JP2001077754A - 光分岐装置および光分岐・挿入装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、４光波混合を用いてＷＤＭ方式光
信号の分岐する分岐装置および分岐・挿入・透過を行う
光分岐・挿入装置に関する。 【解決手段】 本発明にかかる光分岐装置１では、複数
の波長の光信号を多重した第１ＷＤＭ方式光信号は、発
生手段１１に入射される。発生手段１１は、この第１Ｗ
ＤＭ方式光信号と入射される励起光とで４光波混合によ
る第２ＷＤＭ方式光信号を発生させる。第１ＷＤＭ方式
光信号と第２ＷＤＭ方式光信号とは、発生手段１１の後
段に設けた分岐手段１２に入射される。分岐手段１２
は、特定の波長の光を取り出す。そして、制御手段１３
は、上述の励起光の波長を制御する。このように構成す
ることにより、励起光の波長を変更することにより分岐
手段１２で分岐されるＷＤＭ方式光信号におけるチャネ
ルが変更されるでの、任意のチャネルを分岐することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４光波混合を用い
て波長分割多重方式光信号から光信号を分岐する光分岐
装置に関する。さらに、４光波混合を用いて波長分割多
重方式光信号の分岐・挿入・透過を行う光分岐・挿入装
置に関する。将来のマルチメディアネットワークの構築
を目指し、超長距離でかつ大容量の光通信システムが要
求されている。この大容量化を実現する方式として、波
長分割多重（wavelength-division multiplexing、以
下、「ＷＤＭ」と略記する。）方式が、光ファイバの広
帯域・大容量性を有効利用できるなどの有利な点から研
究開発が進められている。特に、近年では、２端局間で
ＷＤＭ方式光信号を送受信する光通信システムだけでな
く、光伝送路の途中で設けられたノードと呼ばれる中継
局で、波長多重された光信号のうちのある特定な波長の
光信号だけを選択的に透過させ、それを除く波長の光信
号をそのノードで分岐したり、このノードから別の光信
号を挿入して他のノードへ送信したりするＡＤＭ（add-
drop multiplexer）機能を持つ光通信システムの実現が
要求されている。このため、光通信システムのキーデバ
イスである、ＡＤＭ機能を持つ光分岐・挿入装置（以
下、「ＯＡＤＭ」と略記する。）の研究が盛んである。

【０００２】

【従来の技術】このようなＯＡＤＭについて、例えば、
特開平１１−０５５１８４号公報に開示されている。図
１３は、従来のＯＡＤＭの構成を示す図である。図１３
において、ＯＡＤＭ１２０では、前のノードからのＷＤ
Ｍ方式光信号は、３つのポートＴ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を備え
る光サーキュレータ（optical circulator、以下、「Ｏ
Ｃ」と略記する。）１１０のＴ1 に入射される。

【０００３】このＯＣ１１０において、ポートＴ1 から
入射された光は、ポートＴ2 に射出され、ポートＴ2 か
ら入射された光は、ポートＴ3 に射出され、そして、ポ
ートＴ3 から入射された光は、ポートＴ1 に射出され
る。ＯＣ１１０のポートＴ2 は、特定の波長λy の光の
みを反射し、その他の波長の光を透過するファイバグレ
ーティングフィルタ（fiber bragg grating filter、以
下、「ＦＢＧ」略記する。）１１１に接続され、ＯＣ１
１０のポートＴ3 は、光信号を受信・処理する光信号受
信回路に接続される。

【０００４】ＦＢＧ１１１を透過した他の波長の光信号
（波長λy の光信号を含まない。）は、光を１方向のみ
に透過させる光アイソレータ（以下、「ＩＳＯ」と略記
する。）１１２を介してＦＢＧ１１３に入射される。Ｆ
ＢＧ１１３も特定の波長λyの光のみを反射し、その他
の波長の光を透過する。ＦＢＧ１１３を透過した光信号
は、ＯＣ１１０と同様な作用効果を持つＯＣ１１４のポ
ートＴ3 から入射される波長λy の光信号と合波され、
ＯＣ１１４のポートＴ1 に入射されてポートＴ2 から後
のノードへ射出される。また、ＯＣ１１４のポートＴ3
には、波長λy の光信号を生成する光信号生成回路に接
続される。ここで、ＩＳＯ１１２は、ＦＢＧ１１１とＦ
ＢＧ１１３との間での多重反射を防止している。

【０００５】このようなＯＡＤＭ１２０では、入射され
るＷＤＭ方式光信号のうちの特定の波長λy の光信号
は、ＦＢＧ１１１で反射されてＯＣ１１０のポートＴ2
に入射される。そして、この波長λy の光信号は、ＯＣ
１１０でポートＴ2 からポートＴ3 に分岐される。一
方、ＦＢＧ１１１を透過した他の波長の光信号は、ＯＣ
１１４のポートＴ3 から挿入される波長λy の光信号と
合波されて、ＯＣ１１４のポートＴ2 から別のノードへ
射出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１３に示
すＯＡＤＭ１２０では、ＦＢＧ１１１、１１３の反射波
長が固定であるので、分岐・挿入される光信号の波長λ
y が光伝送システムの構築時に決定されてしまうため、
光伝送システムの運用中に分岐・挿入される光信号の波
長を任意に変更できないという問題がある。

【０００７】そして、複数の波長を分岐・挿入する場合
には、ＯＡＤＭ１２０を分岐・挿入する光信号の数だけ
必要となるため、光回路部品が多くなりかつ光回路が複
雑化するという問題もある。そこで、請求項１および請
求項３に記載の発明では、光ファイバ中で起こる４光波
混合を利用することにより、ＷＤＭ方式光信号から任意
の波長の光信号を分岐することができる光分岐装置を提
供することを目的とする。

【０００８】また、請求項２、請求項４および請求項８
に記載の発明では、光ファイバ中で起こる４光波混合を
利用することにより、ＷＤＭ方式光信号から任意の波長
の光信号を分岐・挿入することができるＯＡＤＭを提供
することを目的とする。さらに、請求項５、請求項７お
よび請求項８に記載の発明では、光ファイバ中で起こる
４光波混合を利用することにより、任意の波長でかつ複
数の光信号を分岐・挿入することができるＯＡＤＭを提
供することを目的とする。

【０００９】また、請求項６に記載の発明では、光ファ
イバ中で起こる４光波混合を利用することにより、任意
の波長でかつ複数の光信号をＷＤＭ方式光信号から分岐
することができる光分岐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】以下、図面を用いて解決
するための手段を説明する。

【００１１】（請求項１ないし請求項４）図１は、請求
項１ないし請求項４に記載の発明の原理構成を示す図で
ある。図１において、請求項１に記載の発明にかかる光
分岐装置１では、複数の波長の光信号を多重した第１Ｗ
ＤＭ方式光信号は、発生手段１１に入射される。発生手
段１１は、この第１ＷＤＭ方式光信号と入射される励起
光とで４光波混合による第２ＷＤＭ方式光信号を発生さ
せる。

【００１２】第１ＷＤＭ方式光信号と第２ＷＤＭ方式光
信号とは、発生手段１１の後段に設けた分岐手段１２に
入射される。分岐手段１２は、特定の波長の光を取り出
す。そして、制御手段１３は、上述の励起光の波長を制
御する。図１において、請求項２に記載の発明にかかる
ＯＡＤＭ２では、複数の波長の光信号を多重した第１Ｗ
ＤＭ方式光信号は、発生手段１１に入射される。発生手
段１１は、この第１ＷＤＭ方式光信号と入射される励起
光とで４光波混合による第２ＷＤＭ方式光信号を発生さ
せる。

【００１３】第１ＷＤＭ方式光信号と第２ＷＤＭ方式光
信号とは、発生手段１１の後段に設けた分岐手段１２に
入射される。分岐手段１２は、特定の波長の光を取り出
す。特定の波長の光を取り出された第１ＷＤＭ方式光信
号と第２ＷＤＭ方式光信号とは、分岐手段１２の後段に
設けた分遮断手段１４に入射される。遮断手段１４は、
第１ＷＤＭ方式光信号を遮断する。

【００１４】ここで、図１では、分岐手段１２の後段に
遮断手段１４を備える構成を図示するが、遮断手段１４
は、分岐手段１２の前段にあってもよい。すなわち、遮
断手段１４は、分岐手段１２の前段または後段のいずれ
か一方に設けられる。遮断手段１４からの第２ＷＤＭ方
式光信号は、挿入手段１５に入射される。挿入手段１５
は、分岐手段１２で取り出された特定の波長と同じ波長
の光信号を挿入する。

【００１５】挿入手段１５で光信号を挿入された第２Ｗ
ＤＭ方式光信号は、挿入手段１５の後段に設けた逆発生
手段１６に入射される。逆発生手段１６は、この第２Ｗ
ＤＭ方式光信号と励起光とで４光波混合による第３ＷＤ
Ｍ方式光信号を発生させる。そして、制御手段１３は、
上述の励起光の波長を制御する。図１において、請求項
３に記載の発明では、請求項１に記載の光分岐装置１に
おいて、発生手段１１は、励起光の波長範囲において波
長分散がほぼ零である光ファイバであることで構成す
る。

【００１６】図１において、請求項４に記載の発明で
は、請求項２に記載のＯＡＤＭ２において、発生手段１
１は、励起光の波長範囲において波長分散がほぼ零であ
る光ファイバであることで構成する。一般に、光ファイ
バの屈折率は、コアが大きくクラッドが小さい２段階の
分布であるが、請求項３および請求項４に記載の発明に
かかる光ファイバでは、例えば、分散フラット光ファイ
バのように、コアの屈折率を大きくクラッドの屈折率を
小さくするだけでなく、コアとクラッドとの境界の微少
領域に、コア側の屈折率を小さくクラッド側の屈折率を
大きくする領域を設けることで作ることができる。

【００１７】図２は、４光波混合により任意の光信号を
挿入・分岐する原理を説明するための図である。図２の
各図は、光スペクトルを表し、その横軸は、角周波数
（波長、チャネル）である。なお、以下、チャネルを
「ｃｈ」と略記する。

【００１８】このような請求項１ないし請求項４に記載
の発明について、図２に基づいてその作用効果を説明す
る。４光波混合は、３つの光が３次の非線形分極を介し
て第４の光を発生する現象である。ここで、３つの光の
うちの２つが同じ角周波数の場合には、図２（ａ）に示
すように、角周波数ωa およびωb の２つの光からωc
の光が発生する。これら角周波数の間には、 ωc ＝２ωb −ωa ・・・ ［式１］ が成立し、この式１は、エネルギー保存則に対応してい
る。

【００１９】請求項１ないし請求項４に記載の発明は、
各周波数ωa の光をＷＤＭ方式光信号の各ｃｈに対応さ
せ、角周波数ωb （波長λb ）の光を励起光に対応させ
る。そして、４光波混合により発生する角周波数ωc を
使用して分岐・挿入するものである。以下、図２（ｂ）
〜（ｄ）に基づいて、任意のｃｈに対して分岐・挿入す
ることができることについて説明する。

