JP2015154160A - Optical transmission/reception system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized, simple, and inexpensive optical transmission/reception system.SOLUTION: An optical transmission/reception system includes: N sets of multi-wavelength light sources 110 having M channels with a frequency interval ΔF; a periodic wavelength multiplexing element 130 for multiplexing N sets of M channel wavelength multiplex light to one set of M×N channel wavelength multiplex light; a periodic wavelength demultiplexing element 140 for demultiplexing the M×N channel wavelength multiplex light to N sets of M channel wavelength multiplex light; and N sets of multi-wavelength light receiving elements 150 for receiving M channel multi-wavelength light. Periods in the periodic wavelength multiplexing element 130 and periodic wavelength demultiplexing element 140 are made to be the same as the frequency interval ΔF in the multi-wavelength light sources 110.

Description

本発明は、主として光ファイバ通信に適用される光モジュールを用いた光送受信システムの構成に関する。さらに詳しくは、波長多重通信を用いたテレコムおよびデータコム伝送を行うための光送受信システムおよびその光回路の構成に関する。   The present invention relates to a configuration of an optical transmission / reception system using an optical module mainly applied to optical fiber communication. More particularly, the present invention relates to an optical transmission / reception system for performing telecom and datacom transmission using wavelength division multiplexing communication and a configuration of an optical circuit thereof.

近年の光ファイバ通信技術の著しい発展、とりわけデータセンタ間通信に代表されるデータコム市場において光リンクのスループットが飛躍的に増大している。現在、100ギガビットイーサネット(100GbE)における伝送距離10kmの規格では、シングルモードファイバによる波長多重(WDM:Wavelength Division Multiplex)伝送を用いた構成が仕様化されている(1波あたり25Gb/sのボーレート)。今後、伝送容量を拡大する次世代構成として400ギガビットイーサネット(400GbE)規格が注目されており、現在はその物理構成についての提案が活発に行われている。   In recent years, the remarkable progress of optical fiber communication technology, particularly the data link market represented by communication between data centers, has dramatically increased the throughput of optical links. At present, in the standard for a transmission distance of 10 km in 100 Gigabit Ethernet (100 GbE), a configuration using wavelength division multiplexing (WDM) transmission using a single mode fiber is specified (baud rate of 25 Gb / s per wave). . In the future, the 400 Gigabit Ethernet (400 GbE) standard is drawing attention as a next-generation configuration for expanding the transmission capacity, and proposals for the physical configuration are being actively made at present.

100GbEの10km伝送仕様における4波WDM伝送は、LAN−WDMと呼ばれる周波数配置が適用されている。すなわち、周波数間隔ΔFが800GHzの4波配置であり、各波長(レーン)における使用帯域(パスバンド)Bは360GHzとなっている。また各レーンの中心波長は、レーン0が1295.56nm、レーン1が1300.05nm、レーン2が1304.58nm、レーン3が1309.14nmと指定されている。   A frequency arrangement called LAN-WDM is applied to four-wave WDM transmission in the 10 GbE 10 km transmission specification. That is, the arrangement is four waves with a frequency interval ΔF of 800 GHz, and the use band (passband) B in each wavelength (lane) is 360 GHz. The center wavelength of each lane is designated as 129.56 nm for lane 0, 1300.05 nm for lane 1, 1304.58 nm for lane 2, and 1309.14 nm for lane 3.

100GbEで使用されているビットレート(25Gb/s)で400GbEを構成する場合、WDM数は16波となる。その波長配置の一案として、周波数間隔ΔFを800GHzに維持したまま16波を連続的に配置する構成が考えられる。しかしながら、全体的な周波数帯域が広くなりすぎることから、光送受信システムにおける感度や分散の周波数依存性が無視できなくなる。また、レーザに求められる波長も広帯域となり、単一のエピタキシャルウエハでの製造が困難となる。よって、部品種の増加による製造コストの増加が課題となる。   When configuring 400 GbE at the bit rate (25 Gb / s) used in 100 GbE, the number of WDMs is 16 waves. As a proposal for the wavelength arrangement, a configuration in which 16 waves are continuously arranged while the frequency interval ΔF is maintained at 800 GHz is conceivable. However, since the overall frequency band becomes too wide, the sensitivity and dispersion frequency dependency in the optical transmission / reception system cannot be ignored. In addition, the wavelength required for the laser also becomes a wide band, making it difficult to manufacture with a single epitaxial wafer. Therefore, an increase in manufacturing cost due to an increase in component types becomes a problem.

一方、16波をΔF=800GHzを維持したまま連続配置するのではなく、ΔFを100GHzや200GHz等の狭帯域WDMに密集させる構成も考えられる。とりわけ、既存100GbEで技術的に確立している800GHzの多波長送受信器をインターリーブする構成は、経済性の面でも有利な拡張性を提供できる可能性がある。(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。これら、従来技術について以下に説明する。   On the other hand, instead of continuously arranging 16 waves while maintaining ΔF = 800 GHz, a configuration in which ΔF is concentrated in a narrow band WDM such as 100 GHz or 200 GHz is also conceivable. In particular, a configuration that interleaves an 800 GHz multi-wavelength transceiver that has been technically established with the existing 100 GbE may be able to provide advantageous expandability in terms of economy. (For example, refer to Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). These conventional techniques will be described below.

図10(a)は特許文献1に開示されている、従来のインターリーブ方式の光送受信システムの概略構成を示す図である。なお図10(a)には、光送受信システムの受信側(Demultiplexing)のみの構成を示しており、また波長分波後の受光素子の記載は省略されている。   FIG. 10A is a diagram showing a schematic configuration of a conventional interleave optical transmission / reception system disclosed in Patent Document 1. In FIG. FIG. 10A shows the configuration of only the receiving side (demultiplexing) of the optical transmission / reception system, and the description of the light receiving element after wavelength demultiplexing is omitted.

図10(a)では、100GHzの周波数間隔を有するWDM信号(1405)を400GHzの周波数間隔を有する4組のWDM信号(1425,1427,1429,1431)に分離する動作を例示するが、チャネルは用途に応じて増減して使用される。   FIG. 10A illustrates an operation of separating a WDM signal (1405) having a frequency interval of 100 GHz into four sets of WDM signals (1425, 1427, 1429, 1431) having a frequency interval of 400 GHz. Increased or decreased depending on the application.

図10(a)の光送受信システムの受信側は、複数の波長フィルタ(1200,1210a,1210b)が縦列に接続されることによって、所望の波長インターリーブ動作を得る。   The receiving side of the optical transmission / reception system in FIG. 10A obtains a desired wavelength interleaving operation by connecting a plurality of wavelength filters (1200, 1210a, 1210b) in cascade.

第一のフィルタ1200、第二のフィルタ1210aおよび1210bはそれぞれ100GHz,200GHz間隔のフィルタ特性を有する。   The first filter 1200 and the second filters 1210a and 1210b have filter characteristics at intervals of 100 GHz and 200 GHz, respectively.

この構成における動作について説明する。入力される100GHz間隔のWDM信号(1405)は、第一の波長フィルタ(1200)によって、偶奇チャネルごとに分離される(1415,1417)。続く第二の波長フィルタ(1210aおよび1210b)によって偶奇チャネルはさらに分離され、最終的には4チャネルの出力ポートにそれぞれ1波長ないし複数波長のWDM信号(1425,1427,1429,1431)に分離される。この出力にそれぞれ多波長受光素子を接続することにより、各波長の受信動作が可能となる。   The operation in this configuration will be described. The input WDM signal (1405) with an interval of 100 GHz is separated for each even / odd channel (1415, 1417) by the first wavelength filter (1200). The even and odd channels are further separated by the subsequent second wavelength filters (1210a and 1210b), and finally the WDM signals (1425, 1427, 1429, and 1431) of one wavelength or plural wavelengths are respectively separated to the output channels of 4 channels. The By connecting a multi-wavelength light receiving element to each of these outputs, it is possible to receive each wavelength.

図10(b)は図10(a)に用いられる波長フィルタ(インターリーバ)の構成図(断面図)である。図10(b)に示すように、波長フィルタは、サーキュレータ1750と、誘電体多層膜によるフィルタ動作するファブリエタロン共振器構造のフィルタ1700とで構成される。   FIG. 10B is a configuration diagram (cross-sectional view) of the wavelength filter (interleaver) used in FIG. As shown in FIG. 10B, the wavelength filter includes a circulator 1750 and a filter 1700 having a Fabry etalon resonator structure that performs a filter operation using a dielectric multilayer film.

図10(b)の波長フィルタにおいて、例えば波長多重された入力光1800に対し、偶数チャネルのみ透過光1802とし、奇数チャネルは反射光1801となるよう波長フィルタ1700の特性を設定することができる。その場合、反射光1801が入力部に戻るのを防ぐためサーキュレータ(1750)が挿入される。   In the wavelength filter of FIG. 10B, for example, the wavelength filter 1700 can be set so that only the even-numbered channel is transmitted light 1802 and the odd-numbered channel is reflected light 1801 with respect to the wavelength-multiplexed input light 1800. In that case, a circulator (1750) is inserted to prevent the reflected light 1801 from returning to the input unit.

また非文献文献1に開示されている、図11(a)に示されるよう光システム構成も提案されている。   Further, an optical system configuration as shown in FIG. 11A disclosed in Non-Patent Document 1 has also been proposed.

図11(a)の光システム構成は200GHz間隔のWDM信号と50GHz間隔のWDM信号との合分波構成である。図11(a)において、光源や受光素子は省略している。   The optical system configuration of FIG. 11A is a multiplexing / demultiplexing configuration of a WDM signal having a 200 GHz interval and a WDM signal having a 50 GHz interval. In FIG. 11A, the light source and the light receiving element are omitted.

