JP2000174699A - 波長多重伝送用光分波合波回路 - Google Patents
波長多重伝送用光分波合波回路Info
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-
- 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
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/25073—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion using spectral equalisation, e.g. spectral filtering
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＷＤＭカプラや可変光アッテネータＮ等の光
部品の偏波依存性をできるだけ少なくして、各信号波長
毎のレベル変動を抑圧可能とした波長多重伝送用光分波
合波回路を提供する。 【解決手段】 波長多重伝送において多重化された信号
光を分離／合波し、かつ各波長毎のレベルを調整する機
能を有する構成に、更に、偏波依存性による信号レベル
の変動を改善するために、各信号光の偏波面を回転せし
めるファラデー回転子５１１〜５１Ｎを挿入する。
部品の偏波依存性をできるだけ少なくして、各信号波長
毎のレベル変動を抑圧可能とした波長多重伝送用光分波
合波回路を提供する。 【解決手段】 波長多重伝送において多重化された信号
光を分離／合波し、かつ各波長毎のレベルを調整する機
能を有する構成に、更に、偏波依存性による信号レベル
の変動を改善するために、各信号光の偏波面を回転せし
めるファラデー回転子５１１〜５１Ｎを挿入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長多重伝送用光分
波合波回路に関し、特に互いに異なる波長の信号光を一
つの光伝送路に伝搬させつつ通信を行う様にした波長多
重伝送方式における光分波合波回路に関するものであ
る。
波合波回路に関し、特に互いに異なる波長の信号光を一
つの光伝送路に伝搬させつつ通信を行う様にした波長多
重伝送方式における光分波合波回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】波長多重伝送においては、伝送される各
信号波長のレベルが同じであることが望ましい。しか
し、伝送路における伝送損失の波長依存性や、伝送路途
中に配置される光増幅器や分散補償回路等の光回路の波
長依存性等により、これ等各波長においてレベルを同じ
にすることは困難である。
信号波長のレベルが同じであることが望ましい。しか
し、伝送路における伝送損失の波長依存性や、伝送路途
中に配置される光増幅器や分散補償回路等の光回路の波
長依存性等により、これ等各波長においてレベルを同じ
にすることは困難である。
【０００３】かかる問題点を解決する技術として、本願
出願人の特開平１０−１７３５９７号公報により、各波
長レベルを個別に揃える技術が提案されおり、この技術
を基にした報告が、佐伯他による「動的イコライズ機能
内蔵ＷＤＭ用光増幅器」（１９９９７年電子情報通信学
会ソサエティ、ＳＣ−３−５）によりなされている。
出願人の特開平１０−１７３５９７号公報により、各波
長レベルを個別に揃える技術が提案されおり、この技術
を基にした報告が、佐伯他による「動的イコライズ機能
内蔵ＷＤＭ用光増幅器」（１９９９７年電子情報通信学
会ソサエティ、ＳＣ−３−５）によりなされている。
【０００４】図４はこの技術を説明するための構成図で
ある。図４において、波長多重伝送路１１からの信号光
は光サーキュレータ２のポート２１へ供給され、ポート
２２からの出力光はＷＤＭ（Wavelength Division Mult
iplex ）カプラ２の合波ポート３１へ入力される。この
ＷＤＭカプラ３の各分離ポート３２１〜３２Ｎ（Ｎは２
以上の整数）からは互いに分離された各波長の信号光が
夫々導出される。これ等各信号光は対応する可変アッテ
ネータ４１１〜４１Ｎにより各レベルが所望に調整され
て対応する全反射板６１１〜６１Ｎへ夫々入射される。
ある。図４において、波長多重伝送路１１からの信号光
は光サーキュレータ２のポート２１へ供給され、ポート
２２からの出力光はＷＤＭ（Wavelength Division Mult
iplex ）カプラ２の合波ポート３１へ入力される。この
ＷＤＭカプラ３の各分離ポート３２１〜３２Ｎ（Ｎは２
以上の整数）からは互いに分離された各波長の信号光が
