選択フィルタと、前記出力ポートから出力される信号光に前記光挿入手段からの挿入光を合波して前記伝送路に出力する光合波部と、を含み、前記波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力し、他の波長の信号光を前記出力ポートに出力する。また、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記光合波部を介して前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段を含んで構成され、さらに、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１４】
さらに、別の態様では、波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な光分岐・挿入装置において、分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を発生する光挿入手段と、選択信号に応じた周波数の弾性表面波を少なくとも１つ発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート及び前記光分岐手段に接続する分岐ポートを有する波長選択フィルタと、前記出力ポートから出力される信号光に前記光挿入手段からの挿入光を合波して前記伝送路に出力する光合波手段と、前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記光合波部を介して前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段と、を備え、前記波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力し、他の波長の信号光を前記出力ポートに出力し、前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有するものである。
【００１５】
かかる構成によれば、伝送路上の波長多重された信号光が波長選択フィルタの入力ポートに送られる。この波長選択フィルタには、分岐する信号光の波長に合わせた周波数の弾性表面波が発生可能で、入力ポートに送られた信号光に含まれる各波長光のうちの弾性表面波に対応した波長の信号光のみが、音響光学効果により偏光変換を受けて分岐ポートから出力され、他の波長の信号光は出力ポートから出力される。分岐ポートから出力された信号光は、光分岐手段に送られて各波長毎に受信処理される。そして、出力ポートから出力された信号光は、光合波部に送られて、光挿入手段の光源部、光合分波部、挿入光生成部、光合波部および光増幅部で生成された挿入光が合波されて伝送路に出力されるようになる。また、このとき、波長選択フィルタに入出力される信号光のスペクトルがモニタ手段によって測定され、本装置の動作が正常であるか否かが監視される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、第１の実施形態の波長選択フィルタを用いた光分岐・挿入装置（ＡＤＭノード装置）の構成を示す。ここでは、本ＡＤＭノード装置が線形中継器としての機能を兼ね備える場合について説明する。
【００２４】
図１において、本ＡＤＭノード装置は、波長多重された信号光が伝送される伝送路に挿入された分岐・挿入手段としてのＡＤＭノード部10と、選択信号であるＲＦ信号を発生してＡＤＭノード部10に送るＲＦ信号発生器20と、ＡＤＭノード部10で分岐された信号光の受信処理を行なう光分岐手段としての光分岐部30と、ＡＤＭノード部10で挿入される信号光を発生する光挿入手段としての光挿入部40と、伝送路からＡＤＭノード部10への入力信号光及びＡＤＭノード部10から伝送路への出力信号光のスペクトルをモニタするモニタ手段としてのモニタ部50と、から構成される。
【００２５】
ＡＤＭノード部10は、例えば、ＡＤＭフィルタとして用いられる音響光学効果を利用した波長選択フィルタ（Acousto-Optic Tunable Filter; 以下ＡＯＴＦとする）11と、光増幅手段としての光アンプ12,15 と、分散補償手段としての分散補償器13と、分散補償用増幅手段としての光アンプ14を備える。ＡＯＴＦ11は、入力、出力、挿入及び分岐の４つのポートを有する。入力ポートには、伝送路を伝わる波長多重信号光が、後述する光カプラ51並びに光アンプ12、分散補償器13及び光アンプ14を介して入力される。光アンプ12は、伝送されてきた信号光を一括して増幅する広帯域光増幅器である。分散補償器13は、伝送路の分散特性による信号光の伝送特性への影響を補償するための分散補償デバイスであり、光アンプ14は、分散補償器13での光パワーの損失を補償するためのものである。これら分散補償器13及び光アンプ14は、伝送路の分散特性が大きい場合に必要に応じて、ＡＤＭノード部10の適宜な位置に設けられる。ＡＯＴＦ11の出力ポートから出力される信号光は、後述する光カプラ52及び光アンプ15を介して伝送路に送られる。光アンプ15は、出力信号光を伝送に最適なパワーまで増幅して伝送路に出力する。また、分岐ポートから出力される信号光は後述する光分岐部30に送られ、挿入ポートには後述する光挿入部40から出力される信号光が入力される。
【００２６】
ここで、ＡＯＴＦ11について具体的に説明する。
ＡＯＴＦ11は、波長選択フィルタとして有効なデバイスであり、その構成には様々な種類のものがある。一般には、弾性表面波（ＳＡＷ）と光の導波路とがオーバーラップし、両者の干渉により導波路内の一部の波長の光のみが偏光変換を受け、その偏光された光をフィルタ出射端のスプリッタで分離することにより、特定の波長の光を取り出すことができるものである。
【００２７】
