JPH0636621B2 - 光交換機 - Google Patents
光交換機Info
- Publication number
- JPH0636621B2 JPH0636621B2 JP61245842A JP24584286A JPH0636621B2 JP H0636621 B2 JPH0636621 B2 JP H0636621B2 JP 61245842 A JP61245842 A JP 61245842A JP 24584286 A JP24584286 A JP 24584286A JP H0636621 B2 JPH0636621 B2 JP H0636621B2
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- Japan
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- optical
- wavelength
- signal
- output
- photoelectric conversion
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/61—Coherent receivers
- H04B10/64—Heterodyne, i.e. coherent receivers where, after the opto-electronic conversion, an electrical signal at an intermediate frequency [fIF] is obtained
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は波長分割型の光交換機に関するものである。
（従来の技術） 高速／広帯域光信号の接続を切換える光交換機は将来の
画像通信ネットワークに不可欠な要素である。光交換の
方式としては、大別して空間分割型(SD)、時間分割型(T
D)、波長分割型(WD)の３つが考えられている。このうち
波長分離型(WD)光交換は最も回線規模の拡大が可能で、
光の持つ特質を生かした方式として注目されているもの
である。
画像通信ネットワークに不可欠な要素である。光交換の
方式としては、大別して空間分割型(SD)、時間分割型(T
D)、波長分割型(WD)の３つが考えられている。このうち
波長分離型(WD)光交換は最も回線規模の拡大が可能で、
光の持つ特質を生かした方式として注目されているもの
である。
ＷＤ光交換の基本的な構成については特開昭58-196796
号公報及び特開昭60-172841号公報に述べられている。
号公報及び特開昭60-172841号公報に述べられている。
第２図は従来考えられているＷＤ光交換機のブロック図
を示すものである。説明の便のためここでは波長多重数
を４として示している。ここで簡単に従来考えられてい
るＷＤ光交換機の動作を説明する。
を示すものである。説明の便のためここでは波長多重数
を４として示している。ここで簡単に従来考えられてい
るＷＤ光交換機の動作を説明する。
交換すべき波長多重された光信号は単一モード光ファイ
バ21aによりＷＤ光交換機22に入射し、可変分波器23に
より４つの出力端に分離される。可変分波器23は任意の
出力端に波長多重された信号のうちの１つを分離して取
り出す機能を持つものである。ここでは４つの異なる波
長λ１…λ４の信号のうちλ１とλ２の間の交換を行な
う場合を説明する。この際には可変分波器23の出力は上
から順にλ２，λ１，λ３，λ４となるように調整す
る。可変分波器23の各出力は次にそれぞれ波長可変器24
に入射し、情報信号をそのまま保ったまま光キャリアの
波長が上から順にλ１，λ２，λ３，λ４に変換され
る。この際波長変換器24のうちの上２つでは波長λ１，
λ２間で波長の入換（波長交換）が行なわれる。このよ
うに交換された波長変換器24の各出力は合波器25により
再び多重化され、単一モード光ファイバ21bに送出され
る。
バ21aによりＷＤ光交換機22に入射し、可変分波器23に
より４つの出力端に分離される。可変分波器23は任意の
出力端に波長多重された信号のうちの１つを分離して取
り出す機能を持つものである。ここでは４つの異なる波
長λ１…λ４の信号のうちλ１とλ２の間の交換を行な
う場合を説明する。この際には可変分波器23の出力は上
から順にλ２，λ１，λ３，λ４となるように調整す
る。可変分波器23の各出力は次にそれぞれ波長可変器24
に入射し、情報信号をそのまま保ったまま光キャリアの
波長が上から順にλ１，λ２，λ３，λ４に変換され
る。この際波長変換器24のうちの上２つでは波長λ１，
λ２間で波長の入換（波長交換）が行なわれる。このよ
うに交換された波長変換器24の各出力は合波器25により
再び多重化され、単一モード光ファイバ21bに送出され
る。
このようなＷＤ光交換機は、一本の光ファイバ中に波長
多重された信号の交換を行うためＳＤ光交換に比べて入
出力光ファイバ布線数の大幅な増大無しに規模拡大が可
能である。また、ＴＤ光交換機と比較すると、光デバイ
スに超高速な動作が要求されず、信号速度、形式によら
ず透明性の高い多元的な交換が可能であるという特徴を
持っている。
多重された信号の交換を行うためＳＤ光交換に比べて入
出力光ファイバ布線数の大幅な増大無しに規模拡大が可
能である。また、ＴＤ光交換機と比較すると、光デバイ
スに超高速な動作が要求されず、信号速度、形式によら
ず透明性の高い多元的な交換が可能であるという特徴を
持っている。
ＷＤ光交換機実現の鍵となる光デバイスは可変分波器23
と波長変換器24である。現状では光の波長を信号波長帯
域内の任意の波長から任意の別の波長に全光的に変換す
る有効な手段が見いだされていない。そのため波長変換
器24としては、可変波長分波器23により分離された各波
長の光信号を光電変換器26により一旦電気信号に変換し
て復調し、その出力電気信号をお互いに異なる出力波長
を持った電光変換器28に印加して異なる波長の光信号に
変換する構成が用いられている。このような構成を機能
ブロックをまとめて考えると、波長多重光信号から各波
長の信号を電気信号として出力端に任意の順序、組み合
わせで出力する光電変換型可変分波器17(第２図で点線
で囲んだ部分）と、その出力信号を再度波長λ１〜λ４
の光信号に変換する電光変換器28とからなると見る事が
できる。
と波長変換器24である。現状では光の波長を信号波長帯
域内の任意の波長から任意の別の波長に全光的に変換す
る有効な手段が見いだされていない。そのため波長変換
器24としては、可変波長分波器23により分離された各波
