JP2013021433A

JP2013021433A - 波長多重システム、合波装置、及び波長設定方法

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Publication number: JP2013021433A
Application number: JP2011151633A
Authority: JP
Inventors: Taketo Onuma; 岳人大沼
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2031-07-08
Also published as: JP5834556B2

Abstract

【課題】発光装置と合波装置との誤接続を一度に検出する。
【解決手段】合波装置２０が、光の入力を受け付ける複数の入力ポート２１と、入力ポート２１に入力されたそれぞれの光のうち、入力ポート２１毎に定められた波長成分を合波し、波長多重信号として出力する波長選択合波器２２と、入力ポート２１毎に異なる減衰率で光強度を減衰させて当該入力ポート２１に入力されたそれぞれの光を合波し、確認信号として出力する減衰合波器２４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力した光を合波して波長多重信号として出力する波長多重システム、合波装置、及び当該合波装置に入力する光の波長設定方法に関する。

近年、合波器としてＡＷＧ（ＡｒｒａｙｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＧｒａｔｉｎｇ：アレイ導波路回折格子）があまねく用いられている。ＡＷＧとは、多数の曲線チャネル導波路と入射側及び出射側に設けられたスラブ導波路からなる光デバイスである。ＡＷＧは波長依存性があるため、ＡＷＧを合波器として用いる場合、入力ポートに入力する光の波長が当該入力ポートに対応しない波長であった場合、その光はＡＷＧで合波できない。つまり、ＡＷＧに入力する光の波長と入力ポートとが一対一に対応させる必要がある。一般的なＡＷＧは、１００〜１０００の入力ポートを有するため、入力ポートと入力波長との組み合わせを誤る人的ミスが生じる可能性は高いという問題があった。

特許文献１には、ＡＷＧにて合波された光信号の光強度を光強度検出器にて検知することで、ＡＷＧに入力する光の波長が正しいか否かを作業者に確認させる方法が開示されている。

特開２０１０−１５４０６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法を用いる場合、発光装置をＡＷＧ等の合波装置に接続する度に光強度検出器の出力を確認する必要があり、発光装置と合波装置との誤接続を一度に検出することができないという問題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、複数の異なる波長の光を出力する発光装置と、前記発光装置が出力した光を合波して波長多重信号として出力する合波装置とを備える波長多重システムであって、前記合波装置は、光の入力を受け付ける複数の入力ポートと、前記入力ポートに入力されたそれぞれの光のうち、入力ポート毎に定められた波長成分を合波し、波長多重信号として出力する波長選択合波器と前記入力ポート毎に異なる減衰率で光強度を減衰させて当該入力ポートに入力されたそれぞれの光を合波し、確認信号として出力する減衰合波器とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、入力した光を合波して波長多重信号として出力する合波装置であって、光の入力を受け付ける複数の入力ポートと、前記入力ポートに入力されたそれぞれの光のうち、入力ポート毎に定められた波長成分を合波し、波長多重信号として出力する波長選択合波器と前記入力ポート毎に異なる減衰率で光強度を減衰させて当該入力ポートに入力されたそれぞれの光を合波し、確認信号として出力する減衰合波器とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、上記合波装置に入力する光の波長設定方法であって、前記減衰合波器が出力する確認信号の波長成分のうち前記合波装置の入力ポートに入力した光と同じ波長成分の光強度と、前記合波装置のある入力ポートに光を入力したときにおける、前記波長選択合波器で合波される波長と前記減衰合波器において光強度が減衰される減衰率との関係とに基づいて、前記出力部が出力する波長を変更するステップを有することを特徴とする。

本発明によれば、減衰合波器が、入力ポート毎に異なる減衰率で光強度を減衰させてそれぞれの光を合波した確認信号を出力する。これにより、確認信号の各波長成分の光強度と、合波装置における波長と減衰率の関係とに基づいて、発光装置と合波装置との誤接続を一度に検出することができる。

