JP2010066428A - Wavelength converter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately convert the frequency of signal light without increasing a circuit scale. <P>SOLUTION: The PBS 16 of a wavelength conversion loop circuit 20 outputs a first polarized wave component and a second polarized wave component orthogonal to the first polarized wave component from composite light of the signal light and pump light to two output ports. A wavelength conversion circuit 18 is provided on a wavelength conversion loop which is a transmission line connecting the two output ports in a loop shape, and the wavelength conversion circuit 18 generates the signal light frequency-converted by four-wave-mixing for each of the first polarized wave component and the second polarized wave component. The signal light is propagated through the wavelength conversion loop and multiplexed again in a PBS 16, the composite light output from the input port of the PBS 16 passes through a BPF 19 which makes only the frequency fc of the frequency converted signal light pass through, and the frequency converted signal light is output from the BPF 19. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、偏波多重された信号光の波長を変換する波長変換装置に関する。   The present invention relates to a wavelength converter that converts the wavelength of polarization multiplexed signal light.

近年、光信号による伝送ネットワークにおいては、波長分割多重(WDM)によって、伝送路中を複数の波長の信号が多重化されて伝送される。ここでは、異なるチャンネルで同一の波長が使われると、信号の衝突が発生する。したがって、伝送ネットワーク中に配置され、複数の伝送路からの信号光を入射して、信号を重ね合わせる装置(交換装置)においては、信号の衝突を避けるために、入射した信号光の波長を変換して、波長変換された信号光を重ね合わせる必要がある。   In recent years, in a transmission network using optical signals, signals of a plurality of wavelengths are multiplexed and transmitted through a transmission line by wavelength division multiplexing (WDM). Here, signal collision occurs when the same wavelength is used in different channels. Therefore, in a device (switching device) that is placed in a transmission network and receives signal light from multiple transmission lines and superimposes the signals, the wavelength of the incident signal light is converted to avoid signal collision. Thus, it is necessary to superimpose the wavelength-converted signal lights.

上述した波長変換は、従来、電気信号処理を用いて実現されている。しかしながら、電気信号処理の処理速度の限界や消費電力増大などの点から、光信号処理を用いることにより、電気信号処理の問題点を解決できると期待されている。光信号処理では、光ファイバなどデバイス次第で、フェムト秒以上の応答速度があるため、伝送速度が更に高速化されても、十分な応答速度が期待される。   The wavelength conversion described above is conventionally realized by using electric signal processing. However, it is expected that the problems of electric signal processing can be solved by using optical signal processing from the viewpoint of the limitation of the processing speed of electric signal processing and the increase in power consumption. In optical signal processing, there is a response speed of femtoseconds or more depending on a device such as an optical fiber. Therefore, even if the transmission speed is further increased, a sufficient response speed is expected.

たとえば、特許文献1、特許文献2には、光信号処理を用いた波長変換が提案されている。特に、特許文献1では、四光波混合(FWM)により波長変換を実現している。四光波混合とは、周波数f1、f2およびf3の3つの光を非線形デバイスに入射した際に、第4の光(周波数f4=f1+f2−f3)が発生する現象である。f1=f2であるときには、縮退四光波混合と称され、第4の光の周波数はf4=2f1−f3となる。ポンプ光の周波数をf1、波長変換される信号光の周波数をf3とすれば、周波数f4の波長変換された光を得ることができる。
特開2004−109598号公報 特開2007−240780号公報(図5)
For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose wavelength conversion using optical signal processing. In particular, in Patent Document 1, wavelength conversion is realized by four-wave mixing (FWM). Four-wave mixing is a phenomenon in which fourth light (frequency f4 = f1 + f2−f3) is generated when three lights having frequencies f1, f2 and f3 are incident on the nonlinear device. When f1 = f2, this is referred to as degenerate four-wave mixing, and the frequency of the fourth light is f4 = 2f1-f3. If the frequency of the pump light is f1, and the frequency of the signal light whose wavelength is converted is f3, the wavelength-converted light of the frequency f4 can be obtained.
JP 2004-109598 A Japanese Patent Laying-Open No. 2007-240780 (FIG. 5)

また、高周波数利用効率や超高速大容量伝送の実現のために、偏波多重伝送に関する研究が進められている。偏波多重伝送では、進行方向の垂直方向において、それぞれ90度向きが異なる(たとえば、水平および垂直)2つの偏波に情報を載せる。これにより、従来の単一の偏波を用いた伝送に比べて、
2倍の情報量を伝送可能である。すなわち、同一の情報量を送る場合、従来の単一方向の偏波を用いた伝送に比べて、半分の伝送速度(シンボルレート)で伝送が可能である。
In addition, research on polarization multiplexing transmission is being carried out in order to realize high frequency utilization efficiency and ultra-high speed and large capacity transmission. In polarization multiplexing transmission, information is placed on two polarizations whose directions are 90 degrees different (for example, horizontal and vertical) in the vertical direction of the traveling direction. As a result, compared to conventional transmission using a single polarization,
Two times the amount of information can be transmitted. That is, when the same amount of information is sent, transmission can be performed at a transmission rate (symbol rate) that is half that of transmission using a conventional single-directional polarization.

偏波多重伝送においても、それぞれの偏波に複数の波長の信号を多重化することにより、より多くのデータ伝送が可能となる。しかしながら、今場合にも、信号の衝突を防止するために、信号光の波長変換が必要である。   In polarization multiplexing transmission, it is possible to transmit more data by multiplexing signals of a plurality of wavelengths for each polarization. However, even in this case, wavelength conversion of signal light is necessary to prevent signal collision.

偏波多重信号に対して、たとえば、特許文献1および特許文献2に開示された、単一方向の偏波のための波長変換装置を、直接、適用することは不可能である。実際には、2つの波長変換装置を用意して、偏波多重信号を一旦分離して、それぞれの偏波に対して、波長変換装置を通した上で、合波する必要がある。しかしながら、この場合には、2系統の波長変換装置を備える必要があるため、回路規模が大きくなるという問題点がある。   For example, it is impossible to directly apply the wavelength conversion device for polarization in a single direction disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 to a polarization multiplexed signal. In practice, it is necessary to prepare two wavelength converters, separate the polarization multiplexed signal once, pass the respective polarized waves through the wavelength converter, and multiplex them. However, in this case, since it is necessary to provide two wavelength converters, there is a problem that the circuit scale becomes large.

本発明は、回路規模を大きくすることなく適切に信号光の波長を変換することが可能な波長変換装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the wavelength converter which can convert the wavelength of signal light appropriately, without enlarging a circuit scale.

本発明の目的は、伝送路を伝搬した、偏波多重伝送による、直交する偏波状態の2つの光信号が多重された、偏波直交多重信号の信号光を受け入れ、当該信号光の波長を変換して、波長変換された信号光を出力する波長変換装置であって、
前記信号光の周波数fsと異なる波長fpのポンプ光(ただし、fc=2fp−fs fc:波長変換された信号光の周波数)を発生するポンプ光発生手段と、
前記信号光の偏波状態を制御する第1の偏波制御手段と、
前記第1の偏波制御手段から出力された信号光と、前記ポンプ光とを合波する合波手段と、
前記合波手段からの合成光を入力ポートに受け入れて、前記合成光から、第1の偏波成分と、当該第1の偏波成分と直交する第2の偏波成分とを、2つの出力ポートに出力する偏光ビームスプリッタ、前記2つの出力ポートの間をループ状に接続した伝送路である波長変換ループ、並びに、前記波長変換ループ上に配置され、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれにおいて、四光波混合により周波数fcの光を生じさせる波長変換手段を有する波長変換ループ手段と、
前記波長変換ループ手段の前記波長変換ループ中を伝搬し、前記偏光ビームスプリッタにおいて、再度合波されて前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから出力された、前記周波数fcの信号光を含む合成光を受け入れ、前記合成光のうち周波数fcの光を通過させる帯域通過フィルタ手段と、
少なくとも3つのポートを有し、それぞれのポートが前記合波手段、前記波長変換ループ手段、および、前記帯域通過フィルタ手段と接続され、前記合波手段からの合成光を前記波長変換ループ手段に出力し、前記波長変換ループ手段からの前記周波数fcの信号光を含む合成光を前記帯域通過フィルタ手段に出力する光経路決定手段と、を備えたことを特徴とする波長変換装置により達成される。
An object of the present invention is to accept signal light of a polarization orthogonal multiplexed signal in which two optical signals of orthogonal polarization states propagated through a transmission line and are multiplexed by polarization multiplexing transmission, and determine the wavelength of the signal light. A wavelength conversion device that converts and outputs wavelength-converted signal light,
Pump light generating means for generating pump light having a wavelength fp different from the frequency fs of the signal light (where fc = 2fp−fs fc: frequency of the wavelength-converted signal light);
First polarization control means for controlling the polarization state of the signal light;
Multiplexing means for multiplexing the signal light output from the first polarization control means and the pump light;
The combined light from the multiplexing means is received at the input port, and the first polarized wave component and the second polarized wave component orthogonal to the first polarized wave component are output from the combined light into two outputs. A polarization beam splitter that outputs to the port, a wavelength conversion loop that is a transmission path in which the two output ports are connected in a loop, and the first polarization component and the second Wavelength conversion loop means having wavelength conversion means for generating light of frequency fc by four-wave mixing in each of the polarization components of
Propagating through the wavelength conversion loop of the wavelength conversion loop means, and receiving the combined light including the signal light of the frequency fc that is recombined and output from the input port of the polarization beam splitter in the polarization beam splitter. Bandpass filter means for passing light of frequency fc in the combined light;
Each of the ports has at least three ports, and each port is connected to the multiplexing unit, the wavelength conversion loop unit, and the band-pass filter unit, and the combined light from the multiplexing unit is output to the wavelength conversion loop unit And an optical path determination unit that outputs combined light including the signal light having the frequency fc from the wavelength conversion loop unit to the band-pass filter unit.

好ましい実施態様においては、前記ポンプ光の偏波状態を制御する第2の偏波制御手段を備える。   In a preferred embodiment, second polarization control means for controlling the polarization state of the pump light is provided.

より好ましい実施態様においては、前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御するとともに、
前記第2の偏波制御手段が、前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前記第1の軸に対して45度の直線偏光となるように制御する。
In a more preferred embodiment, the first polarization control means has a polarization state of the signal light, and the first polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is the first polarization signal in the polarization beam splitter. Control to be linearly polarized with respect to the axis,
The second polarization control unit is configured to change a polarization state of the pump light with respect to the first axis in the polarization beam splitter when the combined light including the pump light is input to the polarization beam splitter. In order to obtain a linearly polarized light of 45 degrees.

別の好ましい実施態様においては、前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御し、 前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前記第1の軸に対して45度の直線偏光となるように、前記ポンプ光を所定の角度だけ回転させるポンプ光偏波調整手段を備え、
前記ポンプ光発生手段から、前記偏光スプリッタに至るまでの伝送路が、その偏波状態を保持するように構成される。 また、好ましい実施態様においては、前記波長変換ループ手段が、前記波長変換ループ上に配置され、第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を調整する偏波調整手段を有する。
In another preferred embodiment, the first polarization control means has the polarization state of the signal light, and the first polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is the first polarization component in the polarization beam splitter. The polarization state of the pump light is controlled when the combined light including the pump light is input to the polarization beam splitter. A pump light polarization adjusting means for rotating the pump light by a predetermined angle so as to be linearly polarized light of 45 degrees with respect to the axis;
A transmission path from the pump light generation means to the polarization splitter is configured to maintain its polarization state. In a preferred embodiment, the wavelength conversion loop means includes polarization adjustment means that is disposed on the wavelength conversion loop and adjusts the polarization states of the first polarization component and the second polarization component. .

より好ましい実施態様においては、前記偏光ビームスプリッタが、前記入力される合成光の偏波状態が維持されて、前記2つの出力ポートから、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分が出力されるように構成され、
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、その偏波状態を保持するように構成され、かつ、
前記偏波調整手段が、受け入れた第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれの偏波状態を90°回転させるように構成される。
In a more preferred embodiment, the polarization beam splitter maintains the polarization state of the input combined light, and the first polarization component and the second polarization component are transmitted from the two output ports. Configured to output,
The jumper cable constituting the wavelength conversion loop, and the wavelength conversion means are configured to maintain the polarization state; and
The polarization adjusting unit is configured to rotate the polarization states of the received first polarization component and second polarization component by 90 °.

