JP2008109248A - Wavelength selection switch circuit and wavelength path switching device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光クロスコネクトや光ネットワークで用いられる波長選択スイッチ回路に関する。 The present invention relates to a wavelength selective switch circuit used in an optical cross connect or an optical network.
光ネットワークにおける波長パスや波長群パスの切替えに光クロスコネクト(OXC)を利用する研究が進められている。OXCを実現する光デバイスの一つに波長選択スイッチ(WSS)回路がある。 Research is being conducted on the use of an optical cross connect (OXC) for switching wavelength paths and wavelength group paths in an optical network. One of optical devices for realizing OXC is a wavelength selective switch (WSS) circuit.
図17および図18は、従来の波長選択スイッチの構成の概略図である。図17では、説明を分り易くするために、1(入力ポート):2(出力ポート)タイプを示す。ここで、符号101は波長分離手段、符号102は波長合波手段、符号103は波長選択手段である。波長分離および合波手段として具体的には回折格子やアレイ導波路格子、波長選択手段として具体的には主にMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーが用いられる(例えば、非特許文献1参照)。
17 and 18 are schematic views of the configuration of a conventional wavelength selective switch. FIG. 17 shows a 1 (input port): 2 (output port) type for easy understanding. Here,
入力される信号光は、光周波数f0を中心として光周波数間隔Δfで配置された複数の信号光(光周波数f0±k・Δf、kは0以上の整数)を波長多重した波長多重信号光である。この波長多重信号光を入力ポートより入力し、波長分離手段101により波長の異なる信号光に分離する。その後、波長選択手段103により所望の波長の信号光を選択して波長合波手段102を介して所望の出力ポートへ出力する。図17および図18では出力ポートは2つの場合であるが、実際には3ポート以上のWSSも可能である。また、波長分離手段101と波長合波手段102とは1つの回折格子で兼用することもできる。 The input signal light is wavelength-multiplexed signal light obtained by wavelength-multiplexing a plurality of signal lights (optical frequencies f0 ± k · Δf, k is an integer of 0 or more) arranged at an optical frequency interval Δf with the optical frequency f0 as the center. is there. The wavelength-multiplexed signal light is input from the input port, and is separated into signal lights having different wavelengths by the wavelength separation means 101. Thereafter, signal light having a desired wavelength is selected by the wavelength selecting means 103 and output to a desired output port via the wavelength multiplexing means 102. In FIG. 17 and FIG. 18, there are two output ports. Actually, a WSS having three or more ports is also possible. Further, the wavelength separation means 101 and the wavelength multiplexing means 102 can be shared by a single diffraction grating.
近年、光ネットワークのさらなる周波数効率の向上を目指してチャネル間隔の狭窄化および位相変調方式による高密度波長分割多重(DWDM)の研究開発が活発に進められている。例えば、チャネル間隔50GHzでのビットレート10Gbit/sのOOK、DPSKまたはDQPSK信号の波長多重信号光や、チャネル間隔100GHzでのビットレート40Gbit/sのOOK、DPSKまたはDQPSK信号の波長多重信号光などを扱う光伝送や光ネットワークの報告がなされている。 In recent years, research and development of dense wavelength division multiplexing (DWDM) using a narrowed channel interval and a phase modulation method have been actively promoted with the aim of further improving the frequency efficiency of an optical network. For example, wavelength-multiplexed signal light of an OOK, DPSK or DQPSK signal with a bit rate of 10 Gbit / s at a channel interval of 50 GHz, wavelength-multiplexed signal light of an OOK, DPSK or DQPSK signal with a bit rate of 40 Gbit / s at a channel interval of 100 GHz, etc. There are reports on optical transmission and optical networks handled.
そのような高密度化された光ネットワークにおいては、高密度WDM信号に対応したチャネル間隔で、かつ透過する帯域幅が信号光の帯域より広い波長選択スイッチ回路が必要である。また、この波長選択スイッチ回路で構成される光クロスコネクトが多段に接続されるような光ネットワークにおいては、フィルタ多段効果で透過的な光周波数帯域幅が狭くなるため各光クロスコネクトに搭載される波長選択スイッチ回路の光周波数帯域幅は十分広くなくてはならない。 Such a high-density optical network requires a wavelength selective switch circuit having a channel interval corresponding to a high-density WDM signal and a wider transmission bandwidth than the bandwidth of signal light. Also, in an optical network in which optical cross-connects composed of this wavelength selective switch circuit are connected in multiple stages, the optical frequency bandwidth becomes narrower due to the multi-stage filter effect, so it is mounted on each optical cross-connect. The optical frequency bandwidth of the wavelength selective switch circuit must be sufficiently wide.
