JP2003304197A - 波長多重分割回路 - Google Patents

波長多重分割回路

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JP2003304197A
JP2003304197A JP2002106755A JP2002106755A JP2003304197A JP 2003304197 A JP2003304197 A JP 2003304197A JP 2002106755 A JP2002106755 A JP 2002106755A JP 2002106755 A JP2002106755 A JP 2002106755A JP 2003304197 A JP2003304197 A JP 2003304197A
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demultiplexing
optical filter
filter
demultiplexing optical
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Yuka Nonoyama
由香 野々山
Toshihiko Sugie
利彦 杉江
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ネットワークで使用する波長の増減や変更
にも柔軟に対応でき、汎用性が高く低コストな波長多重
分割回路を提供する。 【解決手段】 波長多重信号光の波長間隔がΔfである
光ネットワークで信号光の波長多重および波長分割を行
う波長多重分割回路において、波長多重信号光をmΔf
(mは2以上の整数)の波長群単位に分波する波長群分
波光フィルタと、分波特性にmΔfの周期性(FSR)
を有する周期性分波光フィルタとを備え、波長群分波光
フィルタで分波する波長群の数をn(nは1以上の整
数)としたときに、周期性分波光フィルタとして同一構
成のものをn個用い、波長群分波光フィルタで分波した
n個の波長群をn個の周期性分波光フィルタに接続して
それぞれm波長に分波する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重技術を用
いた光ネットワークにおいて、信号光の波長多重および
波長分割を行う波長多重分割回路に関する。
【0002】
【従来の技術】波長多重技術では、高密度に配置された
数十波の波長を多重・分割するDWDMや、DWDMよ
りも波長間隔を広げて光源や光フィルタに要求されるス
ペックを緩和した数波から十数波を多重・分割するCW
DMなど、さまざまな波長間隔が設定されている。この
波長多重技術において、信号光の波長多重・分割を行う
光フィルタは不可欠なデバイスであり、またコスト要因
にもなっている。
【0003】この波長多重・分割を行う光フィルタに
は、アレイ導波路回折格子(AWG)フィルタ、ファイ
バグレーティングフィルタ、誘電体多層膜フィルタなど
がある。
【0004】図8は、AWGフィルタの構成例を示す。
図において、AWGフィルタは、m×mスターカプラ8
1,82の間を、0,ΔL,2ΔL,…,(m−1)Δ
Lの光路長差をつけたn本の導波路(アレイ導波路)8
3で結合し、その多光束干渉によりN波長多重された波
長多重信号光を一度に分波する構成である。なお、AW
Gフィルタは周期性を有するので、波長λ1 〜λN を分
波する各出力ポートに、例えば波長λN+1 〜λ2N、λ
2N+1〜λ3N、…を分波するように設計することができ
る。
【0005】また、各出力ポートに分波された波長の光
信号を逆方向に入力することにより、逆の経路をたどっ
て波長多重することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光フィルタ
には、AWGフィルタのように使用する波長数を一括し
て多重・分割できるタイプや、多段に構成することによ
り多重・分割するタイプなどがあるが、いずれにしても
使用波長に合わせて光フィルタの通過波長を設計する必
要がある。すなわち、従来の光フィルタの構成では、使
用波長や波長数に応じた光フィルタを個別に設計する必
要がある。そのため、光フィルタは少量多品種になり、
コスト低減が困難になっていた。また、需要の増大に合
わせて波長を増加する場合にも、追加の波長に対応する
光フィルタが必要になり、コスト低減の妨げになってい
た。
【0007】本発明は、従来の個別対応の光フィルタに
代えて、光ネットワークで使用する波長の増減や変更に
も柔軟に対応でき、汎用性が高く低コストな波長多重分
割回路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、波長多重信号
光の波長間隔がΔfである光ネットワークで信号光の波
長多重および波長分割を行う波長多重分割回路におい
て、波長多重信号光をmΔf(mは2以上の整数)の波
長群単位に分波する波長群分波光フィルタと、分波特性
にmΔfの周期性(FSR)を有する周期性分波光フィ
