JP2008035140A - Ｗｄｍハイブリッドスプリッタモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＯＮシステムにおいて、加入者側の装置に変更を加えることなしに下り信号をＷＤＭ−ＰＯＮへのアップグレードあるいは併用できるようにすること。
【解決手段】ＯＬＴ１からの下り信号及びＷＤＭ−ＰＯＮ信号を光フィルタ部１１によって分離し、下り信号をパワースプリッタ部１２で分岐する。又デマルチプレクサ部１３ではＷＤＭ−ＰＯＮ信号を波長毎に分岐し、光フィルタ部１４では下り信号といずれか１つの波長のＷＤＭ−ＰＯＮ信号とを各ＯＮＵに出力する。又ＯＮＵからの上り信号については、光フィルタ部１４を介してパワースプリッタ部１２に導き、光フィルタ部１１を介してＯＬＴ１に出力する。これにより容易にアップグレードができるハイブリッドスプリッタモジュールが実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は通信システムにおいて用いられるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールに関するものである。

ＰＯＮ（パッシブオプティカルネットワーク）は光加入者網構築方式の１つであり、局側送受信機であるＯＬＴ（オプティカルラインターミナル）から複数のユーザ側のＯＮＵ（オプティカルネットワークユニット）に接続できるように光を分配する方式である。このようなＰＯＮ方式では基地局から光ファイバで伝送されてきた信号をスプリッタモジュールによって分割するので、ＯＬＴから各ＯＮＵまで１対１で光ファイバを付設する方式に比べてケーブル費用を節減することができる。しかるに光通信システムにおいて、端末側で使用できる光伝送帯域を拡大したいという要望がある。このような帯域拡大のために波長分割多重方式（ＷＤＭ）が用いられる。既存のＰＯＮ通信システムをＷＤＭに置き換える場合には、中継となるスプリッタ部分だけでなく、各ＯＮＵ端末のシステムを変更するために莫大な投資が必要となる。

一方、非特許文献１には、Ｇ−ＰＯＮと１．６５μｍ帯の８チャンネル（１ｃｈの帯域幅２．８ｎｍ）のＷＤＭ−ＰＯＮのハイブリット構成のスプリッタが示されている。この装置では、石英系光導波路（ＰＬＣ）技術を用いたＭＺＩ(マッハツェンダー光干渉計)型のＷＤＭフィルタ、アレイ導波路グレーティング素子（以下、単にＡＷＧという）、及び光スプリッタによって実現している。
Kazutaka Nara et al. "Monolithically Integrated Wideband Optical Splitter/Router on Silica-based Planar Lightwave Circuit" ECOC 2004 Proceedings Vol.2 Paper Tu1.4.2 PP140-１４２

この従来のスプリッタモジュールは、ＯＮＵを変更せずに実現しようとするものではない。またＷＤＭ信号の１ｃｈの帯域幅（１ｄＢ幅）が２．８ｎｍではＯＬＴ側のＷＤＭ信号の送信器に温度調整が不要のＤＦＢ（分布帰還型）レーザーを用いることができないため安価なシステム構築が出来ないという問題点がある。更に上記の構成では、Ｇ−ＰＯＮでの挿入損失が１３．９ｄＢ（１．３１μｍ）、１２．９ｄＢ（１．４９μｍ）、１２．９ｄＢ（１．５５μｍ）と、現状のＧ−ＰＯＮ８ｃｈの挿入損失に比べ、約２倍（３ｄＢ）大きいため、通信距離が半分になり、現状のシステムの置き換えは難しいという問題点があった。

本発明はＰＯＮシステムにおいて、加入者側の装置に変更を加えることなしに、下り信号をＷＤＭ−ＰＯＮへアップグレードあるいは併用することにより、通信速度を向上させることが可能なハイブリッドスプリッタモジュールを低コストかつ低ロスで実現することを目的としている。

この課題を解決するために、本発明のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールは、ＰＯＮ信号帯域の光信号を送受信すると共に複数の波長帯域で構成されるＷＤＭ−ＰＯＮ波長帯域の光信号を送信する局側送受信機と、ユーザ端送受信機との間に接続される光通信システムのＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールにおいて、前記局側送受信機に接続され、ＰＯＮ信号波長帯とＷＤＭ−ＰＯＮ信号波長帯とを分離する第１の光フィルタ部と、前記第１の光フィルタ部で分離されたＰＯＮ信号波長帯の光信号を１：ｎに分岐すると共に、ユーザ端送受信機から得られる上りＰＯＮ信号波長帯の光信号を結合するスプリッタ部と、前記第１の光フィルタ部で分離されたＷＤＭ−ＰＯＮ信号波長帯を波長に応じて各チャンネルに分岐するデマルチプレクサ部と、前記スプリッタ部で分岐したＰＯＮ信号波長帯と前記デマルチプレクサ部で分離されたＷＤＭ−ＰＯＮ信号のいずれかの波長帯との信号を夫々結合してユーザ端送受信機に出力すると共に、ユーザ端送受信機より出力される上りＰＯＮ信号波長帯の信号を前記スプリッタ部に出力するフィルタ群から成る第２の光フィルタ部とを具備するものである。