長の光信号を光電変換器26により一旦電気信号に変換し
て復調し、その出力電気信号をお互いに異なる出力波長
を持った電光変換器28に印加して異なる波長の光信号に
変換する構成が用いられている。このような構成を機能
ブロックをまとめて考えると、波長多重光信号から各波
長の信号を電気信号として出力端に任意の順序、組み合
わせで出力する光電変換型可変分波器17(第２図で点線
で囲んだ部分）と、その出力信号を再度波長λ１〜λ４
の光信号に変換する電光変換器28とからなると見る事が
できる。
（発明が解決しようとする問題点） 従来、光電変換型可変分波器17としては、音響光学(AO)
偏光器や光分岐と受動／能動型グリーティング・フィル
タを組み合わせたものを可変分波器23として用い、光電
変換器26としては通常の光信号で用いられる光受信機を
用いる構成が採用されている。
偏光器や光分岐と受動／能動型グリーティング・フィル
タを組み合わせたものを可変分波器23として用い、光電
変換器26としては通常の光信号で用いられる光受信機を
用いる構成が採用されている。
第３図(a)は昭和60年電子通信学会半導体・材料部門全
国大会論文集，分冊１，論文番号326,141頁に掲載され
た寺門，鈴木による論文に述べられている分布帰還型半
導体レーザ(DFB-LD)を用いた光フィルタにより可変分波
器23を構成した場合の図である。ここでは簡単のため２
チャンネルの場合について示した。光分岐31の分岐先に
それぞれDFB-LD型光フィルタ32が接続したものである。
DFB-LD型光フィルタ32は通常のInGaAsP/InP系二重チャ
ンネル・プレーナ埋込(DC-PBH)構造のDFB-LDの中央部に
位相制御領域を設けたもので、その光透過特性は注入電
流により第３図(b)のように変化する。従って2mA程度の
電流制御により１Å間隔の２波長の信号を選択的に取り
出すことができる。
国大会論文集，分冊１，論文番号326,141頁に掲載され
た寺門，鈴木による論文に述べられている分布帰還型半
導体レーザ(DFB-LD)を用いた光フィルタにより可変分波
器23を構成した場合の図である。ここでは簡単のため２
チャンネルの場合について示した。光分岐31の分岐先に
それぞれDFB-LD型光フィルタ32が接続したものである。
DFB-LD型光フィルタ32は通常のInGaAsP/InP系二重チャ
ンネル・プレーナ埋込(DC-PBH)構造のDFB-LDの中央部に
位相制御領域を設けたもので、その光透過特性は注入電
流により第３図(b)のように変化する。従って2mA程度の
電流制御により１Å間隔の２波長の信号を選択的に取り
出すことができる。
しかしながら、この可変分波器では可変波長範囲が数Å
しかとれず可変波長範囲内に多数の波長チャンネルを配
置する事ができない。また第３図(b)からもわかるよう
に波長透過域のスペクトルの形状が裾を引いており１Å
程度の間隔で高密度波長多重を行う場合、隣接波長チャ
ンネルから-10dB程度にも上る大きなクロストークの影
響を受ける。このような大きなクロストークは電光交換
器28で光信号を電気信号に変換する際に受信特性の劣化
を引き起こす。従って、従来の光電変換型可変分波器で
は可変分波器の可変波長範囲、透過帯域スペクトル形状
に起因するクロストークの問題のため、大きな波長チャ
ンネル数を実現できないという問題があった。
しかとれず可変波長範囲内に多数の波長チャンネルを配
置する事ができない。また第３図(b)からもわかるよう
に波長透過域のスペクトルの形状が裾を引いており１Å
程度の間隔で高密度波長多重を行う場合、隣接波長チャ
ンネルから-10dB程度にも上る大きなクロストークの影
響を受ける。このような大きなクロストークは電光交換
器28で光信号を電気信号に変換する際に受信特性の劣化
を引き起こす。従って、従来の光電変換型可変分波器で
は可変分波器の可変波長範囲、透過帯域スペクトル形状
に起因するクロストークの問題のため、大きな波長チャ
ンネル数を実現できないという問題があった。
本発明の目的は、上述の可変分波器の可変波長範囲、ク
ロストークの問題点を除去し、大規模な光交換機を提供
する事にある。
ロストークの問題点を除去し、大規模な光交換機を提供
する事にある。
（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、波長多重信号を入力すべき一つの光信
号入力端及び少なくとも入力波長多重光信号の波長多重
度と等しい数の電気信号出力端を有し、制御信号に応じ
て前記光信号入力端に入力された波長多重光信号の中の
各波長により伝送されていた信号をお互いに分離して電
気信号に変換し前記電気信号出力端へ任意の順序、組み
合わせで出力する光電変換型可変分波器と、前記光電気
変換型可変分波器からの複数の出力電気信号をお互いに
出力波長の異なる光信号に変換する複数の電光変換器
と、前記複数の電光変換器の出力光信号を波長多重して
一本の光伝送路に送出する手段とを備える光交換機にお
いて、前記光電変換型可変分波器を、前記光信号入力端
へ入力された波長多重光信号を少なくとも波長多重度と
等しい数に分岐する光分岐と、制御信号に応じて出力波
長を変化させる事が可能な分岐数に等しい数の局部発振
光源を有し前記光分岐の各出力光をそれぞれ異なる局部
発振光源の出力光と合流した後に光電変換し、この光電
変換により得られた各電気信号をそれぞれ復調して出力
する複数の光ヘテロダインまたは、ホモダイン受信手段
から構成したことを特徴とする光交換機が得られる。
号入力端及び少なくとも入力波長多重光信号の波長多重
度と等しい数の電気信号出力端を有し、制御信号に応じ
て前記光信号入力端に入力された波長多重光信号の中の
各波長により伝送されていた信号をお互いに分離して電
気信号に変換し前記電気信号出力端へ任意の順序、組み
合わせで出力する光電変換型可変分波器と、前記光電気
変換型可変分波器からの複数の出力電気信号をお互いに
出力波長の異なる光信号に変換する複数の電光変換器
と、前記複数の電光変換器の出力光信号を波長多重して
一本の光伝送路に送出する手段とを備える光交換機にお
いて、前記光電変換型可変分波器を、前記光信号入力端
へ入力された波長多重光信号を少なくとも波長多重度と
等しい数に分岐する光分岐と、制御信号に応じて出力波
長を変化させる事が可能な分岐数に等しい数の局部発振
光源を有し前記光分岐の各出力光をそれぞれ異なる局部
発振光源の出力光と合流した後に光電変換し、この光電
変換により得られた各電気信号をそれぞれ復調して出力
する複数の光ヘテロダインまたは、ホモダイン受信手段
から構成したことを特徴とする光交換機が得られる。
