JP2002357855A - 光パルス挿入装置 - Google Patents
光パルス挿入装置Info
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- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/08—Time-division multiplex systems
- H04J14/083—Add and drop multiplexing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】チャネル毎のアクセスを可能とする波長変換、
光パルス挿入装置を提供する。 【解決手段】 波長λS1のＯＴＤＭ信号光１と波長λS2
の入力信号２の内、入力信号２から光ファイバなどを用
いてＳＣ光を発生させ、中心波長λS1のＢＰＦを用いて
波長λS1に変換する（ＳＣ光の中から、波長λS1の特定
のタイミングの光パルスを抽出する）。この波長変換光
と信号光１を、波長変換光のアドタイミングを遅延器
（τ）によって調整した後、光アド回路に入力して二つ
の信号を足し合わせる。
光パルス挿入装置を提供する。 【解決手段】 波長λS1のＯＴＤＭ信号光１と波長λS2
の入力信号２の内、入力信号２から光ファイバなどを用
いてＳＣ光を発生させ、中心波長λS1のＢＰＦを用いて
波長λS1に変換する（ＳＣ光の中から、波長λS1の特定
のタイミングの光パルスを抽出する）。この波長変換光
と信号光１を、波長変換光のアドタイミングを遅延器
（τ）によって調整した後、光アド回路に入力して二つ
の信号を足し合わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号を光信号の
まま処理するための装置に係り、特に、光通信システム
や光ネットワークの各種ノードポイントにおけるシステ
ムのフレキシビリティの性能向上などに関する。
まま処理するための装置に係り、特に、光通信システム
や光ネットワークの各種ノードポイントにおけるシステ
ムのフレキシビリティの性能向上などに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、高速大容量の通信を可能とするた
めに、光通信システムが開発され、一部で実用化されて
いる。このような、光通信システムでは、ビットレート
が１０ＧＨｚ以上の信号を扱っており、このビットレー
トに対応する速度で信号処理を行う必要がある。しか
し、光信号を電気信号に変換していたのでは、電子デバ
イスが光信号のビットレートを追従可能なほど高速には
動作しないので、上記のような高速大容量の光通信を実
現する上での障害となっている。従って、このような高
速大容量の光通信を実現するためには、光信号を光信号
のまま処理するオールオプティカルデバイスの開発が要
求される。
めに、光通信システムが開発され、一部で実用化されて
いる。このような、光通信システムでは、ビットレート
が１０ＧＨｚ以上の信号を扱っており、このビットレー
トに対応する速度で信号処理を行う必要がある。しか
し、光信号を電気信号に変換していたのでは、電子デバ
イスが光信号のビットレートを追従可能なほど高速には
動作しないので、上記のような高速大容量の光通信を実
現する上での障害となっている。従って、このような高
速大容量の光通信を実現するためには、光信号を光信号
のまま処理するオールオプティカルデバイスの開発が要
求される。
【０００３】また、上記のような高速大容量の光通信を
実現するにおいては、、従来、光信号を分岐したり挿入
したりする方式としては、WDM信号を波長軸上で処理す
るものが一般的である。今後、更に光信号制御技術が進
歩し、WDM信号の各チャネルがＯＴＤＭ（Optical Time
Division Multiplex）による高速大容量信号により
構成されるようになると、フレキシビリティを向上する
ために、時間軸上での信号の分岐挿入も必要となる。
実現するにおいては、、従来、光信号を分岐したり挿入
したりする方式としては、WDM信号を波長軸上で処理す
るものが一般的である。今後、更に光信号制御技術が進
歩し、WDM信号の各チャネルがＯＴＤＭ（Optical Time
Division Multiplex）による高速大容量信号により
構成されるようになると、フレキシビリティを向上する
ために、時間軸上での信号の分岐挿入も必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
ＯＴＤＭにおける光信号の挿入・分岐では、光信号のビ
ットレートが非常に大きいため、電気信号に変換してか
ら分岐挿入を行うのでは、電気デバイスの動作が遅いこ
とから、十分に高速大容量通信を行うために光信号を使
っていることの優位性を利用することが出来ない。
ＯＴＤＭにおける光信号の挿入・分岐では、光信号のビ
ットレートが非常に大きいため、電気信号に変換してか
ら分岐挿入を行うのでは、電気デバイスの動作が遅いこ
とから、十分に高速大容量通信を行うために光信号を使
っていることの優位性を利用することが出来ない。
【０００５】そこで、ＯＴＤＭの高速光信号を光信号の
まま分岐・挿入するための構成が必要とされる。本発明
の課題は、短パルスと３次非線形媒質によるチャープを
用いた超高速波長変換によりＯＴＤＭ信号の挿入を実現
し、将来の光ネットワークにおけるWDM信号の各チャネ
ルが非常に高速大容量化した際に問題となる、チャネル
毎のアクセスを可能とする波長変換、光パルス挿入装置
を提供することである。
まま分岐・挿入するための構成が必要とされる。本発明
の課題は、短パルスと３次非線形媒質によるチャープを
用いた超高速波長変換によりＯＴＤＭ信号の挿入を実現
し、将来の光ネットワークにおけるWDM信号の各チャネ
ルが非常に高速大容量化した際に問題となる、チャネル
毎のアクセスを可能とする波長変換、光パルス挿入装置
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光パルス挿入装
置は、時間多重された光信号を光信号のまま時間的に分
岐・多重する光パルス挿入装置であって、光パルスから
なる入力された光信号に周波数チャープを発生させ、該
光パルスのスペクトルを拡張するチャープ手段と、該拡