図２は、ＡＯＴＦ11の構成の一例を示す。図２の構成では、交差指型電極（ＩＤＴ）にＲＦ信号を印加することによって弾性表面波（ＳＡＷ）が発生してＳＡＷクラッド部を伝搬する。また、波長多重された信号光が、入力ポートより入射して、図で左側の偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）で偏光分離されて２つの導波路に分岐される。そして、ＴＥ−ＴＭモード変換部に入射した信号光は、前記ＳＡＷと干渉して、ＲＦ信号の周波数に応じた波長の信号光の偏光状態が変換される。偏光変換された信号光は、図で右側のＰＢＳにより偏光分離されて、選択光を出力する分岐ポートから出力される。他の波長の信号光は、非選択光を出力する出力ポートから出力される。上記ＳＡＷの周波数と選択光の波長とは、デバイスの温度が一定の状態では１対１の関係がある。したがって、印加するＲＦ信号の周波数を変化させれば、選択光の波長もそれに伴って変化する。これにより、波長可変の光フィルタが実現できる。
【００２８】
また、ＲＦ信号の周波数に対応した波長の信号光を図で左端の挿入ポートから挿入すると、この挿入光は、上述の選択光と同様に偏光変換されて出力ポートから出力される。即ち、ＡＯＴＦ11は、ＲＦ信号の周波数に対応した波長の信号光を同時に分岐、挿入することができる。さらに、周波数の異なる複数のＲＦ信号を混合してＩＤＴに印加した場合には、それぞれのＲＦ信号の周波数に対応して複数の波長の信号光を選択することができ、１波だけでなく、任意に設定可能な複数の波長の信号光を同時に選択するＡＤＭフィルタとしてもＡＯＴＦ11は非常に有効である。したがって、このようなＡＯＴＦ11をＡＤＭノードに用いると、印加するＲＦ信号の周波数とその数に応じて、任意の波長の信号光を任意の数だけ、分岐または挿入させることができる。
【００２９】
ＲＦ信号発生器20は、ＡＯＴＦ11で分岐または挿入させようとする信号光の波長に対応した周波数のＲＦ信号を発生し混合してＡＯＴＦ11に出力する。
光分岐部30は、例えば、光アンプ31と、光分波部としての光カプラ32と、波長選択部としての波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M と、受信部としての受信器341 〜34M とを備える。光アンプ31は、ＡＯＴＦ11の分岐ポートから出力された分岐光のパワーを受信処理可能なレベルまで増幅する。光カプラ32は、光アンプ31からの出力光をこのＡＤＭノードで受信処理すべき信号光の数（受信波長数）に応じて分岐する。具体的には、伝送に使用される各波長（例えば、λ1 〜λN ）の信号光をすべてこのＡＤＭノードで分岐処理する場合は、光アンプ31からの出力光を全信号数Ｎに分岐する光カプラを必要とする。また、最大分岐数Ｍ（ノードで処理すべき信号光の最大数であり、Ｍ＜Ｎ）が決まる場合には、光アンプ31からの出力光をその最大数Ｍに分岐する光カプラを用いる。ここでは、波長λ1 〜λN の信号光を伝送するシステムにおいて、このＡＤＭノードで最大数Ｍの波長の信号光を受信処理するとした場合に、光アンプ31からの出力光をＭ分岐する１×Ｍ光カプラを用いる。
【００３０】
波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M は、光カプラ32で分岐された信号光に含まれる各波長光のうちの所望の１波を選択するために、光カプラ32の各出力ポート毎にそれぞれ設けられる。各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M では、図示しないが印加されるＲＦ信号の周波数が制御されて分岐信号光の波長選択が行なわれる。なお、ここで用いられる各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M は、上述したＡＯＴＦ11のようにＡＤＭフィルタとしての機能を備える必要はない。ここでは、任意の波長が選択でき、他の波長の信号光を十分に抑圧できる狭帯域性及びサイドモード抑圧性を有し、また、波長トラッキング機能を備えることが重要になる。さらに、波長選択部としてＡＯＴＦを用いたが、これに限らず選択波長がチューナブルな他のデバイスを使用してもよい。そして、各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M で選択された信号光は、それぞれに対応する受信器341 〜34M に送られて受信処理される。
【００３１】
光挿入部40は、例えば、光源バンク41、光アンプ421 〜42M 、変調器431 〜43M 、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M 、光合波部としての光カプラ45、光アンプ46、分散補償部としての分散補償器47及び分散補償用光増幅部としての光アンプ48を備える。この光挿入部40は、任意の波長で任意の数の信号光の挿入に対応できるようにするために、伝送システムで使用するすべての波長（λ1 〜λN ）の信号光を任意に選択して出力する機能が必要である。例えば、送信すべき情報が最大でＭ個ある場合に、それぞれの情報を任意の波長の光に載せて送出できることが必要である。したがって、光挿入部40の各変調器の入力ポートに送られる光には、波長の任意性が求められる。
【００３２】
このため、上記光源バンク41は、使用される各波長λ1 〜λN に対応したＮ個のレーザ光源41Ａ1 〜41ＡN と、各波長λ1 〜λN の光を合波して必要な信号光数Ｍまで分岐するＮ×Ｍ光カプラ41B と、を有するＷＤＭ光源とする。ここでは、光源バンク41が光源部及び光合分波部として機能する。光アンプ421 〜42M は、光カプラ41B の各出力ポート毎に設けられ、波長多重された光のパワーを所要のレベルまで増幅する。
【００３３】
