JP2006067546A - 光分岐挿入装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】柔軟なＯＡＤＭノードを構成できる小型で低コストの光分岐挿入装置を提供する。
【解決手段】本光分岐挿入装置は、伝送路Ｌから入力されるＷＤＭ光ＳINに含まれる複数の信号光のうちの少なくとも１つの波長の信号光をブロックし、残りの信号光を透過する波長ブロッカ１１と、波長ブロッカ１１を透過した信号光に対して波長ブロッカ１１でブロックされた信号光と同一波長の信号光を挿入するための光カプラ２１と、光カプラ２１で合波されたＷＤＭ光を増幅して出力するＷＤＭ光アンプ３１と、ＷＤＭ光アンプ３１から出力されるＷＤＭ光を２つに分岐し、一方の分岐光から光カプラ２１で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出すと共に、他方の分岐光ＳOUTを伝送路Ｌに出力する光分岐カプラ４１と、を備えて構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、波長の異なる複数の信号光を合波した波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光から特定の波長の信号光を分岐または挿入する光分岐挿入装置(ＯＡＤＭ：Optical Add/Drop Multiplexer）に関し、特に、光増幅器を用いて構成される光分岐挿入装置に関する。
従来の光分岐挿入装置の１つ構成としては、例えば図２４に示すように、アレイ導波路格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）１０１Ａ，１０１Ｂを２つ組み合わせたものが知られている。このＡＷＧ１０１Ａ，１０１Ｂは、光合波または光分波機能を持つデバイスで、入力ポートにＷＤＭ光が入力されると、出力側では波長毎に分波された光が各ポートから出力される。また逆に、予め決められた波長の光を各ポートにそれぞれ入力すると、出力側ではこれらが合波されたＷＤＭ光が１つのポートから出力される。このようなＡＷＧ１０１Ａ，１０１Ｂを用いて構成した光分岐挿入装置では、光アンプを介して入力されるＷＤＭ光ＳINがＡＷＧ１０１Ａで各波長λ1〜λNの信号光に分波され、各波長λ1〜λNに対応した光分岐カプラ（ＣＰＬ）１０２および２×１光スイッチ（ＳＷ）１０３によって、各々の波長λ1〜λNについての分岐（ドロップ）、挿入（アド）または透過（スルー）がそれぞれ制御される。そして、各２×１光スイッチ１０３から出力される各波長λ1〜λNの信号光がＡＷＧ１０１Ｂで再び合波され、それが光アンプを介して伝送路に送信される。上記の光分岐挿入装置では、伝送されるＷＤＭ光の各波長λ1〜λNに対応させてＡＷＧ１０１Ａ，１０１Ｂの透過波長特性が予め設計されており、ＡＷＧ１０１Ａ，１０１Ｂの各ポートの入出力波長特性は一般に固定である。このため、ＡＷＧ１０１Ａ，１０１Ｂの各ポートと信号光波長とが常に明確に管理されていることが上記の光分岐挿入装置の機能として重要になる。
また、従来の光分岐挿入装置の他の構成としては、例えば図２５に示すように、４つのポートを有する音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ：Acousto-Optic Tunable Filter）を利用して信号光の分岐および挿入を制御する構成もある（例えば、特許文献１参照）。この光分岐挿入装置では、光アンプを介して入力されるＷＤＭ光ＳINがＡＯＴＦ１１１の一方の入力ポートに与えられ、ＲＦ発振器１１２からＡＯＴＦ１１１に与えられるＲＦ信号の周波数に応じて、ＡＯＴＦ１１１で分岐され一方の出力ポートから出力される分岐光の波長λDと、ＡＯＴＦ１１１の他方の入力ポートに与えられる挿入光の波長λA（＝λD）とが制御される。ＡＯＴＦ１１１の他方の出力ポートからは透過光および挿入光を合波したＷＤＭ光が出力され、それが光アンプを介して伝送路に送信される。
さらに、従来の光分岐挿入装置の別の構成としては、例えば図２６に示すように、分岐部１２１、ブロック部１２２および挿入部１２３を順に接続するようにしたものもある（例えば、特許文献２，３参照）。この光分岐挿入装置の分岐部１２１では、入力されるＷＤＭ光ＳINの一部が１×Ｎ光カプラで分岐され、その分岐光がさらに１×Ｎ光カプラで分岐された後にドロップフィルタで分岐光の波長λDが選択される。ブロック部１２２では、分岐部１２１を透過したＷＤＭ光がリジェクションフィルタに与えられ挿入光の波長λAに一致した信号光の通過が阻止される。挿入部１２３では、ブロック部１２２から出力される透過光に対して挿入光が合波され、そのＷＤＭ光が光アンプを介して伝送路に送信される。このような順番でＷＤＭ光ＳINに対する信号光の分岐および挿入を行うことにより、当該光ノードで生じる損失が低く抑えられるようになる。このため、上記のような配置を基本とした構成が従来の光分岐挿入装置の多くで採用されている。
特開平１１−２１８７９０号公報 特開２００３−１９８４７７号公報 特開２００３−２７９９０９号公報
しかしながら、上記のような従来の光分岐挿入装置には、次のような問題点がある。
図２４に示した２つのＡＷＧを組み合わせた構成については、ＡＷＧの各ポートの入出力波長特性が固定であるため、処理する信号光の波長数が多くなると各ポートと信号光波長の管理が複雑になり、柔軟なＯＡＤＭノードを構成することが難しいという欠点がある。また、２つのＡＷＧ、光分岐カプラおよび２×１光スイッチ等の損失を補償するための光アンプが入力段と出力段にそれぞれ配置されるため、装置のサイズが大きくなり、かつ、コストの上昇を招いてしまうという課題もある。
一方、図２５に示したＡＯＴＦを利用した構成については、ＲＦ信号の周波数に応じて分岐光、挿入光および透過光の各波長を任意に設定できるため、柔軟なＯＡＤＭノードを構成することが可能である。しかし、ＡＯＴＦは非常に高価であり、かつ、ＡＯＴＦの４つのポートにそれぞれ対応させて光アンプを配置する必要があるため、光分岐挿入装置の高コスト化および大型化が避けられないという課題がある。
また、図２６に示した分岐部、ブロック部および挿入部を順に配置した構成についても、入力ポート、分岐ポート、挿入ポートおよび出力ポートのそれぞれに対応させて光アンプが配置されるため、高コストでサイズの大きな光分岐挿入装置になってしまうという問題点がある。
なお、本出願人は、上記図２６に示したような従来の構成に関連して、初期導入時の装置コストの低減等を図るために、例えば図２７に示すようなリジェクション・アドフィルタを用いた構成を提案している（例えば、特願２００３−１９０６７号参照）。この図２７の構成例は、分岐部１３１にチューナブルフィルタを用いて分岐光に波長可変機能をもたせる一方、挿入部１３２における挿入光の波長を固定にしてリジェクション・アドフィルタを使用する。リジェクション・アドフィルタは、伝送路へ信号光を挿入するフィルタと、挿入光と同じ波長の信号光がネットワーク上を多重周回しないようにするリジェクションフィルタとを兼用したものであり、当該装置における透過光の光損失を小さくすることができる。このような構成を適用することにより、低コストで柔軟な光ネットワークを構成できる光分岐挿入装置が提供されるようになる。しかし、この先願発明の構成については、分岐部１３１のドロップポートにＷＤＭ用光アンプを配置しているが、入力ポートと出力ポートの間のインライン上には光アンプを配置していないため、光ノード間の伝送距離を延ばすことが難しいという課題が残されており、これを解決するためにインラインアンプを別途設けた場合にはコストアップを招いてしまう。また、挿入部１３２には挿入光の波長ごとに１波用光アンプが配置されているため、アド光の波長数が多くなった場合にもコストアップとなる。
本発明は上記の点に着目してなされたもので、柔軟なＯＡＤＭノードを構成できる小型で低コストの光分岐挿入装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の１つの態様は、例えば図１に示すように、波長の異なる複数の信号光を含んだＷＤＭ光が伝搬する伝送路Ｌに接続され、伝送路Ｌから入力されるＷＤＭ光ＳINに対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐および挿入して伝送路Ｌに出力する光分岐挿入装置において、伝送路Ｌから入力されるＷＤＭ光ＳINに含まれる複数の信号光のうちの少なくとも１つの波長の信号光をブロックし、残りの信号光を透過するブロック部１と、ブロック部１を透過した信号光に対してブロック部１でブロックされた信号光と同一波長の信号光を挿入して出力する挿入部２と、挿入部２から出力されるＷＤＭ光を増幅して出力する増幅部３と、増幅部３から出力されるＷＤＭ光を２つに分岐し、一方の分岐光から挿入部２で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出すと共に、他方の分岐光ＳOUTを伝送路Ｌに出力する分岐部４と、を備えて構成されたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様は、例えば図２に示すように、波長の異なる複数の信号光を含んだＷＤＭ光が伝搬する伝送路Ｌに接続され、伝送路Ｌから入力されるＷＤＭ光ＳINに対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐および挿入して伝送路に出力する光分岐挿入装置において、伝送路Ｌから入力されるＷＤＭ光ＳINに対して少なくとも１つの波長の信号光を挿入して出力する挿入部２と、挿入部２から出力されるＷＤＭ光を増幅して出力する増幅部３と、増幅部３から出力されるＷＤＭ光を２つに分岐し、一方の分岐光から挿入部２で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１波の信号光を取り出す分岐部４と、分岐部４から出力される他方の分岐光に含まれる複数の信号光のうちの分岐部４で取り出された信号光と同一波長の信号光をブロックし、残りの信号光ＳOUTを伝送路Ｌに出力するブロック部１’と、を備えて構成されたことを特徴とする。