しかしながら、従来の波長選択スイッチ回路では十分広い光周波数帯域幅が実現できないという欠点があった。現在、実現できる50GHzチャネル間隔用の波長選択スイッチ回路の透過帯域幅は30GHz程度である。また、透過帯域幅内で波長分散特性が平坦な帯域幅はさらに狭くなり20GHz程度である。 However, the conventional wavelength selective switch circuit has a drawback that a sufficiently wide optical frequency bandwidth cannot be realized. Currently, the transmission bandwidth of the wavelength selective switch circuit for 50 GHz channel spacing that can be realized is about 30 GHz. Further, the bandwidth having a flat chromatic dispersion characteristic within the transmission bandwidth is further narrowed to about 20 GHz.
図19は波長選択スイッチ回路を縦列接続して10Gbit/sのRZ−DPSK信号を透過したときの波長選択スイッチ回路段数(横軸)とQ値ペナルティ(縦軸)との関係を示している。図19より、許容できるQ値ペナルティを1dBとすると、波長選択スイッチ回路の帯域幅が21GHzの場合は7段程度までしか縦列接続できないことがわかる。 FIG. 19 shows the relationship between the number of wavelength selective switch circuit stages (horizontal axis) and the Q value penalty (vertical axis) when 10 Gbit / s RZ-DPSK signals are transmitted in cascade. As can be seen from FIG. 19, assuming that the allowable Q value penalty is 1 dB, when the bandwidth of the wavelength selective switch circuit is 21 GHz, only up to about seven stages can be connected in cascade.
従来の波長選択スイッチ回路の帯域幅が狭くなる理由について図20を参照して説明する。波長分離手段で空間的に分離された各チャネルの信号光は波長選択手段であるミラーアレイ(MEMSまたは液晶)の各ミラーへ導かれる。各ミラーの反射角度は独立に電気的に変化できる機構となっており、反射角度を制御することで所望のチャネルの信号光を選択して所望の出力ポートへ出力することができる。 The reason why the bandwidth of the conventional wavelength selective switch circuit is reduced will be described with reference to FIG. The signal light of each channel spatially separated by the wavelength separation means is guided to each mirror of a mirror array (MEMS or liquid crystal) which is a wavelength selection means. The reflection angle of each mirror is a mechanism that can be electrically changed independently. By controlling the reflection angle, signal light of a desired channel can be selected and output to a desired output port.
しかし、従来の波長選択スイッチ回路では、図20に示したように、ミラー部を支持して角度変化させるため、各ミラー間に反射しない部分(デッドゾーン)が必要とされていた。このデッドゾーンの影響により信号光に反射できない波長成分が生じ、波長選択スイッチ回路の帯域が狭くなっていた。また、デッドゾーンの影響で反射光の波長分散特性に大きなリップルが生じてしまっていた。 However, in the conventional wavelength selective switch circuit, as shown in FIG. 20, in order to change the angle while supporting the mirror portion, a non-reflective portion (dead zone) is required between the mirrors. Due to the influence of this dead zone, a wavelength component that cannot be reflected by the signal light is generated, and the band of the wavelength selective switch circuit is narrowed. In addition, a large ripple has occurred in the wavelength dispersion characteristic of the reflected light due to the influence of the dead zone.
このように、従来の波長選択スイッチ回路では帯域幅が狭いという問題点があった。そのため、光クロスコネクトで使用した場合に多段接続できる数が少ないため、大規模な光ネットワークに適用することは不可能であった。 Thus, the conventional wavelength selective switch circuit has a problem that the bandwidth is narrow. For this reason, when used in an optical cross-connect, the number of multi-stage connections is small, so that it was impossible to apply to a large-scale optical network.
本発明は、このような背景の下になされたものであって、帯域幅の広い波長選択スイッチ回路およびこの波長選択スイッチ回路を用いた波長パス切替装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made under such a background, and an object thereof is to provide a wavelength selective switch circuit having a wide bandwidth and a wavelength path switching device using the wavelength selective switch circuit.
本発明は、光周波数f0を中心として光周波数間隔Δfで配置された複数の信号光(光周波数f0±k・Δf、kは0以上の整数)を波長多重した波長多重信号光を入力する入力ポートと、この入力ポートから入力された波長多重信号光を波長の異なる信号光に分離する波長分離手段と、この波長分離手段により波長分離された信号光より所望の波長の信号光を選択して所望の出力ポートへ出力する波長選択手段と、この波長選択手段により選択した信号光を合波する波長合波手段とを備えた波長選択スイッチ回路である。 The present invention inputs an input for wavelength-multiplexed signal light obtained by wavelength-multiplexing a plurality of signal lights (optical frequencies f0 ± k · Δf, k is an integer of 0 or more) arranged at an optical frequency interval Δf with the optical frequency f0 as the center. Port, wavelength separation means for separating wavelength multiplexed signal light input from this input port into signal lights having different wavelengths, and selecting signal light of a desired wavelength from the signal light wavelength-separated by this wavelength separation means This is a wavelength selective switch circuit comprising wavelength selection means for outputting to a desired output port and wavelength multiplexing means for multiplexing the signal light selected by the wavelength selection means.