本発明の一実施形態による波長多重システムの構成を示す概略ブロック図である。合波装置の具体的な構成例を示す図である。波長多重システムの動作を示すフローチャートである。波長多重信号及び確認信号の波長と光強度との関係を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態による波長多重システムの構成を示す概略ブロック図である。
波長多重システムは、発光装置１０と合波装置２０とを備える。
発光装置１０は、複数の異なる波長の光を合波装置２０に出力する。
合波装置２０は、発光装置１０が出力した複数の波長の光を合波して波長多重信号として出力する。

合波装置２０は、複数の入力ポート２１−１〜２１−Ｎ（以下、入力ポート２１−１〜２１−Ｎを総称する場合は入力ポート２１と表記する）、波長選択合波器２２、波長多重信号出力ポート２３、減衰合波器２４、確認信号出力ポート２５を備える。
入力ポート２１は、発光装置１０に光ケーブルを介して接続され、発光装置１０から光の入力を受け付ける。
波長選択合波器２２は、入力ポート２１に入力されたそれぞれの光のうち、入力ポート２１毎に定められた波長成分を合波した光信号を、波長多重信号として波長多重信号出力ポート２３から出力する。本実施形態において波長選択合波器２２は、識別子（符号の「−」に続く数字）が小さい入力ポート２１ほど短い波長に対応しており、識別子が大きい入力ポート２１ほど長い波長に対応している。つまり、入力ポート２１−１が最も短い波長に対応し、入力ポート２１−Ｎが最も長い波長に対応する。

減衰合波器２４は、入力ポート２１毎に異なる減衰率で光強度を減衰させて当該入力ポート２１に入力されたそれぞれの光を合波した光信号を、確認信号として確認信号出力ポート２５から出力する。本実施形態において減衰合波器２４は、識別子が小さい入力ポート２１ほど減衰率が高く、識別子が大きい入力ポート２１ほど減衰率が低くなるように合波を行う。

図２は、合波装置２０の具体的な構成例を示す図である。
図２に示す合波装置２０では、波長選択合波器２２はＡＷＧによって構成され、減衰合波器２４は多段接続された複数の結合カプラ２４１−１〜２４１−Ｎによって構成される。また、入力ポート２１から入力された光は、複数の分配カプラ２０１−１〜２０１−Ｎによって波長選択合波器２２と減衰合波器２４とに分配される。
本実施形態では、識別子が小さい入力ポート２１から入力された光ほど多数の結合カプラ２４１−１〜２４１−Ｎを介して出力ポートに伝送される。結合カプラ２４１−１〜２４１−Ｎを介する数が多いほど多段接続による光強度の損失が大きくなるため、識別子が小さい入力ポート２１から入力された光ほど減衰率が高くなる。

他方、発光装置１０は、入出力部１１、記憶部１２、制御部１３（変更部）、複数の発光部１４−１〜１４−Ｎ（以下、発光部１４−１〜１４−Ｎを総称する場合は発光部１４と表記する）、受光部１５、光強度算出部１６を備える。
入出力部１１は、管理者から情報の入力を受け付け、当該情報を制御部１３に出力する。また、入出力部１１は、制御部１３が生成した情報を出力装置（例えば、モニタやスピーカ）を介して出力する。
記憶部１２は、合波装置２０の入力ポート２１に対応する波長を示す波長対応情報と、入力ポート２１と減衰率との関係を示す減衰率対応情報とを記憶する。なお、波長対応情報と減衰率対応情報を記憶しているということは、ある入力ポート２１に光を入力したときにおける、波長選択合波器２２で合波される波長と減衰合波器２４において光強度が減衰される減衰率との関係を記憶していることと等価である。なお、本実施形態において減衰率対応情報は、入力ポート２１の識別子が小さいほど減衰率が大きいことを示す。
発光部１４は、合波装置２０の入力ポート２１に光ケーブルを介して接続され、合波装置２０に光を出力する。
制御部１３は、記憶部１２が記憶する情報及び光強度算出部１６の算出結果に基づいて発光部１４が出力する光の波長を変更する。
受光部１５は、合波装置２０の確認信号出力ポート２５から出力された確認信号を受光する。
光強度算出部１６は、受光部１５が受光した確認信号の波長成分毎の光強度を算出する。