上記のような各態様の光分岐挿入装置では、挿入光の波長λAおよび分岐光の波長λDを相違させることを前提として、伝送路Ｌから入力されるＷＤＭ光ＳINに対する波長λAの信号光の挿入、ＷＤＭ光の増幅および波長λDの信号光の分岐がこの順番で行われる。また、信号光の挿入前または信号光の分岐後に、ＷＤＭ光に含まれる挿入光と同一波長または分岐光と同一波長の信号光のブロックが行われる。これにより、従来の構成のように光分岐挿入装置内に複数台の光アンプを設ける必要がなくなる。
本発明の光分岐挿入装置によれば、伝送路から入力されるＷＤＭ光に対する特定の波長の信号光の挿入、分岐および透過を実現するために１つの増幅部を配置するだけで済むため、小型で低コストの光分岐挿入装置を提供することができる。また、上記の増幅部がインライン上に配置されるため、光ネットワーク上のノード間の伝送距離を延ばすことも可能になる。
以下、本発明の光分岐挿入装置を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図３は、本発明の第１実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図３において、本実施形態の光分岐挿入装置は、例えば、前述の図１に示した基本構成におけるブロック部１としての波長ブロッカ（ＷＢ）１１と、挿入部２としての光カプラ（ＣＰＬ）２１およびＷＤＭカプラ２２と、増幅部３としてのＷＤＭ光アンプ３１と、分岐部４としての光分岐カプラ（ＣＰＬ）４１および光フィルタ回路４２と、を備えて構成される。
波長ブロッカ１１は、例えば、本光分岐挿入装置を用いてＯＡＭＤノードを構成した光ネットワークの伝送路Ｌを伝搬するＷＤＭ光ＳINが入力ポートに与えられる。この波長ブロッカ１１は、入力光に対して予め選択した波長帯域の光の通過を阻止（ブロック）し、その他の光を透過して出力ポートから出力する公知の光デバイスである。以下では、波長ブロッカ１１でブロックされる光の波長帯域をブロック波長帯域ΔλBと呼ぶことにする。このブロック波長帯域ΔλBは、ここでは、本光分岐挿入装置における挿入光の波長λAを含み、かつ、分岐光の波長λDおよび透過光の波長λTを含まない波長帯域に設定される。すなわち、本光分岐挿入装置において波長の隣り合う複数の信号光が挿入されるとき、その挿入光の波長帯域ΔλAに対してブロック波長帯域ΔλBが略一致するように、波長ブロッカ１１の波長特性が設定される。したがって、上記の波長ブロッカ１１では、入力光ＳINに含まれる複数の波長の信号光のうち、本光分岐挿入装置における挿入光の波長λAに一致した波長を有する信号光がブロックされ、分岐光の波長λDおよび透過光の波長λTに一致した波長を有する信号光が出力ポートから後段の光カプラ２１に出力されることになる。なお、本実施形態における波長ブロッカ１１は、上記の関係を満たすそのブロック波長帯域ΔλBを有していれば、そのブロック波長帯域ΔλBが固定のものであっても可変のものであっても構わない。
光カプラ２１は、２つの入力ポートと１つの出力ポートを有する一般的な光カプラであり、一方の入力ポートが波長ブロッカ１１の出力ポートに接続され、他方の入力ポートがＷＤＭカプラ２２の合波側ポートに接続され、出力ポートがＷＤＭ光アンプ３１の入力ポートに接続されている。この光カプラ２１では、波長ブロッカ１１を通過した信号光とＷＤＭカプラ２２から出力される挿入光とが合波され、それが出力ポートから後段のＷＤＭ光アンプ３１に出力される。
ＷＤＭカプラ２２は、本光分岐挿入装置において挿入される複数の波長の信号光が各波長に対応した分波側ポートにそれぞれ与えられ、各々の信号光を波長多重して合波側ポートから出力するものである。
ＷＤＭ光アンプ３１は、光カプラ２１からの出力光を一括して増幅することのできる公知の光アンプであり、具体的には例えば、希土類添加光ファイバ増幅器やラマン増幅器、半導体光増幅器等を用いることが可能である。
光分岐カプラ４１は、１つの入力ポートと２つの出力ポートを有し、入力ポートに与えられる光を所定のパワー比率で２つに分岐して各出力ポートから出力する一般的な光カプラである。ここでは、光分岐カプラ４１の分岐比をＡ１：Ａ２として表すことにする。本実施形態の光分岐カプラ４１では、ＷＤＭ光アンプ３１で増幅されたＷＤＭ光が入力ポートに与えられ、Ａ１／（Ａ１＋Ａ２）のパワーに分岐された光が本光分岐挿入装置の出力光ＳOUTとして一方の出力ポートから出力され、Ａ２／（Ａ１＋Ａ２）のパワーに分岐された光が他方の出力ポートから光フィルタ回路４２に出力される。
光フィルタ回路４２は、光分岐カプラ４１で分岐された光が入力ポートに与えられ、その入力光から本光分岐挿入装置で分岐（ドロップ）する波長λDの信号光を取り出して対応する出力ポートからそれぞれ出力する。
次に、第１実施形態の光分岐挿入装置の動作について説明する。
上記のような構成の光分岐挿入装置では、伝送路Ｌを伝搬するＷＤＭ光が入力されると、その入力光ＳINが最初に波長ブロッカ１１に与えられることによって、入力光ＳINに含まれる各波長の信号光のうちで後段の光カプラ２１で合波される挿入光と同じ波長をもつ信号光がブロックされる。このように挿入光と同じ波長をもつ信号光を挿入光の合波前にブロックして、当該波長の信号光がリング状の光ネットワーク上を１周以上伝送されないようにすることによって、例えば図４に示すように、波長λ1の信号光をノードＮAから挿入してノードＮCで分岐するような光パスを設定する場合に、ノードＮCの下流となるノードＮD以降の区間でも波長λ1の光パスを設定することが可能になる。すなわち、リング状の光ネットワークの各ノードに用いられる光分岐挿入装置が上記のような波長ブロッカ１１を備えていない場合、ノードＮA〜ＮC間で伝送される波長λ1の信号光の一部（ノードＮCの光分岐カプラ４１で２分岐されてネットワーク上に送信される出力光ＳOUTの波長λ1成分）がノードＮD以降も周回してしまうため、ノードＮD〜ＮE間に波長λ1の光パスを別途設定することができなくなる。一方、本実施形態の構成では、ノードＮCからネットワーク上に出力される波長λ1の信号光がノードＮDの光分岐挿入装置の初段でブロックされるため、ノードＮD〜ＮE間でも波長λ1の信号光を伝送することができ、光ネットワークの効率的な運用が可能になる。
波長ブロッカ１１（図３）を通過した信号光に対しては、ＷＤＭカプラ２２で波長多重された挿入光が光カプラ２１で合波される。このとき合波される挿入光のパワーは、光カプラ２１の後段に配置されたＷＤＭ光アンプ３１において所要のレベルまで増幅することが可能であるため、従来の挿入部の構成（例えば図２６や図２７）のように光カプラの挿入ポート側に接続する光路上に光アンプを配置する必要がなくなる。なお、光カプラ２１で合波したＷＤＭ光に関しては、挿入光の１波あたりのパワーが波長ブロッカ１１を通過した信号光の１波あたりのパワーと略等しくなるようにするのが望ましい。このためには、例えば、光カプラ２１の合波特性を挿入光の供給状態等に応じて最適化しておく。
光カプラ２１で挿入光が合波されたＷＤＭ光は、ＷＤＭ光アンプ３１で全ての波長の信号光が一括して増幅された後、光分岐カプラ４１に送られてＡ１：Ａ２のパワー分岐比に従って２分岐される。この光分岐カプラ４１の分岐比は、ＷＤＭ光アンプ３１における利得を考慮して、例えば、出力光ＳOUTのトータルパワーが下流の光ノードの入力ダイナミックレンジに対応したレベルとなり、かつ、本光ノードにおける分岐光の１波あたりのパワーが予め設定された規定値を満たすように設定されている。従来の構成の分岐部においては、透過光に対する光損失を小さくするために、光分岐カプラの透過ポート側のパワー比率（Ａ１）に対して分岐ポート側のパワー比率（Ａ２）が十分に小さくなるように分岐比が設定されていた（例えば、Ａ１：Ａ２＝２０：１等）。このため、従来の構成では分岐光を増幅するための光アンプを分岐ポートに接続する光路上に配置する必要があった。これに対して本実施形態の構成では、光分岐カプラ４１に入力されるＷＤＭ光のパワーをＷＤＭ光アンプ３１で必要なレベルまで増幅することができるため、分岐ポート側のパワー比率（Ａ２）を相対的に大きくしても（例えば、Ａ１：Ａ２＝１：１等）、十分なパワーレベルの出力光ＳOUTを確保することが可能になる。したがって、ＷＤＭ光アンプ３１の利得と、光分岐カプラ４１の分岐比とを適切に設定することにより、１台のＷＤＭ光アンプ３１だけでＯＡＤＭノードに要求される性能を満たすことができるようになる。また、ＷＤＭ光アンプ３１の利得を高くして出力光ＳOUTのパワーを増大させれば、ノード間の伝送距離を延ばすことも可能になる。
上記のように第１実施形態によれば、挿入光の波長λAおよび分岐光の波長λDを相違させ、入力光ＳINに対する挿入光と同一波長のブロック、波長λAの信号光の挿入および波長λDの信号光の分岐をこの順番で行うと同時に、波長λAの信号光を挿入した後で、波長λDの信号光を分岐する前のＷＤＭ光の増幅を行うようにしたことで、従来の構成のように光分岐挿入装置内に複数台の光アンプを設ける必要がなくなるため、光分岐挿入装置の小型化および低コスト化を実現することが可能になる。また、光分岐挿入装置の入力ポートと出力ポートの間のインライン上にＷＤＭ光アンプが配置されるため、光ネットワーク上のノード間の伝送距離を延ばすことも可能である。