ここで、本発明の特徴とするところは、波長多重信号光の奇数チャネルの信号光(光周波数f0±(2n−1)・Δf、nは0以上の整数)と、偶数チャネルの信号光(光周波数f0±(2n)・Δf、nは0以上の整数)とを分離する波長インターリーブ手段と、前記奇数チャネル用の波長選択手段と、前記偶数チャネル用の波長選択手段とを備えたところにある。前記波長分離手段が前記波長合波手段を兼ねてもよい。 The feature of the present invention is that the wavelength-multiplexed signal light of the odd-numbered channel light (optical frequency f0 ± (2n-1) · Δf, n is an integer of 0 or more) and the signal light of the even-numbered channel ( A wavelength interleaving unit that separates optical frequencies f0 ± (2n) · Δf, n is an integer of 0 or more), a wavelength selection unit for the odd channel, and a wavelength selection unit for the even channel is there. The wavelength separation unit may also serve as the wavelength multiplexing unit.
これにより、波長選択手段のミラー部の大きさをインターリーブした後の各チャネルのビーム幅より大きくすることができたるめ、従来技術で問題となっていたデッドゾーンを無くし、広帯域化および波長分散リップルの低減が可能となる。 As a result, the size of the mirror part of the wavelength selection means can be made larger than the beam width of each channel after interleaving, eliminating the dead zone that was a problem in the prior art, broadening the bandwidth, and chromatic dispersion ripple Can be reduced.
例えば、前記波長インターリーブ手段は、前記波長分離手段と前記波長選択手段との間に設けられる。あるいは、前記波長インターリーブ手段は、前記波長分離手段の前段に設けられる。 For example, the wavelength interleaving means is provided between the wavelength separating means and the wavelength selecting means. Alternatively, the wavelength interleaving means is provided upstream of the wavelength separation means.
前記波長インターリーブ手段は、光周波数周期Δf毎に反射と透過とを繰り返す周期性フィルタを用いて実現することができる。 The wavelength interleaving means can be realized by using a periodic filter that repeats reflection and transmission for each optical frequency period Δf.
さらに、前記波長インターリーブ手段における反射部と透過部との境界で反射率または透過率の不連続性をアポダイズにより無くすることにより、波長分散のリップルが低減できる。 Further, by eliminating the discontinuity of the reflectance or transmittance at the boundary between the reflecting portion and the transmitting portion in the wavelength interleaving means by apodization, the chromatic dispersion ripple can be reduced.
また、前記波長選択手段の1チャネルあたりの光周波数帯域はΔfよりも広く設定されることが望ましい。これにより、デッドゾーンの無い広い帯域の波長選択スイッチ回路を実現することができる。 Further, it is desirable that the optical frequency band per channel of the wavelength selecting means is set wider than Δf. As a result, a wide-band wavelength selective switch circuit without a dead zone can be realized.
また、前記波長分離手段または前記波長インターリーブ手段または前記波長合波手段または出力ポートの前段あるいは前記波長インターリーブ手段と前記波長選択手段との間に集光手段を備えることができる。これによれば、各手段に効率良く光信号を結合(入射)させることができる。 Further, a condensing unit can be provided between the wavelength demultiplexing unit, the wavelength interleaving unit, the wavelength multiplexing unit, the output port, or between the wavelength interleaving unit and the wavelength selecting unit. According to this, an optical signal can be efficiently coupled (incident) to each means.
あるいは、本発明の波長選択スイッチ回路は、波長多重信号光を2つに分岐する分岐手段と、この分岐手段により分岐された2つの波長多重信号光をそれぞれ波長の異なる信号光に分離する2つの波長分離手段とを備え、2つの前記波長インターリーブ手段を前記波長分離手段と前記波長選択手段との間にそれぞれ備えた構成とすることもできる。 Alternatively, the wavelength selective switch circuit of the present invention includes two branching means for branching the wavelength multiplexed signal light into two and two wavelength multiplexed signal lights branched by the branching means into signal lights having different wavelengths. A wavelength separation unit, and two wavelength interleaving units may be provided between the wavelength separation unit and the wavelength selection unit, respectively.
これによれば、一方の波長分離手段および波長インターリーブ手段を奇数チャネル専用に使用し、他方の波長分離手段および波長インターリーブ手段を偶数チャネル専用に使用することができ、信号光を奇数チャネルと偶数チャネルとに分離する際の分離精度を簡単な構成により確保することができる。 According to this, one wavelength separation means and wavelength interleave means can be used exclusively for odd channels, and the other wavelength separation means and wavelength interleave means can be used exclusively for even channels, and signal light can be used for odd channels and even channels. Separation accuracy when separating into two can be ensured with a simple configuration.
例えば、前記波長インターリーブ手段の反射部の代わりに光を反射しない遮断部としたり、または、反射部で反射した光が出力ポートへ結合しないように角度を調整するなどとすることにより、偶数チャネルと奇数チャネルとの間の光信号のリーク等を無くすことができる。 For example, by using a blocking unit that does not reflect light instead of the reflection unit of the wavelength interleaving means, or by adjusting the angle so that the light reflected by the reflection unit is not coupled to the output port, It is possible to eliminate the leakage of the optical signal between the odd-numbered channels.
