JP2001147453A - 光通信ネットワークにおいて光学的搬送波を抽出し、挿入するための同調可能デバイス - Google Patents

光通信ネットワークにおいて光学的搬送波を抽出し、挿入するための同調可能デバイス

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JP2001147453A JP2000310133A JP2000310133A JP2001147453A JP 2001147453 A JP2001147453 A JP 2001147453A JP 2000310133 A JP2000310133 A JP 2000310133A JP 2000310133 A JP2000310133 A JP 2000310133A JP 2001147453 A JP2001147453 A JP 2001147453A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同調範囲の制限を排除する、光学的搬送波を
抽出し、挿入するためのデバイスを提供する。 【解決手段】 本発明の同調可能デバイスは、挿入及び
抽出されるべき搬送波を選択するための手段を形成する
同調可能ブラッグ格子（２；20、21）と、抽出及び挿入
操作を受けるべき多重化ストリームに対する、またこの
操作の結果生じる多重化ストリームに対する入出力ポー
トを形成する光学サーキュレータ（１、３）と、関係す
る搬送波に対する抽出及び挿入ポートと、からなり、ブ
ラッグ格子（20、21）は、同調の過渡期に、抽出機能を
無効とするように機能する位相制御素子（７）と関連し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に、光通信ネッ
トワークに関する。より詳細には本発明は、複数の搬送
波を含む光信号ストリームから、対応するデータ信号に
よって変調された１つ以上の搬送波を抽出して、通常は
先行するものとは異なる、やはり対応するデータ信号に
よって変調された１つ以上の他の搬送波を光信号ストリ
ームに挿入するためのデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】上記のようなデバイスは、当該技術で
は、一般に略語OADM（光アドドロップマルチプレクサ）
として知られている。このデバイスは、波長分割多重通
信ネットワークにおいて波長ベースの経路指定機能を備
えたノードを構成するための重要な素子を形成し、この
場合このデバイスは、多重化ストリームから、ノードに
接続されたユーザに提供するように意図されたデータを
含む１つ以上のチャネルを抽出し、同時に残りのチャネ
ルは変更されないまま通過し、多重化ストリームに、ノ
ード内において生成されたデータを搬送する１つ以上の
チャネルを追加することができるようにするために利用
される。実際には、光帯域の利用を最適化するために、
抽出されたチャネル及び追加されたチャネル（又は抽出
されたチャネルと追加されたチャネルから構成される各
対）を同じ波長位置に割り当てるのが好都合である。
【０００３】光ネットワークを新たに生成するために、
このタイプのデバイスに必要とされる特性の１つは、再
構成可能ということであり、換言すれば、遠隔コマンド
によって、抽出及び挿入されるべきチャネルを選択する
ことが可能であるということである。
【０００４】同調可能な抽出及び挿入デバイスを製造す
るために一般に利用されるシステムは、その一方が多重
化ストリームを受信する一対のサーキュレータ間に接続
された、抽出及び挿入されるべきチャネルの波長に感応
する素子を使用している。
【０００５】本出願人の名義による欧州特許EP-B0 638
837に記載の一例では、波長感応素子は、ファブリペロ
ー共振空洞タイプの同調可能光学帯域フィルタであり、
このフィルタは、ファイバ内に形成され、同調された波
長を透過し、他の全ての波長を反射する。この構成で
は、サーキュレータの一方が、多重化ストリームに対す
る入力／出力ポートを形成し、もう一方が搬送波抽出及
び挿入ポートを形成する。同調は、例えば電圧コマンド
によって、空洞の長さを変化させることによって実施さ
れる。
【０００６】同じシステムのより最近の形態では、波長
感応素子が光導波路内のブラッグ格子であり、このブラ
ッグ格子は、共振波長を反射して、他の全ての波長を透
過させ、それによって抽出されるべきチャネルが、ブラ