ここで前記ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールは、次世代大容量通信方式であるＷＤＭ−ＰＯＮにユーザ端送受信機の変更無しでの移行あるいは併用を可能とするようにしてもよい。

ここで前記第１，第２の光フィルタ部と、前記デマルチプレクサ部は、誘電体多層膜で構成されたフィルタとしてもよい。

ここで前記デマルチプレクサ部及び第２の光フィルタ部は、ＷＤＭ−ＰＯＮ信号の各波長帯毎に設けられる１入力、１出力、２入出力の一体型の複数のＷＤＭモジュールを含んで構成されるようにしてもよい。

ここで前記デマルチプレクサ部は、ＡＷＧによって構成するようにしてもよい。

ここで前記デマルチプレクサ部及び第２の光フィルタ部は、１入力、２ｎ入出力（ｎは自然数）の一体型複合ＷＤＭモジュールにより構成されるようにしてもよい。

ここで前記ＷＤＭ−ＰＯＮ信号波長帯は、その短波長側が１２００ｎｍ以上であり、長波長側が１７００ｎｍ以下の帯域としてもよい。

ここで前記ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールは、Ｇ−ＰＯＮ、Ｂ−ＰＯＮ、ＧＥ−ＰＯＮ、あるいはＥ−ＰＯＮ用伝送システムに適応させるようにしてもよい。

このような特徴を有する本発明によれば、ＰＯＮ光アクセス伝送システムから伝送容量をアップグレードするために、ＯＮＵの機器を変更することなく、スプリッタを変更することによって、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムへの移行が可能となる。このためＯＮＵへの設備投資が不要となり、容易に次世代の光アクセスネットワークにアップグレードあるいは併用することができるという効果が得られる。ＯＮＵの数は非常に多いため、ＯＮＵの変更が不要であることは大きなメリットがあり、低設備コストでＰＯＮ方式の通信システムとＷＤＭ−ＰＯＮ方式の通信システムとを切り換える、あるいは併用することが可能となる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールを示す構成図である。図１においてＯＬＴ１は光通信システムにおける局側の送受信機であって、シングルモード光ファイバ２を介してＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール３に接続される。ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール３はシングルモード光ファイバ４を介して多数の加入者側の装置ＯＮＵ５−１〜５−ｎに接続されている。ＯＬＴ１はＰＯＮの下り用の信号を送信し、上り用の光信号を受信すると共に、波長多重されたλ１〜λｎのＷＤＭ−ＰＯＮ信号を下り信号として送出するものである。又ＯＮＵ５−１〜５−ｎは、ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール３から得られるＰＯＮ波長帯域の下り信号又はＷＤＭ−ＰＯＮ信号のいずれかの波長の下り信号を受信すると共に、上り用の波長帯域の信号をハイブリッドスプリッタモジュール３側に出力するものである。

次にＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール３について説明する。ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール３は第１の光フィルタ部１１，パワースプリッタ部１２，デマルチプレクサ部１３及び第２の光フィルタ部１４を含んで構成されている。第１の光フィルタ部１１は、図２に示すように、ＯＬＴ１から送信されるＰＯＮ信号帯域（λdown）とＷＤＭ−ＰＯＮ信号帯域（λ１〜λｎ）の光を分離するものである。ここでＷＤＭ信号はＰＯＮ信号帯域以外の任意の波長帯域で構成され、その短波長側は例えば１２００ｎｍとし、長波長側は１７００ｎｍの範囲の任意の波長を選択することができる。またパワースプリッタ部１２は光フィルタ部１１で分岐されたＰＯＮ信号帯域の光を１／ｎに分岐するものである。デマルチプレクサ部１３はＷＤＭ−ＰＯＮ信号帯域を各波長λ１，λ２・・・毎に分波してｎ個の出力とするものである。第２の光フィルタ部１４はＰＯＮ信号帯域とデマルチプレクサ部１３で分岐されたいずれか１つの波長λｉの信号を夫々のＯＮＵ５−ｉ〜（ｉ＝１〜ｎ）に出力すると共に、ＯＮＵ５−ｉから出力される上り方向の波長λupの帯域の信号をパワースプリッタ部１２に伝える。パワースプリッタ部１２ではこれらの信号を統合して光フィルタ部１１を介してＯＬＴ１に戻す。このような構成によれば、ＯＬＴからパワースプリッタ部のみでＯＮＵと接続していたモジュールを、ＷＤＭ信号も扱えるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールに置き換えるだけで、加入者装置では通常のＰＯＮ信号のみの送受信をすることができ、更にＯＬＴから送出されるいずれか１つのＷＤＭ−ＰＯＮ信号帯域の波長帯の信号を受信することができる。