図11(a)の光システム構成は、1×4チャネルのインターリーブフィルタとAWGフィルタを縦列接続する構成である。   The optical system configuration in FIG. 11A is a configuration in which a 1 × 4 channel interleave filter and an AWG filter are connected in cascade.

受光動作を例にとって説明すると、図11(a)の左から50GHz間隔のWDM信号が入力され、インターリーブフィルタからの4出力はそれぞれ200GHz間隔の1波長ないし複数波長のWDM信号に分離される。分離された信号はさらに後段のAWGフィルタによってそれぞれ波長分波される。この出力にそれぞれ受光素子を接続することにより、各波長の受信動作が可能となる。   The light receiving operation will be described as an example. A WDM signal having an interval of 50 GHz is input from the left in FIG. 11A, and the four outputs from the interleave filter are separated into WDM signals having one wavelength or a plurality of wavelengths each having an interval of 200 GHz. The separated signals are further subjected to wavelength demultiplexing by a subsequent AWG filter. By connecting a light receiving element to each of these outputs, it is possible to receive each wavelength.

図11(b)は、図11(a)に用いられる波長フィルタ(インターリーバ)の構成図(回路図)である。平面光波回路(PLC)による集積型光回路である。複数段のマッハツェンダ干渉計により構成される。   FIG.11 (b) is a block diagram (circuit diagram) of the wavelength filter (interleaver) used for Fig.11 (a). This is an integrated optical circuit using a planar lightwave circuit (PLC). A multi-stage Mach-Zehnder interferometer is used.

図11(b)に示すように、例えば波長多重された入力光(コモンポート)に対し、複数段の干渉計を透過したのち、各ポートより波長分離信号が出力される。   As shown in FIG. 11B, for example, after wavelength-multiplexed input light (common port) is transmitted through a plurality of interferometers, a wavelength separation signal is output from each port.

米国特許第6208444号明細書U.S. Pat.

T. Chiba et al.、「Planar Wave-Guide Interleaving Filters」、Lasers and Electro-Optics Society, 2002. LEOS 2002. The 15th Annual Meeting of the IEEE, vol.1, pp.285-286 vol.1, 2002T. Chiba et al., “Planar Wave-Guide Interleaving Filters”, Lasers and Electro-Optics Society, 2002. LEOS 2002. The 15th Annual Meeting of the IEEE, vol.1, pp.285-286 vol.1, 2002

図10に示す従来の光送受信システムおよび光回路では、100GHz間隔のWDM信号を400GHzの周波数間隔を有するWDM信号に分波する際、2段の波長フィルタが用いられる。また各波長フィルタは誘電体多層膜やサーキュレータ等の空間光学系部品で構成されている。よって、光合分波システムおよび光回路の構成が複雑かつ大型化するという課題があった。   In the conventional optical transmission / reception system and optical circuit shown in FIG. 10, a two-stage wavelength filter is used when demultiplexing a WDM signal having a frequency interval of 100 GHz into a WDM signal having a frequency interval of 400 GHz. Each wavelength filter is composed of a spatial optical system component such as a dielectric multilayer film or a circulator. Therefore, there is a problem that the configurations of the optical multiplexing / demultiplexing system and the optical circuit are complicated and large.

また図11に示す光システム構成においては光回路をPLCとすることにより小型化を行っているが、複数段のマッハツェンダ回路を用いるため、やはりチップサイズの小型化には限界があった。   Further, in the optical system configuration shown in FIG. 11, the optical circuit is downsized by using a PLC. However, since a multi-stage Mach-Zehnder circuit is used, there is a limit to downsizing the chip size.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型で簡易であり、かつ経済的な光送受信システムおよびその光回路を提供することである。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical transmission / reception system and an optical circuit thereof that are small, simple, and economical.

このような目的を達成するために、本発明の一態様は、周波数間隔ΔFを有するMチャネルの多波長光源をN組と、上記Mチャネルを合波したMチャネル波長多重光であって上記N組の多波長光源の各々からのN組のMチャネル波長多重光を、1組のM×Nチャネル波長多重光に合波する周期性波長合波素子と、該M×Nチャネル波長多重光を上記N組のMチャネル波長多重光に分波する周期性波長分波素子と、該分波されたN組のMチャネル多波長光をそれぞれ受光するN組の多波長受光素子とを有する光送受信システムである。   In order to achieve such an object, one aspect of the present invention is an M channel wavelength multiplexed light obtained by combining N sets of M channel multi-wavelength light sources having a frequency interval ΔF and the M channel. A periodic wavelength multiplexing element that multiplexes N sets of M-channel wavelength multiplexed light from each of a set of multi-wavelength light sources into a set of M × N channel wavelength-multiplexed light, and the M × N channel wavelength-multiplexed light Optical transmission / reception having a periodic wavelength demultiplexing element that demultiplexes into the N sets of M channel wavelength multiplexed light and N sets of multi wavelength light receiving elements that respectively receive the demultiplexed N sets of M channel multiwavelength light System.

一実施形態では、上記周期性波長合波素子の周期と上記周期性波長分波素子の周期が上記多波長光源の上記周波数間隔ΔFに等しく構成されている。   In one embodiment, the period of the periodic wavelength multiplexing element and the period of the periodic wavelength demultiplexing element are configured to be equal to the frequency interval ΔF of the multi-wavelength light source.

一実施形態では、上記Mチャネルの多波長光源は、隣接する組の周波数が全体的にΔfシフトしており、N組の間隔積Δf×(N−1)が上記多波長受光素子における波長分波素子の透過帯域Bより小さい。また、Mチャネルの多波長光源は、N組の間隔積Δf×(N−1)が600GHz以内である。   In one embodiment, in the M-channel multi-wavelength light source, the frequency of adjacent sets is shifted by Δf as a whole, and N sets of interval products Δf × (N−1) are the wavelength components in the multi-wavelength light receiving element. It is smaller than the transmission band B of the wave element. The M-channel multi-wavelength light source has N sets of interval products Δf × (N−1) within 600 GHz.

一実施形態では、上記周期性波長合波素子と周期性波長分波素子はアレイ導波路格子である。上記周期性波長合波素子と周期性波長分波素子は、同一基板上に集積されても良い。上記周期性波長合波素子と周期性波長分波素子はポート間隔がΔfであり、上記ポート間隔の積Δf×(N−1)は、上記周期性波長合波素子と周期性波長分波素子の周期性ΔFの2分の1以下である。   In one embodiment, the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element are arrayed waveguide gratings. The periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element may be integrated on the same substrate. The periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element have a port interval Δf, and the product of the port intervals Δf × (N−1) is the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element. Is less than half of the periodicity ΔF.

一実施形態では、上記周期性波長合波素子は、Mチャネル波長多重光を入力するN本の入力導波路と、該N本の入力導波路に接続された入力スラブ導波路と、該入力スラブ導波路に上記N本の入力導波路と共に接続された、上記Mチャネル波長多重光の波長を検出し制御するためのモニタ導波路と、上記入力スラブ導波路とアレイ導波路で接続された出力スラブ導波路と、上記出力スラブ導波路に接続された出力導波路と、上記出力スラブ導波路に上記出力導波路と共に接続された、出力される上記M×Nチャネル波長多重光の一部を上記出力スラブ導波路に再入力するためのループバック導波路とを備える。上記周期性波長合波素子は、上記出力導波路が接続された、上記M×Nチャネル波長多重光の一部を抽出するタップ回路を備え、上記抽出されたM×Nチャネル波長多重光の一部が上記ループバック導波路に接続される。   In one embodiment, the periodic wavelength multiplexing element includes N input waveguides for inputting M-channel wavelength multiplexed light, input slab waveguides connected to the N input waveguides, and the input slabs. A monitor waveguide connected to the waveguide together with the N input waveguides for detecting and controlling the wavelength of the M-channel wavelength multiplexed light, and an output slab connected to the input slab waveguide by an array waveguide A waveguide, an output waveguide connected to the output slab waveguide, and a part of the output M × N channel wavelength multiplexed light connected to the output slab waveguide together with the output waveguide. And a loopback waveguide for re-input to the slab waveguide. The periodic wavelength multiplexing element includes a tap circuit that extracts a part of the M × N channel wavelength multiplexed light to which the output waveguide is connected, and is one of the extracted M × N channel wavelength multiplexed light. Is connected to the loopback waveguide.

以上説明したように、本発明の一態様の光送受信システムによれば、周波数間隔ΔFを有するMチャネルの多波長光源をN組有し、N組のMチャネル波長多重光を1組のM×Nチャネル波長多重光に合波する周期性波長合波素子と、M×Nチャネル波長多重光をN組のMチャネル波長多重光に分波する周期性波長分波素子と、Mチャネルの多波長光を受光する多波長受光素子をN組有する構成であって、周期性波長合波素子と周期性波長分波素子の周期がいずれも多波長光源の周波数間隔ΔFに等しいこと条件に設定することにより、既存のWDMシステムを簡易な構成でより高密度、高ビットレートのWDMへの拡張が可能となる。   As described above, according to the optical transmission / reception system of one aspect of the present invention, there are N sets of M-channel multi-wavelength light sources having a frequency interval ΔF, and N sets of M-channel wavelength multiplexed light are used as one set of M × A periodic wavelength multiplexing element for multiplexing N-channel wavelength multiplexed light; a periodic wavelength demultiplexing element for demultiplexing M × N channel wavelength multiplexed light into N sets of M channel wavelength multiplexed light; and an M channel multi-wavelength It is configured to have N sets of multi-wavelength light receiving elements that receive light, and the period of the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element is set to be equal to the frequency interval ΔF of the multiwavelength light source. As a result, the existing WDM system can be expanded to a WDM having a higher density and a higher bit rate with a simple configuration.

