JP2015158645A - optical variable filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信で用いられる光回路に関する。より詳細には、波長分割多重光信号から特定の波長の光信号を取り出しまたは加えるための光信号終端装置に使用される光可変フィルタに関する。 The present invention relates to an optical circuit used in optical communication. More specifically, the present invention relates to an optical variable filter used in an optical signal terminator for extracting or adding an optical signal having a specific wavelength from a wavelength division multiplexed optical signal.
光ファイバを伝送媒体とする光通信技術は、信号の伝送距離の長延化をもたらし、大規模な光通信網が構築されてきた。近年では、インターネット通信が広く普及するのに伴って、通信トラフィックが急速に増大しており、通信網に対する大容量化、高速化、高機能化および低消費電力化の要求が高まっている。これまでに、波長の異なる複数の光信号を1本の光ファイバ伝送路で同時に伝送する波長多重通信技術の導入によって、2地点間の伝送容量を増大することが可能となった。しかし、通信網においては、複数の伝送路が集まるノードにおいて、信号の経路(パス)を設定(ルーティング)したり、切替(スイッチング)したりする必要がある。近年の急激な伝送容量の増大に伴って、経路設定や切替などの信号処理がボトルネックになってきている。 Optical communication technology using an optical fiber as a transmission medium has resulted in a long signal transmission distance, and a large-scale optical communication network has been constructed. In recent years, with the widespread use of Internet communication, communication traffic has increased rapidly, and demands for large capacity, high speed, high functionality, and low power consumption for communication networks are increasing. Up to now, it has become possible to increase the transmission capacity between two points by introducing a wavelength multiplex communication technique for simultaneously transmitting a plurality of optical signals having different wavelengths through one optical fiber transmission line. However, in a communication network, it is necessary to set (route) or switch (switch) a signal path (path) at a node where a plurality of transmission paths gather. With the rapid increase in transmission capacity in recent years, signal processing such as path setting and switching has become a bottleneck.
これまでは、伝送されてきた光信号を一旦電気信号に変換した後に経路設定や経路切替を行ない、再び電気信号を光信号に変換して伝送路に送出する方式が用いられてきた。しかし、今後は光信号を電気信号に変換することなく、光信号のままで信号経路の設定や切替処理を行なう方式を用いる、いわゆるフォトニックネットワークが実現されることになる。フォトニックネットワークを使用することによって、ノードのスループットを飛躍的に拡大するとともに、ノード装置の消費電力を大幅に削減することも期待されている。 Up to now, a method has been used in which a transmitted optical signal is once converted into an electrical signal, path setting or path switching is performed, the electrical signal is converted again into an optical signal, and then sent to the transmission path. However, in the future, a so-called photonic network will be realized that uses a method of performing signal path setting and switching processing without converting an optical signal into an electrical signal. By using a photonic network, it is expected that the throughput of the node will be dramatically increased and the power consumption of the node device will be greatly reduced.
フォトニックネットワークを用いた光ノードシステムとしては、複数のノードをリング状またはバス状に接続した再構成可能光アドドロップ多重(ROADM:Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexing)システム、および、複数のノードをメッシュ状に接続した光クロスコネクト(OXC:Optical Cross-Connect)システムが知られている。ROADMシステムの各ノードには、1本の入力側光ファイバ伝送路と、1本の出力側光ファイバ伝送路とが接続され、入力側光ファイバ伝送路から入力される波長分割多重光信号に対して、波長ごとに接続を切り替える光スイッチが装備されている。この構成によって、波長分割多重光信号のうち任意の波長の光信号について、スルー状態とアド/ドロップ状態とを切り替えることが可能となる。 As an optical node system using a photonic network, a reconfigurable optical add drop multiplexing (ROADM) system in which a plurality of nodes are connected in a ring shape or a bus shape, and a plurality of nodes in a mesh shape An optical cross-connect (OXC: Optical Cross-Connect) system connected to the network is known. Each node of the ROADM system is connected to one input-side optical fiber transmission line and one output-side optical fiber transmission line. For each wavelength division multiplexed optical signal input from the input-side optical fiber transmission line, In addition, an optical switch that switches connections for each wavelength is equipped. With this configuration, it is possible to switch between a through state and an add / drop state for an optical signal having an arbitrary wavelength among the wavelength division multiplexed optical signals.
