JP2001044938A - 波長多重信号数監視装置 - Google Patents

波長多重信号数監視装置

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JP2001044938A JP11213804A JP21380499A JP2001044938A JP 2001044938 A JP2001044938 A JP 2001044938A JP 11213804 A JP11213804 A JP 11213804A JP 21380499 A JP21380499 A JP 21380499A JP 2001044938 A JP2001044938 A JP 2001044938A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度に依存せず正しく信号数を計数すること
ができる波長多重信号数監視装置を提供する。 【解決手段】 アレイ導波路回折格子型光分波器1の入
力ポート11から波長多重信号光を入力して、分波され
た信号光成分を複数の出力ポート171〜17Nから出力
してフォトダイオードアレイ2の各フォトダイオード2
1〜2Nによって検出し、その検出結果から計数装置3に
おいて信号数を算出する。ここで、出力ポート171
17Nの出力波長間隔Δλoを、波長多重信号光の信号
波長間隔Δλiに対してΔλo=Δλi/2に設定す
る。これによって、温度変化による透過波長特性のずれ
に対応した計数を行うことが可能となり、温度に依存せ
ず正しく信号数を計数することができる信号数監視装置
が実現される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重方式
による光通信システムにおいて、波長多重信号光の信号
数を監視する波長多重信号数監視装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】高度情報化社会の到来による社会的ニー
ズから、光ファイバ伝送路網を利用した画像通信などの
大容量高速通信や、国際通信などの長距離通信に関する
研究開発が盛んに行われている。ここで、波長多重(W
DM:Wavelength Division Multiplexing)伝送システ
ムは、光ファイバ線路に多波長の信号光(波長の異なる
複数の信号光)を伝送させることにより高速・大容量の
光通信を行うものであって、近年のインターネット等に
よる通信需要の急増などに対応するものとして開発と導
入が進められている。
【0003】このような波長多重伝送システムにおいて
は、伝送される信号光の信号数(チャンネル数)が変化
した場合に、光増幅器での過渡的な増幅率変動などによ
り各信号光のパワーが変化してしまうことがある。この
ような信号数変化によるパワー変動現象は、伝送されて
いる信号光の信号チャンネル数を常に監視することによ
って、伝送路の損失変化などと区別して特定・検知する
ことができ、これによって光増幅器の制御等を行うこと
ができる。
【0004】そのような信号数の監視装置としては、ア
レイ導波路回折格子型光分波器などの分波器・波長分岐
デバイスと、分波された信号光をそれぞれ検出する受光
素子との組み合わせによるものがある(例えば、199
7年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会B−10−
60)。
【0005】図6は、アレイ導波路回折格子型光分波器
の単一の入力ポートから入力された波長多重信号光を、
それぞれ所定の出力波長に対応した複数の出力ポートに
分岐・分波する場合における各出力ポートの透過特性
(出力波長特性)を、隣り合う5つの出力ポートである
第n−2〜第n+2番目の出力ポートについて示すグラ
フである。ここで、各出力ポートの透過特性曲線におけ
る中心波長がそれぞれの出力波長となり、隣り合う出力
ポート間の出力波長間隔Δλoは、波長多重信号光の信
号波長間隔Δλi(図6においてはΔλi=0.4n
m)と一致させて設定される。
【0006】このように、各出力ポートの出力波長が各
信号光成分の信号波長にそれぞれ対応するように設定さ
れたアレイ導波路回折格子型光分波器に対して波長多重
信号光を入力し、分波された信号光出力を各出力ポート
に接続されたフォトダイオードなどの受光素子によって