張されたスペクトルの一部を、所定の波長を中心とした
帯域で透過させる透過手段と、該透過された帯域に対応
する光パルスを、該所定波長の時間多重光信号に挿入す
る挿入手段とを備えることを特徴とする。
置は、時間多重された光信号を光信号のまま時間的に分
岐・多重する光パルス挿入装置であって、光パルスから
なる入力された光信号に周波数チャープを発生させ、該
光パルスのスペクトルを拡張するチャープ手段と、該拡
張されたスペクトルの一部を、所定の波長を中心とした
帯域で透過させる透過手段と、該透過された帯域に対応
する光パルスを、該所定波長の時間多重光信号に挿入す
る挿入手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】本発明によれば、時間多重された光信号を
電気信号に変換することなく、時間多重・分離をするこ
とができるので、回路の構成を簡単化できると共に、高
速な動作を行うことが出来、将来の高速光通信における
時分割多重・分離装置の実現に寄与するところが大き
い。
電気信号に変換することなく、時間多重・分離をするこ
とができるので、回路の構成を簡単化できると共に、高
速な動作を行うことが出来、将来の高速光通信における
時分割多重・分離装置の実現に寄与するところが大き
い。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態においては、第
一のＯＴＤＭ信号光を３次非線形媒質に入力し、チャー
プさせた後、光帯域フィルタを用いて第二のＯＴＤＭ信
号光と同じ波長の成分を抽出し、この抽出されたＯＴＤ
Ｍ信号光をタイミング調整しながら第二のＯＴＤＭ信号
と合成することにより、光時間軸上での光挿入を実現す
る。
一のＯＴＤＭ信号光を３次非線形媒質に入力し、チャー
プさせた後、光帯域フィルタを用いて第二のＯＴＤＭ信
号光と同じ波長の成分を抽出し、この抽出されたＯＴＤ
Ｍ信号光をタイミング調整しながら第二のＯＴＤＭ信号
と合成することにより、光時間軸上での光挿入を実現す
る。
【０００９】以下に原理を説明する。今、幅Ｔ0、ピー
クパワーＰ0（ピークパワーとは、１つのパルスに含ま
れるパワーのことであり、複数のパルスを受信した後の
時間平均したパワーとは異なるものである）の光パルス
Ｕ（ｚ、Ｔ）が光ファイバ中を伝搬する場合を考える。
なお、本実施形態においては、光パルスとしてＲＺ信号
を使用することを前提にする。また、Ｔは光パルスと共
に動く座標系での時間であり、ｚは光パルスが伝搬した
光ファイバの長さである。
クパワーＰ0（ピークパワーとは、１つのパルスに含ま
れるパワーのことであり、複数のパルスを受信した後の
時間平均したパワーとは異なるものである）の光パルス
Ｕ（ｚ、Ｔ）が光ファイバ中を伝搬する場合を考える。
なお、本実施形態においては、光パルスとしてＲＺ信号
を使用することを前提にする。また、Ｔは光パルスと共
に動く座標系での時間であり、ｚは光パルスが伝搬した
光ファイバの長さである。
【００１０】この光ファイバの波長分散β2があまり大
きくなく、分散長ＬD＝Ｔ0 2／｜β2｜が光パルスに対す
る非線形長ＬNL＝１／γＰ0（γは３次非線形定数）に
比べて十分長い（ＬD＞＞ＬNL）場合には、ＳＰＭによ
る位相シフトは以下のように表せる。
きくなく、分散長ＬD＝Ｔ0 2／｜β2｜が光パルスに対す
る非線形長ＬNL＝１／γＰ0（γは３次非線形定数）に
比べて十分長い（ＬD＞＞ＬNL）場合には、ＳＰＭによ
る位相シフトは以下のように表せる。
【００１１】
【数１】
【００１２】ここに、ｚeff＝［１−ｅｘｐ（−α
ｚ）］／αは有効（非線形）相互作用長である。このと
き、チャープδωは以下で与えられる。
ｚ）］／αは有効（非線形）相互作用長である。このと
き、チャープδωは以下で与えられる。
【００１３】
【数２】
【００１４】｜Ｕ（０、Ｔ）｜2はピークパワー（１つ
の光パルスに含まれるパワー）に相当するから、（２）
式によれば光パルスの各部分におけるチャーピングは、
パワーの傾斜がきつい部分ほど大きくなる。また、伝搬
距離ｚが長くなり非線形長Ｌ NLが短くなる（γＰ0が大
きくなる）とともに大きくなる。こうして、ＳＰＭによ
るチャーピングは新しい周波数成分を光パルスに与え、
結果として光パルスのスペクトルを拡大する。
の光パルスに含まれるパワー）に相当するから、（２）
式によれば光パルスの各部分におけるチャーピングは、
パワーの傾斜がきつい部分ほど大きくなる。また、伝搬
距離ｚが長くなり非線形長Ｌ NLが短くなる（γＰ0が大
きくなる）とともに大きくなる。こうして、ＳＰＭによ
るチャーピングは新しい周波数成分を光パルスに与え、
結果として光パルスのスペクトルを拡大する。
【００１５】光パルスを３次非線形媒質に高いピークパ
ワーで入力すると、ＳＰＭによるチャープが発生しスペ
クトルが拡大する。特にピークパワーの高い短パルスの
場合には、上記チャープは非常に大きなものとなり、い
わゆるSupercontinuum（スーパーコンティニューム：Ｓ
Ｃ）と呼ばれる広帯域スペクトル光となる。光ファイバ
中の３次非線形効果の応答時間はフェムト秒オーダであ
るため、光信号のビットレートがｐｓ〜ｎｓ単位である
ことを考えると、ＳＣ光の各スペクトル成分はもとの入
力信号パルスにほぼ完全に同期していると考えて良い。
従って、帯域透過フィルタを用いてＳＣ光の一部を取り
出すと、入力信号パルスに同期したパルスを抽出可能で
ある。このことは、ＳＣ光の帯域内において、任意の波
長の入力信号パルスに同期したパルスを生成可能である
ことを示している。すなわち、受信される光信号のスペ
クトルを光信号の受信側で観測すると、光パルスが来て
いない時には、スペクトルは、幅の狭いものとなってい
るが、光パルスが到着すると、急激にスペクトルが広が
る（ＳＣが観測される）。従って、スペクトルは、光パ
ルスの到着に同期して、広がったり、狭まったりする。
ワーで入力すると、ＳＰＭによるチャープが発生しスペ
クトルが拡大する。特にピークパワーの高い短パルスの
場合には、上記チャープは非常に大きなものとなり、い
わゆるSupercontinuum（スーパーコンティニューム：Ｓ
Ｃ）と呼ばれる広帯域スペクトル光となる。光ファイバ
中の３次非線形効果の応答時間はフェムト秒オーダであ
るため、光信号のビットレートがｐｓ〜ｎｓ単位である