スルー状態とは、入力側光ファイバ伝送路から入力された光信号が、出力側光ファイバ伝送路へ出力される状態のことである。また、アド/ドロップ状態とは、入力側光ファイバ伝送路側から入力された光信号がノードに接続された端局装置に出力される「ドロップ状態」、または、端局装置から入力された光信号が出力側光ファイバ伝送路に出力される「アド状態」のことである。 The through state is a state in which an optical signal input from the input side optical fiber transmission line is output to the output side optical fiber transmission line. The add / drop state is a “drop state” in which an optical signal input from the input side optical fiber transmission line side is output to a terminal device connected to the node, or an optical signal input from the terminal device. Is an “added state” that is output to the output side optical fiber transmission line.
一方、OXCシステムでは、各ノードに複数の入力側光ファイバ伝送路と、複数の出力側光ファイバ伝送路とが接続され、入力側光ファイバ伝送路から入力される波長分割多重光信号に対して、波長ごとに接続経路(方路)を切り替える光スイッチが備えられている。この構成によって、任意の入力側光ファイバ伝送路から入力された波長分割多重光信号のうち任意の波長の光信号を、任意の出力側光ファイバ伝送路へ出力することができる。最近では、柔軟性の高いネットワークを構築するために、OXCノードにおいても端局装置を接続し、入出力光ファイバ伝送路間での接続経路の切替に加えて、端局装置へのアド/ドロップも可能なシステムが必要とされてきている。 On the other hand, in the OXC system, a plurality of input-side optical fiber transmission lines and a plurality of output-side optical fiber transmission lines are connected to each node, and wavelength division multiplexed optical signals input from the input-side optical fiber transmission lines are received. An optical switch that switches connection paths (routes) for each wavelength is provided. With this configuration, an optical signal having an arbitrary wavelength among wavelength division multiplexed optical signals input from an arbitrary input-side optical fiber transmission line can be output to an arbitrary output-side optical fiber transmission line. Recently, in order to build a highly flexible network, a terminal device is also connected to an OXC node, and in addition to switching connection paths between input and output optical fiber transmission lines, add / drop to the terminal device There is also a need for a system that can.
図1は、フォトニックネットワークにおけるOXCシステムの構成を概念的に示した図である。図1に示した構成は、当初のOXCシステムにさらにアドシステム/ドロップシステムを追加したものである。視点を変えれば、図1のOXCシステムは、ROADMシステムの方路数を1本から複数(K本)にした構成を持つものと見ることもできる。本発明は、複数の入力伝送路ファイバおよび複数の出力伝送路ファイバを備え、かつ、光信号を伝送路光ファイバからアド/ドロップすることのできるノードで使用される光部品(装置)に関連するものである。以下では、便宜的にOXCシステムに基づいて説明をするが、ROADMシステムにも適用できることは言うまでも無い。尚、フォトニックネットワークにおいて、複数の伝送路が集まり、さらに光レイヤと電気レイヤとの交換および通信信号の処理を行うノードを、フォトニックノードと呼ぶ。 FIG. 1 is a diagram conceptually showing the configuration of an OXC system in a photonic network. The configuration shown in FIG. 1 is obtained by adding an ad system / drop system to the original OXC system. In other words, the OXC system in FIG. 1 can be regarded as having a configuration in which the number of routes in the ROADM system is changed from one to a plurality (K). The present invention relates to an optical component (apparatus) used in a node having a plurality of input transmission line fibers and a plurality of output transmission line fibers and capable of adding / dropping an optical signal from the transmission line optical fiber. Is. The following description will be made based on the OXC system for the sake of convenience, but it goes without saying that the present invention can also be applied to the ROADM system. In the photonic network, a node in which a plurality of transmission paths are gathered and the optical layer and the electrical layer are exchanged and a communication signal is processed is called a photonic node.