ッグ格子から反射されて、多重化ストリームを受信する
サーキュレータに向かい、そこから出射し、一方で通過
するチャネルは、第２のサーキュレータに向かって進行
し、この第２のサーキュレータを介して新しいチャネル
が挿入され、ブラッグ格子による反射によって、通過す
るチャネルと共に第２のサーキュレータから出射する。
このタイプの構造については、例えば1997年５月20〜23
日にイタリアのローマで開催された「Fotonica 97」に
おいてG.Bendelliらによって発表され、会議の議事録の
pp.18ff.で公表された「Add-Drop Ottici per reti WD
M」と題する論文に記載されている。この格子は、熱手
段又は機械的応力の適用によって容易に同調させること
が可能である。
【０００７】前述の構造に存在する制限は、同調の過渡
期に、波長感応素子のスペクトルが、ネットワークに利
用されているチャネルが割り当てられたスペクトル領域
を通過する可能性があるという点である。これらの既知
の構造では、抽出機能を使用禁止にするための手段が得
られないので、同調の過渡期に、「旧」同調チャネルと
「新」同調チャネルの間における中間チャネルが、ある
時間間隔にわたって抑制されることがある。一般に、過
渡期のチャネルの劣化は、一時的ではあるが、許容でき
ないものであり、有効同調範囲がチャネル間のスペース
に制限され、波長感応素子のスペクトルを隣接チャネル
間だけでしか移動させることができなくなる。光学的構
成要素の発達によって、チャネル密度を高め、かつ同調
可能範囲をますます広くすることが可能になるので、こ
の制限は重大である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、改良された再構成可能特性を備えるデバイスを提
供することであり、より詳細には過渡期に通過するチャ
ネルに干渉しないという制約条件から生じる、同調範囲
の制限を排除するデバイスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるデバイス
は、抽出及び挿入操作を受ける多重化ストリーム用の入
力ポート、前記操作から生じる多重化ストリーム用の出
力ポート、搬送波及び他の搬送波用の抽出及び挿入ポー
トを形成する入出力手段と、ストリーム内の搬送波を選
択するための波長感応手段と、この選択するための波長
感応手段が外部コマンドにしたがって同調可能であるこ
ととからなり、選択するための波長感応手段が、ストリ
ームをなす信号の位相及び／又は搬送波の位相に感応
し、位相制御手段と関連している素子に挿入され、この
位相制御手段が、信号に、 ａ）選択するための波長感応手段の所定の同調状態の場
合には、第１移相値を導入して、それによって、抽出さ
れるべき選択された搬送波が入力ポートから抽出ポート
に進むことができ、挿入されるべき選択された搬送波が
挿入ポートから出力ポートに進むことができ、他の搬送
波が入力ポートから出力ポートに進むことができ、 ｂ）選択するための波長感応手段の同調の過渡期には、
第２移相値を導入して、それによって、全ての搬送波
が、入力ポートから出力ポートに転送され、抽出操作が
行えなくなるようにすることが可能であることを特徴と
している。
【００１０】本発明の第１の実施態様においては、波長
感応素子が、サニャック（Sagnac）干渉計に挿入され、
位相制御手段が、同調の過渡期に、ストリーム内の全て
の搬送波について同じ干渉条件を設定することが可能で
ある。
【００１１】本発明の第２の実施態様においては、波長
感応素子が、一対の同調可能ブラッグ格子から構成さ
れ、位相制御手段が前記ブラッグ格子と相互作用するこ
とによって、位相制御手段は、ストリーム内のどの搬送
波にも属さない単一波長に同調させられると、共振波長
に対して透過性のファブリペロ空洞として機能するよう
になっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】さらに説明するために、添付の図
面を参照する。
【００１３】以下の説明では、一例として、同調可能な
ファイバ内ブラッグ格子を波長感応素子として利用する
デバイスについて言及する。基本設計は、上述の同調可
能デバイスの設計であり、この同調可能デバイスには、
それぞれ、２つのサーキュレータ１、３の間に波長感応
素子が挿入されている。図示されない波長同調手段は、
破線の矢印４によって略示されているような、ノード又