変調器431 〜43M は、送信すべき情報を光アンプ421 〜42M からの光に与える外部変調器である。各変調器431 〜43M では、Ｍ個の送信情報のうちの１つが波長λ1 〜λN の光すべてに載せられる。波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M は、変調器431 〜43M で変調された波長λ1 〜λN を含んだ信号光のうちから任意の波長の信号光を選択できる波長可変のバンドパスフィルタである。ここでは、変調器431 〜43M 及び波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M が挿入光生成部として機能する。なお、ここで用いる各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M についても、上記光分岐部30で用いるＡＯＴＦ331 〜33M と同様に、上述したＡＤＭフィルタとしての機能を備える必要はなく、また、ＡＯＴＦに限らず選択波長がチューナブルな他のデバイスを使用することもできる。さらに、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M の接続位置は、ここでは変調器431 〜43M の後段としたが、これに限らず、例えば光源バンク41の各出力ポートと各光アンプ421 〜42M との間などに配置してもよい。
【００３４】
光カプラ45は、各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M で選択された信号光を１つの信号光に波長多重して出力するＭ×１光カプラである。光アンプ46は、光カプラ45からの出力光をＡＤＭノード部10に挿入可能なパワーまで増幅する。また、分散補償器47及び光アンプ48は、前述したＡＤＭノード部10の分散補償器13及び光アンプ14と同様に、伝送路の分散特性等を補償するために必要に応じて設けられる。
【００３５】
モニタ部50は、光カプラ51,52 及びスペクトルモニタ53を有する。光カプラ51は、例えば、ＡＤＭノード部10の光アンプ12の前段等に設けられ、伝送路からＡＤＭノード部10に入力される信号光の一部を分岐してスペクトルモニタ53に送る。また、光カプラ52は、例えば、ＡＯＴＦ11の出力ポートの後段等に設けられ、出力ポートから出力される信号光の一部を分岐してスペクトルモニタ53に送る。スペクトルモニタ53は、光カプラ51,52 で分岐された各信号光のスペクトルを測定して波長に対する光パワーを監視する。このスペクトルモニタ53によって、ＡＤＭノード部10への入力信号光が正規の状態であるか、ＡＤＭノードの動作が正常であるかなどが監視される。
【００３６】
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
伝送路を伝わる波長多重信号光は、線形中継器を兼ねたＡＤＭノード装置に入力されて、まず、その一部が光カプラ51で分岐される。分岐信号光は、スペクトルモニタ53に送られて、そのスペクトルが測定される。この測定結果を基に、伝送路を伝わってＡＤＭノード装置に到達した信号光が正規の波長光（チャネル）を含み、各波長光のパワーが所要のレベルにあるか否かが監視される。
【００３７】
伝送路からの信号光が正規の状態にあると判断されると、光カプラ12を通った信号光は、光アンプ12に送られて増幅された後に、分散補償器13に送られて、伝送路の分散特性の影響を補償するための処理が行なわれる。分散補償された信号光は、分散補償器13でのロスを補償するために光アンプ14で増幅されて、ＡＯＴＦ11の入力ポートに送られる。
【００３８】
ＡＯＴＦ11には、ＲＦ信号発生器20で発生したＲＦ信号が印加されていて、入力ポートに送られた信号光がＡＯＴＦ11を通過することで、弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光が入力信号光から分離されて分岐ポートから出力される。またこれと同時に、ＡＯＴＦ11の挿入ポートには、光挿入部40で発生した挿入光が送られ、その挿入光は、ＡＯＴＦ11を通過することで入力ポートからの信号光に合波されて出力光として出力ポートから出力される。なお、光挿入部40の動作については後述する。
【００３９】
このときの挿入光の波長は、ＡＯＴＦ11に印加されるＲＦ信号の周波数に応じて決まる。このため、基本的には、分岐する信号光の波長と同じ波長の信号光が挿入されることになる。ただし、異なる波長の信号光を分岐、挿入することも可能である。例えば、入力ポートへの信号光が波長λ1 ，λ2 を除いた波長λ3 〜λN の光を含み、本ＡＤＭノードにおいて、波長λ3 ，λ4 の信号光を分岐し、波長λ1 ，λ2 の信号光を挿入するような場合には、各波長λ1 〜λ4 に対応する周波数のＲＦ信号をＡＯＴＦ11に印加しておき、光挿入部40からは波長λ1 ，λ2 の信号光のみを挿入ポートに送るようにする。また、分岐する信号光の数と挿入する信号光の数は、同数に限らず異なっていても構わない。
【００４０】
ＡＯＴＦ11の出力ポートから出力された信号光は、その一部が光カプラ52で分岐されてスペクトルモニタ53に送られる。スペクトルモニタ53では、その分岐光のスペクトルが測定されて、このＡＤＭノードにおける信号光の分岐、挿入または透過が正常に行なわれたか否かが判断される。正常と判断されると、出力ポートからの出力光は、光カプラ52を通って光アンプ15に送られて、伝送に最適なパワーまで増幅された後に伝送路に送信される。
【００４１】
