JP2000151517A

JP2000151517A - 光通信システム

Info

Publication number: JP2000151517A
Application number: JP10316157A
Authority: JP
Inventors: Tazuko Tomioka; 多寿子富岡; Shigeru Oshima; 茂大島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2000-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の分散した子局からの光信号を合流して制
御局に送る通信システムでの波長多重時の波長制御の簡
素化と、屋外に子局がある場合の内部の半導体レーザの
安定性の問題の解消を図ること。【解決手段】バス型の光ファイバネットワークで、光源
として櫛状波発生器４を用い、これをバスファイバ１の
端部に配置する。光源が一カ所で管理でき、櫛状波を用
いるため、ビート雑音が発生する心配がない。また、子
局５に半導体レーザ素子などの光源がないため、半導体
レーザ素子の動作不安定の問題がない。また、子局に使
用する変調器を帯域阻止型の可変光フィルタ６とする。
これにより、波長合分波器を用いたAdd／Drop等の複雑
な構成が必要なく、システムの簡素化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
関わり、特にバス型に子局が接続された波長多重光通信
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】局間を光ファイバで結ぶ形態として、Ｐ
ＯＮ（Passive 0ptical Network）の利用がある。Ｐ
ＯＮは、制御局と複数の子局間を、中間にパッシブな光
分岐結合器を設けた光ファイバで結ぶと共に、制御局や
子局から光ファイバに送信した光信号をこの光ファイバ
の中間の前記光分岐結合器により分岐させて分配させ、
あるいは結合させ、多重する形態である。

【０００３】光加入者系に導入されているＰ０Ｎのよう
なシステム形態では、分散した場所にある子局から制御
局に光信号を送るが、途中に一箇所以上の合流点があっ
て、複数の子局からの光信号が合流して制御局に届く。
従って、合流した複数の子局の信号を制御局が分離でき
るように、様々な工夫がなされることになる。

【０００４】その一つに子局間で、異なる波長の光源を
用いる波長多重方式がある。しかし、子局が分散してい
る系で、各子局の送信光の波長関係をビート雑音が出な
いように安定化するためには複雑な機構、手順が必要で
ある。

【０００５】一方、Ｐ０Ｎのようなシステム形態は、光
加入者システムや、光信号による無線基地局の収容な
ど、その光送受信器が屋外に設置される用途に用いられ
ることが多い。そのため、環境下での影響を受け易いデ
リケートな構成部品は、送受信器内に配置するのをでき
るだけ避けたいところである。

【０００６】特に、送信用光源である半導体レーザ素子
は、広い温度範囲での安定な動作が難しいため、環境変
化の大きい屋外に設置されるような送受信器内に設置す
るには不向きである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したＰ０Ｎのよう
に、複数の分散した子局からの光信号が合流して制御局
に届くような形態の分散系通信システムでは、波長多重
時の波長制御が煩雑であった。また、Ｐ０Ｎのようなシ
ステム形態は、光加入者システムや、光信号による無線
基地局の収容など、その光送受信器が屋外に設置される
用途に用いられることが多いため、温度変化の影響を受
け易いデリケートな構成部品は、屋外の送受信器内に配
置して使用するのを避けたい。特に、送信用光源である
半導体レーザ素子は、温度変化の影響を受け易く、安定
な動作が難しいため、屋外に設置されるような送受信器
内に設置するには適さない。

【０００８】このように、環境変化の大きい屋外に子局
が設置されるような場合には、子局内部に半導体レーザ
素子を設けるにはその動作安定性の点で問題があった。

【０００９】そこでこの発明の目的とするところは、波
長多重時の波長制御が容易であり、しかも、子局に光源
を置かないで済むようにした分散系の光通信システムを
提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は次のように構成する。

【００１１】［１］本願第１の発明では、複数の子局を
光ファイバにバス状に接続すると共に、前記光ファイバ
に前記複数の子局から送信されるデータ信号が光多重さ
れ、前記光ファイバの一端部に接続された受信装置に伝
送されるようにした光通信システムにおいて、前記光フ
ァイバの他端部に接続され、複数のスペクトル線が櫛状
に配列する櫛状波光線を発生して当該光ファイバに送出
する櫛状波発生と、各子局に設けられ、前記光ファイバ
にて伝送されてきた櫛状波光の少なくとも１本のスペク
トル線に、阻止域をデータ信号で変調することによりデ
ータ変調を施して光ファイバの下流側に送出する可変帯
域阻止型光フィルタとを備えることを特徴とする光通信
システムを提供する。

【００１２】ここで櫛状波光とは、図１９のように、櫛
の歯状に多数のスペクトル線が立っているような光スぺ
クトルを有する光である。本発明では、一つ一つのスペ
クトル線を切り出したとき、光パワーの安定した直流光
となる櫛状波を使用する。

【００１３】本発明では図１のように１本の光ファイバ
１にバス状に子局５が接続されている形態を想定してい
る。バス型のシステムでは、子局からの信号は光ファイ
バ１にて、制御局８に送られ、制御局８の受信器で受信
される。

【００１４】本発明では、図１のように光ファイバ１の
端部に櫛状波発生器４を接続する。櫛状波発生器４で発
生した櫛状波は光ファイバ１に送り出される。各々の子
局５‐ｉでは図のように、光ファイバ１に可変帯域阻止
型光フィルタ６が挿入されている。可変帯域阻止型光フ
ィルタ６の波長透過特性は図３の如きであって、ある特
定の波長だけ阻止し、その他の波長は透過し、阻止され
る波長が可変である。可変帯域阻止型光フィルタ６は櫛
状波発生器４から送られてきた櫛状波の櫛を構成する光
スペクトル線のうちの１本、例えば、図２のスペクトル
線７に、自局が制御局８に送信するデータで変調をかけ
る。

【００１５】スペクトル線７に対して、自局の送信デー
タによって変調をいかにしてかけるかを、図４を用いて
説明する。可変帯域阻止型光フィルタ６では、櫛状波の
うち、変調をかけるスペクトル線７に、阻止域がかかる
ようにする。図４の１２‐１のように、阻止域の中央が
スペクトル線７と一致していると、スペクトル線７は透
過せず、可変帯域阻止型光フィルタ６で阻止される。

【００１６】また、１２‐３のように、阻止域がスペク
トル線７からほぼ外れているときは、スペクトル線７は
ほぼ透過する。子局５‐ｉが送信する信号が２値のベー
スバンドデジタル信号ならば、１２‐１と１２‐３の二
つの状態がそれぞれデータの“０”と“１”に対応する
ように可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止波長に変調を
かける。このようにして、スペクトル線７に対して、子
局５‐ｉは自局の送信データによって変調をかけること
ができる。

【００１７】また、子局５‐ｉが送信する信号がアナロ
グ状の任意波形信号であるならば、図４の１２‐２のよ
うに、可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域のスロー
プの中央近辺をバイアス点として、スロープの比較的直
線に近い領域がスペクトル線７と重なる範囲で阻止帯域
の波長を変調する。

【００１８】可変帯域阻止型光フィルタ６は、狭帯域な
阻止帯域以外の光は透過させる。そのため、櫛状波発生
器４から送られてきた櫛状波のうち、スペクトル線７以
外のスペクトル線１１は可変帯域阻止型光フィルタ６に
よるデータ変調の影響を受けず、可変帯域阻止型光フィ
ルタ６を素通りする。従って、スペクトル線７以外のス
ペクトル線１１が別の子局によって変調されていても、
無変調のままでも、状態は変化しない。

【００１９】同様にして、異なる子局が、櫛状波の異な
るスペクトル線に変調をかける。初めから波長間隔が整
っている櫛状波に対して変調をかけるため、波長が重な
り合うことによるビート雑音の問題がない。また、通常
の波長多重で必要な波長間隔制御が不要となる。

【００２０】さらに、各子局には、温度変化に敏感な半
導体レーザ素子が置かれないため屋外など環境変化の厳
しい場所への設置に対応できる。変調器として用いる可
変帯域阻止型光フィルタ６は、変調するスペクトル線を
選択する機能を有しているため、櫛状波発生器を使用す
る系でしばしば必要とされる波長合分波器を使用したＡ
ｄｄ／Ｄｒｏｐ多重装置が不要となり、構成が簡素化で
きる。［２］さらに、本願第２の発明では、前記可変帯域阻止
型光フィルタは、阻止帯域の光を反射して、入力ポート
に戻す構造を有しており、前記可変帯域阻止型光フィル
タの反射光を、光サーキュレータで取り出し、モニタす
ることによって、前記可変帯域阻止型光フィルタの阻止
帯域波長の安定化を行うことを特徴とする光通信システ
ムを提供する。