【００２０】なお、ＷＤＭ方式光信号では、波長λを用
いて作用効果などを説明するが、上述のように４光波混
合では、角周波数を用いて説明するので、以下、角周波
数を用いて本発明について説明し、特に必要な場合にの
み波長を用いる。この際、角周波数ωz に対応する波長
を波長λz のように表示する。図２（ｂ）は、６波のＷ
ＤＭ方式光信号からｃｈ５を分岐・挿入する場合を示
し、一方、図（ｄ）は、この６波のＷＤＭ方式光信号か
らｃｈ２を分岐・挿入する場合を示す。そして、図
（ｃ）は、分岐・挿入される光の角周波数ωr の位置を
示し、この角周波数ωr は、固定である。

【００２１】今、説明を簡単にするために６波のＷＤＭ
方式光信号について説明するが、任意の多重度のＷＤＭ
方式光信号の場合も同様に考えることができる。６波の
ＷＤＭ方式光信号のｃｈｊの角周波数をωj とし、ｃｈ
ｋを分岐・挿入するために４光波混合を生じさせる励起
光の角周波数をωpkとする。この場合にｃｈｊに対応す
る４光波混合によって生じる光の角周波数をωj#とす
る。例えば、ｃｈ１の角周波数は、ω1 となる。ｃｈ１
を分岐・挿入する場合の励起光の角周波数は、ωp1、４
光波混合によって生じた光の角周波数は、ω1#となる。

【００２２】まず、ｃｈ５を分岐・挿入する場合には、
発生手段１１は、角周波数ω1 〜ω6 の第１ＷＤＭ方式
光信号に４光波混合を生じさせて角周波数ω1#〜ω6#の
第２ＷＤＭ方式光信号を生じさせる。ここで、第２ＷＤ
Ｍ方式光信号の各ｃｈは、それぞれ対応する元の第１Ｗ
ＤＭ方式光信号の各ｃｈと同一の情報を含む。請求項１
ないし請求項４に記載の発明は、４光波混合により発生
する光信号を使用して分岐・挿入するものであるから、
分岐・挿入させる光信号の角周波数ωr に、ｃｈ５の光
信号から４光波混合によって生じる光信号の角周波数ω
5#を一致させる必要がある。すなわち、図２（ｂ）に示
すように、 ωr ＝ω5# ・・・ ［式２］ とする必要がある。

【００２３】この［式２］を成立させるために制御手段
１３は、励起光の波長λp5、つまり、角周波数ωp5を
［式１］を参照して、 ωp5＝（ω5 ＋ωr ）／２ ・・・ ［式３］ に制御する。このように励起光の角周波数ωp を制御す
ると、分岐手段１２は、特定の波長λr つまり、角周波
数ωr の光信号を取り出すから、角周波数ω5#の光信
号、すなわち、ｃｈ５を取り出すことができる。

【００２４】また、遮断手段１４は、第１ＷＤＭ方式光
信号を遮断する。このように第１ＷＤＭ方式光信号（角
周波数ω1 〜ω6 ）を遮断するのは、後述するように逆
発生手段１６によって角周波数ω1 〜ω6 の光信号に相
当する光信号が生成されるためである。

【００２５】そして、挿入手段１５は、第２ＷＤＭ方式
光信号において、取り出されて「空き」となった角周波
数ω5#の位置に光信号を挿入することができる。その
後、各周波数ω5#の光信号を挿入された第２ＷＤＭ方式
光信号を逆発生手段１６で角周波数ωp5の励起光によっ
て再び４光波混合を引き起こす。この再度の４光波混合
によって生じる各光信号の角周波数は、［式１］を満た
すので、角周波数ω1 〜ω6 となる。すなわち、第３Ｗ
ＤＭ方式光信号における各ｃｈの波長は、第１ＷＤＭ方
式光信号における各ｃｈの波長にそれぞれ対応する。こ
のため、挿入手段１５および逆発生手段１６は、ｃｈ５
に新たな光信号を挿入したＷＤＭ方式光信号を逆発生手
段１６から射出することができる。

【００２６】一方、ｃｈ２を分岐・挿入する場合には、
図２（ｄ）に示すように、分岐・挿入させる光信号の角
周波数ωr に、ｃｈ２の光信号から４光波混合により生
じる光信号の角周波数ω2#を一致させる必要があるか
ら、励起光の波長λp2、つまり、角周波数ωp2を ωp2＝（ω2 ＋ωr ）／２ ・・・ ［式４］ に制御手段１３によって制御すればよい。

【００２７】このように励起光の角周波数ωp を制御す
ることによって、分岐手段１２は、角周波数ω2#の光信
号、すなわち、ｃｈ２を取り出すことができる。挿入手
段１５は、「空き」となった角周波数ω2#の位置にｃｈ
２に対応する光信号を挿入することができる。一般に、
ｎ波のＷＤＭ方式光信号のうちからｃｈｋを分岐・挿入
する場合には、 ωr ＝ωk# ・・・ ［式５］ が成立するように、制御手段１３は、励起光の波長λp
k、つまり、角周波数ωpkを ωpk＝（ωk ＋ωr ）／２ ・・・ ［式６］ に制御すればよい。ただし、角周波数ωn が離散的な数
値であるため、角周波数ωpkも離散的な数値である。ま
た、角周波数ωpkの範囲は、 （ω1 ＋ωr ）／２≦ωpk≦（ωn ＋ωr ）／２ ・・・ ［式７］ である。

【００２８】したがって、請求項１ないし請求項４に記
載の発明では、制御手段１３は、励起光の角周波数ωp
を［式６］に従って制御するので、４光波混合を利用す
ることにより特定の波長の光を取り出す分岐手段１２に
よって、任意のｃｈを分岐・挿入することができる。そ
して、取り出される光信号の角周波数は、取り出される
ｃｈに拘わらず、常に角周波数ωr で一定なので、光受
信装置は、角周波数ωr の光信号を受信・処理する装置
を用意するだけでよい。さらに、挿入する光信号の角周
波数は、挿入するｃｈに拘わらず、常に角周波数ωr で
一定なので、角周波数ωr の光信号を生成する光送信装
置を用意するだけでよい。このため、ｃｈごとに光受信
装置および光送信装置を用意する必要がないので、光受
信装置および光送信装置を含めたＯＡＤＭを簡素化する
ことができる。

【００２９】（請求項５）図３は、請求項５に記載の発
明の原理構成を示す図である。図３において、請求項５
に記載の発明にかかるＯＡＤＭ４では、複数の波長の光
信号を多重した第１ＷＤＭ方式光信号は、発生手段２１
に入射される。そして、複数の励起光も、発生手段２１
に入射される。各励起光は、第１ＷＤＭ方式光信号にお
ける光信号ごとに設けられる。

【００３０】発生手段２１は、これら励起光のうちの１
個の励起光に対しては第１ＷＤＭ方式光信号のうちの特
定の波長の光信号に４光波混合を生じさせて第２ＷＤＭ
方式光信号を発生する。第１ＷＤＭ方式光信号と第２Ｗ
ＤＭ方式光信号とは、発生手段２１の後段に設けた分岐
手段２２に入射される。分岐手段２２は、第１ＷＤＭ方
式光信号を取り出す。

【００３１】分岐手段２２からの第２ＷＤＭ方式光信号
は、分岐手段２２の後段に設けた挿入手段２５に入射さ
れる。挿入手段２５は、発生手段２１で励起光と４光波
混合を起こした波長と同じ波長の光信号を第２ＷＤＭ方
式光信号に挿入する。この光信号を挿入された第２ＷＤ
Ｍ方式光信号は、挿入手段２５の後段に設けた逆発生手
段２６に入射される。逆発生手段２６は、その光信号を
挿入された第２ＷＤＭ方式光信号と励起光とで４光波混
合による第３ＷＤＭ方式光信号を発生させる。

【００３２】そして、制御手段２３は、複数の励起光の
中から所定の励起光を発生させる。請求項５に記載の発
明の発生手段２１は、角周波数ωx 、伝搬定数βx の光
に角周波数ωpx、伝搬定数βpxの励起光で４光波混合を
生じさせた場合に、 ωx ＋ωx#＝２ωpx ・・・ ［式８］ βx ＋βx#＝２βpx ・・・ ［式９］ の２式を同時に満たす角周波数ωx#、伝搬定数βx#の４
光波混合光のみを生じる特性を持つ光ファイバである。

【００３３】請求項１ないし請求項４に記載の発明に使
用される発生手段１１は、１個の励起光ωp を作用させ
ると第１ＷＤＭ方式光信号におけるすべての光信号、つ
まり、第１波長λ1 ないし第ｎ波長λn のすべての光信
号に対して第１# 波長λ1#ないし第ｎ# 波長λn#の４光
波混合光を生じさせるが、発生手段２１は、［式８］お
よび［式９］を同時に満たす特性を持つので、１個の励
起光ωpx、βpxに対して第１波長λ1 ないし第ｎ波長λ
n うちの特定の光信号ωx 、βx のみに作用し、この特
定の光信号に対応する４光波混合光ωx#、βx#のみを生
じさせる。

【００３４】複数の励起光は、各第１波長λ1 ないし第
ｎ波長λn に対して４光波混合を生じさせる第１励起光
波長λp1ないし第ｎ励起光波長λpnの励起光である。制
御手段２３は、挿入手段２５で挿入される光信号と等し
い波長の光信号を除いた第１ＷＤＭ方式光信号に対し
て、４光波混合を生じさせる波長の励起光を発生させる
ように制御する。例えば、挿入手段２５から波長λ2 お
よび波長λ4 の光信号が挿入される場合には、制御手段
２５は、波長λ1 、波長λ3 、および、波長λ5 ないし
波長λn に対して４光波混合を生じさせる第１励起光波
長λp1、第３励起光波長λp3、および、第５励起光波長
λp5ないし第ｎ励起光波長λpnの励起光を発生させる。

【００３５】このため、発生手段２１から射出される光
は、第１ＷＤＭ方式光信号、所定の励起光およびこのＯ
ＡＤＭを透過する光信号に対応する第２ＷＤＭ方式光信
号である。分岐手段２２は、第１ＷＤＭ方式光信号を取
り出すので、分岐手段２２から射出される光は、所定の
励起光および第２ＷＤＭ方式光信号である。発生手段２
１で励起光と４光波混合を起こした波長と同じ波長の光
信号を挿入手段２５で第２ＷＤＭ方式光信号に挿入さ
れ、これらの光信号は、逆発生手段２６に入射される。

【００３６】そして、逆発生手段２６に入射された光信
号は、［式８］および［式９］を同時に満たす４光波混
合光のみを生じる発生手段２１と同じ特性を持つ逆発生
手段２６に入射される。このため、逆発生手段２６から
射出される光は、所定の励起光、第２ＷＤＭ方式光信
号、挿入手段２５で挿入された光信号および第２ＷＤＭ
方式光信号に対応する４光波混合光によって生じた再４
光波混合光である。