ＡＯＴＦ11の分岐ポートから出力された信号光は、光分岐部30の光アンプ31に送られ、所要のパワーまで増幅される。増幅された分岐光は、光カプラ32に送られてＭ個の信号光に分岐される。Ｍ分岐された各信号光は、ＡＤＭノード部10で選択された各波長光を含んだものであるので、そのうちの１波長の信号光を選択するために波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M に送られる。各波長選択用ＡＯＴＦ331 〜33M は、図示しないが印加されるＲＦ信号の周波数が対応する受信器341 〜34M の受信波長に応じて調整されていて、受信器341 〜34M の受信波長に一致する波長の信号光のみを分岐ポートから出力する。このようにして選択された各波長の信号光は、それぞれの受信器341 〜34M によって受信処理される。
【００４２】
光挿入部40では、光源バンク41の各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN より波長λ1 〜λN の光が出射される。各波長光は、光カプラ41B によって波長多重され、さらにＭ個の信号光に分岐されて光源バンク41から出力される。波長多重された各信号光は、それぞれ光アンプ421 〜42M で増幅された後に変調器431 〜43M に送られて、それぞれ変調器431 〜43M 毎に各波長λ1 〜λN の光が一括して変調される。各変調器431 〜43M で変調された信号光は、波長λ1 〜λN のうちの特定の波長成分のみを選択するために、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M にそれぞれ送られる。各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M は、印加されるＲＦ信号の周波数が送信すべき信号光の波長に応じて調整されていて、そのＲＦ信号に対応する波長の信号光のみを分岐ポートから出力する。各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M の分岐ポートから出力された信号光は、光カプラ45に送られて、１つの信号光に合波される。そして、光カプラ45からの出力光は、光アンプ46で増幅された後に、分散補償器47及び光アンプ48を通って伝送路の分散特性等を補償する処理が施されて、ＡＯＴＦ11の挿入ポートに送られる。
【００４３】
このように第１の実施形態によれば、ＡＤＭフィルタとしてＡＯＴＦ11を使用することによって、従来のＡＷＧ等を用いたＡＤＭノード装置のように、伝送路からの波長多重信号光に含まれるすべての波長の信号光を分離する必要がなくなり、ＡＤＭノードで分岐または挿入が必要な波長の信号光だけを分波または合波することができる。これにより、多数の光ファイバや光デバイスを使用することのない簡略な構成で小型化のＡＤＭノード装置を提供することができる。また、本ＡＤＭノード装置は、ＡＯＴＦ11に印加するＲＦ信号の周波数及び信号数を適宜に設定することにより、任意の波長で任意の数の信号光を分岐、挿入または透過することが可能である。さらに、本ＡＤＭノード装置内に、伝送路の分散特性の影響を補償するための分散補償器13，47及び該分散補償器13，47のロスを補償する光アンプ14，48を設けたことによって、伝送特性の優れた光伝送システムを実現できる。
【００４４】
次に、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、第１の実施形態でＡＯＴＦ11の挿入ポートから信号光を挿入していたのに代えて、ＡＯＴＦの出力ポート後段に光カプラを設け、この光カプラで出力光と挿入光を合波する構成とした場合を説明する。
図３は、第２の実施形態のＡＤＭノード装置の構成を示す。
【００４５】
図３において、本ＡＤＭノード装置の構成が第１の実施形態の構成と異なる部分は、４ポートのＡＯＴＦ11に代えて、入力、出力及び分岐の３つのポートを備えたＡＯＴＦ11’を用い、また、ＡＯＴＦ11の出力光の一部を分岐していた１×２光カプラ52に代えて、光合波部としての２×２光カプラ52’を用い、この光カプラ52’でＡＯＴＦ11’の出力光と光挿入部40からの挿入光とを合波して伝送路に送るようにした部分である。上記以外の部分の構成及びその動作は、第１の実施形態の構成及びその動作と同一であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
ＡＯＴＦ11’は、伝送路から光カプラ51、光アンプ12、分散補償器13及び光アンプ14を介して伝わる波長多重信号光が入力ポートに入力される。このＡＯＴＦ11’には、第１の実施形態の場合と同様に、ＲＦ信号発生器20からのＲＦ信号が印加されていて、そのＲＦ信号の周波数に対応する波長光のみが偏光変換されて分岐ポートから出力され、その他の波長光は出力ポートから出力される。ただし、ＡＯＴＦ11’では、第１の実施形態の場合と異なり信号光の挿入がないため、印加されるＲＦ信号は、分岐する信号光の波長に対応する周波数のものとなる。
【００４７】
なお、ここでは、システムで使用される波長λ1 〜λN のうちで、ＡＯＴＦ11’の入力ポートに入力された信号光には含まれない波長光について、その波長に対応する周波数のＲＦ信号もＡＯＴＦ11’に印加されるものとする。このようなＲＦ信号を印加することによって、使用されない波長について発生した雑音がＡＯＴＦ11’で分岐され除去されるようになる。これにより、ＡＯＴＦ11’の出力光に対して、未使用の波長の信号光を光カプラ52’で合波するとき、前記雑音の影響を防止できる。
【００４８】
光カプラ52’は、ＡＯＴＦ11’の出力ポートからの出力光が一方の入力ポートに入力され、光挿入部40から出力された挿入光が他方の入力ポートに入力される。そして、入力された出力光及び挿入光が合波された後に２分岐されて、その一方の信号光が光アンプ15を介して伝送路に送られる。また、他方の信号光は、スペクトルモニタ53に送られてそのスペクトルが測定される。
【００４９】