検出して、信号光が検出されたフォトダイオード数であ
る検出数を計数することによって、信号数を常時モニタ
することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アレイ
導波路回折格子型光合分波器においては、例えば通常の
石英導波路型のものなど、各導波路の透過波長特性の温
度依存性が大きく、温度が変化すると中心波長・透過特
性曲線がシフトしてしまう。この場合、波長多重信号光
の各信号波長と、出力ポートから出力される各出力波長
との対応関係がずれてしまい、例えば波長シフトの状態
によって1チャンネルの信号光が隣り合う2つの出力ポ
ートから透過・出力され、したがって、1つの出力ポー
トから隣り合う2チャンネルの信号光が検出されてしま
うなど、温度によって正しく信号数を計数することがで
きないという問題を生じる。また、上記のように1チャ
ンネルの信号光が2つの出力ポートに出力されることを
防止するために各ポートの透過波長特性の帯域幅を狭く
設定すると、逆に信号光がどの出力ポートからも出力・
検出されない場合が生じ、結局誤作動してしまう。
【0008】また、アレイ導波路回折格子型光分波器の
温度を一定に保持するように温度制御を行うことによっ
て、上記した波長シフトを防いで常に信号数を正しく計
数可能な監視装置とすることができる。しかしながら、
この場合、アレイ導波路回折格子型光分波器に付設する
温度制御手段によって、装置サイズの大型化や、製造コ
スト高となるなどの問題がある。
【0009】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、温度に依存せず正しく信号数を計数するこ
とができる波長多重信号数監視装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による波長多重信号数監視装置は、信
号波長間隔Δλiでそれぞれ異なる信号波長を有する複
数の信号光からなる波長多重信号光の信号数を監視する
ための波長多重信号数監視装置であって、(1)基板上
に、入力ポートと、出力波長間隔Δλoでそれぞれ異な
る出力波長の信号光成分を透過・出力させる複数の出力
ポートと、を備えて形成されたアレイ導波路回折格子型
光分波器と、(2)複数の出力ポートのそれぞれに対し
て、出力ポートから出力される信号光を検出するように
接続・設置された複数の受光素子を備えて構成された受
光素子アレイと、(3)受光素子アレイに接続され、そ
れぞれの受光素子での信号光の検出の有無を判別して信
号数を算出する計数手段と、を有するとともに、(4)
出力波長間隔Δλoは、信号波長間隔Δλiに対してΔ
λo=Δλi/m(ただしmは2以上の整数)として設
定されていることを特徴とする。
【0011】上記のように、アレイ導波路回折格子型光
分波器の出力ポートの出力波長間隔Δλoを、波長多重
信号光の信号波長間隔Δλiに対して2以上の整数分の
1に設定し、それらからの出力を受光素子アレイの受光
素子でそれぞれ検出して計数手段において信号数を算出
することによって、1つの出力ポートから2チャンネル
の信号光が出力されることがなくなって、温度変化によ
る透過波長特性のずれが生じても常に正しく信号数を計
数することが可能な信号数監視装置を得ることができ
る。
【0012】このとき、光分波器を温度制御する必要が
なくなるので、装置を小型化することができ、また、そ
の製造工程を簡単化して製造コストを低減することが可
能となる。
【0013】また、計数手段は、複数の出力ポートを、
出力波長の波長間隔がΔλiとなる出力ポートをそれぞ
れ組としてm組の出力ポート群に区分して、それぞれの
出力ポート群に対して、信号光が検出された出力ポート
の数をその出力ポート群での検出数とし、m組の出力ポ
ート群に対してそれぞれ求められた検出数のうち、最も
大きい検出数を信号数とすることを特徴とする。
【0014】波長多重信号光に含まれる各信号光成分
は、温度変化に伴う波長シフトによって、単一の出力ポ
ートで出力・検出される状態と、隣り合う2つの出力ポ
ートで出力・検出される状態とを繰り返す。このとき、
例えばm=2の場合であれば偶数番目の第1出力ポート
群及び奇数番目の第2出力ポート群に区分するなど、m
組の出力ポート群に出力ポートを区分・分類することに
よって、各出力ポート群での検出数の最大値を波長多重
信号光の信号数と一致させることができる。