はネットワークの制御中心からの共振波長を変化させる
ことができるようになっていなければならない。
【００１４】図１に例示されている実施態様では、同調
可能ブラッグ格子２は、カプラ６（3 dBカプラ）によっ
てサーキュレータ１、３に接続されている、全体が５で
示されるサニャック干渉計構造に挿入されている。また
位相制御素子７が干渉計５内に配置され、この位相制御
素子は、これを通過することによってストリーム内に可
制御移相を導入することが可能である。
【００１５】サニャック干渉計の動作原理を考慮すると
明らかなように、多重化ストリームは、サーキュレータ
１のポート１Ａを介して入り、ポート１Ｂを介して、こ
のサーキュレータから出ていくが、同調チャネルを抽出
して、サーキュレータ３のポート３Ａ及び３Ｂをそれぞ
れ介して挿入することが可能である。
【００１６】詳細には、通常の動作状態において、ルー
プ５は、常に格子共振波長を除く全ての波長をサーキュ
レータ１に向かって戻す。これは、Ａ及びＢがサーキュ
レータ１、３に接続されたカプラ６のポートを表す場
合、素子７によって導入される移相に関係なく、ポート
Ｂからの出口では弱め合う干渉が生じるが、ポートＡか
らの出口では強め合う干渉が生じるためである。格子２
の共振波長λｉに関して、ループ５は、実際には開いて
おり、デバイスの構造は、図２のものと同等である。カ
プラ６は、サーキュレータ１、３に接続されているポー
トＡ、Ｂを備えるが、２つのポートＣ、Ｄは、２つの独
立した格子２´、２″に接続されているかのように機能
し、素子７は、これらのポートの１つと対応する格子
（図では、ポートＤと、格子２″）の間に直列に接続さ
れている。ポートＡ、Ｂにおいて強め合う干渉又は弱め
合う干渉を得るため、デバイス７によって適当な移相を
導入しなければならない。詳細には所望のチャネル抽出
及び挿入機能を得るため、移相を導入して、サーキュレ
ータ１から到達する波長λiのチャネルについては、ポ
ートＢからの出口において強め合う干渉が生じ、したが
って、対称的にサーキュレータ３から到達する波長λi
のチャネルについては、ポートＡからの出口において弱
め合う干渉が生じるようにする。換言すれば、デバイス
の透過時には強め合う干渉が生じ、反射時には弱め合う
干渉が生じる。
【００１７】位相制御素子７の存在によって、既知のデ
バイスの欠点が克服される。これは、デバイスの同調を
変更する必要がある場合、ブラッグ格子２を同調させ
て、抽出又は挿入されるべき新チャネルにスペクトル応
答が割り当てられるようにする前に、素子７によって導
入される移相をπ／２だけ変化させれば十分であるため
である。結果として、格子２の同調波長のチャネルにつ
いて、強め合う干渉が反射時にも得られるようになり、
したがって過渡期に、格子と一時的に共振するどの中間
チャネルも、ポート１Ａに向かうように経路指定され
る。したがってストリームは劣化しない。同調の過渡期
の終了時に、位相セクションによって導入された移相
が、初期値に戻されるので、最初に行われたように、新
共振チャネルの再経路指定を実施することが可能にな
る。
【００１８】利用される波長感応素子が、選択された波
長を反射するのではなく、透過する構成要素である場
合、このデバイスの作用が相補的であることは明らかで
ある。
【００１９】図３において、位相制御素子７は、一対の
同調可能ブラッグ格子20、21の間に挿入されている。図
４Ａに示すように通常の動作状態において、格子の一
方、例えば格子20の共振波長（λR20で示される）は、
抽出又は挿入されるべき搬送波の波長λiと一致する
が、もう一方の格子、第二の格子の共振波長λR21は、
複数チャネルのどのチャンネルとも一致しない。これら
の状態において、格子21は、複数波長の全てに対して透
過性であり、位相制御素子７は無効である。したがって
デバイスは、単一格子を備えた従来のデバイスとして機
能し、サーキュレータの１つ、例えばサーキュレータ１
は、多重化ストリームを受信し、所望の搬送波を抽出す
るために用いられ、一方サーキュレータ３は、挿入され
るべき搬送波を受信し、再結合された多重化ストリーム
をその出力から送り出す。
【００２０】同調を変更して、波長λiの先行搬送波に
隣接しない、波長λkの搬送波の抽出及び挿入を実行す
る、まさにそのとき、２つの格子20、21の存在を利用し
て、共振波長に対して透過性の、全体が８で示されるフ
ァブリペロ共振空洞を形成することができる。これに