このように第２の実施形態によっても、第１の実施形態の効果と同様に、任意波長及び任意数の信号光を分岐、挿入または透過することが可能な、伝送特性の優れたＡＤＭノード装置を提供することができる。また、第２の実施形態では、ＡＤＭフィルタ用ＡＯＴＦ11’の構成が１ポート入力、２ポート出力の３つのポート構成になり、４つのポート構成のＡＯＴＦ11を用いる場合よりも装置構成が簡易になる利点がある。さらに、ＡＯＴＦ11’への入力信号光に含まれない波長光に対応する周波数のＲＦ信号をＡＯＴＦ11’に印加することによって、雑音の影響が低減されるため、伝送特性の一層の向上を図ることができる。
【００５０】
次に、第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、ＡＤＭノードにおいて信号光のパワーを制御するとともに、ＡＯＴＦの温度変化による選択波長変動を防止する機能を備えた場合を説明する。
図４は、第３の実施形態のＡＤＭノード装置の構成例を示す。この構成は、第１の実施形態のＡＤＭノード装置（図１）について上記の機能を付加したものである。ただし、図１に示した構成と同一の部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図４において、本ＡＤＭノード装置の構成が第１の実施形態の構成と異なる部分は、スペクトルモニタ53の測定結果に基づいたＲＦ制御信号がスペクトルモニタ53からＲＦ信号発生器20に送られるとともに、ＡＯＴＦ11の温度を一定に制御する温度制御手段としての温度制御器11A を設けた部分である。上記以外の部分は第１の実施形態の構成と同一である。
【００５２】
一般にＷＤＭ方式の光伝送では、各波長の信号光パワーが略一定のレベルで伝送されることが必要である。このため本ＡＤＭノード装置では、各光カプラ51，52からの信号光のスペクトルをスペクトルモニタ53で測定して、各波長の信号光パワーが略一定であるか否かを判断する。各波長の信号光パワーにばらつきがある場合には、スペクトルモニタ53が、そのばらつきを補正するＲＦ制御信号を発生してＲＦ信号発生器20に送る。ＲＦ信号発生器20では、ＲＦ制御信号に従って、ＡＯＴＦ11に印加するＲＦ信号の周波数または出力パワー（振幅）が調整される。具体的には、例えば、波長λ1 の信号光パワーが他の波長の信号光パワーに比べて大きいときは、ＲＦ信号発生器20が、波長λ1 に対応する周波数のＲＦ信号を、各信号光とのパワー差に対応した出力パワーで発生してＡＯＴＦ11に印加する。これにより、ＡＯＴＦ11では、波長λ1 の信号光がＲＦ信号の出力パワーに応じて分岐され、出力光に含まれる波長λ1 の信号光パワーが調整されて、各波長の信号光パワーが略一定値に制御される。
【００５３】
また、上述したようにＡＯＴＦの選択波長は、印加するＲＦ周波数とデバイス温度によって一義的に決まる。しかしながら、ＡＯＴＦが使用される環境によってはその温度が大きく変わり、同じＲＦ信号を印加しても選択波長の再現性が保証されないことが起こる。例えば、選択波長の温度依存性については、およそ0.76 nm/℃であるという報告等がされている。この温度依存性の影響を無くすために、ここでは温度制御器11Ａが設けられる。この温度制御器11Ａは、ＡＯＴＦ11の温度を環境の変化に関係なく略一定に制御するものである。なお、図示しないが、光分岐部30及び光挿入部40にそれぞれ設けられた各波長調整用ＡＯＴＦ331 〜33M ,441 〜44M についても、同様の温度制御器を設けるものとする。
【００５４】
このように第３の実施形態によれば、スペクトルモニタ53の測定結果を基にＡＯＴＦ11に印加するＲＦ信号の周波数または出力パワーを調整することによって、本ＡＤＭノード装置から伝送路に送られる各波長の信号光パワーが略一定値に制御されるため、安定したＷＤＭ方式の光伝送が可能である。また、ＡＯＴＦの温度を略一定に制御することによって、波長多重信号光の波長管理をより正確に行なうことができる。
【００５５】
次に、第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態では、上記第３の実施形態の場合と同様の機能を、第２の実施形態のＡＤＭノード装置（図３）に付加した場合を説明する。
図５は、第４の実施形態のＡＤＭノード装置の構成を示す。ただし、図３に示した構成と同一の部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図５において、本ＡＤＭノード装置では、スペクトルモニタ53の測定結果に基づいて、ＲＦ制御信号がＲＦ信号発生器20に送られるとともに、光挿入部40の各光アンプ421 〜42M の光増幅動作を制御するパワー調整部としての光アンプ駆動回路42Ａに、挿入光パワー制御信号が送られる。また、ＡＯＴＦ11の温度を測定する温度モニタ手段としての温度モニタ11B がＡＯＴＦ11’に設けられ、測定された温度情報がＲＦ信号発生器20に送られる。なお、図示しないが光分岐部30及び光挿入部40にそれぞれ設けられた各波長調整用ＡＯＴＦ331 〜33M ,441 〜44M についても、温度モニタを設けるものとする。上記以外の第４の実施形態の構成は、第２の実施形態の構成と同一である。
【００５７】
スペクトルモニタ53では、各光カプラ51，52’からの信号光のスペクトルが測定され、各波長の信号光パワーが略一定であるか否かが判断される。各波長の信号光パワーにばらつきがある場合には、そのばらつきを補正するＲＦ制御信号及び挿入光パワー制御信号が、ＲＦ信号発生器20及び光アンプ駆動回路42Ａに送られる。ＲＦ信号発生器20には、スペクトルモニタ53からのＲＦ制御信号に加えて、ＡＯＴＦ11’の温度を示す情報が温度モニタ11Ｂから送られる。
【００５８】