【００３７】ここで、第２ＷＤＭ方式光信号に対応する
４光波混合光によって生じた再４光波混合光は、元のこ
のＯＡＤＭを透過する光信号と同じ情報を含む。さら
に、挿入手段２５で挿入された光信号とこの再４光波混
合光とを多重した第３ＷＤＭ方式光信号における各ｃｈ
の波長は、第１ＷＤＭ方式光信号における各ｃｈの波長
にそれぞれ対応する。このため、挿入手段２５および逆
発生手段２６は、新たな光信号を挿入したＷＤＭ方式光
信号を逆発生手段２６から射出することができる。

【００３８】このように請求項５に記載の発明では、制
御手段２３によって励起光の波長および励起光の個数を
制御することによって任意の波長でかつ複数の光信号を
分岐・挿入することができる。 （請求項６および請求項７）図４は、請求項６および請
求項７に記載の発明の原理構成を示す図である。

【００３９】図４において、請求項６に記載の発明にか
かる光分岐装置５では、複数の波長の光信号を多重した
第１ＷＤＭ方式光信号は、発生手段３１に入射される。
そして、複数の励起光も、発生手段３１に入射される。
各励起光は、第１ＷＤＭ方式光信号における光信号ごと
に設けられる。発生手段３１は、これら励起光のうちの
１個の励起光に対しては第１ＷＤＭ方式光信号のうちの
特定の波長の光信号に４光波混合を生じさせる。この発
生手段３１で生じた光信号は、発生手段３１の後段に設
けた分岐手段３２で取り出される。

【００４０】そして、制御手段３３は、複数の励起光の
中から所定の励起光を発生させる。図４において、請求
項７に記載の発明にかかるＯＡＤＭ６では、複数の波長
の光信号を多重した第１ＷＤＭ方式光信号は、発生手段
３１に入射される。そして、複数の励起光も、発生手段
３１に入射される。各励起光は、第１ＷＤＭ方式光信号
における光信号ごとに設けられる。

【００４１】発生手段３１は、これら励起光のうちの１
個の励起光に対しては第１ＷＤＭ方式光信号のうちの特
定の波長の光信号に４光波混合を生じさせる。この発生
手段３１で生じた光信号は、発生手段３１の後段に設け
た分岐手段３２で取り出される。一方、分岐手段３２か
ら射出された第１ＷＤＭ方式光信号は、分岐手段３２の
後段に設けた遮断透過手段３４に入射される。遮断透過
手段３４は、第１ＷＤＭ方式光信号から複数の励起光に
よって４光波混合を起こす光信号を遮断して取り除かれ
た第２ＷＤＭ方式光信号を射出する。

【００４２】射出された第２ＷＤＭ方式光信号は、遮断
透過手段３４の後段に設けた挿入手段３５に入射され
る。挿入手段３５は、遮断透過手段３４で遮断された光
信号と同じ波長の光信号を第２ＷＤＭ方式光信号に挿入
する。そして、制御手段３３は、複数の励起光の中から
所定の励起光を発生させる。このように請求項６に記載
の発明にかかる光分岐装置では、上述の［式８］および
［式９］を満たす発生手段３１によって、第１ＷＤＭ方
式光信号から取り出すべき光信号のみに４光波混合を起
こさせる。このため、請求項６に記載の発明にかかる光
分岐装置５では、所定の励起光によって、任意の波長で
かつ複数の光信号を分岐することができる。

【００４３】一方、請求項７に記載の発明にかかるＯＡ
ＤＭ６では、透過遮断手段３４によって、分岐手段３２
で取り出された４光波混合光を生成する元になった光信
号を第１ＷＤＭ方式光信号から取り除き、第１ＷＤＭ方
式光信号に光信号を挿入するための「空き」を作る。そ
して、挿入手段３５でこの「空き」に挿入すべき光信号
を挿入する。このため、請求項７に記載の発明にかかる
ＯＡＤＭ６では、所定の励起光によって、任意の波長で
かつ複数の光信号を分岐・挿入することができる。

【００４４】（請求項８）請求項８に記載の発明では、
請求項２、請求項４、請求項５および請求項７のいずれ
か１項に記載のＯＡＤＭにおいて、分岐手段１２、２
２、３２から取り出された光信号を受信・処理する光受
信手段と、挿入手段１５、２５、３５で挿入される光信
号を生成する光送信手段とをさらに備えて構成される。

【００４５】以下、図面に基づいて本発明における実施
の形態を説明する。

【００４６】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態の構成）第１の
実施形態におけるＯＡＤＭは、請求項１ないし請求項
４、および、請求項８に記載の発明に対応する実施形態
である。

【００４７】図５は、第１の実施形態におけるＯＡＤＭ
の構成を示す図である。図６は、第１の実施形態のＯＡ
ＤＭにおける各箇所の光スペクトルを示す図である。図
７は、第１の実施形態のＯＡＤＭにおいて４光波混合を
生じさせる光ファイバの波長分散特性を示す図である。

【００４８】なお、図６の横軸は、角周波数（波長）で
ある。図７の縦軸は、ｐｓ／μｍ／ｋｍ単位で表示した
波長分散であり、横軸は、μｍ単位で表示した波長であ
る。第１の実施形態におけるＯＡＤＭは、３２波のＷＤ
Ｍ方式光信号のうちから任意の１個のｃｈを分岐・挿入
するものである。図５において、前のノードから伝送さ
れた３２波のＷＤＭ方式光信号は、カプラ５２の一方の
入射ポートに入射される。一方、後述する制御回路６５
によって発振角周波数を制御されるチューナブルレーザ
（以下、「ＴＬＤ」と略記する。）５０によって発生し
たレーザ光は、１．５５μｍ帯域の光を増幅するエルビ
ウム添加光ファイバ増幅器（erbium doped fiber ampli
fier、以下、「ＥＤＦＡ」と略記する。）５１で増幅さ
れて、カプラ５２の他方の入射ポートに入射される。Ｔ
ＬＤ５０は、駆動電流（注入電流）を制御することによ
って発振波長（発振角周波数）が変化する可変波長ブラ
ッグ反射型半導体レーザである。

【００４９】カプラ５２に入射されたＷＤＭ方式光信号
とレーザ光とは、このカプラ５２で合波されて光ファイ
バ５３に入射される。光ファイバ５３は、図７に示す波
長分散特性を持つ光ファイバ、すなわち、約１．５７μ
ｍないし約１．６０μｍで波長分散が低分散の分散フラ
ット光ファイバ（dispersion-flattend fiber ）であ
る。この光ファイバ５３でＷＤＭ方式光信号は、レーザ
光によって４光波混合を起こす。

【００５０】光ファイバ５３から射出された励起光、Ｗ
ＤＭ方式光信号および４光波混合によって生じたＷＤＭ
方式光信号は、誘電体多層膜フィルタのカプラ５４に入
射される。カプラ５４は、ＷＤＭ方式光信号を含む波長
帯域と励起光および４光波混合によるＷＤＭ方式光信号
を含む波長帯域とに分離する。カプラ５４で分離したＷ
ＤＭ方式光信号は、何も接続されていない射出ポートへ
射出され、破棄される。一方、カプラ５４で分離した励
起光および４光波混合によるＷＤＭ方式光信号は、３つ
のポートＴ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を備えるＯＣ５５のＴ1 に入
射される。

【００５１】このＯＣ５５は、ポートＴ1 から入射され
た光は、ポートＴ2 に射出され、ポートＴ2 から入射さ
れた光は、ポートＴ3 に射出され、そして、ポートＴ3
から入射された光は、ポートＴ1 に射出される。後述す
るＯＣ６１も同様である。ＯＣ５５のポートＴ1 に入射
された４光波混合によるＷＤＭ方式光信号は、ポートＴ
2 から射出され、反射型光フィルタ５８に入射される。
反射型光フィルタ５８は、ＦＢＧであり、角周波数ωr
（波長λr ）の光信号のみを反射し、残余の光信号を透
過させる。すなわち、反射波長の中心がλr に設定さ
れ、反射波長帯域が４光波混合によるＷＤＭ方式光信号
のチャネル波長間隔に設定される。

【００５２】反射型光フィルタ５８で反射された角周波
数ωr の光信号は、再びＯＣ５５のポートＴ2 に入射さ
れ、ポートＴ3 から射出される。ポートＴ3 から射出さ
れた角周波数ωr の光信号は、ＥＤＦＡ５６で増幅さ
れ、光信号を受信・処理する分岐光信号受信回路５７に
入射される。分岐光信号受信回路５７は、分岐された角
周波数ωr の光信号を復調して情報を取り出す、あるい
は、この分岐光信号受信回路５７に接続される別の光ネ
ットワーク（図５に不図示）に光信号を送出する。

【００５３】また、反射型光フィルタ５８を透過した４
光波光混合によるＷＤＭ方式光信号（角周波数ωr の光
信号を含まない。）および励起光は、ＯＣ６１のポート
Ｔ1に入射される。

【００５４】一方、このノードで挿入すべき光信号を生
成する挿入光信号生成回路５９によって生成された角周
波数ωr の光信号は、ＥＤＦＡ６０に入射され、このＥ
ＤＦＡ６０で増幅される。この挿入光信号生成回路５９
は、例えば、角周波数ωr のレーザ光を発振する半導体
レーザとこの半導体レーザからのレーザ光を伝送すべき
情報で変調するマッハツェンダー形光変調器（Mach-Zen
der interferometer type optical modulator ）などと
から構成することができる。

【００５５】ＥＤＦＡ６０で増幅された角周波数ωr の
光信号は、ＯＣ６１のポートＴ3 に入射され、ポートＴ
1 を介して反射型光フィルタ５８に入射される。そし
て、角周波数ωr の光信号は、反射型光フィルタ５８で
反射され、再びＯＣ６１のポートＴ1 に入射される。Ｏ
Ｃ６１のポートＴ1 に入射した４光波光混合によるＷＤ
Ｍ方式光信号（角周波数ωr の光信号を含まない。）お
よび励起光と角周波数ωr の光信号とは、波長多重され
てＯＣ６１のポートＴ2 を介して光ファイバ６２へ射出
される。

【００５６】光ファイバ６２は、励起光によって４光波
混合によるＷＤＭ方式光信号（ωrの光信号を含む。）
に再び４光波混合を起こし、再４光波混合によるＷＤＭ
方式光信号を生成する。光ファイバ６２から射出された
４光波混合によるＷＤＭ方式光信号（角周波数ωr の光
信号を含む。）と再４光波混合によるＷＤＭ方式光信号
は、光フィルタ６３に入射される。

【００５７】光フィルタ６３は、ＷＤＭ方式光信号（角
周波数ωr の光信号を含む。）を遮断するとともに再４
光波混合によるＷＤＭ方式光信号を透過させる誘電体多
層膜フィルタである。光フィルタ６３から射出された再
４光波混合によるＷＤＭ方式光信号は、ＥＤＦＡ６４に
よって増幅され、次のノードへ伝送される。