ことを考えると、ＳＣ光の各スペクトル成分はもとの入
力信号パルスにほぼ完全に同期していると考えて良い。
従って、帯域透過フィルタを用いてＳＣ光の一部を取り
出すと、入力信号パルスに同期したパルスを抽出可能で
ある。このことは、ＳＣ光の帯域内において、任意の波
長の入力信号パルスに同期したパルスを生成可能である
ことを示している。すなわち、受信される光信号のスペ
クトルを光信号の受信側で観測すると、光パルスが来て
いない時には、スペクトルは、幅の狭いものとなってい
るが、光パルスが到着すると、急激にスペクトルが広が
る（ＳＣが観測される）。従って、スペクトルは、光パ
ルスの到着に同期して、広がったり、狭まったりする。
【００１６】このＳＣを用いて、信号光の全光２Ｒ再生
を行う方法については、特願２０００−３４４５４号及
び特願２０００−２６４７５７号において示した。ＳＰ
Ｍによるチャープを効果的に発生させるためには、
（１）光ファイバを小さな正常分散の分散フラットファ
イバ（ＤＦＦ：光ファイバの零分散波長を移動し、光フ
ァイバの分散特性がほぼ平らになっている部分を伝送帯
域として使用するファイバ）としたり、（２）光ファイ
バのγ値を大きくするのが有効である。ＤＦＦはコア径
やコアとクラッドの比屈折率差Δを制御することにより
実現可能である。
を行う方法については、特願２０００−３４４５４号及
び特願２０００−２６４７５７号において示した。ＳＰ
Ｍによるチャープを効果的に発生させるためには、
（１）光ファイバを小さな正常分散の分散フラットファ
イバ（ＤＦＦ：光ファイバの零分散波長を移動し、光フ
ァイバの分散特性がほぼ平らになっている部分を伝送帯
域として使用するファイバ）としたり、（２）光ファイ
バのγ値を大きくするのが有効である。ＤＦＦはコア径
やコアとクラッドの比屈折率差Δを制御することにより
実現可能である。
【００１７】一方、光ファイバのγは、
【００１８】
【数３】
【００１９】で表される。ここに、ωは光角周波数、ｃ
は真空中の光速を表し、ｎ2とＡeffはファイバの非線形
屈折率と有効コア断面積をそれぞれ表す。短尺で十分大
きなチャープを発生するためには、（３）式においてｎ
2を大きくするかモード・フィールド径（ＭＦＤ）、従
ってＡeffを小さくして光強度を高くするのが有効であ
る。ｎ2を大きくする手段としては、クラッドにフッ素
などを添加し、コアにＧｅＯ2等をかなり高濃度に添加
するなどの方法がある。ＧｅＯ2の添加濃度が２５〜３
０mol％の場合で、５×１０-20ｍ2／Ｗ以上の大きなｎ2
値が得られている（通常のシリカファイバではｎ2〜
３．２×１０-20ｍ2／Ｗ）。一方、ＭＦＤを小さくする
ことは、コアとクラッドの比屈折率差やコア形状の最適
設計や、フォトニッククリスタル構造のファイバ（Holl
y Fiber）等により可能である。上記ＧｅＯ2添加ファ
イバにおいて比屈折率差Δが２．５〜３％程度の場合
に、ＭＤＦ〜４μｍ程度のものが得られている。これら
の効果の総合効果として１５〜２０Ｗ-1ｋｍ-1以上の大
きなγ値のファイバが得られている。なお、上記の光フ
ァイバは、例えば、単一モードファイバである。
は真空中の光速を表し、ｎ2とＡeffはファイバの非線形
屈折率と有効コア断面積をそれぞれ表す。短尺で十分大
きなチャープを発生するためには、（３）式においてｎ
2を大きくするかモード・フィールド径（ＭＦＤ）、従
ってＡeffを小さくして光強度を高くするのが有効であ
る。ｎ2を大きくする手段としては、クラッドにフッ素
などを添加し、コアにＧｅＯ2等をかなり高濃度に添加
するなどの方法がある。ＧｅＯ2の添加濃度が２５〜３
０mol％の場合で、５×１０-20ｍ2／Ｗ以上の大きなｎ2
値が得られている（通常のシリカファイバではｎ2〜
３．２×１０-20ｍ2／Ｗ）。一方、ＭＦＤを小さくする
ことは、コアとクラッドの比屈折率差やコア形状の最適
設計や、フォトニッククリスタル構造のファイバ（Holl
y Fiber）等により可能である。上記ＧｅＯ2添加ファ
イバにおいて比屈折率差Δが２．５〜３％程度の場合
に、ＭＤＦ〜４μｍ程度のものが得られている。これら
の効果の総合効果として１５〜２０Ｗ-1ｋｍ-1以上の大
きなγ値のファイバが得られている。なお、上記の光フ
ァイバは、例えば、単一モードファイバである。
【００２０】また、分散長を非線形長に比べて十分長く
したり、チャープ補償をするには、こうしたファイバの
ＧＶＤ（Gruop Velocity Dispersion）を任意に調整
可能であることが望まれる。この点に関しても上記パラ
メータを以下のように設定することにより可能である。
まず、通常のＤＣＦにおいて、ＭＦＤを一定にした条件
でΔを大きくすると分散値は正常分散領域で大きくな
る。一方、コア径を大きくすると分散は減少し、コア径
を小さくすると分散は大きくなる。従って、励起光の波
長帯域においてＭＤＦをある値に設定した状態で、コア
径を大きくしていくと分散を零とすることが可能とな
る。逆に所望の正常分散ファイバを得ることも可能であ
る。
したり、チャープ補償をするには、こうしたファイバの
ＧＶＤ（Gruop Velocity Dispersion）を任意に調整
可能であることが望まれる。この点に関しても上記パラ
メータを以下のように設定することにより可能である。
まず、通常のＤＣＦにおいて、ＭＦＤを一定にした条件
でΔを大きくすると分散値は正常分散領域で大きくな
る。一方、コア径を大きくすると分散は減少し、コア径
を小さくすると分散は大きくなる。従って、励起光の波
長帯域においてＭＤＦをある値に設定した状態で、コア
径を大きくしていくと分散を零とすることが可能とな
る。逆に所望の正常分散ファイバを得ることも可能であ
る。
【００２１】このような方法により、γ＝１５Ｗ-1ｋｍ
-1以上の高非線形分散シフトファイバ（ＨＮＬ−ＤＳ
Ｆ）やＤＣＦが実現している。なお、ＨＮＬ−ＤＳＦに
おける零分散波長およびＧＶＤの高精度の管理方法につ
いては、先に出願した特願平１０−５０７８２４号に示
した。
-1以上の高非線形分散シフトファイバ（ＨＮＬ−ＤＳ
Ｆ）やＤＣＦが実現している。なお、ＨＮＬ−ＤＳＦに
おける零分散波長およびＧＶＤの高精度の管理方法につ
いては、先に出願した特願平１０−５０７８２４号に示
した。
【００２２】図１は、本発明の実施形態の基本構成を示