【００２１】本発明では、櫛状波発生器から送信されて
くる櫛状波の光スペクトル線の１つを適切に変調するよ
うに、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域の波長を制
御する必要がある。単純には、可変帯域阻止型光フィル
タの透過光を分岐し、変調を受けた光スペクトル線を分
離し、モニタすればよいが、分岐に伴う損失が生じる。
また、透過光は櫛状波のすベてのスペクトル成分を持っ
ているため、特定のスペクトル線を分離するための新た
なコンポーネントが必要であり、構成がやや複雑とな
る。

【００２２】そこで、本発明では、可変帯域阻止型光フ
ィルタとして、阻止帯域の光を反射し、入力ポートに戻
す型のものを使用する。可変帯域阻止型光フィルタの入
力ポート側に挿入した光サーキュレータによって、可変
帯域阻止型光フィルタで反射してきた光を分離する。

【００２３】光サーキュレータは、一般に図１５のよう
に３つ（場合によっては３つ以上）の入出力ポートを有
する。あるポート、例えばポート１４‐１から入力され
た光は、隣のポート１４‐２へ出力される。ポート１４
‐２から入力された光は同方向に隣のポート１４‐３に
出力され、ポート１４‐３から入力された光はポート１
４‐１に出力される。このように、入力した光が隣のポ
ートに出力する。光サーキュレータは、（コンポーネン
トの不完全性による過剰損失はあるが、）反対方向に進
行する光を分離するに際し、分岐損失が発生しない。す
なわち、順方向に進む光にほぼ影響を与えず、逆方向に
進む光をほぼ全部分離することができる。

【００２４】可変帯域阻止型光フィルタの反射光を光サ
ーキュレータで分離することにより、可変帯域阻止型光
フィルタの阻止帯域で阻止された光が得られる。本願第
１の発明のように、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯
域の波長をデータ信号で変調して、櫛状波の特定の光ス
ペクトル線にデータ変調を施す場合は、反射光には阻止
された光、すなわちデータの極性が、可変帯域阻止型光
フィルタで変調された光とは逆になっている光が出力さ
れる。可変帯域阻止型光フィルタでは、変調を施すスペ
クトル線以外は透過するので、反射光に含まれるのはそ
の可変帯域阻止型光フィルタで変調を受けたスペクトル
線のみである。

【００２５】従って、サーキュレータで取り出された反
射光の波長、パワーや変調のかかり方（データ振幅の大
きさや変調波形、データの極性）などをモニタすること
によって、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域が適切
な波長にあるかどうかが判断できる。反射光が適切な状
態になるように制御することにより、可変帯域阻止型光
フィルタの阻止帯域波長の平均値を適切な波長に固定し
ておくことができる。

【００２６】このような形態にすることにより、可変帯
域阻止型光フィルタの阻止帯域波長安定化のために、波
長をモニタするための分岐損がなく、変調をかけている
スペクトル線のみを容易に取り出してモニタできる。従
って、櫛状波発生器４から送信されてくる櫛状波の光ス
ペクトル線の１つを適切に変調できる光通信システムが
提供できる。［３］さらに、本願第３の発明では、［１］項に記載し
た構成の光通信システムにおいて、前記可変帯域阻止型
光フィルタは、入力ポートから入力した光のうち、透過
帯域の光を第１の出力ポートに出力し、阻止帯域の光を
第２の出力ポートに出力する形態の光フィルタであり、
前記第２の出力ポートの出力光をモニターすることによ
って、前記可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域波長の
安定化を行うことを特徴とする光通信システムを提供す
る。

【００２７】可変帯域阻止型光フィルタには、図１７の
ように、阻止帯域の光を入力ポート１６、出力ポート１
７とは異なるポート１８に出力する形態のものがある。
このような形態の可変帯域阻止型光フィルタを用いれ
ば、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域波長安定化の
ために、波長をモニタするための分岐損がなく、変調を
かけているスペクトル線を容易に取り出してモニタでき
る。また、阻止された光を分離するための特別なコンポ
ーネントが必要なく、コンポーネントの数を減らすこと
ができる。

【００２８】［４］本願第４の発明では、温度安定化さ
れたファブリ・ぺロー型半導体レーザ素子を直流電流で
駆動し、このレーザ素子の出力光を光アイソレータを通
過させて得られた光を櫛状波光源として使用し、前記櫛
状波の複数のスペクトル線のうちの１つ以上に、１つ以
上の系列のデータ変調をかけることを特徴とする光通信
システムを提供する。

【００２９】櫛状波光源として、従来、レーザアレイな
ど様々な構成があったが、光スペクトル線をほぼ等間隔
に並べ、また、それらの光スペクトル線の状態を安定に
保つためには複雑な構成が必要であった。

【００３０】ファブリ・ペロー型半導体レーザ（ＦＰ‐
ＬＤ）は縦モードが多モード発振しており、直流電流で
駆動した場合に、ＦＰ‐ＬＤから発振される光について
計測器でその光スペクトルを観測すると、櫛状波状のス
ペクトルが観測される。しかし、各々のスペクトル線
（モード）に注目するとその光パワーは非常に速い速度
で変動しているため、そのままでは櫛状波光源として使
用することができない。

【００３１】そこで、本発明では、ＦＰ‐ＬＤの出力光
を光アイソレータを通過させるようにし、各モードの状
態を不安定にしている要因である反射戻り光を、この光
アイソレータで防ぐようにする。さらに、発振波長の安
定化のためＦＰ‐ＬＤを温度安定化する。このようにし
たＦＰ‐ＬＤは各モードの光パワー、波長が安定してお
り、櫛状波光源として使用することが可能となる。

【００３２】ＦＰ‐ＬＤは半導体レーザの中では最も低
コストなレーザ素子である。本発明では、この低コスト
なＦＰ‐ＬＤを１つだけ使用し、周辺部品が光アイソレ
ータ、温度制御装置等、比較的よく普及している部品か
らなる櫛状波発生器を光源として用いるため、櫛状波発
生器を用いた光通信システムが低コストで簡易に構成で
きる。

【００３３】［５］さらに、本願第５の発明では、温度
安定化されたファブリ・ペロー型半導体レーザを直流電
流で駆動し、前記レーザ素子の出力光を光アイソレータ
を通過させて得られた光を櫛状波光源として使用したこ
とを特徴とする本願第１乃至第３の発明の光通信システ
ムを提供する。

【００３４】また、本発明は、［１］項から［３］項に
記載した本願第１から第３の発明の光通信システムに、
［４］項で示した本願第４の発明で使用した櫛状波発生
器を用いる。

【００３５】これによって、Ａｄｄ／Ｄｒ０Ｐ等の複雑
な部品が不要な波長多重光通信システムをより、低コス
トに簡易に構成することが可能となる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００３７】（第１の実施形態）本発明の基本は、複数
の子局を１本の光ファイバにバス状に接続し、前記光フ
ァイバに前記複数の子局から送信されるデータ信号を多
重し、前記光ファイバの片端に接続される受信装置にて
光受信する光通信システムにおいて、光信号の元となる
光源を、櫛の歯状に多数の光スペクトル線が連なるが如
きの光スペクトル特性を有する光を発生する櫛状波発生
器を用い、これを光伝送路である前記光ファイバの一端
側に設けて、当該一端側から他端の受信装置に向けて光
ファイバ中に伝送すると共に、各子局ではこの櫛の歯状
のスペクトル線うちのそれぞれ異なる一つを用いてデー
タ変調を加え、受信装置へと送り出す構成とするもの
で、これにより屋外に設置されることになる各子局に、
光伝送の元となる光源を持たせないで済むようにするも
のである。