また、本発明を、波長パス切替装置としての観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、光ネットワークにおける波長パスまたは波長群パスの切替手段を備えた波長パス切替装置であって、前記切替手段は、本発明の波長選択スイッチ回路を含むことを特徴とする。 The present invention can also be viewed from the viewpoint of a wavelength path switching device. That is, the present invention is a wavelength path switching device including a wavelength path or wavelength group path switching unit in an optical network, wherein the switching unit includes the wavelength selective switch circuit of the present invention.
これによれば、本発明の波長選択スイッチ回路の利点を活かした光クロスコネクトなどの波長パス切替装置を構成することができる。 According to this, it is possible to configure a wavelength path switching device such as an optical cross-connect that takes advantage of the wavelength selective switch circuit of the present invention.
本発明によれば、従来よりも広い帯域幅を有する波長選択スイッチ回路を提供することができる。この波長選択スイッチ回路を光クロスコネクトに用いることにより従来よりも多段数の接続が可能となり、光ネットワークの大規模化が実現できる。 According to the present invention, it is possible to provide a wavelength selective switch circuit having a wider bandwidth than conventional ones. By using this wavelength selective switch circuit for an optical cross-connect, it is possible to connect more stages than in the past, and an optical network can be scaled up.
(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態の波長選択スイッチ回路を図1を参照して説明する。図1は第一の実施形態の波長選択スイッチ回路の構成図である。ここで符号104−1〜3は、波長多重信号光の奇数チャネルの信号光(光周波数f0±(2n−1)・Δf、nは0以上の整数)と、偶数チャネルの信号光(光周波数f0±(2n)・Δf、nは0以上の整数)とを分離する波長インターリーブ手段である。
(First embodiment)
A wavelength selective switch circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram of a wavelength selective switch circuit according to the first embodiment. Reference numerals 104-1 to 104-3 denote odd-numbered signal light (optical frequency f0 ± (2n-1) · Δf, n is an integer of 0 or more) of wavelength-multiplexed signal light and even-channel signal light (optical frequency). f0 ± (2n) · Δf, where n is an integer equal to or greater than 0).
入力される信号光は、光周波数f0を中心として光周波数間隔Δfで配置された複数の信号光(光周波数f0±k・Δf、kは0以上の整数)を波長多重した波長多重信号光である。この波長多重信号光を入力ポートより入力し、波長分離手段101により波長の異なる信号光を空間的に分離する。分離した信号光を、波長インターリーブ手段104−1により波長多重信号光の奇数チャネルの信号光と、偶数チャネルの信号光とに2分割する。 The input signal light is wavelength-multiplexed signal light obtained by wavelength-multiplexing a plurality of signal lights (optical frequencies f0 ± k · Δf, k is an integer of 0 or more) arranged at an optical frequency interval Δf with the optical frequency f0 as the center. is there. The wavelength multiplexed signal light is input from the input port, and the signal light having different wavelengths is spatially separated by the wavelength separation means 101. The separated signal light is divided into two by the wavelength interleaving means 104-1 for odd-numbered channel signal light and even-numbered signal light.
分割した奇数チャネルと偶数チャネルとをそれぞれ波長選択手段103−1および103−2に入射し、所望の波長の信号光を選択して所望の出力ポート1または2から出力するように光路を切り替える。
The divided odd and even channels are respectively incident on the wavelength selecting units 103-1 and 103-2, and the optical path is switched so that signal light having a desired wavelength is selected and output from the desired
波長選択手段103−1および103−2と出力ポート1または2との間に、波長インターリーブ手段104−2、104−3および波長合波手段102−1、102−2を配置して、奇数チャネルと偶数チャネルとの再結合および空間的に分離した各チャネルの波長多重を行い、所望の出力ポート1または2から出力する。
Between the wavelength selection means 103-1 and 103-2 and the
図2は波長インターリーブ手段と波長選択手段とによる奇数/偶数チャネル分割および波長選択を説明する図である。波長分離手段101で波長多重信号光を空間的に分離した後に、波長インターリーブ手段104−1によって奇数チャネル(ch1、ch3、ch5、…)を反射し、偶数チャネル(ch2、ch4、ch6、…)を透過する。反射した信号光は奇数チャネル用の波長選択手段103−1へ入射し、透過した信号光は偶数チャネル用の波長選択手段103−2へ入射する。
FIG. 2 is a diagram for explaining odd / even channel division and wavelength selection by the wavelength interleaving means and the wavelength selecting means. After the wavelength division multiplexed signal light is spatially separated by the
本実施形態では、波長インターリーブ手段104−1によって奇数チャネルと偶数チャネルとを分割した後に波長選択手段に入射するため、波長選択手段のミラー部の大きさをインターリーブした後の各チャネルのビーム幅より大きくすることにより従来技術で問題となっていたデッドゾーンを無くし、広帯域化および波長分散リップルの低減が可能となる。 In this embodiment, since the odd-numbered channel and the even-numbered channel are divided by the wavelength interleaving means 104-1, and then incident on the wavelength selection means, the size of the mirror portion of the wavelength selection means is determined based on the beam width of each channel after interleaving. By increasing the size, it is possible to eliminate the dead zone that has been a problem in the prior art, and to increase the bandwidth and reduce the chromatic dispersion ripple.