さらに本発明の一態様の光送受信システムでは、N組の間隔積Δf×(N−1)が多波長受光素子における波長分波素子の透過帯域Bより小さいため、各多波長受光素子は波長分波特性を含め、同一の部品を使用することが可能となる。よって、さらなるシステムの簡素化と経済化が可能となる。   Furthermore, in the optical transmission / reception system of one embodiment of the present invention, since N sets of interval products Δf × (N−1) are smaller than the transmission band B of the wavelength demultiplexing element in the multiwavelength light receiving element, each multiwavelength light receiving element has a wavelength component. It is possible to use the same parts including wave characteristics. Therefore, the system can be further simplified and made economical.

また本発明の一態様の光送受信システムでは、Mチャネルの多波長光源は、N組の間隔積Δf×(N−1)が600GHz以内であるため、各多波長光源は光源の発振波長特性を含め、同一の部品を使用することが可能となる。よって、さらなるシステムの簡素化と経済化が可能となる。   In the optical transmission / reception system of one embodiment of the present invention, since the M channel multi-wavelength light sources have N sets of interval products Δf × (N−1) within 600 GHz, each multi-wavelength light source has an oscillation wavelength characteristic of the light source. The same parts can be used. Therefore, the system can be further simplified and made economical.

また本発明の一態様の光送受信システムでは、周期性波長合波素子および周期性波長分波素子は、PLC型アレイ導波路回折格子(AWG)を適用した。それにより、従来のインターリーブ型フィルタより小型で簡易な光回路が実現可能である。   In the optical transmission / reception system of one embodiment of the present invention, a PLC type arrayed waveguide diffraction grating (AWG) is applied to the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element. As a result, an optical circuit that is smaller and simpler than the conventional interleave type filter can be realized.

また本発明の一態様の光送受信システムでは、周期性波長合波素子のポート間隔Δfについて、その積Δf×(N−1)を周期性ΔFの2分の1以下とした。それにより、図5の結果に示されるように使用波長はFSR内の中央付近を用いることが出来るため低損失な特性の光回路が実現可能である。   Further, in the optical transmission / reception system of one aspect of the present invention, the product Δf × (N−1) of the port interval Δf of the periodic wavelength multiplexing element is set to half or less of the periodicity ΔF. As a result, as shown in the result of FIG. 5, the wavelength used can be near the center in the FSR, so that an optical circuit with low loss characteristics can be realized.

また本発明の一態様の光送受信システムでは、周期性波長合波素子と周期性波長分波素子を同一基板上に集積したことにより、さらなる光回路の小型化や経済化が実現可能である。   In the optical transmission / reception system of one embodiment of the present invention, the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element are integrated on the same substrate, so that further miniaturization and economy of the optical circuit can be realized.

また本発明の一態様の光送受信システムでは、周期性波長合波素子にモニタ導波路とループバック導波路をチップサイズの増大や特性の劣化を与えることなく追加することが出来るため、各多波長光源の波長や光強度の監視機能を小型、簡素な構成で実現可能である。   In the optical transmission / reception system of one embodiment of the present invention, a monitor waveguide and a loopback waveguide can be added to the periodic wavelength multiplexing element without increasing the chip size or degrading the characteristics. The monitoring function of the wavelength and light intensity of the light source can be realized with a small and simple configuration.

また本発明の一態様の光送受信システムでは、周期性波長合波素子は、タップ回路を同一基板上に集積したことにより、さらなる光回路の小型化や経済化が実現可能である。   In the optical transmission / reception system of one embodiment of the present invention, the periodic wavelength multiplexing device can realize further miniaturization and economy of the optical circuit by integrating the tap circuit on the same substrate.

本発明の一実施形態にかかる光送受信システムの構成図である。It is a block diagram of the optical transmission / reception system concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる光送受信システムの波長配置を示す図である。It is a figure which shows wavelength arrangement | positioning of the optical transmission / reception system concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる光送受信システムにおける周期性波長合波素子の構成図である。It is a block diagram of the periodic wavelength multiplexing element in the optical transmission / reception system concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる光送受信システムにおける周期性波長合波素子および周期性波長分波素子の構成図である。It is a block diagram of the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element in the optical transmission / reception system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる光送受信システムにおける周期性波長合波素子の透過スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the transmission spectrum of the periodic wavelength multiplexing element in the optical transmission / reception system concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる多波長光源の波長配置を示す図である。It is a figure which shows wavelength arrangement | positioning of the multiwavelength light source concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる光送受信システムにおける周期性波長合波素子からの出力スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the output spectrum from the periodic wavelength multiplexing element in the optical transmission / reception system concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる光送受信システムにおける周期性波長合波素子の構成図である。It is a block diagram of the periodic wavelength multiplexing element in the optical transmission / reception system concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態にかかる光送受信システムにおける周期性波長合波素子の構成図である。It is a block diagram of the periodic wavelength multiplexing element in the optical transmission / reception system concerning one Embodiment of this invention. 従来のインターリーブ方式の光送受信システムにおける受信側の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiving side in the conventional optical transmission / reception system of an interleave system. 従来のインターリーブ方式の光送受信システムにおける受信側の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the receiving side in the conventional optical transmission / reception system of an interleave system.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1から図7を参照して、本発明の第1の実施形態にかかる光送受信システムおよびその光回路について説明する。
図1は、本実施形態の光送受信システム100の構成図である。本システムは、周波数間隔ΔFを有するMチャネルの多波長光源をN組(110−1〜110−N)と、N組のMチャネル波長多重光を1組のM×Nチャネル波長多重光に合波する周期性波長合波素子130と、M×Nチャネル波長多重光をN組のMチャネル波長多重光に分波する周期性波長分波素子140と、Mチャネルの多波長光を受光する多波長受光素子をN組(152−1〜150−N)とを有する構成である。周期性波長合波素子130は光ファイバ150を介して周期性波長分波素子140と接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1 to 7, an optical transmission / reception system and an optical circuit thereof according to a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical transmission / reception system 100 of the present embodiment. In this system, N sets (110-1 to 110-N) of M-channel multi-wavelength light sources having a frequency interval ΔF and N sets of M-channel wavelength multiplexed lights are combined into one set of M × N channel wavelength-multiplexed lights. A periodic wavelength multiplexing element 130 that oscillates, a periodic wavelength demultiplexing element 140 that demultiplexes M × N channel wavelength multiplexed light into N sets of M channel wavelength multiplexed light, and a multi-wavelength light receiving multi-wavelength light of M channels. It is the structure which has N sets (152-1-150-N) of wavelength light receiving elements. The periodic wavelength multiplexing element 130 is connected to the periodic wavelength demultiplexing element 140 via the optical fiber 150.

多波長光源(110−1〜110−N)は各々、M個の光源112と、M個の光源からのM個のチャネル光を波長多重してMチャネル波長多重光を出力する波長合波素子114とを備える。例えば、多波長光源110−1のM個の光源112−11〜112−M1からのM個のチャネル光の周波数間隔はΔFである。多波長光源110−2〜110−Nについても同様である。N組の多波長光源(110−1〜110−N)からのN組のMチャネル波長多重光は、周期性波長合波素子130においてM×Nチャネル波長多重光に波長多重される。   Each of the multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N) includes M light sources 112 and a wavelength multiplexing element that wavelength-multiplexes M channel lights from the M light sources and outputs M channel wavelength multiplexed light. 114. For example, the frequency interval of the M channel lights from the M light sources 112-11 to 112-M1 of the multi-wavelength light source 110-1 is ΔF. The same applies to the multi-wavelength light sources 110-2 to 110-N. N sets of M channel wavelength multiplexed light from the N sets of multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N) are wavelength-multiplexed into M × N channel wavelength multiplexed light by the periodic wavelength multiplexing device 130.

多波長受光素子(150−1〜150−N)の各々は、Mチャネル波長多重光を波長分離してM個のチャネル光を出力する波長分波素子154と、M個のチャネル光を受光するM個の受光素子152を備える。M個の受光素子152は各々、M個のチャネル光の1つを受光する。例えば、多波長受光素子150−1の波長分波素子154−1は、周期性波長分波素子140により分M×Nチャネル波長多重光から分波されたN組のMチャネル波長多重光の1つをM個のチャネル光に分波し、これらのM個のチャネル光をM個の受光素子152−11〜152−M1でそれぞれ受光する。   Each of the multi-wavelength light receiving elements (150-1 to 150-N) receives a wavelength demultiplexing element 154 that wavelength-separates M channel wavelength multiplexed light and outputs M channel light, and M channel light. M light receiving elements 152 are provided. Each of the M light receiving elements 152 receives one of the M channel lights. For example, the wavelength demultiplexing element 154-1 of the multi-wavelength light receiving element 150-1 is one of N sets of M channel wavelength multiplexed light demultiplexed from the demultiplexed M × N channel wavelength multiplexed light by the periodic wavelength demultiplexing element 140. Are divided into M channel lights, and these M channel lights are respectively received by the M light receiving elements 152-11 to 152-M1.

光源112は1.3μm帯の半導体レーザが用いられ、M×Nチャネルの波長はそれぞれ異なる。各光源には25Gb/sのデータ信号による変調動作が可能な電界吸収型の変調部が集積されている。   As the light source 112, a 1.3 μm band semiconductor laser is used, and the wavelength of the M × N channel is different. Each light source is integrated with an electroabsorption type modulation unit capable of performing a modulation operation with a data signal of 25 Gb / s.