（作用） 本発明は波長分割型光交換機の可変分波器とそれに続く
光電気変換部とから成る光電変換型可変分波器を同調可
能な局部発振光源を持つ光ヘテロダイン、光ホモダイン
検波器により実現するものである。光ヘテロダイン、光
ホモダイン検波方式は現行の直接検波方式に比べ、受信
感度が10dB程度以上改善されることから将来の光通信方
式として期待されている方式である。更に、この方式で
は光波長多重(WDM)の多重を非常に高める事が可能であ
る。このような光ヘテロダイン、光ホモダイン検波方式
の特徴についてはテクニカル・ダイジェスト・オブ・ア
イ・オー・シー／イー・シー・オー・シー、ベネツィア
(Tehchnical Digest of IOOC-ECOC'85,Venezia)、(1985
年10月１〜４日）、第２巻、73〜80頁に最近の実験結果
と共に述べられている。光ヘテロダイン検波による光受
信方式では受信すべき光信号とわずかに波長（光周波
数）の異なる波長の局部発振光源の光とを合流して光電
変換し、一旦、中間周波数(IF)帯域の電気信号を得る。
このIF周波数帯は、光信号と局部発振光源の光周波数の
差周波数となり、通常数100MHzから数GHzである。このI
F信号を電気的なフィルタを用いたフィルタ検波、遅延
検波等の手段によりベースバンド信号に復調する。光ホ
モダイン検波方式では、信号光と局部発振光源の波長を
等しくとるため直接ベースバンド帯域の信号が得られる
点が異なるが基本的には原理は同様である。光ヘテロダ
イン／ホモダイン検波方式では、光信号のスペクトル純
度が高い事が必要で一つの信号の波長スペクトル上の占
有波長帯域は非常に小さい。従って波長多重伝送を考え
る場合、送信側ではチャンネル間相互の影響なく多数の
波長の信号を高密度に多重する事ができる。一方受信側
では、局部発振光源の波長を所望の波長チャンネルとIF
周波数だけはなれた波長に同調し、所望のチャンネルの
信号をIF帯域の電気信号に変換して、そこでIFフィルタ
を用いてチャンネル選択を行う。つまり、通常の波長多
重光伝送で光フィルタを用いて行うチャンネル選択をIF
フィルタにより行う。IFフィルタでは、よく知られた合
成方法により周波数上のカットオフ特性が非常に急峻で
阻止域減衰量が大きな素子が実現できる。従って、光フ
ィルタの場合に比べて、非常に高密度な波長多重光信号
からクロストークの影響無くチャンネル選択を行う事が
できる。雑誌エレクトロニクス・レターズ(Electronics
Letters)、第21巻、101〜103頁(1985年）に掲載のP.ヒ
ーレイ(P.Healey)による論文によれば、WDMによるチャ
ンネル間隔を信号帯域幅の５倍以上のとっておけばチャ
ンネル間のクロストークは全く無視できる事が示されて
いる。これは通常の光分波器／多重器によるWDMに比べ
一桁以上大きな多重度が得られる事を示している。
光電気変換部とから成る光電変換型可変分波器を同調可
能な局部発振光源を持つ光ヘテロダイン、光ホモダイン
検波器により実現するものである。光ヘテロダイン、光
ホモダイン検波方式は現行の直接検波方式に比べ、受信
感度が10dB程度以上改善されることから将来の光通信方
式として期待されている方式である。更に、この方式で
は光波長多重(WDM)の多重を非常に高める事が可能であ
る。このような光ヘテロダイン、光ホモダイン検波方式
の特徴についてはテクニカル・ダイジェスト・オブ・ア
イ・オー・シー／イー・シー・オー・シー、ベネツィア
(Tehchnical Digest of IOOC-ECOC'85,Venezia)、(1985
年10月１〜４日）、第２巻、73〜80頁に最近の実験結果
と共に述べられている。光ヘテロダイン検波による光受
信方式では受信すべき光信号とわずかに波長（光周波
数）の異なる波長の局部発振光源の光とを合流して光電
変換し、一旦、中間周波数(IF)帯域の電気信号を得る。
このIF周波数帯は、光信号と局部発振光源の光周波数の
差周波数となり、通常数100MHzから数GHzである。このI
F信号を電気的なフィルタを用いたフィルタ検波、遅延
検波等の手段によりベースバンド信号に復調する。光ホ
モダイン検波方式では、信号光と局部発振光源の波長を
等しくとるため直接ベースバンド帯域の信号が得られる
点が異なるが基本的には原理は同様である。光ヘテロダ
イン／ホモダイン検波方式では、光信号のスペクトル純
度が高い事が必要で一つの信号の波長スペクトル上の占
有波長帯域は非常に小さい。従って波長多重伝送を考え
る場合、送信側ではチャンネル間相互の影響なく多数の
波長の信号を高密度に多重する事ができる。一方受信側
では、局部発振光源の波長を所望の波長チャンネルとIF
周波数だけはなれた波長に同調し、所望のチャンネルの
信号をIF帯域の電気信号に変換して、そこでIFフィルタ
を用いてチャンネル選択を行う。つまり、通常の波長多
重光伝送で光フィルタを用いて行うチャンネル選択をIF
フィルタにより行う。IFフィルタでは、よく知られた合
成方法により周波数上のカットオフ特性が非常に急峻で
阻止域減衰量が大きな素子が実現できる。従って、光フ
ィルタの場合に比べて、非常に高密度な波長多重光信号
からクロストークの影響無くチャンネル選択を行う事が
できる。雑誌エレクトロニクス・レターズ(Electronics
Letters)、第21巻、101〜103頁(1985年）に掲載のP.ヒ
ーレイ(P.Healey)による論文によれば、WDMによるチャ
ンネル間隔を信号帯域幅の５倍以上のとっておけばチャ
ンネル間のクロストークは全く無視できる事が示されて
いる。これは通常の光分波器／多重器によるWDMに比べ
一桁以上大きな多重度が得られる事を示している。
一方、光ヘテロダイン／ホモダイン検波による光電変換
型可変分波器の可変波長範囲は局部発振光源として用い
る光源の可変波長範囲で決まっている。雑誌エレクトロ
ニクス・レターズ(Electronics Letters)、第21巻、63
〜65頁(1985年）に掲載された論文で述べられているよ
うな波長可変分布ブラック反射器(DBR)型半導体レーザ
では電気制御による数10Å以上の波長可変が可能であ
る。従ってこのようなデバイスを局部発振光源に用いれ
ば１Å程度の間隔で数10以上の波長チャンネルが利用で
きる。更に波長可変幅は100Å程度以上に拡大可能と考
えられるため、将来的には100以上の波長チャンネルを
用いる大規模ＷＤ光交換機が実現可能である。また、光
ヘテロダイン／ホモダイン検波方式では先に述べた様に
受信感度が大幅に改善されるため光分岐と組み合せて光
電変換型可変分波器を実現しても光分岐による損失は問
題にならないという利点もある。従って、ＷＤ交換機の