す図である。中心波長λSの信号パルスを所要のチャー
プを発生させるのに十分なパワーにアンプした後、ＧＶ
Ｄがβ2の光ファイバに入力し、ＳＰＭによるチャープ
を発生させる。チャープしたパルスをλSと異なる中心
波長λS'のＢＰＦを通過させる。その際、ＢＰＦの透過
帯域幅及び形状は、所要パルス幅とパルス形状に見合う
値に適宜設定しておく。基本的には、入力信号パルスの
スペクトル形状とほぼ等しいものに設定しておく。チャ
ープによるスペクトル広がりが十分に大きければ、λS'
は広がったスペクトルの帯域内で信号波長λSを任意の
波長に変換した信号光として取り出すことが可能であ
る。
す図である。中心波長λSの信号パルスを所要のチャー
プを発生させるのに十分なパワーにアンプした後、ＧＶ
Ｄがβ2の光ファイバに入力し、ＳＰＭによるチャープ
を発生させる。チャープしたパルスをλSと異なる中心
波長λS'のＢＰＦを通過させる。その際、ＢＰＦの透過
帯域幅及び形状は、所要パルス幅とパルス形状に見合う
値に適宜設定しておく。基本的には、入力信号パルスの
スペクトル形状とほぼ等しいものに設定しておく。チャ
ープによるスペクトル広がりが十分に大きければ、λS'
は広がったスペクトルの帯域内で信号波長λSを任意の
波長に変換した信号光として取り出すことが可能であ
る。
【００２３】図２は、本発明の第１の実施形態を示す図
である。波長λS1のＯＴＤＭ信号光１と波長λS2の入力
信号２を考える。図のように入力信号２から光ファイバ
などを用いてＳＣ光を発生させ、中心波長λS1のＢＰＦ
を用いて波長λS1に変換する（ＳＣ光の中から、波長λ
S1の特定のタイミングの光パルスを抽出する）。この波
長変換光と信号光１を、波長変換光のアドタイミングを
遅延器（τ）によって調整した後、光アド回路に入力し
て二つの信号を足し合わせる。ここで、波長変換光のタ
イミングを調整しなくとも、どちらか一方のタイミング
を調整することにより、互いに時間的に重ならないよう
にすればよい。このようにして、WDM信号の時間的な光
挿入（Addition）が可能となる。
である。波長λS1のＯＴＤＭ信号光１と波長λS2の入力
信号２を考える。図のように入力信号２から光ファイバ
などを用いてＳＣ光を発生させ、中心波長λS1のＢＰＦ
を用いて波長λS1に変換する（ＳＣ光の中から、波長λ
S1の特定のタイミングの光パルスを抽出する）。この波
長変換光と信号光１を、波長変換光のアドタイミングを
遅延器（τ）によって調整した後、光アド回路に入力し
て二つの信号を足し合わせる。ここで、波長変換光のタ
イミングを調整しなくとも、どちらか一方のタイミング
を調整することにより、互いに時間的に重ならないよう
にすればよい。このようにして、WDM信号の時間的な光
挿入（Addition）が可能となる。
【００２４】ＯＴＤＭ信号光２から任意のチャネルを光
ドロップ回路を用いてドロップし、このドロップ信号を
本実施形態により第一のＯＴＤＭ信号光１と同じ波長に
波長変換した後、光アド回路に入力して二つの信号を足
し合わせる。この場合、光ドロップ回路としては、ＯＴ
ＤＭ信号の光デマックス用に用いられる全ての方法が適
用可能である。一例としては、ＥＡ変調器、ＭＺ干渉器
型光スイッチ、四光波混合器等が考えられる。図３は、
本発明の第２の実施形態を示す図である。同図の例で
は、光ドロップ回路として四光波混合器が使われる場合
を示しており、あるチャネルがドロップされても、もと
の入力信号２はそのまま出力される。
ドロップ回路を用いてドロップし、このドロップ信号を
本実施形態により第一のＯＴＤＭ信号光１と同じ波長に
波長変換した後、光アド回路に入力して二つの信号を足
し合わせる。この場合、光ドロップ回路としては、ＯＴ
ＤＭ信号の光デマックス用に用いられる全ての方法が適
用可能である。一例としては、ＥＡ変調器、ＭＺ干渉器
型光スイッチ、四光波混合器等が考えられる。図３は、
本発明の第２の実施形態を示す図である。同図の例で
は、光ドロップ回路として四光波混合器が使われる場合
を示しており、あるチャネルがドロップされても、もと
の入力信号２はそのまま出力される。
【００２５】入力信号１は、波長λS1の特定のタイミン
グの光パルスが含まれていない光信号である。また、入
力信号２は、入力信号１に挿入すべき光パルスが波長λ
S2で含まれている。光ドロップ回路では、入力信号２か
ら波長λS2の光信号がドロップされ、本発明の基本構成
である図１の構成に入力される。そして、この図１の構
成によって、波長λS2の光についてＳＣ光が生成され、
このＳＣ光から波長λ S1の特定のタイミングで入力され
る光パルスが抽出され、結果として、波長λS1に波長変
換された信号が出力される。そして、この波長変換され
た光パルスは、光アド回路において、入力信号１に挿入
されて、出力される。
グの光パルスが含まれていない光信号である。また、入
力信号２は、入力信号１に挿入すべき光パルスが波長λ
S2で含まれている。光ドロップ回路では、入力信号２か
ら波長λS2の光信号がドロップされ、本発明の基本構成
である図１の構成に入力される。そして、この図１の構
成によって、波長λS2の光についてＳＣ光が生成され、
このＳＣ光から波長λ S1の特定のタイミングで入力され
る光パルスが抽出され、結果として、波長λS1に波長変
換された信号が出力される。そして、この波長変換され
た光パルスは、光アド回路において、入力信号１に挿入
されて、出力される。
【００２６】図４は、本発明の第３の実施形態を示す図
である。この場合、光ドロップ回路としてはＭＺ（Mach
-Zehnder）干渉器型光スイッチなどを用いる場合を示し
ており、従って、ドロップされたチャネルのところにス
ペースが出来る。この実施形態では、この空きスペース
に他の波長のチャネルのＯＴＤＭ信号から分岐したチャ
ネルを本発明の基本構成により挿入する方式を示してい
る。
である。この場合、光ドロップ回路としてはＭＺ（Mach
-Zehnder）干渉器型光スイッチなどを用いる場合を示し
ており、従って、ドロップされたチャネルのところにス
ペースが出来る。この実施形態では、この空きスペース
に他の波長のチャネルのＯＴＤＭ信号から分岐したチャ
ネルを本発明の基本構成により挿入する方式を示してい
る。
【００２７】同図の場合、入力信号１の波長λS1の光パ