また、第１，第２の光フィルタ部、デマルチプレクサ部に誘電体多層膜フィルタを用いれば、従来のＰＬＣベースの光フィルタでは使用が難しかった−４０℃から８５℃の環境温度での使用が可能となり、屋内外を問わず使用でき、挿入損失も抑えることが出来る。よって本発明のハイブリッドシステムを導入しても従来のＰＯＮシステムと同様の伝送距離が実現できる。また従来のＭＺＩ型ではＷＤＭ−ＰＯＮ信号帯域幅、チャンネル数等設計の自由度が低いという問題点があるが、誘電体多層膜フィルタを用いることで任意の信号帯域幅、チャンネル数が選択できるという利点がある。そして下りＷＤＭ−ＰＯＮの各チャンネルの信号帯域を±７．５ｎｍ（従来のＣＷＤＭと同様）にすれば、ＯＬＴ側の送信器に温度調整不要のＤＦＢレーザーを用いることができ、システム構成が安価になるという効果も得られる。

（実施の形態２）
次に本発明のより具体的な実施の形態について以下に説明する。実施の形態２は１３７０ｎｍ〜１４８０ｎｍ帯、２０ｎｍ間隔のＷＤＭ−ＰＯＮ信号を４チャンネルの下り信号として用いたＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールである。本実施例はＧ−ＰＯＮのスプリッタモジュールに置き換えて用いられ、ユーザからの要求に基づいて下り伝送帯域の広いＷＤＭ−ＰＯＮの帯域を使用できるようにしたモジュールである。

図３はこの実施の形態２によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの構成図を示す。図３において、ＯＬＴ１０１はＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール１０２の第１の光フィルタ部１０３の入力ポートとシングルモード光ファイバで接続されている。光フィルタ部１０３は、赤外域で透明なガラス基板上に、例えば屈折率２．０９のＴａ_２Ｏ_５と屈折率１．４８のＳｉＯ_２とを交互に計１２７層積層した総膜厚３９．６μｍの誘電体多層膜フィルタから構成される。このフィルタは図４Ａに示す１３７０ｎｍ〜１４７０ｎｍのＷＤＭ信号帯域２０２を透過し、１２６０ｎｍ〜１３７０ｎｍ（λup）の上り信号帯域２０１、１４８０ｎｍ〜１５００ｎｍ（λdown）の下り信号帯域２０３、及び１５５０ｎｍ〜１５６０ｎｍ（λv）の映像信号帯域２０４を反射するバンドパスフィルタである。光フィルタ部１０３の反射ポートはパワースプリッタ部１０４に接続される。パワースプリッタ部１０４は入力光をそのまま４分岐するパワースプリッタであり、パワーは１／４となる。又光フィルタ部１０３の透過ポートにはデマルチプレクサ部１０５の入力ポートがシングルモード光ファイバ１０２で接続されている。デマルチプレクサ部１０５は、赤外域で透明なガラス基板上に、例えばＴａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２とを交互に計１６８層積層した総膜厚４８．７μｍの誘電体多層膜フィルタから構成されるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１５０−１〜１５０−４を備えている。デマルチプレクサ部１０５は１３７０ｎｍ〜１４８０ｎｍのＷＤＭ信号帯域２０２を２０ｎｍ帯域毎にλ１〜λ４に、（より具体的には１３９０ｎｍ，１４２０ｎｍ，１４３０ｎｍ，１４５０ｎｍ）に４分割するものである。即ち図４Ｃに透過率を示すように、ＢＰＦ１０５−１は波長λ１の光を透過しλ２〜λ４の光を反射するフィルタであり、ＢＰＦ１０５−２はλ２の光を透過しλ３，λ４の光を反射するフィルタである。又ＢＰＦ１０５−３はλ３の光を透過し、λ４の光を反射するフィルタであり、ＢＰＦ１０５−４はλ４の光を透過するフィルタである。そしてこのデマルチプレクサ部１０５の出力ポート群は夫々光フィルタ部１０６の入力ポート群に接続される。