別の好ましい実施態様においては、前記第1の偏波成分が前記偏光ビームスプリッタの第1の出力ポートから出力されて、前記波長変換ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、前記第2の偏波成分が第2の出力ポートから出力されて、前記波長変換ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、
前記偏波調整手段が、
前記第1の偏波成分が、前記第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第2のポートから出力されたときの、第2の偏波成分の偏波状態と同一となり、かつ、
前記第2の偏波成分が、前記第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第1のポートから出力されたときの、第1の偏波成分の偏波状態と同一となるように、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を制御する。
In another preferred embodiment, the first polarization component is output from the first output port of the polarization beam splitter and propagates on the wavelength conversion loop, so that the second port of the polarization beam splitter. Is again input to the polarization beam splitter, the second polarization component is output from the second output port, propagates on the wavelength conversion loop, and is again input to the polarization beam at the first port of the polarization beam splitter. Input to the splitter,
The polarization adjusting means is
When the first polarization component is input to the polarization beam splitter again at the second port, the second polarization component when the polarization state is output from the second port And the same polarization state, and
When the second polarization component is input to the polarization beam splitter again at the first port, the first polarization component when the polarization state is output from the first port The polarization states of the first polarization component and the second polarization component are controlled so as to be the same as the polarization state.

また、好ましい実施態様においては、前記偏光ビームスプリッタが、何れか一方の偏波成分の偏波状態のみを90°回転して出力されるように構成され、かつ、
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、偏波を保持するように構成される。
Further, in a preferred embodiment, the polarization beam splitter is configured to rotate and output only the polarization state of any one of the polarization components, and
The jumper cable that constitutes the wavelength conversion loop and the wavelength conversion means are configured to maintain polarization.

好ましい実施態様においては、前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記第1の偏波制御手段と前記合波手段との間に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備え、
前記第1の偏波制御手段の出力ポートから、前記第1の分波手段、前記合波手段、前記光経路決定手段を経て、前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートに至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成される。
In a preferred embodiment, signal light polarization control means for generating a first control signal for the first polarization control means,
First demultiplexing means disposed between the first polarization control means and the multiplexing means;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. With signal light polarization control means,
From the output port of the first polarization control means to the input port of the polarization beam splitter of the wavelength conversion loop means through the first demultiplexing means, the multiplexing means, and the optical path determination means Are configured to maintain their polarizations.

また、好ましい実施態様においては、前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記波長変換ループ手段において、前記偏光ビームスプリッタの一方の出力ポートからの波長変換ループ上に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備える。
In a preferred embodiment, the signal light polarization control means generates a first control signal for the first polarization control means,
In the wavelength conversion loop means, a first demultiplexing means arranged on a wavelength conversion loop from one output port of the polarization beam splitter;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. Signal light polarization control means is provided.

別の好ましい実施態様においては、前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記帯域通過フィルタ手段の出力ポートからの光伝送路上に配置された第2の分波手段と、
前記第2の分波手段により分波された、波長変換された信号光を受け入れて、前記波長変換された信号光のそれぞれの偏波成分を取得する偏波取得手段と、前記偏波取得手段により取得された偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備え、
前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから、前記光経路決定手段、前記帯域通過フィルタ手段、および、前記第2の分波手段を経て、前記偏波取得手段に至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成される。
In another preferred embodiment, pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
Second demultiplexing means disposed on the optical transmission line from the output port of the bandpass filter means;
A polarization acquisition unit that receives the wavelength-converted signal light demultiplexed by the second demultiplexing unit and acquires each polarization component of the wavelength-converted signal light; and the polarization acquisition unit The second polarization state observation means for calculating the index value based on the light intensity of each of the polarization components acquired by the step, and the index value calculated by the second polarization state observation means is optimized. A pump light polarization control means having a pump light control signal generation means for generating a second control signal for controlling the second polarization control means,
An optical path from the input port of the polarization beam splitter of the wavelength conversion loop means to the polarization acquisition means via the optical path determination means, the band pass filter means, and the second demultiplexing means Is configured to retain its polarization.

また、好ましい実施態様においては、前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記波長変換ループ手段における前記偏光ビームスプリッタの2つの出力ポートからの前記波長変換ループ上に、それぞれ配置された第2の分波手段および第3の分波手段と、
前記第2の分波手段および第3の分波手段により分波された、偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備える。
Further, in a preferred embodiment, the pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
A second demultiplexing unit and a third demultiplexing unit respectively disposed on the wavelength conversion loop from the two output ports of the polarization beam splitter in the wavelength conversion loop unit;
Second polarization state observing means for calculating an index value based on the light intensity of each polarization component demultiplexed by the second demultiplexing means and the third demultiplexing means; and the second polarization A pump light control signal generating means for generating a second control signal for controlling the second polarization control means so that the index value calculated by the wave state observing means is optimized. Wave control means is provided.

本発明によれば、回路規模を大きくすることなく適切に信号光の波長を変換することが可能な波長変換装置を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the wavelength converter which can convert the wavelength of signal light appropriately, without enlarging a circuit scale.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の第1の本実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。波長変換装置10は、偏波多重伝送システムの伝送路中、特に、PXC(Photonic Cross−Connect)の入出力端に隣接して配置され、入射した信号光の波長を変換して出力する。なお、波長変換装置においては、説明の便宜上、波長を取り扱うのではなく、その逆数である周波数を用いることが多い。そこで、本実施の形態においても、信号光の周波数をfs、周波数変換(波長変換)された信号光の周波数をfcと表す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the first embodiment of the present invention. The wavelength conversion device 10 is disposed in the transmission line of the polarization multiplexing transmission system, particularly adjacent to the input / output end of PXC (Photonic Cross-Connect), and converts the wavelength of the incident signal light and outputs it. In the wavelength converter, for convenience of explanation, the wavelength which is the reciprocal is often used instead of handling the wavelength. Therefore, also in the present embodiment, the frequency of the signal light is represented as fs, and the frequency of the signal light subjected to frequency conversion (wavelength conversion) is represented as fc.

図1に示すように、本実施の形態にかかる波長変換装置10は、伝送路から入力された信号光の偏波状態を制御する偏波コントローラ11、所定の波長のポンプ光を発生するポンプ光発生回路12、ポンプ光発生回路12から出力されたポンプ光の偏波状態を制御する偏波コントローラ13、信号光およびポンプ光を合波する光カプラ14、光カプラ14からの合成光を受け入れて、当該合成光を、後述する波長変換ループ回路20に出力するとともに、波長変換ループ回路からの光信号を受け入れて、受け入れた光信号を、出力側に配置された帯域通過フィルタ(BPF)19に出力する光サーキュレータ15と、を有する。また、本実施の形態にかかる波長変換装置10は、光サーキュレータ15からの合成光を受け入れて、合成光に含まれる信号光の周波数を変換するための波長変換ループ回路20を有する。   As shown in FIG. 1, a wavelength converter 10 according to this embodiment includes a polarization controller 11 that controls the polarization state of signal light input from a transmission line, and pump light that generates pump light of a predetermined wavelength. Receiving the combined light from the generation circuit 12, the polarization controller 13 for controlling the polarization state of the pump light output from the pump light generation circuit 12, the optical coupler 14 for combining the signal light and the pump light, and the optical coupler 14. The combined light is output to a wavelength conversion loop circuit 20 described later, and an optical signal from the wavelength conversion loop circuit is received, and the received optical signal is sent to a band pass filter (BPF) 19 disposed on the output side. And an optical circulator 15 for outputting. Further, the wavelength conversion device 10 according to the present embodiment has a wavelength conversion loop circuit 20 that receives the combined light from the optical circulator 15 and converts the frequency of the signal light included in the combined light.

波長変換ループ回路20は、偏光ビームスプリッタ(PBS)16、偏波調整回路17および波長変換回路18を有する。   The wavelength conversion loop circuit 20 includes a polarization beam splitter (PBS) 16, a polarization adjustment circuit 17, and a wavelength conversion circuit 18.

概略的には、本実施の形態にかかる波長変換装置10は、以下のように動作する。本実施の形態においては、伝送路中を、直交する偏波状態の2つの光信号が多重された偏波直交多重信号が、信号光として伝搬され、波長変換装置10に受け入れられる。   Schematically, the wavelength conversion device 10 according to the present embodiment operates as follows. In the present embodiment, a polarization orthogonal multiplexed signal obtained by multiplexing two optical signals having orthogonal polarization states in the transmission line is propagated as signal light and accepted by the wavelength conversion device 10.

信号光の偏波状態(SOP:State of Polarization)は、偏波直交多重信号の成分であるX偏波、若しくは、Y偏波の何れかのSOPが、PBS16のX軸と同一軸上の直線偏光となるように、偏波コントローラ11により調整される。   The polarization state (SOP: State of Polarization) of the signal light is a straight line on the same axis as the X axis of the PBS 16 in which either the X polarization or Y polarization, which is a component of the polarization orthogonal multiplexed signal, is the same. The polarization controller 11 adjusts the polarization so as to be polarized.

偏波コントローラ11は、たとえば、1以上のλ/2板および1以上のλ/4板を有している。λ/2板およびλ/4板は、制御信号によってそれぞれ光軸を中心に回転でき、偏波直交多重信号のX偏波成分およびY偏波成分の偏波の向きを同時に調整することができる。偏波コントローラ13についても同様である。なお、偏波コントローラ11、13を用いた偏波状態の制御については後に詳述する。   The polarization controller 11 includes, for example, one or more λ / 2 plates and one or more λ / 4 plates. The λ / 2 plate and the λ / 4 plate can be rotated around the optical axis by the control signal, respectively, and the polarization directions of the X-polarization component and the Y-polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal can be adjusted simultaneously. . The same applies to the polarization controller 13. The control of the polarization state using the polarization controllers 11 and 13 will be described in detail later.

ポンプ光発生回路12は、信号光の周波数fsと異なる周波数fpの連続光(CW光)であるポンプ光を発生する。偏波コントローラ13は、PBS16の出力ポートのそれぞれからの光強度が等しくなるように、ポンプ光の偏波状態(SOP)を調整する。理想的には、ポンプ光は、PBS16のX軸に対して45度の直線偏光となる。偏波コントローラ11から出力された信号光、および、偏波コントローラ13から出力されたポンプ光は、光カプラ14により合波される。   The pump light generation circuit 12 generates pump light that is continuous light (CW light) having a frequency fp different from the frequency fs of the signal light. The polarization controller 13 adjusts the polarization state (SOP) of the pump light so that the light intensity from each of the output ports of the PBS 16 becomes equal. Ideally, the pump light is 45-degree linearly polarized light with respect to the X axis of the PBS 16. The signal light output from the polarization controller 11 and the pump light output from the polarization controller 13 are combined by the optical coupler 14.

光サーキュレータ15は、各ポートから受け入れた光を隣接する一方のポートから出力させる。図1に示す光サーキュレータ15は、図1おいて時計回りの方向に隣接するポートから、入力した光を出力する。たとえば、光カプラ14から出力された合成光は、光サーキュレータ15を経て、PBS16に入射される。また、PBS16から出力された光は、光サーキュレータ15を経て、BPF19に入射される。   The optical circulator 15 outputs light received from each port from one adjacent port. The optical circulator 15 shown in FIG. 1 outputs input light from a port adjacent in the clockwise direction in FIG. For example, the combined light output from the optical coupler 14 passes through the optical circulator 15 and enters the PBS 16. Further, the light output from the PBS 16 is incident on the BPF 19 through the optical circulator 15.

波長変換ループ回路20のPBS16に入射された合成光中、信号光S(fs)については、X偏波成分S(fs)およびY偏波成分S(fs)に分波される。また、ポンプ光S(fp)については、理想的にはPBS16のX軸に対して45度の直線偏光となっているため、PBS16の2つの出力ポートから、同一光強度の信号が出力される。PBS16の出力ポートにおいて、X偏波、Y偏波それぞれの信号光およびポンプ光の偏波状態は、同一方向の直線偏光となる。図2(a)は、信号光の周波数fsおよびポンプ光の周波数fpの例を示す図、図2(b)は、PBS16の入力ポート101における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図、図2(c)および(d)は、それぞれ、PBS16の出力ポート102、103における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図である。 In the combined light incident on the PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20, the signal light S (fs) is demultiplexed into an X polarization component S 1 (fs) and a Y polarization component S 2 (fs). Further, since the pump light S (fp) is ideally linearly polarized at 45 degrees with respect to the X axis of the PBS 16, signals having the same light intensity are output from the two output ports of the PBS 16. . At the output port of the PBS 16, the polarization states of the X-polarized light and the Y-polarized signal light and the pump light are linearly polarized light in the same direction. 2A is a diagram illustrating an example of the frequency fs of the signal light and the frequency fp of the pump light, and FIG. 2B is a diagram illustrating the polarization state of the signal light and the pump light at the input port 101 of the PBS 16. FIGS. 2C and 2D are diagrams showing the polarization states of the signal light and the pump light at the output ports 102 and 103 of the PBS 16, respectively.