【００５８】（本発明と第１の実施形態との対応関係）
請求項１および請求項３に記載の発明と第１の実施形態
との対応関係については、発生手段は光ファイバ５３に
対応し、分岐手段はＯＣ５５および反射型光フィルタ５
８に対応し、制御手段は制御回路６５に対応する。請求
項２および請求項４に記載の発明と第１の実施形態との
対応関係については、発生手段は光ファイバ５３に対応
し、分岐手段はＯＣ５５および反射型光フィルタ５８に
対応し、挿入手段は反射型光フィルタ５８およびＯＣ６
１に対応し、逆発生手段は光ファイバ６２に対応し、遮
断手段はカプラ５４に対応し、制御手段は制御回路６５
に対応する。

【００５９】請求項８に記載の発明と第１の実施形態と
の対応関係については、光受信手段は分岐光信号受信回
路５７に対応し、光送信手段は挿入光信号生成回路５９
に対応する。 （第１の実施形態の作用効果）このような構成のＯＡＤ
Ｍにおいて、３２波のＷＤＭ方式光信号からｃｈｓ（角
周波数ωs 、波長λs 、ｓは１≦ｓ≦３２の整数）を分
岐・挿入する場合について、その作用効果を説明する。

【００６０】第１の実施形態においては、反射型光フィ
ルタ５８の反射波長λr （角周波数ωr ）によって分岐
・挿入する光の波長（角周波数）が決定される。このた
め、前述の原理で説明したように、ｃｈｓの光から４光
波混合によって生じる光の角周波数ωs#を反射型光フィ
ルタ５８の角周波数ωr に一致させる必要がある。よっ
て、制御回路６５は、ｃｈｓの光を分岐・挿入するため
には、ＴＬＤ５０が発振するレーザ光の角周波数ωp を
［式６］に従い、 ωp＝ωps＝（ωs ＋ωr ）／２ ・・・ ［式１０ ］ となるようにＴＬＤ５０の駆動電流を制御すればよい。

【００６１】例えば、ｃｈ１を分岐・挿入する場合に
は、ωp ＝ωp1＝（ω1 ＋ωr ）／２とし、ｃｈ５を分
岐・挿入する場合には、ωp ＝ωp5＝（ω5 ＋ωr ）／
２とすればよい。具体的な数値としては、３２波のＷＤ
Ｍ方式光信号を波長１．５３μｍ〜１．５６μｍの帯域
に０．８ｎｍ間隔で配置した場合に、ＴＬＤ５０として
波長１．５８±０．０１μｍを使用して励起光を波長
１．５８μｍ〜１．６１μｍの範囲で変更する。そし
て、この励起光によってＷＤＭ方式光信号を波長１．６
２μｍ〜１．６５μｍの帯域に４光波混合による光信号
を生成する。この場合には、光フィルタ６３は、波長
１．６１μｍの光を遮断するように設定すればよい。

【００６２】このように制御回路６５は、分岐・挿入す
べきｃｈに応じて［式１０］に従いＴＬＤ５０の駆動電
流を制御する。ＴＬＤ５０は、駆動電流により［式１
０］に従う角周波数ωpsのレーザ光を発振し、このレー
ザ光は、ＥＤＦＡ５１で増幅されてカプラ５２に入射さ
れる。ＥＤＦＡ５１の利得は、光ファイバ５３および光
ファイバ６２で４光波混合を起こすのに充分な利得であ
る。ここで、ＥＤＦＡ５１は、１個の光ファイバ増幅器
では、充分な利得が得られない場合には、充分な利得が
得られるように光ファイバ増幅器を数段カスケードした
増幅器とすればよい。

【００６３】図５に示す箇所ａにおける前のノードから
このノードに入射される光は、図６（ａ）に示すよう
に、角周波数ω1 〜ω32の３２個の光信号（ＷＤＭ方式
光信号）である。この３２個の光信号は、角周波数ωps
のレーザ光とカプラ５２で合波され、光ファイバ５３に
入射される。そして、３２個の光信号は、光ファイバ５
３中で、角周波数ωpsのレーザ光によって［式１］に従
う４光波混合を起こされる。このため、図５に示す箇所
ｂにおける光ファイバ５３の射出端の光は、図６（ｂ）
に示すように、角周波数ω1 〜ω32の３２個の光信号、
角周波数ωpsのレーザ光および角周波数ω1#〜ω32# の
３２個の４光波混合による光信号である。ここで、４光
波混合による各光信号は、それぞれ元の光信号と同一の
情報を含む。

【００６４】これらの光信号は、カプラ５４で角周波数
ω1 〜ω32の３２個の光信号を除去され、角周波数ωps
のレーザ光および角周波数ω1#〜ω32# の３２個の４光
波混合による光信号のみがＯＣ５５のポートＴ1 に入射
される。ポートＴ1 に入射されたこれらの光は、ポート
Ｔ2 から射出され、反射型光フィルタ５８に入射され
る。そして、反射型光フィルタ５８でこれらの光のうち
から反射型光フィルタ５８の反射波長λr の波長の光
（角周波数ωs の光）は、反射され、残余の光は、透過
されてＯＣ６１のポートＴ1 に入射される。すなわち、
レーザ光の角周波数は、［式１０］を満たすように制御
されるためωr ＝ωs#であるから、反射型光フィルタ５
８で角周波数ωs#の光信号が反射される。

【００６５】反射された角周波数ωs#の光信号は、ＯＣ
５５のポートＴ2 からポートＴ3 に射出され、ＥＤＦＡ
５６を介して分岐光信号受信回路５７で、受信・処理さ
れる。ＥＤＦＡ５６で角周波数ωs#の光信号を増幅する
のは、分岐光信号受信回路５７で受信・処理に必要な光
パワーを確保するためである。ここで、角周波数ωs#の
光信号は、ｃｈｓの光信号と同一の情報を含むので、こ
の角周波数ωs#の光信号を受信・処理することは、ｃｈ
ｓを受信・処理することに相当する。

【００６６】したがって、第１の実施形態におけるＯＡ
ＤＭは、制御回路６５、ＴＬＤ５０、ＥＤＦＡ５１、カ
プラ５２、光ファイバ５３、ＯＣ５５および反射型光フ
ィルタ５８によってｃｈｓを分岐することができ、ＥＤ
ＦＡ５６および分岐光信号受信回路５７でｃｈｓを受信
・処理することができる。また、反射型光フィルタ５８
で角周波数ωs#の光信号が除去されるから、図５に示す
箇所（ｃ）における光は、図６（ｃ）に示すように、角
周波数ωpsのレーザ光および角周波数ω1#〜ω32# から
角周波数ωs#を除いた３１個の４光波混合による光信号
である。これら３１個の光信号は、ＯＣ６１のポートＴ
1 に入射される。

【００６７】一方、挿入光信号生成回路５９で生成され
た角周波数ωs#の光信号は、ＥＤＦＡ６０で３１個の光
信号の光パワーと合わせるために増幅されて、ＯＣ６１
のポートＴ3 に入射される。この生成された角周波数ω
s#の光信号は、ＯＣ６１のポートＴ1 から射出され、ω
r ＝ωs#であるから反射型光フィルタ５８で反射され
て、再びＯＣ６１のポートＴ1 に入射される。

【００６８】ＯＣ６１のポートＴ1 に入射された３１個
の光信号と生成された角周波数ωs#の光信号とは、ＯＣ
６１で波長多重されて、ポートＴ2 から射出される。こ
のため、図５に示す箇所ｄの光は、図６（ｄ）に示すよ
うに、角周波数ωpsのレーザ光および角周波数ω1#〜ω
32# の３２個の４光波混合による光信号であり、生成さ
れた角周波数ωs#の光信号は、４光波混合後のｃｈｓに
対応する位置に挿入される。

【００６９】この角周波数ω1#〜ω32# の３２個の光信
号は、光ファイバ６２に入射される。そして、３２個の
光信号は、光ファイバ６２中で、角周波数ωpsのレーザ
光によって［式１］に従う４光波混合を再び起こされ
る。このため、図５に示す箇所ｅにおける光ファイバ６
２の射出端の光は、図６（ｅ）に示すように、角周波数
ω1#〜ω32# の３２個の光信号、角周波数ωpsのレーザ
光および角周波数ω1$〜ω32$ の３２個の４光波混合に
よる光信号である。

【００７０】ここで、［式１］より、 ω1$＝ω1、ω2$＝ω2、・・、ω31$＝ω31、ω32$＝ω32 ・・・［式１１］ が成立する。そして、各角周波数ω1$〜ω32$ の３２個
の光信号は、それぞれ角周波数ω1#〜ω32# の３２個の
光信号と同一の情報を含むから、結局、各角周波数ω1$
〜ω32$ の３２個の光信号は、それぞれ角周波数ω1 〜
ω32の３２個の光信号と同一の情報を含む。

【００７１】光ファイバ６２から射出された角周波数ω
1#〜ω32# の３２個の光信号、角周波数ωpsのレーザ光
および角周波数ω1$〜ω32$ の３２個の光信号は、光フ
ィルタ６３に入射され、光フィルタ６３でこれらのなか
から角周波数ω1#〜ω32# の３２個の光信号および角周
波数ωpsのレーザ光が遮断される。このため、図５に示
す箇所ｆの光フィルタ６３の射出端における光は、図６
（ｆ）に示すように角周波数ω1$〜ω32$ の３２個の光
信号、すなわち、角周波数ω1 〜ω32の３２波のＷＤＭ
方式光信号である。

【００７２】こうしてｃｈｓに新たな情報を含む光信号
が挿入され他のｃｈにはこのノードに入射前の情報が維
持された３２波のＷＤＭ方式光信号が次のノードへ射出
される。したがって、第１の実施形態におけるＯＡＤＭ
は、制御回路６５、ＴＬＤ５０、ＥＤＦＡ５１、カプラ
５２、ＯＣ６１、反射型光フィルタ５８、光ファイバ６
２および光フィルタ６３によってｃｈｓを挿入すること
ができ、ＥＤＦＡ６０および挿入光信号生成回路５９で
ｃｈｓを生成することができる。

【００７３】また、第１の実施形態におけるＯＡＤＭ
は、上述のように分岐・挿入するｃｈの変更が励起光の
波長λp の変更によって行われるため、作製の容易な反
射波長固定の反射型光フィルタを使用することができる
という利点がある。さらに、第１の実施形態におけるＯ
ＡＤＭは、上述のように分岐・挿入するｃｈの変更が励
起光の波長λp の変更によって行われるため、励起光の
波長λp の精度を高めることが重要である。制御回路６
５によるＴＬＤ５０の発振波長の安定化が不十分な場合
には、ＴＬＤ５０の発振波長を固定するマルチ波長ロッ
カーをＥＤＦＡ５１の前後のいずれか一方に設けるのが
好適である。