夫々導出される。これ等各信号光は対応する可変アッテ
ネータ４１１〜４１Ｎにより各レベルが所望に調整され
て対応する全反射板６１１〜６１Ｎへ夫々入射される。
【０００５】これら全反射板６１１〜６１Ｎによる各反
射光は夫々対応する可変アッテネータ４１１〜４１を介
してＷＤＭカプラ３の各分離ポート３２１〜３２Ｎへ導
入されて合波され、合波ポート３１から光サーキュレー
タ２のポート２２へ入力される。このサーキュレータ２
２のポート２３から導出された波長多重光は伝送路１２
へ出力されて伝搬されることになる。
射光は夫々対応する可変アッテネータ４１１〜４１を介
してＷＤＭカプラ３の各分離ポート３２１〜３２Ｎへ導
入されて合波され、合波ポート３１から光サーキュレー
タ２のポート２２へ入力される。このサーキュレータ２
２のポート２３から導出された波長多重光は伝送路１２
へ出力されて伝搬されることになる。
【０００６】かかる構成において、各波長の信号光のレ
ベルを可変光アッテネータ４１１〜４１Ｎにて夫々所望
に調整することにより、全ての波長の信号光のレベルを
同一に揃えることが可能となる。
ベルを可変光アッテネータ４１１〜４１Ｎにて夫々所望
に調整することにより、全ての波長の信号光のレベルを
同一に揃えることが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この構成では
ＷＤＭカプラ３や可変光アッテネータ４１１〜４１Ｎ等
の光部品の偏波依存性が、各信号波長毎にレベル変動を
生じる要因となるという問題がある。
ＷＤＭカプラ３や可変光アッテネータ４１１〜４１Ｎ等
の光部品の偏波依存性が、各信号波長毎にレベル変動を
生じる要因となるという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、ＷＤＭカプラや可変光ア
ッテネータＮ等の光部品の偏波依存性をできるだけ少な
くして、各信号波長毎のレベル変動を抑圧可能とした波
長多重伝送用光分波合波回路を提供することである。
ッテネータＮ等の光部品の偏波依存性をできるだけ少な
くして、各信号波長毎のレベル変動を抑圧可能とした波
長多重伝送用光分波合波回路を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、互いに
異なる波長の信号光を一つの光伝送路に伝搬させつつ通
信を行う様にした波長多重伝送方式における光分波合波
回路であって、前記光伝送路の信号光を各波長毎に分波
し、また分波光を合波して前記光伝送路へ導出する波長
分離多重カプラ手段と、前記カプラ手段による分離波長
毎に利得調整する利得調整手段と、この利得調整手段に
より利得調整された各信号光の偏波面を夫々回転させる
偏波面回転手段と、この偏波面回転手段の各出力信号光
を夫々全反射して前記偏波面回転手段及び前記利得調整
手段を介して前記波長分離多重カプラ手段へ導入する全
反射手段とを含むことを特徴とする光分波合波回路が得
られる。
異なる波長の信号光を一つの光伝送路に伝搬させつつ通
信を行う様にした波長多重伝送方式における光分波合波
回路であって、前記光伝送路の信号光を各波長毎に分波
し、また分波光を合波して前記光伝送路へ導出する波長
分離多重カプラ手段と、前記カプラ手段による分離波長
毎に利得調整する利得調整手段と、この利得調整手段に
より利得調整された各信号光の偏波面を夫々回転させる
偏波面回転手段と、この偏波面回転手段の各出力信号光
を夫々全反射して前記偏波面回転手段及び前記利得調整
手段を介して前記波長分離多重カプラ手段へ導入する全
反射手段とを含むことを特徴とする光分波合波回路が得
られる。
【００１０】そして、前記偏波面回転手段はファラデー
回転子であることを特徴とし、また前記利得調整手段は
可変光アッテネータであることを特徴とする。そして、
前記可変光アッテネータは石英導波路型光アッテネータ
であることを特徴とし、また前記石英導波路型光アッテ
ネータは集積化されていることを特徴とする。更にはま
た、前記全反射手段は、ファイバグレーティングである
ことを特徴とする。
回転子であることを特徴とし、また前記利得調整手段は
可変光アッテネータであることを特徴とする。そして、
前記可変光アッテネータは石英導波路型光アッテネータ
であることを特徴とし、また前記石英導波路型光アッテ
ネータは集積化されていることを特徴とする。更にはま
た、前記全反射手段は、ファイバグレーティングである
ことを特徴とする。
【００１１】本発明の作用を述べる。波長多重伝送にお
いて多重化された信号光を分離／合波し、かつ各波長毎
のレベルを調整する機能を有する構成に、更に、偏波依