【００３８】また、本システムでは、各子局では、前記
光ファイバに可変帯域阻止型光フィルタを挿入し、前記
櫛状波発生器で発生されて前記光ファイバを伝送されて
きた櫛状波内の１本以上のスぺクトル線に、前記可変帯
域阻止型光フィルタの阻止域をデータ信号で変調するこ
とによって、データ変調を施すことにより、波長多重時
の制御を簡易化する。

【００３９】図１はこのような本願第１の発明の実施形
態を示すブロック構成図である。図において、１は光伝
送路としての１本の光ファイバであり、４は櫛状波発生
器、５‐１，５‐２，…，５‐ｉ＋１，５‐ｉ，…，５
‐ｎは子局であって、光ファイバ１にバス状に接続され
ている。６は可変帯域阻止型光フィルタ、８はデータ信
号を送るべき対象としての受信装置のある制御局（親
局）である。

【００４０】櫛状波発生器４は光源としてレーザ素子を
用いているが、１本の光ファイバ１の一端部側に設置す
ればよいので、安定した環境が維持できるような施設を
設けてここに設けることができる。この櫛状波発生器４
は、図２，図１９に示す如き多数の光スペクトル線が櫛
の歯状のように多数配列される形態の光スペクトル特性
を有する光（櫛状波光）１１を発生するものであり、こ
のような櫛状波光１１は前記光ファイバ１にその他端部
に向けて送り出される構成としてある。

【００４１】可変帯域阻止型光フィルタ６は、ある特定
の波長だけ阻止するフィルタ特性を有するものであっ
て、阻止波長は可変である。この可変帯域阻止型光フィ
ルタ６の波長透過特性は例えば、図３の如きであって、
ある特定の波長だけ阻止し、その他の波長は透過させる
が、阻止される波長が可変である。また、この可変帯域
阻止型光フィルタ６は櫛状波発生器４から送られてきた
櫛状波光１１における櫛歯を構成する光スペクトル線の
うちの１本、例えば、図２のスペクトル線７に、自局が
制御局８に送信するデータで変調をかけることができる
ようになっている。

【００４２】この可変帯域阻止型光フィルタ６は、各子
局５‐１，５‐２，…，５‐ｉ＋１，５‐ｉ，…，５‐
ｎそれぞれに設けられており、各子局５‐１，５‐２，
…，５‐ｉ＋１，５‐ｉ，…，５‐ｎでは自局の可変帯
域阻止型光フィルタ６を用いて、櫛状波の光スペクトル
線のうちの１本（他局で使用していない光スペクトル線
１本）を用いて、自局が制御局８に送信するデータで変
調をかけ、光ファイバ１の光信号に多重して送り出すよ
うにすると云った機能を有する。

【００４３】このような構成の本システムにおいては、
上述したように、１本の光ファイバ１に複数の子局５‐
１，５‐２，…，５‐ｉ＋１，５‐ｉ，…，５‐ｎがバ
ス状に接続されている。そして、光ファイバ１の一方の
端部には受信装置を有する制御局（親局）８が接続され
ており、各子局５‐１，５‐２，…，５‐ｉ＋１，５‐
ｉ，…，５‐ｎから送信された送信信号（光信号）を受
信する。

【００４４】また、光ファイバ１の他方の端部には、櫛
状波光、すなわち、櫛の歯状に連なる複数のスペクトル
線を発生するスペクトル線発生光源としての櫛状波発生
器４が接続されており、この櫛状波発生器４から櫛状波
光線１１が光ファイバ１に出力される。

【００４５】各々の子局５‐１，５‐２，…，５‐ｉ＋
１，５‐ｉ，…，５‐ｎ、例えば、子局５‐ｉにおいて
は、可変帯域阻止型光フィルタ６が光ファイバ１に挿入
されている。子局５‐ｉは可変帯域阻止型光フィルタ６
の阻止帯域波長を、送られてきた櫛状波光線のうちの１
つのスペクトル線に合わせる。

【００４６】そして、可変帯域阻止型光フィルタ６の阻
止帯域１０の特性曲線スロープの上り／下りのうちの一
方が、スペクトル線上を行き来するように、変調データ
の振幅、バイアスを調整して、阻止帯域波長を送信すべ
きデータ信号で変調する。例えば、子局５‐１であれ
ば、当該子局５‐１における可変帯域阻止型光フィルタ
６の阻止帯域１０の特性曲線スロープの上り／下りのう
ちの一方が、スペクトル線７上を行き来するように、変
調データの振幅、バイアスを調整して、阻止帯域波長を
送信すべきデータ信号で変調する。

【００４７】＜スペクトル線の送信データ変調法＞スペ
クトル線に対して、自局の送信データによって変調をい
かにしてかけるかを、図４を用いて説明する。可変帯域
阻止型光フィルタ６では、櫛状波光１１のうち、変調を
かけるスペクトル線例えば、これがスペクトル線７であ
るとすると、当該スペクトル線７に、図３の阻止領域１
０がかかるようにする。例えば、図４の１２‐１のよう
に、阻止領域の中央がスペクトル線７と一致している
と、スペクトル線７は可変帯域阻止型光フィルタ６を透
過せず、阻止される。

【００４８】また、図４の１２‐３の特性曲線のよう
に、阻止領域がスペクトル線７からほぼ外れているとき
は、スペクトル線７は可変帯域阻止型光フィルタ６をほ
ぼ透過する。子局５‐ｉが送信する信号が２値のベース
バンドデジタル信号ならば、図４の特性曲線１２‐１と
１２‐３の二つの状態がそれぞれデータの“０”と
“１”に対応するように可変帯域阻止型光フィルタ６の
阻止波長に変調をかける。可変帯域阻止型光フィルタ６
により、このようにして、スペクトル線７に対し、子局
５‐ｉは自局の送信データによって変調をかけることが
できる。

【００４９】同様のことは、他の各子局５‐１，５‐
２，…においてもそれぞれ行われる。各子局５‐１，５
‐２，…，５‐ｎ毎に櫛状波光１１の異なる別の１本の
スペクトル線を用い、そのスペクトル線に対して自局内
蔵の可変帯域阻止型光フィルタ６により変調をかける。

【００５０】光ファイバ１を伝送されてくる櫛状波光１
１のうちの、自局で用いるスペクトル線の選定法は後述
するが、この自局用のスペクトル線に対して、自局内蔵
の可変帯域阻止型光フィルタ６により変調をかける方式
としたことで、各子局５‐１，５‐２，…，５‐ｎでは
光源を内蔵しないで済むようになる。

【００５１】各子局５‐１，５‐２，…，５‐ｎにおい
て変調された光は、光ファイバ１を受信装置を有する制
御局８に向かって伝搬する。

【００５２】本システムでは、各子局に可変帯域阻止型
光フィルタ６を設けて櫛状波光線のうちの所望のスペク
トル線の抽出とそのスペクトル線に対してのデータ変調
に用いており、上述したように、可変帯域阻止型光フィ
ルタ６の波長透過特性は図３の如きである。従って、可
変帯域阻止型光フィルタ６は、ある特定の波長だけ阻止
し、その他の波長は透過し、阻止される波長が可変であ
る。

【００５３】そのため、ある子局で変調を受けたスペク
トル線は、他の子局における可変帯域阻止型光フィルタ
６を素通りするため、すべての子局５‐１，５‐２，
…，５‐ｎそれぞれで変調されたそれぞれの信号が、光
ファイバ１を介して制御局８に到達して入力され、受信
されることになる。そのため、波長多重における波長制
御が簡単となる。

【００５４】このように、各子局共通に使用する光源と
して櫛状波発生器４を用意し、これを光ファイバ１の一
端に接続すると共に、各子局にはそれぞれ可変帯域阻止
型光フィルタ６を設けて櫛状波の所望のスペクトル線の
抽出とそのスペクトル線に対してのデータ変調に用いる
ようにしたことによって、各子局間での送信波長間隔の
安定化が不要になり、また、環境変動の大きい屋外に設
置することになる各子局には、環境変化に伴う特性変化
の影響の大きい光源である半導体レーザ素子を内蔵させ
ずに済む構成が構築できることになり、また、波長多重
における波長制御が簡単となる光通信システムが提供で
きる。