【００７４】次に、別の実施形態について説明する。 （第２の実施形態の構成）第２の実施形態におけるＯＡ
ＤＭは、請求項５および請求項８に記載の発明に対応す
る実施形態である。図８は、第２の実施形態におけるＯ
ＡＤＭの構成を示す図である。

【００７５】図９は、第２の実施形態のＯＡＤＭにおけ
る各箇所の光スペクトルを示す図である。図１０は、第
２の実施形態のＯＡＤＭにおいて４光波混合を生じさせ
る光ファイバの波長分散特性とその角周波数伝搬定数特
性を示す図である。

【００７６】なお、図９の横軸は、角周波数（波長）で
ある。図１０（ａ）の縦軸は、波長分散であり、横軸
は、波長である。また、図１０（ｂ）の縦軸は、伝搬定
数であり、横軸は、波長である。第２の実施形態におけ
るＯＡＤＭは、８波のＷＤＭ方式光信号のうちから任意
のｃｈを分岐・挿入するものである。

【００７７】図８において、前のノードから伝送された
８波のＷＤＭ方式光信号は、ＥＤＦＡ９２に入射され、
増幅後にＷＤＭカプラ７３の一方の入射ポートに入射さ
れる。一方、後述する制御回路８０によってそれぞれ発
振角周波数を制御される８個のＴＬＤ７０によって発生
したレーザ光は、ＷＤＭカプラ７１に入射され、合波さ
れる。合波されたレーザ光は、光ファイバ増幅器（以
下、「ＦＡ」と略記する。）７２で増幅されて、ＷＤＭ
カプラ７３の他方の入射ポートに入射される。各ＴＬＤ
７０は、駆動電流（注入電流）を制御することによって
発振波長（発振角周波数）が変化する可変波長ブラッグ
反射型半導体レーザである。

【００７８】これらＴＬＤ７０、ＷＤＭカプラ７１およ
びＥＤＦＡ７２から励起光源９５が構成される。ここ
で、各ＴＬＤ７０の発振波長は、ＷＤＭ方式光信号の各
光信号に対して［式８］および［式９］を満たす必要が
ある。このため、制御回路８０による各ＴＬＤ７０の発
振波長の安定化が不十分な場合には、各ＴＬＤ７０の発
振波長を固定する波長ロッカーをＷＤＭカプラ７１と各
ＴＬＤ７０との間にそれぞれ設けるのが好適である。

【００７９】ＷＤＭカプラ７３に入射されたＷＤＭ方式
光信号と励起光であるレーザ光とは、このＷＤＭカプラ
７３で合波されて光ファイバ７４に入射される。光ファ
イバ７４は、図１０に示す波長分散特性を持つ光ファイ
バである。すなわち、図１０（ａ）に示すように、光フ
ァイバ７４の波長分散角周波数特性は、極大値を有し、
その極大値を中心角周波数として波長分散が非対称であ
る。さらに、この非対称性は、光ファイバ７４の特性を
伝搬定数角周波数特性で表すと、図１０（ｂ）に示すよ
うに、角周波数ωx 、伝搬定数βx の光に対して角周波
数ωpx、伝搬定数βpxの励起光を作用させることにより
発生する４光波混合光の角周波数、伝搬定数をそれぞれ
ωx#、βx#とすると、これらの間には、上述の［式８］
および［式９］が同時に成立する関係にある。

【００８０】なお、図１０（ｂ）には、一例として、角
周波数ωs 、ωt 、ωu の各光に対してそれぞれに対応
する角周波数ωps、ωpt、ωpuの励起光を作用させるこ
とにより発生する角周波数ωs#、ωt#、ωu#の各４光波
混合光を示す。図８に戻って、この光ファイバ７４でＷ
ＤＭ方式光信号は、励起光であるレーザ光によって４光
波混合を起こす。

【００８１】光ファイバ７４から射出された励起光、Ｗ
ＤＭ方式光信号および４光波混合によって生じたＷＤＭ
方式光信号は、誘電体多層膜フィルタのＷＤＭカプラ７
５に入射される。一方、レーザ光を発光する半導体レー
ザ（以下、「ＬＤ」と略記する。）８０-1からのレーザ
光は、ＥＤＦＡ８２-2に入射される。ＬＤ８１-1の発振
波長は、ＷＤＭ方式光信号のｃｈ１の波長λ1 に対応す
る。ＥＤＦＡ８２-2で増幅されたレーザ光は、光フィル
タ８３-1に入射される。光フィルタ８３-1は、ＦＢＧで
あり、その中心反射波長は、ｃｈ１の波長である波長λ
1 に設定され、反射率は、低反射率に設定される。一般
に、ＬＤは、発振波長として設計された波長を中心に多
モード発振するが、このような光フィルタ８３-1を使用
することによりＬＤ８１-1の発振波長を波長λ1 の単一
モード発振に安定させることができる。このため、光フ
ィルタ８３-1に接続される光変調器８４-1に波長λ1 の
レーザ光のみを供給することができる。光変調器８４-1
は、その駆動を制御回路８０によって制御される間接変
調のマッハツェンダー形光変調器である。光変調器８４
-1に入射されたレーザ光は、送出すべき情報で変調され
て光信号としてＷＤＭカプラ８５に入射される。

【００８２】このようなＬＤ８１-1、ＥＤＦＡ８２-1、
光フィルタ８３-1および光変調器８４-1から構成される
光回路をｃｈ２ないしｃｈ８について同様な構成で光回
路を構成する。これら各ｃｈの光回路におけるＬＤ８１
-2〜８０-8および光フィルタ８３-2〜８０-8は、それぞ
れ対応するｃｈの波長に合わせてその発振波長および中
心反射波長が設計される。

【００８３】これらＬＤ８１、ＥＤＦＡ８２、光フィル
タ８３、光変調器８４、ＷＤＭカプラ８５およびＥＤＦ
Ａ８６から挿入光信号生成回路９６が構成される。各光
変調器８４から射出された各ｃｈは、ＷＤＭカプラ８５
に入射され、合波されてこのＯＡＤＭで挿入されるべき
光信号となる。この光信号は、ＥＤＦＡ８６に入射さ
れ、増幅されてＷＤＭカプラ７５に入射される。

【００８４】ＷＤＭカプラ７５は、前述の光ファイバ７
４からの励起光、ＷＤＭ方式光信号および４光波混合に
よって生じたＷＤＭ方式光信号の中からＷＤＭ方式光信
号をＥＤＦＡ８７へ分波するとともに、ＥＤＦＡ８６か
らの挿入されるべき光信号を励起光および４光波混合に
よって生じたＷＤＭ方式光信号に合波する。合波された
励起光、４光波混合によって生じたＷＤＭ方式光信号お
よび挿入されるべき光信号は、光ファイバ７４と同様な
波長分散角周波数特性を持つ光ファイバ７６に入射さ
れ、励起光によって４光波混合によるＷＤＭ方式光信号
に再び４光波混合を起こし、再４光波混合によるＷＤＭ
方式光信号を生成する。

【００８５】光ファイバ７６から射出された励起光、４
光波混合によって生じたＷＤＭ方式光信号、挿入される
べき光信号および再４光波混合によるＷＤＭ方式光信号
は、光フィルタ７８に入射される。光フィルタ７８は、
励起光と４光波混合によって生じたＷＤＭ方式光信号と
を遮断するともに挿入されるべき光信号と再４光波混合
によるＷＤＭ方式光信号とを透過させる誘電体多層膜フ
ィルタである。

【００８６】光フィルタ７８から射出された再４光波混
合によるＷＤＭ方式光信号は、ＥＤＦＡ９３によって増
幅され、次のノードへ伝送される。一方、ＷＤＭカプラ
７５で分離されたＷＤＭ方式光信号は、ＥＤＦＡ８７に
入射され増幅される。増幅されたＷＤＭ方式光信号は、
光を８つに分岐する１×８カプラ８８に入射される。分
岐した各ＷＤＭ方式光信号は、それぞれ光フィルタ８９
-1〜８９-8に入射される。

【００８７】光フィルタ８９-1は、中心波長をｃｈ１の
波長に設定された帯域通過光フィルタである。光フィル
タ８９-1から射出されたｃｈ１は、ＥＤＦＡ９０-1で増
幅され、光受信器９１-1に入射される。光受信器９１-1
は、制御回路８０によって制御され、受信したｃｈ１を
復調して情報を取り出す、あるいは、この光受信器９１
-1に接続される別の光ネットワーク（図８に不図示）に
ｃｈ１を送出する。

【００８８】このような光フィルタ８９-1、ＥＤＦＡ９
０-1および光受信器９１-1から構成される光回路をｃｈ
２ないしｃｈ８について同様な構成で光回路を構成す
る。これら各ｃｈの光回路における光フィルタ８９-2〜
８９-8は、対応するｃｈの波長に合わせてその通過帯域
が設計される。これらＥＤＦＡ８７、１×８カプラ８
８、光フィルタ８９、ＥＤＦＡ９０および光受信器９１
から分岐光信号受信回路９７が構成される。

【００８９】（本発明と第２の実施形態との対応関係）
請求項５に記載の発明と第２の実施形態との対応関係に
ついては、発生手段は光ファイバ７４に対応し、分岐手
段はＷＤＭカプラ７５に対応し、挿入手段はＷＤＭカプ
ラ７５に対応し、逆発生手段は光ファイバ７６に対応
し、制御手段は制御回路８０に対応する。

【００９０】請求項８に記載の発明と第２の実施形態と
の対応関係については、光受信手段は分岐光信号受信回
路９７に対応し、光送信手段は挿入光信号生成回路９６
に対応する。 （第２の実施形態の作用効果）このような構成のＯＡＤ
Ｍにおいて、８波のＷＤＭ方式光信号から、例えば、ｃ
ｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６を分岐・挿入する場合につい
て、その作用効果を説明する。

【００９１】第２の実施形態においては、制御回路８０
は、８個のＴＬＤ７０の中から分岐・挿入されずに通過
するｃｈの個数に等しい個数のＴＬＤ７０を選択する。
この例では、ｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６を分岐・挿入
するので、５個のＴＬＤ７０、例えば、ＴＬＤ７０-1〜
７０-5を選択する。そして、制御回路８０は、これら５
個のＴＬＤ７０にｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ４、ｃｈ７およ
びｃｈ８に４光波混合を生じさせる波長λp1、λp2、λ
p4、λp7、λp8（角周波数ωp1、ωp2、ωp4、ωp7、ω
p8）の励起光をそれぞれ発振させる。

【００９２】ここで、発振した各励起光は、ＷＤＭカプ
ラ７１で合波されるため、各波長λp1、λp2、λp4、λ
p7、λp8をＴＬＤ７０-1〜７０-5にどのように割り当て
てもよい。例えば、ＴＬＤ７０-1には波長λp1を、ＴＬ
Ｄ７０-2には波長λp2を、ＴＬＤ７０-3には波長λp4
を、ＴＬＤ７０-4には波長λp7を、そして、ＴＬＤ７０
-5には波長λp8を割り当ててもよく、あるいは、ＴＬＤ
７０-1には波長λp2を、ＴＬＤ７０-2には波長λp4を、
ＴＬＤ７０-3には波長λp7を、ＴＬＤ７０-4には波長λ
p8を、そして、ＴＬＤ７０-5には波長λp1を割り当てて
もよい。この組合せは、任意である。