【0015】また、出力波長間隔Δλoは、Δλo=Δ
λi/2として設定されていることを特徴としても良
い。波長間隔の分割数mは2以上の任意の整数とするこ
とが可能であるが、特にm=2とすることが、装置を簡
単化するために好ましい。
【0016】さらに、それぞれの出力ポートでの信号光
の透過波長特性において、出力ポートの中心波長におけ
る透過損失に対して、中心波長からΔλo/2ずれた波
長における透過損失の増加分が+4dBよりも小さく設
定されていることを特徴とする。
【0017】このように透過波長特性が設定されて、隣
り合う出力ポートの透過特性のオーバーラップが充分に
大きくなるように構成された光分波器を用いることによ
って、波長がシフトして信号波長が隣り合う出力ポート
の出力波長の間にある場合でも、いずれかの受光素子か
ら充分な強度で検出されるように構成することができ、
装置の信頼性を高めることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による波
長多重信号数監視装置の好適な実施形態について詳細に
説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同
一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の
寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【0019】図1は、本発明に係る波長多重信号数監視
装置の一実施形態を示す構成図である。この波長多重信
号数監視装置は、アレイ導波路回折格子型光分波器1
(以下、単に光分波器ともいう)と、フォトダイオード
アレイ2と、を有して構成されている。なお、光分波器
1は、入出力端を入れ換えることによって光合波器とし
て機能するアレイ導波路回折格子型光合分波器である
が、本波長多重信号数監視装置においては、光分波器と
してのみ用いている。また、以下においては信号数監視
の対象とする波長多重信号光の隣り合う信号光成分の信
号波長間隔をΔλi=0.4nmとする。
【0020】光分波器1は、その端部を入力ポート11
とする1本の入力側チャネル導波路12と、この入力側
チャネル導波路12に接続された第1スラブ導波路13
と、この第1スラブ導波路13に接続され各々の光路長
が互いに異なる複数のチャネル導波路からなるアレイ導
波路部14と、このアレイ導波路部14に接続された第
2スラブ導波路15と、この第2スラブ導波路15に接
続され、その端部をそれぞれ出力ポート171〜17N
するN本(ただし、Nは複数)の出力側チャネル導波路
161〜16Nとが、基板10上に形成されたものであ
る。
【0021】この光分波器1に、入力ポート11から信
号波長の異なる複数の信号光からなる波長多重信号光が
入力されると、入力された光は入力側チャネル導波路1
2、第1スラブ導波路13、アレイ導波路部14、及び
第2スラブ導波路15を順次に経て導波される間に分波
される。分波された各波長の信号光成分それぞれは、複
数の出力側チャネル導波路161〜16Nに分岐・導波さ
れて、対応する出力ポート171〜17Nからそれぞれ出
力される。
【0022】光分波器1の出力ポート171〜17Nが形
成された端部には、フォトダイオードアレイ2が接続さ
れている。このフォトダイオードアレイ2はN個のフォ
トダイオード21〜2Nを有して構成されている。これら
のフォトダイオード21〜2Nは出力ポート171〜17N
に、それぞれi番目(i=1〜N)のフォトダイオード
iとi番目の出力ポート17iとが対応・接続されるよ
うに配置されている。したがって、i番目の出力側チャ
ネル導波路16iに分波された信号光は、出力ポート1
iから出力されてフォトダイオード2iによって検出さ
れる。
【0023】フォトダイオードアレイ2には計数装置3
が接続されており、各フォトダイオード21〜2Nの出力
信号は、この計数装置3にそれぞれ入力される。計数装
置3は、信号レベルに対する閾値などの所定の判別条件
によって各フォトダイオード21〜2Nについて信号光検
出の有無を判別し、その判別結果に基づいて波長多重信
号光でその時点において伝送されている信号光の信号数
を算出・計数して出力する。
【0024】図2は、図1に示した実施形態において各
出力側チャネル導波路16iを透過・導波されて出力ポ