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図５において、本光分岐挿入装置の構成が上記第１実施形態の構成（図３）と異なる部分は、第１実施形態で用いた波長ブロッカ１１および光カプラ２１に代えて、リジェクション・アドフィルタ１２を備えるようにした部分である。上記以外の他の構成は第１実施形態の場合と同様であるため説明を省略する。
リジェクション・アドフィルタ１２は、例えば図６（Ａ）に示すように、共通ポートＰ1、挿入ポートＰ2および反射ポートＰ3の３つのポートを有し、内部に設けられた薄膜フィルタ（ＴＦＦ：Thin Film Filter）によって、図６（Ｂ）に示すような共通ポートＰ1から反射ポートＰ3への透過（または反射）波長特性と、挿入ポートＰ2から反射ポートＰ3への透過（または反射）波長特性とを実現する公知の光フィルタである。ここでは、上記リジェクション・アドフィルタ１２の共通ポートＰ1に対して伝送路Ｌから入力されるＷＤＭ光ＳINが与えられ、挿入ポートＰ2に対してＷＤＭカプラ２２から出力される挿入光が与えられ、反射ポートＰ3がＷＤＭ光アンプ３１の入力ポートに接続されるようにすることで、第１実施形態における波長ブロッカ１１および光カプラ２１の双方の機能が１つのデバイスで実現される。このリジェクション・アドフィルタ１２は、一般的にブロック波長λBおよび挿入波長λAがいずれも固定波長となるため、その特性を生かした装置構成とすることにより、装置の小型化および低コスト化を実現するのに有用な光部品である。このようなリジェクション・アドフィルタ１２の具体例としては、fibernett社製の“4 Skip 1 Filter”という名称で市販されている製品等を使用することが可能である。なお、上記のような市販品を使用する際、ブロック波長λBに対する遮断損失等の特性が不足するような場合には、当該フィルタを多段接続（共通ポートＰ1と反射ポートＰ3を互いに接続）することにより、所望の遮断特性を売ることが可能である。
上記のようなリジェクション・アドフィルタ１２を適用することにより、入力光ＳINに含まれる各波長の信号光のうちで本光ノードにおける挿入光の波長λAと同じ波長の信号光をブロックし、かつ、入力光ＳINに含まれるその他の波長の信号光とＷＤＭカプラ２２から出力される挿入光とを合波する２つの機能が１つのデバイスで実現されるようになる。これにより、本光分岐挿入装置における透過光の光損失を小さくすることができると共に、より小型で低コストの光分岐挿入装置を提供することが可能になる。
次に、本発明の第３実施形態について説明する。ここでは、上述した第１実施形態の光分岐挿入装置についての具体的な応用例を示す。
図７は、本発明の第３実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図７に示す光分岐挿入装置の１つの特徴は、第１実施形態における分波部の光分岐カプラ４１に代えて、分岐比を変化させることのできる可変光分岐カプラ４１’を設け、本ノートにおける分岐光の波長設定等に応じて可変光分岐カプラ４１’の分岐比を調整して、下流のノードに送信されるＷＤＭ光ＳINおよび分岐光のパワーを制御できるようにしたことである。また、本光分岐挿入装置の他の特徴は、波長ブロッカ１１’の前段に可変光減衰器２４を挿入して、光カプラ２１で合波される透過光および挿入光のパワーのバランスを制御できるようにしたことである。
具体的には、分岐光の波長設定の変化に対応できるようにするために、可変光分岐カプラ４１’の分岐ポートの先には１×Ｊ光分岐カプラ４３、Ｊ個のチューナブルフィルタ４４1〜４４JおよびＪ個の受信器（Ｏ／Ｅ）４５1〜４５Jが設けられる。ただし、ここでは本ノードに対して設定され得る分岐光の最大波長数をＪとしている。また、可変光分岐カプラ４１’の透過ポートの先には、出力光ＳINのパワーをモニタするための光分岐カプラ４６および受光器（ＰＤ）４７が配置される。なお、上記の可変光分岐カプラ４１’の具体的な構成としては、例えば、論文：Kaname Jinguji et al.,“Two-port optical wavelength circuits composed of cascaded Mach-Zehnder interferometers with point-symmetrical configurations”, JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY VOL.14, No.10, October 1996,に記載された構成や、特許第２６９１０９７号明細書に記載の「導波路型光合分波器」を応用して実現することが可能である。また、C.I.R.社製の“POLARIZATION MAINTAINING VARIABLE RATIO EVANESCENT WAVE COUPLERS”(Product Data 905(P)/905(P)-E)等を使用することもできる。
また、挿入光の波長設定の変化に対応できるようにするために、Ｋ個の波長可変送信器（Ｅ／Ｏ）２３1〜２３Kが設けられ、各波長可変送信器２３1〜２３Kから出力される光がＷＤＭカプラ２２で合波されて光カプラ２１に与えられるようにする。ここでは本ノードに対して設定され得る挿入光の最大波長数をＫとしている。さらに、ダイナミック波長ブロッカ１１’を使用することにしてブロック波長帯域ΔλBも可変とする。加えて、可変光減衰器２４およびダイナミック波長ブロッカ１１’の間には、可変光減衰器２４からの出力光パワーをモニタするための光分岐カプラ２５および受光器（ＰＤ）２６が配置される。なお、上記のダイナミック波長ブロッカ１１’の具体例としては、JDS Uniphase社製の“Dynamically Reconfigurable Wavelength Blocker for C or Extended L Band”という名称で市販されている製品や、AVANEX社製の“PowerBlockerTM”などを使用することが可能である。
上記の受光器２６でモニタされる可変光減衰器２４からの出力光パワーを示す信号および受光器４７でモニタされる出力光ＳINのパワーを示す信号は、制御回路５１に送られる。この制御回路５１には、各受光器２６，４７のモニタ結果の他にＯＳＣ処理回路５３によって取得される信号光の波長情報も与えられ、これらの情報に基づいて、可変光分岐カプラ４１’の分岐比、ＷＤＭ光アンプ３１の設定利得、各チューナブルフィルタ４４1〜４４Jの透過波長、各波長可変送信器２３1〜２３Kの出力波長、可変光減衰器２４の減衰量、およびダイナミック波長ブロッカ１１’のブロック波長帯域ΔλBがそれぞれ制御される。なお、ＯＳＣ処理回路５３は、上流のノードから信号光と伴に伝送される監視制御光（ＯＳＣ）を本光分岐挿入装置の入力端に設けた分波器５２で取り出し、その監視制御光に含まれる信号光の波長情報の識別処理を行うと共に、下流のノードに伝達する監視制御光を生成し、それを本光分岐挿入装置の出力端に設けた合波器５４で出力光ＳOUTと合波して光ネットワーク上に送信するものである。
ここで、上記の制御回路５１による、可変光分岐カプラ４１’の分岐比およびＷＤＭ光アンプの設定利得の制御、並びに、可変光減衰器２４の減衰量の制御について詳しく説明する。
本光分岐挿入装置では、前述したように、分岐光の波長設定等に応じて可変光分岐カプラ４１’の分岐比を調整することで、下流のノードに送信されるＷＤＭ光ＳINおよび分岐光のパワーが制御される。具体的には、ＯＳＣ処理回路５３から制御回路５１に送られる信号光の波長情報に従って本ノードにおける分岐光の波長数および波長配置等の波長設定が決まると、その分岐光の波長設定に対応させて各チューナブルフィルタ４４1〜４４Jの透過波長が制御回路５１により最適化される。また、これと同時に、上記の波長設定に対応した各分岐光のパワーが予め設定された規定値を満たし、かつ、出力光ＳOUTのトータルパワーが下流のノードの入力ダイナミックレンジに対応したレベルとなるように、可変光分岐カプラ４１’の分岐比（Ａ１：Ａ２）が制御回路５１により最適化される。例えば、分岐光の波長数が増加するような設定変更が生じた場合を考えると、可変光分岐カプラ４１’の分岐ポート側に出力される光のパワーが増加するように分岐比が調整される。この分岐比の調整によって透過ポート側に出力される光ＳOUTのトータルパワーが減少することになるので、その変化が光分岐カプラ４６および受光器４７でモニタされる。そして、出力光ＳOUTのトータルパワーが下流のノードの入力ダイナミックレンジに対応しなくなるレベルまで低下した場合には、ＷＤＭ光アンプ３１の利得設定を調整して出力光ＳOUTのトータルパワーが制御される。なお、分岐比調整後の出力光ＳOUTのトータルパワーが下流のノードの入力ダイナミックレンジに対応したレベルであれば、ＷＤＭ光アンプ３１の利得設定を調整する必要は特にない。
また、本光分岐挿入装置では、挿入光の波長設定に応じて可変光減衰器２４の減衰量を調整することで、光カプラ２１で合波される透過光および挿入光のパワーのバランスも制御される。具体的には、ＯＳＣ処理回路５３から制御回路５１に送られる信号光の波長情報に従って本ノードにおける挿入光の波長数および波長配置等の波長設定が決まると、その挿入光の波長設定に対応させて、各波長可変送信器２３1〜２３Kの出力波長およびダイナミック波長ブロッカ１１’のブロック波長帯域ΔλBが制御回路５１によりそれぞれ最適化される。また、これと同時に、光カプラ２１で合波される透過光および挿入光の１波あたりのパワーが略等しくなるように、可変光減衰器２４の減衰量が制御回路５１により受光器２６のモニタ値を参照しながら最適化される。
上記のような制御回路５１による各可変デバイスの制御により、分岐光や挿入光の波長設定に変更が生じた場合でも、信号光の挿入および分岐を安定して行うことができるため、柔軟なＯＡＤＭノードを構成することが可能になる。