【００５５】なお、各子局から送信するデータは、ベー
スバンド信号、サブキャリア信号等、様々な形態が可能
である。例えば、ベースバンドデジタル信号やベースバ
ンドアナログ信号を送信するのであれば、制御局８内に
ある受信装置では、送信されてきた光を波長毎に分離し
て、それぞれの波長を別々の光電変換器で受信する。

【００５６】サブキャリアに乗ったデジタル信号やアナ
ログ信号を送信する場合も、ベースバンド信号の場合と
同様に、波長を分離して別々の光電変換器で受信しても
良い。

【００５７】しかし、各子局が送信するときのサブキャ
リア信号の周波数を、子局毎に変えて、信号周波数が重
ならないようにすることにより、受信装置（制御局８）
側で波長を分離せずに丸ごと光電変換し、電気段で分離
することができるようになる。

【００５８】従来、波長多重で、波長を分離せず丸ごと
受信するシステムは、波長が近寄り過ぎてビート雑音が
発生しないように、各光源の波長制御が必要不可欠であ
った。また、各子局が光源を持ち、かつ、子局が分散し
ているシステムでは波長間隔制御のために複雑な機構が
必要となる。

【００５９】しかし、本発明では、櫛状波発生器４によ
って集中的に波長管理を行っているため、ビート雑音の
心配がない。

【００６０】＜櫛状波発生器４の構成例＞櫛状波発生器
４には種々の構成が考えられる。例えば、ＬＥＤや光フ
ァイバアンプの自然放出光などの広帯域に一様な光源の
出力を、ファブリ・ペロー共振器などの周期透過性光フ
ィルタを透過させる。あるいは、単一縦モード光源に、
数１０［ＧＨｚ］から１００［ＧＨｚ］といった非常に
高い周波数の繰り返し信号で外部変調をかけたものでも
良い。

【００６１】あるいは、１０［ＧＨｚ］〜２０［ＧＨ
ｚ］程度の比較的変調しやすい周波数の繰り返し信号で
外部変調をかけ、外部変調器出力を１００［ＧＨｚ］程
度の透過周期を持つ周期透過性光フィルタに通すように
しても良い。

【００６２】あるいは、櫛の歯の数だけの単一縦モード
光源を用意し、それらの出力光を波長が櫛の歯状に揃う
ように並べてもよい。

【００６３】この時、各々の光源を独立の光モジュール
とし、それらの光ファイバ出力を結合するか、図５の構
成のように、レーザアレイをフォトニックＩＣ（光集積
回路）状に構成したものを使用するようにしても良い。

【００６４】図５の構成においては、基板４７上に複数
のレーザダイオード（ＬＤ）４３‐１，４３‐２，…４
３‐ｉ，…４３‐（ｎ−１），４３‐ｎを並設してなる
レーザアレイを形成し、それぞれのＬＤ４３‐１，４３
‐２，…４３‐ｉ，…４３‐（ｎ−１），４３‐ｎから
これらに対応して設けられた光導波路４４‐１，４４‐
２，…４４‐ｉ，…４４‐（ｎ−１），４４‐ｎに光が
出力されるようにする。それぞれのＬＤ４３‐１，４３
‐２，…４３‐ｉ，…４３‐（ｎ−１），４３‐ｎから
光導波路４４‐１，４４‐２，…４４‐ｉ，…４４‐
（ｎ−１），４４‐ｎを伝搬してきた光は、光導波路合
流部４５で一つの光導波路４６に合流する。光導波路４
６から出射した光は、レンズ、アイソレータなど適切な
光学系を適宜介して光ファイバ１に出力される。

【００６５】なお、レーザアレイのＬＤ４３‐１，４３
‐２，…４３‐ｉ，…４３‐（ｎ−１），４３‐ｎはそ
れぞれ波長が異なり、スペクトル線が櫛状波状に並ぶよ
うに、あらかじめパラメータが設計されている。

【００６６】＜ＦＰ‐ＬＤを用いた櫛状波発生器の構成
例＞櫛状波光源として、従来、レーザアレイなど様々な
構成があったが、光スペクトル線をほぼ等間隔に並べ、
また、それらの光スペクトル線の状態を安定に保つため
には複雑な構成が必要であった。

【００６７】ファブリ・ペロー型半導体レーザ（ＦＰ‐
ＬＤ）は縦モードが多モード発振しており、従って、Ｆ
Ｐ‐ＬＤを直流電流駆動してそのときの当該ＦＰ‐ＬＤ
の発振光の光スペクトルを計測器で観測すると、櫛状波
状のスペクトルが観測される。すなわち、ＦＰ‐ＬＤは
直流電流駆動すると櫛状波状のスペクトルを持つ光を発
振するわけであり、櫛状波光源としての利用の可能性を
秘めている。

【００６８】しかし、各々のスペクトル線（モード）に
注目するとその光パワーは非常に速い速度で変動してい
るため、そのままでは櫛状波光源として使用することが
できない。

【００６９】そこで、本発明では、櫛状波状のスペクト
ルを得るために、ＦＰ‐ＬＤを直流電流で駆動すると共
に、速い速度で変動する光パワーを安定化するために、
このＦＰ‐ＬＤの出力光を光アイソレータを通過させ、
各モードの状態を不安定にしている要因である反射戻り
光を防ぐようにする。さらに、発振波長の安定化のた
め、温度制御を実施してＦＰ‐ＬＤの温度安定化を図る
ようにする。

【００７０】このように処理し、あるいは制御したＦＰ
‐ＬＤは、各モードの光パワー、波長が安定しており、
櫛状波光源として使用することが可能となる。

【００７１】図７にＦＰ‐ＬＤを用い、このように処
理、制御するようにした櫛状波発生器４の要部構成例を
示す。図において、４９は温度制御装置、５３は光ファ
イバ、５４は光モジュール、５５はペルチェ素子、５６
はＦＰ‐ＬＤチップ、５８‐１，５８‐２はレンズ、５
９はサーミスタであり、光モジュール５４内に、温度制
御のための温度変化を与えるぺルチェ素子５５を置き、
このぺルチェ素子５５上にＦＰ‐ＬＤのチップ５６を固
定する。

【００７２】また、ぺルチェ素子５５上に光アイソレー
タ５７を固定する。コリメート用のレンズ５８‐１によ
ってコリメート（平行光線化）されたＦＰ‐ＬＤチップ
出力光は光アイソレータ５７を通り、レンズ５８‐２に
よって再び集光され光ファイバ５３に出力される。

【００７３】ＦＰ‐ＬＤチップ５６の近傍には、温度セ
ンサであるサーミスタ５９が配置され、このサーミスタ
５９から得られた温度信号は温度制御装置４９に入力さ
れる。そして、このサーミスタ５９から得られた温度信
号を用いて温度制御装置４９は温度が所望の値となるよ
うに、ペルチェ素子５５を駆動制御する。

【００７４】このように温度制御装置４９により温度が
所望の値となるようにペルチェ素子５５を駆動制御する
ことによって、ぺルチェ素子５５は温度が一定に保たれ
るようになり、従ってぺルチェ素子５５上のＦＰ‐ＬＤ
のチップ５６は温度が安定に保たれるので、安定性の良
い櫛状波光が安価に得られるようになる。

【００７５】ＦＰ‐ＬＤは半導体レーザ素子の中では最
も低コストなレーザ素子である。本発明では、この低コ
ストなＦＰ‐ＬＤを１つだけ使用し、かつ、ＦＰ‐ＬＤ
の安定度を確保するための周辺部品が光アイソレータ、
温度制御装置等、比較的よく普及している部品を利用し
て構成することにより、光源としての櫛状波発生器を安
価に構成でき、従って、櫛状波発生器を用いた光通信シ
ステムが低コストで簡易に構成できる。

【００７６】このようなＦＰ‐ＬＤを用いた高安定な櫛
状波発生器４を本発明に適用することによって、より低
コストで、信頼性の高い光通信システムが構築できる。
また、このような櫛状波発生器４は本願第１から第３の
発明に適用できるのみでなく、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐを使用
した従来のシステムにも適用可能であって、汎用性が高
く、いずれのシステムに適用しても低コストなシステム
構築が可能となる。