ート17iから出力される信号光成分の透過波長特性を
示すグラフである。このグラフにおいては、特定の温度
(例えば常温)における透過特性の例について、n番目
の出力ポート17nの出力波長(透過特性分布曲線の中
心波長)を波長1550nmとし、その前後の7つの出
力ポート17n-3〜17n+3の透過波長特性を示す特性曲
線をそれぞれ示してある。
【0025】ここで、横軸は信号光の波長λ(nm)、
縦軸は各出力ポート17i(i=n−3〜n+3)に対
応する損失特性(dB)を示し、損失値が小さい波長範
囲の信号光成分がその出力ポートから透過・出力される
出力波長成分、その波長範囲の中心波長がその出力ポー
トの出力波長となる。なお、図中の各曲線にはその出力
ポート番号n−3〜n+3を付してある。
【0026】本実施形態においては、それぞれ隣り合う
2つの出力ポートの出力波長間隔Δλoを、波長多重信
号光の信号波長間隔Δλi=0.4nmの1/2となる
0.2nmに設定することによって、温度に依存せずに
正しく信号数を計数することが可能な信号数監視装置を
実現している。
【0027】波長多重信号光に含まれる信号光成分のう
ち、1つの信号光の信号波長が1550nmであるとす
ると、その波長多重信号光に含まれる信号光の信号波長
は1550nmに対してそれぞれ0.4nm間隔となる
ので、光分波器1によって出力波長間隔0.2nmの出
力ポート171〜17Nに分波された信号光は、出力ポー
ト17n、及びこの出力ポート17nから数えて偶数番目
の出力ポート、…、17n-4(1549.2nm)、1
n-2(1549.6nm)、17n(1550nm)、
17n+2(1550.4nm)、17n+4(1550.8
nm)、…、によって検出される。
【0028】このとき、これら出力ポート17nから偶
数番目の出力ポートで検出された信号数が、入力された
波長多重信号光の信号数となる。また、出力ポート17
nから奇数番目の出力ポートでは、信号光は出力・検出
されない。
【0029】しかしながら、アレイ導波路回折格子型光
分波器においては、その各出力ポートの出力波長が例え
ばdλ/dT=0.1nm/10℃程度で大きく温度に
依存する。この温度依存性は波長多重信号光の信号波長
間隔Δλi=0.4nmに対して無視できない大きさで
ある。
【0030】このような温度変化による透過特性の波長
シフトを生じた場合、図6に示したように光分波器の出
力波長間隔Δλoを波長多重信号光の信号波長間隔Δλ
iと一致させて0.4nmに設定した信号数監視装置で
は、温度によって、波長シフトを生じずに各信号光成分
がそれぞれ1つの出力ポートから出力・検出される通常
の状態と、波長シフトによって各信号波長が隣り合う2
つの出力ポートの出力波長の中間領域の波長となってし
まい、各信号光成分が2つの出力ポートから出力・検出
されて信号数が正しく計数されない状態(このとき、1
つの出力ポートで2つの隣り合う信号光が検出される)
と、を生じる。
【0031】例えば、図6においてn番目の出力ポート
の出力波長が1550nmである状態から温度が20℃
高くなると、各出力ポートの透過波長特性は長波長側へ
0.2nmだけ波長シフトする。このとき、n番目の出
力ポートの出力波長は1550.2nmに、n−1番目
の出力ポートの出力波長は1549.8nmとなって、
信号波長1550nmの信号光はこれらの2つの出力ポ
ートの両方から出力・検出されてしまう。信号数監視装
置は、これらの状態を区別することができないので、結
局このような温度変化による波長シフトは誤作動の原因
となる。
【0032】また、1つの信号光が2つの出力ポートか
ら出力・検出されることがないように、各出力ポートの
透過波長特性の帯域幅を狭く設定すると、逆に温度によ
って信号光がどの出力ポートによっても出力・検出され
ない状態を生じてしまい、結局誤作動を生じる。
【0033】一方、信号光監視装置に用いるアレイ導波
路回折格子型光分波器の温度を常時一定に保つように温
度制御を行うことによって、上記の波長シフトの発生を
防止して正しく信号数が計数される信号数監視装置とす
ることが可能である。しかしながら、このように光分波
器を構成した場合には装置が大型化し、また製造工程が
複雑化するとともに製造コストが高くなってしまうとい
う問題を生じる。
【0034】これに対して、図1に示した実施形態によ