は、移相が導入されるように位相制御素子７を調整し
て、空洞８について全体的な透過状態が得られるように
することが必要であり、さらに過渡期に、例えば波長λ
i、λj（図４Ｂ）の搬送波に関連した２つの隣接チャネ
ルの中間にあたる同じ波長において、格子20、21を共振
させることが必要である。これが済むと、格子20、21
（図４Ｃ）の同調は、第２のステップにおいて、抽出又
は挿入されるべきチャネルの波長を実際に選択する格子
20のスペクトルが、波長λk（図４Ｄ）の新チャネルに
移動してしまうまで、共に変更され、最後に格子21の共
振波長が、どのチャネルの値とも一致しない値に戻され
る。
【００２１】留意すべきは、理解しやすくするために、
上述のように、ファブリペロ空洞８が全体的な透過状態
になっているとしても、格子20、21によって反射される
帯域は、やはり図４Ｂ、４Ｃに破線で表示されていると
いう点である。
【００２２】また留意すべきは、この場合、素子７は、
適当な値の静的移相デバイスとすることができるが、遠
隔制御の可能性を利用して、オンラインによるデバイス
の最適化及び広範囲にわたる同調を実現することができ
るという点である。
【００２３】提案された構造、詳細にはサニャック干渉
計をベースとした構造は、種々の技術によって実施可能
であるが、特に平面光学素子技術による実施に適してい
る。なぜならばこれらを利用して、時間経過とともに安
定する干渉計光学構造を製造することができるためであ
る。一方温度同調係数の高い高分子材料、及び温度同調
範囲の広いこれらの高分子材料は、間隔の密なチャネル
を備えた波長分割多重通信システムにおいて本発明の目
的を実現するのに良く適している。
【００２４】明らかに、上記説明は、例示のためだけに
なされたものであって、制限を意図したものではない。
本発明の保護範囲を逸脱することなく、変更及び修正を
加えることが可能である。すなわち説明してきた種々の
構成要素は、同等の作用をする他の構成要素に置き換え
ることが可能である。
【００２５】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【００２６】１．対応するデータ信号によって変調され
る複数の波長分割多重搬送波を含む光信号ストリームか
ら１つ以上の搬送波を抽出し、この抽出された搬送波と
同じ波長の１つ以上の他の搬送波を前記光信号ストリー
ムに挿入するための同調可能デバイスであって、抽出及
び挿入操作を受ける多重化ストリーム用の入力ポート、
前記操作から生じる多重化ストリーム用の出力ポート、
前記搬送波及び前記他の搬送波用の抽出及び挿入ポート
を形成する入出力手段（１、３）と、前記搬送波を選択
するための波長感応手段（２；21、22）と、この選択す
るための波長感応手段（２；21、22）が外部コマンドに
したがって同調可能であることとからなり、前記選択す
るための波長感応手段（２；21、22）が、前記ストリー
ムの信号の位相及び／又は前記搬送波の位相に感応し、
位相制御手段（７）と関連している素子（５、８）に挿
入され、この位相制御手段が、前記信号に、 ａ）前記選択するための波長感応手段（２；21、22）の
所定の同調状態の場合には、第１移相値を導入して、そ
れによって、抽出されるべき選択された搬送波が入力ポ
ートから抽出ポートに進むことができ、挿入されるべき
選択された搬送波が挿入ポートから出力ポートに進むこ
とができ、他の搬送波が入力ポートから出力ポートに進
むことができ、 ｂ）前記選択するための波長感応手段（２；21、22）の
同調の過渡期には、第２移相値を導入して、それによっ
て全ての搬送波が、入力ポートから出力ポートに転送さ
れ、抽出操作が行えなくなる、ことを特徴とする同調可
能デバイス。
【００２７】２．前記位相感応素子（５）がサニャック
干渉計である、１項記載の同調可能デバイス。
【００２８】３．前記位相制御手段（７）が、前記第１
移相値によって、前記抽出されるべき選択された搬送波
の透過（反射）の際と、挿入される搬送波及び、抽出と
挿入操作に関連のない搬送波の反射（透過）の際に強め
あう干渉が生じ、前記第２移相値によって、全ての搬送
波について同じ出力で強めあう干渉が生じる、移相を導
入可能である、２項記載の同調可能デバイス。
【００２９】４．前記位相感応素子（８）が、前記波長
感応手段を形成する一対の同調可能ブラッグ格子（20、
21）によって画定されるファブリペロ共振空洞であり、