ルタとを備え、波長群分波光フィルタで分波する波長群
の数をn(nは1以上の整数)としたときに、周期性分
波光フィルタとして同一構成のものをn個用い、波長群
分波光フィルタで分波したn個の波長群をn個の周期性
分波光フィルタに接続してそれぞれm波長に分波する構
成である。
【0009】また、波長群分波光フィルタを多段に接続
し、その間を光ファイバを介して接続するようにしても
よい。
【0010】また、上記の波長多重分割回路は、n個の
周期性分波光フィルタでそれぞれ分波出力される波長の
光を逆方向に入力することにより、波長群分波光フィル
タからそれらを波長多重して出力させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は、本発
明の波長多重分割回路の第1の実施形態を示す。ここで
は、光ネットワークで使用する波長多重信号光の波長間
隔をΔfとする。
【0012】図において、本実施形態の波長多重分割回
路は、波長多重信号光をmΔfの波長群単位に分波する
波長群分波光フィルタ1と、FSRがmΔfの周期性分
波光フィルタ2−1〜2−nにより構成され、波長群分
波光フィルタ1の出力ポート♯1〜♯nと、周期性分波
光フィルタ2−1〜2−nの各入力ポートが接続され
る。
【0013】ここで、図2に示すように波長間隔Δfで
連続する波長λ1 〜λ4nにおいて、例えば順番に4波長
(m=4)を1つの波長群とすると、波長群分波光フィ
ルタ1は出力ポート♯1に波長群1(λ1 ,λ2
λ3 ,λ4 )を分波し、出力ポート♯2に波長群2(λ
5 ,λ6 ,λ7 ,λ8 )を分波し、以下同様に出力ポー
ト♯nに波長群n(λ4n-3,λ4n-2,λ4n-1,λ4n)を
分波する。
【0014】一方、周期性分波光フィルタ2−1〜2−
nは、FSRが4Δfの同一構成である。波長λ1 〜λ
4nの信号光を入力すると、図3(1) に示すように出力ポ
ート♯1に波長λ1 ,λ5 ,…,λ4n-3を分波し、出力
ポート♯2に波長λ2 ,λ6,…,λ4n-2を分波し、出
力ポート♯3に波長λ3 ,λ6 ,…,λ4n-1を分波し、
出力ポート♯4に波長λ4 ,λ7 ,…,λ4nを分波す
る。
【0015】これにより、波長群分波光フィルタ1の出
力ポート♯1に分波された波長群1(λ1 ,λ2
λ3 ,λ4 )の信号光を周期性分波光フィルタ2−1に
入力すると、図3(2) に示すように出力ポート♯1〜♯
4に波長λ1 ,λ2 ,λ3 ,λ4の信号光が分波され
る。また、波長群分波光フィルタ1の出力ポート♯2に
分波された波長群2(λ5 ,λ6 ,λ7 ,λ8 )の信号
光を周期性分波光フィルタ2−2に入力すると、図3
(3) に示すように出力ポート♯1〜♯4に波長λ5 ,λ
6 ,λ7 ,λ8 の信号光が分波される。以下同様に、波
長群分波光フィルタ1の出力ポート♯nに分波された波
長群n(λ4n-3,λ4n-2,λ4n-1,λ4n)の信号光を周
期性分波光フィルタ2−nに入力すると、その出力ポー
ト♯1〜♯4に波長λ4n-3,λ4n-2,λ4n-1,λ4nの信
号光が分波される。
【0016】このように、周期性分波光フィルタ2−1
〜2−nとして図3に示すような同一構成のものを使用
しても、入力する波長群が異なれば、その周期性により
異なる波長を分波する光フィルタとして機能することに
なる。すなわち、光ネットワークとして、例えば波長群
1と波長群2の8波を使用する場合には周期性分波光フ
ィルタ2−1,2−2の各出力ポートを使用し、さらに
波長群3を加える場合にはさらに周期性分波光フィルタ
2−3の出力ポートも使用すればよい。また、波長群
1,2に代えて波長群1,3を使用する場合には、周期
性分波光フィルタ2−1,2−3の各出力ポートを使用
すればよく、使用波長の追加や入れ替えを波長群単位に
柔軟に行うことができる。
【0017】なお、周期性分波光フィルタ2としてはA
WGフィルタの他に、他に光結合器を多段に縦続接続し
て構成されるラティス型PLCフィルタ(参考文献:特
開平11−344629号公報)やマッハツェンダ型フ
ィルタを組み合わせて構成することができる。図3に示
す周期性分波光フィルタ2はAWGフィルタを想定した
ものであるが、図4にマッハツェンダ型(MZ)フィル
タを用いる場合の構成例を示す。
【0018】図4(1) は、周期性分波光フィルタ2とし
てのFSRが2Δfの場合であり、1つのMZフィルタ
21で構成される。この構成では1つの波長群を2波長
とし、図1に示す各周期性分波光フィルタ2−1〜2−
nで2波長ずつ分波する。
【0019】図4(2) は、周期性分波光フィルタ2とし
てのFSRが4Δfの場合であり、FSRが2ΔfのM
Zフィルタ21と、FSRが4ΔfのMZフィルタ22
−1,22−2を2段構成にしたものである。MZフィ
ルタ21は、波長λ1 〜λ4nの信号光を入力すると、出
力ポート♯01に奇数波長λ1 ,λ3 ,…,λ4n-1を分
波し、出力ポート♯02に偶数波長λ2 ,λ4 ,…,λ