【００７７】＜可変帯域阻止型光フィルタの構成例＞可
変帯域阻止型光フィルタ６も種々の構成がある。例え
ば、図８に示すように、ブラッグ・グレーティング６３
を使ったものがある。半導体や無機結晶上に光導波路６
０を作成し、光導波路６０内にブラッググレーティング
６３を作り込む。ブラッグ・グレーティング６３のブラ
ッグ波長が、阻止帯域の波長に当たる。そして、ブラッ
ググレーテイング６３に電極６１をつける。

【００７８】このようにすると、端子６２からデータ信
号に対応した電界を電極６１にかけるようにしたり、材
料によっては電極６１に電流を流すなどの方法でブラッ
グ波長を変調する構造にできる。

【００７９】また、阻止帯域の波長チューニング時な
ど、データ変調時よりも大幅に阻止帯域波長を変えると
きには、光導波路６０を作り込んでいる基板全体の温度
を変えるなどの方法をとる。光導波路型のブラッグ・グ
レーティングは、阻止帯域の波長の光を反射し、入力ポ
ートに返す。（第２の実施形態）次に、第２の実施形態について説明
する。この実施形態では、可変帯域阻止型光フィルタ６
の阻止帯域波長の安定化を図ることができるようにする
例を説明する。ここで使用する可変帯域阻止型光フィル
タ６は、阻止帯域の光を反射して、入力ポートに戻す構
造を有しており、また、可変帯域阻止型光フィルタ６の
反射光を、光サーキュレータで取り出してモニタするこ
とによって、可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域波
長の安定化を図ることを特徴としている。

【００８０】本システムでは、櫛状波発生器４から送信
されてくる櫛状波光線における光スペクトル線の１つを
適切に変調するように、可変帯域阻止型光フィルタ６の
阻止帯域の波長を制御する必要がある。

【００８１】単純には、可変帯域阻止型光フィルタ６の
透過光を分岐し、変調を受けた光スペクトル線を分離
し、モニタすればよいわけであるが、それでは分岐に伴
う損失が生じる。また、透過光は櫛状波のすベてのスペ
クトル成分を持っているため、特定のスペクトル線を分
離するための新たなコンポーネントが必要であり、構成
が複雑となる。

【００８２】そこで、本発明では、可変帯域阻止型光フ
ィルタ６として、阻止帯域の光を反射し、入力ポート側
に戻す形式のものを使用する。可変帯域阻止型光フィル
タ６の入力ポート側に挿入した光サーキュレータによっ
て、可変帯域阻止型光フィルタで反射してきた光を分離
する。

【００８３】光サーキュレータ１３は、一般に図１５に
示す如く、３つ（場合によっては３つ以上）の入出力ポ
ート１４‐１，１４‐２，１４‐３を有する。あるポー
ト、例えばポート１４‐１から入力された光は、隣のポ
ート１４‐２へ出力される。ポート１４‐２から入力さ
れた光は同方向に隣のポート１４‐３に出力され、ポー
ト１４‐３から入力された光はポート１４‐１に出力さ
れる。このように、入力した光が隣のポートに出力す
る。光サーキュレータ１３は、（コンポーネントの不完
全性による過剰損失はあるが、）反対方向に進行する光
を分離するに際し、分岐損失が発生しない。

【００８４】すなわち、順方向に進む光にほぼ影響を与
えず、逆方向に進む光をほぼ全部分離することができ
る。

【００８５】従って、可変帯域阻止型光フィルタ６の反
射光を光サーキュレータ１３で分離することにより、可
変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域で阻止された光が
得られるようになる。第１の実施形態のように、可変帯
域阻止型光フィルタ６の阻止帯域の波長をデータ信号で
変調して、櫛状波光線のうちの所望の光スペクトル線に
データ変調を施す場合は、反射光には阻止された光、す
なわちデータの極性が、可変帯域阻止型光フィルタ６で
変調された光とは逆になっている光が出力される。可変
帯域阻止型光フィルタ６では、変調を施すスペクトル線
以外は透過するので、反射光に含まれるのはその可変帯
域阻止型光フィルタ６で変調を受けたスペクトル線のみ
である。

【００８６】従って、光サーキュレータ１３で取り出さ
れた反射光の波長、パワーや変調のかかり方（データ振
幅の大きさや変調波形、データの極性）などをモニタす
ることによって、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域
が適切な波長にあるかどうかが判断できる。

【００８７】第２の実施形態で示す本願第２の発明で
は、可変帯域阻止型光フィルタ６として、阻止帯域の光
を反射するような特性を有するものを用いる。このよう
な特性を有する可変帯域阻止型光フィルタ６としては、
ブラッグ・グレーティングを用いる光フィルタがある。

【００８８】ここでは、このような阻止帯域光反射特性
を有する可変帯域阻止型光フィルタ６を用い、その前段
に光サーキュレータ１３を挿入し、可変帯域阻止型光フ
ィルタ６の阻止帯域光を反射させてモニタ系に導き、反
射光をモニタできるようにしている。

【００８９】モニタ系では、反射光に含まれるデータの
振幅、極性、反射光の光パワー、波長等を検出して、可
変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域の波長を安定化す
るために用いる。

【００９０】反射光をモニタして可変帯域阻止型光フィ
ルタ６の阻止帯域波長の安定化を図るようにした構成例
を図９を用いて説明する。図９（ａ）において、５‐ｉ
（ｉ＝１，２，３，…）は子局であり、この子局５‐ｉ
には光サーキュレータ１３、可変帯域阻止型光フィルタ
６、光電変換器２１、制御装置２２が設けてある。

【００９１】光サーキュレータ１３は、反射光を分岐さ
せるためのものであり、この光サーキュレータ１３は可
変帯域阻止型光フィルタ６の前段側光路中に挿入する。
そして、櫛状波発生器４から可変帯域阻止型光フィルタ
６に入射される櫛状波光のうち、当該可変帯域阻止型光
フィルタ６で反射された光をこの光サーキュレータ１３
によって分離して光電変換器２１に導き、この光電変換
器２１で電気信号に変換する。制御装置２２は光電変換
器２１の出力を取り込み、その値や変動の仕方、可変帯
域阻止型光フィルタ６の駆動信号との関連を調べて、可
変帯域阻止型光フィルタ６を制御する。

【００９２】［可変帯域阻止型光フィルタ６の制御］以
下に、可変帯域阻止型光フィルタ６の制御法の例をいく
つか挙げる。制御には次の２つの段階がある。１つ目の
段階は、『システム全体が立ち上がる時に、どのように
して自局の変調するスペクトル線を探すか？』であり、
２つ目の段階は、『自局が変調するスペクトル線の近辺
に可変帯域阻止型光フィルタ１９の阻止帯域波長がある
時に、どのようにして最適なバイアス点に固定しておく
か？』である。 −−−制御法（１）−−− ［制御法（１）での１つ目の段階］１つ目の段階では、
例えば次のような方法で制御する。図１０を用いて説明
する。櫛状波発生器４において櫛状波光１１のスペクト
ル線の一つに、子局に用いられる可変帯域阻止型光フィ
ルタ１９と同様の変調器２５を用いて、例えば、特定の
周波数の正弦波による変調をかけて目印とする。

【００９３】これを例えば、図１０（ｂ）のスペクトル
線２６とする。各々の子局は、自局が変調するスペクト
ル線を、スペクトル線２６からプラス側の波長の何番
目、マイナス側の波長の何番目のスペクトル線というよ
うにあらかじめ定めておく。各子局５‐１，５‐２，
…，５‐ｉは、まず、自局の可変帯域阻止型光フィルタ
１９の阻止帯域の波長を振って、阻止帯域がスペクトル
線２６に重なり、光電変換器２１がスペクトル線２６の
目印の変調信号を検出するようにする。

【００９４】次に、阻止帯域の波長を自局に割り振られ
たスペクトル線の方向に動かしていく。スペクトル線を
一本通過する度に、光電変換器２１には光が入射される
ので、この光電変換器２１からは光電変換出力を出すの
で、その出力の回数を数えることによって自局に割り振
られたスペクトル線を識別できる。