ＲＦ信号発生器20は、ＡＯＴＦ11’の温度情報を基にＡＯＴＦ11’の選択波長とＲＦ信号の周波数との関係を補正した上で、上記第３の実施形態の場合と同様に、ＲＦ制御信号に応じてＲＦ信号の周波数または出力パワーを調整してＡＯＴＦ11’に印加する。これによりＡＯＴＦ11の出力光パワーが制御される。また、光アンプ駆動回路42Ａは、挿入光パワー制御信号に従って各光アンプ421 〜42M の光増幅動作を調整して、光挿入部40から出力される各波長光のパワーを制御する。そして、各波長光のパワーが制御された、ＡＯＴＦ11’からの出力光及び光挿入部40からの挿入光が、光カプラ52’で合波されて、各波長光パワーが略一定値に制御された信号光が伝送路に送信されるようになる。
【００５９】
このように第４の実施形態によっても、第３の実施形態と同様に、伝送路に送信される各波長の信号光パワーが略一定値に制御されるため、安定したＷＤＭ方式の光伝送が可能であり、また、ＡＯＴＦのデバイス温度をモニタしてＲＦ信号の周波数を補正することで、多重信号光の波長管理をより正確に行なうことができる。
【００６０】
なお、上述した第３、４の実施形態では、ＡＯＴＦ11，11’への印加ＲＦ信号や、光挿入部40の光アンプ421 〜42M の光増幅動作を制御することで、各波長の信号光パワーのばらつきを調整するようにしたが、このような構成以外にも、例えば、ＡＤＭノード部10の出力側の光アンプ15の動作条件を制御する構成なども考えられる。この場合、光アンプ15で増幅する波長光数が変化すると光アンプ15の動作特性が変化してしまう可能性があるが、波長光数と光アンプ15の動作特性の関係が予めわかっていれば、波長光数の変動にともなう光アンプ15の動作特性変動を補正することができる。例えば、波長光数の情報を光アンプ15に転送し、この情報に基づいて光アンプ15の勃起パワー等を制御すればよい。
【００６１】
また、第３の実施形態では温度制御器を設け、第４の実施形態では温度モニタを設けたが、もちろん、第３の実施形態に温度モニタ、第４の実施形態に温度制御器を設けても構わない。
次に、第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態では、上述した各実施形態の光挿入部40におけるコヒーレントクロストークの発生を抑制する機能を備えた場合を説明する。
【００６２】
図６は、本実施形態の光挿入部の構成例を示す。ただし、上述した各実施形態の光挿入部40と同一の構成部分には、同じ符号を付してその説明を省略する。
図６において、本ＡＤＭノード装置の光挿入部40’では、各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN とＮ×Ｍ光カプラ41B との間に光源制御部としてのゲートスイッチ41C1〜41C N がそれぞれ配置された光源バンク41’が用いられる。この光源バンク41’から出力される各波長多重信号光は、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M にそれぞれ送られる。各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M では、後段の各変調器431 〜43M で送信情報を与える１つの波長光が選択される。選択された各波長光は、対応する光アンプ421 〜42M で増幅された後に変調器431 〜43M で変調される。各変調器431 〜43M の後段には、例えば、波長選択用ＡＯＴＦ491 〜49M が設けられる。各波長選択用ＡＯＴＦ491 〜49M は、各変調器431 〜43M から出力された信号光に含まれる漏れ込み信号光を除去するために設けられる。ここでは、波長選択用ＡＯＴＦ491 〜49M が挿入光制御部として機能する。
【００６３】
上記光挿入部40’の動作を具体的に説明するため、例えば、波長λ1,λ2 の信号光が挿入光として出力される場合を考える。この場合、光源バンク41’の各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN は波長λ1 〜λN の光をそれぞれ発生する。しかし、不要なクロストーク光の発生を避けるためやＡＯＴＦの抑圧レベル緩和のために、波長λ3 〜λN の光がゲートスイッチ41Ｃ3 〜41ＣN によって遮断され、波長λ1,λ2 の光のみがゲートスイッチ41Ｃ1 ，41Ｃ2 を通過する。この波長λ1,λ2 の光が光カプラ41B によって波長多重されＭ分岐されて各出力ポートから出力される。
【００６４】
そして、光源バンク41’からの出力光が、各波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M に送られ、ここでは波長選択用ＡＯＴＦ441 で波長λ1 の光が選択され、波長選択用ＡＯＴＦ442 で波長λ2 の光が選択される。このとき、波長選択用ＡＯＴＦ441 （442 ）の特性がコヒーレントクロストークを十分に抑圧できるだけの他波長抑圧度を持たないときには、波長λ1 （λ2 ）の光とともに漏れ込みとしての波長λ2 （λ1 ）の光が選択されることになる。
【００６５】
次に、各波長選択用ＡＯＴＦ441 ，442 の選択光は、光アンプ421 ，422 及び変調器431 ，432 で増幅及び変調される。ここで、各変調器431 ，432 の出力光がそのまま光カプラ45で合波されると、前述した漏れ込み光によってコヒーレントクロストークが生じてしまう。これを防ぐため、ここでは各変調器431 ，432 の後段に波長選択用ＡＯＴＦ491 ,492をさらに設けて、漏れ込み光の低減が図られる。また、波長選択用ＡＯＴＦ491 ,492を介すことによって、光アンプ421 ，422 で発生する累積自然放出光（ＡＳＥ）雑音等も除去される。そして、各波長選択用ＡＯＴＦ491 ,492からの出力信号光が光カプラ45で合波され、光アンプ46で増幅された後に、分散補償器47及び光アンプ48で分散補償等の処理が施されて、挿入光として光カプラ52’に送られる。