図2(b)に示すように、PBS16の入力ポート101においては、信号光のX偏波成分S(fs)およびY偏波成分S(fs)、および、PBS16の軸に対して45度の直線偏光となっているポンプ光S(fp)が現れる。PBS16を通過した後の出力ポート103においては、信号光のY偏波成分S(fs)およびポンプ光のうちのY偏波成分S(fp)が現れる。その一方、出力ポート102においては、信号光のX偏波成分S(fs)およびポンプ光のうちのX偏波成分S(fp)が現れる。なお、PBS16を通過する信号については、図3を参照してさらに詳細に説明する。 As shown in FIG. 2B, at the input port 101 of the PBS 16, the X polarization component S 1 (fs) and the Y polarization component S 2 (fs) of the signal light and the axis of the PBS 16 are 45. The pump light S (fp) that is linearly polarized light appears. At the output port 103 after passing through the PBS 16, the Y polarization component S 2 (fs) of the signal light and the Y polarization component S 2 (fp) of the pump light appear. On the other hand, at the output port 102, the X polarization component S 1 (fs) of the signal light and the X polarization component S 1 (fp) of the pump light appear. The signal passing through the PBS 16 will be described in more detail with reference to FIG.

波長変換ループ回路20において、PBS16からポート102に出力された光(図2(c)参照)は、時計回りにループ上の伝送路(波長変換ループ)を伝搬され、PBS16からポート103に出力された光(図2(d)参照)は、反時計回りに波長変換ループを伝搬される。時計回りの波長変換ループおよび反時計回りの波長変換ループを経て伝搬された光は、それぞれ波長変換回路18によって波長変換が施される。本実施の形態においては、四光波混合を用いた波長変換が行なわれる。   In the wavelength conversion loop circuit 20, the light (see FIG. 2C) output from the PBS 16 to the port 102 is propagated clockwise through the transmission path (wavelength conversion loop) on the loop and output from the PBS 16 to the port 103. The light (see FIG. 2D) is propagated through the wavelength conversion loop counterclockwise. The light that has propagated through the clockwise wavelength conversion loop and the counterclockwise wavelength conversion loop is subjected to wavelength conversion by the wavelength conversion circuit 18. In the present embodiment, wavelength conversion using four-wave mixing is performed.

四光波混合について以下に説明する。四光波混合とは、周波数f1、f2およびf3の3つの光を非線形デバイスに入射した際に、第4の光(周波数f4=f1+f2−f3)が発生する現象である。f1=f2であるときには、縮退四光波混合と称され、第4の光の周波数はf4=2f1−f3となる。また、四光波混合を生じさせるためには、一定の位相整合条件を満たす必要がある。   Four-wave mixing will be described below. Four-wave mixing is a phenomenon in which fourth light (frequency f4 = f1 + f2−f3) is generated when three lights having frequencies f1, f2 and f3 are incident on the nonlinear device. When f1 = f2, this is referred to as degenerate four-wave mixing, and the frequency of the fourth light is f4 = 2f1-f3. In order to cause four-wave mixing, a certain phase matching condition must be satisfied.

本実施の形態においては、縮退四光波混合を用いた波長変換を実現している。図2(a)に示すように、本実施の形態では、ポンプ光(周波数fp)を上記周波数f1の光、信号光(周波数fs)を上記周波数f3の光として、波長変換された信号光(周波数fc=2fp−fs)を得る。本実施の形態では、上記四光波混合を用いた波長変換を実現するために、波長変換回路18として、高非線形ファイバ(HNLF:High Non−Linear Fiber)が用いられている。   In the present embodiment, wavelength conversion using degenerate four-wave mixing is realized. As shown in FIG. 2A, in the present embodiment, the wavelength-converted signal light (with the frequency f1 as the pump light (frequency fp) and the light with the frequency f3 as the signal light (frequency fs)) ( Frequency fc = 2fp−fs). In the present embodiment, a high nonlinear fiber (HNLF: High Non-Linear Fiber) is used as the wavelength conversion circuit 18 in order to realize the wavelength conversion using the four-wave mixing.

波長変換されたX偏波およびY偏波の光は、PBS16において再度合波される。なお、本実施の形態においては、波長変換ループ回路20の波長変換ループ上に偏波調整回路17が配置され、時計回りの波長変換ループおよび反時計回りの波長変換ループを経て伝搬される光の偏波状態が調整される。偏波調整回路17の機能についても後述する。   The wavelength-converted X-polarized light and Y-polarized light are combined again in the PBS 16. In the present embodiment, the polarization adjustment circuit 17 is disposed on the wavelength conversion loop of the wavelength conversion loop circuit 20, and the light transmitted through the clockwise wavelength conversion loop and the counterclockwise wavelength conversion loop is transmitted. The polarization state is adjusted. The function of the polarization adjustment circuit 17 will also be described later.

PBS16において合波された光は、光サーキュレータ15を経てBPF19に入射される。BPF19は、波長変換された信号光の周波数fcの光を通過するように構成される。したがって、BPF19により波長変換された信号光のみが通過し、最終的に波長変換された信号光が出力される。BPF19から出力された、波長変換された信号光は伝送路に送出される。   The light combined in the PBS 16 enters the BPF 19 through the optical circulator 15. The BPF 19 is configured to pass light having the frequency fc of the signal light subjected to wavelength conversion. Therefore, only the signal light wavelength-converted by the BPF 19 passes, and finally the wavelength-converted signal light is output. The wavelength-converted signal light output from the BPF 19 is sent to the transmission path.

以下、本実施の形態にかかる波長変換ループ回路20について説明する。PBS16の各ポートにおいて、入出力信号の偏波の向きが規定されている。そのため、入力信号は、規定されている偏波の向きで入射する必要があり、出力信号は、規定されている偏波の向きで信号が出力される。   Hereinafter, the wavelength conversion loop circuit 20 according to the present embodiment will be described. At each port of the PBS 16, the direction of polarization of the input / output signal is defined. For this reason, the input signal needs to be incident in the prescribed polarization direction, and the output signal is output in the prescribed polarization direction.

たとえば、1ポート入力2ポート出力のPBSの、出力ポートの偏波状態としては、以下のような2つの態様が考えられる。
(1)偏波直交多重信号の入力信号の0°(水平)、90°(垂直)が、2出力ポートで0°、90°の偏波状態として出力される。
(2)偏波直交多重信号の入出力信号の0°、90°が、2出力ポートのいずれも0°、若しくは90°となる偏波状態として出力される。つまり、一方の成分が90°回転させられて出力される。
For example, the following two modes are conceivable as the polarization state of the output port of the 1-port input 2-port PBS.
(1) 0 ° (horizontal) and 90 ° (vertical) of the input signal of the polarization orthogonal multiplexed signal are output as polarization states of 0 ° and 90 ° at the two output ports.
(2) 0 ° and 90 ° of the input / output signal of the polarization orthogonal multiplexed signal are output as a polarization state in which both of the two output ports are 0 ° or 90 °. That is, one component is rotated by 90 ° and output.

本実施の形態においては、上記(1)の態様のPBS16が用いられる。図3において、入力ポートでは、信号光は、実線で示す0°の偏波(X偏波)および破線で示す90°の偏波(Y偏波)を含み(符号300参照)、PBS16を経て、反時計回りに波長変換ループを伝搬する90°の偏波(Y偏波)(符号301、302参照)、および、時計回りに波長変換ループを伝搬する0°の偏波(X偏波)(符号303、304参照)に分けられる。   In the present embodiment, the PBS 16 of the aspect (1) is used. In FIG. 3, at the input port, the signal light includes 0 ° polarization (X polarization) indicated by a solid line and 90 ° polarization (Y polarization) indicated by a broken line (see reference numeral 300), and passes through PBS 16. 90 ° polarization (Y polarization) propagating through the wavelength conversion loop counterclockwise (see reference numerals 301 and 302) and 0 ° polarization (X polarization) propagating through the wavelength conversion loop clockwise (Refer to reference numerals 303 and 304).

波長変換ループ回路20の波長変換ループを構成するジャンパケーブル中、および、波長変換回路18中で、伝搬する光(X偏波の光およびY偏波の光)の偏波状態が保持される場合を考える。たとえば、ジャンパケーブル、および、波長変換回路18を構成する高非線形ファイバ(HNLF)が、偏波保持ファイバ(PMF)で構成された場合である。   When the polarization state of propagating light (X-polarized light and Y-polarized light) is maintained in the jumper cable constituting the wavelength conversion loop of the wavelength conversion loop circuit 20 and in the wavelength conversion circuit 18 think of. For example, this is a case where the jumper cable and the highly nonlinear fiber (HNLF) constituting the wavelength conversion circuit 18 are configured by polarization maintaining fibers (PMF).

偏波調整回路17によって、時計回りに波長変換ループを伝搬する光、および、反時計回りに波長変換ループを伝搬する光を、偏波調整回路17において、その偏波状態を90°回転させることにより、それぞれを再度PBS16に入力させて合波させることが可能となる。すなわち、この場合には、偏波調整回路17によって、それぞれの光の偏波状態を90°回転させれば良い。偏波調整回路17として、λ/2板を使うことができる。或いは、偏波調整回路17として、λ/2板およびλ/4板をそれぞれ1つ以上備えた偏波コントローラを適用しても良い。   The polarization adjustment circuit 17 causes the polarization adjustment circuit 17 to rotate the polarization state of the light propagating through the wavelength conversion loop clockwise and the light propagating through the wavelength conversion loop counterclockwise by 90 °. Thus, each can be input again to the PBS 16 and combined. That is, in this case, the polarization adjustment circuit 17 may rotate the polarization state of each light by 90 °. A λ / 2 plate can be used as the polarization adjustment circuit 17. Alternatively, a polarization controller provided with at least one λ / 2 plate and λ / 4 plate may be applied as the polarization adjustment circuit 17.

或いは、波長板に代えて、偏波調整回路17としてアダプタを用いて、アダプタの接続点でファイバの軸が90°回転するようにアダプタのキーを調整することで、0°および90°の偏波状態を入れ替えることも可能である。   Alternatively, by using an adapter as the polarization adjustment circuit 17 instead of the wave plate, and adjusting the key of the adapter so that the fiber axis rotates 90 ° at the connection point of the adapter, the offset of 0 ° and 90 ° is obtained. It is also possible to switch the wave state.

偏波調整回路17によって、時計回りに波長変換ループを伝搬する0°の偏波状態の光(符号303参照)は90°回転され(符号305参照)、また、反時計回りに波長変換ループを伝搬する90°の偏波状態の光(符号301参照)も90°回転される(符号306参照)。   The polarization adjustment circuit 17 rotates the light in the polarization state of 0 ° (see reference numeral 303) clockwise through the wavelength conversion loop by 90 ° (see reference numeral 305), and rotates the wavelength conversion loop counterclockwise. The propagating light in the 90 ° polarization state (see reference numeral 301) is also rotated by 90 ° (see reference numeral 306).

また、波長変換ループを構成するジャンパケーブルおよび波長変換回路18が、PMFで構成されていない場合には、図4に示すように、時計回りに波長変換ループを伝搬する0°の偏波状態の光(符号303参照)および反時計回りに波長変換ループを伝搬する90°の偏波状態の光(符号301参照)は、ともに任意の偏波状態となる(符号402、401参照)。したがって、この場合には、偏波調整回路17として、λ/2板およびλ/4板をそれぞれ1つ以上備えた偏波コントローラを適用して、λ/2板およびλ/4板を所定の角度回転させることで、偏波状態を適切に制御する。すなわち、ジャンパケーブル等における偏波の変化分を考慮の上、PBS16のポートにおける偏波の向きが適切となるように、偏波調整回路17が偏波を調整する。   In addition, when the jumper cable and the wavelength conversion circuit 18 constituting the wavelength conversion loop are not configured by PMF, as shown in FIG. 4, the polarization state of 0 ° propagating clockwise through the wavelength conversion loop is shown. Both the light (see reference numeral 303) and the 90-degree polarization state light (see reference numeral 301) propagating counter-clockwise are in an arbitrary polarization state (see reference numerals 402 and 401). Therefore, in this case, a polarization controller provided with at least one λ / 2 plate and one λ / 4 plate is applied as the polarization adjustment circuit 17 so that the λ / 2 plate and the λ / 4 plate are predetermined. The polarization state is appropriately controlled by rotating the angle. That is, the polarization adjustment circuit 17 adjusts the polarization so that the polarization direction at the port of the PBS 16 is appropriate in consideration of the change in polarization in the jumper cable or the like.