なお、上記の第３実施形態では、光カプラ２１で合波される透過光および挿入光のパワーのバランスを制御するために、ダイナミック波長ブロッカ１１’の前段に可変光減衰器２４を配置した構成例を示したが、例えば図８に示すように、光カプラ２１の挿入ポートに接続する光路上に可変光減衰器２４を配置し、ＷＤＭカプラ２２で合波された挿入光のパワーを可変光減衰器２４で調整してパワーのバランスの制御を行うようにしてもよい。また、ここでは図示しないが、ダイナミック波長ブロッカ１１’の前段および光カプラ２１の挿入ポートに接続する光路上の両方に可変光減衰器を配置してパワーのバランスの制御を行うことも勿論可能である。
さらに、上記透過光および挿入光のパワー制御は、可変光減衰器の減衰量の調整による構成に限定されるものではなく、例えば図９に示すように、各入力ポートに与えられる光のパワーの合波比率を可変にした光カプラ２１’を使用して透過光および挿入光の合波を行うようにし、その光カプラ２１’の合波特性を調整することで透過光および挿入光のパワー制御を行うようにしてもよい。なお、上記可変の合波特性を有する光カプラ２１’の具体例は、前述した可変光分岐カプラ４１’の場合と同様である。
加えて、上記の第３実施形態では、上述した第１実施形態の構成についての応用例を示したが、リジェクション・アドフィルタを用いた第２実施形態の構成についても同様にして応用することが可能である。
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１０は、本発明の第４実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図１０において、本光分岐挿入装置の構成が上述した第１実施形態の構成（図３）と異なる部分は、第１実施形態において光カプラ２１の前段に配置していた波長ブロッカ１１に代えて、光分岐カプラ４１の透過ポートに接続する光路上に波長ブロッカ１３を配置するようにした部分である。上記以外の他の構成は第１実施形態の場合と同様であるため説明を省略する。
波長ブロッカ１３は、そのブロック波長帯域ΔλBが本光分岐挿入装置における分岐光の波長λDを含み、かつ、挿入光の波長λAおよび透過光の波長λTを含まない波長帯域に設定される。すなわち、本光分岐挿入装置において波長の隣り合う複数の信号光が分岐されるとき、その分岐光の波長帯域ΔλDに対してブロック波長帯域ΔλBが略一致するように、波長ブロッカ１３の波長特性が設定される。したがって、上記の波長ブロッカ１３では、出力光ＳOUTに含まれる複数の波長の信号光のうち、本光分岐挿入装置における分岐光の波長λDに一致した波長を有する信号光がブロックされ、波長λAの挿入光のおよび波長λTの透過光が下流のノードに向けて出力されることになる。
上記のような構成の光分岐挿入装置では、出力光ＳOUTに含まれる波長λDの信号光が分岐光の分岐後にブロックされることで、波長λDの信号光がリング状の光ネットワーク上を１周以上伝送することが回避される。これにより、上述の図４に示したように、波長λ1の信号光をノードＮAから挿入してノードＮCで分岐するような光パスを設定する場合に、ノードＮCの下流となるノードＮD以降の区間でも波長λ1の光パスを設定することが可能になる。よって、第４実施形態の光分岐挿入装置でも第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第５実施形態について説明する。ここでは、上記第４実施形態の光分岐挿入装置についての具体的な応用例を示す。
図１１は、本発明の第５実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図１１に示す光分岐挿入装置の構成は、前述した第３実施形態の構成（図７）と基本的に同様であり、その相違点は、上記第４実施形態の構成に対応させて光分岐カプラ４１の透過ポートに接続する光路上にダイナミック波長ブロッカ１３’を配置した点である。このような構成の光分岐挿入装置においても、前述した第３実施形態の場合と同様の作用および効果を得ることができる。
なお、上記の第５実施形態では、前述の図７に示した構成に対応する第４実施形態の具体的な応用例を考えたが、これと同様にして、前述の図８または図９に示した構成に対応する応用例を考えることも勿論可能である。
次に、本発明の第６実施形態について説明する。ここでは、光分岐挿入装置に異常（例えば、ＷＤＭ光アンプの故障や停電等）が発生した場合においても、光ネットワーク上の他のノード間における通信が中断されないようにした応用例を示す。
図１２は、本発明の第６実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図１２において、本光分岐挿入装置は、例えば上述した第１実施形態の構成（図３）について、ＷＤＭ光アンプ３１の故障時にＷＤＭ光を迂回させるための迂回光路３２を設けると共に、本ノードに伝達される監視制御光を停電時に通過させる機能を付加したＯＳＣ処理回路５３’を備えるようにしたものである。
迂回光路３２は、例えば、ＷＤＭ光アンプ３１の前後に１×２光スイッチ３２Ａ，３２Ｂを挿入し、各１×２光スイッチ３２Ａ，３２Ｂのクロス端子間を直接接続して形成される。各１×２光スイッチ３２Ａ，３２Ｂの切り替え動作は、図示しないスイッチ制御回路によって制御され、ＷＤＭ光アンプ３１が正常に動作しているときにはバー状態、ＷＤＭ光アンプ３１に異常が発生したときにはクロス状態となる。
ＯＳＣ処理回路５３’は、例えば、２×２光スイッチ５３Ａ、ＯＳＣ受信器５３ＢおよびＯＳＣ送信器５３Ｃを有し、本光分岐挿入装置の入力端に設けた分波器５２で取り出される監視制御光（ＯＳＣ）が２×２光スイッチ５３Ａを介してＯＳＣ受信器５３Ｂに与えられると共に、ＯＳＣ送信器５３Ｃで生成された監視制御光が２×２光スイッチ５３Ａを介して本光分岐挿入装置の出力端に設けた合波器５４に与えられるように各々が接続されている。２×２光スイッチ５３Ａの切り替え動作は、図示しないスイッチ制御回路によって制御され、通電時にはクロス状態、停電時にはバー状態となる。
上述した第１実施形態の光分岐挿入装置では、ＷＤＭ光アンプ３１に故障が発生した場合、そのＷＤＭ光アンプ３１は前段からのＷＤＭ光を後段に伝達することができなくなるため、光ネットワーク全体の通信が中断されてしまうことになる。このような状況を回避するため、本実施形態の光分岐挿入装置では、ＷＤＭ光アンプ３１が故障すると、各１×２光スイッチ３２Ａ，３２Ｂがバー状態からクロス状態に切り替えられ、光カプラ２１から出力されるＷＤＭ光が迂回光路３２を通って光分岐カプラ４１に送られる。これにより、ＯＡＤＭノードとしての正常な動作はできなくなるものの、光ネットワーク上の他のノード間の通信は維持されるようになる。なお、ＷＤＭ光アンプ３１に故障が発生していても、ＯＳＣ処理回路５３’による監視制御光の処理は主信号光とは別に行われるため、本ノードでの故障発生を監視制御光に載せて下流のノードに伝達することができる。
一方、停電等により本光分岐挿入装置への電源供給が途絶えてしまった場合には、ＯＳＣ処理回路５３’による監視制御光の処理も不能になり、上流のノードからの監視制御情報を下流のノードに伝達することができなくなってしまう。これを回避するために本実施形態の光分岐挿入装置では、停電が発生すると、２×２光スイッチ５３Ａがクロス状態からバー状態に切り替えられ、上流のノードから送られてくる監視制御光がそのまま下流のノードに送信される。これにより、本ノードの停電状態を下流のノードに伝えることはできなくなるものの、光ネットワーク上の他のノード間で監視制御光を伝達することは可能になる。
上記のように第６実施形態の光分岐挿入装置によれば、１つのノードでＷＤＭ光アンプ３１の故障や停電が発生しても、光ネットワーク全体の通信が中断されるといった事態は回避でき、他のノード間の通信を維持することが可能になる。
なお、上記の第６実施形態では、各１×２光スイッチ３２Ａ，３２ＢをＷＤＭ光アンプ３１の前後に配置した一例を示したが、各１×２光スイッチ３２Ａ，３２Ｂの配置は上記の一例に限られるものではなく、例えば図１３に示すように、ＯＳＣ用の分波器５２と波長ブロッカ１１の間に１×２光スイッチ３２Ａを配置し、光分岐カプラ４１とＯＳＣ用の合波器５４の間に１×２光スイッチ３２Ｂを配置するようにしてもよい。図１３の構成によれば、ＷＤＭ光アンプの故障時に本ノードを通過する信号光に生じる損失を最小にすることが可能になる。
また、上記の第６実施形態では、第１実施形態の構成について迂回光路３２等を設けた場合を説明したが、これと同様にして上述した第２〜第５実施形態の各構成にも応用することが可能である。
次に、本発明の第７実施形態について説明する。ここでは、光分岐挿入装置において波長分散補償を行う場合の好ましい構成例を示す。
図１４は、本発明の第７実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図１４において、本光分岐挿入装置は、例えば上述した第２実施形態の構成（図５）について、伝送路Ｌを伝搬するＷＤＭ光ＳINが与えられる入力ポートとリジェクション・アドフィルタ１２との間に、分散補償部としての分散補償ファイバ（ＤＣＦ）６１を挿入してＷＤＭ光ＳINの波長分散補償を行うようにしたものである。この分散補償ファイバ６１は、伝送路Ｌの波長分散特性に対して逆の波長分散特性を有する周知の光ファイバである。なお、ここでは分散補償ファイバを用いて波長分散補償を行う一例を示すが、本発明の分散補償部は分散補償ファイバに限定されるものではなく、公知の波長分散補償デバイスを適用することが可能である。また、分散補償部における波長分散の補償量は固定であっても可変であっても構わない。