存性による信号レベルの変動を改善するために、各信号
光の偏波面を回転せしめるファラデー回転子を挿入す
る。
いて多重化された信号光を分離／合波し、かつ各波長毎
のレベルを調整する機能を有する構成に、更に、偏波依
存性による信号レベルの変動を改善するために、各信号
光の偏波面を回転せしめるファラデー回転子を挿入す
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ本発明の
実施の形態につき説明する。図１は本発明の実施例の構
成を示す図であり、図４と同等部分は同一符号により示
している。図１を参照すると、波長多重された信号光は
伝送路１１から光サーキュレータ２のポート２１に入射
しポート２２から出射する。ポート２２はＷＤＭカプラ
３の合波ポート３１に接続されている。
実施の形態につき説明する。図１は本発明の実施例の構
成を示す図であり、図４と同等部分は同一符号により示
している。図１を参照すると、波長多重された信号光は
伝送路１１から光サーキュレータ２のポート２１に入射
しポート２２から出射する。ポート２２はＷＤＭカプラ
３の合波ポート３１に接続されている。
【００１３】ＷＤＭカプラ３はこの合波ポート３から入
射した波長多重信号を波長毎に分離し、分波ポート３２
１〜３２Ｎから夫々出力する。分波ポート３２１〜３２
Ｎからの各光出力は、夫々対応する可変型光減衰器４１
１〜４１Ｎとファラデー回転子５１１〜５１５Ｎを経て
全反射板６１１〜６１Ｎにより夫々反射され、上述した
経路を逆に伝搬してサーキュレータのポート２２に入射
し、ポート２３から伝送路１２へ出射される。
射した波長多重信号を波長毎に分離し、分波ポート３２
１〜３２Ｎから夫々出力する。分波ポート３２１〜３２
Ｎからの各光出力は、夫々対応する可変型光減衰器４１
１〜４１Ｎとファラデー回転子５１１〜５１５Ｎを経て
全反射板６１１〜６１Ｎにより夫々反射され、上述した
経路を逆に伝搬してサーキュレータのポート２２に入射
し、ポート２３から伝送路１２へ出射される。
【００１４】かかる構成において、ファラデ回転子４１
１〜４１Ｎでは、外部から磁界を適切に印加することに
より、偏波面を４５度回転させる機能を有しているの
で、この回転子へ入射された光の偏波面は４５度回転し
て出射される。全反射板６１１〜６１Ｎで反射されて戻
ってきた光の偏波面は再び４５度回転するので、入射偏
波に対して９０度回転した状態になる。よって、互いに
直交する偏波面を有する光が夫々可変光アッテネータ及
びカプラを通ることになり、これ等光部品の偏波依存性
が平均化されて、この偏波依存性に起因するレベル変動
が抑制可能となるのである。
１〜４１Ｎでは、外部から磁界を適切に印加することに
より、偏波面を４５度回転させる機能を有しているの
で、この回転子へ入射された光の偏波面は４５度回転し
て出射される。全反射板６１１〜６１Ｎで反射されて戻
ってきた光の偏波面は再び４５度回転するので、入射偏
波に対して９０度回転した状態になる。よって、互いに
直交する偏波面を有する光が夫々可変光アッテネータ及
びカプラを通ることになり、これ等光部品の偏波依存性
が平均化されて、この偏波依存性に起因するレベル変動
が抑制可能となるのである。
【００１５】次に、実施例につき述べる。ＷＤＭカプラ
３は、ＡＷＧ（Arraied WaveguideGrating ）と呼ばれ
る、石英基板にフォトリソグラフ技術により形成された
導波路と導波路の端面に光ファイバ端末を接続、固定し
た光デバイスを用いる。なお、ＡＷＧ以外にも、ファイ
バグレーティング＋光サーキュレータの組合せによるＷ
ＤＭカプラや、回折格子を用いたＷＤＭカプラ等がある
が、ＡＷＧが各波長毎での挿入損失ばらつきが小さいと
いう点で有利である。
３は、ＡＷＧ（Arraied WaveguideGrating ）と呼ばれ
る、石英基板にフォトリソグラフ技術により形成された
導波路と導波路の端面に光ファイバ端末を接続、固定し
た光デバイスを用いる。なお、ＡＷＧ以外にも、ファイ
バグレーティング＋光サーキュレータの組合せによるＷ
ＤＭカプラや、回折格子を用いたＷＤＭカプラ等がある
が、ＡＷＧが各波長毎での挿入損失ばらつきが小さいと
いう点で有利である。
【００１６】可変型光アッテネータ４１１〜４１Ｎは、
石英基板上にＭＺ（Mach-Zhender）型導波路が形成され
熱光学効果により減衰量を調整する方式や、ファラデー
回転子を使用し磁気光学効果により減衰量を調整する方
式や、モリブデン酸鉛等結晶を使用し音響光学効果によ
り減衰量を調整する方式や、ガラス基板にクロム等の金
属膜を段階的に厚さを変えて蒸着し、ステッピングモー