光電変換型可変分波器部分に光ヘテロダイン／ホモダイ
ン検波方式を導入することにより、非常に大規模な光交
換機が可能である。
型可変分波器の可変波長範囲は局部発振光源として用い
る光源の可変波長範囲で決まっている。雑誌エレクトロ
ニクス・レターズ(Electronics Letters)、第21巻、63
〜65頁(1985年）に掲載された論文で述べられているよ
うな波長可変分布ブラック反射器(DBR)型半導体レーザ
では電気制御による数10Å以上の波長可変が可能であ
る。従ってこのようなデバイスを局部発振光源に用いれ
ば１Å程度の間隔で数10以上の波長チャンネルが利用で
きる。更に波長可変幅は100Å程度以上に拡大可能と考
えられるため、将来的には100以上の波長チャンネルを
用いる大規模ＷＤ光交換機が実現可能である。また、光
ヘテロダイン／ホモダイン検波方式では先に述べた様に
受信感度が大幅に改善されるため光分岐と組み合せて光
電変換型可変分波器を実現しても光分岐による損失は問
題にならないという利点もある。従って、ＷＤ交換機の
光電変換型可変分波器部分に光ヘテロダイン／ホモダイ
ン検波方式を導入することにより、非常に大規模な光交
換機が可能である。
（実施例） 第１(a)図は本発明による光交換機の一実施例を示す図
である。ここでも簡単のため波長多重数４の場合につい
て説明する。またここでは伝送信号はそれぞれ伝送速度
140Mb/s,周波数偏移量280MHzの２値周波数偏移変調され
ているものとするが、後述するように伝送信号の変調形
態はこれに限定されるものではない。まず第１図を用い
て本実施例の構成について説明する。尚第１図には示し
ていないが、光交換機に入力される光ファイバ信号線と
は別に制御信号は別の光ファイバ若しくは電気ケーブル
により伝送されてきており、その信号に応じて光交換機
動作が制御されている。ＷＤ光交換ではＴＤのように信
号の各ビット若しくはブロック毎にスイッチ切換をする
必要はないため、制御系は通常の電気信号で充分であ
る。尚、この制御信号を信号光と共に波長多重して伝送
することも勿論可能である。発振周波数ν１〜ν４の４
つの波長多重された信号10aは単一モード光ファイバ11a
により伝送され、光交換機12内の光電変換型可変分波器
17は、光分岐13と光ヘテロダイン検波器14a、14b、14
c、14dから成っている。まず導波型光分岐13により４分
割された信号はそれぞれ光ヘテロダイン検波器14a、14
b、14c、14dに入射する。第１図(b)は光ヘテロダイン検
波器14の構成を説明するための図である。光分岐13の出
力である光信号101は光合波器102の第１端子103から入
射し、第２端子104から入射する局部発振光106と合波さ
れ、第３、第４端子に出射する。第３端子105に出射し
た合波光は光検出器107に入射し、中間周波信号（電気
信号）108に変換される。この中間周波信号108は増幅器
109で増幅された後復調回路110に入力され、ここで受信
信号111が復調される。
である。ここでも簡単のため波長多重数４の場合につい
て説明する。またここでは伝送信号はそれぞれ伝送速度
140Mb/s,周波数偏移量280MHzの２値周波数偏移変調され
ているものとするが、後述するように伝送信号の変調形
態はこれに限定されるものではない。まず第１図を用い
て本実施例の構成について説明する。尚第１図には示し
ていないが、光交換機に入力される光ファイバ信号線と
は別に制御信号は別の光ファイバ若しくは電気ケーブル
により伝送されてきており、その信号に応じて光交換機
動作が制御されている。ＷＤ光交換ではＴＤのように信
号の各ビット若しくはブロック毎にスイッチ切換をする
必要はないため、制御系は通常の電気信号で充分であ
る。尚、この制御信号を信号光と共に波長多重して伝送
することも勿論可能である。発振周波数ν１〜ν４の４
つの波長多重された信号10aは単一モード光ファイバ11a
により伝送され、光交換機12内の光電変換型可変分波器
17は、光分岐13と光ヘテロダイン検波器14a、14b、14
c、14dから成っている。まず導波型光分岐13により４分
割された信号はそれぞれ光ヘテロダイン検波器14a、14
b、14c、14dに入射する。第１図(b)は光ヘテロダイン検
波器14の構成を説明するための図である。光分岐13の出
力である光信号101は光合波器102の第１端子103から入
射し、第２端子104から入射する局部発振光106と合波さ
れ、第３、第４端子に出射する。第３端子105に出射し
た合波光は光検出器107に入射し、中間周波信号（電気
信号）108に変換される。この中間周波信号108は増幅器
109で増幅された後復調回路110に入力され、ここで受信
信号111が復調される。
局部発振光106は制御信号112に応じてその発振波長を制
御する制御回路113により駆動される局部発振光源114か
ら出射されたものでアイソレータ115を介して光合波器1
02の第２端子104に結合されている。局部発振光源114は
電流注入量により発振波長が制御可能でかつ単一波長で
発振する位相制御型のＤＢＲ半導体レーザを用いてい
る。
御する制御回路113により駆動される局部発振光源114か
ら出射されたものでアイソレータ115を介して光合波器1
02の第２端子104に結合されている。局部発振光源114は
電流注入量により発振波長が制御可能でかつ単一波長で
発振する位相制御型のＤＢＲ半導体レーザを用いてい
る。
この光ヘテロダイン検波器14の出力は駆動回路と半導体
レーザから成る電光変換器15a、15b、15c、15dに加えら
れ、再び、伝送されてきた際と同じ伝送速度140Mb/s,周
波数偏移量280MHzの２値周波数偏移変調されて光信号に
変換される。この電光変換器15の各出力光は合流器16に
より合流され光信号10bとして単一モード光ファイバ11b
に送出され再び次の光交換機もしくは端末に向け伝送さ
れる。
レーザから成る電光変換器15a、15b、15c、15dに加えら
れ、再び、伝送されてきた際と同じ伝送速度140Mb/s,周
波数偏移量280MHzの２値周波数偏移変調されて光信号に
変換される。この電光変換器15の各出力光は合流器16に
より合流され光信号10bとして単一モード光ファイバ11b
に送出され再び次の光交換機もしくは端末に向け伝送さ
れる。
今回の実施例では光分岐13としてはLiNbO3基板にTi拡散
により形成した導波路による４×４スター・カプラ、
（エレクトロニクスレターズ(Electronics Letters)vo
l.20,1058-1059頁，1984)を用いたが、広く市販されて
いる光ファイバ融着型２×２カプラを多段に接続したも