一般に、光ネットワーク上のノード装置において波長分散補償を行う場合には、例えば図１５の上段に示すように、分散補償ファイバ（ＤＣＦ）１４１を２つの光アンプ１４２，１４３で挟み込む構成が知られている。この構成では、分散補償ファイバ１４１において非線形効果による特性劣化を起こさない程度に前段の光アンプ１４２の光出力を抑制するとともに、後段の光アンプ１４３の光出力レベルを高くして伝送距離を延ばすような制御が行われる。このような従来の構成を上述した本発明の第２実施形態に適用した場合、図１５の下段に示すように、リジェクション・アドフィルタ１２とＷＤＭ光アンプ３１との間に光アンプ１４２および分散補償ファイバ１４１を設けることになる。
しかしながら、上記のような波長分散補償のための従来構成を組み合わせた光分岐挿入装置は、光アンプが２つ必要となるためコストアップになるという欠点がある。また、リジェクション・アドフィルタ１２を透過する光の波長分散値と、その透過光に対してリジェクション・アドフィルタ１２で合波される挿入光の波長分散値とは基本的に大きく異なるため、それらの光の波長分散補償を共通の分散補償ファイバ１４１によって同時に行うことができないという問題点もある。
そこで、第７実施形態では、波長分散補償の位置をリジェクション・アドフィルタ１２と光分岐カプラ４１の間の光路上とするのではなく、リジェクション・アドフィルタ１２の前段、つまり、挿入部よりも前段の光路上に分散補償ファイバ６１を配置する構成を採る。このような構成では、分散補償ファイバ前段の光アンプ１４２を省略することが可能であるためコストアップを抑えることができるとともに、透過光に対して挿入光が合波される前の段階で波長分散補償が行われるため、補償前の透過光の波長分散値と挿入光の波長分散値とが大きく異なっていても透過光に対してのみ波長分散補償を行うことができ、補償後の透過光および挿入光の各波長分散値を揃えることが可能となる。
図１６は、本発明の構成について波長分散補償を行う位置による優劣比較を行った結果を示すものである。ここでは、挿入部、増幅部および分岐部に対する分散補償ファイバの各配置について、透過光および挿入光の波長分散値を揃えることが可能であるかということと、分散補償ファイバ内での非線形効果による劣化を抑制できるかということとをポイントとして優劣を比較している。
前述したように分散補償ファイバを挿入部の前段に配置した場合には（図１６の１段目）、透過光および挿入光の波長分散値を揃えることができ、かつ、分散補償ファイバ内での非線形効果による劣化を抑制することができる。一方、分散補償ファイバを挿入部と増幅部の間に配置した場合には（図１６の２段目）、分散補償ファイバ内での非線形効果による劣化を抑制することはできるものの、透過光および挿入光の波長分散値を揃えることはできない。また、分散補償ファイバを増幅部と分岐部の間、または分岐部の後段に配置した場合には（図１６の３，４段目）、透過光および挿入光の波長分散値を揃えることも、分散補償ファイバ内での非線形効果による劣化を抑制することも困難である。
なお、上記第７実施形態では、分散補償ファイバ前段の光アンプを省略した構成例を示したが、例えば図１７に示すように、分散補償ファイバ６１の挿入損失を補う程度の利得の小さな光アンプ６２を分散補償ファイバ６１の前段に設けるようにしても構わない。この場合、光アンプ６２によるコストアップは生じるものの、透過光および挿入光の波長分散値を揃えるという効果は得ることができる。
また、上記第７実施形態では、第２実施形態について波長分散補償に対応した構成例を示したが、他の実施形態についても上記と同様の構成を適用することが可能である。
次に、本発明の第８実施形態について説明する。ここでは、波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch：ＷＳＳ）を利用して挿入部および分岐部を構成した変形例を示す。
図１８は、本発明の第８実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
図１８において、本実施形態の光分岐挿入装置は、例えば前述した第７実施形態の構成（図１４）について、リジェクション・アドフィルタ１２およびＷＤＭカプラ２２に代えて波長選択スイッチ２７を設けるとともに、光分岐カプラ４１および光フィルタ回路４２に代えて波長選択スイッチ４８を設けるようにしたものである。
各波長選択スイッチ２７，４８は、例えば図１９に示すように、１つの入出力ポートＰAおよび複数の入出力ポートＰBと、回折格子およびＭＥＭＳミラーを備えた光学系とを有し、入出力ポートＰAに与えられるＷＤＭ光から任意の波長を選択して任意の入出力ポートＰBに出力することができ、また、各入出力ポートＰBに逆向きに同じ波長を入力すると入出力ポートＰAに戻すことのできる可逆の特性を備えた公知の光スイッチである。図２０は、上記のような波長選択スイッチの特性を模式的に示したものである。
図１８の構成例では、波長選択スイッチ２７の複数の入出力ポートＰBのうちの１つに対して分散補償ファイバ６１を通過したＷＤＭ光が入力され、波長選択スイッチ２７の残りの入出力ポートＰBに対して挿入光が入力されて、波長選択スイッチ２７の１つの入出力ポートＰAから出力されるＷＤＭ光がＷＤＭ光アンプ３１に与えられる。また、波長選択スイッチ４８の１つの入出力ポートＰAに対してＷＤＭ光アンプ３１の出力光が入力されて、波長選択スイッチ４８の複数の入出力ポートＰBのうちの１つから透過光が出力され、残りの入出力ポートＰBから分岐光が出力される。
上記のような構成の光分岐挿入装置では、伝送路Ｌを伝搬して本装置の入力ポートに与えられるＷＤＭ光ＳINが分散補償ファイバ６１に送られ、分散補償ファイバ６１を通過したＷＤＭ光が波長選択スイッチ２７の複数の入出力ポートＰBのうちの１つに入力される。波長選択スイッチ２７では、ＭＥＭＳミラーの角度が制御されることにより、入力光に含まれる各波長の信号光のうちで他の入出力ポートＰBに入力される挿入光の波長λAとは異なる波長の信号光が入出力ポートＰAに与えられるとともに、他の入出力ポートＰBに入力される挿入光が入出力ポートＰAに与えられ、それらの光を合波したＷＤＭ光がＷＤＭ光アンプ３１に出力される。ここでは、波長選択スイッチ２７がブロック部および挿入部としての機能を備える。
ＷＤＭ光アンプ３１で増幅されたＷＤＭ光は、波長選択スイッチ４８の入出力ポートＰAに入力される。波長選択スイッチ４８では、ＭＥＭＳミラーの角度が制御されることにより、入力光に含まれる波長λD以外の信号光が伝送路Ｌに接続された入出力ポートＰBに送られ、波長λDの信号光が分岐光として対応する入出力ポートＰBから出力される。
なお、図１８に示した構成例では、波長選択スイッチ４８において波長λDの信号光がすべてドロップされるため、光ネットワーク上に存在する複数の拠点のうちの特定の拠点で同じ波長の信号光を同時にドロップする所謂マルチキャスト伝送や、全ての拠点で同じ波長の信号光を同時にドロップする所謂ブロードキャスト伝送を行うことは困難である。マルチキャスト伝送やブロードキャスト伝送に対応するためには、例えば図２１に示すように、ＷＤＭ光アンプ３１と波長選択スイッチ４８の間に光分岐カプラ４９を設け、ＷＤＭ光アンプ３１から出力されるＷＤＭ光を光分岐カプラ４９で２つに分岐し、一方のＷＤＭ光を波長選択スイッチ４８の入出力ポートＰAに与え、他方のＷＤＭ光をそのまま伝送路Ｌに出力するような構成を適用すればよい。
上記のように第８実施形態によれば、波長選択スイッチを利用して光分岐挿入装置を構成しても前述した第７実施形態と同様の作用効果を得ることができ、より小型で低コストの光分岐挿入装置を実現することが可能になる。また、波長選択スイッチを利用して光分岐挿入装置を構成することにより、例えばリングネットワークの増設を行う場合に、増設に伴って新たに波長選択スイッチを準備する必要がないため、増設時におけるコストアップを抑えることができるという効果も得られる。
このリングネットワーク増設時の効果について具体的に説明すると、波長選択スイッチを用いた光分岐挿入装置では、リングネットワーク上を伝送されるＷＤＭ光に含まれる任意の信号光を波長選択スイッチ４８の所望の入出力ポートに選択的に出力できるため、その波長選択スイッチ４８の入出力ポートを用いてリングネットワークの増設を行うことが可能である。上述の図２６等に示したような分岐部の後段に挿入部を配置する従来の構成について波長選択スイッチを適用した場合を考えると、リングネットワークの増設を行うためには、例えば図２２に示すように、前段の波長選択スイッチの分岐光出力ポートおよび後段の波長選択スイッチの挿入光入力ポートに対して別途用意した一対の波長選択スイッチを接続することが必要となる。この場合、リングネットワークの増設に伴って部品点数が増大するため光分岐挿入装置のコストアップが避けられない。仮に、一対の波長選択スイッチを別途設けることなく増設リングネットワークを接続しようとしても、増設リングネットワークのみで閉じたネットワークを構成することはできない。
一方、挿入部の後段に分岐部を配置する本発明の構成に波長選択スイッチを適用すれば、例えば図２３に示すように、前段の波長選択スイッチ２７の挿入光入力ポートの１つと、後段の波長選択スイッチ４８の分岐光出力ポートの１つとを、増設リングネットワークのための入出力ポートとして用いることができるため、前述の図２２に示した場合のように一対の波長選択スイッチを別途設けることなく、増設リングネットワークのみで閉じたネットワークを構成することが可能である。
なお、上記第８実施形態では、第７実施形態について波長選択スイッチを利用した構成例を示したが、これと同様にして第１〜第６実施形態についても波長選択スイッチを利用して挿入部、分岐部およびブロック部を構成することが可能である。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