る信号数監視装置においては、図2にその透過波長特性
を示したように、各出力ポート171〜17Nの出力波長
間隔Δλoを、信号数計数の対象である波長多重信号光
の信号波長間隔Δλiの1/2に設定している。これに
よって、1つの出力ポートから波長多重信号光の各チャ
ンネルのうち2チャンネルの信号光が出力・検出される
ことが防止される。
【0035】以下に、このような構成による信号数監視
装置の作用を説明するとともに、この装置において、温
度に依存せず正しい信号数を計数する計数方法の一例に
ついて説明する。
【0036】ある信号波長(例えば1550nm)の信
号光成分の検出について、温度T0においてその信号波
長が出力ポート17nの出力波長と一致して、この信号
光成分が出力ポート17nによって出力されてフォトダ
イオード2nで検出されているとする。この状態から温
度が変化していくと、各出力ポートの図2に示した透過
波長特性の特性曲線が、dλ/dT=0.1nm/10
℃の温度依存性で長波長側方向(図2中の右側方向)に
シフトしていく。
【0037】このとき、その特定の信号波長の信号光成
分が各フォトダイオード21〜2Nによって検出されて得
られる受光パワーPの温度による変化を図3に示す。こ
こで、フォトダイオード2iから出力される受光パワー
をPiとし、それらの最大パワーをPmaxとする。図
3においては、この最大パワーPmaxを0dBに規格
化して受光パワー変化を示している。
【0038】各フォトダイオードにおける信号光検出の
有無は、フォトダイオードアレイ2に接続された計数装
置3においてあらかじめ設定された受光パワーの閾値レ
ベルPthによって判別され、閾値Pth以上の受光パ
ワー出力Pがあれば信号光を検出したものとして計数す
る。このとき、信号光の信号波長が出力ポート17n
出力波長の中心領域内にある温度T0周辺の図3に示し
た温度範囲A内においては、この信号光は出力ポート1
nのみによって検出される。
【0039】温度がT0から上昇して温度範囲B内にな
ると、信号光の信号波長は出力ポート17n及び出力ポ
ート17n-1の出力波長の中間領域内となり、信号光は
これら隣り合う2つのの出力ポート17n及び17n-1
両方によって出力・検出される。さらに温度が上がって
温度範囲C内になると、信号光の信号波長は出力ポート
17n-1の出力波長の中心領域内となるので、信号光は
出力ポート17n-1のみによって検出される。
【0040】特定の信号光のフォトダイオードアレイ2
による検出は、以上述べたように温度変化に伴って、単
一の出力ポートに接続されたフォトダイオードによって
検出される状態と、隣り合う2つの出力ポートに接続さ
れた2つのフォトダイオードによって検出される状態
と、を繰り返す。ここで、出力波長間隔Δλoは信号波
長間隔Δλiの1/2(1/整数)であるから、波長多
重信号光全体としては、各信号光がいずれも単一の出力
ポートによってそれぞれ検出される状態と、いずれも隣
り合う2つの出力ポートによってそれぞれ検出される状
態とを繰り返すことになる。
【0041】これに対して、N個の出力ポート171
17Nを奇数番目の出力ポート171、173、175
…、からなる第1出力ポート群17aと、偶数番目の出
力ポート172、174、176、…、からなる第2出力
ポート群17bと、の2つの出力ポート群に分け、フォ
トダイオードアレイ2からの受光信号出力によって信号
数の算出・計数を行う計数装置3において、それぞれの
出力ポート群17a、17bに対応するフォトダイオー
ド群に対して信号光を検出したフォトダイオード数であ
る検出数をそれぞれ求めると、2つの検出数のうち大き
い検出数が温度変化によらず常に波長多重信号光の信号
数となる。
【0042】すなわち、出力波長間隔Δλoが信号波長
間隔Δλi/2として設定された光分波器1、及びそれ
に接続されたフォトダイオードアレイ2によって信号監
視装置を構成することによって、1つの出力ポートから
波長多重信号光の各チャンネルのうち2チャンネルの信
号光が出力・検出されることが防止されて、温度変化に
よる透過波長特性のずれに対応した計数を行うことが可
能な構成となり、したがって、温度に依存せず常に正し
く信号数を計数することができる信号数監視装置を得る
ことができる。
【0043】さらに、上記のように計数装置3における
信号光の検出判別及び信号数の算出・計数方法を設定す