のを用いてもよい。局部発振光源114に用いた位相制御
型DBR LDはエレクトロニクスレターズ(Electronics Let
ters),vol.21,pp63-65,1985と同様の構造のものであ
る。また、第１図(b)に示した光ヘテロダイン検波器14
についてはエレクトロニクスレターズ(Electronics Let
ters)vol.20,pp.1022-23,1984に詳しい。
により形成した導波路による４×４スター・カプラ、
（エレクトロニクスレターズ(Electronics Letters)vo
l.20,1058-1059頁，1984)を用いたが、広く市販されて
いる光ファイバ融着型２×２カプラを多段に接続したも
のを用いてもよい。局部発振光源114に用いた位相制御
型DBR LDはエレクトロニクスレターズ(Electronics Let
ters),vol.21,pp63-65,1985と同様の構造のものであ
る。また、第１図(b)に示した光ヘテロダイン検波器14
についてはエレクトロニクスレターズ(Electronics Let
ters)vol.20,pp.1022-23,1984に詳しい。
次に本実施例の動作について説明する。第４図は光電変
換型可変分波器の動作を説明するための図である。第４
図(a)は光交換機12に入射する波長多重光信号のスペク
トラムを示す。光キャリア発振波長ν１〜ν４の光はそ
れぞれFSK変調され双峰的なスペクトラムを示す。ここ
で先に述べたように各信号は速度140Mb/s、周波数変移量
280MHzのFSK変調信号である。各光キャリアの周波数間
隔はクロストークの影響を除くため2GHzとなるように制
御されている。尚、本実施例では波長1.55μｍ帯を用い
るためこの2GHzの周波数間隔は波長差にして0.16Åに相
当する。ここで光交換機12に入射する波長多重信号では
ν１〜ν４にそれぞれ順にチャンネル１〜４の信号が乗
せられているものとし、チャンネル間で１→４、２→
３、３→２、４→１という交換を行なう場合を考える。
換型可変分波器の動作を説明するための図である。第４
図(a)は光交換機12に入射する波長多重光信号のスペク
トラムを示す。光キャリア発振波長ν１〜ν４の光はそ
れぞれFSK変調され双峰的なスペクトラムを示す。ここ
で先に述べたように各信号は速度140Mb/s、周波数変移量
280MHzのFSK変調信号である。各光キャリアの周波数間
隔はクロストークの影響を除くため2GHzとなるように制
御されている。尚、本実施例では波長1.55μｍ帯を用い
るためこの2GHzの周波数間隔は波長差にして0.16Åに相
当する。ここで光交換機12に入射する波長多重信号では
ν１〜ν４にそれぞれ順にチャンネル１〜４の信号が乗
せられているものとし、チャンネル間で１→４、２→
３、３→２、４→１という交換を行なう場合を考える。
愛この場合、上述のような接続をするための制御信号が
光ヘテロダイン検波器14a、14b、14c、14dにそれぞれ送
られる。具体的にはそれぞれの光ヘテロダイン検波器の
局部発振光源114の発振周波数を変化させる。第４図(b)
は波長多重信号と各局部発振光のスペクトルの関係を示
す。第４図(b)に示すように信号光キャリア周波数ν１
〜ν４のそれぞれにIF周波数（ここでは600MHz)だけ離
れた位置に各光ヘテロダイン検波器14a、14b、14c、14d
の局部発振光周波数νａ、νｂ、νｃ、νｄ位置させる
ように制御する。ここではν１の近接にνｄ、ν２にν
ｃ、ν３に、νｂ、ν４にνａという組合せになる。こ
のようにすることにより、光ヘテロダイン検波器14a、1
4b、14c、14dには順にチャンネル4、3、2、1の信号が取り
出される。
光ヘテロダイン検波器14a、14b、14c、14dにそれぞれ送
られる。具体的にはそれぞれの光ヘテロダイン検波器の
局部発振光源114の発振周波数を変化させる。第４図(b)
は波長多重信号と各局部発振光のスペクトルの関係を示
す。第４図(b)に示すように信号光キャリア周波数ν１
〜ν４のそれぞれにIF周波数（ここでは600MHz)だけ離
れた位置に各光ヘテロダイン検波器14a、14b、14c、14d
の局部発振光周波数νａ、νｂ、νｃ、νｄ位置させる
ように制御する。ここではν１の近接にνｄ、ν２にν
ｃ、ν３に、νｂ、ν４にνａという組合せになる。こ
のようにすることにより、光ヘテロダイン検波器14a、1
4b、14c、14dには順にチャンネル4、3、2、1の信号が取り
出される。
第４図(c)は各光ヘテロダイン検波器のIF段の出力スペ
クトラムを示す。IF中心周波数600MHzの左右に周波数変
移量280MHzのFSK信号スペクトラムが得られる。この双
峰性スペクトラムの一方若しく両方をフィルタで切り出
せばベースバンド信号が再生される。
クトラムを示す。IF中心周波数600MHzの左右に周波数変
移量280MHzのFSK信号スペクトラムが得られる。この双
峰性スペクトラムの一方若しく両方をフィルタで切り出
せばベースバンド信号が再生される。
このようにして光ヘテロダイン検波器14a、14b、14c、1
4dにより再生されたベースバンド信号により電光変換器
15a、15b、15c、15dが駆動される。電光変換器15a、15
b、15c、15dは駆動回路及び光周波数変調特性に優れた
位相制御型DFBLDから成っている。位相制御型DFB・LDに
ついてはElectronics Letters,vol.22,pp.5-7 1986年に
詳しい。電光変換器15a、15b、15c、15dの発振周波数は
順にν１、ν２、ν３、ν４となるように固定制御され
ている。従ってこのような操作によりν１により伝送さ
れていた信号がν４に、ν２がν３、ν３がν２、ν４
がν１にそれぞれ乗せかえられることになる。ここでは
例として１つの交換の組合せのみを示したが、局部発振
光源の発振周波数を制御することにより任意の組合せの
交換が可能でる。
4dにより再生されたベースバンド信号により電光変換器
15a、15b、15c、15dが駆動される。電光変換器15a、15
b、15c、15dは駆動回路及び光周波数変調特性に優れた
位相制御型DFBLDから成っている。位相制御型DFB・LDに
ついてはElectronics Letters,vol.22,pp.5-7 1986年に
詳しい。電光変換器15a、15b、15c、15dの発振周波数は
順にν１、ν２、ν３、ν４となるように固定制御され
ている。従ってこのような操作によりν１により伝送さ
れていた信号がν４に、ν２がν３、ν３がν２、ν４
がν１にそれぞれ乗せかえられることになる。ここでは
例として１つの交換の組合せのみを示したが、局部発振