前記位相制御手段（７）が、前記一対の同調可能ブラッ
グ格子（20、21）の間に挿入されている、１項記載の同
調可能デバイス。
【００３０】５．前記所定の同調状態の場合に、前記一
対の同調可能ブラッグ格子の第１の格子（20）が、抽出
又は挿入されるべき搬送波の波長に対応する波長で共振
するように同調され、前記一対の同調可能ブラッグ格子
のもう一方の格子（21）が、前記ストリームの搬送波の
どれとも一致しない波長で共振するように同調され、同
調の過渡期に、両方の前記格子が、前記ストリームの搬
送波のどれとも一致しない単一波長で共振することが可
能であり、前記位相制御手段（７）が、前記第２移相値
として、２つの前記格子（20、21）の共振波長に対して
ファブリペロ共振空洞を透過性にする移相を導入可能で
ある、４項記載の同調可能デバイス。
【００３１】
【発明の効果】本発明は、広い同調範囲内で同調可能で
ある光アドドロップマルチプレクサに関する。この装置
は、挿入及び抽出されるべき搬送波を選択するための手
段を形成する同調可能ブラッグ格子（２；20、21）と、
抽出及び挿入操作を受けるべき多重化ストリームに対す
る、またこの操作の結果生じる多重化ストリームに対す
る入出力ポートを形成する光学サーキュレータ（１、
３）と、関係する搬送波に対する抽出及び挿入ポート
と、の利用に基づく。ブラッグ格子（20、21）は、同調
の過渡期に、抽出機能を無効とするように機能する位相
制御素子（７）と関連する。このような構成であること
によって、過渡期に通過するチャネルに干渉しないとい
う制約条件から生じる、同調範囲の制限を排除すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の目的であるデバイスの第１の実施態様
を図示したものである。
【図２】図１のデバイスの動作を例示した図である。
【図３】本発明の目的であるデバイスの第２の実施態様
を図示したものである。
【図４】図４ａ〜４ｄは、図３のデバイスの動作を例示
したグラフである。
【符号の説明】
１ 入出力手段 ２ 波長感応手段 ３ 入出力手段 ５ 位相感応素子 ７ 位相制御手段 ８ 位相感応素子 21、22 波長感応手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対応するデータ信号によって変調される
    複数の波長分割多重搬送波を含む光信号ストリームから
    １つ以上の搬送波を抽出し、この抽出された搬送波と同
    じ波長の１つ以上の他の搬送波を前記光信号ストリーム
    に挿入するための同調可能デバイスであって、 抽出及び挿入操作を受ける多重化ストリーム用の入力ポ
    ート、前記操作から生じる多重化ストリーム用の出力ポ
    ート、前記搬送波及び前記他の搬送波用の抽出及び挿入
    ポートを形成する入出力手段（１、３）と、 前記搬送波を選択するための波長感応手段（２；21、2
    2）と、この選択するための波長感応手段（２；21、2
    2）が外部コマンドにしたがって同調可能であることと
    からなり、 前記選択するための波長感応手段（２；21、22）が、前
    記ストリームの信号の位相及び／又は前記搬送波の位相
    に感応し、位相制御手段（７）と関連している素子
    （５、８）に挿入され、この位相制御手段が、前記信号
    に、 ａ）前記選択するための波長感応手段（２；21、22）の
    所定の同調状態の場合には、第１移相値を導入して、そ
    れによって、抽出されるべき選択された搬送波が入力ポ
    ートから抽出ポートに進むことができ、挿入されるべき
    選択された搬送波が挿入ポートから出力ポートに進むこ
    とができ、他の搬送波が入力ポートから出力ポートに進
    むことができ、 ｂ）前記選択するための波長感応手段（２；21、22）の
    同調の過渡期には、第２移相値を導入して、それによっ
    て、全ての搬送波が、入力ポートから出力ポートに転送
    され、抽出操作が行えなくなる、ことを特徴とする同調
    可能デバイス。
JP2000310133A 1999-10-11 2000-10-11 光通信ネットワークにおいて光学的搬送波を抽出し、挿入するための同調可能デバイス Pending JP2001147453A (ja)

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