（付記１）波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多重光が伝搬する伝送路に接続され、該伝送路から入力される波長多重光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐および挿入して前記伝送路に出力する光分岐挿入装置において、
前記伝送路から入力される波長多重光に含まれる複数の信号光のうちの少なくとも１つの波長の信号光をブロックし、残りの信号光を透過するブロック部と、
前記ブロック部を透過した信号光に対して前記ブロック部でブロックされた信号光と同一波長の信号光を挿入して出力する挿入部と、
前記挿入部から出力される波長多重光を増幅して出力する増幅部と、
前記増幅部から出力される波長多重光を２つに分岐し、一方の分岐光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出すと共に、他方の分岐光を前記伝送路に出力する分岐部と、を備えて構成されたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２）付記１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記ブロック部は、前記挿入部で挿入される信号光の波長を含んだブロック波長帯域を有する波長ブロッカを備え、
前記挿入部は、２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを有し、一方の入力ポートに与えられる前記波長ブロッカを透過した信号光と、他方の入力ポートに与えられる前記ブロック部でブロックされた信号光と同一波長の信号光とを合波して出力ポートから出力する光カプラを備え、
前記分岐部は、１つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有し、前記増幅部から出力される波長多重光が入力ポートに与えられ、その入力光を２つに分岐して各出力ポートから出力する光分岐カプラと、該光分岐カプラの一方の出力ポートから出力される波長多重光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出す光フィルタ回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記３）付記２に記載の光分岐挿入装置であって、
前記波長ブロッカおよび前記光カプラとしてリジェクション・アドフィルタを用いたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記４）付記２に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分岐部は、前記光分岐カプラの分岐比を変化させることが可能であると共に、前記光フィルタ回路で取り出す信号光の波長数に基づいて前記光分岐カプラの分岐比を制御する制御回路を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記５）付記２に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部は、前記光カプラの少なくとも一方の入力ポートに接続する光路上に挿入した可変光減衰器と、前記光カプラの出力ポートから出力される各波長の信号光パワーが略等しくなるように前記可変光減衰器の減衰量を制御する制御回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記６）付記２に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部は、前記光カプラの各入力ポートに与えられる光のパワーの合波比率を変化させることが可能であると共に、前記光カプラの出力ポートから出力される各波長の信号光パワーが略等しくなるように前記合波比率を制御する制御回路を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記７）付記１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記増幅部の入力端および出力端に接続する各光路上にそれぞれ設けた２つの光スイッチと、該各光スイッチの間を直接接続する迂回光路と、前記増幅部が正常に動作しているときに波長多重光が前記増幅部を通り、前記増幅部に故障が発生しているときに波長多重光が前記迂回光路を通るように前記各光スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記８）付記７に記載の光分岐挿入装置であって、
前記２つの光スイッチは、一方が前記ブロック部前段の光路上に設けられ、他方が前記分岐部後段の光路上に設けられたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記９）付記１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記伝送路から入力される監視制御光を受信して信号光の波長情報を取得すると共に、監視制御光を生成して前記伝送路に送信する監視制御光処理回路を備えるとき、
該監視制御光処理回路は、停電時に前記伝送路から入力される監視制御光をそのまま前記伝送路に出力する機能を有することを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１０）波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多重光が伝搬する伝送路に接続され、該伝送路から入力される波長多重光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐および挿入して前記伝送路に出力する光分岐挿入装置において、
前記伝送路から入力される波長多重光に対して少なくとも１つの波長の信号光を挿入して出力する挿入部と、
前記挿入部から出力される波長多重光を増幅して出力する増幅部と、
前記増幅部から出力される波長多重光を２つに分岐し、一方の分岐光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出す分岐部と、
前記分岐部から出力される他方の分岐光に含まれる複数の信号光のうちの前記分岐部で取り出された信号光と同一波長の信号光をブロックし、残りの信号光を前記伝送路に出力するブロック部と、を備えて構成されたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１１）付記１０に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部は、２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを有し、一方の入力ポートに与えられる前記伝送路からの波長多重光と、他方の入力ポートに与えられる前記少なくとも１つの波長の信号光を合波して出力ポートから出力する光カプラを備え、
前記分岐部は、１つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有し、前記増幅部から出力される波長多重光が入力ポートに与えられ、その入力光を２つに分岐して各出力ポートから出力する光分岐カプラと、該光分岐カプラの一方の出力ポートから出力される波長多重光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出す光フィルタ回路と、を備え、
前記ブロック部は、前記光フィルタ回路で取り出される信号光の波長を含んだブロック波長帯域を有する波長ブロッカを備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１２）付記１１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分岐部は、前記光分岐カプラの分岐比を変化させることが可能であると共に、前記光フィルタ回路で取り出す信号光の波長数に基づいて前記光分岐カプラの分岐比を制御する制御回路を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１３）付記１１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部は、前記光カプラの少なくとも一方の入力ポートに接続する光路上に挿入した可変光減衰器と、前記光カプラの出力ポートから出力される各波長の信号光パワーが略等しくなるように前記可変光減衰器の減衰量を制御する制御回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１４）付記１１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部は、前記光カプラの各入力ポートに与えられる光のパワーの合波比率を変化させることが可能であると共に、前記光カプラの出力ポートから出力される各波長の信号光パワーが略等しくなるように前記合波比率を制御する制御回路を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１５）付記１０に記載の光分岐挿入装置であって、
前記増幅部の入力端および出力端に接続する各光路上にそれぞれ設けた２つの光スイッチと、該各光スイッチの間を直接接続する迂回光路と、前記増幅部が正常に動作しているときに波長多重光が前記増幅部を通り、前記増幅部に故障が発生しているときに波長多重光が前記迂回光路を通るように前記各光スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１６）付記１５に記載の光分岐挿入装置であって、