光源の発振周波数を制御することにより任意の組合せの
交換が可能でる。
本実施例では、光ヘテロダイン検波方式の特徴を説明す
るため伝送信号が周波数偏位変調されている場合に付い
て述べたが、強度変調、位相変調されている場合もそれ
ぞれに対応した構成により同様な交換が可能である。特
に現行の直接検波を対象とした強度変調方式について
も、光キャリア波長の安定化さえ計ればそのまま光ヘテ
ロダイン、光ホモダイン検波が可能であるから、本発明
による光交換機は光ヘテロダイン検波を想定していない
システムへの発展的適用が可能である。また本発明によ
る光交換機を中継交換として使用し、中継回線のみを光
ヘテロダイン、光ホモダイン伝送とし、加入者系は直接
検波を用いるような使用法も可能である。
るため伝送信号が周波数偏位変調されている場合に付い
て述べたが、強度変調、位相変調されている場合もそれ
ぞれに対応した構成により同様な交換が可能である。特
に現行の直接検波を対象とした強度変調方式について
も、光キャリア波長の安定化さえ計ればそのまま光ヘテ
ロダイン、光ホモダイン検波が可能であるから、本発明
による光交換機は光ヘテロダイン検波を想定していない
システムへの発展的適用が可能である。また本発明によ
る光交換機を中継交換として使用し、中継回線のみを光
ヘテロダイン、光ホモダイン伝送とし、加入者系は直接
検波を用いるような使用法も可能である。
本実施例では光ヘテロダイン検波器へ信号光を導く手段
として波長依存性のない光分岐を用いたが、第３図に示
したような可変分波器と光分岐を組合せて用いることも
できる。また、本実施例では局部発振光源を可変として
フィルタ特性を可変としたが、局部発振光源は固定し、
ヘテロダイン検波型の固定フィルタとして、E/O変換部
の波長を可変とする構成も可能であるが、この構成では
１：ｎ接続が難しいという問題が有り、実施例の構成の
方が優れている。
として波長依存性のない光分岐を用いたが、第３図に示
したような可変分波器と光分岐を組合せて用いることも
できる。また、本実施例では局部発振光源を可変として
フィルタ特性を可変としたが、局部発振光源は固定し、
ヘテロダイン検波型の固定フィルタとして、E/O変換部
の波長を可変とする構成も可能であるが、この構成では
１：ｎ接続が難しいという問題が有り、実施例の構成の
方が優れている。
（発明の効果） 以上詳しく述べたように、本発明によれば交換の大規模
化が可能な光交換機が実現でき将来の光システムの発展
に寄与する所大である。
化が可能な光交換機が実現でき将来の光システムの発展
に寄与する所大である。
第１図は本発明による光交換機の一実施例を示す図、第
２図、第３図は従来の光交換機を説明するための図、第
４図は本発明による光交換機の波長チャンネルを説明す
るための図である。 図に於て、12,22は光交換機、10a,10b,101,106は光信
号、13は光分岐、14a、14b、14c、14dは光ヘテロダイン
検波器、15a、15b、15c、15d，28は電光変換器、16,25
は合流器、114は局部発振光源、102は合波器、107は光
検出器、110は復調回路、108,111,112は電気信号であ
る。
２図、第３図は従来の光交換機を説明するための図、第
４図は本発明による光交換機の波長チャンネルを説明す
るための図である。 図に於て、12,22は光交換機、10a,10b,101,106は光信
号、13は光分岐、14a、14b、14c、14dは光ヘテロダイン
検波器、15a、15b、15c、15d，28は電光変換器、16,25
は合流器、114は局部発振光源、102は合波器、107は光
検出器、110は復調回路、108,111,112は電気信号であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】波長多重信号を入力すべき一つの光信号入
力端及び少なくとも入力波長多重光信号の波長多重度と
等しい数の電気信号出力端を有し、制御信号に応じて前
記光信号入力端に入力された波長多重光信号の中の各波
長により伝送されていた信号をお互いに分離して電気信
号に変換し、前記電気信号出力端へ任意の順序、組み合
わせで出力する光電変換型可変分波器と、前記光電変換
型可変分波器からの複数の出力電気信号をお互いに出力
波長の異なる光信号に変換する複数の電光変換器と、前
記複数の電光変換器の出力光信号を波長多重して一本の
光伝送路に送出する手段とを備える光交換機において、
前記光電変換型可変分波器を、前記光信号入力端へ入力
された波長多重信号を少なくとも波長多重度と等しい数
に分岐する光分岐と、制御信号に応じて出力波長を変化
させる事が可能な分岐数に等しい数の局部発振光源を有
し前記光分岐の各出力光をそれぞれ異なる局部発振光源
の出力光と合流した後、光電変換し、この光電変換によ
り得られた各電気信号をそれぞれ復調して出力する複数
の光ヘテロダインまたはホモダイン受信手段とから構成
されることを特徴とする光交換機。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245842A JPH0636621B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 光交換機 |
| EP87115017A EP0264119A3 (en) | 1986-10-15 | 1987-10-14 | An optical wavelength-division switching system |
| US07/108,679 US4807227A (en) | 1986-10-15 | 1987-10-15 | Optical wavelength-division switching system with coherent optical detection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245842A JPH0636621B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 光交換機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6399697A JPS6399697A (ja) | 1988-04-30 |