次に、本実施の形態にかかる信号光の偏波状態を制御する偏波コントローラ11および偏波コントローラ11に対する制御信号の生成について説明する。信号光については、波長変換ループ回路20のPBS16において、偏波直交多重信号の偏波分離を適切に行うために、偏波直交多重信号のX偏波成分が、PBS16のX軸に対して直線偏光になるよう、偏波状態を制御する必要がある。Y偏波成分をPBS16のY軸に対して直線偏光とすることも同様に必要である。特に、伝送路を伝搬されてきた信号光については、常に伝送路の状態が変化し、入射される偏波直交多重信号の偏波状態が変化するため、常に偏波状態の制御が必要である。   Next, the generation of the control signal for the polarization controller 11 and the polarization controller 11 for controlling the polarization state of the signal light according to the present embodiment will be described. Regarding the signal light, in order to appropriately perform polarization separation of the polarization orthogonal multiplexed signal in the PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20, the X polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is linear with respect to the X axis of the PBS 16. It is necessary to control the polarization state so as to be polarized. Similarly, it is necessary to make the Y polarization component linearly polarized with respect to the Y axis of the PBS 16. In particular, for signal light that has propagated through the transmission line, the state of the transmission line always changes, and the polarization state of the incident polarization orthogonal multiplexed signal changes, so the polarization state must always be controlled. .

図5は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。図5に示すように、本実施の形態にかかる信号光偏波制御部30は、偏波コントローラ11と光カプラ14との間の伝送路上に配置された光カプラ31と、光カプラから出力された光を受け入れる偏光子32と、偏波状態観測部33と、制御信号生成部34とを有している。   FIG. 5 is a block diagram including a signal light polarization control unit that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the signal light polarization control unit 30 according to the present embodiment is output from the optical coupler 31 disposed on the transmission path between the polarization controller 11 and the optical coupler 14 and the optical coupler. And a polarization state observation unit 33 and a control signal generation unit 34.

本実施の形態においては、PBS16に入射される信号光の偏波制御をするために、ポンプ光と合波するための光カプラ14より手前(上流側)に光カプラ31を設けて、その信号光をモニタしている。したがって、偏波コントローラ11の出力ポートから、その下流方向に、波長変換ループ回路20のPBS16の入力ポートまで(符号500参照)、信号光の偏波状態が一定である必要がある。そこで、本実施の形態では、偏波コントローラ11の出力ポートから、波長変換ループ回路20のPBS16の入力ポートまでの伝送路500を、偏波保持ファイバ(PMF)で構成している。   In the present embodiment, in order to control the polarization of the signal light incident on the PBS 16, an optical coupler 31 is provided in front (upstream side) of the optical coupler 14 for multiplexing with the pump light. The light is monitored. Therefore, the polarization state of the signal light needs to be constant from the output port of the polarization controller 11 to the input port of the PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20 in the downstream direction (see reference numeral 500). Therefore, in the present embodiment, the transmission path 500 from the output port of the polarization controller 11 to the input port of the PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20 is configured with a polarization maintaining fiber (PMF).

図5に示す信号光偏波制御部30の動作について以下に説明する。光カプラ31により、信号光が分岐され、偏光子32に入力される。偏光子32の代わりにPBSを利用しても良い。偏光子32の軸(PBSを使用している場合にはPBSの軸)は、波長変換ループ回路20のPBS16の軸と同一である。したがって、偏光子32において適切に偏波状態が制御されていれば、波長変換ループ回路20のPBS16の入力ポートにおいても、適切な偏波状態が得られることになる。   The operation of the signal light polarization controller 30 shown in FIG. 5 will be described below. The signal light is branched by the optical coupler 31 and input to the polarizer 32. PBS may be used instead of the polarizer 32. The axis of the polarizer 32 (the axis of PBS when PBS is used) is the same as the axis of PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20. Therefore, if the polarization state is appropriately controlled in the polarizer 32, an appropriate polarization state can be obtained also in the input port of the PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20.

偏光子32の出力は、偏波状態観測部33に送られて、偏波状態観測部33および制御信号生成部34により偏波コントローラ11のための制御信号が生成され、出力される。たとえば、偏波状態観測部33および制御信号生成部34は、以下のように動作する。   The output of the polarizer 32 is sent to the polarization state observation unit 33, and a control signal for the polarization controller 11 is generated and output by the polarization state observation unit 33 and the control signal generation unit 34. For example, the polarization state observation unit 33 and the control signal generation unit 34 operate as follows.

PBS16で偏波分離されるべき直交偏波信号のX偏波成分およびY偏波成分が、PBS16で適切に分離されない場合には、X偏波成分およびY偏波成分が1ポートに同時に出力される。上述したようなX偏波成分およびY偏波成分を含む光を光受信器で受信した場合にはビート信号が観測される。ビート信号が発生している場合、ビート信号が発生していない場合に比べ、電気信号の電力が増加する。そこで、偏波制御状態観測部33は、光受信器および電力観測器を有し、電力の状態を示す信号を制御信号生成部34に出力する。制御信号生成部34は、電力の状態を示す信号を受信して、電力が減少するように偏波コントローラ11に対して制御信号を出力する(干渉検出法)。偏波コントローラ11は、制御信号にしたがって、λ/2板およびλ/4板の角度を回転させる。   If the X polarization component and the Y polarization component of the orthogonal polarization signal to be separated by the PBS 16 are not properly separated by the PBS 16, the X polarization component and the Y polarization component are simultaneously output to one port. The A beat signal is observed when light including the X polarization component and the Y polarization component as described above is received by the optical receiver. When the beat signal is generated, the electric signal power is increased as compared with the case where the beat signal is not generated. Therefore, the polarization control state observation unit 33 includes an optical receiver and a power observation unit, and outputs a signal indicating the power state to the control signal generation unit 34. The control signal generation unit 34 receives a signal indicating the power state and outputs a control signal to the polarization controller 11 so that the power decreases (interference detection method). The polarization controller 11 rotates the angles of the λ / 2 plate and the λ / 4 plate according to the control signal.

或いは、偏波状態観測部33および制御信号生成部34は、以下のような構成を備えていても良い。たとえば、送信器において、送信信号である偏波直交信号のX偏波或いはY偏波の一方に低周波強度変調を施し、或いは、X偏波およびY偏波の双方に、異なる周波数の低周波強度変調を施して、偏波状態観測部33が低周波変調成分をモニタする。   Alternatively, the polarization state observation unit 33 and the control signal generation unit 34 may have the following configuration. For example, in the transmitter, low-frequency intensity modulation is performed on one of the X-polarized wave and the Y-polarized wave of the polarization orthogonal signal that is a transmission signal, or low-frequency signals having different frequencies are applied to both the X-polarized wave and the Y-polarized wave. The intensity modulation is performed, and the polarization state observation unit 33 monitors the low frequency modulation component.

より具体的には、偏波状態観測部33は、光受信器を用いてX偏波或いはY偏波を電気信号として、中心周波数を低周波変調の周波数とする、電気信号用の帯域通過フィルタを通過させ、低周波変調成分のみを抽出する。次いで、その電力を、電気パワーメータなどを用いて観測する。制御信号生成部34は、上記電力が最適(最大或いは最小)になるように、偏波コントローラ11に対して制御信号を出力する。   More specifically, the polarization state observation unit 33 uses an optical receiver to convert an X-polarized wave or a Y-polarized wave as an electric signal and a center frequency as a low-frequency modulation frequency. And only the low frequency modulation component is extracted. Next, the electric power is observed using an electric power meter or the like. The control signal generation unit 34 outputs a control signal to the polarization controller 11 so that the power is optimal (maximum or minimum).

次に、本実施の形態にかかるポンプ光の偏波状態を制御する偏波コントローラ13および偏波コントローラ13に対する制御信号の生成について説明する。   Next, generation of a control signal for the polarization controller 13 and the polarization controller 13 for controlling the polarization state of the pump light according to the present embodiment will be described.

光カプラ14において信号光と合波され、PBS16に入射するポンプ光の偏波状態は、偏波の変動状況に応じて動的に制御する必要がある。ポンプ光については、PBS16の2つの出力ポートで、光強度が等しく2つの信号が出力されるように、偏波コントローラ13が、その偏波状態を調整する。ポンプ光は、理想的には、PBS16に入射されるときに、PBS16の軸に対して45度となる直線偏光である。   The polarization state of the pump light combined with the signal light in the optical coupler 14 and incident on the PBS 16 needs to be dynamically controlled according to the fluctuation state of the polarization. For the pump light, the polarization controller 13 adjusts the polarization state so that two signals having the same light intensity are output from the two output ports of the PBS 16. The pump light is ideally linearly polarized light that is 45 degrees with respect to the axis of the PBS 16 when incident on the PBS 16.

ポンプ光については、ポンプ光発生回路12とPBS16との間の物理的な距離が短く、この間のジャンパケーブルが固定され、PBS16に入力するポンプ光の偏波状態がほとんど変化しない状況においては、初期的に一度偏波状態を調整すれば十分であり、動的な制御は必要ない。しかしながら、ジャンパケーブル長が長く、PBS16に入力するポンプ光の偏波状態が変化するような環境においては、動的な制御が必要となる。本実施の形態では、偏波状態の動的な制御を行っている。   As for the pump light, in the situation where the physical distance between the pump light generation circuit 12 and the PBS 16 is short, the jumper cable between them is fixed, and the polarization state of the pump light input to the PBS 16 hardly changes. Therefore, it is sufficient to adjust the polarization state once, and dynamic control is not necessary. However, in an environment where the jumper cable length is long and the polarization state of the pump light input to the PBS 16 changes, dynamic control is required. In this embodiment, the polarization state is dynamically controlled.

図6は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。図6に示すように、本実施の形態にかかるポンプ光偏波制御部40は、波長変換された信号光を出力するBPF19の出力を分波する光カプラ41と、光カプラ41から出力された光を分離するPBS42と、偏波状態観測部43と、制御信号生成部44とを有している。なお、前述した図5においては、偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部30のみが記載され、この図6においては、偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部40のみが記載されている。実際には、波長変換装置10は、信号光偏波制御部30およびポンプ光偏波制御部40の双方を含んでいる。図5および図6は説明の便宜上、それぞれ一方を図示したものである。   FIG. 6 is a block diagram including a pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the pump light polarization control unit 40 according to the present embodiment outputs an optical coupler 41 that demultiplexes the output of the BPF 19 that outputs the wavelength-converted signal light, and is output from the optical coupler 41. A PBS 42 that separates light, a polarization state observation unit 43, and a control signal generation unit 44 are provided. In FIG. 5 described above, only the signal light polarization controller 30 that generates the control signal to the polarization controller 11 is described. In FIG. 6, the pump that generates the control signal to the polarization controller 13 is described. Only the optical polarization controller 40 is described. Actually, the wavelength conversion device 10 includes both the signal light polarization controller 30 and the pump light polarization controller 40. 5 and 6 illustrate one of them for convenience of explanation.

ポンプ光偏波制御部40は、波長変換された偏波直交多重信号のX偏波成分およびY偏波成分のそれぞれの光強度を観測する。本実施の形態においては、波長変換によってX偏波成分およびY偏波成分とも波長変換される。PBS16の2つの出力ポートに等しい光強度でポンプ光が出力されていない場合は、この波長変換がX偏波およびY偏波について均等に行わない。したがって、モニタ箇所である光カプラ41においては、X偏波成分およびY偏波成分の光強度が異なる。   The pump light polarization controller 40 observes the light intensity of each of the X polarization component and the Y polarization component of the polarization-converted polarization multiplexed signal. In the present embodiment, both the X polarization component and the Y polarization component are wavelength-converted by wavelength conversion. When pump light is not output with the same light intensity to the two output ports of the PBS 16, this wavelength conversion is not performed equally for the X polarization and the Y polarization. Therefore, in the optical coupler 41 which is a monitor location, the light intensity of the X polarization component and the Y polarization component is different.

そこで、ポンプ光偏波制御部40は、波長変換された偏波直交多重信号のX偏波成分およびY偏波成分の光強度が同一になるように、制御信号を生成して、偏波コントローラ13に出力する。すなわち、この実施の形態においては、偏波状態観測部43が、PBS42から出力されたX偏波成分の光強度とY偏波成分の光強度との差分値を算出する。制御信号生成部44は、偏波状態観測部43からの差分値に基づいて、当該差分値を目標値である「0」とするように偏波コントローラ13に対する制御信号を生成して出力する。   Therefore, the pump light polarization control unit 40 generates a control signal so that the light intensities of the X polarization component and the Y polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal subjected to wavelength conversion become the same, and the polarization controller 13 is output. That is, in this embodiment, the polarization state observation unit 43 calculates a difference value between the light intensity of the X polarization component and the light intensity of the Y polarization component output from the PBS 42. Based on the difference value from the polarization state observation unit 43, the control signal generation unit 44 generates and outputs a control signal for the polarization controller 13 so that the difference value is set to “0” which is a target value.