【００６６】
このように第５の実施形態によれば、クロストーク光を抑制する構成の光挿入部40’としたことによって、コヒーレントクロストークの発生が低減され、信号光の伝送特性の劣化を防ぐことができる。
なお、上記第５の実施形態では、ゲートスイッチ41Ｃ1 〜41ＣN を設けて不要な波長光を遮断するようにしたが、これに限らず、例えば、各レーザ光源の41Ａ1 〜41ＡN の駆動電流を直接制御して不要な波長光を遮断しても構わない。
【００６７】
また、波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M で他波長の光をあるレベル以下に抑圧できる場合には、波長選択用ＡＯＴＦを２段構成とするのに代えて、例えば、図７の光挿入部40”に示すように、各変調器431 〜43M の前段等にゲートスイッチや可変減衰器などを設けて不要な波長の信号光を遮断するようにしても、コヒーレントクロストークの発生を防止できる。図７では波長選択用ＡＯＴＦ441 〜44M を各変調器431 〜43M の後段に配置した場合を示したが、ＡＯＴＦ441 〜44M は、各変調器431 〜43M の前後段のいずれに配置しても構わない。
【００６８】
さらに、光源バンク41’は、図６に示した構成に限らず、例えば、図７の光源バンク41”のように、各レーザ光源41Ａ1 〜41ＡN からゲートスイッチ41Ｃ1 〜41ＣN を介した光がＮ×１光カプラ41Ｂ’で合波され、光アンプ41Ｄで増幅された後に、１×Ｍ光カプラ41ＥでＭ分岐される構成などとしてもよい。この場合、各変調器431 〜43M の前段等に設けていた各光アンプ421 〜42M を省略することが可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、４つのポートを有する音響光学効果を利用した波長選択フィルタを使用したことによって、従来のＡＷＧ等を用いた光分岐・挿入装置のように、伝送路からの波長多重信号光に含まれるすべての波長の信号光を分離する必要がなくなり、波長選択フィルタで必要な波長の信号光だけを分岐または挿入することができるため、簡略な構成で小型化の光分岐・挿入装置を実現できると共に、モニタ手段を設けたことで、本装置に入出力される信号光の監視が可能となる。また、４ポートのＡＯＴＦに代えて３ポートの波長選択フィルタを使用し、後段の光合波部で挿入光を合波するようにすれば、より簡略な構成の波長選択フィルタを用いても上記と同様の効果を得ることが可能である。
【００７０】
さらに、光挿入手段の構成を、挿入光の波長及びその数を任意に設定可能としたことによって、挿入波長の変更や信号増設等に容易に対応することができる。
【００７１】
加えて、光挿入手段の光源部にゲートスイッチを設けたことによって、挿入に不要な波長光の漏れ込みやコヒーレントクロストークの発生が防止されるようになるため、さらに優れた伝送特性を有する光ネットワークを構築することができる。
【００７２】
加えて、未使用波長光に対応する周波数の選択信号が波長選択フィルタに印加されることにより、未使用波長に生じた雑音等が波長選択フィルタで除去されるため、伝送特性の一層の向上を図ることができる。
また、温度制御手段や温度モニタ手段を設けたことによって、波長選択フィルタのデバイス温度の変化の影響が低減されるため、波長多重信号光の波長管理をより正確に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示す図である。
【図２】同上第１の実施形態のＡＯＴＦの構成例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の構成を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の光挿入部の構成を示す図である。
【図７】本発明の光挿入部の他の構成例を示す図である。
【図８】従来のＡＷＧを用いた光分岐・装入装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
10,10' ＡＤＭノード部
11,11' ＡＤＭフィルタ用ＡＯＴＦ
11Ａ 温度制御器
11Ｂ 温度モニタ
12,14,15,31,41D,421 〜42M ,46,48 光アンプ
13,47 分散補償器
20 ＲＦ信号発生器
30 光分岐部
32,41B,41B',41E,45,51,52,52' 光カプラ
331 〜33M ,441〜44M ,491〜49M 波長選択用ＡＯＴＦ
341 〜34M 受信器
40,40',40" 光挿入部
41,41',41" 光源バンク
41Ａ1 〜41ＡN レーザ光源
41Ｃ1 〜41ＣN ゲートスイッチ
42Ａ 光アンプ駆動回路
431 〜43M 変調器
50,50' モニタ部
53 スペクトルモニタ
Claims (4)
- 波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な分岐・挿入手段と、該分岐・挿入手段で分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を前記分岐・挿入手段に出力する光挿入手段と、を備えた光分岐・挿入装置において、
前記分岐・挿入手段が、少なくとも１つの周波数の弾性表面波を選択信号に対応して発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート、前記光分岐手段に接続する分岐ポート及び前記光挿入手段に接続する挿入ポートを有する波長選択フィルタを含み、
該波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力するとともに、前記弾性表面波の周波数に対応した波長を有する前記挿入ポートに送られた挿入光を前記伝送路からの信号光に挿入して前記出力ポートに出力し、