ルスを入力信号２に、入力信号２の波長λS2の光パルス
を入力信号１に分岐・挿入するものである。入力信号１
は、波長λS1であり、光ドロップ回路１によって、特定
のタイミングの光パルスが分岐される。光ドロップ回路
１を通過した信号１は、特定のタイミングの光パルスが
取り除かれた状態となっている。同様に、入力信号２
は、波長λS2であり、光ドロップ回路２によって、特定
のタイミングの光パルスがドロップされる。光ドロップ
回路２を通過した信号２は、この特定のタイミングの光
パルスが取り除かれた状態である。
ルスを入力信号２に、入力信号２の波長λS2の光パルス
を入力信号１に分岐・挿入するものである。入力信号１
は、波長λS1であり、光ドロップ回路１によって、特定
のタイミングの光パルスが分岐される。光ドロップ回路
１を通過した信号１は、特定のタイミングの光パルスが
取り除かれた状態となっている。同様に、入力信号２
は、波長λS2であり、光ドロップ回路２によって、特定
のタイミングの光パルスがドロップされる。光ドロップ
回路２を通過した信号２は、この特定のタイミングの光
パルスが取り除かれた状態である。
【００２８】次に、ドロップ信号１は、図１の本発明の
基本構成によって波長λS2に変換され、光アド回路２に
入力される。同様に、ドロップ信号２は、図１の本発明
の基本構成によって波長λS1に変換され、光アド回路１
に入力される。
基本構成によって波長λS2に変換され、光アド回路２に
入力される。同様に、ドロップ信号２は、図１の本発明
の基本構成によって波長λS1に変換され、光アド回路１
に入力される。
【００２９】そして、光アド回路１において、信号１の
光パルスが抜けた部分に、ドロップ信号２が挿入され、
光アド回路２において、信号２の光パルスが抜けた部分
に、ドロップ信号１が挿入される。
光パルスが抜けた部分に、ドロップ信号２が挿入され、
光アド回路２において、信号２の光パルスが抜けた部分
に、ドロップ信号１が挿入される。
【００３０】このようにして、従来は、波長毎のアド・
ドロップを行っていたところ、本実施形態を利用するこ
とで、同じ波長の中でも、特定のタイミングの光パルス
を光信号のままアド・ドロップすることができる。
ドロップを行っていたところ、本実施形態を利用するこ
とで、同じ波長の中でも、特定のタイミングの光パルス
を光信号のままアド・ドロップすることができる。
【００３１】図５は、本発明の第４の実施形態を示す図
である。図１の基本構成におけるＳＣ光の生成と同様に
して、光ファイバによりチャープし、ＳＣ光となった信
号光を中心波長λS1、・・・、λSNの多峰性のＢＰＦを
通過させ、WDM信号パルスを出力する。この場合、出力
される信号は全て入力信号と同じ情報を持っており、い
わゆるマルチキャストと呼ばれる信号分配を実現可能で
ある。このようにすることによって、入力信号の光パル
スの波長がλSであったものを、波長λS1〜λSNのそれ
ぞれの波長の信号として出力することが出来るので、異
なる波長でマルチキャスト送信を行う場合、容易に光信
号の複製を生成することが出来る。同じ波長でマルチキ
ャストしたい場合には、上記のようにして生成された各
波長の光パルスを本発明の基本構成に示したような方法
で、波長変換すれば、光信号のまま波長変換できるの
で、光信号のままで同波長によるマルチキャストを行う
ことが出来る。
である。図１の基本構成におけるＳＣ光の生成と同様に
して、光ファイバによりチャープし、ＳＣ光となった信
号光を中心波長λS1、・・・、λSNの多峰性のＢＰＦを
通過させ、WDM信号パルスを出力する。この場合、出力
される信号は全て入力信号と同じ情報を持っており、い
わゆるマルチキャストと呼ばれる信号分配を実現可能で
ある。このようにすることによって、入力信号の光パル
スの波長がλSであったものを、波長λS1〜λSNのそれ
ぞれの波長の信号として出力することが出来るので、異
なる波長でマルチキャスト送信を行う場合、容易に光信
号の複製を生成することが出来る。同じ波長でマルチキ
ャストしたい場合には、上記のようにして生成された各
波長の光パルスを本発明の基本構成に示したような方法
で、波長変換すれば、光信号のまま波長変換できるの
で、光信号のままで同波長によるマルチキャストを行う
ことが出来る。
【００３２】多峰性の光ＢＰＦとしては、ＡＷＧやイン
ターリーバフィルタ、あるいは、タンデム接続したファ
イバグレーティングなどが考えられる。上記実施形態の
光アド回路においては、光パルスをアドするタイミング
を調整する必要がある。タイミング調整のための構成例
としては、長さを機械的に微調整可能な空間スペーサタ
イプ、光ファイバに応力をかけることにより光路長を微
調整するタイプ、導波路の光路長をこの導波路に電圧を
かけて微調整するタイプ、更には、伝搬媒質の温度など
を変えることによりこの伝搬媒質内での群遅延を微調整
するタイプなどが考えられる。
ターリーバフィルタ、あるいは、タンデム接続したファ
イバグレーティングなどが考えられる。上記実施形態の
光アド回路においては、光パルスをアドするタイミング
を調整する必要がある。タイミング調整のための構成例
としては、長さを機械的に微調整可能な空間スペーサタ
イプ、光ファイバに応力をかけることにより光路長を微
調整するタイプ、導波路の光路長をこの導波路に電圧を
かけて微調整するタイプ、更には、伝搬媒質の温度など
を変えることによりこの伝搬媒質内での群遅延を微調整
するタイプなどが考えられる。
【００３３】また、上記実施形態における光ドロップ回
路としては、ＯＴＤＭ信号の光デマックス用に用いられ
る全ての回路が適用可能であり、（ｉ）光−電気（Ｏ
Ｅ）変換タイプ、（ｉｉ）光変調器タイプ、（ｉｉｉ）
干渉計構成の光ゲート、及び（ｉｖ）光波ミキサータイ
プなどが考えられる。
路としては、ＯＴＤＭ信号の光デマックス用に用いられ
る全ての回路が適用可能であり、（ｉ）光−電気（Ｏ
Ｅ）変換タイプ、（ｉｉ）光変調器タイプ、（ｉｉｉ）
干渉計構成の光ゲート、及び（ｉｖ）光波ミキサータイ
プなどが考えられる。
【００３４】このうち（ｉ）は、入力信号を受光器で電
気信号に変換し、電気段で所望のタイミングの成分を抽
出し、この信号で再び光変調してドロップ光信号を得る
タイプである。一方、（ｉｉ）は、ＥＡ変調器やＬｉＮ
ｂＯ3等の光強度変調器を用いて所望のタイミングの信