ここでN組の多波長光源における波長にラベルを付与する。第1組の多波長光源の波長はλ11からλM1のM波とし、第2組の多波長光源の波長はλ12からλM2のM波とする。よって第M組の波長は、λ1NからλMNのM波となる。 Here, labels are given to the wavelengths in the N sets of multi-wavelength light sources. The wavelength of the first set of multi-wavelength light sources is M waves from λ 11 to λ M1 , and the wavelength of the second set of multi-wavelength light sources is M waves from λ 12 to λ M2 . Accordingly, the M-th set of wavelengths is M waves from λ 1N to λ MN .

図1の光送受信システムの動作について簡単に説明する。N組の多波長光源(110−1〜110−N)から出力されるそれぞれMチャネルの波長多重信号は、それぞれ周期性波長合波素子130の入力ポートに入力される。その出力はM×Nチャネルの波長多重信号となり光ファイバ150内を伝搬する。伝搬後、周期性波長分波素子140により各多波長光源と同等の波長群(N組のMチャネルの波長多重信号)に分波されたのち、それぞれ多波長受光素子(150−1〜150−N)において波長分波素子154でM個のチャネル光に再分波された後にM個の受光素子152で受光される。   The operation of the optical transmission / reception system of FIG. 1 will be briefly described. The M-channel wavelength multiplexed signals output from the N sets of multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N) are respectively input to the input ports of the periodic wavelength multiplexer 130. The output propagates through the optical fiber 150 as an M × N channel wavelength division multiplexed signal. After propagation, the light is demultiplexed by the periodic wavelength demultiplexing element 140 into a wavelength group equivalent to each multi-wavelength light source (N sets of M-channel wavelength multiplexed signals), and then each multi-wavelength light receiving element (150-1 to 150-). In N), the light is demultiplexed into M channel lights by the wavelength demultiplexing element 154 and then received by the M light receiving elements 152.

例えば各多波長光源(110)が4チャネルの波長多重数で各光源112が25Gb/sの変調速度を有する場合、各多波長光源の総ビットレートは100Gb/sとなる。さらに4組の多波長光源(110−1〜110−N;N=4)を用いることにより、周期性波長合波素子からは400Gb/sの総ビットレートが得られる。   For example, when each multi-wavelength light source (110) has a wavelength multiplexing number of 4 channels and each light source 112 has a modulation speed of 25 Gb / s, the total bit rate of each multi-wavelength light source is 100 Gb / s. Furthermore, by using four sets of multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N; N = 4), a total bit rate of 400 Gb / s can be obtained from the periodic wavelength multiplexing element.

図2に、本実施例における波長配置を示す。M×Nチャネルの波長は大きくNチャネルのM群に分けられる。例えば第一群はλ11からλ1NのN波で構成され、続く第二群はλ22からλ2NのN波で構成される。ここで、隣接する群の周波数間隔(例えばλ11とλ21の間隔)をΔF、同一群内の隣接周波数間隔(例えばλ21とλ22の間隔)をΔfとし、各群における透過帯域(パスバンド)をBとする。 FIG. 2 shows the wavelength arrangement in this example. The wavelength of the M × N channel is roughly divided into M groups of N channels. For example, the first group is composed of N waves from λ 11 to λ 1N , and the subsequent second group is composed of N waves from λ 22 to λ 2N . Here, the frequency interval between adjacent groups (for example, the interval between λ 11 and λ 21 ) is ΔF, the adjacent frequency interval within the same group (for example, the interval between λ 21 and λ 22 ) is Δf, and the transmission band (path) in each group (Band) is B.

本実施例は100GbEを拡張した400GbEを想定した構成である。その要素を考慮した上で主要パラメータを以下の数値に設定した。
M=4
N=4
ΔF=800GHz
Δf=100GHz
B=360GHz
The present embodiment has a configuration assuming 400 GbE, which is an extension of 100 GbE. Considering the factors, the main parameters were set to the following numerical values.
M = 4
N = 4
ΔF = 800GHz
Δf = 100 GHz
B = 360GHz

よってこの構成では、各群に100GHz間隔の4波WDMを有し、かつ群ごとの周波数間隔が800GHzとなる。すなわち、本提案の光送受信システムにおいては、M×NのWDM光波長が同一周波数間隔で並ぶとは限らない。   Therefore, in this configuration, each group has four-wave WDM at 100 GHz intervals, and the frequency interval for each group is 800 GHz. That is, in the proposed optical transmission / reception system, M × N WDM optical wavelengths are not necessarily arranged at the same frequency interval.

またこの構成では、N組のMチャネルの多波長光源(110−1〜110−N)は、隣接する組の周波数が全体的にΔfシフトしており、N組の間隔積Δf×(N−1)が多波長受光素子150における波長分波素子154の透過帯域Bより小さいことも特徴の一つである。   In this configuration, N sets of M-channel multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N) have the frequency of adjacent sets shifted by Δf as a whole, and N sets of interval products Δf × (N− One feature is that 1) is smaller than the transmission band B of the wavelength demultiplexing element 154 in the multi-wavelength light receiving element 150.

次に、上記構成を実現するための周期性波長合波素子130、周期性波長分波素子140の構成例について図3を用いて説明する。ここでは周期性波長合波素子130の構成図として説明するが、光の進行方向を対称にすることにより周期性波長分波素子としての説明も同様に可能である。   Next, a configuration example of the periodic wavelength multiplexing element 130 and the periodic wavelength demultiplexing element 140 for realizing the above configuration will be described with reference to FIG. Here, the configuration will be described as a configuration diagram of the periodic wavelength multiplexing element 130, but the description as a periodic wavelength demultiplexing element is also possible by making the traveling direction of light symmetrical.

図3に示す周期性波長合波素子は、光平面回路(PLC)300に作製された、PLC型アレイ導波路回折格子(AWG)である。周期性波長合波素子は、入力導波路(301−1〜302−N)と出力導波路(310)、入力スラブ導波路304と出力スラブ導波路308、およびアレイ導波路306から構成される。入力導波路は少なくともN本有し、出力導波路は少なくとも1本有する。   The periodic wavelength multiplexing element shown in FIG. 3 is a PLC type arrayed waveguide diffraction grating (AWG) manufactured in an optical planar circuit (PLC) 300. The periodic wavelength multiplexing element includes an input waveguide (301-1 to 302-N), an output waveguide (310), an input slab waveguide 304, an output slab waveguide 308, and an arrayed waveguide 306. There are at least N input waveguides and at least one output waveguide.

ここで回路設計条件として、周期性波長合波素子306の周期(自由スペクトル範囲,FSR)はいずれも多波長光源(110−1〜110−N)の周波数間隔ΔFに等しく構成されている。また、入力スラブ導波路304との接続点における入力導波路(302−1〜302−N)の間隔(ポート間隔)はΔfに等しく、かつ入力スラブ導波路304、アレイ導波路306、出力スラブ導波路308を伝播した入力光は出力スラブ導波路に接続された出力導波路310に焦点を結ぶように構成されている。   Here, as a circuit design condition, the period (free spectrum range, FSR) of the periodic wavelength multiplexing element 306 is configured to be equal to the frequency interval ΔF of the multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N). Further, the interval (port interval) of the input waveguides (302-1 to 302-N) at the connection point with the input slab waveguide 304 is equal to Δf, and the input slab waveguide 304, the arrayed waveguide 306, the output slab waveguide The input light propagated through the waveguide 308 is configured to focus on the output waveguide 310 connected to the output slab waveguide.

N本の入力導波路(302−1〜302−N)には各組の多波長光源(110−1〜110−N)からの波長が入力される。すなわち、第1の入力導波路には第1組の多波長光源の波長λ11からλM1のM波が入力され、第2の入力導波路には第2組の多波長光源の波長λ12からλM2のM波が入力される。よって第4の入力導波路には第N組(N=4)の波長λ1NからλMNのM波が入力される。 Wavelengths from each set of multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N) are input to the N input waveguides (302-1 to 302-N). That is, M waves of wavelengths λ 11 to λ M1 of the first set of multi-wavelength light sources are input to the first input waveguide, and wavelength λ 12 of the second set of multi-wavelength light sources is input to the second input waveguide. To M wave of λ M2 is input. Therefore, the M waves of wavelengths λ 1N to λ MN in the Nth set (N = 4) are input to the fourth input waveguide.

上記設計条件と入力条件により、N本の入力導波路(302−1〜302−N)に入力されるMチャネル波長多重光の組は、出力導波路310においてM×NチャネルのWDM信号として出力される。   Based on the above design conditions and input conditions, a set of M channel wavelength multiplexed light input to the N input waveguides (302-1 to 302-N) is output as an M × N channel WDM signal in the output waveguide 310. Is done.

本実施例ではN=4であるため入力導波路は4本である。またM=4であるため、出力導波路からは16波(4×4)のWDM信号が出力される。ここで周期性波長合波素子のポート間隔Δfは、その積Δf×(N−1)がFSR(ΔF)の2分の1以下としても良い。これにより、低損失な特性の光回路(周期性波長合波素子)が実現可能となる。   In this embodiment, since N = 4, there are four input waveguides. Since M = 4, 16 waves (4 × 4) of WDM signals are output from the output waveguide. Here, the port interval Δf of the periodic wavelength multiplexing element may be such that the product Δf × (N−1) is equal to or less than half of the FSR (ΔF). As a result, an optical circuit (periodic wavelength multiplexing element) having a low loss characteristic can be realized.