本実施の形態のように、波長変換された信号光(BPF19の出力光)をモニタする場合には、波長変換ループ回路20のPBS16と光サーキュレータ15との間、および、光サーキュレータからBPF19、光カプラ41を経て、PBS42までの伝送路(符号600参照)を、偏波保持ファイバ(PMF)で構成する必要がある。これは、モニタ箇所で、周波数変換された信号光の偏波多重信号を再度、偏波分離して、X偏波成分およびY偏波成分の光強度を観測するため、モニタ用のPBS42の軸と波長変換ループ回路20のPBS16の軸を同一にする必要があるからである。   When the wavelength-converted signal light (output light of BPF 19) is monitored as in the present embodiment, between the PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20 and the optical circulator 15, and from the optical circulator to the BPF 19, light The transmission path (see reference numeral 600) through the coupler 41 to the PBS 42 must be configured with a polarization maintaining fiber (PMF). This is because the polarization multiplexed signal of the frequency-converted signal light is again polarization-separated at the monitor location to observe the light intensity of the X polarization component and the Y polarization component. This is because the axis of the PBS 16 of the wavelength conversion loop circuit 20 needs to be the same.

次に、本実施の形態にかかる光中継装置における構成要素の変形例について説明する。まず、光サーキュレータの機能を実現する他の構成例について説明する。第1の実施の形態において用いられた光サーキュレータ15は、各ポートから受け入れた光を所定の隣接する一方のポートから出力させている。光サーキュレータ15の機能は光アイソレータおよび光カプラを用いても実現することができる。   Next, modifications of the components in the optical repeater according to the present embodiment will be described. First, another configuration example for realizing the function of the optical circulator will be described. The optical circulator 15 used in the first embodiment outputs light received from each port from one predetermined adjacent port. The function of the optical circulator 15 can also be realized by using an optical isolator and an optical coupler.

図7は、本発明の第2の実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図7において、第1の実施の形態および第2の実施の形態にかかる波長変換装置と同一の構成要素には同一の符号を付している。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the same components as those of the wavelength conversion device according to the first embodiment and the second embodiment are denoted by the same reference numerals.

図7に示すように、第2の実施の形態にかかる波長変換装置70は、光カプラ14から出力された光を受け入れて、所定の方向に出力するとともに、波長変換ループ回路20から戻ってきた光を他の所定の方向に出力する光路決定部71を備えている。光路決定部71は、光アイソレータ72および光カプラ73を有する。光アイソレータ73は、光カプラ14と光カプラ73との間に配置され、一方向の光、つまり、光カプラ14から出力された光のみを、光アイソレータ73に出力するように構成されている。その一方、光カプラ73からの光は遮断されて光カプラ14の側には出力されない。   As shown in FIG. 7, the wavelength conversion device 70 according to the second embodiment receives light output from the optical coupler 14, outputs it in a predetermined direction, and returns from the wavelength conversion loop circuit 20. An optical path determination unit 71 that outputs light in another predetermined direction is provided. The optical path determination unit 71 includes an optical isolator 72 and an optical coupler 73. The optical isolator 73 is disposed between the optical coupler 14 and the optical coupler 73, and is configured to output only light in one direction, that is, light output from the optical coupler 14 to the optical isolator 73. On the other hand, the light from the optical coupler 73 is blocked and is not output to the optical coupler 14 side.

2入力2出力の光3dBカプラは、たとえば、2つの入力ポートに入射された光信号の光強度をa、bとした場合、2つの出力ポートにそれぞれ(a+b)/2、(a+b)/2で光強度を出力する性質を有する。これを利用して、本実施の形態にかかる光アイソレータ73では、上述したような光カプラ73を1入力2出力として用いて、1つの入力ポートに光アイソレータ72からの光を入射し、これを波長変換ループ回路20に出力する。その一方、波長変換ループ回路20から出力された光が光カプラ73に与えられると、その1/2はBPF19に出力され、残りの1/2が光アイソレータ72の側に出力される。光アイソレータ72では光カプラ73からの光は遮断される。その一方、BPF19に出力された光は、BPFにおいて周波数fcの信号のみが取り出されて出力される。   For example, when the optical intensity of an optical signal incident on two input ports is a and b, the 2-input 2-output optical 3 dB coupler has (a + b) / 2 and (a + b) / 2 on the two output ports, respectively. And has the property of outputting light intensity. By using this, the optical isolator 73 according to the present embodiment uses the optical coupler 73 as described above as one input and two outputs, and enters the light from the optical isolator 72 into one input port. Output to the wavelength conversion loop circuit 20. On the other hand, when the light output from the wavelength conversion loop circuit 20 is applied to the optical coupler 73, 1/2 of the light is output to the BPF 19, and the remaining 1/2 is output to the optical isolator 72 side. In the optical isolator 72, the light from the optical coupler 73 is blocked. On the other hand, as for the light output to the BPF 19, only the signal of the frequency fc is extracted and output from the BPF.

次に、波長変換ループ回路におけるPBSの他の例について説明する。図3に示すように、第1の実施の形態および第2の実施の形態においては、PBS16においては、偏波直交多重信号の入力信号の0°(水平)、90°(垂直)の偏波状態が、2出力ポートで0°、90°の偏波状態として出力されている。その一方、前述したように、PBSでは、偏波直交多重信号の入出力信号の0°、90°の偏波状態が、2出力ポートのいずれも0°、若しくは90°となる偏波状態として出力されるものも存在する。   Next, another example of the PBS in the wavelength conversion loop circuit will be described. As shown in FIG. 3, in the first embodiment and the second embodiment, in the PBS 16, the polarization signals of 0 ° (horizontal) and 90 ° (vertical) of the input signal of the polarization orthogonal multiplexed signal are polarized. The state is output as 0 ° and 90 ° polarization states at the two output ports. On the other hand, as described above, in PBS, the polarization state of 0 ° or 90 ° of the input / output signal of the polarization orthogonal multiplexed signal is the polarization state in which both of the two output ports are 0 ° or 90 °. Some are output.

上述したように一方の成分が90°回転されて出力されるPBSを適用する場合について説明する。図8に示すように、波長変換ループ120において、PBS116の入力ポートでは、信号光は、実線で示す0°の偏波(X偏波)および破線で示す90°の偏波(Y偏波)とを含む(符号300参照)。PBS116からは、入力ポートにおけるY偏波成分に相当する、反時計回りに波長変換ループを伝搬する光が出力される(符号801参照)。符号801に示すように、この光の偏波状態はPBS116により90°回転される。また、PBS116からは、入力ポートにおけるX偏波成分に相当する、時計回りに波長変換ループを伝搬する光が出力される(符号802参照)。この光は回転されずにそのまま出力される。   As described above, the case where the PBS in which one component is output by being rotated by 90 ° will be described. As shown in FIG. 8, in the wavelength conversion loop 120, at the input port of the PBS 116, the signal light has a 0 ° polarization (X polarization) indicated by a solid line and a 90 ° polarization (Y polarization) indicated by a broken line. (See reference numeral 300). The PBS 116 outputs light that propagates through the wavelength conversion loop counterclockwise, which corresponds to the Y polarization component at the input port (see reference numeral 801). As indicated by reference numeral 801, the polarization state of this light is rotated 90 ° by the PBS 116. Further, the PBS 116 outputs light that propagates through the wavelength conversion loop in a clockwise direction corresponding to the X polarization component at the input port (see reference numeral 802). This light is output as it is without being rotated.

波長変換ループ回路120の波長変換ループを構成するジャンパケーブル中、および、波長変換回路18中で、伝搬する光(X偏波の光およびY偏波の光)の偏波状態が保持される場合を考える。たとえば、ジャンパケーブル、および、波長変換回路18を構成する高非線形ファイバ(HNLF)が、偏波保持ファイバ(PMF)で構成された場合である。この場合には、0°(90°)で入力された偏波は、0°(90°)のまま伝搬する。PBS116の2つの出力ポートの偏波の向きは同一であるため、PBS116の一方で出力された信号はそのまま、他方のポートに直接入力することが可能である。すなわち、波長変換ループにおける偏波調整は不要である。   When the polarization state of propagating light (X-polarized light and Y-polarized light) is maintained in the jumper cable constituting the wavelength conversion loop of the wavelength conversion loop circuit 120 and in the wavelength conversion circuit 18 think of. For example, this is a case where the jumper cable and the highly nonlinear fiber (HNLF) constituting the wavelength conversion circuit 18 are configured by polarization maintaining fibers (PMF). In this case, the polarization input at 0 ° (90 °) propagates with 0 ° (90 °). Since the polarization directions of the two output ports of the PBS 116 are the same, the signal output from one side of the PBS 116 can be directly input to the other port as it is. That is, polarization adjustment in the wavelength conversion loop is unnecessary.

その一方、波長変換ループを構成するジャンパケーブルおよび波長変換回路18が、PMFで構成されていない場合には、反時計回りに波長変換ループを伝搬する光および時計回りに波長変換ループを伝搬する光は、ともに任意の偏波状態となる。したがって、この場合には、図4を参照して説明したように、波長変換ループ中に偏波調整回路121を配置する。偏波調整回路121は、たとえば、λ/2板およびλ/4板をそれぞれ1つ以上を備え、λ/2板およびλ/4板を所定の角度にすることで、偏波状態を適切に制御する。   On the other hand, when the jumper cable and the wavelength conversion circuit 18 that constitute the wavelength conversion loop are not configured by PMF, the light that propagates the wavelength conversion loop counterclockwise and the light that propagates the wavelength conversion loop clockwise Are in an arbitrary polarization state. Therefore, in this case, as described with reference to FIG. 4, the polarization adjustment circuit 121 is disposed in the wavelength conversion loop. The polarization adjustment circuit 121 includes, for example, one or more λ / 2 plates and λ / 4 plates, and appropriately sets the polarization state by setting the λ / 2 plates and λ / 4 plates to a predetermined angle. Control.

次に、信号光偏波制御部の他の構成例について説明する。図9は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。図9に示すように、信号光偏波制御部80は、波長変換ループ回路20の波長変換ループにおいて、PBS16と偏波制御回路17との間に配置された光カプラ81と、光カプラ81から分波された光から周波数fsの光をとりだす帯域通過フィルタ(BPF)82と、偏波状態観測部83と、制御信号生成部84とを有している。   Next, another configuration example of the signal light polarization control unit will be described. FIG. 9 is a block diagram including another configuration example of the signal light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the signal light polarization control unit 80 includes an optical coupler 81 disposed between the PBS 16 and the polarization control circuit 17 in the wavelength conversion loop of the wavelength conversion loop circuit 20, and an optical coupler 81. A band-pass filter (BPF) 82 that extracts light of frequency fs from the demultiplexed light, a polarization state observation unit 83, and a control signal generation unit 84 are provided.

図9に示す信号光偏波制御部80においては、PBS16の出力ポートからの光(矢印901参照)が光カプラ81を経てBPF82に入射される。BPF82においては周波数fsの信号光が取り出され、取り出された周波数fsの信号光が偏波状態制御部83に与えられる。   In the signal light polarization controller 80 shown in FIG. 9, light from the output port of the PBS 16 (see arrow 901) is incident on the BPF 82 via the optical coupler 81. In the BPF 82, the signal light having the frequency fs is extracted, and the extracted signal light having the frequency fs is supplied to the polarization state control unit 83.

偏波状態制御部83および制御信号生成部84は、図5に示す偏波状態制御部33および制御信号生成部34と同様に動作する。すなわち、偏波制御状態観測部83は、光受信器および電力観測器を有し、電力の状態を示す信号を制御信号生成部84に出力する。制御信号生成部84は、電力の状態を示す信号を受信して、電力が減少するように偏波コントローラ11に対して制御信号を出力する。偏波コントローラ11は、制御信号にしたがって、λ/2板およびλ/4板の角度を回転させる。   The polarization state control unit 83 and the control signal generation unit 84 operate in the same manner as the polarization state control unit 33 and the control signal generation unit 34 illustrated in FIG. That is, the polarization control state observation unit 83 includes an optical receiver and a power observation unit, and outputs a signal indicating the power state to the control signal generation unit 84. The control signal generator 84 receives a signal indicating the power state and outputs a control signal to the polarization controller 11 so that the power decreases. The polarization controller 11 rotates the angles of the λ / 2 plate and the λ / 4 plate according to the control signal.