号成分を抽出するものである。また、（ｉｉｉ）半導体
内の非線形位相変調シフトを用いたMach-Zehnder（MZ）
干渉計やMichelson（MI）干渉計、非線形光ループミラ
ー（ＮＯＬＭ）や半導体光アンプを用いたループミラー
（SLALOM）、超高速非線形干渉計（UNI）等各種の光ゲ
ートが考えられる。更に（ｉｖ）としては、２次非線形
媒質を用いた３光波混合器あるいは差周波生成器や３次
非線形媒質を用いた四光波混合器などが考えられる。
気信号に変換し、電気段で所望のタイミングの成分を抽
出し、この信号で再び光変調してドロップ光信号を得る
タイプである。一方、（ｉｉ）は、ＥＡ変調器やＬｉＮ
ｂＯ3等の光強度変調器を用いて所望のタイミングの信
号成分を抽出するものである。また、（ｉｉｉ）半導体
内の非線形位相変調シフトを用いたMach-Zehnder（MZ）
干渉計やMichelson（MI）干渉計、非線形光ループミラ
ー（ＮＯＬＭ）や半導体光アンプを用いたループミラー
（SLALOM）、超高速非線形干渉計（UNI）等各種の光ゲ
ートが考えられる。更に（ｉｖ）としては、２次非線形
媒質を用いた３光波混合器あるいは差周波生成器や３次
非線形媒質を用いた四光波混合器などが考えられる。
【００３５】なお、上記実施形態の原理及び構成の説明
において３次非線形効果を利用しているが、３次非線形
効果とは、一般に以下のことを示す。すなわち、３次非
線形効果とは、３つの光波間で発生する相互作用のう
ち、発生効率が二つの光波の振幅の積に依存するもので
ある。光ファイバや各種の結晶内および光半導体内で発
生し、自己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＸＰ
Ｍ）、四光波混合（ＦＷＭ）等がある。本発明の実施形
態で用いるスーパーコンティニューム（ＳＣ）も３次非
線形効果により発生する。
において３次非線形効果を利用しているが、３次非線形
効果とは、一般に以下のことを示す。すなわち、３次非
線形効果とは、３つの光波間で発生する相互作用のう
ち、発生効率が二つの光波の振幅の積に依存するもので
ある。光ファイバや各種の結晶内および光半導体内で発
生し、自己位相変調（ＳＰＭ）、相互位相変調（ＸＰ
Ｍ）、四光波混合（ＦＷＭ）等がある。本発明の実施形
態で用いるスーパーコンティニューム（ＳＣ）も３次非
線形効果により発生する。
【００３６】このうち、ＳＣは、光ファイバを用いて発
生させるのが最も一般的であるが、小型化をはかるため
に半導体光アンプを用いることも可能である。 （付記１）時間多重された光信号を光信号のまま時間的
に分岐・多重する光パルス挿入装置であって、光パルス
からなる入力された光信号に周波数チャープを発生さ
せ、該光パルスのスペクトルを拡張するチャープ手段
と、該拡張されたスペクトルの一部を、所定の波長を中
心とした帯域で透過させる透過手段と、該透過された帯
域に対応する光パルスを、該所定波長の時間多重光信号
に挿入する挿入手段と、を備えることを特徴とする光パ
ルス挿入装置。
生させるのが最も一般的であるが、小型化をはかるため
に半導体光アンプを用いることも可能である。 （付記１）時間多重された光信号を光信号のまま時間的
に分岐・多重する光パルス挿入装置であって、光パルス
からなる入力された光信号に周波数チャープを発生さ
せ、該光パルスのスペクトルを拡張するチャープ手段
と、該拡張されたスペクトルの一部を、所定の波長を中
心とした帯域で透過させる透過手段と、該透過された帯
域に対応する光パルスを、該所定波長の時間多重光信号
に挿入する挿入手段と、を備えることを特徴とする光パ
ルス挿入装置。
【００３７】（付記２）前記チャープ手段は、３次非線
形媒質からなることを特徴とする付記１に記載の光パル
ス挿入装置。 （付記３）前記３次非線形媒質は、半導体からなること
を特徴とする付記２に記載の光パルス挿入装置。
形媒質からなることを特徴とする付記１に記載の光パル
ス挿入装置。 （付記３）前記３次非線形媒質は、半導体からなること
を特徴とする付記２に記載の光パルス挿入装置。
【００３８】（付記４）前記３次非線形媒質は、光ファ
イバからなり、該光ファイバは正常分散を有することを
特徴とする付記２に記載の光パルス挿入装置。 （付記５）前記光ファイバは、コアの非線形屈折率が大
きく設定され、該コアとクラッドの比屈折率差とコア径
を制御することによりモードフィールド径を小さくした
単一モードファイバであることを特徴とする付記４に記
載の光パルス挿入装置。
イバからなり、該光ファイバは正常分散を有することを
特徴とする付記２に記載の光パルス挿入装置。 （付記５）前記光ファイバは、コアの非線形屈折率が大
きく設定され、該コアとクラッドの比屈折率差とコア径
を制御することによりモードフィールド径を小さくした
単一モードファイバであることを特徴とする付記４に記
載の光パルス挿入装置。
【００３９】（付記６）前記コアの非線形屈折率は、該
コアにＧｅＯ2を添加し、前記クラッドへフッ素を添加
することによって達成されることを特徴とする付記５に
記載の光パルス挿入装置。
コアにＧｅＯ2を添加し、前記クラッドへフッ素を添加
することによって達成されることを特徴とする付記５に
記載の光パルス挿入装置。
【００４０】（付記７）前記光ファイバは、分散フラッ
トファイバであることを特徴とする付記４に記載の光パ
ルス挿入装置。 （付記８）前記光ファイバに入力する光パルスの強度レ
ベルを、該光ファイバ内で所要のチャープが生じる程度
に増幅する増幅手段を更に備えることを特徴とする付記
４に記載の光パルス挿入装置。
トファイバであることを特徴とする付記４に記載の光パ
ルス挿入装置。 （付記８）前記光ファイバに入力する光パルスの強度レ
ベルを、該光ファイバ内で所要のチャープが生じる程度
に増幅する増幅手段を更に備えることを特徴とする付記
４に記載の光パルス挿入装置。
【００４１】（付記９）光パルスからなる時間多重光信
号の一部を分離する光分離手段を更に備え、前記チャー
プ手段には、該分離された時間多重光信号の一部を入力
することを特徴とする付記１に記載の光パルス挿入装
置。
号の一部を分離する光分離手段を更に備え、前記チャー
プ手段には、該分離された時間多重光信号の一部を入力
することを特徴とする付記１に記載の光パルス挿入装
置。