次に第２の光フィルタ部１０６は、誘電体多層膜から成る４つのグループフィルタ（ＧＦ）１０６−１〜１０６−４を備えている。これらのフィルタ１０６−１〜１０６−４はいずれも波長λ１，λ２，λ３，λ４のグループの信号光を透過し、その他の波長光を反射するフィルタであり、波長λ１〜λ４のＷＤＭ−ＰＯＮ信号を全て透過するので、グループフィルタという。光フィルタ部１０６の各グループフィルタの反射ポート群はパワースプリッタ部１０４の出力ポート群に、光フィルタ部１０６の透過ポート群はＯＮＵ群に夫々シングルモード光ファイバで接続されている。

次に動作について説明する。まずＧ−ＰＯＮ上り信号２０１として図４Ａに示すように１．３１μｍ帯（λup）、下り信号２０３として１．４９μｍ帯（λdown）、下り映像信号２０４として１．５５μｍ帯（λv）を使用し、ＷＤＭ−ＰＯＮ信号２０２として１３７０〜１４８０ｎｍを使用する。この場合、ＯＬＴ１０１から送信された下り信号２０３、２０４はまず第１の光フィルタ部１０３のフィルタにより反射され、パワースプリッタ部１０４に入り４分岐される。４分岐された下り信号は第２の光フィルタ部１０６の各グループフィルタにより反射され、各ＯＮＵ１０７で受信される。逆にＯＮＵ１０７から送信された上り信号２０１は、まず第２の光フィルタ部１０６の各フィルタにより反射され、パワースプリッタ部１０４に入り１本のシングルモード光ファイバに統合される。次に光フィルタ部１０３のフィルタにより反射され、ＯＬＴ１０１で受信される。

次に上り信号２０１と、下りのＷＤＭ−ＰＯＮ信号２０２を使用する場合、ＯＬＴ１０１からＯＮＵ１０７−１〜１０７−４に向けて夫々ＷＤＭ−ＰＯＮ信号、λ１〜λ４の光信号を送出する。下りＷＤＭ信号２０２はまず図４Ｂに示す特性の光フィルタ部１０３を透過し、デマルチプレクサ部１０５に入り、デマルチプレクサ部１０５によりλ１〜λ４の４チャンネルに分岐される。４分岐された下りＷＤＭ信号２０２は光フィルタ部１０６の各フィルタを夫々透過し、各ＯＮＵ１０７―１〜１０７−４で受信される。各ＯＮＵ１０７から送信される上り信号は上記と同様である。

こうすれば多数のユーザ側の端末であるＯＮＵを変更する必要がなく、Ｇ−ＰＯＮとＷＤＭ−ＰＯＮを切り換える、あるいは併用することができる。また分岐モジュールを屋外で使用する場合−４０℃から８５℃の使用温度範囲が要求されるが、本実施の形態２においては誘電体多層膜フィルタを備えた第１，第２の光フィルタ１０３，１０６、デマルチプレクサ部１０５を使用することにより、使用温度範囲内での動作信頼性を満たすことができる。そして下りＷＤＭ信号を２０ｎｍ間隔にすることにより、局側送信機に温度調整不要のＤＦＢレーザーを用いることができ、更なる低コスト化を実現することができる。上記の他にＧ−ＰＯＮ系とＷＤＭ−ＰＯＮ系を同時あるいは非同時併用することができる。各ＯＮＵ共通の信号帯としてＰＯＮ帯を、特定信号帯としてＷＤＭ信号を利用したり、災害や緊急時・バックアップ目的で使用分けを行うなど、柔軟に利用することが可能となる。

（実施の形態３）
実施の形態３はＷＤＭ信号２０２として１３７０ｎｍ〜１４８０ｎｍ帯、１０ｎｍ間隔の下り信号８ｃｈを用いたＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールである。図５に実施の形態３のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの構成図を示す。実施の形態３では、１３７０ｎｍ〜１４８０ｎｍ帯で１０ｎｍ間隔のλ１〜λ８の８チャンネルのＷＤＭ−ＰＯＮ信号を用いる。実施の形態３ではＯＬＴ１２１からの信号はＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール１２２の第１の光フィルタ１０３に加わり、ＰＯＮ帯域の信号が分離されてパワースプリッタ部１２３に加わる。パワースプリッタ部１２３は入力された信号帯域の下り信号を１／８に分割するスプリッタであり、その各出力はＷＤＭモジュール群１２４の各フィルタに入力される。ＷＤＭモジュール群１２４は前述したデマルチプレクサ部と第２の光フィルタ部を一体化したものであり、８つの１入力、１出力、２入出力のＷＤＭモジュール１２４−１〜１２４−８から成り立っている。