【００９５】自局に割り振られたスペクトル線に届いた
ならば、取り敢えず、何らかの信号でスペクトル線に変
調をかける。それは、他の子局が同様な制御を行ってい
るため、全く阻止されているスペクトル線が１本でもあ
ると、誤ったスペクトル線にロックする可能性があるか
らである。このようにして、自局に割り振られたスペク
トル線に到達したならば、２つ目の段階に移る。 −−−制御法（２）−−− ［制御法（２）での１つ目の段階］１つ目の段階の他の
方法を図１１を用いて説明する。この方法は、各子局の
可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域の無制御時の波
長が目標値に近く、また、可変範囲が狭い場合に適して
いる。まず、上述の方法と同様に櫛状波発生器４は櫛状
波光線１１のスペクトルの一つ例えば、スペクトル線２
６に目印をつける。櫛状波発生器４に最も近い子局５‐
１はスペクトル線２６を検出し、そこから定められた数
だけ離れた（例えば隣りの）スペクトル線２７‐１にロ
ックする。

【００９６】子局５‐１はスペクトル線２７‐１に対し
て、送信データとともに目印となる特定周波数の正弦波
等による変調をかける。子局５‐１の隣の子局５‐２は
自局の可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域を振っ
て、子局６‐１のスペクトル線２７‐１の目印を探す。

【００９７】このとき、子局５‐２の阻止帯域の端の方
がスペクトル線２７‐１にかかり、目印が確認できたな
らば、隣のスペクトル線２７‐２に移動し、ロックす
る。他の子局も同様にして、順番に隣のスペクトルにロ
ックしていく。 −−−制御法（３）−−− ［制御法（１），（２）のハイブリッド法］上述の２つ
の方法を混合した方法もある。これを述べる。まず、同
様に櫛状波発生器４は櫛状波のスペクトルの一つ、例え
ば図１０（ｂ）のスペクトル線２６に目印をつける。各
子局が自局に割り振られたスぺクトル線を見つける方法
は条件によって２通りある。１つ目は、スペクトル線２
６を探して、そこから何番目という風に、自局に割り振
られたスペクトル線を探すと云う方法である。

【００９８】また、２つ目としては、スペクトル線２６
を見つける前に、他の子局が自局に割り振られたスペク
トル線にロックしており、目印となる特定周波数の変調
を行っているのを見つけたなら、そこから何番目という
風にして、自局に割り振られたスペクトル線を探すとい
う方法である。

【００９９】さらに別の方法としては、各子局は使用さ
れていないスペクトル線に適当にロックする。それより
後に使用するスペクトル線を探す子局は、どこかのスペ
クトル線を見つけたら、他の子局による変調がかかって
いないことを確認してから、自局をロックする。

【０１００】もし、他の子局による変調がかかっていた
ら、別のスペクトル線に移動して、同様に調ベる。空い
ているスペクトル線が見つかるまで同様の操作を繰り返
す。各子局はロックしたら、使用中であることを示すた
めに何らかの変調をかける。

【０１０１】別の方法としては、櫛状波発生器におい
て、システム内で使用されるすべてのスペクトル線にス
ペクトル線ごとに異なる目印、例えばそれぞれ異なる周
波数による変調などを予め実施しておき、各子局はその
目印を検出して自局が変調すべきスペクトル線を探すよ
うにしても良い。

【０１０２】さらに、別の手法として、各子局は安定な
光フィルタなどの光波長基準を有しており、光波長基準
と、可変帯域阻止型光フィルタの反射光の波長が一致す
るように制御すると云った方法でもよい。

【０１０３】１つ目の段階としての以上の方法は、全く
システムが動いていない状態から、各子局が一斉に動き
始めるシステム立ち上げ時の方法である。システムが稼
働状態にあるときに新たに子局を立ち上げる時、また、
そのような状況が起こりうるシステムでは、新たに加わ
る子局が、他の子局の信号を妨害しないようにする必要
がある。例えば可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域の
中心、すなわち、最も透過率の小さい部分の透過率を
“０”にしない、すなわち、完全に阻止せずに、例え
ば、“０．１”〜“０．２”程度になっているものを使
用する。

【０１０４】その結果、新しく加わる子局の可変帯域阻
止型光フィルタ６が自局が変調すベきスペクトル線にロ
ックするまでに、他の子局が変調しているスペクトル線
を横切ったとしても、他の子局の信号は完全には消えな
い。

【０１０５】あるいは、子局を図１２の如き構成にして
もよい。すなわち、図１２において、６は可変帯域阻止
型光フィルタ、１３は光サーキュレータ、２１は光電変
換器、２２は制御装置、２８‐１，〜２８‐４は光スイ
ッチ、２９，３０は光分岐結合器、３１はバイパスファ
イバであり、可変帯域阻止型光フィルタ６の前段には光
サーキュレータ１３が設けてある。光サーキュレータ１
３からの光は光電変換器２１に入力され、電気信号に変
換されて制御装置２２に入力される構成である。

【０１０６】制御装置２２はこの電気信号の値や変動の
仕方、可変帯域阻止型光フィルタ６の駆動信号との関連
を調べて、データ信号対応に可変帯域阻止型光フィルタ
６を制御する。

【０１０７】可変帯域阻止型光フィルタ６は、櫛状波発
生器４からの櫛状波光線のうちの所要のスペクトル光に
対してデータ信号対応の変調を加えて制御局側へと出力
するものである。

【０１０８】光スイッチ２８‐２は櫛状波発生器４から
の櫛状波光線をサーキュレータ１３に入力するための経
路切り替え用のスイッチであり、光スイッチ２８‐１は
櫛状波発生器４からの櫛状波光線をバイパス経路である
バイパスファイバ３１に入力するための経路切り替え用
のスイッチであり、光スイッチ２８‐４は可変帯域阻止
型光フィルタ６からの光を制御局８側へ出力するための
経路切り替え用のスイッチであり、光スイッチ２８‐３
はバイパスファイバ３１からの光を制御局８側へ出力す
るための経路切り替え用のスイッチである。光分岐結合
器２９，３０は、光路から光信号を光を適切な比率で２
分岐、あるいは、合流させるものである。

【０１０９】このような構成の子局５‐ｉ（ｉ＝１，
２，３〜）は、櫛状波発生器４よりの櫛状波光は可変帯
域阻止型光フィルタ６を通る経路か、この経路を迂回し
て通り抜ける経路のいずれかを選択できる。

【０１１０】すなわち、バイパスファイバ３１と光分岐
結合器２９，３０、さらに、光スイッチ２８‐１、２８
‐２、２８‐３、２８‐４を備えて、これらにより、櫛
状波発生器４よりの櫛状波光線は可変帯域阻止型光フィ
ルタ６を通る経路か、この経路を迂回して通り抜ける経
路のいずれかを選択できる構成となっている。

【０１１１】そして、子局５‐ｉが未使用の状態では、
光スイッチ２８‐１、２８‐３をオンに、光スイッチ２
８‐２、２８‐４をオフにしておく。

【０１１２】子局５‐ｉを立ち上げる時には、光スイッ
チ２８‐１、２８‐３に加えて、まず、２８‐２をオン
にし、可変帯域阻止型光フィルタ６に光を入力し、制御
装置２２によって可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯
域の波長を安定化する。阻止帯域の波長が定まったなら
ば、光スイッチ２８‐４をオンにし、同時に光スイッチ
２８‐３をオフにする。

【０１１３】このように制御することによって、他の子
局に影響を与えず、新たな子局の立ち上げができる。

【０１１４】あるいは、システム立ち上げ時に、稼働、
非稼働にかかわらずすべての子局の可変帯域阻止型光フ
ィルタの阻止帯域を安定化し、使用されていない子局で
も阻止帯域の波長制御は常に行うようにしても良い。［第２段階］次に、２つ目の段階である、可変帯域阻止
型光フィルタの阻止帯域を特定の光スペクトル線の適切
な点に固定しておく方法を述べる。

【０１１５】送信信号がベースバンドデジタル信号の場
合は、データの“１”と“０”の光パワーの比、すなわ
ち消光比が大きいほど良好な伝送が可能となる。阻止帯
域で反射され、光サーキュレータ１３で取り出された反
射光を光電変換器２１により光電変換する。光電変換さ
れた反射光に乗っているデータは、送信する光信号に乗
っているデータの極性が反転したものである。

【０１１６】従って、反射光のデータの極性を検出し
て、変調が正しい極性でかけられているかどうか判断で
きる。極性は、可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域
の立ち下がりを使用するか、立ち上がりを使用するかで
反転する。間違った極性であることが検出されたなら
ば、可変帯域阻止型光フィルタ６の阻止帯域の立ち上が
り、立ち下がりのどちらを使用するかが間違っているの
で、正しい極性となるようにバイアス点を移動する。