図4に、本実施例で使用した周期性波長合波素子430および周期性波長分波素子440の回路構成を示す。図4に示すように、周期性波長合波素子430と周期性波長分波素子440は、同一PLC基板400上に集積されていても良い。これにより、光回路(周期性波長合波素子および周期性波長分波素子)の小型化や経済化が実現できる。周期性波長合波素子430は、N本の波長合波用入力導波路402と、波長合波用入力スラブ導波路404、波長合波用アレイ導波路406、波長合波用出力スラブ導波路408、および1本の波長合波用出力導波路410を含んで構成される。また、周期性波長分波素子440は、1本の波長分波用入力導波路420と、波長分波用入力スラブ導波路418、波長分波用アレイ導波路416、波長分波用出力スラブ導波路414、およびN本の波長分波用出力導波路412とを含んで構成される。   FIG. 4 shows a circuit configuration of the periodic wavelength multiplexing element 430 and the periodic wavelength demultiplexing element 440 used in this embodiment. As shown in FIG. 4, the periodic wavelength multiplexing element 430 and the periodic wavelength demultiplexing element 440 may be integrated on the same PLC substrate 400. Thereby, miniaturization and economy of the optical circuit (periodic wavelength multiplexing element and periodic wavelength demultiplexing element) can be realized. The periodic wavelength combining element 430 includes N wavelength combining input waveguides 402, a wavelength combining input slab waveguide 404, a wavelength combining array waveguide 406, and a wavelength combining output slab waveguide 408. , And one output waveguide 410 for wavelength multiplexing. The periodic wavelength demultiplexing element 440 includes a single wavelength demultiplexing input waveguide 420, a wavelength demultiplexing input slab waveguide 418, a wavelength demultiplexing array waveguide 416, and a wavelength demultiplexing output slab waveguide. A waveguide 414 and N wavelength demultiplexing output waveguides 412 are included.

図5に、作製した4×1周期性波長合波素子の特性例を示す。本素子は、シリコン基板上の石英系PLCであり、コアとクラッドの比屈折率差は約1%である。得られた特性は、λ11からλ44まで1.5dB以下の低損失性を有する。また隣接する群の周波数間隔(例えばλ11とλ21の間隔)ΔF、同一群内の隣接周波数間隔(例えばλ21とλ22の間隔)Δfについてはそれぞれ800GHzと100GHzと設計通りで、その誤差は測定精度(±4GHz)以下であった。さらに、光の偏波2成分方向の特性差(偏波依存性)について、図5には両偏波方向の重ね描きを行ったが、その偏波依存性は識別できない範囲(周波数差で測定精度未満)の良好な特性を有することがわかる。 FIG. 5 shows a characteristic example of the fabricated 4 × 1 periodic wavelength multiplexing element. This element is a silica-based PLC on a silicon substrate, and the relative refractive index difference between the core and the clad is about 1%. The obtained characteristics have a low loss of 1.5 dB or less from λ 11 to λ 44 . Further, the frequency interval between adjacent groups (for example, the interval between λ 11 and λ 21 ) ΔF and the adjacent frequency interval within the same group (for example, the interval between λ 21 and λ 22 ) Δf are 800 GHz and 100 GHz, respectively, as designed. Was less than the measurement accuracy (± 4 GHz). In addition, regarding the characteristic difference (polarization dependence) in the two polarization directions of light, in FIG. 5, both polarization directions were overlaid, but the polarization dependence could not be identified (measured by frequency difference). It can be seen that it has good characteristics (below accuracy).

次に多波長光源110の設定波長について図6を用いて説明する。前述のように、多波長光源(110−1〜110−N)の周波数間隔ΔFは800GHzでチャネル数Mは4であり、それらの組Nが4である。このM×Nチャネルは全て異なる発振波長(発振周波数)で、隣接する組の周波数は全体的にΔfシフトしている。そのような波長を揃えるには、Δfシフトした異なる組成の光源を用意するという方法もあるが、本実施例では同一組成の光源を用いる方法を採用する。すなわち、温度調整により発振波長を調整する方法である。   Next, set wavelengths of the multi-wavelength light source 110 will be described with reference to FIG. As described above, the frequency interval ΔF of the multi-wavelength light sources (110-1 to 110-N) is 800 GHz, the number of channels M is 4, and the set N is 4. The M × N channels all have different oscillation wavelengths (oscillation frequencies), and the frequencies of adjacent sets are shifted by Δf as a whole. In order to make such wavelengths uniform, there is a method of preparing light sources having different compositions shifted by Δf, but in this embodiment, a method of using light sources having the same composition is adopted. That is, this is a method of adjusting the oscillation wavelength by adjusting the temperature.

用いる多波長光源は、各光源(M個の光源112)が同一基板上に集積化されたものである。よって、基板毎にペルチェ素子やヒータ等の温度制御手段により温度を調節することによって多波長光源の全波長を一括して変更することが可能である。温度による波長変動は1℃あたり約15GHzであるため、100GHzのΔfを与えるには7℃程度の温度変化を与えれば良いことになる。   The multi-wavelength light source used is one in which each light source (M light sources 112) is integrated on the same substrate. Therefore, it is possible to collectively change all wavelengths of the multi-wavelength light source by adjusting the temperature for each substrate by temperature control means such as a Peltier element or a heater. Since the wavelength variation due to temperature is about 15 GHz per 1 ° C., a temperature change of about 7 ° C. is sufficient to give Δf of 100 GHz.

図6では、同一の多波長光源の温度を横軸に、発振波長を縦軸にプロットしている。それによると、動作温度が約40℃の時にλ11からλ41の4波が得られ、順次温度を上げるごとに残りの波長が得られ、約57℃の時にもっとも長波長であるλ14からλ44の波長を発生させることが可能である。 In FIG. 6, the temperature of the same multi-wavelength light source is plotted on the horizontal axis and the oscillation wavelength is plotted on the vertical axis. According to this, four waves from λ 11 to λ 41 are obtained when the operating temperature is about 40 ° C., and the remaining wavelengths are obtained every time the temperature is increased, and from λ 14 which is the longest wavelength at about 57 ° C. it is possible to generate a wavelength of lambda 44.

一般的なレーザの性能を考慮した場合、温度制御範囲は±20℃以内に設定することが望ましい。すなわち周波数制御範囲は全幅で600GHz以内であることが望ましい。   Considering general laser performance, it is desirable to set the temperature control range within ± 20 ° C. That is, it is desirable that the frequency control range is within 600 GHz in total width.

よって、本実施例のMチャネルの多波長光源は、N組の間隔積Δf×(N-1)が600GHz以内としている。これにより、同一の部品を使用することが可能となる。よって、さらなるシステムの簡素化と経済化が可能となる。   Therefore, in the M-channel multi-wavelength light source of the present embodiment, N sets of interval products Δf × (N−1) are set to 600 GHz or less. This makes it possible to use the same component. Therefore, the system can be further simplified and made economical.

図7に、上記の多波長光源を作製した周回性波長合波素子に入力した際の出力スペクトル波形を示す。なお本実験では、同一の多波長光源を(図6に示した波長調整を用いて)4組の多波長光源として使用したため、図7の出力スペクトルは周回性波長合波素子の各入力導波路から得られる4つの出力スペクトルの重ね描きである。   FIG. 7 shows an output spectrum waveform when it is input to the recursive wavelength multiplexing device in which the multi-wavelength light source is manufactured. In this experiment, since the same multi-wavelength light source is used as four sets of multi-wavelength light sources (using the wavelength adjustment shown in FIG. 6), the output spectrum of FIG. Is an overlay of the four output spectra obtained from

実験の結果、図7に示すようにΔFが800GHz、Δfが100GHzで各レーンを透過帯域B(360GHz)内に割り当てることが出来た。   As a result of the experiment, ΔF was 800 GHz, Δf was 100 GHz, and each lane could be allocated within the transmission band B (360 GHz) as shown in FIG.

以上の結果から、本実施例により、図1に示すような光送受信システムおいて、周期性波長合波素子の周期を多波長光源の周波数間隔ΔFに等しい条件に設定することにより、既存のWDMシステムを簡易な構成でより高密度、高ビットレートのWDMへの拡張が可能となる。   From the above results, according to the present embodiment, in the optical transmission / reception system as shown in FIG. 1, by setting the period of the periodic wavelength multiplexing element to a condition equal to the frequency interval ΔF of the multi-wavelength light source, The system can be expanded to a WDM with a higher density and a higher bit rate with a simple configuration.

なお本実施例では光源の波長を1.3μm帯としたが、テレコム波長である1.5μm帯を用いても良い。また光源の変調部は電界吸収型としたが、レーザの直接変調を用いても良いし、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶を用いた変調器と光源を組合せて使用しても良い。   In this embodiment, the wavelength of the light source is set to the 1.3 μm band, but a 1.5 μm band which is a telecom wavelength may be used. The light source modulation unit is an electroabsorption type, but direct laser modulation may be used, or a modulator using an electro-optic crystal such as lithium niobate and a light source may be used in combination.

さらにこの構成では、N組の間隔積Δf×(N−1)が多波長受光素子における波長分波素子の透過帯域Bより小さいため、各多波長受光素子は波長分波特性を含め、同一の部品を使用することが可能となる。よって、さらなるシステムの簡素化と経済化が可能となる。   Furthermore, in this configuration, since N sets of interval products Δf × (N−1) are smaller than the transmission band B of the wavelength demultiplexing element in the multiwavelength light receiving element, each multiwavelength light receiving element includes the same wavelength demultiplexing characteristics. It is possible to use these parts. Therefore, the system can be further simplified and made economical.