タ等でガラス基板をスライドさせ減衰量を調整する方式
等がある。
石英基板上にＭＺ（Mach-Zhender）型導波路が形成され
熱光学効果により減衰量を調整する方式や、ファラデー
回転子を使用し磁気光学効果により減衰量を調整する方
式や、モリブデン酸鉛等結晶を使用し音響光学効果によ
り減衰量を調整する方式や、ガラス基板にクロム等の金
属膜を段階的に厚さを変えて蒸着し、ステッピングモー
タ等でガラス基板をスライドさせ減衰量を調整する方式
等がある。
【００１７】上記各方式のうち、特にどの方式を採用し
ても構わないが、熱光学効果を用いた導波路タイプは一
つの基板に複数の減衰器を形成できるため小型化で有利
になる。
ても構わないが、熱光学効果を用いた導波路タイプは一
つの基板に複数の減衰器を形成できるため小型化で有利
になる。
【００１８】全反射板６１１〜６１Ｎは、金属膜により
形成される方式や、誘電体多層膜の形成で高反射特性を
得る方式や、ファイバグレーティングにより高反射特性
を得る方式等があるが、価格の点で金属膜による方式が
有利である。
形成される方式や、誘電体多層膜の形成で高反射特性を
得る方式や、ファイバグレーティングにより高反射特性
を得る方式等があるが、価格の点で金属膜による方式が
有利である。
【００１９】かかる構成において、１．５５μｍ帯の多
重化された光信号（波長＝１５３８，１５４６，１５５
４，１５６２ｎｍ）が伝送路１１からサーキュレータ２
のポート２２に入射し、ポート２２からＷＤＭカプラ３
の合波ポート３１に入射されるとする。ＷＤＭカプラ３
にはＡＷＧと呼ばれる、石英基板にフォトリソグラフ技
術により形成された導波路を用いており、その分離波長
間隔は導波路パターンの設計で決まる。今回は、１５３
８〜１５６２ｎｍの範囲を１００ＧＨｚに相当する間隔
で分離するＡＷＧを採用した。
重化された光信号（波長＝１５３８，１５４６，１５５
４，１５６２ｎｍ）が伝送路１１からサーキュレータ２
のポート２２に入射し、ポート２２からＷＤＭカプラ３
の合波ポート３１に入射されるとする。ＷＤＭカプラ３
にはＡＷＧと呼ばれる、石英基板にフォトリソグラフ技
術により形成された導波路を用いており、その分離波長
間隔は導波路パターンの設計で決まる。今回は、１５３
８〜１５６２ｎｍの範囲を１００ＧＨｚに相当する間隔
で分離するＡＷＧを採用した。
【００２０】ＡＷＧにより多重化された光信号は波長毎
に分離され分離ポート３２１〜３２４からそれぞれ１５
３８，１５４６，１５５４，１５６２ｎｍの波長信号が
出射される。これ等分離された各波長は、例えば１５３
８ｎｍの信号に関しては、可変型光アッテネータ４１か
らファラデー回転子５１１〜５１Ｎに夫々入射し、偏波
面を４５度傾けて金属膜からなる全反射板６１１〜６１
Ｎで反射される。反射された光は上述した経路とは逆の
経路をたどりサーキュレータ２のポート２２へ入射しポ
ート２３から伝送路１２へ出射される。その途中のファ
ラデー回転子５１１〜５１Ｎで更に偏波面は４５度回転
される。
に分離され分離ポート３２１〜３２４からそれぞれ１５
３８，１５４６，１５５４，１５６２ｎｍの波長信号が
出射される。これ等分離された各波長は、例えば１５３
８ｎｍの信号に関しては、可変型光アッテネータ４１か
らファラデー回転子５１１〜５１Ｎに夫々入射し、偏波
面を４５度傾けて金属膜からなる全反射板６１１〜６１
Ｎで反射される。反射された光は上述した経路とは逆の
経路をたどりサーキュレータ２のポート２２へ入射しポ
ート２３から伝送路１２へ出射される。その途中のファ
ラデー回転子５１１〜５１Ｎで更に偏波面は４５度回転
される。
【００２１】本構成による実験の結果、ファラデー回転
子を配置しない系では伝送路１２からの各波長のレベル
変動は０．３〜０．７dBであったのが、本発明の構成を
採用することにより０．１〜０．３ｄＢへと大幅に改善
した。
子を配置しない系では伝送路１２からの各波長のレベル
変動は０．３〜０．７dBであったのが、本発明の構成を
採用することにより０．１〜０．３ｄＢへと大幅に改善
した。
【００２２】図２は本発明の他の実施例を示す構成図で
あり、図１と同等部分は同一符号にて示している。本例
では、可変光アッテネータ４１１〜４１Ｎに熱光学効果
を用いた石英導波路型光アッテネータを採用した場合
で、可変光アッテネータ部分の集積化（４０で示す）が
可能となる。
あり、図１と同等部分は同一符号にて示している。本例
では、可変光アッテネータ４１１〜４１Ｎに熱光学効果
を用いた石英導波路型光アッテネータを採用した場合
で、可変光アッテネータ部分の集積化（４０で示す）が
可能となる。
【００２３】図３は本発明の別の実施例を示す図であ