図６に１入力、１出力、２入出力のＷＤＭモジュール１２４−１の構成を示す。光ファイバ３０１、３０２は光ファイバ保持具３０７により保持されている。光ファイバ３０１は第１の光フィルタ部１０３に接続され、光ファイバ３０２は次の段のＷＤＭモジュール１２４−２に接続される。光ファイバ３０１から出射した光はレンズ３０３を介してバンドパスフィルタ３０４に入射される。レンズ３０３は、ＧＲＩＮレンズ、球面レンズあるいは非球面レンズのいずれかにより構成することができる。又バンドパスフィルタ３０４は、赤外域で透明なガラス基板上に、例えばＮｂ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２とを交互に計１１２層積層した総膜厚２３．９μｍの誘電体多層膜から構成される。バンドパスフィルタ３０４は図７Ｂに透過率を示すように、波長λ１の光を透過し、その他の波長の光を反射するものである。又グループフィルタ３０５は、赤外域で透明なガラス基板上に、例えばＴａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２とを交互に計１２７層積層した総膜厚３９．６μｍの誘電体多層膜から構成される。グループフィルタ３０５は図７Ｃに特性を示すように、波長λ１〜λ８までのＷＤＭ−ＰＯＮの下り信号帯域の光を透過し、他を反射するフィルタである。グループフィルタ３０５に隣接して、レンズ３０６及び光ファイバ保持部３０７が設けられる。レンズ３０６は、ＧＲＩＮレンズ、球面レンズあるいは非球面レンズのいずれかにより構成することができる。光ファイバ保持部３０７はパワースプリッタ部１２３に接続される光ファイバ３０８と、各ＯＮＵ、この場合にはＯＮＵ１２５−１に接続される光ファイバ３０９を保持するものである。グループフィルタ３０５は光ファイバ３０９から出射される上り信号を反射して光ファイバ３０８に出射させることができる。その他のＷＤＭモジュール１２４−２〜１２４−８についても、バンドパスフィルタ３０４が夫々λ２〜λ８を透過させる点を除いて、ＷＤＭモジュール１２４−１と同様である。

次に動作について説明する。まずＧ−ＰＯＮ上り信号２０１として図７Ａに示すように１．３１μｍ帯（λup）、下り信号２０３として１．４９μｍ帯（λdown）、下り映像信号２０４として１．５５μｍ帯（λv）を使用し、ＷＤＭ−ＰＯＮ信号２０２として１３７０〜１４８０ｎｍを使用する。この場合、ＯＬＴ１２１から送信された下り信号２０３、２０４はまず第１の光フィルタ部１０３の誘電体多層膜フィルタにより反射され、パワースプリッタ部１２３に入り８分岐される。８分岐された下り信号はＷＤＭモジュール群１２４の各グループフィルタにより反射され、各ＯＮＵ１２５で受信される。逆にＯＮＵ１２５から送信された上り信号２０１は、まずＷＤＭモジュール群１２４の各グループフィルタにより反射され、パワースプリッタ部１２３に入り１本のシングルモード光ファイバに統合される。次に第１の光フィルタ部１０３の誘電体多層膜フィルタにより反射され、ＯＬＴ１２１で受信される。

次に上り信号２０１と下りＷＤＭ−ＰＯＮ信号２０２を使用する場合、ＯＬＴ１２１からＯＮＵ１０７−１〜１０７−８に向けて夫々ＷＤＭ−ＰＯＮ信号として、夫々λ１〜λ８の光信号を送出する。下りＷＤＭ信号２０２はまず光フィルタ部１０３を透過し、ＷＤＭモジュール群１２４の各バンドパスフィルタによりλ１〜λ８の８チャンネルに分岐され、夫々の波長の光がグループフィルタ３０５を透過し、各ＯＮＵ１０７―１〜１０７−８で受信される。各ＯＮＵ１０７から送信される上り信号は上記と同様である。