なお本実施例ではΔfを100GHzとしたが、同一群内のN波が透過帯域B内にあれば他の値、例えば75GHzや50GHzでも上記の効果は保たれる。   In this embodiment, Δf is set to 100 GHz. However, if N waves in the same group are in the transmission band B, the above effect can be maintained even at other values, for example, 75 GHz and 50 GHz.

また本実施例では、Mチャネルの多波長光源は、N組の間隔積Δf×(N-1)が600GHz以内であるため、各多波長光源は光源の発振波長特性を含め、同一の部品を使用することが可能となる。よって、さらなるシステムの簡素化と経済化が可能となる。   In this embodiment, since the M channel multi-wavelength light sources have N sets of interval products Δf × (N−1) within 600 GHz, each multi-wavelength light source includes the same components including the oscillation wavelength characteristics of the light sources. Can be used. Therefore, the system can be further simplified and made economical.

また本実施例では、周期性波長合波素子および周期性波長分波素子は、PLC型アレイ導波路回折格子(AWG)を適用した。それにより、従来のインターリーブ型フィルタより小型で簡易な光回路が実現可能である。   In this embodiment, a PLC type arrayed waveguide diffraction grating (AWG) is applied to the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element. As a result, an optical circuit that is smaller and simpler than the conventional interleave type filter can be realized.

なお本実施例のPLCはシリコン基板上の石英導波路であるが、基板や導波路の材料はシリコンや石英に限定されるものではなく、有機高分子樹脂なども使用可能である。   The PLC of the present embodiment is a quartz waveguide on a silicon substrate, but the material of the substrate and the waveguide is not limited to silicon or quartz, and an organic polymer resin or the like can also be used.

また本実施例のPLCに温度補償機能、すなわちアサーマル機能を追加することにより、環境温度の変動によっても特性の変動しない光回路とすることが可能である。代表的なアサーマル機能の追加は、光導波路の熱膨張率と対称的な熱膨張率を有する材料を導波路間に挿入する等の方法があげられる。   Further, by adding a temperature compensation function, that is, an athermal function, to the PLC of this embodiment, an optical circuit whose characteristics do not change even when the environmental temperature changes can be obtained. As a typical addition of the athermal function, there is a method of inserting a material having a thermal expansion coefficient symmetrical to the thermal expansion coefficient of the optical waveguide between the waveguides.

また本実施例では、周期性波長合波素子のポート間隔Δfについて、その積Δf×(N−1)を周期性ΔFの2分の1以下とした。それにより、図5の結果に示されるように使用波長はFSR内の中央付近を用いることが出来るため低損失な特性の光回路が実現可能である。   In the present embodiment, the product Δf × (N−1) of the port interval Δf of the periodic wavelength multiplexing element is set to half or less of the periodicity ΔF. As a result, as shown in the result of FIG. 5, the wavelength used can be near the center in the FSR, so that an optical circuit with low loss characteristics can be realized.

さらには図4に示すように周期性波長合波素子と周期性波長分波素子を同一基板上に集積したことにより、さらなる光回路の小型化が実現可能である。   Furthermore, as shown in FIG. 4, the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element are integrated on the same substrate, so that further downsizing of the optical circuit can be realized.

(第2の実施形態)
次に図8を参照して、本発明の第2の実施形態にかかる光送受信システムおよびその光回路について説明する。本実施形態の光送受信システムの構成は図1、図2に示した構成と同等であるため説明は省略する。第1の実施形態に対する差異は周期性波長合波素子の回路構成である。図8に、本実施例における周期性波長合波素子の構成を示す。なお周期性波長分波素子の構成は図3で説明した周期性波長合波素子と同等である(光の進行方向は図3と対称である)。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG. 8, an optical transmission / reception system and an optical circuit thereof according to a second embodiment of the present invention will be described. Since the configuration of the optical transmission / reception system of this embodiment is the same as the configuration shown in FIGS. The difference from the first embodiment is the circuit configuration of the periodic wavelength multiplexing element. FIG. 8 shows the configuration of the periodic wavelength multiplexing element in this example. The configuration of the periodic wavelength demultiplexing element is the same as that of the periodic wavelength multiplexing element described in FIG. 3 (the light traveling direction is symmetric with respect to FIG. 3).

図8の周期性波長合波素子は、第1の実施形態と同様に光平面回路PLC800に作製されたPLC型AWGであり、入力導波路302と出力導波路310、入力スラブ導波路304と出力スラブ導波路308、およびアレイ導波路306から構成される。入力導波路は少なくともN本有し、出力導波路は少なくとも1本有する。   8 is a PLC-type AWG fabricated in the optical planar circuit PLC 800 as in the first embodiment, and includes an input waveguide 302, an output waveguide 310, an input slab waveguide 304, and an output. It comprises a slab waveguide 308 and an arrayed waveguide 306. There are at least N input waveguides and at least one output waveguide.

さらに本実施例の特徴の一つとして、周期性波長合波素子は、入力スラブ導波路304に入力導波路302が接続されると共に、各多波長光源の波長を検出し制御するためのモニタ導波路802が接続され、かつ出力スラブ導波路308に出力導波路310が接続されると共に、出力される波長多重光の一部を出力スラブ導波路308へ再入力するためのループバック導波路804が接続される。   Further, as one of the features of this embodiment, the periodic wavelength multiplexing element is connected to the input slab waveguide 304 and the monitor waveguide for detecting and controlling the wavelength of each multi-wavelength light source. A waveguide 802 is connected, and the output waveguide 310 is connected to the output slab waveguide 308, and a loopback waveguide 804 for re-inputting a part of the wavelength multiplexed light to be output to the output slab waveguide 308 is provided. Connected.

また周期性波長合波素子の出力部にはタップ回路806が挿入され、波長多重光の一部が接続導波路808を介してループバック導波路804に接続される。タップ回路806は方向性結合器やY分岐回路等で構成可能な光部品であり、本実施例では波長多重光の全強度の5%を抽出しループバック導波路804に接続する。   A tap circuit 806 is inserted in the output portion of the periodic wavelength multiplexing element, and a part of the wavelength multiplexed light is connected to the loopback waveguide 804 via the connection waveguide 808. The tap circuit 806 is an optical component that can be configured with a directional coupler, a Y branch circuit, or the like. In this embodiment, 5% of the total intensity of wavelength multiplexed light is extracted and connected to the loopback waveguide 804.

基本的な回路設計条件は実施形態1と同様である。すなわち、周期性波長合波素子の周期はいずれも多波長光源の周波数間隔ΔFに等しく構成されている。また、入力スラブ導波路304との接続点における入力導波路302の間隔(ポート間隔)はΔfに等しく、かつ入力スラブ導波路304、アレイ導波路306、出力スラブ導波路308を伝播した入力光は出力スラブ導波路308に接続された出力導波路310に焦点を結ぶように構成されている。   Basic circuit design conditions are the same as in the first embodiment. That is, the period of the periodic wavelength multiplexing element is configured to be equal to the frequency interval ΔF of the multi-wavelength light source. Further, the interval (port interval) of the input waveguide 302 at the connection point with the input slab waveguide 304 is equal to Δf, and the input light propagated through the input slab waveguide 304, the arrayed waveguide 306, and the output slab waveguide 308 is The output waveguide 310 connected to the output slab waveguide 308 is configured to be focused.

またN本の入力導波路302には各組の多波長光源(例えば、110−1〜110−N(図1))からの波長が入力される。すなわち、第1の入力導波路には第1組の多波長光源の波長λ11からλM1のM波が入力され、第2の入力導波路には第2組の多波長光源の波長λ12からλM2のM波が入力される。よって第4の入力導波路には第N組(N=4)の波長λ1NからλMNのM波が入力される。本実施例におけるパラメータはM=4、N=4、Δf=100GHz、ΔF=800GHzとする。 Further, the wavelengths from each set of multi-wavelength light sources (for example, 110-1 to 110-N (FIG. 1)) are input to the N input waveguides 302. That is, M waves of wavelengths λ 11 to λ M1 of the first set of multi-wavelength light sources are input to the first input waveguide, and wavelength λ 12 of the second set of multi-wavelength light sources is input to the second input waveguide. To M wave of λ M2 is input. Therefore, the M waves of wavelengths λ 1N to λ MN in the Nth set (N = 4) are input to the fourth input waveguide. The parameters in this embodiment are M = 4, N = 4, Δf = 100 GHz, and ΔF = 800 GHz.

本実施形態に特徴的な構造の一つである、モニタ導波路802とループバック導波路804の設計について説明する。   The design of the monitor waveguide 802 and the loopback waveguide 804, which is one of the characteristic structures of this embodiment, will be described.

モニタ導波路802について、その本数はN組の多波長光源に対しN本である。入力導波路302と同様に、入力スラブ導波路304の接続点におけるN本のモニタ導波路802の間隔(ポート間隔)をΔfに設定し、入力導波路302に隣接して順に配置する。本実施形態では、入力導波路302は低損失性を得るために入力スラブ導波路の中心に対称的に配置する。そのため、モニタ導波路802は図8に示すように、N本の入力導波路302の両外側に対称的に配置されている。   The number of monitor waveguides 802 is N for N sets of multi-wavelength light sources. Similar to the input waveguide 302, the interval (port interval) of the N monitor waveguides 802 at the connection point of the input slab waveguide 304 is set to Δf, and the monitor is sequentially arranged adjacent to the input waveguide 302. In this embodiment, the input waveguide 302 is disposed symmetrically at the center of the input slab waveguide in order to obtain low loss. Therefore, the monitor waveguide 802 is symmetrically disposed on both outer sides of the N input waveguides 302 as shown in FIG.