り、図１，２と同等部分は同一符号にて示している。本
例では、図１，２の全反射板６１１〜６１Ｎの代わりに
ファイバグレーティング７１１〜７１Ｎを採用した例で
ある。ファイバグレーティングはある特定の波長付近の
みを反射するため、例えば、ＷＤＭカプラの分離ポート
３２Ｎに他の波長が漏れて来た場合、その漏れ光を再び
伝送路に戻さないようにするフィルタの効果がある。
り、図１，２と同等部分は同一符号にて示している。本
例では、図１，２の全反射板６１１〜６１Ｎの代わりに
ファイバグレーティング７１１〜７１Ｎを採用した例で
ある。ファイバグレーティングはある特定の波長付近の
みを反射するため、例えば、ＷＤＭカプラの分離ポート
３２Ｎに他の波長が漏れて来た場合、その漏れ光を再び
伝送路に戻さないようにするフィルタの効果がある。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、ファ
ラデー回転子の挿入によりＷＤＭカプラや可変光アッテ
ネータの各部品の偏波依存性によるレベル変動を緩和す
ることが可能となり、光伝送路での各信号の変動を抑え
ることが可能となるという効果がある。
ラデー回転子の挿入によりＷＤＭカプラや可変光アッテ
ネータの各部品の偏波依存性によるレベル変動を緩和す
ることが可能となり、光伝送路での各信号の変動を抑え
ることが可能となるという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図３】本発明の別の実施例の構成を示す図である。
【図４】従来例を示す図である。
２ 光サーキュレータ ３ ＷＤＭカプラ １１，１２ 伝送路 ２１〜２３ サーキュレータのポート ３１ ＷＤＭカプラの合波ポート ４０ 集積化部 ３２１〜３２Ｎ ＷＤＭカプラの分波ポート ４１１〜４１Ｎ 可変光アッテネータ ５１１〜５１Ｎ ファラデー回転子 ６１１〜６１Ｎ 全反射板 ７１１〜７１Ｎ ファイバグレーティング
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） Ｈ０４Ｊ 14/00 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ 14/02 Ｆターム(参考） 2H047 LA00 LA03 LA18 LA26 NA01 NA06 NA07 PA21 QA04 TA00 2H079 AA06 AA13 BA02 BA04 CA04 DA12 DA17 EA05 HA11 KA20 2H099 AA01 BA05 BA17 CA00 DA00 5K002 BA02 BA05 BA07 BA21 CA10 DA02 FA01
Claims (6)
- 【請求項１】 互いに異なる波長の信号光を一つの光伝
送路に伝搬させつつ通信を行う様にした波長多重伝送方
式における光分波合波回路であって、 前記光伝送路の信号光を各波長毎に分波し、また分波光
を合波して前記光伝送路へ導出する波長分離多重カプラ
手段と、 前記カプラ手段による分離波長毎に利得調整する利得調
整手段と、 この利得調整手段により利得調整された各信号光の偏波
面を夫々回転させる偏波面回転手段と、 この偏波面回転手段の各出力信号光を夫々全反射して前
記偏波面回転手段及び前記利得調整手段を介して前記波
長分離多重カプラ手段へ導入する全反射手段とを含むこ
とを特徴とする光分波合波回路。 - 【請求項２】 前記偏波面回転手段はファラデー回転子
であることを特徴とする請求項１記載の光分波合波回
路。 - 【請求項３】 前記利得調整手段は可変光アッテネータ
であることを特徴とする請求項１または２記載の光分波
合波回路。 - 【請求項４】 前記可変光アッテネータは石英導波路型
光アッテネータであることを特徴とする請求項３記載の
光分波合波回路。 - 【請求項５】 前記石英導波路型光アッテネータは集積
化されていることを特徴とする請求項４記載の光分波合
波回路。 - 【請求項６】 前記全反射手段は、ファイバグレーティ
ングであることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載
の光分波合波回路。
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| JP10342267A JP2000174699A (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | 波長多重伝送用光分波合波回路 |
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