ることによって、温度によらず常に正しい信号数を効率
的に計数することができる信号数監視装置が得られる。
【0044】この信号数監視装置によれば、アレイ導波
路回折格子型光分波器1の温度制御を行う必要がないの
で、装置を小型化することができ、また、製造工程を簡
単化して製造コストを低減させることができる。
【0045】上記した波長多重信号数監視装置の好適な
設定・構成等について、さらに説明する。ここで、波長
多重信号光の信号波長間隔(チャンネル間隔)は上記と
同様にΔλi=0.4nm(50GHz)、最大の信号
チャンネル数をNch=32chとし、また、許容され
る最大温度変化を±Tmax=±60℃とする。ただ
し、許容温度範囲については、この範囲に限らず個々の
装置に対して必要な範囲に設定すれば良い。
【0046】まず、光分波器1の出力ポート数Nの設定
について説明する。
【0047】上記した条件において、光分波器1の出力
ポート数及びフォトダイオードアレイ2のフォトダイオ
ード数であるNは、上記したNchの波長範囲(Nch
×Δλi)と、その長波長側及び短波長側の両側への温
度による波長変動範囲(それぞれTmax×dλ/d
T、但しdλ/dTは出力波長の温度依存性)と、を合
わせた全波長範囲によって設定することが好ましい。
【0048】そのような好適な出力ポート数は、以下の
式 N=(Nch×Δλi+2×Tmax×dλ/dT)/(Δλo) =(32×0.4nm+2×60℃×0.1nm/10℃)/0.2nm =72(個) によって、上記した例に対しては72個と求められる。
このNの設定によって、±60℃の温度変化範囲の全体
に対して対応可能な構成とすることができる。ただし、
例えばN=72個よりも多い数として波長範囲を広めに
設定するなど、それ以外の個数としても良い。
【0049】次に、計数装置3における信号光検出の判
別に用いる受光パワーの閾値レベルPthの設定につい
て説明する。
【0050】閾値レベルPthは、出力ポートの中心波
長での透過損失に対応する受光パワーよりも小さく、か
つ、その出力ポートの中心波長での隣り合う出力ポート
の透過損失に対応する受光パワーよりも大きい所定の受
光パワー値に設定される。これによって、出力ポートの
中心波長近傍ではその出力ポートのみから信号光が出力
・検出される条件となるので、上記のように波長範囲
(温度範囲)の全体について1つまたは2つのフォトダ
イオードで信号光が検出される状態を実現することがで
きる。
【0051】さらに好ましくは、この閾値レベルPth
は、信号光による受光パワーレベルと、他チャンネルか
らの漏れ光による受光パワーレベル(バックグラウンド
レベル)とを充分に判別可能な値に設定することが好ま
しい。図4に、単一の出力ポートに対する透過波長特性
曲線を示す。閾値レベルPthは、好ましくは、図示し
た曲線の中心波長における損失レベルの最小値L0と、
漏れ光によるバックグラウンドレベルの最小値Lbgと
から、以下の式 D=L0−Lbg+10×log(Nch) =5.0−44.2+15.1=−24.1(dB) で求められた値D(上記した例においては−24.1d
B)を用いて、 Pth=Pmax+D によって設定される。
【0052】計数装置3は、フォトダイオード2iから
の受光パワーPiがこの閾値Pthよりも大きければ、
対応する出力ポート17iから信号光が出力・検出され
たものとし、閾値Pthよりも小さければ信号光は出力
・検出されていないとすることによって、信号光検出の
判別を行う。例えば、図3においてはPmaxが0dB
に規格化されているので、Pth=D=−24.1dB
として示してある。
【0053】なお、波長多重伝送システムにおいては、
信号光の各チャンネル間でパワーのばらつきを生じる場
合が多いが、上記の値Dの大きさを、そのばらつきの程
度よりも充分大きくなるように設定して、ばらつきの影
響を受けないようにすることが好ましい。実際には、そ
のばらつきは5dB程度であり、この値は上記した閾値
の大きさ24.1dBよりも充分に小さい。
【0054】また、信号光の各チャンネル間の信号波長
間隔についても0.1nm程度のばらつきを生じる場合
があるが、例えば上記の実施形態においては0.15n
m以下のばらつきであれば問題はない。
【0055】また、図2に示した光分波器1の各出力ポ
ートの透過波長特性について、隣り合う出力ポートの透