図1に示したOXCシステムは、基本要素として、J個の波長分割多重光信号1−1〜1−Jがそれぞれ入力されるK本の入力側光ファイバ伝送路2−1〜2−Kと、光クロスコネクト部3と、J個の波長分割多重光信号5−1〜5−Jがそれぞれ出力されるK本の出力側光ファイバ伝送路4−1〜4−Kとを備える。さらに、アド/ドロップ機能を実現するために、ドロップシステム6−1およびアドシステム6−2が追加されている。図1において、入力側および出力側の光ファイバの数Kと、波長分割多重光信号の数Jとが、同じ場合であっても良い。
The OXC system shown in FIG. 1 includes, as basic elements, K input side optical fiber transmission lines 2-1 to 2-K to which J wavelength division multiplexed optical signals 1-1 to 1-J are respectively input. The
波長分割多重光信号は、異なる波長の複数の光信号を多重化した光信号である。複数の波長の光信号を多重化して1つの波長群を構成し、さらに複数の異なる波長群を多重化して波長分割多重光信号を構成することもできる。また、1つの波長群に含まれる波長は、波長の値が、その長さの順に連続的に配置された複数の波長から構成することができる。例えば、波長(番号)が、λ1、λ2、・・λ8のように、連続して並んでいる8つの波長で1波長群を構成できる。また、波長の長さ順に連続ではなくて、飛び飛びに不連続に配置された複数の波長から構成することもできる。例えば、波長(番号)が、λ1、λ5、λ9・・λ29のように、所定の間隔を置いて不連続(離散的に)に並んだ8つの波長で1波長群を構成することもできる。1つの波長群を構成する波長の数も、上述の所定の間隔なども様々な場合が可能である。 The wavelength division multiplexed optical signal is an optical signal obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths. It is also possible to multiplex optical signals of a plurality of wavelengths to form one wavelength group, and further multiplex a plurality of different wavelength groups to configure a wavelength division multiplexed optical signal. Moreover, the wavelength contained in one wavelength group can be comprised from the several wavelength by which the value of the wavelength was continuously arrange | positioned in the order of the length. For example, the wavelength (number), lambda 1, lambda 2, as in the · · lambda 8, can constitute one wavelength group of eight wavelengths are arranged in succession. Moreover, it can also be comprised from the several wavelength arrange | positioned discontinuously discontinuously instead of being continuous in order of the length of a wavelength. For example, the wavelength (number), lambda 1, lambda 5, as in the lambda 9 · · lambda 29, constituting a wavelength group of eight wavelengths arranged in a discontinuous (discretely) at a predetermined distance You can also. There are various cases where the number of wavelengths constituting one wavelength group and the above-described predetermined interval are various.