【００９３】ＷＤＭカプラ７１で合波された角周波数ω
p1、ωp2、ωp4、ωp7、ωp8の励起光は、ＦＡ７２で増
幅されてＷＤＭカプラ７３に入射される。ＦＡ７２の利
得は、光ファイバ７４および光ファイバ７６で４光波混
合を起こすのに充分な利得である。図８に示す箇所ａに
おける前のノードからこのノードに入射される光は、図
９（ａ）に示すように、角周波数ω1 〜ω8 の８個の光
信号（ＷＤＭ方式光信号）である。

【００９４】この８個の光信号は、角周波数ωp1、ωp
2、ωp4、ωp7、ωp8の励起光とＷＤＭカプラ７３で合
波され、光ファイバ７４に入射される。そして、８個の
光信号は、光ファイバ７４中で、角周波数ωp1、ωp2、
ωp4、ωp7、ωp8の励起光によって［式８］および［式
９］に従う４光波混合を起こされる。このため、図８に
示す箇所ｂにおける光ファイバ７４の射出端の光は、図
９（ｂ）に示すように、角周波数ω1 〜ω8 の８個の光
信号、角周波数ωp1、ωp2、ωp4、ωp7、ωp8の励起光
および角周波数ω1#、ω2#、ω4#、ω7#、ω8#の５個の
４光波混合による光信号である。ここで、４光波混合に
よる各光信号は、それぞれ元の光信号と同一の情報を含
む。

【００９５】これらの光信号のうちの角周波数ω1 〜ω
8 の８個の光信号は、ＷＤＭカプラ７５で分離されて分
岐光信号受信回路９７に入射される（図９（ｃ））。さ
らに、これらの光信号のうちの角周波数ωp1、ωp2、ω
p4、ωp7、ωp8の励起光および角周波数ω1#、ω2#、ω
4#、ω7#、ω8#の５個の４光波混合による光信号は、挿
入光信号生成回路９６で生成されたｃｈ３、ｃｈ５およ
びｃｈ６の光信号（角周波数ω3\、ω5\、ω6\）とＷＤ
Ｍカプラ７５で合波される。このため、図８に示す箇所
ｄにおけるＷＤＭカプラ７５と光ファイバ７６との間で
は、図９（ｄ）に示すように、角周波数ωp1、ωp2、ω
p4、ωp7、ωp8の励起光、角周波数ω1#、ω2#、ω4#、
ω7#、ω8#の５個の４光波混合による光信号および角周
波数ω3\、ω5\、ω6\の挿入すべきｃｈ３、ｃｈ５およ
びｃｈ６の光信号である。

【００９６】なお、角周波数ω1 〜ω8 の光信号の分離
と角周波数ω3\、ω5\、ω6\の光信号の合波とは、カプ
ラ７５中で同時に起こるため、図８には、図９（ｃ）に
示す状態の箇所を示していない。これらの光信号は、光
ファイバ７６に入射される。そして、角周波数ω1#、ω
2#、ω4#、ω7#、ω8#の５個の４光波混合による光信号
は、光ファイバ７６で角周波数ωp1、ωp2、ωp4、ωp
7、ωp8の励起光によって［式８］および［式９］に従
う４光波混合を再び起こされる。ここで、角周波数ω3
\、ω5\、ω6\の挿入すべきｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ
６の光信号は、［式８］および［式９］を満たさないた
め、４光波混合を起こすことはない。このため、図８に
示す箇所ｅにおける光ファイバ７６の射出端の光は、図
９（ｅ）に示すように、角周波数ω1#、ω2#、ω4#、ω
7#、ω8#の５個の４光波混合による光信号、角周波数ω
p1、ωp2、ωp4、ωp7、ωp8の励起光、角周波数ω1$、
ω2$、ω4$、ω7$、ω8$の再４光波混合による光信号お
よび角周波数ω3\、ω5\、ω6\の挿入すべき光信号であ
る。

【００９７】ここで、［式８］および［式９］より、 ω1$＝ω1、ω2$＝ω2、ω4$＝ω4、ω7$＝ω7、ω8$＝ω8 ・・・［式１２］ が成立する。そして、各角周波数ω1$、ω2$、ω4$、ω
7$、ω8$の光信号は、それぞれ角周波数ω1#、ω2#、ω
4#、ω7#、ω8#の光信号と同一の情報を含むから、結
局、各角周波数ω1$、ω2$、ω4$、ω7$、ω8$の光信号
は、それぞれ角周波数ω1 、ω2 、ω4 、ω7 、ω8 の
光信号と同一の情報を含む。

【００９８】そして、 ω3\＝ω3、ω5\＝ω5、ω6\＝ω6 ・・・ ［式１３］ であるから、ｃｈ３のグリッドにω3\が、ｃｈ５のグリ
ッドにω5\が、ｃｈ６のグリッドにω6\がそれぞれ挿入
される。光ファイバ７６から射出された４光波混合によ
る光信号、励起光、再４光波混合による光信号および挿
入された光信号は、光フィルタ７８に入射され、光フィ
ルタ７８でこれらのなかから４光波混合による光信号お
よび励起光が遮断される。このため、図８に示す箇所ｆ
の光フィルタ７８の射出端における光は、図９（ｆ）に
示すように角周波数ω1$、ω2$、ω4$、ω7$、ω8$の光
信号および角周波数ω3\、ω5\、ω6\の光信号、すなわ
ち、角周波数ω1 〜ω8 の８波のＷＤＭ方式光信号であ
る。

【００９９】こうしてｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６に新
たな情報を含む光信号が挿入され他のｃｈにはこのノー
ドに入射前の情報が維持された８波のＷＤＭ方式光信号
が次のノードへ射出される。一方、上述の挿入されるべ
きｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６は、次のように生成され
る。

【０１００】制御回路８０は、ｃｈ３に対応する光変調
器８４-3を駆動し、光変調器８４-3でＥＤＦＡ８２-3お
よび光フィルタ８３-3を介して入射されるＬＤ８１-3か
らのレーザ光を送出すべき情報で変調することによって
ｃｈ３を生成する。同様に、制御回路８０は、ＬＤ８１
-5、ＥＤＦＡ８２-5、光フィルタ８３-5および光変調器
８４-5によってｃｈ５を生成し、ＬＤ８１-6、ＥＤＦＡ
８２-6、光フィルタ８３-6および光変調器８４-6によっ
てｃｈ６を生成する。

【０１０１】ここで、ｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６を除
くｃｈについては、そのｃｈに対応する光変調器８４が
駆動されないため、各ＬＤ８１からのレーザ光は、それ
ぞれ光変調器８４で遮断され、ＷＤＭカプラ８５に入射
されることはない。なお、このＯＡＤＭで挿入すべきｃ
ｈを除くｃｈのＬＤ８１からのレーザ光を確実に遮断す
る観点から、光変調器８４とＷＤＭカプラ８５との間に
それぞれ光減衰器または光スイッチを接続してもよい。
この光減衰器または光スイッチは、制御回路８０によっ
て対応する光変調器８４と連動して、透過・遮断が制御
される。

【０１０２】生成されたｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６
は、ＷＤＭカプラ８５で合波され、ＥＤＦＡ８６で増幅
される。このようにしてＷＤＭカプラ７５に入射され
る、挿入すべきｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６の光信号が
生成される。一方、ＷＤＭカプラ７５で分離された角周
波数ω1 〜ω8 の光信号は、ＥＤＦＡ８７、１×８カプ
ラ８８、光フィルタ８９およびＥＤＦＡ９０を介して各
光受信器９１に入射される。ここで、各光受信器９１で
は、各光フィルタ８９の通過帯域がｃｈごとに設定され
るので、所定のｃｈのみ入射される。

【０１０３】制御回路８０は、このＯＡＤＭで分岐すべ
きｃｈがｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６なので、これらの
ｃｈに対応する光受信器９１-3、９１-5、９１-6からの
み出力を得て、これらのｃｈに含まれる情報を取り出
す。上述の例では、ｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６を分岐
・挿入する場合について説明したが、分岐・挿入するｃ
ｈに対応させて励起光の角周波数、光変調器８４および
光受信器９１を制御することにより、任意の個数であっ
て任意のｃｈを分岐・挿入することができる。

【０１０４】また、上述の例では、分岐するｃｈの個数
と挿入するｃｈの個数とを一致させたが、挿入するｃｈ
の個数を分岐するｃｈの個数以下にしてもよい。この場
合には、挿入されなかったｃｈのグリッドには、光信号
が存在しないことになる。以上のように、第２の実施形
態におけるＯＡＤＭは、制御回路８０、励起光源９５、
ＷＤＭカプラ７３、光ファイバ７４およびＷＤＭカプラ
７５によって任意の個数であって任意のｃｈを分岐する
ことができ、挿入光信号生成回路９６、ＷＤＭカプラ７
５、光ファイバ７６、光フィルタ７８によって任意の個
数であって任意のｃｈを挿入することができる。

【０１０５】次に、別の実施形態について説明する。 （第３の実施形態の構成）第３の実施形態におけるＯＡ
ＤＭは、請求項６ないし請求項８に記載の発明に対応す
る実施形態である。第３の実施形態と第２の実施形態と
の主な相違点は、第２の実施形態では、ＯＡＤＭを透過
するチャネルに相当する光信号に４光波混合を起こさせ
たが、第３の実施形態では、ＯＡＤＭで分岐するチャネ
ルに相当する光信号に４光波混合を起こさせる点であ
る。

【０１０６】図１１は、第３の実施形態におけるＯＡＤ
Ｍの構成を示す図である。図１２は、第３の実施形態の
ＯＡＤＭにおける各箇所の光スペクトルを示す図であ
る。第３の実施形態におけるＯＡＤＭは、８波のＷＤＭ
方式光信号のうちから任意のｃｈを分岐・挿入するもの
である。なお、第２の実施形態におけるＯＡＤＭと同一
の構成に対しては、同一の参照番号を付しその説明を省
略する。

【０１０７】図１１において、前のノードから伝送され
た８波のＷＤＭ方式光信号は、ＥＤＦＡ９２に入射さ
れ、増幅後にＷＤＭカプラ７３の一方の入射ポートに入
射される。そして、励起光源９５からのレーザ光もＷＤ
Ｍカプラ７３の他方の入射ポートに入射される。励起光
源９５は、第２の実施形態と同一の構成なので、その説
明を省略する。