前記２つの光スイッチは、一方が前記挿入部前段の光路上に設けられ、他方が前記ブロック部後段の光路上に設けられたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１７）付記１０に記載の光分岐挿入装置であって、
前記伝送路から入力される監視制御光を受信して信号光の波長情報を取得すると共に、前記監視制御光を生成して前記伝送路に送信する監視制御光処理回路を備えるとき、
該監視制御光処理回路は、停電時に前記伝送路から入力される監視制御光をそのまま前記伝送路に出力する機能を有することを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１８）付記１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部よりも前段の光路上に、前記伝送路の波長分散特性に対して逆の波長分散特性を有する分散補償部を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記１９）付記１８に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分散補償部の前段に、前記分散補償部の挿入損失を補償するための光アンプを設けたことを特徴とする特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２０）付記１８に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分散補償部は、分散補償ファイバを用いて構成されたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２１）付記１８に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分散補償部は、波長分散の補償量が可変であることを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２２）付記１に記載の光分岐挿入装置であって、
前記ブロック部および前記挿入部は、複数の入力ポートと１つの出力ポートを有する第１波長選択スイッチを用いて構成され、
前記分岐部は、１つの入力ポートと複数の出力ポートを有する第２波長選択スイッチを備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２３）付記２２に記載の光分岐挿入装置であって、
前記第１波長選択スイッチは、複数の入力ポートのうちの１つに対して前記伝送路から入力される波長多重光が与えられるとともに、残りの入力ポートに対して挿入光が与えられ、前記波長多重光に含まれる各波長の信号光のうちで前記挿入光の波長とは異なる波長の信号光と前記挿入光とを合波して出力ポートから出力することを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２４）付記２２に記載の光分岐挿入装置であって、
前記第２波長選択スイッチは、入力ポートに対して前記増幅部から出力される波長多重光が与えられ、前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を前記波長多重光から取り出して対応する出力ポートから出力するとともに、残りの信号光を前記伝送路に接続された出力ポートから出力することを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２５）付記２２に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分岐部は、前記増幅部から出力される波長多重光を２つに分岐する光分岐カプラを備え、該光分岐カプラから出力される一方の分岐光を前記第２波長選択スイッチの入力ポートに与え、他方の分岐光を前記伝送路に出力することを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２６）付記１０に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部よりも前段の光路上に、前記伝送路の波長分散特性に対して逆の波長分散特性を有する分散補償部を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２７）付記２６に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分散補償部の前段に、前記分散補償部の挿入損失を補償するための光アンプを設けたことを特徴とする特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２８）付記２６に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分散補償部は、分散補償ファイバを用いて構成されたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記２９）付記２６に記載の光分岐挿入装置であって、
前記分散補償部は、波長分散の補償量が可変であることを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記３０）付記１０に記載の光分岐挿入装置であって、
前記挿入部は、複数の入力ポートと１つの出力ポートを有する第１波長選択スイッチを用いて構成され、
前記分岐部および前記ブロック部は、１つの入力ポートと複数の出力ポートを有する第２波長選択スイッチを備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記３１）付記３０に記載の光分岐挿入装置であって、
前記第１波長選択スイッチは、複数の入力ポートのうちの１つに対して前記伝送路から入力される波長多重光が与えられるとともに、残りの入力ポートに対して挿入光が与えられ、前記波長多重光と前記挿入光とを合波して出力ポートから出力することを特徴とする光分岐挿入装置。
（付記３２）付記３０に記載の光分岐挿入装置であって、
前記第２波長選択スイッチは、入力ポートに対して前記増幅部から出力される波長多重光が与えられ、前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を前記波長多重光から取り出して対応する出力ポートから出力するとともに、残りの信号光を前記伝送路に接続された出力ポートから出力することを特徴とする光分岐挿入装置。
本発明の光分岐挿入装置の一態様を示す構成図である。 本発明の光分岐挿入装置の他の態様を示す構成図である。 本発明の第１実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 上記第１実施形態について光ネットワーク上での光パスの設定例を示した図である。 本発明の第２実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 上記第２実施形態に用いられるリジェクション・アドフィルタの具体例を示す図である。 本発明の第３実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 上記第３実施形態に関連した他の構成例を示すブロック図である。 上記第３実施形態に関連した別の構成例を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第６実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 上記第６実施形態に関連した他の構成例を示すブロック図である。 本発明の第７実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 波長分散補償のための従来構成を図１４の光分岐挿入装置に適用した一例を示す図である。 本発明の構成について波長分散補償を行う位置による優劣比較を行った結果を示す図である。 上記第７実施形態について分散補償ファイバの前段に光アンプを設けた変形例を示すブロック図である。 本発明の第８実施形態による光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。 上記第８実施形態に用いられる波長選択スイッチの具体例を示す図である。 波長選択スイッチの特性を説明するための模式図である。 上記第８実施形態についてマルチキャスト伝送やブロードキャスト伝送に対応可能な構成例を示すブロック図である。 従来の構成に波長選択スイッチを適用した場合についてリングネットワークの増設を行うための一例を示した図である。 上記第８実施形態についてリングネットワークの増設を行うための一例を示した図である。 従来の光分岐挿入装置の構成例を示す図である。 従来の光分岐挿入装置の他の構成例を示す図である。 従来の光分岐挿入装置の別の構成例を示す図である。 先願発明による光分岐挿入装置の構成を示す図である。
符号の説明
１，１’…ブロック部
２…挿入部
３…増幅部
４…分岐部
１１，１３…波長ブロッカ
１１’，１３’…ダイナミック波長ブロッカ
１２…リジェクション・アドフィルタ
２１，２１’…光カプラ
２２…ＷＤＭカプラ
２３1〜２３K…波長可変送信器
２４…可変光減衰器
２５，４６，４９…光分岐カプラ
２６，４７…受光器
２７，４８…波長選択スイッチ
３１…ＷＤＭ光アンプ
３２…迂回光路
３２Ａ，３２Ｂ…１×２光スイッチ
４１…光分岐カプラ