次に、波長多重システムの動作について説明する。
図３は、波長多重システムの動作を示すフローチャートである。
本実施形態では、発光装置１０の発光部１４−Ａ〜１４−Ｃを、合波装置２０の入力ポート２１−Ａ〜２１−Ｃに接続する場合について説明する（但し、Ａ〜Ｃは、Ｎ以下の自然数である）。
まず、入出力部１１は管理者から、新たに合波装置２０に接続する発光部１４の識別子と接続先の入力ポート２１−Ａ〜２１−Ｃに対応する波長範囲の情報の入力を受け付ける（ステップＳ１）。次に、受光部１５は、発光部１４−Ａ〜１４−Ｃが光を出力しない状態において合波装置２０の確認信号出力ポート２５から出力される確認信号を受光する（ステップＳ２）。次に、光強度算出部１６は、受光部１５が受光した確認信号の波長成分毎の光強度を算出する（ステップＳ３）。

次に、制御部１３は、光強度算出部１６の算出結果において、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光強度がすべて所定の閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、所定の閾値とは、光強度がゼロであるとみなすことができるか否かの閾値である。つまり、光強度が所定の閾値未満であるということは、いずれの入力ポート２１にも当該波長の光が入力されていないということを示す。

制御部１３は、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光強度のうち所定の閾値以上のものがあると判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、当該波長の光を出力することができないため、入出力部１１を介して警告を出力し（ステップＳ５）、処理を終了する。
他方、制御部１３は、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光強度がすべて所定の閾値未満であると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ１で入出力部１１が入力を受け付けた発光部１４は、出力する光の波長が重複しないように、それぞれステップＳ１で入出力部１１が入力を受け付けた波長の光を出力する（ステップＳ６）。このとき、発光部１４−Ａ〜１４−Ｃは、それぞれ同じ出力パワーで入力ポート２１−Ａ〜２１−Ｃに光を出力する。

以下、発光部１４−Ａが入力ポート２１−Ｂに対応する波長である波長Ｂを出力し、発光部１４−Ｂが入力ポート２１−Ａに対応する波長である波長Ａを出力し、発光部１４−Ｃが入力ポート２１−Ｃに対応する波長である波長Ｃを出力する場合を用いて説明する。

図４は、波長多重信号及び確認信号の波長と光強度との関係を示す図である。
ステップＳ６で光の出力を開始すると、入力ポート２１−Ａ〜２１−Ｃに入力された光は、分配カプラ２０１−Ａ〜２０１−Ｃを介して波長選択合波器２２に入力され、波長多重信号として波長多重信号出力ポート２３から出力される。このとき、発光部１４−Ａが出力する波長Ｂの光は、入力ポート２１−Ａに対応した波長でないため、波長選択合波器２２において合波されない。また、発光部１４−Ｂが出力する波長Ａの光も、入力ポート２１−Ｂに対応した波長でないため、波長選択合波器２２において合波されない。他方、発光部１４−Ｃが出力する波長Ｃの光は、入力ポート２１−Ｃに対応した波長であるため、波長選択合波器２２において合波される。したがって、波長多重信号の波長と光強度の関係は、図４（Ａ）のようになる。すなわち、波長多重信号の波長Ａ、Ｂの光強度は、ゼロとなる。

また、分配カプラ２０１−Ａ〜２０１−Ｃに入力された光のうち減衰合波器２４に分配される光は、多段接続された結合カプラ２４１を介してそれぞれ合波され、確認信号として確認信号出力ポート２５から出力される。このとき確認信号出力ポート２５から出力される確認信号の波長と光強度との関係は、図４（Ｂ）のようになる。すなわち、確認信号の光強度は、波長Ｂ、波長Ａ、波長Ｃの順に弱い。これは、多段接続された結合カプラ２４１−Ａ〜２４１−Ｃにて多段接続分の損失が生じるためである。

ステップＳ６で発光装置１０の発光部１４が光を出力した後に、合波装置２０から確認信号が出力されると、受光部１５は、当該確認信号を受光する（ステップＳ７）。次に、光強度算出部１６は、受光部１５が受光した確認信号の波長成分毎の光強度を算出する（ステップＳ８）。次に、制御部１３は、光強度算出部１６の算出結果において、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光強度がすべて所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。つまり、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光が全て確認信号に含まれているか否かを判定する。