【０１０８】ＷＤＭカプラ７３に入射されたＷＤＭ方式
光信号と励起光であるレーザ光とは、このＷＤＭカプラ
７３で合波されて光ファイバ７４に入射される。光ファ
イバ７４は、図１０に示す波長分散特性を持つ光ファイ
バであり、［式８］および［式９］が同時に成立する性
質を持つ。図８に戻って、この光ファイバ７４でＷＤＭ
方式光信号は、励起光であるレーザ光によって４光波混
合を起こす。

【０１０９】光ファイバ７４から射出された励起光、Ｗ
ＤＭ方式光信号および４光波混合によって生じたＷＤＭ
方式光信号は、誘電体多層膜フィルタのＷＤＭカプラ１
０１に入射される。ＷＤＭカプラ１０１は、励起光、Ｗ
ＤＭ方式光信号および４光波混合によって生じたＷＤＭ
方式光信号の中から４光波混合によって生じたＷＤＭ方
式光信号を分岐光信号受信回路９７へ分離し、励起光お
よびＷＤＭ方式光信号をリジェクションフィルタ部１０
２に入射させる。ＷＤＭカプラ１０１の遮断波長は、Ｗ
ＤＭ方式光信号の波長帯域と励起光の波長帯域とが決ま
ると、［式８］および［式９］により、４光波混合によ
って生じる光信号の波長帯域も計算されるので、励起光
の波長帯域と４光波混合によって生じる光信号の波長帯
域との間に設定すればよい。

【０１１０】分岐光信号受信回路９７は、第２の実施形
態と同一の構成なので、その説明を省略する。リジェク
ションフィルタ部１０２は、ＷＤＭカプラ１０１で分離
された４光波混合光を生成する元になった光信号をＷＤ
Ｍ方式光信号から取り除くフィルタである。

【０１１１】リジェクションフィルタ部１０２は、例え
ば、音響光学チューナブルフィルタ（acousto-optic tu
nable filter、以下、「ＡＯＴＦ」と略記する。）を使
用することができる。ＡＯＴＦは、音響光学効果により
誘起される屈折率変化により、入射光を回折効果により
分離・選択する音響光学フィルタである。この音響光学
効果を生じさせる超音波には、弾性表面波が利用され、
弾性表面波は、圧電作用を示す基板上に形成された電極
にＲＦ周波数の電圧を印加することによって生じさせ
る。このＡＯＴＦを使用することで制御回路１０４によ
ってＡＯＴＦに印加するＲＦ周波数を制御することによ
り、リジェクションフィルタ部１０２に入射されたＷＤ
Ｍ方式光信号は、ＷＤＭカプラ１０１で分離された４光
波混合光を生成する元になった光信号を取り除かれる。
なお、例えば、ｃｈ１とｃｈ２とを遮断するためには、
ｃｈ１を遮断するＲＦ周波数とｃｈ２を遮断するＲＦ周
波数とをＡＯＴＦに印加することになる。

【０１１２】また、リジェクションフィルタ部１０２
は、例えば、ＷＤＭ方式光信号のｃｈ数分だけ用意され
たＦＢＧとこれらＦＢＧを選択するスイッチとから構成
することもできる。これら各ＦＢＧは、ＷＤＭ方式光信
号のｃｈ数に合わせて本実施形態においては８個用意さ
れ、各ＦＢＧの透過中心波長は、各ｃｈ．の波長にそれ
ぞれ合わせて設定される。そして、スイッチによって、
８個のＦＢＧから遮断すべきｃｈの波長にあった透過中
心波長を持つＦＢＧを選択して順次に縦続接続する。こ
の構成で制御回路１０４によってスイッチを制御するこ
とにより、リジェクションフィルタ部１０２に入射され
たＷＤＭ方式光信号は、選択されたＦＢＧを通過するこ
とにより、ＷＤＭカプラ１０１で分離された４光波混合
光を生成する元になった光信号を取り除かれる。

【０１１３】所定のｃｈを取り除かれたＷＤＭ方式光信
号と励起光は、誘電体多層膜フィルタであるＷＤＭカプ
ラ１０３に入射される。また、挿入光信号生成回路９６
で生成された挿入すべき光信号もＷＤＭカプラ１０３に
入射される。挿入光信号受信回路９６は、第２の実施形
態と同一の構成なので、その説明を省略する。

【０１１４】ＷＤＭカプラ１０３は、所定のｃｈを取り
除かれたＷＤＭ方式光信号に挿入すべき光信号を合波す
る。ＷＤＭカプラ１０３からのＷＤＭ方式光信号と励起
光は、光フィルタ７８に入射される。光フィルタ７８
は、励起光を遮断するともにＷＤＭ方式光信号を透過さ
せる誘電体多層膜フィルタである。

【０１１５】なお、第３の実施形態では、ＷＤＭカプラ
１０３の後段に光フィルタ７８を設けたが、この構成の
他に、光フィルタ７８は、光ファイバ７４とＷＤＭカプ
ラ１０１との間、ＷＤＭカプラ１０１とリジェクション
フィルタ部１０２との間、または、リジェクションフィ
ルタ部１０２とＷＤＭカプラ１０３との間のうちのいず
れかに設ければよい。

【０１１６】光フィルタ７８から射出されたＷＤＭ方式
光信号は、ＥＤＦＡ９３によって増幅され、次のノード
へ伝送される。 （本発明と第３の実施形態との対応関係）請求項６に記
載の発明と第３の実施形態との対応関係については、発
生手段は光ファイバ７４に対応し、分岐手段はＷＤＭカ
プラ１０１に対応し、制御手段は制御手段１０４に対応
する。

【０１１７】請求項７に記載の発明と第３の実施形態と
の対応関係については、発生手段は光ファイバ７４に対
応し、分岐手段はＷＤＭカプラ１０１に対応し、遮断透
過手段はリジェクションフィルタ部１０２に対応し、挿
入手段はＷＤＭカプラ１０３に対応し、制御手段は制御
回路１０４に対応する。請求項８に記載の発明と第２の
実施形態との対応関係については、光受信手段は分岐光
信号受信回路９７に対応し、光送信手段は挿入光信号生
成回路９６に対応する。

【０１１８】（第３の実施形態の作用効果）このような
構成のＯＡＤＭにおいて、８波のＷＤＭ方式光信号か
ら、例えば、ｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６を分岐・挿入
する場合について、その作用効果を説明する。第３の実
施形態においては、制御回路１０４は、８個のＴＬＤ７
０の中から分岐・挿入する個数に等しい個数のＴＬＤ７
０を選択する。この例では、ｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ
６を分岐・挿入するので、３個のＴＬＤ７０、例えば、
ＴＬＤ７０-1〜７０-3を選択する。そして、制御回路１
０４は、これら３個のＴＬＤ７０にｃｈ３、ｃｈ５およ
びｃｈ６に４光波混合を生じさせる波長λp3、λp5、λ
p6（角周波数ωp3、ωp5、ωp6）の励起光をそれぞれ発
振させる。

【０１１９】ここで、発振した各励起光は、ＷＤＭカプ
ラ７１で合波されるため、各波長λp3、λp5、λp6をＴ
ＬＤ７０-1〜７０-3にどのように割り当ててもよい。Ｗ
ＤＭカプラ７１で合波された角周波数ωp3、ωp5、ωp6
の励起光は、ＦＡ７２で増幅されてＷＤＭカプラ７３に
入射される。ＦＡ７２の利得は、光ファイバ７４で４光
波混合を起こすのに充分な利得である。

【０１２０】図１１に示す箇所ａにおける前のノードか
らこのノードに入射される光は、図１２（ａ）に示すよ
うに、角周波数ω1 〜ω8 の８個の光信号（ＷＤＭ方式
光信号）である。

【０１２１】この８個の光信号は、角周波数ωp3、ωp
5、ωp6の励起光とＷＤＭカプラ７３で合波され、光フ
ァイバ７４に入射される。そして、８個の光信号は、光
ファイバ７４中で、角周波数ωp3、ωp5、ωp6の励起光
によって［式８］および［式９］に従う４光波混合を起
こされる。このため、図１１に示す箇所ｂにおける光フ
ァイバ７４の射出端の光は、図１２（ｂ）に示すよう
に、角周波数ω1 〜ω8 の８個の光信号、角周波数ωp
3、ωp5、ωp6の励起光および角周波数ω3#、ω5#、ω6
#の３個の４光波混合による光信号である。ここで、４
光波混合による各光信号は、それぞれ元の光信号と同一
の情報を含む。

【０１２２】これらの光信号のうちの角周波数ω3#、ω
5#、ω6#の３個の光信号は、ＷＤＭカプラ１０１で分離
されて分岐光信号受信回路９７に入射される。このた
め、図１１に示す箇所ｃでは、図１２（ｃ）に示すよう
に、角周波数ωp3、ωp5、ωp6の励起光および角周波数
ω1 〜ω8 のＷＤＭ方式光信号である。これらの光は、
制御回路１０４で制御されるリジェクションフィルタ部
１０２に入射され、角周波数ω3 、ω5 、ω6 の光信号
が取り除かれる。このため、図１１に示す箇所ｄでは、
図１２（ｄ）に示すように、ＷＤＭ方式光信号にｃｈ
３、ｃｈ５およびｃｈ６に「空き」が作られる。

【０１２３】そして、「空き」を持つＷＤＭ方式光信号
は、挿入光信号生成回路９６で生成されたｃｈ３、ｃｈ
５およびｃｈ６の光信号（角周波数ω3 、ω5 、ω6 ）
とＷＤＭカプラ７５で合波される。このため、図１１に
示す箇所ｅでは、図１２（ｅ）に示すように、角周波数
ωp3、ωp5、ωp6の励起光、角周波数ω1 〜ω8 のＷＤ
Ｍ方式光信号である。

【０１２４】これらの励起光とＷＤＭ方式光信号は、光
ファイバ７８に入射され、励起光が遮断される。このた
め、図１１に示す箇所ｆでは、図１２（ｆ）に示すよう
に角周波数ω1 〜ω8 のＷＤＭ方式光信号である。こう
してｃｈ３、ｃｈ５およびｃｈ６に新たな情報を含む光
信号が挿入され他のｃｈにはこのノードに入射前の情報
が維持された８波のＷＤＭ方式光信号が次のノードへ射
出される。

【０１２５】なお、第３の実施形態において、挿入光信
号生成回路９６および分岐光信号受信回路９７に対する
制御回路１０４の制御は、第２の実施形態と同様なの
で、その説明を省略する。また、上述の例では、分岐す
るｃｈの個数と挿入するｃｈの個数とを一致させたが、
挿入するｃｈの個数を分岐するｃｈの個数以下にしても
よい。この場合には、挿入されなかったｃｈのグリッド
には、光信号が存在しないことになる。

【０１２６】以上のように、第３の実施形態におけるＯ
ＡＤＭは、制御回路１０４、励起光源９５、ＷＤＭカプ
ラ７３、光ファイバ７４およびＷＤＭカプラ１０１によ
って任意の個数であって任意のｃｈを分岐することがで
き、制御回路１０４、挿入光信号生成回路９６、リジェ
クションフィルタ部１０２、ＷＤＭカプラ１０３および
光フィルタ７８によって任意の個数であって任意のｃｈ
を挿入することができる。