ミラーの並んでいる軸を光周波数軸とみなすと、波長選択手段のミラー部の直径は透過帯域に相当し、インターリーブした後の各チャネルのビーム幅はチャネル間隔Δfに相当する。したがって、図1のように波長インターリーブ手段と奇数チャネル用の波長選択手段103−1と偶数チャネル用の波長選択手段103−2とを用い、各波長選択手段103−1および103−2の透過帯域幅をチャネル間隔Δfより広くすることで、デッドゾーンのない広い帯域幅の波長選択スイッチ回路を実現することができる。 If the axis where the mirrors are arranged is regarded as the optical frequency axis, the diameter of the mirror part of the wavelength selection means corresponds to the transmission band, and the beam width of each channel after interleaving corresponds to the channel interval Δf. Therefore, as shown in FIG. 1, the wavelength interleaving means, the wavelength selecting means 103-1 for odd channels and the wavelength selecting means 103-2 for even channels are used, and the transmission bands of the wavelength selecting means 103-1 and 103-2 are used. By making the width wider than the channel interval Δf, it is possible to realize a wavelength selective switch circuit having a wide bandwidth without a dead zone.
例えば、チャネル間隔50GHzの波長多重信号光の場合には、波長インターリーブ手段として50GHz間隔から100GHz間隔の2つの光へ分割する周期性フィルタを用いて、波長選択手段として100GHz間隔光信号用のMEMSミラーまたは液晶またはアレイ導波路格子を用いることで実現できる。 For example, in the case of wavelength multiplexed signal light with a channel spacing of 50 GHz, a periodic filter that divides the light into two lights with a spacing of 50 GHz to 100 GHz as wavelength interleaving means, and a MEMS mirror for optical signals with 100 GHz spacing as wavelength selection means Alternatively, it can be realized by using a liquid crystal or an arrayed waveguide grating.
本実施形態の場合には、帯域幅は主に波長インターリーブ手段の特性に依存する。波長インターリーブ手段として、プリズム型周期性フィルタ、複屈折媒質を用いた周期性フィルタ、アレイ導波路格子などを用いることができる(例えば、非特許文献2参照)。または、図3に示すような、ミラーが櫛形に周期的に形成されている空間型の周期性フィルタも用いることができる。このような波長インターリーブ手段を用いた場合の帯域幅として33GHz程度が可能である。このとき、波長選択スイッチ回路の縦列接続が可能な段数は図19より20以上であり、従来の7段の約3倍に増大できる。 In the case of this embodiment, the bandwidth mainly depends on the characteristics of the wavelength interleaving means. As the wavelength interleaving means, a prism type periodic filter, a periodic filter using a birefringent medium, an arrayed waveguide grating, or the like can be used (for example, see Non-Patent Document 2). Alternatively, a spatial periodic filter in which mirrors are periodically formed in a comb shape as shown in FIG. 3 can also be used. The bandwidth when such wavelength interleaving means is used can be about 33 GHz. At this time, the number of stages in which the wavelength selective switch circuit can be connected in cascade is 20 or more from FIG. 19, and can be increased to about three times that of the conventional seven stages.
また、図3に示すようなミラーが櫛形に周期的に形成されている空間型の周期性フィルタにおいて、反射部と透過部との境界で反射率(または透過率)のアポダイズにより不連続性を無くすことで、波長分散のリップルが低減できる。 Further, in a spatial periodic filter in which mirrors as shown in FIG. 3 are periodically formed in a comb shape, discontinuity is caused by apodization of reflectance (or transmittance) at the boundary between the reflecting portion and the transmitting portion. By eliminating it, the ripple of chromatic dispersion can be reduced.
上記の説明および図1の構成では出力ポートは2つの場合であるが、3ポート以上の波長選択スイッチ回路も可能である。また、波長分離手段101と波長合波手段102−1および102−2は同一の回折格子で兼用してもよい。波長インターリーブ手段104−1〜3についても同一の櫛型ミラー等で兼用してもよい。 In the above description and the configuration of FIG. 1, there are two output ports, but a wavelength selective switch circuit having three or more ports is also possible. Further, the wavelength separation means 101 and the wavelength multiplexing means 102-1 and 102-2 may be shared by the same diffraction grating. The wavelength interleaving means 104-1 to 104-3 may be shared by the same comb mirror or the like.
また、図4に示したように、入力ポートと波長分離手段、波長分離手段と波長インターリーブ手段、波長インターリーブ手段と波長合波手段、および波長合波手段と出力ポートとの間に信号光を集光するための集光手段105を用いてもよい。 In addition, as shown in FIG. 4, the signal light is collected between the input port and the wavelength separation means, the wavelength separation means and the wavelength interleaving means, the wavelength interleaving means and the wavelength multiplexing means, and the wavelength multiplexing means and the output port. A condensing means 105 for emitting light may be used.