ループバック導波路804は、出力スラブ導波路308と出力導波路310の接続点からΔf×N離れた位置に配置される。   The loopback waveguide 804 is disposed at a position that is Δf × N away from the connection point between the output slab waveguide 308 and the output waveguide 310.

上記設計条件と入力条件により、実施形態1と同様に、N本の入力導波路302に入力されるMチャネル波長多重光の組は、出力導波路310においてM×NチャネルのWDM信号として出力される。本実施例ではN=4であるため入力導波路は4本である。またM=4であるため、出力導波路からは16波(4×4)のWDM信号が出力される。   Based on the above design conditions and input conditions, as in the first embodiment, a set of M channel wavelength multiplexed light input to the N input waveguides 302 is output as an M × N channel WDM signal in the output waveguide 310. The In this embodiment, since N = 4, there are four input waveguides. Since M = 4, 16 waves (4 × 4) of WDM signals are output from the output waveguide.

さらに本実施例の特徴として、ループバック導波路804から出力スラブ導波路308に戻された波長多重光の一部は波長分波されたのち、各モニタ導波路802に出力される。各モニタ導波路に出力される波長群は各多波長光源の波長群と同等の、周波数間隔ΔFでMチャネルを有する。よって、各モニタ導波路からの波長、光強度を監視することにより、各多波長光源の波長、光強度を調整(フィードバック制御)することが可能となる。   Further, as a feature of the present embodiment, a part of the wavelength multiplexed light returned from the loopback waveguide 804 to the output slab waveguide 308 is demultiplexed and then output to each monitor waveguide 802. The wavelength group output to each monitor waveguide has M channels at a frequency interval ΔF, which is equivalent to the wavelength group of each multi-wavelength light source. Therefore, it is possible to adjust (feedback control) the wavelength and light intensity of each multi-wavelength light source by monitoring the wavelength and light intensity from each monitor waveguide.

以上説明した構造と機能は、AWGのチップサイズを殆ど増大することなく、かつ波長合分波特性の劣化を殆ど与えることなく実現することが可能である。   The structure and function described above can be realized with almost no increase in the chip size of the AWG and almost no deterioration of the wavelength multiplexing / demultiplexing characteristics.

上記のように、本実施例により、図8に示すような周期性波長合波素子を用いることによって、既存のWDMシステムを簡易な構成でより高密度、高ビットレートのWDMへの拡張が可能となる。   As described above, according to this embodiment, by using the periodic wavelength multiplexing element as shown in FIG. 8, the existing WDM system can be expanded to a WDM with a high density and a high bit rate with a simple configuration. It becomes.

なお本実施例において、入力導波路302は低損失性を得るために入力スラブ導波路の中心に対称的に配置したがFSRの範囲内であれば別の位置でも良い。例えば、各入力導波路をΔf×Nずらした位置に接続することも可能である。その場合、本実施例の設計条件では、モニタ導波路802は入力導波路4本に隣接して4本配置される。   In this embodiment, the input waveguide 302 is symmetrically arranged at the center of the input slab waveguide in order to obtain low loss. However, it may be at another position as long as it is within the FSR. For example, it is possible to connect each input waveguide to a position shifted by Δf × N. In that case, four monitor waveguides 802 are arranged adjacent to four input waveguides under the design conditions of this embodiment.

(第3の実施形態)
次に図9を参照して本発明の第3の実施形態にかかる光送受信システムおよびその光回路について説明する。本実施形態の光送受信システムの構成は図1、図2で示される構成と同等であるため説明は省略する。実施形態1および2に対する差異は周期性波長合波素子の回路構成である。図9に、本実施例における周期性波長合波素子の構成を示す。なお周期性波長分波素子の構成は図3で説明した周期性波長合波素子と同等である(光の進行方向は図3と対称である)。
(Third embodiment)
Next, an optical transmission / reception system and its optical circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since the configuration of the optical transmission / reception system of this embodiment is the same as the configuration shown in FIGS. The difference from Embodiments 1 and 2 is the circuit configuration of the periodic wavelength multiplexing element. FIG. 9 shows the configuration of the periodic wavelength multiplexing element in this example. The configuration of the periodic wavelength demultiplexing element is the same as that of the periodic wavelength multiplexing element described in FIG. 3 (the light traveling direction is symmetric with respect to FIG. 3).

図9の周期性波長合波素子は、上記実施形態と同様に光平面回路(PLC)900に作製された、PLC型アレイ導波路回折格子(AWG)である。入力導波路302と出力導波路310、入力スラブ導波路304と出力スラブ導波路308、およびアレイ導波路306から構成される。入力導波路304は少なくともN本有し、出力導波路310は少なくとも1本有する。   The periodic wavelength multiplexing element in FIG. 9 is a PLC type arrayed waveguide diffraction grating (AWG) manufactured in an optical planar circuit (PLC) 900 as in the above embodiment. An input waveguide 302 and an output waveguide 310, an input slab waveguide 304 and an output slab waveguide 308, and an arrayed waveguide 306 are configured. There are at least N input waveguides 304 and at least one output waveguide 310.

周期性波長合波素子は、実施例2と同様に、入力スラブ導波路304に入力導波路302が接続されると共に、各多波長光源の波長を検出し制御するためのモニタ導波路802が接続され、かつ出力スラブ導波路308に出力導波路310が接続されると共に、出力される波長多重光の一部を出力スラブ導波路308へ再入力するためのループバック導波路904が接続される。   In the periodic wavelength multiplexing device, the input waveguide 302 is connected to the input slab waveguide 304 and the monitor waveguide 802 for detecting and controlling the wavelength of each multi-wavelength light source is connected as in the second embodiment. In addition, the output waveguide 310 is connected to the output slab waveguide 308, and a loopback waveguide 904 for re-inputting part of the output wavelength multiplexed light to the output slab waveguide 308 is connected.

さらに本実施例の特徴の一つとして、周期性波長合波素子、出力スラブ導波路308に出力導波路310が接続されると共に、出力される波長多重光の一部を抽出するタップ回路906が出力導波路310に接続され、タップ回路の一方がループバック導波路904に接続される。タップ回路906は方向性結合器やY分岐回路等で構成可能な光回路であり、本実施例では波長多重光の全強度の5%を抽出し、ループバック導波路904に接続する。   Further, as one of the features of the present embodiment, the output waveguide 310 is connected to the periodic wavelength multiplexing element, the output slab waveguide 308, and a tap circuit 906 that extracts a part of the output wavelength multiplexed light is provided. Connected to the output waveguide 310, one of the tap circuits is connected to the loopback waveguide 904. The tap circuit 906 is an optical circuit that can be configured with a directional coupler, a Y branch circuit, or the like. In this embodiment, 5% of the total intensity of wavelength multiplexed light is extracted and connected to the loopback waveguide 904.

基本的な回路設計条件は実施形態1および2と同様である。すなわち、周期性波長合波素子の周期はいずれも多波長光源の周波数間隔ΔFに等しく構成されている。また、入力スラブ導波路304との接続点における入力導波路302の間隔(ポート間隔)はΔfに等しく、かつ入力スラブ導波路304、アレイ導波路306、出力スラブ導波路308を伝播した入力光は出力スラブ導波路308に接続された出力導波路310に焦点を結ぶように構成されている。   Basic circuit design conditions are the same as those in the first and second embodiments. That is, the period of the periodic wavelength multiplexing element is configured to be equal to the frequency interval ΔF of the multi-wavelength light source. Further, the interval (port interval) of the input waveguide 302 at the connection point with the input slab waveguide 304 is equal to Δf, and the input light propagated through the input slab waveguide 304, the arrayed waveguide 306, and the output slab waveguide 308 is The output waveguide 310 connected to the output slab waveguide 308 is configured to be focused.

またN本の入力導波路(302−1〜302−N)には各組の多波長光源(例えば、110−1〜110−N(図1))からの波長が入力される。すなわち、第1の入力導波路には第1組の多波長光源の波長λ11からλM1のM波が入力され、第2の入力導波路には第2組の多波長光源の波長λ12からλM2のM波が入力される。よって第4の入力導波路には第M組(N=4)の波長λ1NからλMNのM波が入力される。本実施例におけるパラメータはM=4、N=4、Δf=100GHz、ΔF=800GHzとする。 In addition, wavelengths from each set of multi-wavelength light sources (for example, 110-1 to 110-N (FIG. 1)) are input to the N input waveguides (302-1 to 302-N). That is, M waves of wavelengths λ 11 to λ M1 of the first set of multi-wavelength light sources are input to the first input waveguide, and wavelength λ 12 of the second set of multi-wavelength light sources is input to the second input waveguide. To M wave of λ M2 is input. Therefore, M waves of wavelengths λ 1N to λ MN of the Mth set (N = 4) are input to the fourth input waveguide. The parameters in this embodiment are M = 4, N = 4, Δf = 100 GHz, and ΔF = 800 GHz.

モニタ導波路802について、その本数はN組の多波長光源に対しN本である。入力導波路302と同様に、入力スラブ導波路304の接続点におけるN本のモニタ導波路802の間隔(ポート間隔)をΔfに設定し、入力導波路302に隣接して順に配置する。本実施形態では、入力導波路302は低損失性を得るために入力スラブ導波路の中心に対称的に配置する。そのため、モニタ導波路802は図9に示すように、N本の入力導波路302の両外側に対称的に配置する。   The number of monitor waveguides 802 is N for N sets of multi-wavelength light sources. Similar to the input waveguide 302, the interval (port interval) of the N monitor waveguides 802 at the connection point of the input slab waveguide 304 is set to Δf, and the monitor is sequentially arranged adjacent to the input waveguide 302. In this embodiment, the input waveguide 302 is disposed symmetrically at the center of the input slab waveguide in order to obtain low loss. Therefore, the monitor waveguides 802 are symmetrically arranged on both outer sides of the N input waveguides 302 as shown in FIG.