４２…光フィルタ回路
４４…チューナブルフィルタ
４５1〜４５J…受信器
５１…制御回路
５２…分波器
５３…ＯＳＣ処理回路
５３Ａ…２×２光スイッチ
５３Ｂ…ＯＳＣ受信器
５３Ｃ…ＯＳＣ送信器
５４…合波器
６１…分散補償ファイバ
６２…光アンプ

Claims (14)

  1. 波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多重光が伝搬する伝送路に接続され、該伝送路から入力される波長多重光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐および挿入して前記伝送路に出力する光分岐挿入装置において、
    前記伝送路から入力される波長多重光に含まれる複数の信号光のうちの少なくとも１つの波長の信号光をブロックし、残りの信号光を透過するブロック部と、
    前記ブロック部を透過した信号光に対して前記ブロック部でブロックされた信号光と同一波長の信号光を挿入して出力する挿入部と、
    前記挿入部から出力される波長多重光を増幅して出力する増幅部と、
    前記増幅部から出力される波長多重光を２つに分岐し、一方の分岐光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出すと共に、他方の分岐光を前記伝送路に出力する分岐部と、を備えて構成されたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  2. 請求項１に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記ブロック部は、前記挿入部で挿入される信号光の波長を含んだブロック波長帯域を有する波長ブロッカを備え、
    前記挿入部は、２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを有し、一方の入力ポートに与えられる前記波長ブロッカを透過した信号光と、他方の入力ポートに与えられる前記ブロック部でブロックされた信号光と同一波長の信号光とを合波して出力ポートから出力する光カプラを備え、
    前記分岐部は、１つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有し、前記増幅部から出力される波長多重光が入力ポートに与えられ、その入力光を２つに分岐して各出力ポートから出力する光分岐カプラと、該光分岐カプラの一方の出力ポートから出力される波長多重光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出す光フィルタ回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  3. 請求項２に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記波長ブロッカおよび前記光カプラとしてリジェクション・アドフィルタを用いたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  4. 請求項２に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記分岐部は、前記光分岐カプラの分岐比を変化させることが可能であると共に、前記光フィルタ回路で取り出す信号光の波長数に基づいて前記光分岐カプラの分岐比を制御する制御回路を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  5. 請求項２に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記挿入部は、前記光カプラの少なくとも一方の入力ポートに接続する光路上に挿入した可変光減衰器と、前記光カプラの出力ポートから出力される各波長の信号光パワーが略等しくなるように前記可変光減衰器の減衰量を制御する制御回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  6. 請求項２に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記挿入部は、前記光カプラの各入力ポートに与えられる光のパワーの合波比率を変化させることが可能であると共に、前記光カプラの出力ポートから出力される各波長の信号光パワーが略等しくなるように前記合波比率を制御する制御回路を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  7. 請求項１に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記増幅部の入力端および出力端に接続する各光路上にそれぞれ設けた２つの光スイッチと、該各光スイッチの間を直接接続する迂回光路と、前記増幅部が正常に動作しているときに波長多重光が前記増幅部を通り、前記増幅部に故障が発生しているときに波長多重光が前記迂回光路を通るように前記各光スイッチを制御するスイッチ制御回路と、を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  8. 請求項１に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記伝送路から入力される監視制御光を受信して信号光の波長情報を取得すると共に、監視制御光を生成して前記伝送路に送信する監視制御光処理回路を備えるとき、
    該監視制御光処理回路は、停電時に前記伝送路から入力される監視制御光をそのまま前記伝送路に出力する機能を有することを特徴とする光分岐挿入装置。
  9. 波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多重光が伝搬する伝送路に接続され、該伝送路から入力される波長多重光に対して少なくとも１つの波長の信号光を分岐および挿入して前記伝送路に出力する光分岐挿入装置において、
    前記伝送路から入力される波長多重光に対して少なくとも１つの波長の信号光を挿入して出力する挿入部と、
    前記挿入部から出力される波長多重光を増幅して出力する増幅部と、
    前記増幅部から出力される波長多重光を２つに分岐し、一方の分岐光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出す分岐部と、
    前記分岐部から出力される他方の分岐光に含まれる複数の信号光のうちの前記分岐部で取り出された信号光と同一波長の信号光をブロックし、残りの信号光を前記伝送路に出力するブロック部と、を備えて構成されたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  10. 請求項９に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記挿入部は、２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを有し、一方の入力ポートに与えられる前記伝送路からの波長多重光と、他方の入力ポートに与えられる前記少なくとも１つの波長の信号光を合波して出力ポートから出力する光カプラを備え、
    前記分岐部は、１つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有し、前記増幅部から出力される波長多重光が入力ポートに与えられ、その入力光を２つに分岐して各出力ポートから出力する光分岐カプラと、該光分岐カプラの一方の出力ポートから出力される波長多重光から前記挿入部で挿入された信号光とは波長の異なる少なくとも１つの波長の信号光を取り出す光フィルタ回路と、を備え、
    前記ブロック部は、前記光フィルタ回路で取り出される信号光の波長を含んだブロック波長帯域を有する波長ブロッカを備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  11. 請求項１に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記挿入部よりも前段の光路上に、前記伝送路の波長分散特性に対して逆の波長分散特性を有する分散補償部を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  12. 請求項１に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記ブロック部および前記挿入部は、複数の入力ポートと１つの出力ポートを有する第１波長選択スイッチを用いて構成され、
    前記分岐部は、１つの入力ポートと複数の出力ポートを有する第２波長選択スイッチを備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  13. 請求項９に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記挿入部よりも前段の光路上に、前記伝送路の波長分散特性に対して逆の波長分散特性を有する分散補償部を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
  14. 請求項９に記載の光分岐挿入装置であって、
    前記挿入部は、複数の入力ポートと１つの出力ポートを有する第１波長選択スイッチを用いて構成され、
    前記分岐部および前記ブロック部は、１つの入力ポートと複数の出力ポートを有する第２波長選択スイッチを備えたことを特徴とする光分岐挿入装置。
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