上記のように、デマルチプレクサ部、第２の光フィルタ部を１入力、１出力、２入出力のＷＤＭモジュール群で実現することで、そのコストを約半分に抑え、体積比でも最大５０％の低減が可能で小型化することができる。実施の形態２においてデマルチプレクサ部、第２の光フィルタ部のコストが全体の８割を占めており、実施の形態３によれば全体のコストが約４割削減される。価格競争が激しいアクセス系光通信業界において、非常に価値の有る構成である。また誘電体多層膜フィルタを用いることで、上記構成の場合、上り信号、下り信号、下りＷＤＭ信号の挿入損失は夫々−１０．８ｄＢ、−１０．８ｄＢ、−３．６ｄＢとなり、従来のＭＺＩ型の−１３．９ｄＢ、−１２．９ｄＢ、−８．０ｄＢに比べ非常に低ロスで伝送距離が約２倍になる。言い換えればシステム構築のコストが２分の１で済むことになる。

次に、１入力、１出力、２入出力のＷＤＭモジュール１２４−１〜１２４−８の変形例を図８に示す。このモジュールでは、石英のベース３１１にＰＬＣ３１２を設けて図示のように光ファイバ３０２と３０８とを連結し、更に光ファイバ３０１の端面からの光導波路３１３及び光ファイバ３０９からの光導波路３１４を図示のように導波路３１２に接続する。そしてその間に、ガラス基板あるいはポリイミド基板上に積層した前述のバンドパスフィルタ３０４と同一の特性を有する誘電体多層膜フィルタ３１５、及びグループフィルタ３０５と同一の特性を有するバンドパスフィルタ３１６を配置する。こうすればＷＤＭモジュールを光導波路技術によって構成することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４はＷＤＭ信号２０２として１５００ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯、０．８ｎｍ間隔の下り信号６４ｃｈを用いたＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールである。図９に本実施の形態４のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの構成図を示す。実施の形態４では、図１０Ａに示すように１５００ｎｍ〜１５７０ｎｍ帯で０．８ｎｍ間隔のλ１〜λ６４の６４チャンネルのＷＤＭ−ＰＯＮ信号２１２を用いる。実施の形態４ではＯＬＴ１３１からの信号はＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール１３２の第１の光フィルタ部１３３に加わり、ＰＯＮ信号帯域がパワースプリッタ部１３４に加わる。パワースプリッタ部１３４は入力された信号帯域の下り信号を１／６４に分割するスプリッタであり、その各出力は第２のフィルタ部１３７の各フィルタ１３７−１〜１３７−６４に入力される。第１，第２の光フィルタ部の各フィルタは、赤外域で透明なガラス基板上に、例えばＴａ_２Ｏ_５層とＳｉＯ_２層とを交互に計１１８層積層した総膜厚２３．２μｍの誘電体多層膜から構成される。これらのフィルタは図１０Ｂに示すように、ＷＤＭ−ＰＯＮ信号を透過させるハイパスフィルタである。

第１の光フィルタ部１３３を透過したＷＤＭ−ＰＯＮ信号はＡＷＧ１３６に導かれる。ＡＷＧ１３６はレンズ形状の平面導波路を長さの異なるアレイによってつないだ構造であり、入射光を細かい波長まで分解することができる波長分波素子である。ここでは図１０Ｃにその特性を示すように、入射された光をλ１〜λ６４の波長毎に分波する。こうして分波した各波長の光信号を第２のフィルタ部１３７の各フィルタ１３７−１〜１３７−６４に導く。その他の構成は前述した実施の形態２と同様である。ＡＷＧは−５℃から６０℃までの動作が保証されているため、屋内での使用に限定されるが、ＷＤＭ信号のチャンネルが増大しても挿入損失がチャンネル数に比例して大きくならないという利点がある。従って伝送距離を保ったままＷＤＭ信号チャンネル数を増やすことができ、ユーザ一人あたりの課金を抑え伝送レートを上げることができる。