なお、図9に示す信号光偏波制御部80を備えた波長変換装置では、信号光のモニタ箇所が、波長変換ループ中のPBS16と偏波制御回路17との間である。したがって、偏波コントローラ11から波長変換ループ回路20の光カプラ81の間に至るジャンパケーブルなどを偏波保持ファイバ(PMF)で構成する必要がない。   In the wavelength conversion device provided with the signal light polarization control unit 80 shown in FIG. 9, the monitor position of the signal light is between the PBS 16 and the polarization control circuit 17 in the wavelength conversion loop. Therefore, it is not necessary to configure a jumper cable or the like extending between the polarization controller 11 and the optical coupler 81 of the wavelength conversion loop circuit 20 with a polarization maintaining fiber (PMF).

次に、ポンプ光偏波制御部の他の構成例について説明する。図10は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。図10に示すように、ポンプ光偏波制御部90は、波長変換ループ回路20の波長変換ループにおいて、PBS16と偏波制御回路17との間に配置された光カプラ91と、光カプラ91により分波された光から、周波数fpの光を取り出す帯域通過フィルタ(BPF)92と、波長変換ループにおいて、PBS16と波長変換回路18との間に配置された光カプラ93と、光カプラ93により分波された光から、周波数fpの光を取り出す帯域通過フィルタ(BPF)94と、偏波状態観測部95と、制御信号生成部96とを有している。   Next, another configuration example of the pump light polarization control unit will be described. FIG. 10 is a block diagram including another configuration example of the pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the pump light polarization control unit 90 includes an optical coupler 91 disposed between the PBS 16 and the polarization control circuit 17 in the wavelength conversion loop of the wavelength conversion loop circuit 20, and an optical coupler 91. A band-pass filter (BPF) 92 for extracting light of frequency fp from the demultiplexed light, an optical coupler 93 disposed between the PBS 16 and the wavelength conversion circuit 18 in the wavelength conversion loop, and an optical coupler 93 are used. A band-pass filter (BPF) 94 that extracts light having a frequency fp from the waved light, a polarization state observation unit 95, and a control signal generation unit 96 are provided.

上記構成のポンプ光偏波制御部90においては、PBS16の2つの出力ポートから出力される光の光強度を観測し、両者の光強度が等しくなるように、偏波コントローラ13を制御する。偏波状態観測部95は、BPF92およびBPF94からの光信号の光強度を測定して、その差分値を算出する。制御信号生成部96は、偏波状態観測部95からの差分値に基づいて、当該差分値を目標値である「0」とするように偏波コントローラ13に対する制御信号を生成して出力する。   In the pump light polarization controller 90 configured as described above, the light intensity of light output from the two output ports of the PBS 16 is observed, and the polarization controller 13 is controlled so that the light intensity of both is equal. The polarization state observation unit 95 measures the light intensity of the optical signals from the BPF 92 and the BPF 94 and calculates the difference value. Based on the difference value from the polarization state observation unit 95, the control signal generation unit 96 generates and outputs a control signal for the polarization controller 13 so that the difference value is set to the target value “0”.

なお、図10に示すポンプ光偏波制御部90を備えた波長変換装置では、ポンプ光のモニタ箇所が、波長変換ループ中である。したがって、偏波コントローラ13から波長変換ループ回路20の光カプラ91、93の間に至るジャンパケーブルなどを偏波保持ファイバで構成する必要がない。   In the wavelength conversion device provided with the pump light polarization control unit 90 shown in FIG. 10, the monitor location of the pump light is in the wavelength conversion loop. Therefore, it is not necessary to configure a jumper cable or the like between the polarization controller 13 and the optical couplers 91 and 93 of the wavelength conversion loop circuit 20 with a polarization maintaining fiber.

図11は、偏波多重伝送システムにおいて、本実施の形態にかかる波長変換装置を適用した一例を示すブロックダイヤグラムである。図11に示す交換装置11は、一般には、リングネットワーク中に配置される。伝送ネットワークにおいて、光アドドロップを行う場合、追加する信号の波長と伝送されてきた信号の波長が同一の場合、衝突が発生する。これを回避するために、波長変換装置が、入力されてきた信号の周波数を、加えようとする回線側で、使用されていない波長に変換する。これにより、信号を追加する際の衝突を防止することが可能となる。図11の例では、伝送ネットワーク(リングネットワーク)では、波長分割多重(WDM)の信号が伝搬される。   FIG. 11 is a block diagram showing an example in which the wavelength converter according to the present embodiment is applied in a polarization multiplexing transmission system. The switching apparatus 11 shown in FIG. 11 is generally arranged in a ring network. When optical add / drop is performed in a transmission network, a collision occurs when the wavelength of a signal to be added and the wavelength of a transmitted signal are the same. In order to avoid this, the wavelength conversion device converts the frequency of the input signal to an unused wavelength on the line side to be added. Thereby, it becomes possible to prevent the collision at the time of adding a signal. In the example of FIG. 11, a wavelength division multiplexing (WDM) signal is propagated in the transmission network (ring network).

図11において、交換装置1100は、フォトニッククロスコネクト(PXC)1101、光マルチプレクサ(MUX)1103〜1104を備える。また、光MUX1104と、PXC1101との間の波長ごとの伝送路に、本実施の形態にかかる波長変換装置10が配置される。リング状ネットワークの伝送路(符号1111、1112参照)において、交換装置1100に入射した信号は、光MUX1102により、波長ごとに分離されPXC1101に入射される。PXC1101においては、入射された信号のうち所定の信号が、経路を変更して光MUX1105に入射され、波長多重化されて伝送路1113に送出される。   In FIG. 11, the switching apparatus 1100 includes a photonic cross connect (PXC) 1101 and optical multiplexers (MUX) 1103 to 1104. In addition, the wavelength conversion device 10 according to the present embodiment is arranged on a transmission path for each wavelength between the optical MUX 1104 and the PXC 1101. In the transmission path of the ring network (see reference numerals 1111 and 1112), the signal incident on the switching apparatus 1100 is separated for each wavelength by the optical MUX 1102 and is incident on the PXC 1101. In the PXC 1101, a predetermined signal among the incident signals is changed in the path, is incident on the optical MUX 1105, is wavelength-multiplexed, and is transmitted to the transmission path 1113.

伝送路1114を経て光MUX1104に入射した光は、PXC1101において、伝送路1111を経て入射した光に加えられる。ここで、同一波長の信号が衝突することを避けるために、波長変換装置10において信号に波長変換が施される。   The light incident on the light MUX 1104 via the transmission line 1114 is added to the light incident via the transmission line 1111 in the PXC 1101. Here, in order to avoid collision of signals with the same wavelength, the wavelength conversion apparatus 10 performs wavelength conversion on the signal.

光アドドロップのみを行うリング状ネットワークならず、フルメッシュ型の光ネットワークにおいても、波長の衝突を回避するために交換装置は波長変換機能を備える必要がある。図12は、偏波多重伝送システムにおいて、本実施の形態にかかる波長変換装置を適用した他の例を示すブロックダイヤグラムである。図12に示す交換装置1200は、PXC1201および複数の光MUX(たとえば、符号1202参照)を有する。複数の光MUXのそれぞれは、フルメッシュ型の伝送ネットワークを構成する伝送路と接続される。   In a full-mesh type optical network as well as a ring network that performs only optical add / drop, an exchange apparatus needs to have a wavelength conversion function in order to avoid wavelength collision. FIG. 12 is a block diagram showing another example in which the wavelength conversion device according to the present embodiment is applied in a polarization multiplexing transmission system. 12 includes a PXC 1201 and a plurality of optical MUXs (for example, reference numeral 1202). Each of the plurality of optical MUXs is connected to a transmission path that forms a full mesh transmission network.

光MUX(たとえば、光MUX1202)とPXC1201との間の波長ごとの伝送路に、本実施の形態にかかる波長変換装置10が配置される。たとえば、伝送路を経て光MUX1202に入射した光は、同一波長の信号が衝突することを避けるために、波長変換装置10において信号に波長変換が施されて、PXC1201に入射される。   The wavelength conversion device 10 according to the present embodiment is disposed on a transmission path for each wavelength between the optical MUX (for example, the optical MUX 1202) and the PXC 1201. For example, light that has entered the light MUX 1202 through the transmission line is subjected to wavelength conversion in the wavelength conversion device 10 and is incident on the PXC 1201 in order to avoid collision of signals of the same wavelength.

図11や図12に示すように、伝送ネットワーク中に配置された交換装置に、本実施の形態にかかる波長変換装置を設ける場合、波長変換装置において、波長変換された信号光の波長(周波数)を制御し、ポンプ光発生回路12で発生するポンプ光の周波数fpを決定し、BPF19の中心周波数を、波長変換された信号光の周波数fcと一致させる必要がある。   As shown in FIGS. 11 and 12, when the wavelength converter according to the present embodiment is provided in an exchange device arranged in a transmission network, the wavelength (frequency) of the signal light subjected to wavelength conversion in the wavelength converter. , The frequency fp of the pump light generated by the pump light generation circuit 12 is determined, and the center frequency of the BPF 19 needs to coincide with the frequency fc of the signal light subjected to wavelength conversion.

上記ポンプ光の周波数fpや波長変換された信号の周波数fcは、交換装置1100、1200において独立して決定しても良い。この場合には、交換装置1100、1200は、現在受信している信号光の波長を検出して、当該波長と一致しないような波長(周波数)を新たな信号光に割り当てて、新たな信号光を、割り当てた波長に波長変換する。或いは、交換装置1100は、伝送ネットワーク上に配置された他の交換装置から、伝送ネットワーク或いは他のネットワークを介して、信号光の波長の情報を受け入れ、当該受け入れた波長の情報にしたがって、交換装置1100自身で使用できる波長(周波数)を決定して、信号光を波長変換しても良い。   The frequency fp of the pump light and the frequency fc of the wavelength-converted signal may be determined independently in the exchange devices 1100 and 1200. In this case, the switching apparatuses 1100 and 1200 detect the wavelength of the currently received signal light, assign a wavelength (frequency) that does not match the wavelength to the new signal light, and generate a new signal light. Is converted to the assigned wavelength. Alternatively, the switching apparatus 1100 receives information on the wavelength of the signal light from another switching apparatus arranged on the transmission network via the transmission network or other network, and switches the switching apparatus according to the received wavelength information. The wavelength (frequency) that can be used by the 1100 itself may be determined to convert the wavelength of the signal light.

また、交換装置とは別に、伝送ネットワーク中を伝送される信号光の波長(周波数)を管理する制御システムを設け、制御システムが、伝送ネットワーク中に配置される交換装置のそれぞれに対して、信号光に割り当てる周波数を通知するように構成しても良い。   In addition, a control system that manages the wavelength (frequency) of signal light transmitted through the transmission network is provided separately from the switching device, and the control system provides signals to each of the switching devices arranged in the transmission network. You may comprise so that the frequency allocated to light may be notified.

交換装置は、波長変換すべき信号光の周波数、および、波長変換された信号光の周波数を取得すると、波長変換のためのポンプ光の周波数をfc=2fp−fs(fc:波長変換された信号光の周波数、fs:波長変換すべき信号光の周波数、fp=ポンプ光の周波数)に基づいて算出する。交換装置に設けられた所定の波長変換装置においては、周波数fpのポンプ光を発生するようにポンプ光発生回路12が制御される。また、BPF19が、波長fcの周波数の信号光を出力するように、BPF19の中心周波数が制御される。   When the switching apparatus obtains the frequency of the signal light to be wavelength-converted and the frequency of the signal light subjected to wavelength conversion, the frequency of the pump light for wavelength conversion is set to fc = 2fp-fs (fc: signal subjected to wavelength conversion). Calculation is based on the frequency of light, fs: frequency of signal light to be wavelength-converted, fp = frequency of pump light. In a predetermined wavelength conversion device provided in the exchange device, the pump light generation circuit 12 is controlled so as to generate pump light having a frequency fp. Further, the center frequency of the BPF 19 is controlled so that the BPF 19 outputs signal light having the frequency fc.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.

上記本発明の実施の形態においては、ポンプ光発生回路12から出力されたポンプ光が、PBS16のX軸に対して45の直線偏光となるように、偏波コントローラ13が、ポンプ光の偏波状態を制御している。また、偏波コントローラ13における制御は、たとえば、図6に示す光カプラ41、PBS42、偏波状態観測部43、制御信号生成部44を有するポンプ光偏波制御部40で生成された制御信号により実現される。しかしながら、上記構成に限定されるものではない。図13は、本発明の第3の実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。   In the above-described embodiment of the present invention, the polarization controller 13 controls the polarization of the pump light so that the pump light output from the pump light generation circuit 12 is 45 linearly polarized light with respect to the X axis of the PBS 16. The state is controlled. The polarization controller 13 is controlled by, for example, a control signal generated by a pump light polarization control unit 40 having an optical coupler 41, a PBS 42, a polarization state observation unit 43, and a control signal generation unit 44 shown in FIG. Realized. However, it is not limited to the said structure. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the third embodiment of the present invention.