【００４２】（付記１０）前記光分離手段として、光強
度変調器、干渉器型非線形光スイッチ、あるいは四光波
混合器を使用することを特徴とする付記９に記載の光パ
ルス挿入装置。
度変調器、干渉器型非線形光スイッチ、あるいは四光波
混合器を使用することを特徴とする付記９に記載の光パ
ルス挿入装置。
【００４３】（付記１１）前記透過手段は、複数の透過
帯域を持つことを特徴とする付記１に記載の光パルス挿
入装置。 （付記１２）時間多重された光信号を光信号のまま時間
的に分岐・多重する光時分割多重装置であって、光パル
スからなる入力された光信号に周波数チャープを発生さ
せ、該光パルスのスペクトルを拡張するチャープ手段
と、該拡張されたスペクトルの一部を、所定の波長を中
心とした帯域で透過させる透過手段と、該透過された帯
域に対応する光パルスを、該所定波長の時間多重光信号
に挿入する挿入手段と、を備えることを特徴とする光時
分割多重装置。
帯域を持つことを特徴とする付記１に記載の光パルス挿
入装置。 （付記１２）時間多重された光信号を光信号のまま時間
的に分岐・多重する光時分割多重装置であって、光パル
スからなる入力された光信号に周波数チャープを発生さ
せ、該光パルスのスペクトルを拡張するチャープ手段
と、該拡張されたスペクトルの一部を、所定の波長を中
心とした帯域で透過させる透過手段と、該透過された帯
域に対応する光パルスを、該所定波長の時間多重光信号
に挿入する挿入手段と、を備えることを特徴とする光時
分割多重装置。
【００４４】（付記１３）前記光分割多重装置は、前記
チャープ手段、前記透過手段、及び前記挿入手段の処理
を繰り返すことにより、時分割多重光信号の多重度を大
きくすることを特徴とする付記１２に記載の光時分割多
重装置。
チャープ手段、前記透過手段、及び前記挿入手段の処理
を繰り返すことにより、時分割多重光信号の多重度を大
きくすることを特徴とする付記１２に記載の光時分割多
重装置。
【００４５】
【発明の効果】本発明により、ＯＴＤＭ信号の波長変換
及び全光分岐挿入が実現でき、全光ネットワークのフレ
キシビリティの向上が可能である。
及び全光分岐挿入が実現でき、全光ネットワークのフレ
キシビリティの向上が可能である。
【図１】本発明の実施形態の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施形態を示す図である。
τ 遅延器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AA02 AB12 BA02 DA06 GA10 HA27 5K002 BA04 CA03 CA13 DA03 FA01
Claims (5)
- 【請求項１】時間多重された光信号を光信号のまま時間
的に分岐・多重する光パルス挿入装置であって、 光パルスからなる入力された光信号に周波数チャープを
発生させ、該光パルスのスペクトルを拡張するチャープ
手段と、 該拡張されたスペクトルの一部を、所定の波長を中心と
した帯域で透過させる透過手段と、 該透過された帯域に対応する光パルスを、該所定波長の
時間多重光信号に挿入する挿入手段と、を備えることを
特徴とする光パルス挿入装置。 - 【請求項２】前記チャープ手段は、３次非線形媒質から
なることを特徴とする請求項１に記載の光パルス挿入装
置。 - 【請求項３】前記３次非線形媒質は、光ファイバからな
り、該光ファイバは正常分散を有することを特徴とする
請求項２に記載の光パルス挿入装置。 - 【請求項４】前記光ファイバに入力する光パルスの強度
レベルを、該光ファイバ内で所要のチャープが生じる程
度に増幅する増幅手段を更に備えることを特徴とする請
求項３に記載の光パルス挿入装置。 - 【請求項５】光パルスからなる時間多重光信号の一部を
分離する光分離手段を更に備え、 前記チャープ手段には、該分離された時間多重光信号の
一部を入力することを特徴とする請求項１に記載の光パ
ルス挿入装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001163828A JP4801281B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 光パルス挿入装置 |
| US10/014,367 US7136596B2 (en) | 2001-05-31 | 2001-12-14 | Optical pulse addition device |
| EP02000134A EP1263156B1 (en) | 2001-05-31 | 2002-01-04 | Optical pulse addition device |
| DE60200309T DE60200309T2 (de) | 2001-05-31 | 2002-01-04 | Vorrichtung zur Addition von optischen Impulsen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001163828A JP4801281B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 光パルス挿入装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002357855A true JP2002357855A (ja) | 2002-12-13 |
| JP4801281B2 JP4801281B2 (ja) | 2011-10-26 |
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ID=19006729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001163828A Expired - Fee Related JP4801281B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | 光パルス挿入装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP1263156B1 (ja) |
| JP (1) | JP4801281B2 (ja) |