特に、入力ポートや出力ポートとして光ファイバを用いる場合は信号光が広がるため、集光手段を用いることで波長分離手段、波長合波手段および波長選択手段へ効率良く結合することができる。また、図には示していないが、波長インターリーブ手段と波長選択手段との間にも集光手段を用いてもよい。その場合には、波長インターリーブ手段での集光が可能になる。 In particular, when an optical fiber is used as an input port or an output port, signal light spreads. Therefore, by using a condensing means, it can be efficiently coupled to a wavelength separation means, a wavelength multiplexing means, and a wavelength selection means. Further, although not shown in the figure, a light collecting means may be used between the wavelength interleaving means and the wavelength selecting means. In that case, light can be collected by the wavelength interleaving means.
図5および図6は、本実施形態の波長選択スイッチ回路の具体的な構成例である。本例では、波長分離手段および波長合波手段として同一の回折格子を用い、入力ポートと波長分離および合波手段、波長分離および合波手段と波長インターリーブ手段、波長分離および合波手段と出力ポートとの間に信号光を集光するための集光手段を用いている。図6に示すように、偶数チャネル、奇数チャネル共に、波長選択手段のミラーの角度を変えることで出力ポート1または2を選択することができる。
5 and 6 are specific configuration examples of the wavelength selective switch circuit of the present embodiment. In this example, the same diffraction grating is used as the wavelength separation means and the wavelength multiplexing means, the input port and the wavelength separation and multiplexing means, the wavelength separation and multiplexing means and the wavelength interleave means, the wavelength separation and multiplexing means and the output port. A light collecting means for condensing the signal light is used. As shown in FIG. 6, the
これにより、空間型波長インターリーブ手段により、切れが良くなり、バンド幅の広帯域化が期待できる。また、空間系で波長インターリーブ手段とWSSとを一体化することにより低損失化が期待できる。 As a result, the spatial wavelength interleaving means can improve the cut-off and increase the bandwidth. Also, a reduction in loss can be expected by integrating wavelength interleaving means and WSS in a spatial system.
図7および図8は、本実施形態の波長選択スイッチ回路構成の第二の例である。本例では、空間型波長インターリーブ手段は、信号光が並行となる部分に配置される。ここでは、波長選択スイッチ回路で奇数チャネルと偶数チャネルとに分割した後に、一方をミラーで光路変更している。これにより、波長選択手段のミラーアレイを同一面内に配置することができるなどの製造上の利点がある。 7 and 8 show a second example of the wavelength selective switch circuit configuration of the present embodiment. In this example, the spatial wavelength interleaving means is arranged in a portion where the signal light is parallel. Here, after dividing into an odd channel and an even channel by a wavelength selective switch circuit, one of the optical paths is changed by a mirror. Thereby, there is an advantage in manufacturing such that the mirror array of the wavelength selection means can be arranged in the same plane.
図9および図10は、本実施形態の波長選択スイッチ回路構成の第三の例である。本例では、空間型波長インターリーブ手段は、信号光が集光される部分に配置される。ここでは図5および図6の構成に、波長インターリーブ手段と波長選択手段であるミラーとの間に集光手段であるレンズを追加している。回折格子から波長分離された信号光をレンズで波長インターリーブ手段の位置で集光した後に、もう一つのレンズにより波長選択手段であるミラーに集光している。 9 and 10 show a third example of the wavelength selective switch circuit configuration of the present embodiment. In this example, the spatial wavelength interleaving means is arranged at a portion where the signal light is collected. Here, a lens as a condensing means is added between the wavelength interleaving means and the mirror as the wavelength selecting means in the configuration of FIGS. The signal light wavelength-separated from the diffraction grating is condensed by the lens at the position of the wavelength interleaving means, and then condensed by another lens on the mirror as the wavelength selecting means.
回折格子から波長分離された信号光の空間的な広がりが波長インターリーブ手段の特性(波長分解能など)に影響する場合は、波長インターリーブ手段の位置で集光する本構成が有効である。 When the spatial spread of the signal light wavelength-separated from the diffraction grating affects the characteristics (wavelength resolution, etc.) of the wavelength interleaving means, this configuration for focusing at the position of the wavelength interleaving means is effective.
(第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態の波長選択スイッチ回路を図11および図12を参照して説明する。図11および図12は第二の実施形態の波長選択スイッチ回路の構成図である。本実施形態の特徴は、入力ポートと波長分離手段101−1〜2、波長合波手段102−1〜4と出力ポートとの間に波長インターリーブ手段104−1〜3を用いることである。その他については第一の実施形態と同様である。
(Second embodiment)
A wavelength selective switch circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12 are configuration diagrams of the wavelength selective switch circuit according to the second embodiment. The feature of this embodiment is that wavelength interleaving means 104-1 to 104-3 are used between the input port and the wavelength separation means 101-1 and 101-2, and the wavelength multiplexing means 102-1 to 102-4 and the output port. About others, it is the same as that of 1st embodiment.