図13に示すように、第3の実施の形態にかかる波長変換装置100は、ポンプ光発生回路12で発生したポンプ光を受け入れて、ポンプ光を、PBS16のX軸に対して45度の直線偏光となるように、ポンプ光の偏波状態を調整する偏波調整回路113を有し、偏波調整回路113から出力された光が、光カプラ14に入射され、偏波コントローラ11から出力された信号光と合成される。本実施の形態では、ポンプ光発生回路12からは、0度の直線偏光でポンプ光が出力される。したがって、偏波調整回路113は、入射された光を45度回転させる。   As shown in FIG. 13, the wavelength conversion device 100 according to the third embodiment receives the pump light generated by the pump light generation circuit 12 and sends the pump light to a straight line of 45 degrees with respect to the X axis of the PBS 16. A polarization adjustment circuit 113 that adjusts the polarization state of the pump light so as to be polarized light is provided. The light output from the polarization adjustment circuit 113 enters the optical coupler 14 and is output from the polarization controller 11. The signal light is combined. In the present embodiment, pump light is output from the pump light generation circuit 12 with 0 degree linearly polarized light. Therefore, the polarization adjustment circuit 113 rotates the incident light by 45 degrees.

たとえば、偏波調整回路113として、λ/2板およびλ/4板をそれぞれ1つ以上備えた偏波コントローラを適用しても良い。或いは、アダプタを用いてもよい。アダプタを用いる場合には、アダプタの接続点でファイバの軸が45°回転するようにアダプタのキーを調整することで、PBS16のX軸に対して45度の直線偏光となるように、ポンプ光の偏波状態を調整可能である。若しくは、偏波調整回路113の両端のPMFファイバを45°回転するように、融着接続することによっても、ポンプ光の偏波状態を調整可能である。   For example, a polarization controller provided with one or more λ / 2 plates and λ / 4 plates may be applied as the polarization adjustment circuit 113. Alternatively, an adapter may be used. When an adapter is used, the pump light is adjusted so that the linear polarization of 45 degrees with respect to the X axis of the PBS 16 is obtained by adjusting the adapter key so that the fiber axis rotates 45 ° at the connection point of the adapter. The polarization state can be adjusted. Alternatively, the polarization state of the pump light can be adjusted by fusion-bonding the PMF fibers at both ends of the polarization adjustment circuit 113 so as to rotate by 45 °.

また、本実施の形態においては、ポンプ光発生回路12と偏波調整回路113との間、偏波調整回路13と光カプラ14との間、および、光カプラ14からPBS16との間、つまり、ポンプ光発生回路12からPBS16までの伝送路(1300)を、偏波保持ファイバ(PMF)で構成している。これにより、ポンプ光は、PBSのX軸に対して45度の直線偏光の状態を保ったままPBS16に入射することが可能となる。   In this embodiment, between the pump light generation circuit 12 and the polarization adjustment circuit 113, between the polarization adjustment circuit 13 and the optical coupler 14, and between the optical coupler 14 and the PBS 16, that is, A transmission line (1300) from the pump light generation circuit 12 to the PBS 16 is constituted by a polarization maintaining fiber (PMF). As a result, the pump light can be incident on the PBS 16 while maintaining a state of linear polarization of 45 degrees with respect to the X axis of the PBS.

第3の実施の形態においては、偏波調整回路によって、PBS16のX軸に対して45度の直線偏光となるポンプ光が出力される。また、ポンプ光発生回路12からPBS16までの伝送路(1300)を、偏波保持ファイバ(PMF)で構成して、ポンプ光の偏波状態を保持する。したがって、第1の実施の形態や第2の実施の形態のように、ポンプ光の偏波状態を制御するための偏波コントローラ13や、偏波コントローラ13に制御信号の生成するための構成(たとえば、図6に示すポンプ光偏波制御部40)が不要となる。   In the third embodiment, pump light that is linearly polarized light of 45 degrees with respect to the X axis of the PBS 16 is output by the polarization adjustment circuit. Further, the transmission path (1300) from the pump light generation circuit 12 to the PBS 16 is configured by a polarization maintaining fiber (PMF), and the polarization state of the pump light is maintained. Therefore, as in the first embodiment and the second embodiment, the polarization controller 13 for controlling the polarization state of the pump light and the configuration for generating a control signal in the polarization controller 13 ( For example, the pump light polarization controller 40) shown in FIG. 6 is not necessary.

また、本発明にかかる波長変換装置は、位相変調信号および強度変調信号の双方について適用可能である。   The wavelength conversion device according to the present invention can be applied to both the phase modulation signal and the intensity modulation signal.

また、偏波多重信号については、インターリーブタイプ、および、ノンインターリーブタイプの2種類が知られている。本発明にかかる波長変換装置は、いずれのタイプの偏波多重信号に対しても適用可能である。ノンインターリーブタイプについては、X偏波とY偏波のビットの位置が一致している。その一方、インターリーブタイプは、X偏波とY偏波のビットの位置が一致しておらず、半ビット分ずらす方式である。この場合、偏波状態観測および制御信号生成に干渉検出法を用いることができない。したがって、ノンインターリーブの場合には、電気信号のクロック成分の電力をモニタすることで、制御することが可能である。   Two types of polarization multiplexed signals are known: an interleave type and a non-interleave type. The wavelength converter according to the present invention is applicable to any type of polarization multiplexed signal. For the non-interleaved type, the positions of the X polarization and Y polarization bits coincide. On the other hand, the interleave type is a method in which the positions of the X-polarized wave and Y-polarized bit do not match and are shifted by half a bit. In this case, the interference detection method cannot be used for polarization state observation and control signal generation. Therefore, in the case of non-interleave, it is possible to control by monitoring the power of the clock component of the electric signal.

また、前記実施の形態においては、ポンプ光発生回路12は、信号光の周波数fsと異なる周波数fpの連続光(CW光)であるポンプ光を発生しているがこれに限定されるものではない。たとえば、ポンプ光発生回路は、信号光を受け入れ、信号光のデータ変調と同期したクロック光であるポンプ光を発生しても良い。   In the above embodiment, the pump light generation circuit 12 generates pump light that is continuous light (CW light) having a frequency fp different from the frequency fs of the signal light. However, the present invention is not limited to this. . For example, the pump light generation circuit may receive the signal light and generate the pump light that is clock light synchronized with the data modulation of the signal light.

さらに、上記実施の形態において、ポンプ光および信号光を、増幅する光増幅器を設けても良い。図14は、本発明の第4の実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。図14に示す波長変換装置において、図1に示す第1の実施の形態の構成部分と同一の構成部分には同一の符号を付している。図14に示すように、第4の実施の形態にかかる波長変換装置140は、偏波コントローラ11から出力される信号光を増幅する光増幅器141と、偏波コントローラ13から出力されるポンプ光を増幅する光増幅器142を備えている。第4の実施の形態においては、光増幅器141の出力光および光増幅器142の出力光が光カプラ14に入射される。   Furthermore, in the above embodiment, an optical amplifier that amplifies the pump light and the signal light may be provided. FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the fourth embodiment of the present invention. In the wavelength converter shown in FIG. 14, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 14, the wavelength converter 140 according to the fourth embodiment includes an optical amplifier 141 that amplifies signal light output from the polarization controller 11 and pump light output from the polarization controller 13. An optical amplifier 142 for amplification is provided. In the fourth embodiment, the output light of the optical amplifier 141 and the output light of the optical amplifier 142 are incident on the optical coupler 14.

第4の実施の形態においては、偏波コントローラ11、13の出力側に、それぞれ光増幅器141、142を設けることにより、より高いパワーの光信号を光ループに入射することが可能となる。また、偏波コントローラの入力側に光増幅器を設け、光増幅器からの出力を偏波コントローラに入射する場合と比較すると、第4の実施の形態では、偏波コントローラの損失の影響を受けないため、その分だけ、光増幅器141,142における利得を抑えることが可能となる。   In the fourth embodiment, by providing the optical amplifiers 141 and 142 on the output side of the polarization controllers 11 and 13, respectively, it becomes possible to make a higher-power optical signal enter the optical loop. Also, compared to the case where an optical amplifier is provided on the input side of the polarization controller and the output from the optical amplifier is incident on the polarization controller, the fourth embodiment is not affected by the loss of the polarization controller. Accordingly, the gain in the optical amplifiers 141 and 142 can be suppressed by that amount.

第2の実施の形態および第3の実施の形態においても、第4の実施の形態と同様に、光増幅器を付加しても良い。第2の実施の形態については、図9の偏波コントローラ11からの信号光を増幅して光カプラ14に入射する増幅器と、偏波コントローラ13からのポンプ光を増幅して光カプラ14に入射する増幅器とを設ければよい。また、第3の実施の形態については、偏波コントローラ11からの信号光を増幅して光カプラ14に入射する増幅器と、偏波調整回路113からのポンプ光を増幅して光カプラ14に入射する増幅器とを設ければ良い。   Also in the second and third embodiments, an optical amplifier may be added as in the fourth embodiment. In the second embodiment, an amplifier that amplifies the signal light from the polarization controller 11 of FIG. 9 and enters the optical coupler 14, and amplifies the pump light from the polarization controller 13 and enters the optical coupler 14. And an amplifier to be used. In the third embodiment, the signal light from the polarization controller 11 is amplified and incident on the optical coupler 14, and the pump light from the polarization adjustment circuit 113 is amplified and incident on the optical coupler 14. And an amplifier to be used.

図1は、本発明の第1の本実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the first embodiment of the present invention. 図2(a)は、信号光の周波数fsおよびポンプ光の周波数fpの例を示す図、図2(b)は、PBS16の入力ポート101における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図、図2(c)および(d)は、それぞれ、PBS16の出力ポート102、103における信号光およびポンプ光の偏波状態を示す図である。2A is a diagram illustrating an example of the frequency fs of the signal light and the frequency fp of the pump light, and FIG. 2B is a diagram illustrating the polarization state of the signal light and the pump light at the input port 101 of the PBS 16. FIGS. 2C and 2D are diagrams showing the polarization states of the signal light and the pump light at the output ports 102 and 103 of the PBS 16, respectively. 図3は、本実施の形態における光の偏波状態の例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a polarization state of light in the present embodiment. 図4は、本実施の形態における光の偏波状態の他の例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the polarization state of light in the present embodiment. 図5は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 5 is a block diagram including a signal light polarization control unit that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. 図6は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 6 is a block diagram including a pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. 図7は、本発明の第2の実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the second embodiment of the present invention. 図8は、本実施の形態における光の偏波状態のさらに他の例を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating still another example of the polarization state of light in the present embodiment. 図9は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ11への制御信号を生成する信号光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 9 is a block diagram including another configuration example of the signal light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 11 of the signal light according to the present embodiment. 図10は、本実施の形態にかかる信号光の偏波コントローラ13への制御信号を生成するポンプ光偏波制御部の他の構成例を含むブロックダイヤグラムである。FIG. 10 is a block diagram including another configuration example of the pump light polarization controller that generates a control signal to the polarization controller 13 of the signal light according to the present embodiment. 図11は、偏波多重伝送システムにおいて、本実施の形態にかかる波長変換システムを適用した例を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 11 is a block diagram showing an example in which the wavelength conversion system according to the present embodiment is applied to a polarization multiplexing transmission system. 図12は、偏波多重伝送システムにおいて、本実施の形態にかかる波長変換システムを適用した他の例を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 12 is a block diagram showing another example in which the wavelength conversion system according to the present embodiment is applied to the polarization multiplexing transmission system. 図13は、本発明の第3の実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the third embodiment of the present invention. 図14は、本発明の第4の実施の形態にかかる波長変換装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the wavelength converter according to the fourth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 波長変換装置
11 偏波コントローラ
12 ポンプ光発生回路
13 偏波コントローラ
14 光カプラ
15 光サーキュレータ
16 PBS
17 偏波調整回路
18 波長変換回路
19 BPF
20 波長変換ループ回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wavelength converter 11 Polarization controller 12 Pump light generation circuit 13 Polarization controller 14 Optical coupler 15 Optical circulator 16 PBS
17 Polarization adjustment circuit 18 Wavelength conversion circuit 19 BPF
20 Wavelength conversion loop circuit

Claims (12)