| DE (1) | DE60200309T2 (ja) |
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| JPWO2006030502A1 (ja) * | 2004-09-15 | 2008-05-08 | 三菱電機株式会社 | 光波レーダ装置 |
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|---|---|---|---|---|
| ATE260002T1 (de) * | 2002-03-04 | 2004-03-15 | Cit Alcatel | Optischer sender, system und verfahren zur übertragung von signalen mit hohen datenraten |
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| US6993228B2 (en) * | 2003-08-13 | 2006-01-31 | Corning Incorporated | Dispersion compensated optical fiber transmission system and module including micro-structured optical fiber |
| US20080170858A1 (en) * | 2004-10-22 | 2008-07-17 | Dublin City University | Optical Pulse Source for Use in Broadband Photonic Communication Systems |
| ITMI20042312A1 (it) * | 2004-12-01 | 2005-03-01 | Marconi Comm Spa | Multiplexer con add-drop ottico |
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| JPH10737A (ja) | 1996-06-12 | 1998-01-06 | Nitto Boseki Co Ltd | 積層板 |
| JP3494661B2 (ja) * | 1996-08-22 | 2004-02-09 | 富士通株式会社 | 光位相共役を用いた光ファイバ通信システム並びに該システムに適用可能な装置及びその製造方法 |
| US6614545B1 (en) | 1997-05-09 | 2003-09-02 | Lexmark International, Inc | Communication scheme for imaging systems including printers with intelligent options |
| JPH111994A (ja) | 1997-06-10 | 1999-01-06 | Shinbashikiichirou Shoten:Kk | 隙間付撚り線補強材 |
| JPH112335A (ja) | 1997-06-10 | 1999-01-06 | Ebara Corp | 液体シール装置、該液体シール装置を用いた半導体ウエハの研磨装置及び洗浄装置 |
| JPH112665A (ja) | 1997-06-13 | 1999-01-06 | Nec Corp | Ｌｓｉ試験方式 |
| US6204944B1 (en) | 1997-07-18 | 2001-03-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | All-optical time-division demultiplexing circuit and all-optical TDM-WDM conversion circuit |
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| US6141127A (en) | 1998-02-20 | 2000-10-31 | Lucent Technologies Inc. | High capacity chirped-pulse wavelength-division multiplexed communication method and apparatus |
| JP3989627B2 (ja) * | 1998-06-23 | 2007-10-10 | 富士通株式会社 | 光ゲート装置、該装置の製造方法及び該装置を備えたシステム |
| JP3288023B2 (ja) * | 1998-10-27 | 2002-06-04 | 日本電信電話株式会社 | 光伝送システム |
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| JP3882979B2 (ja) * | 1999-10-15 | 2007-02-21 | 富士通株式会社 | 波形整形のための装置及びシステム |
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-
2001
- 2001-05-31 JP JP2001163828A patent/JP4801281B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
- 2002-01-04 EP EP02000134A patent/EP1263156B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-04 DE DE60200309T patent/DE60200309T2/de not_active Expired - Lifetime
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| JP5332103B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2013-11-06 | 三菱電機株式会社 | 光波レーダ装置 |
Also Published As
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