ループバック導波路904は、出力スラブ導波路308と出力導波路310の接続点からΔf×N離れた位置に配置される。   The loopback waveguide 904 is disposed at a position that is Δf × N away from the connection point between the output slab waveguide 308 and the output waveguide 310.

上記設計条件と入力条件により、実施形態1と同様に、N本の入力導波路302に入力されるMチャネル波長多重光の組は、出力導波路310においてM×NチャネルのWDM信号として出力される。本実施例ではN=4であるため入力導波路は4本である。またM=4であるため、出力導波路からは16波(4×4)のWDM信号が出力される。   Based on the above design conditions and input conditions, as in the first embodiment, a set of M channel wavelength multiplexed light input to the N input waveguides 302 is output as an M × N channel WDM signal in the output waveguide 310. The In this embodiment, since N = 4, there are four input waveguides. Since M = 4, 16 waves (4 × 4) of WDM signals are output from the output waveguide.

ループバック導波路904から出力導スラブ波路308に戻された波長多重光の一部は波長分波されたのち、各モニタ導波路802に出力される。各モニタ導波路に出力される波長群は各多波長光源の波長群と同等の、周波数間隔ΔFでMチャネルを有する。よって、各モニタ導波路からの波長、光強度を監視することにより、各多波長光源の波長、光強度を調整(フィードバック制御)することが可能となる。   A part of the wavelength multiplexed light returned from the loopback waveguide 904 to the output waveguide slab waveguide 308 is demultiplexed and then output to each monitor waveguide 802. The wavelength group output to each monitor waveguide has M channels at a frequency interval ΔF, which is equivalent to the wavelength group of each multi-wavelength light source. Therefore, it is possible to adjust (feedback control) the wavelength and light intensity of each multi-wavelength light source by monitoring the wavelength and light intensity from each monitor waveguide.

以上説明した構造と機能は、AWGのチップサイズを殆ど増大することなく、かつ波長合分波特性の劣化を殆ど与えることなく実現することが可能である。   The structure and function described above can be realized with almost no increase in the chip size of the AWG and almost no deterioration of the wavelength multiplexing / demultiplexing characteristics.

さらに本実施例では同一チップ上にタップ回路906を集積したため、実施例2に比べてサイズや特性の劣化なく集積度を向上することが可能である。   Further, since the tap circuit 906 is integrated on the same chip in this embodiment, the degree of integration can be improved without deterioration in size and characteristics as compared with the second embodiment.

上記のように、本実施例により、図9に示すような周期性波長合波素子を用いることによって、既存のWDMシステムを簡易な構成でより高密度、高ビットレートのWDMへの拡張が可能となる。   As described above, according to this embodiment, by using the periodic wavelength multiplexing element as shown in FIG. 9, the existing WDM system can be expanded to a WDM with a higher density and a higher bit rate with a simple configuration. It becomes.

100 光送受信システム
110 多波長光源
112 光源
114 波長合波素子
130 周期性波長合波素子
140 周期性波長分波素子
150 多波長受光素子
152 受光素子
154 波長分波素子
300,400,800,900 光平面回路(PLC)
302,402,420 入力導波路
304,404,418 入力スラブ導波路
306,406,416 アレイ導波路
308,408,414 出力スラブ導波路
310,410,412 出力導波路
802 モニタ導波路
804,904 ループバック導波路
806,906 タップ回路
808 接続導波路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Optical transmission / reception system 110 Multiwavelength light source 112 Light source 114 Wavelength multiplexing element 130 Periodic wavelength multiplexing element 140 Periodic wavelength demultiplexing element 150 Multiwavelength light receiving element 152 Light receiving element 154 Wavelength demultiplexing element 300,400,800,900 Light Planar circuit (PLC)
302, 402, 420 Input waveguide 304, 404, 418 Input slab waveguide 306, 406, 416 Array waveguide 308, 408, 414 Output slab waveguide 310, 410, 412 Output waveguide 802 Monitor waveguide 804, 904 Loop Back waveguide 806, 906 Tap circuit 808 Connection waveguide

Claims (8)

周波数間隔ΔFを有するMチャネルの多波長光源をN組と、
前記Mチャネルを合波したMチャネル波長多重光であって前記N組の多波長光源の各々からのN組のMチャネル波長多重光を、1組のM×Nチャネル波長多重光に合波する周期性波長合波素子と、
前記M×Nチャネル波長多重光を前記N組のMチャネル波長多重光に分波する周期性波長分波素子と、
前記分波されたN組のMチャネル多波長光をそれぞれ受光するN組の多波長受光素子と
を有し、
前記周期性波長合波素子の周期と前記周期性波長分波素子の周期が前記多波長光源の前記周波数間隔ΔFに等しく構成されていること
を特徴とする光送受信システム。
N sets of M-channel multi-wavelength light sources having a frequency interval ΔF,
M-channel wavelength multiplexed light that is multiplexed with the M channels, and N sets of M-channel wavelength multiplexed light from each of the N sets of multi-wavelength light sources are combined into one set of M × N channel wavelength-multiplexed light. A periodic wavelength multiplexing element;
A periodic wavelength demultiplexing element that demultiplexes the M × N channel wavelength multiplexed light into the N sets of M channel wavelength multiplexed light;
N sets of multi-wavelength light receiving elements for receiving the demultiplexed N sets of M-channel multi-wavelength light respectively;
The optical transmission / reception system, wherein a period of the periodic wavelength multiplexing element and a period of the periodic wavelength demultiplexing element are configured to be equal to the frequency interval ΔF of the multi-wavelength light source.
前記Mチャネルの多波長光源は、
隣接する組の周波数が全体的にΔfシフトしており、
N組の間隔積Δf×(N−1)が前記多波長受光素子における波長分波素子の透過帯域Bより小さいこと
を特徴とする請求項1に記載の光送受信システム。
The M-channel multi-wavelength light source is:
The frequency of the adjacent set is shifted by Δf as a whole,
2. The optical transmission / reception system according to claim 1, wherein N sets of interval products Δf × (N−1) are smaller than a transmission band B of a wavelength demultiplexing element in the multi-wavelength light receiving element.
前記Mチャネルの多波長光源は、
N組の間隔積Δf×(N−1)が600GHz以内であること
を特徴とする請求項1に記載の光送受信システム。
The M-channel multi-wavelength light source is:
The optical transmission / reception system according to claim 1, wherein N sets of interval products Δf × (N−1) are within 600 GHz.
前記周期性波長合波素子と前記周期性波長分波素子はアレイ導波路格子であること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光送受信システム。
The optical transmission / reception system according to any one of claims 1 to 3, wherein the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element are arrayed waveguide gratings.
前記周期性波長合波素子と前記周期性波長分波素子はポート間隔がΔfであり、
前記ポート間隔の積Δf×(N−1)は、前記周期性波長合波素子と前記周期性波長分波素子の周期性ΔFの2分の1以下であること
を特徴とする請求項4に記載の光送受信システム。
The periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element have a port interval of Δf,
The product of the port interval Δf × (N−1) is equal to or less than half of the periodicity ΔF of the periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element. The optical transmission / reception system described.
前記周期性波長合波素子と前記周期性波長分波素子は、
同一基板上に集積されていること
を特徴とする請求項4に記載の光送受信システム。
The periodic wavelength multiplexing element and the periodic wavelength demultiplexing element are:
The optical transmission / reception system according to claim 4, wherein the optical transmission / reception system is integrated on the same substrate.
前記周期性波長合波素子は、
前記Mチャネル波長多重光を入力するN本の入力導波路と、
前記N本の入力導波路に接続された入力スラブ導波路と、
前記入力スラブ導波路に前記N本の入力導波路と共に接続された、前記Mチャネル波長多重光の波長を検出し制御するためのモニタ導波路と、
前記入力スラブ導波路とアレイ導波路で接続された出力スラブ導波路と、
前記出力スラブ導波路に接続された出力導波路と、
前記出力スラブ導波路に前記出力導波路と共に接続された、出力される前記M×Nチャネル波長多重光の一部を前記出力スラブ導波路に再入力するためのループバック導波路と
を備えたことを特徴とする請求項4に記載の光送受信システム。
The periodic wavelength multiplexing element is:
N input waveguides for inputting the M-channel wavelength multiplexed light;
An input slab waveguide connected to the N input waveguides;
A monitor waveguide connected to the input slab waveguide together with the N input waveguides for detecting and controlling the wavelength of the M-channel wavelength multiplexed light;
An output slab waveguide connected by the input slab waveguide and the array waveguide;
An output waveguide connected to the output slab waveguide;
A loopback waveguide connected to the output slab waveguide together with the output waveguide for re-inputting a part of the output M × N channel wavelength multiplexed light to the output slab waveguide. The optical transmission / reception system according to claim 4.
前記周期性波長合波素子は、
前記出力導波路が接続された、
前記M×Nチャネル波長多重光の一部を抽出するタップ回路を備え、
前記抽出されたM×Nチャネル波長多重光の一部が前記ループバック導波路に接続されること
を特徴とする請求項7に記載の光送受信システム。
The periodic wavelength multiplexing element is:
The output waveguide is connected;
A tap circuit for extracting a part of the M × N channel wavelength division multiplexed light;
The optical transmission / reception system according to claim 7, wherein a part of the extracted M × N channel wavelength division multiplexed light is connected to the loopback waveguide.
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