【０１１７】次に、反射光に乗っているデータの“０”
と“１”の差を検出し、それが最大になるように可変帯
域阻止型光フィルタ６の阻止帯域の波長を制御する。最
大となるバイアス点が検出できたならば、その時の
“０”と“１”の差を記憶しておく。そこから、反射光
の平均値パワーが大きくなるように、すなわち、可変帯
域阻止型光フィルタ６で変調を受けた透過した光の
“０”レベルが小さくなる方向にバイアスを動かしてい
く。

【０１１８】バイアスを動かしていくと、反射光の
“０”と“１”のレベル差が徐々に小さくなって行く
が、ある点からはデータの一部が阻止領域の谷を越える
ため、反射光の“０”と“１”のレベル差が著しく小さ
くなる。“０”と“１”のレベル差が著しく小さくなる
点が検出されたら、著しく小さくなる前の点まで引き返
し、そこを最適点とする。

【０１１９】この時の反射光の平均パワーと、“０”と
“１”のレベル差および、反射光の平均パワーと“０”
と“１”のレベル差の比を記憶しておく。その後の制御
は、反射光の消光比が記憶した値と等しくなるよう制御
する。

【０１２０】このようにすると、櫛状波発生器４から送
られてくる櫛状波光線のパワーが少々変動しても対応で
きる。ただし、何かの不具合により、バイアス点が著し
くずれて、阻止帯域と変調スペクトルが重ならない状態
でも、最適点と同じ比が検出されてしまう可能性がある
ため、平均パワーおよび“０”と“１”のレベル差の絶
対値も記憶しておき、検出された絶対値が記憶された値
と著しく違わないことを随時確認すると良い。

【０１２１】以上の形態では、可変帯域阻止型光フィル
タ６の反射光を取り出すために、光サーキュレータ１３
を使用した。しかし、パワーバジェットに余裕のある系
では光サーキュレータ１３の代わりに、図９（ｂ）のよ
うに方向性結合器（カップラ）２３を使用するようにし
ても良い。逆方向の信号を取り出すためのコンポーネン
トとしては光サーキュレータ１３の方が性能が良いが、
カップラ２３の方が低価格で済む。

【０１２２】理想的な光サーキュレータでは、順方向に
進行する光に損失を与えず、逆方向に進行する光信号を
ほぼ全部メインの光ファイバから分離することができ
る。しかし、カップラは原理的に、順方向に進行する光
にも分岐損を与えてしまう。また、逆方向に進行する光
をほぼ全部分離することができず、大部分は、カップラ
を過ぎて、隣の子局、ひいては、櫛状波発生器４まで戻
ってしまう。隣の子局でも同様に可変帯域阻止型光フィ
ルタ６の反射光を用いて阻止帯域の波長制御を行ってい
るため、別の子局から逆流してきた信号が混入している
と、適切な制御ができない。

【０１２３】これを防ぐために、図１３（ａ）に示す構
成のように、カップラ２３の前に、逆流してきた光信号
を阻止するためのアイソレータ３３を入れておくと良
い。また、前述のサーキュレータ１３を用いた形態で
も、サーキュレータ１３のアイソレーション能力が十分
でない場合は、図１３（ｂ）のように、サーキュレータ
１３の前にアイソレータ３３を入れると良い。

【０１２４】また、リング共振器型光フィルタ、ファブ
リ・ぺロー型光フィルタといった、周期性の阻止、透過
型光フィルタも特性次第では利用可能である。例えば、
阻止帯域、透過帯域の周期が十分大きく、隣の阻止帯域
あるいは透過帯域が、使用する櫛状波の波長の外にあ
り、さらに、使用する阻止帯域、透過帯域がデータの速
度で変調できるならば使用できる。

【０１２５】リング共振器型光フィルタは、周期阻止型
であるので、ブラッグ・グレーテイング型の場合と同様
に用いることができる。

【０１２６】一方、ファブリ・ペロー型光フィルタは周
期透過型であるが、実装の工夫で阻止帯域の光を入力ポ
ートに戻す構成とすることができ、反射光を出力光とす
れば、周期阻止型の光フィルタとして作用させることが
可能である。

【０１２７】従って、この場合、図１４に示す構成のよ
うに、バスファイバ（光ファイバ）１に光サーキュレー
タ３６を挿入し、光サーキュレータのポート３７‐１に
可変ファブリ・ペロー型光フィルタ３４を接続して用い
れば良い。

【０１２８】この構成の場合、櫛状波発生器４から伝搬
してきた櫛状波光線は光サーキュレータ３６によって、
ポート３７‐１から可変ファブリ・ぺロー型光フィルタ
３４に入力する。特定のスペクトル線は可変ファブリ・
ぺロー型光フィルタ３４により変調を受けて反射され、
他のスペクトル線はほぼ全反射されて、ポート３７‐１
に戻ってくる。

【０１２９】戻ってきた信号は光サーキュレータ３６に
よってポート３７‐３に出力され、次の子局に送られ
る。ファブリ・ペロー型光フィルタの場合は、透過光に
のっているデータが、変調光の極性の反転したものとな
っている。

【０１３０】これを利用して、ブラッグ・グレーテイン
グ型光フィルタの場合と同様に、光フィルタの波長制御
を行うことができる。

【０１３１】本発明では、櫛状波発生器から送信されて
くる櫛状波の光スペクトル線の１つを適切に変調するよ
うに、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域の波長を制
御する必要があり、そのために本実施形態では、可変帯
域阻止型光フィルタとして、阻止帯域の光を反射し、入
力ポートに戻す型のものを使用すると共に、可変帯域阻
止型光フィルタの入力ポート側に挿入した光サーキュレ
ータによって、可変帯域阻止型光フィルタで反射してき
た光を分離し、モニタ系に渡してモニタして、可変帯域
阻止型光フィルタを制御するようにした。

【０１３２】光サーキユレータは、反対方向に進行する
光を分離するに際し、分岐損失が発生しない。すなわ
ち、順方向に進む光にほぼ影響を与えず、逆方向に進む
光をほぼ全部分離することができる。

【０１３３】そして、可変帯域阻止型光フィルタの反射
光を光サーキュレータで分離することにより、可変帯域
阻止型光フィルタの阻止帯域で阻止された光を得ること
ができる。第１の実施形態のように、可変帯域阻止型光
フィルタの阻止帯域の波長をデータ信号で変調して、櫛
状波の特定の光スペクトル線にデータ変調を施す場合
は、反射光には阻止された光、すなわちデータの極性
が、可変帯域阻止型光フィルタで変調された光とは逆に
なっている光が出力される。可変帯域阻止型光フィルタ
では、変調を施すスペクトル線以外は透過するので、反
射光に含まれるのはその可変帯域阻止型光フィルタで変
調を受けたスペクトル線のみである。

【０１３４】従って、光サーキュレータで取り出された
反射光の波長、パワーや変調のかかり方（データ振幅の
大きさや変調波形、データの極性）などをモニタするこ
とによって、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域が適
切な波長にあるかどうかが判断できるので、モニタしな
がら反射光が適切な状態になるように制御することによ
り、可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域波長の平均値
を適切な波長に固定できるようなる。

【０１３５】この結果、可変帯域阻止型光フィルタの阻
止帯域波長安定化のために、波長をモニタするための分
岐損がなく、変調をかけているスペクトル線のみを容易
に取り出してモニタでき、反射光が適切な状態になるよ
うに制御することで、可変帯域阻止型光フィルタの阻止
帯域波長の平均値を適切な波長に固定できるようなる。
従って、櫛状波発生器４から送信されてくる櫛状波の光
スペクトル線の１つを適切に変調できるようなる光通信
システムが提供できる。（第３の実施形態）次に、可変帯域阻止型光フィルタの
阻止帯域波長安定化のために、波長をモニタするための
分岐損がなく、変調をかけているスペクトル線を容易に
取り出してモニタできるようにする別の例を第３の実施
形態として説明する。