4nを分波する。MZフィルタ21の出力ポート♯01に
接続されるMZフィルタ22−1は、FSRが4Δfで
あるので、出力ポート♯11に波長λ1 ,λ5 ,…,λ
4n-3を分波し、出力ポート♯12に波長λ3 ,λ7
…,λ4n-1を分波する。MZフィルタ21の出力ポート
♯02に接続されるMZフィルタ22−2は、FSRが
4Δfであるので、出力ポート♯21に波長λ2
λ6 ,…,λ4n-2を分波し、出力ポート♯22に波長λ
4 ,λ8 ,…,λ4nを分波する。したがって、図3の周
期性分波光フィルタ2の出力ポート♯1,♯2,♯3,
♯4と、図4(2) の周期性分波光フィルタ2の出力ポー
ト♯11,♯21,♯12,♯22を対応させると、両
者は同じ機能になる。
【0020】また、周期性分波光フィルタ2のFSRが
8Δfの場合には、FSRが2ΔfのMZフィルタ、F
SRが4ΔfのMZフィルタ、FSRが8ΔfのMZフ
ィルタを3段構成にすればよい。一般に、周期性分波光
フィルタ2のFSRが2n ΔF(nは1以上の整数)に
ついても同様である。
【0021】図5は、FSRが4Δfの周期性分波光フ
ィルタ2の透過特性例を示す。4Δfの波長ごとに、例
えばλ1 とλ5 、λ2 とλ6 、λ3 とλ7 、λ4 とλ8
が同一の出力ポートに分波される。したがって、λ1
λ2 ,λ3 ,λ4 を波長群1とし、λ5 ,λ6 ,λ7
λ8 を波長群2として、波長群単位に分波する波長群分
波光フィルタ1と組み合わせることにより、同一構成の
周期性分波光フィルタ2で対応することができる。
【0022】なお、2つの波長群を分波する波長群分波
光フィルタ1としては、図6に示すような透過特性を有
する誘電体多層膜フィルタを用いることができる。ま
た、3以上の波長群を分波する場合には、このような誘
電体多層膜フィルタを多段に構成すればよい。
【0023】(第2の実施形態)図7は、本発明の波長
多重分割回路の第2の実施形態を示す。図において、本
実施形態の波長多重分割回路は、波長多重信号光をmΔ
fの波長群単位に分波する波長群分波光フィルタ1−
1,1−2を多段に構成し、その間を光ファイバ3を介
して接続して遠隔配置を可能にする。例えば波長群分波
光フィルタ1−1は波長群1〜(n−1)と波長群nを
分波し、波長群分波光フィルタ1−2は波長群1,2,
…,(n−1)を分波する。波長群分波光フィルタ1−
1には、FSRがmΔfの周期性分波光フィルタ2−1
〜2−(n−1)が接続され、波長群分波光フィルタ1
−2には、FSRがmΔfの周期性分波光フィルタ2−
nが接続される。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長多重
分割回路は、どの波長群に対しても同一設計の周期性分
波光フィルタを用意することにより、使用波長の追加や
入れ替えを波長群単位に柔軟に行うことができる。これ
により、使用波長に合わせた光フィルタの個別設計が不
要となり、経済的な波長多重システムを実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の波長多重分割回路の第1の実施形態を
示す図。
【図2】波長群分波光フィルタで分波する波長群を示す
図。
【図3】周期性分波光フィルタの機能を説明する図。
【図4】マッハツェンダ型フィルタを用いた周期性分波
光フィルタの構成例を示す図。
【図5】FSRが4Δfの周期性分波光フィルタの透過
特性例を示す図。
【図6】波長群分波光フィルタの透過特性例を示す図。
【図7】本発明の波長多重分割回路の第2の実施形態を
示す図。
【図8】AWGフィルタの構成例を示す図。
【符号の説明】
1 波長群分波光フィルタ 2 周期性分波光フィルタ 3 光ファイバ 21,22 マッハツェンダ型(MZ)フィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長多重信号光の波長間隔がΔfである
    光ネットワークで信号光の波長多重および波長分割を行
    う波長多重分割回路において、 前記波長多重信号光をmΔf(mは2以上の整数)の波
    長群単位に分波する波長群分波光フィルタと、 分波特性にmΔfの周期性(FSR)を有する周期性分
    波光フィルタとを備え、 前記波長群分波光フィルタで分波する波長群の数をn
    (nは1以上の整数)としたときに、前記周期性分波光
    フィルタとして同一構成のものをn個用い、前記波長群
    分波光フィルタで分波したn個の波長群をn個の周期性
    分波光フィルタに接続してそれぞれm波長に分波する構
    成であることを特徴とする波長多重分割回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の波長多重分割回路にお
    いて、 前記波長群分波光フィルタを多段に接続し、その間を光
    ファイバを介して接続することを特徴とする波長多重分
    割回路。
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