尚この実施の形態４では６４チャンネルのＡＷＧを用いているが、任意のチャンネル数とすることができ、更に多数のチャンネルのＷＤＭ−ＰＯＮ信号を用いることができる。

（実施の形態５）
実施の形態５はデマルチプレクサ部、第２の光フィルタ部に複合化モジュールを用いたＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールである。図１１に本実施の形態５によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの構成図を示す。実施の形態５では、ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール１４１はＯＬＴ１０１に接続される第１の光フィルタ部１０３及びパワースプリッタ部１０４を有している。そしてデマルチプレクサ部及び第２の光フィルタ部に複合化モジュールを用いる。実施の形態３ではデマルチプレクサ部、第２の光フィルタ部の各フィルタを波長毎に一体化したＷＤＭモジュールを複数用いることでコストを低減しているが、本実施の形態５では複数のＷＤＭモジュールを１つの複合化モジュール１４２に複合化し、更なるコスト低減を実現している。Ｇ−ＰＯＮ及びＷＤＭ−ＰＯＮに使用する波長については実施の形態２と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１２にこの複合化モジュール１４２の構造を示す。光ファイバ４０１は光ファイバ保持具４０２により保持されている。光ファイバ４０１は第１の光フィルタ部１０３に接続される。光ファイバ４０１から出射した光はレンズ４０３を介してガラスブロック４０４上に設けられたバンドパスフィルタ４０５−１に入射される。レンズ４０３は、ＧＲＩＮレンズ、球面レンズあるいは非球面レンズのいずれかにより構成することができる。又バンドパスフィルタ４０５−１〜４０５−４は、赤外域で透明なガラス基板上に、例えばＮｂ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２とを交互に計１１２層積層した総膜厚２３．９μｍの誘電体多層膜から構成される。バンドパスフィルタ４０５−１〜４０５−４は夫々波長λ１〜λ４を透過し、その他の波長を反射するバンドパスフィルタである。そしてこの各バンドパスフィルタで反射された光を再びガラスブロック４０４上の次段のバンドパスフィルタに入射するために、ガラスブロック４０４の端面に平行にミラー４０６が設けられる。ミラー４０６は金属又は誘電体多層膜によって構成される。そして光が各バンドパスフィルタを通過する位置には、夫々グループフィルタ４０７−１〜４０７−４がガラスブロック４０４の他方の端面に張り付けられる。グループフィルタ４０７−１〜４０７−４は、赤外域で透明なガラス基板上に、例えばＴａ_２Ｏ_５とＳｉＯ_２とを交互に計１２７層積層した総膜厚３９．６μｍの誘電体多層膜から構成される。各グループフィルタ４０７−１〜４０７−４は波長λ１〜λ４までのＷＤＭ−ＰＯＮの下り信号帯域の光を透過し、他を反射するフィルタである。グループフィルタ４０７−１〜４０７−４に隣接して、レンズ４０８−１〜４０８−４及び光ファイバ保持部４０９−１〜４０９−４が設けられる。各光ファイバ保持部は夫々２本の光ファイバを保持するものであり、各１本の光ファイバ４１０〜４１３は前述したパワースプリッタ部１０４に接続されている。又他の１本の光ファイバ４１４〜４１７は夫々ＯＮＵ１０７−１〜１０７−４に接続される。

光ファイバ４０１から出射して集光レンズ４０３により集光された下りＷＤＭ−ＰＯＮ信号は、ガラスブロック４０４に接着されたバンドパスフィルタ４０５−１〜４０５−４とミラー４０６により各波長λ１〜λ４の光信号に分波される。分波された各チャンネルのＷＤＭ信号は、グループフィルタ４０７−１〜４０７−４を透過し、集光レンズ群４０８−１〜４０８−４を通り光ファイバ群４１４〜４１７に至る。下りの信号２０３，２０４についてはパワースプリッタ部１０４で分岐した後、光ファイバ４１０〜４１３に入射し、グループフィルタで反射されて出力用の光ファイバ４１４〜４１７より各ＯＮＵに送出される。又各ＯＮＵからの上り信号２０１は光ファイバ４１４〜４１７を通してグループフィルタ４０７−１〜４０７−４で反射され、光ファイバ４１０〜４１３よりパワースプリッタ部１０４に出力される。

図１３はこの複合化モジュールの変形例を示す図である。前述した複合化モジュールと同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この複合化モジュール１４３ではミラー４０６を用いることなく、図示の位置にバンドパスフィルタ４０５−１〜４０５−４やグループフィルタ４０７−１〜４０７−４を配置し、更に左右に夫々光ファイバを配置したものである。これによって更に低価格の複合化モジュールを構成することができる。

尚この実施の形態５ではＷＤＭ−ＰＯＮ信号として４チャンネルを用いているが、任意のチャンネル数が選択できることはいうまでもない。そして複合化モジュールとしては１入力、２ｎ入出力の複合化モジュールを用いることができる。ここではｎはＷＤＭ−ＰＯＮのチャンネル数である。

尚上述した各実施の形態では本発明をＧ−ＰＯＮ光通信システムに適用した例を示しているが、Ｇ−ＰＯＮ方式に限らず、Ｂ−ＰＯＮ、ＧＥ−ＰＯＮやＥ−ＰＯＮ用伝送システム等の種々のＰＯＮ伝送システムに適用することができる。