したがって、図11の波長選択スイッチ回路を用いることにより、従来より広い帯域幅で波長分散スリップの少ない波長選択スイッチ回路を実現することができる。 Therefore, by using the wavelength selective switch circuit of FIG. 11, it is possible to realize a wavelength selective switch circuit with a wider bandwidth and less chromatic dispersion slip than in the prior art.
図12に示したように、入力ポートと波長インターリーブ手段104−1との間および波長インターリーブ手段104−2〜3と出力ポート1および2との間に信号光を集光するための集光手段105−1〜3を用いてもよい。
As shown in FIG. 12, the condensing means for condensing the signal light between the input port and the wavelength interleaving means 104-1 and between the wavelength interleaving means 104-2 to 3 and the
(第三の実施形態)
本発明の第三の実施形態の波長選択スイッチ回路を図13を参照して説明する。図13は第三の実施形態の波長選択スイッチ回路の構成図である。本実施形態の特徴は、入力ポートと波長分離手段101−1および101−2との間に分岐手段106、波長合波手段102−1〜4と出力ポート1および2との間に合波手段107−1および107−2を用いることである。波長インターリーブ手段104−1〜6は、波長分離手段101−1〜2と波長選択手段103−1〜2との間に配置している。
(Third embodiment)
A wavelength selective switch circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a configuration diagram of the wavelength selective switch circuit of the third embodiment. The feature of this embodiment is that the branching means 106 is between the input port and the wavelength separation means 101-1 and 101-2, and the multiplexing means is between the wavelength multiplexing means 102-1 to 10-4 and the
波長多重信号光を入力ポートより入力し、分岐手段106により2つの等しいパワーの光に分岐する。その後、2つの分岐した波長多重信号光をそれぞれ波長分離手段101−1〜2により波長の異なる信号光に空間的に分離する。波長分離手段101−1で分離した信号光を、波長インターリーブ手段104−2により波長多重信号光の奇数チャネルの信号光のみを透過し、偶数チャネルの信号光は遮断する。透過した奇数チャネルを波長選択手段103−1に入射し、所望の波長の信号光を選択して所望のポートから出力するように光路を切り替える。
Wavelength multiplexed signal light is input from the input port, and is split into two equal power lights by the branching
波長選択手段103−1と出力ポートとの間に、波長インターリーブ回路104−3、104−5および波長合波手段102−1、102−3を配置し、奇数チャネルの再結合および空間的に分離した各チャネルの波長多重を行い、所望の出力ポートから出力する。 Wavelength interleaving circuits 104-3 and 104-5 and wavelength multiplexing means 102-1 and 102-3 are arranged between the wavelength selection means 103-1 and the output port to recombine and spatially separate odd channels. Wavelength multiplexing of each channel is performed and output from a desired output port.
一方、波長分離手段101−2で分離した信号光を、波長インターリーブ手段104−2により波長多重信号光の偶数チャネルの信号光のみを透過し、奇数チャネルの信号光は遮断する。透過した偶数チャネルを波長選択手段103−2に入射し、所望の波長の信号光を選択して所望のポートから出力するよう光路を切り替える。 On the other hand, the signal light separated by the wavelength demultiplexing means 101-2 is transmitted only through the even-numbered signal light of the wavelength multiplexed signal light by the wavelength interleaving means 104-2, and the odd-numbered signal light is blocked. The transmitted even channel is incident on the wavelength selection unit 103-2, and the optical path is switched so that the signal light of the desired wavelength is selected and output from the desired port.
波長選択手段103−2と出力ポートとの間に、波長インターリーブ手段104−4、104−6および波長合波手段102−2、102−4を配置出力、偶数チャネルの再結合および空間的に分離した各チャネルの波長多重を行い、所望の出力ポートから出力する。 Wavelength interleaving means 104-4 and 104-6 and wavelength multiplexing means 102-2 and 102-4 are arranged between the wavelength selecting means 103-2 and the output port, output of even channels, recombination and spatial separation Wavelength multiplexing of each channel is performed and output from a desired output port.