【０１３６】図１６に示す如きの方向性結合器４０の途
中にグレーティング３９を刻んだ構造のものは、図１７
のように、阻止帯域の光を別ポートに出力する可変帯域
阻止型光フィルタ１５として利用できる。

【０１３７】このような構造では、サーキュレータやカ
ップラ無しで、阻止帯域の光を取り出すことができる。
取り出した阻止帯域の光を利用して、図１８のように、
可変帯域阻止型光フィルタ１５の波長安定化を行うこと
ができる。手順は阻止帯域の光を反射するタイプのもの
と同様である。

【０１３８】このようなデバイスを用いることによっ
て、コンポーネントの数を減らすことができて、低コス
ト化につながり、さらに、過剰損失が減ってより良好な
伝送が可能となる。

【０１３９】以上、本発明の種々の実施形態を説明した
が、本発明は上述の実施形態に限定されるものではな
く、種々変形して実施可能である。

【０１４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、バ
ス型の光ファイバネットワークで、光源としてバスファ
イバの端部に設けた櫛状波発生器を用いる。光源が一カ
所で管理でき、櫛状波を用いるため、ビート雑音が発生
する心配がない。また、子局に半導体レーザなどの光源
がないため、半導体レーザの動作不安定の問題がない。
さらに、子局に使用する変調器が帯域阻止型の可変光フ
ィルタであるため、波長合分波器を用いたＡｄｄ／Ｄｒ
ｏｐ等の複雑な構成が必要なく、システムが簡素化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための図であって、本発明の
第１の実施形態を示すブロック図である。

【図２】本発明を説明するための図であって、本発明シ
ステムに用いられる櫛状波発生器の発生する櫛状波光線
について説明するためのスペクトル図である。

【図３】本発明を説明するための図であって、本発明シ
ステムに用いられる可変帯域阻止型光フィルタ６の波長
透過特性例を説明するための図である。

【図４】本発明を説明するための図であって、本発明シ
ステムに用いられる可変帯域阻止型光フィルタにおい
て、櫛状波光線の所望スペクトル線に対する送信データ
による変調の原理を説明するための図である。

【図５】本発明を説明するための図であって、本発明シ
ステムに用いられる櫛状波発生器としてレーザアレイを
フォトニックＩＣ（光集積回路）状に構成したものを使
用した実施形態例を示す図である。

【図６】本発明を説明するための図であって、本発明シ
ステムに用いられる櫛状波発生器として温度安定化した
ファブリ・ペロー型半導体レーザ（ＦＰ‐ＬＤ）を使用
した実施形態例を示す図である。

【図７】本発明を説明するための図であって、ＦＰ‐Ｌ
Ｄを用いた櫛状波発生器４の要部構成例を示す図であ
る。

【図８】本発明を説明するための図であって、本発明シ
ステムで用いる可変帯域阻止型光フィルタの構成例を示
す図である。

【図９】本発明を説明するための図であって、反射光を
モニタして可変帯域阻止型光フィルタの阻止帯域波長の
安定化を図るようにした子局構成例を示す図である。

【図１０】本発明を説明するための図であって、本発明
システムで用いる動可変帯域阻止型光フィルタの制御法
を説明するための図である。

【図１１】本発明を説明するための図であって、本発明
システムで用いる動可変帯域阻止型光フィルタの制御法
を説明するための図である。

【図１２】本発明を説明するための図であって、本発明
システムで用いる動可変帯域阻止型光フィルタの制御法
を説明するための図である。

【図１３】本発明を説明するための図であって、本発明
システムで用いる別の子局構成例を示す図である。

【図１４】本発明を説明するための図であって、ファブ
リ・ペロー型光フィルタを周期阻止型の光フィルタとし
て作用させる場合の例を示す図である。

【図１５】本発明を説明するための図であって、光サー
キュレータ１３の例を説明するための図である。

【図１６】本発明を説明するための図であって、可変帯
域阻止型光フィルタの阻止帯域波長安定化のために、波
長をモニタする子局構成例を説明するための図である。

【図１７】本発明を説明するための図であって、可変帯
域阻止型光フィルタの別の例を説明するための図であ
る。

【図１８】本発明を説明するための図であって、本発明
の第３の実施形態における子局構成例を説明するための
図である。

【図１９】本発明を説明するための図であって、本発明
システムに用いられる櫛状波発生器の発生する櫛状波光
線について説明するためのスペクトル図である。

【符号の説明】

１…光ファイバ２，５，２０，３２，３５，４２…子局３…制御局４…櫛状波発生器６，１５…可変帯域阻止型光フィルタ７…光スペクトル線８…制御局９…透過帯域１０…阻止帯域１１，２６，２７…光スペクトル線１２…可変帯域阻止型光フィルタの透過特性１３，３６…光サーキュレータ１４，１８…ポート１６…入力ポート１７…出力ポート２１…光電変換器２２…制御装置２３…カップラ２４…櫛状波発生部２５…変調器２８…光スイッチ２９，３０…光分岐結合器３１…バイパスファイバ３３…アイソレータ３４…ファブリ・ぺロー型可変帯域阻止型光フィルタ３７…ポー卜３８，４４，４６…光導波路３９…グレーティング４０…方向性結合器４１…電極４３…レーザダイオード４５…光導波路合流部４７…基板４８…ファブリ・ペロー型半導体レーザ４９…温度制御装置５０，５７…光アイソレータ５１…櫛状波発生器５２…光ネットワーク５３…光ファイバ５４…光モジュール５５…ぺルチェ素子５６…ファブリ・ペロー型半導体レーザチップ５８…レンズ５９…サーミスタ６０…光導波路６１…電極６２…端子６３…ブラッグ・グレーティング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｂ 10/02 10/20 // Ｈ０４Ｌ 12/40 Ｆターム(参考） 5F073 AB06 AB25 AB28 AB30 BA01 EA12 EA15 FA25 GA23 GA24 5K002 BA05 BA13 BA32 CA14 DA02 DA09 FA01 5K032 CA19 DA18 DB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の子局を光ファイバにバス状に接続す
ると共に、前記光ファイバに前記複数の子局から送信さ
れるデータ信号が光多重され、前記光ファイバの一端部
に接続された受信装置に伝送されるようにした光通信シ
ステムにおいて、前記光ファイバの他端部に接続され、複数のスペクトル
線が櫛状に配列する櫛状波光線を発生して当該光ファイ
バに送出する櫛状波発生と、各子局に設けられ、前記光ファイバにて伝送されてきた
櫛状波光の少なくとも１本のスペクトル線に、阻止域を
データ信号で変調することによりデータ変調を施して光
ファイバの下流側に送出する可変帯域阻止型光フィルタ
と、を備えることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】前記可変帯域阻止型光フィルタは、阻止帯
域の光を反射して、入力側に戻す構造を備えると共に、
当該可変帯域阻止型光フィルタの反射光を導く手段と、
この導かれた反射光をモニタして前記可変帯域阻止型光
フィルタの阻止帯域波長の安定化制御を実施するモニタ
手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の光通信
システム。
【請求項３】前記可変帯域阻止型光フィルタは、光を入
力する入力ポートと、光を出力する第１及び第２の出力
ポートとを備えるものであって、入力ポートから入力さ
れた光のうち、透過帯域の光を第１の出力ポートに出力
し、阻止帯域の光を第２の出力ポートに出力する形態の
光フィルタであり、且つ、前記子局には前記第２の出力
ポートの出力光をモニタして前記可変帯域阻止型光フィ
ルタの阻止帯域波長の安定化を制御を行うモニタ手段を
備えることを特徴とする請求項１記載の光通信システ
ム。
【請求項４】温度安定化されたファブリ・ペロー型半導
体レーザ素子を直流電流で駆動し、前記レーザの出力光
を光アイソレータを通過させて得られた光を櫛状波光源
として使用し、前記櫛状波光線の複数のスペクトル線の
うち、少なくとも１つに、１つ以上の系列のデータ変調
をかけることを特徴とする光通信システム。
【請求項５】櫛状波光源は、温度安定化されたファブリ
・ペロー型半導体レーザ素子を直流電流で駆動する構成
とする共に、前記レーザ素子の出力光を光アイソレータ
を透過させて得られた光を櫛状波光源とすることを特徴
とする請求項１乃至３いずれか１項記載の光通信システ
ム。