| JPH0636621B2 true JPH0636621B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=17139662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61245842A Expired - Lifetime JPH0636621B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 光交換機 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4807227A (ja) |
| EP (1) | EP0264119A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0636621B2 (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0223258B1 (en) * | 1985-11-22 | 1994-01-26 | Nec Corporation | Wavelength division optical switching system having wavelength switching light modulators |
| JPH0681119B2 (ja) * | 1986-04-17 | 1994-10-12 | 日本電気株式会社 | 波長多重光伝送方式 |
| JPH0712230B2 (ja) * | 1988-07-18 | 1995-02-08 | 富士通株式会社 | 光交換システム |
| GB2227623A (en) * | 1989-01-28 | 1990-08-01 | Stc Plc | Optical fibre network |
| US5173794A (en) * | 1989-03-16 | 1992-12-22 | Bell Communications Research, Inc. | Wavelength division multiplexing using a tunable acousto-optic filter |
| JP2540935B2 (ja) * | 1989-03-16 | 1996-10-09 | 日本電気株式会社 | 一括偏波制御方法 |
| FR2665039B1 (fr) * | 1990-07-17 | 1994-03-25 | France Telecom | Systeme de commutation optique de signaux multiplexes en frequence. |
| US5214527A (en) * | 1990-09-26 | 1993-05-25 | Bell Communications Research, Inc. | Electronically switched multiple-channel optical receiver |
| SE469149B (sv) * | 1990-12-07 | 1993-05-17 | Ellemtel Utvecklings Ab | Optisk vaeljare, optisk korskopplare och saett att omkoppla grupper av optiska signaler |
| US5109447A (en) * | 1991-03-04 | 1992-04-28 | The Boeing Company | High-powered, spectrally flat, very broadband optical source including optical coupler and method using same |
| JPH04334134A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | 通信方式 |
| JP2770613B2 (ja) * | 1991-07-29 | 1998-07-02 | 日本電気株式会社 | 光シグナリング伝送方式 |
| GB2260872B (en) * | 1991-09-20 | 1995-10-25 | Sharp Kk | An optical transmission system |
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| US6233077B1 (en) | 1995-05-11 | 2001-05-15 | Ciena Corporation | Remodulating channel selectors for WDM optical communication systems |
| US5504609A (en) * | 1995-05-11 | 1996-04-02 | Ciena Corporation | WDM optical communication system with remodulators |
| US5712932A (en) * | 1995-08-08 | 1998-01-27 | Ciena Corporation | Dynamically reconfigurable WDM optical communication systems with optical routing systems |
| JP3042605B2 (ja) * | 1997-02-14 | 2000-05-15 | 日本電気株式会社 | 光送信器 |
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| FR2767975B1 (fr) * | 1997-09-04 | 1999-10-15 | Alsthom Cge Alcatel | Dispositif preamplificateur optique |
| US6120190A (en) | 1997-11-26 | 2000-09-19 | Lasertron, Inc. | Spatially variable bandpass filter monitoring and feedback control of laser wavelength especially in wavelength division multiplexing communication systems |
| FR2771570B1 (fr) * | 1997-11-27 | 2004-09-24 | Alsthom Cge Alkatel | Reduction de la gigue de collision par echange de longueurs d'onde dans un systeme de transmission a fibre optique a signaux solitons et a multiplexage de longueur d'onde |