本発明の実施の形態１による光通信システムとそのＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールを示す図である。 この実施の形態１による波長のスペクトル図である。 本発明の実施の形態２によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールを示す図である。 実施の形態２によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの光の使用例を示すスペクトル図である。 第１の光フィルタの透過特性を示すグラフである。 デマルチプレクサ部の各フィルタの透過特性を示す図である。 本発明の実施の形態３によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールを示す図である。 実施の形態３に用いられる複合化モジュールの一例を示す図である。 実施の形態３によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの光の使用例を示すスペクトル図である。 バンドパスフィルタの透過特性を示すグラフである。 グループフィルタの透過特性を示す図である。 複合化モジュールの他の例を示す図である。 本発明の実施の形態４によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールを示す図である。 実施の形態４によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの光の使用例を示すスペクトル図である。 第１，第２の光フィルタの透過特性を示すグラフである。 ＡＷＧの透過特性を示す図である。 本発明の実施の形態５によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールを示す図である。 実施の形態５によるＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールの複合化モジュールを示す図である。 実施の形態５による複合化モジュールの他の例を示す図である。

符号の説明

１，１０１，１２１，１３１ ＯＬＴ
２，３０１，３０２，３０８，３０９，４１０〜４１７ 光ファイバ
３，１０２，１２２，１３２，１４１ ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール
１１，１０３，１３３ 第１の光フィルタ部
１２，１０４，１２３，１３４ パワースプリッタ部
１３，１０５ デマルチプレクサ部
１４，１０６，１３７ 第２の光フィルタ部
１２４ ＷＤＭモジュール群
１３６ ＡＷＧ
１４２，１４３ 複合化モジュール

Claims (8)

1. ＰＯＮ信号帯域の光信号を送受信すると共に複数の波長帯域で構成されるＷＤＭ−ＰＯＮ波長帯域の光信号を送信する局側送受信機と、ユーザ端送受信機との間に接続される光通信システムのＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールにおいて、
   前記局側送受信機に接続され、ＰＯＮ信号波長帯とＷＤＭ−ＰＯＮ信号波長帯とを分離する第１の光フィルタ部と、
   前記第１の光フィルタ部で分離されたＰＯＮ信号波長帯の光信号を１：ｎに分岐すると共に、ユーザ端送受信機から得られる上りＰＯＮ信号波長帯の光信号を結合するスプリッタ部と、
   前記第１の光フィルタ部で分離されたＷＤＭ−ＰＯＮ信号波長帯を波長に応じて各チャンネルに分岐するデマルチプレクサ部と、
   前記スプリッタ部で分岐したＰＯＮ信号波長帯と前記デマルチプレクサ部で分離されたＷＤＭ−ＰＯＮ信号のいずれかの波長帯との信号を夫々結合してユーザ端送受信機に出力すると共に、ユーザ端送受信機より出力される上りＰＯＮ信号波長帯の信号を前記スプリッタ部に出力するフィルタ群から成る第２の光フィルタ部と、を具備するＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。
2. 前記ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールは、
   次世代大容量通信方式であるＷＤＭ−ＰＯＮにユーザ端送受信機の変更無しでの移行あるいは併用を可能とする請求項１記載のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。
3. 前記第１，第２の光フィルタ部と、前記デマルチプレクサ部は、
   誘電体多層膜で構成されたフィルタである請求項２記載のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。
4. 前記デマルチプレクサ部及び第２の光フィルタ部は、
   ＷＤＭ−ＰＯＮ信号の各波長帯毎に設けられる１入力、１出力、２入出力の一体型の複数のＷＤＭモジュールを含んで構成される請求項２記載のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。
5. 前記デマルチプレクサ部は、
   アレイ導波路グレーティング素子によって構成した請求項２記載のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。
6. 前記デマルチプレクサ部及び第２の光フィルタ部は、１入力、２ｎ入出力（ｎは自然数）の一体型複合ＷＤＭモジュールにより構成される請求項２記載のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。
7. 前記ＷＤＭ−ＰＯＮ信号波長帯は、
   その短波長側が１２００ｎｍ以上であり、長波長側が１７００ｎｍ以下の帯域である請求項２記載のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。
8. 前記ＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュールは、
   Ｇ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂ−ＰＯＮ（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ)、ＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、あるいはＥ−ＰＯＮ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）用伝送システムに適応させるようにした請求項２記載のＷＤＭハイブリッドスプリッタモジュール。

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