前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段を含んで構成され、さらに、
前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有することを特徴とする波長選択フィルタを用いた光分岐・挿入装置。 - 波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な光分岐・挿入装置において、
分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、
前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を発生する光挿入手段と、
選択信号に応じた周波数の弾性表面波を少なくとも１つ発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート、前記光分岐手段に接続する分岐ポート及び前記光挿入手段に接続する挿入ポートを有する波長選択フィルタと、
前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段と、を備え、
前記波長選択フィルタは、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力するとともに、前記弾性表面波の周波数に対応した波長を有する前記挿入ポートに送られた挿入光を前記伝送路からの信号光に挿入して前記出力ポートに出力し、
前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から 出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有することを特徴とする波長選択フィルタを用いた光分岐・挿入装置。 - 波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な分岐・挿入手段と、該分岐・挿入手段で分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を前記分岐・挿入手段に出力する光挿入手段と、を備えた光分岐・挿入装置において、
前記分岐・挿入手段が、少なくとも１つの周波数の弾性表面波を選択信号に対応して発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート及び前記光分岐手段に接続する分岐ポートを有する波長選択フィルタと、前記出力ポートから出力される信号光に前記光挿入手段からの挿入光を合波して前記伝送路に出力する光合波部と、を含み、
前記波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力し、他の波長の信号光を前記出力ポートに出力し、
前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記光合波部を介して前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段を含んで構成され、さらに、
前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有することを特徴とする波長選択フィルタを用いた光分岐・挿入装置。 - 波長多重された信号光が伝送される伝送路に接続され、該伝送路上の信号光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐及び挿入可能な光分岐・挿入装置において、
分岐された信号光を波長毎に受信処理する光分岐手段と、
前記伝送路上の信号光に挿入する挿入光を発生する光挿入手段と、
選択信号に応じた周波数の弾性表面波を少なくとも１つ発生可能であり、前記伝送路から受信した信号光が入力される入力ポート、前記伝送路へ出力する信号光が出力される出力ポート及び前記光分岐手段に接続する分岐ポートを有する波長選択フィルタと、
前記出力ポートから出力される信号光に前記光挿入手段からの挿入光を合波して前記伝送路に出力する光合波手段と、
前記伝送路から前記波長選択フィルタに入力される信号光のスペクトル及び前記波長選択フィルタから前記光合波部を介して前記伝送路に出力される信号光のスペクトルをそれぞれ測定して、各波長毎の光パワーを基に光分岐・挿入装置の動作が正常であるか否かを監視するモニタ手段と、を備え、
前記波長選択フィルタは、前記選択信号が印加され、前記入力ポートに送られた前記伝送路からの信号光に含まれる前記弾性表面波の周波数に対応した波長の信号光を分岐して前記分岐ポートに出力し、他の波長の信号光を前記出力ポートに出力し、
前記光挿入手段は、前記伝送路上で伝送可能なすべての波長に対応した光を発生する光 源部と、該光源部からの各波長光を合波した波長多重光を挿入波長数に応じて分波して出力する光合分波部と、該光合分波部から出力された各波長多重光毎に変調を行ない、かつ、１つの波長光を選択して出力する選択波長可変の挿入光生成部と、該挿入光生成部から出力される各波長の信号光を合波して出力する光合波部と、該光合波部から出力される信号光を増幅して前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力する光増幅部と、を含み、前記光源部が、前記波長選択フィルタの挿入ポートに出力しない各波長の光を遮断するとともに前記挿入ポートに挿入する各波長の光を透過するゲートスイッチを有することを特徴とする波長選択フィルタを用いた光分岐・挿入装置。
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