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| US6014237A (en) * | 1998-06-01 | 2000-01-11 | Sarnoff Corporation | Multiwavelength mode-locked dense wavelength division multiplexed optical communication systems |
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| US6192058B1 (en) | 1998-09-18 | 2001-02-20 | Sarnoff Corporation | Multiwavelength actively mode-locked external cavity semiconductor laser |
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| US7209660B1 (en) * | 1999-12-29 | 2007-04-24 | Forster Energy Llc | Optical communications using heterodyne detection |
| US7146103B2 (en) * | 1999-12-29 | 2006-12-05 | Forster Energy Llc | Optical communications using multiplexed single sideband transmission and heterodyne detection |
| US20060291868A1 (en) * | 1999-12-29 | 2006-12-28 | Forster Energy Llc | Optical communications using multiplexed single sideband transmission and heterodyne detection |
| US6407846B1 (en) | 2001-03-16 | 2002-06-18 | All Optical Networks, Inc. | Photonic wavelength shifting method |
| US20020131100A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-19 | Myers Michael H. | Method for photonic wavelength error detection |
| US7075954B2 (en) * | 2001-05-29 | 2006-07-11 | Nl Nanosemiconductor Gmbh | Intelligent wavelength division multiplexing systems based on arrays of wavelength tunable lasers and wavelength tunable resonant photodetectors |
| US20030026199A1 (en) * | 2001-08-03 | 2003-02-06 | Myers Michael H. | Code-division, minimum-shift-keying optical multiplexing |
| US6865345B2 (en) * | 2001-08-28 | 2005-03-08 | Agilent Technologies, Inc. | Frequency translating devices and frequency translating measurement systems that utilize light-activated resistors |
| TWI563304B (en) * | 2012-05-22 | 2016-12-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Laser signal transmitting device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3851167A (en) * | 1972-12-11 | 1974-11-26 | Itt | Light-guide communication system with image intensifier repeater elements |
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| GB2142796B (en) * | 1983-07-01 | 1986-07-16 | Standard Telephones Cables Ltd | Optical fdm system |
| JPS60172841A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-09-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光スイツチ |
| JPS60254991A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Nec Corp | 時分割光交換機 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP61245842A patent/JPH0636621B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-10-14 EP EP87115017A patent/EP0264119A3/en not_active Withdrawn
- 1987-10-15 US US07/108,679 patent/US4807227A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4807227A (en) | 1989-02-21 |
| EP0264119A2 (en) | 1988-04-20 |
| EP0264119A3 (en) | 1989-04-05 |
| JPS6399697A (ja) | 1988-04-30 |
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