制御部１３は、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光強度のうち所定の閾値未満のものがあると判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、合波装置２０が故障している可能性が高いため、入出力部１１を介して警告を出力し（ステップＳ５）、処理を終了する。
他方、制御部１３は、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光強度がすべて所定の閾値以上であると判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、入出力部１１が入力を受け付けた波長範囲の光信号の光強度と記憶部１２が記憶する入力ポート２１と減衰率との関係を示す減衰率対応情報とに基づいて、現時点においてどの入力ポート２１にどの波長の光が出力されているかを特定する（ステップＳ１０）。本実施形態において減衰率対応情報は、入力ポート２１の識別子が小さいほど減衰率が大きいことを示し、また図４（Ｂ）に示すように確認信号の光強度が波長Ｂ、波長Ａ、波長Ｃの順に弱いため、制御部１３は、入力ポート２１−Ａに波長Ｂが入力され、入力ポート２１−Ｂに波長Ａが入力され、入力ポート２１−Ｃに波長Ｃが入力されていることを特定することができる。

次に、制御部１３は、ステップＳ１０で特定した実際の入力ポート２１と波長の関係と、記憶部１２が記憶する入力ポート２１に対応する波長を示す波長対応情報とに基づいて、波長を変更する発光部１４と、変更後の波長を決定する（ステップＳ１１）。これにより、制御部１３は、波長Ｂの光を出力している発光部１４−Ａの出力波長を波長Ａに変更し、波長Ａの光を出力している発光部１４−Ｂの出力波長を波長Ｂに変更することを決定する。次に、発光部１４は、それぞれ制御部１３が決定した波長の光を出力する（ステップＳ１２）。

次に、合波装置２０の確認信号出力ポート２５から出力された光を受光部１５が受光し（ステップＳ１３）、光強度算出部１６が波長と光強度の関係を算出する（ステップＳ１４）。そして、制御部１３は、算出された波長と光強度の関係が記憶部１２が記憶する減衰率対応情報と合致するか否かを判定する（ステップＳ１５）。
制御部１３は、波長と光強度の関係が減衰率対応情報と合致しないと判定した場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、合波装置２０が故障している可能性が高いため、入出力部１１を介して警告を出力し（ステップＳ５）、処理を終了する。
他方、制御部１３は、波長と光強度の関係が減衰率対応情報と合致すると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、正しく設定が終了できているため、処理を終了する。

このとき、波長多重信号の波長と光強度の関係は、図４（Ｃ）のようになる。すなわち、波長多重信号の波長Ａ〜Ｃは、ともに所定の光強度で合波される。また、確認信号出力ポート２５から出力される確認信号の波長と光強度との関係は、図４（Ｄ）のようになる。すなわち、確認信号の光強度は、波長Ａ、波長Ｂ、波長Ｃの順に弱くなり、記憶部１２が記憶する減衰率対応情報と合致する。

このように、本実施形態によれば、減衰合波器２４が入力ポート２１毎に異なる減衰率で光強度を減衰させてそれぞれの光を合波した確認信号を出力する。これにより、確認信号の各波長成分の光強度と、合波装置２０における波長と減衰率の関係とに基づいて、発光装置１０と合波装置２０との誤接続を一度に検出することができる。
また、本実施形態によれば、発光装置１０が光強度算出部１６を備えることで、確認信号の波長成分毎の光強度をデータ化することができる。

また、本実施形態によれば、制御部１３が確認信号の波長成分のうち入力ポート２１に入力した光と同じ波長成分の光強度と、ある入力ポート２１に光を入力したときにおける、波長選択合波器２２で合波される波長と減衰合波器２４において光強度が減衰される減衰率との関係とに基づいて、発光部１４と入力ポート２１の接続関係を判別することができる。
また、本実施形態によれば、制御部１３は、判別した接続関係に基づいて発光部１４の設定波長を入力ポート２１に対応した波長に再設定する。つまり、本実施形態による波長多重システムを用いることで、自動的に入力ポート２１と波長の対応を補正することができる。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、本実施形態では、発光装置１０において合波装置２０に出力する光の波長の補正を行う場合を説明したが、これに限られない。例えば、光強度算出部１６が算出した確認信号の波長成分毎の光強度をモニタなどに表示させ、当該表示に基づいて人手で接続関係の調節を行うようにしても良い。