伝送路を伝搬した、偏波多重伝送による、直交する偏波状態の2つの光信号が多重された、偏波直交多重信号の信号光を受け入れ、当該信号光の波長を変換して、波長変換された信号光を出力する波長変換装置であって、
前記信号光の周波数fsと異なる波長fpのポンプ光(ただし、fc=2fp−fs fc:波長変換された信号光の周波数)を発生するポンプ光発生手段と、
前記信号光の偏波状態を制御する第1の偏波制御手段と、
前記第1の偏波制御手段から出力された信号光と、前記ポンプ光とを合波する合波手段と、
前記合波手段からの合成光を入力ポートに受け入れて、前記合成光から、第1の偏波成分と、当該第1の偏波成分と直交する第2の偏波成分とを、2つの出力ポートに出力する偏光ビームスプリッタ、前記2つの出力ポートの間をループ状に接続した伝送路である波長変換ループ、並びに、前記波長変換ループ上に配置され、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれにおいて、四光波混合により周波数fcの光を生じさせる波長変換手段を有する波長変換ループ手段と、
前記波長変換ループ手段の前記波長変換ループ中を伝搬し、前記偏光ビームスプリッタにおいて、再度合波されて前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから出力された、前記周波数fcの信号光を含む合成光を受け入れ、前記合成光のうち周波数fcの光を通過させる帯域通過フィルタ手段と、
少なくとも3つのポートを有し、それぞれのポートが前記合波手段、前記波長変換ループ手段、および、前記帯域通過フィルタ手段と接続され、前記合波手段からの合成光を前記波長変換ループ手段に出力し、前記波長変換ループ手段からの前記周波数fcの信号光を含む合成光を前記帯域通過フィルタ手段に出力する光経路決定手段と、を備えたことを特徴とする波長変換装置。
Wavelength conversion is performed by receiving the signal light of the polarization orthogonal multiplexed signal in which two optical signals in the orthogonal polarization state propagated through the transmission path and multiplexed by polarization multiplexed transmission are converted, and the wavelength of the signal light is converted. A wavelength converter for outputting the transmitted signal light,
Pump light generating means for generating pump light having a wavelength fp different from the frequency fs of the signal light (where fc = 2fp−fs fc: frequency of the wavelength-converted signal light);
First polarization control means for controlling the polarization state of the signal light;
A multiplexing unit that combines the signal light output from the first polarization control unit and the pump light;
The combined light from the multiplexing means is received at the input port, and the first polarized wave component and the second polarized wave component orthogonal to the first polarized wave component are output from the combined light into two outputs. A polarization beam splitter that outputs to the port, a wavelength conversion loop that is a transmission path in which the two output ports are connected in a loop, and the first polarization component and the second Wavelength conversion loop means having wavelength conversion means for generating light of frequency fc by four-wave mixing in each of the polarization components of
Propagating through the wavelength conversion loop of the wavelength conversion loop means, and receiving the combined light including the signal light of the frequency fc that is recombined and output from the input port of the polarization beam splitter in the polarization beam splitter. Bandpass filter means for passing light of frequency fc in the combined light;
Each of the ports has at least three ports, and each port is connected to the multiplexing unit, the wavelength conversion loop unit, and the band-pass filter unit, and the combined light from the multiplexing unit is output to the wavelength conversion loop unit And an optical path determining unit that outputs combined light including the signal light having the frequency fc from the wavelength conversion loop unit to the band-pass filter unit.
前記ポンプ光の偏波状態を制御する第2の偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の波長変換装置。   The wavelength converter according to claim 1, further comprising second polarization control means for controlling a polarization state of the pump light. 前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御するとともに、
前記第2の偏波制御手段が、前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前記第1の軸に対して45度の直線偏光となるように制御することを特徴とする請求項2に記載の波長変換装置。
The first polarization control means indicates the polarization state of the signal light, and the first polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is linearly polarized with respect to a first axis of the polarization beam splitter. As well as controlling
The second polarization control unit is configured to change a polarization state of the pump light with respect to the first axis in the polarization beam splitter when the combined light including the pump light is input to the polarization beam splitter. The wavelength conversion device according to claim 2, wherein the wavelength conversion device is controlled so as to be 45 ° linearly polarized light.
前記第1の偏波制御手段が、前記信号光の偏波状態を、前記偏波直交多重信号の前記第1の偏波成分が、前記偏光ビームスプリッタにおける第1の軸に対して直線偏光となるよう制御し、 前記ポンプ光の偏波状態を、前記ポンプ光を含む合成光が前記偏光ビームスプリッタに入力されるときに、当該偏光ビームスプリッタにおける前記第1の軸に対して45度の直線偏光となるように、前記ポンプ光を所定の角度だけ回転させるポンプ光偏波調整手段を備え、
前記ポンプ光発生手段から、前記偏光スプリッタに至るまでの伝送路が、その偏波状態を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の波長変換装置。
The first polarization control means indicates the polarization state of the signal light, and the first polarization component of the polarization orthogonal multiplexed signal is linearly polarized with respect to a first axis of the polarization beam splitter. The polarization state of the pump light is controlled so that when the combined light including the pump light is input to the polarization beam splitter, a straight line of 45 degrees with respect to the first axis in the polarization beam splitter. The pump light polarization adjusting means for rotating the pump light by a predetermined angle so as to be polarized,
The wavelength conversion device according to claim 1, wherein a transmission path from the pump light generation unit to the polarization splitter is configured to maintain a polarization state thereof.
前記波長変換ループ手段が、前記波長変換ループ上に配置され、第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を調整する偏波調整手段を有することを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の波長変換装置。   2. The wavelength conversion loop means includes polarization adjustment means that is disposed on the wavelength conversion loop and adjusts the polarization states of the first polarization component and the second polarization component. Thru | or 4. The wavelength converter as described in any one of 4. 前記偏光ビームスプリッタが、前記入力される合成光の偏波状態が維持されて、前記2つの出力ポートから、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分が出力されるように構成され、
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、その偏波状態を保持するように構成され、かつ、
前記偏波調整手段が、受け入れた第1の偏波成分および第2の偏波成分のそれぞれの偏波状態を90°回転させるように構成されたことを特徴とする請求項5に記載の波長変換装置。
The polarization beam splitter is configured such that the polarization state of the input combined light is maintained and the first polarization component and the second polarization component are output from the two output ports. ,
The jumper cable constituting the wavelength conversion loop, and the wavelength conversion means are configured to maintain the polarization state; and
6. The wavelength according to claim 5, wherein the polarization adjusting unit is configured to rotate each polarization state of the received first polarization component and second polarization component by 90 degrees. Conversion device.
前記第1の偏波成分が前記偏光ビームスプリッタの第1の出力ポートから出力されて、前記波長変換ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、前記第2の偏波成分が第2の出力ポートから出力されて、前記波長変換ループ上を伝搬して、前記偏光ビームスプリッタの第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力され、
前記偏波調整手段が、
前記第1の偏波成分が、前記第2のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第2のポートから出力されたときの、第2の偏波成分の偏波状態と同一となり、かつ、
前記第2の偏波成分が、前記第1のポートにおいて再度偏光ビームスプリッタに入力されるときに、その偏波状態が、前記第1のポートから出力されたときの、第1の偏波成分の偏波状態と同一となるように、前記第1の偏波成分および第2の偏波成分の偏波状態を制御することを特徴とする請求項5に記載の波長変換装置。
The first polarization component is output from the first output port of the polarization beam splitter, propagates on the wavelength conversion loop, and is input again to the polarization beam splitter at the second port of the polarization beam splitter. The second polarization component is output from the second output port, propagates on the wavelength conversion loop, and is input to the polarization beam splitter again at the first port of the polarization beam splitter;
The polarization adjusting means is
When the first polarization component is input to the polarization beam splitter again at the second port, the second polarization component when the polarization state is output from the second port And the same polarization state, and
When the second polarization component is input to the polarization beam splitter again at the first port, the first polarization component when the polarization state is output from the first port The wavelength conversion device according to claim 5, wherein the polarization states of the first polarization component and the second polarization component are controlled to be the same as the polarization state of the first polarization component.
前記偏光ビームスプリッタが、何れか一方の偏波成分の偏波状態のみを90°回転して出力されるように構成され、かつ、
前記波長変換ループを構成するジャンパケーブル、および、前記波長変換手段が、偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の波長変換装置。
The polarization beam splitter is configured to rotate and output only the polarization state of any one of the polarization components, and
5. The wavelength conversion device according to claim 1, wherein the jumper cable constituting the wavelength conversion loop and the wavelength conversion unit are configured to maintain polarization. 6.
前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記第1の偏波制御手段と前記合波手段との間に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備え、
前記第1の偏波制御手段の出力ポートから、前記第1の分波手段、前記合波手段、前記光経路決定手段を経て、前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートに至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の波長変換装置。
Signal light polarization control means for generating a first control signal for the first polarization control means,
First demultiplexing means disposed between the first polarization control means and the multiplexing means;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. With signal light polarization control means,
From the output port of the first polarization control means to the input port of the polarization beam splitter of the wavelength conversion loop means through the first demultiplexing means, the multiplexing means, and the optical path determination means The wavelength conversion apparatus according to claim 1, wherein the optical path is configured to maintain the polarization.
前記第1の偏波制御手段に対する第1の制御信号を生成する信号光偏波制御手段であって、
前記波長変換ループ手段において、前記偏光ビームスプリッタの一方の出力ポートからの波長変換ループ上に配置された第1の分波手段と、
前記第1の分波手段により分波された信号光を受け入れて、前記信号光の偏波状態に基づく指標値を算出する第1の偏波状態観測手段と、前記第1の偏波状態観測手段により算出された指標値に基づいて、前記指標値が最適となるように、前記第1の偏波制御手段を制御する第1の制御信号を生成する信号光制御信号生成手段と、を有する信号光偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし8の何れか一項に記載の波長変換装置。
Signal light polarization control means for generating a first control signal for the first polarization control means,
In the wavelength conversion loop means, a first demultiplexing means arranged on a wavelength conversion loop from one output port of the polarization beam splitter;
A first polarization state observation unit that receives the signal light demultiplexed by the first demultiplexing unit and calculates an index value based on a polarization state of the signal light; and the first polarization state observation Signal light control signal generating means for generating a first control signal for controlling the first polarization control means based on the index value calculated by the means so as to optimize the index value. 9. The wavelength converter according to claim 1, further comprising a signal light polarization control unit.
前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記帯域通過フィルタ手段の出力ポートからの光伝送路上に配置された第2の分波手段と、
前記第2の分波手段により分波された、波長変換された信号光を受け入れて、前記波長変換された信号光のそれぞれの偏波成分を取得する偏波取得手段と、前記偏波取得手段により取得された偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備え、
前記波長変換ループ手段の前記偏光ビームスプリッタの入力ポートから、前記光経路決定手段、前記帯域通過フィルタ手段、および、前記第2の分波手段を経て、前記偏波取得手段に至るまでの光経路が、その偏波を保持するように構成されたことを特徴とする請求項2または3に記載の波長変換装置。
Pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
Second demultiplexing means disposed on the optical transmission line from the output port of the bandpass filter means;
A polarization acquisition unit that receives the wavelength-converted signal light demultiplexed by the second demultiplexing unit and acquires each polarization component of the wavelength-converted signal light; and the polarization acquisition unit The second polarization state observation means for calculating the index value based on the light intensity of each of the polarization components acquired by the step, and the index value calculated by the second polarization state observation means is optimized. A pump light polarization control means having a pump light control signal generation means for generating a second control signal for controlling the second polarization control means,
An optical path from the input port of the polarization beam splitter of the wavelength conversion loop means to the polarization acquisition means via the optical path determination means, the band pass filter means, and the second demultiplexing means 4. The wavelength converter according to claim 2, wherein the wavelength converter is configured to maintain the polarization.
前記第2の偏波制御手段に対する第2の制御信号を生成するポンプ光偏波制御手段であって、
前記波長変換ループ手段における前記偏光ビームスプリッタの2つの出力ポートからの前記波長変換ループ上に、それぞれ配置された第2の分波手段および第3の分波手段と、
前記第2の分波手段および第3の分波手段により分波された、偏波成分のそれぞれの光強度に基づく指標値を算出する第2の偏波状態観測手段と、前記第2の偏波状態観測手段により算出された前記指標値が最適となるように、前記第2の偏波制御手段を制御する第2の制御信号を生成するポンプ光制御信号生成手段と、を有するポンプ光偏波制御手段を備えたことを特徴とする請求項2または3に記載の波長変換装置。
Pump light polarization control means for generating a second control signal for the second polarization control means,
A second demultiplexing unit and a third demultiplexing unit respectively disposed on the wavelength conversion loop from the two output ports of the polarization beam splitter in the wavelength conversion loop unit;
Second polarization state observing means for calculating an index value based on the light intensity of each polarization component demultiplexed by the second demultiplexing means and the third demultiplexing means; and the second polarization A pump light control signal generating means for generating a second control signal for controlling the second polarization control means so that the index value calculated by the wave state observing means is optimized. 4. The wavelength converter according to claim 2, further comprising a wave control unit.
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