図14〜図16は本実施形態の構成例である。分岐手段106および合波手段107としては、3dBカップラやビームスプリッタなどを用いることができる。波長インターリーブ手段104としては、図3に示すような周期的に形成されている空間型の周期性フィルタにおいて、反射部の代わりに光を反射しない遮断部にするか、または、反射部で反射した光が出力ポートへ結合しないように角度を調整する。波長インターリーブ手段104によって奇数チャネル(ch1、ch3、ch5、…)のみ、または偶数チャネル(ch2、ch4、ch6、…)のみを透過する。透過した信号光は波長選択手段103に入射し、反射した信号光は使用されない。
14 to 16 are configuration examples of this embodiment. As the branching
本実施例では、波長インターリーブ手段104によって奇数チャネルと偶数チャネルとを分割した後に波長選択手段に入射するため、波長選択手段のミラー部の大きさを波長インターリーブ手段104を透過した各チャネルのビーム幅より大きくすることにより、従来技術で問題となっていたデッドゾーンを無くし、広帯域化および波長分散リップルの低減が可能となる。
In this embodiment, since the odd-numbered channel and the even-numbered channel are divided by the
ミラーの並んでいる軸を光周波数軸とみなすと、波長選択手段のミラー部の直径は透過帯域に相当する。透過した各チャネルのビーム幅がチャネル間隔Δfを超えると合波手段で合波する際に同じ波長成分で干渉が起きるため、各チャネルのビーム幅はチャネル間隔Δfを超えないように設定する。そして、図14〜図16のように各波長選択手段のミラー幅を波長インターリーブ手段の透過ビーム幅より広くすることで、デッドゾーンの少ない広帯域幅の波長選択スイッチ回路を実現することができる。 If the axis on which the mirrors are arranged is regarded as the optical frequency axis, the diameter of the mirror part of the wavelength selection means corresponds to the transmission band. If the transmitted beam width of each channel exceeds the channel interval Δf, interference occurs at the same wavelength component when combining by the multiplexing means, so the beam width of each channel is set so as not to exceed the channel interval Δf. Then, by making the mirror width of each wavelength selection means wider than the transmission beam width of the wavelength interleaving means as shown in FIGS. 14 to 16, it is possible to realize a wavelength selective switch circuit having a wide bandwidth with few dead zones.
本発明によれば、従来よりも光クロスコネクトの多段数の増大が可能となり、光ネットワークの大規模化が実現できるので、ネットワーク事業者にとっては運用効率が高く、ネットワークユーザにとってはサービス品質の高い光ネットワークを実現することができる。 According to the present invention, the number of optical cross-connects can be increased more than before, and an optical network can be scaled up. Therefore, operation efficiency is high for network operators and service quality is high for network users. An optical network can be realized.
1、2 出力ポート
101、101−1〜2 波長分離手段
102−1〜4 波長合波手段
103、103−1〜2 波長選択手段
104−1〜6 波長インターリーブ手段
105−1〜6 集光手段
106 分岐手段
107−1〜2 合波手段
1, 2
Claims (10)
この入力ポートから入力された波長多重信号光を波長の異なる信号光に分離する波長分離手段と、
この波長分離手段により波長分離された信号光より所望の波長の信号光を選択して所望の出力ポートへ出力する波長選択手段と、
この波長選択手段により選択した信号光を合波する波長合波手段と
を備えた波長選択スイッチ回路において、
波長多重信号光の奇数チャネルの信号光(光周波数f0±(2n−1)・Δf、nは0以上の整数)と、偶数チャネルの信号光(光周波数f0±(2n)・Δf、nは0以上の整数)とを分離する波長インターリーブ手段と、
前記奇数チャネル用の波長選択手段と、
前記偶数チャネル用の波長選択手段と
を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ回路。 An input port for inputting a wavelength-multiplexed signal light obtained by wavelength-multiplexing a plurality of signal lights (optical frequencies f0 ± k · Δf, k is an integer of 0 or more) arranged at an optical frequency interval Δf with the optical frequency f0 as the center;
Wavelength separation means for separating the wavelength multiplexed signal light input from the input port into signal lights having different wavelengths;
Wavelength selection means for selecting signal light of a desired wavelength from the signal light wavelength-separated by the wavelength separation means and outputting it to a desired output port;
In the wavelength selective switch circuit comprising the wavelength multiplexing means for multiplexing the signal light selected by the wavelength selection means,
Wavelength multiplexed signal light of odd-numbered channel light (optical frequency f0 ± (2n−1) · Δf, n is an integer of 0 or more) and even-numbered signal light (optical frequency f0 ± (2n) · Δf, n) Wavelength interleaving means for separating the integers of 0 or more),
Wavelength selection means for the odd channel;
A wavelength selective switch circuit comprising: wavelength selection means for the even channel.
この分岐手段により分岐された2つの波長多重信号光をそれぞれ波長の異なる信号光に分離する2つの波長分離手段とを備え、
2つの前記波長インターリーブ手段を前記波長分離手段と前記波長選択手段との間にそれぞれ備えた
請求項1記載の波長選択スイッチ回路。 Branching means for branching the wavelength multiplexed signal light into two;
Two wavelength separation means for separating the two wavelength multiplexed signal lights branched by the branching means into signal lights having different wavelengths, and
The wavelength selective switch circuit according to claim 1, wherein the two wavelength interleaving means are provided between the wavelength separating means and the wavelength selecting means, respectively.
前記切替手段は、請求項1ないし9のいずれかに記載の波長選択スイッチ回路を含むことを特徴とする波長パス切替装置。 In a wavelength path switching device comprising a wavelength path or wavelength group path switching means in an optical network,
10. The wavelength path switching device according to claim 1, wherein the switching means includes the wavelength selective switch circuit according to any one of claims 1 to 9.
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