【０１２７】なお、第１の実施形態ないし第３の実施形
態においては、ＴＬＤとして可変波長ブラッグ反射型半
導体レーザを使用したがこれに限定されるものではな
い。例えば、素子温度を制御することによって発振波長
が変化する可変波長分布帰還型半導体レーザを使用して
もよい。あるいは、各励起光の角周波数に対応する複数
個の半導体レーザをアレイ状に配置して、分岐・挿入す
べきｃｈに応じてこれら複数個の半導体レーザの中から
選択的に発振させてもよい。このように各励起光の角周
波数に対応する光を選択的に供給することができる光源
を使用することができる。

【０１２８】また、ＷＤＭ方式光信号として、第１の実
施形態においては３２波を、第２の実施形態および第３
の実施形態においては８波を使用する場合について説明
したが、これに限定されるものではない。任意の多重度
のＷＤＭ方式光信号を使用することができる。

【０１２９】さらに、第１の実施形態においては、ＷＤ
Ｍ方式光信号をカプラ５４によって遮断したが、これに
限定されるものではない。例えば、ＷＤＭ方式光信号を
含む波長帯域を遮断する光フィルタを使用してもよい。
また、第２の実施形態および第３の実施形態において
は、光変調器としてマッハツェンダー形光変調器を使用
したが、これに限定されるのもではない。例えば、逆バ
イアスしたｐｎ接合部で、フランツ・ケルディッシュ効
果（Franz-Keldysh effect）により光をオン・オフする
半導体吸収形光変調器を使用してもよい。

【０１３０】さらに、第１の実施形態においては、ＴＬ
Ｄ５０によって光ファイバ５３および光ファイバ６２の
両方に励起光を供給するようにしたが、光ファイバ６２
に励起光を供給するＴＬＤをさらにもう１個設け、別々
に励起光を供給するようにしてもよい。第２の実施形態
および第３の実施形態においては、励起光源９５によっ
て光ファイバ７４および光ファイバ７６の両方に励起光
を供給するようにしたが、光ファイバ７６に励起光を供
給する励起光源をさらにもう１個設け、別々に励起光を
供給するようにしてもよい。

【０１３１】また、第１の実施形態ないし第３の実施形
態において、ＷＤＭカプラとして誘電体多層膜フィルタ
を使用したが、これに限定されるものではない。例え
ば、アレイ導波路回折格子（arrayed waveguide gratin
g ；ＡＷＧ）などの他のＷＤＭカプラを使用することが
できる。さらに、第１の実施形態ないし第３の実施形態
において、前のノードとこのノードとの伝送距離が長い
ために光信号に劣化が生じている場合には、波長分散を
補償する分散補償器を通過させた後にカプラ５２、７３
に入射させるようにすると好適である。また、このノー
ドと次のノードとの伝送距離が長いために光信号に劣化
が生じる虞がある場合には、波長分散を予め補償する分
散補償器を通過させた後に次のノードへ送出するように
すると好適である。

【０１３２】また、第１の実施形態ないし第３の実施形
態において、各光部品の接続部などで発生する反射光を
防止するため、前のノードより入射されたＷＤＭ方式光
信号が上述の処理をされて次のノードへ射出されるまで
の間のいずれの箇所に必要に応じて必要個数の光アイソ
レータを設けるようにすると好適である。

【０１３３】

【発明の効果】請求項１および請求項３に記載の発明で
は、光ファイバ中で起こる４光波混合を利用することに
より、任意の波長の１個の光信号を分岐することができ
る。

【０１３４】そして、請求項２、請求項４および請求項
８に記載の発明では、光ファイバ中で起こる４光波混合
を利用することにより、任意の波長の１個の光信号を分
岐・挿入することができる。特に、請求項２および請求
項４に記載の発明では、第１光ファイバおよび第２光フ
ァイバに所定の波長範囲において波長分散がほぼ零の光
ファイバを用いるので、４光波混合光の波長特性に偏差
がないようにすることができる。

【０１３５】また、請求項５、請求項７および請求項８
に記載の発明では、光ファイバ中で起こる４光波混合を
利用することにより、任意の波長でかつ複数の光信号を
分岐・挿入することができる。さらに、請求項６に記載
の発明では、光ファイバ中で起こる４光波混合を利用す
ることにより、任意の波長でかつ複数の光信号を分岐す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１ないし請求項４に記載の発明の原理構
成を示す図である。

【図２】４光波混合により任意の光信号を挿入・分岐す
る原理を説明するための図である。

【図３】請求項５に記載の発明の原理構成を示す図であ
る。

【図４】請求項６および請求項７に記載の発明の原理構
成を示す図である。

【図５】第１の実施形態におけるＯＡＤＭの構成を示す
図である。

【図６】第１の実施形態のＯＡＤＭにおける各箇所の光
スペクトルを示す図である。

【図７】第１の実施形態のＯＡＤＭにおいて４光波混合
を生じさせる光ファイバの波長分散特性を示す図であ
る。

【図８】第２の実施形態におけるＯＡＤＭの構成を示す
図である。

【図９】第２の実施形態のＯＡＤＭにおける各箇所の光
スペクトルを示す図である。

【図１０】第２の実施形態のＯＡＤＭにおいて４光波混
合を生じさせる光ファイバの波長分散特性とその角周波
数伝搬定数特性を示す図である。

【図１１】第３の実施形態におけるＯＡＤＭの構成を示
す図である。

【図１２】第３の実施形態のＯＡＤＭにおける各箇所の
光スペクトルを示す図である。

【図１３】従来のＯＡＤＭの構成を示す図である。

【符号の説明】

１、５ 光分岐・挿入装置 １０ ４光波混合分岐手段 １１ ４光波混合挿入手段 １２、２３ 励起光発生手段 １３、２４ 制御手段 ２０ 第１光ファイバ ２１ 分岐・挿入手段 ２２ 第２光ファイバ ２５ 光フィルタ ５０、７０ チューナブルレーザ ５３、６２、７４、７６ 光ファイバ ５４、７５、１０１、１０３ ＷＤＭカプラ ５５、６１ 光サーキュレータ ５７、９７ 分岐光信号受信回路 ５８ 反射型光フィルタ ５９、９６ 挿入光信号生成回路 ６３、７８ 光フィルタ ９５ 励起光源 １０２ リジェクションフィルタ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守谷 薫 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB12 BA01 CA15 DA10 HA31 5K002 BA05 BA21 CA05 CA13 DA02 FA01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の波長の光信号を多重した第１波長
   分割多重方式光信号と、 該第１波長分割多重方式光信号と励起光とで４光波混合
   による第２波長分割多重方式光信号を発生させる発生手
   段と、 該発生手段の後段に設けた特定の波長の光を取り出す分
   岐手段と、 前記励起光の波長を制御する制御手段とを設けたことを
   特徴とする光分岐装置。
2. 【請求項２】 複数の波長の光信号を多重した第１波長
   分割多重方式光信号と、 該第１波長分割多重方式光信号と励起光とで４光波混合
   による第２波長分割多重方式光信号を発生させる発生手
   段と、 該発生手段の後段に設けた特定の波長の光を取り出す分
   岐手段と、 該分岐手段の後段に設けた前記特定の波長と同じ波長の
   光信号を挿入する挿入手段と、 該挿入手段の後段に設け、前記光信号を挿入された前記
   第２波長分割多重方式光信号と前記励起光とで４光波混
   合による第３波長分割多重方式光信号を発生させる逆発
   生手段と、 前記分岐手段の前段または後段のいずれか一方に設けた
   前記第１波長分割多重方式光信号を遮断する遮断手段
   と、 前記励起光の波長を制御する制御手段とを設けたことを
   特徴とする光分岐・挿入装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の光分岐装置において、 前記発生手段は、前記励起光の波長範囲において波長分
   散がほぼ零である光ファイバであることを特徴とする光
   分岐装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の光分岐・挿入装置にお
   いて、 前記発生手段は、前記励起光の波長範囲において波長分
   散がほぼ零である光ファイバであることを特徴とする光
   分岐・挿入装置。
5. 【請求項５】 複数の波長の光信号を多重した第１波長
   分割多重方式光信号と、 複数の励起光と、 前記第１波長分割多重方式光信号と前記励起光とが入射
   され、前記励起光のうちの１個の励起光に対しては前記
   第１波長分割多重方式光信号のうちの特定の波長の光信
   号に４光波混合を生じさせて第２波長分割多重方式光信
   号を発生する発生手段と、 該発生手段の後段に設けた前記第１波長分割多重方式光
   信号を取り出す分岐手段と、 該分岐手段の後段に設けた前記発生手段で励起光と４光
   波混合を起こした波長と同じ波長の光信号を前記第２波
   長分割多重方式光信号に挿入する挿入手段と、 該挿入手段の後段に設け、前記光信号を挿入された前記
   第２波長分割多重方式光信号と前記励起光とで４光波混
   合による第３波長分割多重方式光信号を発生させる逆発
   生手段と、 前記複数の励起光の中から所定の励起光を発生させる制
   御手段とを設けたことを特徴とする光分岐・挿入装置。
6. 【請求項６】 複数の波長の光信号を多重した第１波長
   分割多重方式光信号と、 複数の励起光と、 前記励起光のうちの１個の励起光に対しては前記第１波
   長分割多重方式光信号のうちの特定の波長の光信号に４
   光波混合を生じさせる発生手段と、 該発生手段の後段に設けた該発生手段で生じた光信号を
   取り出す分岐手段と、 前記複数の励起光の中から所定の励起光を発生させる制
   御手段とを設けたことを特徴とする光分岐装置。
7. 【請求項７】 複数の波長の光信号を多重した第１波長
   分割多重方式光信号と、 複数の励起光と、 前記励起光のうちの１個の励起光に対しては前記第１波
   長分割多重方式光信号のうちの特定の波長の光信号に４
   光波混合を生じさせる発生手段と、 該発生手段の後段に設けた該発生手段で生じた光信号を
   取り出す分岐手段と、 該分岐手段の後段に設けた前記複数の励起光によって４
   光波混合を起こす光信号を遮断して取り除かれた第２波
   長分割多重方式光信号を透過する遮断透過手段と、 該透過遮断手段の後段に設けた該透過遮断手段で遮断さ
   れた光信号と同じ波長の光信号を前記第２波長分割多重
   方式光信号に挿入する挿入手段と、 前記複数の励起光の中から所定の励起光を発生させる制
   御手段とを設けたことを特徴とする光分岐・挿入装置。
8. 【請求項８】 請求項２、請求項４、請求項５および請
   求項７のいずれか１項に記載の光分岐・挿入装置におい
   て、 前記分岐手段から取り出された光信号を受信・処理する
   光受信手段と、 前記挿入手段で挿入される前記光信号を生成する光送信
   手段とをさらに備えることを特徴とする光分岐・挿入装
   置。