過特性のオーバーラップを充分大きく設定することが好
ましい。オーバーラップが小さすぎる(それぞれの帯域
幅が狭すぎる)と、信号波長が出力波長の中間領域の波
長になった場合に、どの出力ポートからも出力・検出さ
れないか、またはその受光パワーが小さい状態となる。
そのような状態を防止するため、オーバーラップを充分
に大きくして、波長シフトを生じても常にどれかの出力
ポートから充分なパワーで出力されるように設定する。
そのための好適な条件としては、出力ポートの中心波長
における透過損失に対して、中心波長からΔλo/2ず
れた波長における透過損失の増加分(図2に示したΔ
L)を+4dBよりも小さく設定することが望ましい。
【0056】本発明による波長多重信号数監視装置は、
上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形
・設定の変更が可能である。
【0057】図5は、本発明に係る波長多重信号数監視
装置の他の実施形態を示す構成図である。本実施形態に
おいては、光分波器1にN本の出力側チャネル導波路1
1〜16Nが形成されておらず、第2スラブ導波路15
に対してフォトダイオードアレイ2が直接接続されてい
る。
【0058】このような構成においても、第2スラブ導
波路15の出力端では所定の波長分散によって信号光が
連続的に分波されているので、その出力端のうちフォト
ダイオードアレイ2の各フォトダイオード21〜2Nに接
続されている部位をそれぞれ出力ポート171〜17N
して機能させて、図1に示した実施形態と同様の信号数
監視装置を実現することができる。これ以外にも、様々
な形態のアレイ導波路回折格子型光分波器を用いること
が可能である。
【0059】また、光分波器における出力波長間隔Δλ
oについては、上記した各実施形態においては入力され
る波長多重信号光の信号波長間隔Δλiに対して1/2
に設定されていたが、一般に2以上の整数mによって1
/mに設定することによって、上記の実施形態と同様に
温度によらずに信号数を正しく計数する信号数監視装置
とすることができる。
【0060】たとえば、Δλo=Δλi/3とした場合
には、N個の出力ポート171〜17Nを、出力ポート1
1、174、177、…、からなる第1出力ポート群1
7aと、出力ポート172、175、178、…、からな
る第2出力ポート群17bと、出力ポート173、1
6、179、…、からなる第3出力ポート群17cとの
3つの出力ポート群に分け、各出力ポート群に対して検
出数を求めて、3つの検出数のうち最大の検出数を波長
多重信号光の信号数とすることによって、温度に依存し
ない信号数監視装置が実現される。
【0061】4以上の整数mに対しても、同様に、N個
(複数)の出力ポートを、出力波長の波長間隔がΔλi
となる出力ポートを組としてm組の出力ポート群に区分
して、それぞれの出力ポート群に対して検出数を求め
て、m個の検出数のうちで最も大きい検出数を信号数と
すれば良い。ただし、上記した実施形態にようにm=2
とする設定が、装置構成を簡単化・小型化することがで
きる点で好ましい。
【0062】また、計数装置における信号数の計数処理
方法については、上記した実施形態について説明した計
数方法に限られず、各出力ポートの透過特性や閾値の設
定等に応じて、他の方法による計数処理を行っても良
い。
【0063】
【発明の効果】本発明による波長多重信号数監視装置
は、以上詳細に説明したように、次のような効果を得
る。すなわち、波長多重信号光の各チャンネルの信号光
を分波する光分波器として、各出力ポートの出力波長の
出力波長間隔Δλoが波長多重信号光の信号波長間隔Δ
λiに対してΔλo=Δλi/m(m=2、3、4、
…)となるように透過特性が設定されたアレイ導波路回
折格子型光分波器を用い、その出力を受光素子アレイを
構成している受光素子で検出して計数手段で信号数を算
出する構成とする。これによって、波長シフト発生時に
1つの出力ポート及びそれに対応する受光素子から同時
に2チャンネルの信号光が出力・検出されることが防止
されるなど、温度変化による透過波長特性のずれの発生
に対応した計数を行うことが可能な構成となる。したが
って、上記した構成によって、温度に依存せず常に正し
く信号数を計数することができる信号数監視装置が実現
される。
【0064】このとき、アレイ導波路回折格子型光分波