また、本実施形態では、減衰合波器２４として多段接続した結合カプラ２４１を用いる場合を説明したが、これに限られず、入力ポート２１毎に異なる減衰率で光強度を減衰させて当該入力ポート２１に入力されたそれぞれの光を合波するものであれば、他の構成であっても良い。

また、本実施形態では、減衰合波器２４が、識別子が小さい入力ポート２１ほど減衰率が高く、識別子が大きい入力ポート２１ほど減衰率が低くなるように合波を行うものである場合を例に説明したが、入力ポート２１と減衰率との関係はこれに限られない。例えば、識別子が小さい入力ポート２１ほど減衰率が低く、識別子が大きい入力ポート２１ほど減衰率が高くなるように合波を行うものであっても良い。また、入力ポート２１の識別子と減衰率との間に相関関係がなくても、記憶部１２が、入力ポート２１と減衰率との関係を示す減衰率対応情報とを記憶していれば、本実施形態と同様に、光の波長の補正を行うことができる。

上述の発光装置１０は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

１０…発光装置１１…入出力部１２…記憶部１３…制御部１４、１４−１〜１４−Ｎ…発光部１５…受光部１６…光強度算出部２０…合波装置２０１−１〜２０１−Ｎ…分配カプラ２１、２１−１〜２１−Ｎ…入力ポート２２…波長選択合波器２３…波長多重信号出力ポート２４…減衰合波器２４１−１〜２４１−Ｎ…結合カプラ２５…確認信号出力ポート

Claims

複数の異なる波長の光を出力する発光装置と、前記発光装置が出力した光を合波して波長多重信号として出力する合波装置とを備える波長多重システムであって、
前記合波装置は、
光の入力を受け付ける複数の入力ポートと、
前記入力ポートに入力されたそれぞれの光のうち、入力ポート毎に定められた波長成分を合波し、波長多重信号として出力する波長選択合波器と
前記入力ポート毎に異なる減衰率で光強度を減衰させて当該入力ポートに入力されたそれぞれの光を合波し、確認信号として出力する減衰合波器と
を備えることを特徴とする波長多重システム。
前記発光装置は、
前記減衰合波器が出力する確認信号を受光する受光部と、
前記受光部が受光した確認信号の波長成分毎の光強度を算出する光強度算出部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の波長多重システム。
前記発光装置は、
前記合波装置のある入力ポートに光を入力したときにおける、前記波長選択合波器で合波される波長と前記減衰合波器において光強度が減衰される減衰率との関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部が記憶する波長で前記合波装置の入力ポートに光を出力する発光部と、
前記光強度算出部が算出した光強度のうち前記出力部が出力した光と同じ波長成分の光強度と、前記記憶部が記憶する関係とに基づいて、前記出力部が出力する波長を変更する変更部と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の波長多重システム。
入力した光を合波して波長多重信号として出力する合波装置であって、
光の入力を受け付ける複数の入力ポートと、
前記入力ポートに入力されたそれぞれの光のうち、入力ポート毎に定められた波長成分を合波し、波長多重信号として出力する波長選択合波器と
前記入力ポート毎に異なる減衰率で光強度を減衰させて当該入力ポートに入力されたそれぞれの光を合波し、確認信号として出力する減衰合波器と
を備えることを特徴とする合波装置。
請求項４に記載の合波装置に入力する光の波長設定方法であって、
前記減衰合波器が出力する確認信号の波長成分のうち前記合波装置の入力ポートに入力した光と同じ波長成分の光強度と、前記合波装置のある入力ポートに光を入力したときにおける、前記波長選択合波器で合波される波長と前記減衰合波器において光強度が減衰される減衰率との関係とに基づいて、前記出力部が出力する波長を変更するステップを有する
ことを特徴とする波長設定方法。