器を温度制御する必要がなくなるので、装置を小型化す
ることができ、また、その製造工程を簡単化して製造コ
ストを低減することが可能となる。また、温度依存性の
影響を生じないように温度状態を制御するのではなく、
一定の装置構成によって計数の温度依存性を解消するの
で、計数の信頼性がより向上された装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】波長多重信号数監視装置の一実施形態を示す構
成図である。
【図2】図1に示した波長多重信号数監視装置における
出力ポートの透過波長特性を示すグラフである。
【図3】特定の信号波長の信号光に対する各出力ポート
の受光パワーの温度依存性を示すグラフである。
【図4】出力ポートの透過波長特性の受光パワーレベル
及びバックグラウンドレベルを説明するためのグラフで
ある。
【図5】波長多重信号数監視装置の他の実施形態を示す
構成図である。
【図6】従来の波長多重信号数監視装置における出力ポ
ートの透過波長特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1…アレイ導波路回折格子型光分波器、10…基板、1
1…入力ポート、12…入力側チャネル導波路、13…
第1スラブ導波路、14…アレイ導波路部、15…第2
スラブ導波路、161〜16N…出力側チャネル導波路、
171〜17N…出力ポート、2…フォトダイオードアレ
イ、21〜2N…フォトダイオード、3…計数装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G020 AA03 CB42 CC02 CC63 CD24 2H047 KA02 KA03 KA12 LA19 MA07 RA00 TA00 5K002 AA06 BA05 CA11 DA02 EA05 FA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号波長間隔Δλiでそれぞれ異なる信
    号波長を有する複数の信号光からなる波長多重信号光の
    信号数を監視するための波長多重信号数監視装置であっ
    て、 基板上に、入力ポートと、出力波長間隔Δλoでそれぞ
    れ異なる出力波長の信号光成分を透過・出力させる複数
    の出力ポートと、を備えて形成されたアレイ導波路回折
    格子型光分波器と、 前記複数の出力ポートのそれぞれに対して、前記出力ポ
    ートから出力される前記信号光を検出するように接続・
    設置された複数の受光素子を備えて構成された受光素子
    アレイと、 前記受光素子アレイに接続され、それぞれの前記受光素
    子での前記信号光の検出の有無を判別して前記信号数を
    算出する計数手段と、を有するとともに、 前記出力波長間隔Δλoは、前記信号波長間隔Δλiに
    対してΔλo=Δλi/m(ただしmは2以上の整数)
    として設定されていることを特徴とする波長多重信号数
    監視装置。
  2. 【請求項2】 前記計数手段は、 前記複数の出力ポートを、前記出力波長の波長間隔がΔ
    λiとなる前記出力ポートをそれぞれ組としてm組の出
    力ポート群に区分して、それぞれの前記出力ポート群に
    対して、前記信号光が検出された前記出力ポートの数を
    その前記出力ポート群での検出数とし、 m組の前記出力ポート群に対してそれぞれ求められた前
    記検出数のうち、最も大きい前記検出数を前記信号数と
    することを特徴とする請求項1記載の波長多重信号数監
    視装置。
  3. 【請求項3】 前記出力波長間隔Δλoは、Δλo=Δ
    λi/2として設定されていることを特徴とする請求項
    1または2記載の波長多重信号数監視装置。
  4. 【請求項4】 それぞれの前記出力ポートでの前記信号
    光の透過波長特性において、 前記出力ポートの中心波長における透過損失に対して、
    前記中心波長からΔλo/2ずれた波長における透過損
    失の増加分が+4dBよりも小さく設定されていること
    を特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の波長多
    重信号数監視装置。
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