ドロップシステム6−1によってドロップされた光信号は、複数の受信器(伝送路Rxとも呼ぶ)8に接続されて終端信号処理が行われ、電気レイヤの別のネットワーク7(例えば、電気ルータ)などへ供給される電気信号10が出力される。また、電気レイヤの別のネットワーク7から供給される電気信号11が、複数の送信器(伝送路Txとも呼ぶ)9に接続され、アドシステム6−2を経由して光信号がアドされる。上述の終端信号処理とは、光信号および電気信号の間の変換、レベル調整、変換後の電気信号における誤り検出・訂正、適切な信号フォーマットの変換等の信号処理を含む。ドロップシステム6−1およびアドシステム6−2ならびに受信器8および送信器9は、合わせて光信号終端装置とも呼ばれる。また、受信器8および送信器9は、端局装置とも呼ばれる。
The optical signal dropped by the drop system 6-1 is connected to a plurality of receivers 8 (also referred to as transmission lines Rx), subjected to termination signal processing, and another network 7 (for example, an electrical router) in the electrical layer, etc. The
一般に、図1に示したようなOXCシステムでは、理想的なアド/ドロップシステムとして、カラーレス(Colorless、波長無依存)、ディレクションレス(Directionless、方路無依存)、およびコンテンションレス(Contentionless)の3つの特性が求められている。カラーレスとは、任意の波長の光信号を任意のドロップポートから受信器へ出力することができ、任意の波長の光信号を、アドシステムを介して送信器からアドポートを経て出力側光ファイバ伝送路へ入力することができる構成のことである。また、ディレクションレスとは、任意の入力側光ファイバ伝送路から入力された光信号を、任意のドロップポート(受信器)から出力することができ、アドシステムへ入力された任意の光信号を任意の出力側光ファイバ伝送路から出力することができる構成のことである。 In general, in an OXC system as shown in FIG. 1, ideal add / drop systems are colorless (colorless), directionless (directionless), and contentionless. These three characteristics are required. Colorless means that an optical signal of any wavelength can be output from any drop port to the receiver, and an optical signal of any wavelength can be transmitted from the transmitter via the add system to the output optical fiber transmission A configuration that can be input to a road. Directionless means that an optical signal input from an arbitrary input side optical fiber transmission line can be output from an arbitrary drop port (receiver), and an arbitrary optical signal input to an add system can be arbitrarily specified. It is the structure which can output from the output side optical fiber transmission line.
さらに、当然のことではあるが、同一波長を有する異なる2つ以上の光信号が、同時に、光ファイバ伝送路の同一の光経路に存在すれば、光信号同士の衝突が起きて混信が生じてしまう。その光経路は使用不能(ブロッキング状態)となってしまう。このような衝突は、アド/ドロップ動作に関わる光経路の接続設定においても生じる可能性がある。アド/ドロップ動作に関わる光経路の接続設定は、ブロッキングを生じさせることが無いようコンテンションレスに行う必要がある。アド/ドロップシステムは、その様な光信号同士の衝突が起こらない構成を有している必要がある。 Furthermore, as a matter of course, if two or more different optical signals having the same wavelength are simultaneously present in the same optical path of the optical fiber transmission line, the optical signals collide with each other, causing interference. End up. The optical path becomes unusable (blocking state). Such a collision may also occur in connection setting of an optical path related to an add / drop operation. It is necessary to perform connection setting of the optical path related to the add / drop operation without contention so as not to cause blocking. The add / drop system needs to have a configuration in which such optical signals do not collide with each other.
現在、運用が開始されているアド/ドロップシステムでは、予め定められたポートにしか接続ができない、また、ポートの接続変更にマニュアル操作が必要であるなどの制限がある。理想的には、フォトニックネットワークにおける上述の3つの特性(CDC:Colorless, Directionless and Contentionless)を実現する必要がある。次に、理想的フォトニックネットワークとして、現在提案されている構成を説明する。 Currently, an add / drop system that has started operation has limitations such as being able to connect only to predetermined ports and requiring manual operation to change port connections. Ideally, it is necessary to realize the above-mentioned three characteristics (CDC: Colorless, Directionless and Contentionless) in the photonic network. Next, a configuration currently proposed as an ideal photonic network will be described.
図2は、OXCシステムにおいて、フルメッシュ接続の光スイッチを用いた従来技術のアド/ドロップシステムの構成を説明する図である。図2の構成は、図1に示したOXCシステムの概要構成において、アド/ドロップ機能部分をより具体化して示したものである。したがって、ここでは図1に示した構成との相違点のみを説明する。入力側光ファイバ伝送路2−1〜2−Kと光クロスコネクト部3との間には、K本の入力側光ファイバ伝送路2−1〜2−Kからの各波長分割多重光信号を分岐する光カプラ21−1〜21−Kが備えられている。1つの光カプラには、分波器22−1〜22−Kの内の対応する1つが接続される。例えば、1番目の入力側光ファイバ伝送路2−1には、光カプラ21−1が接続され、分岐した波長分割多重光信号12は分波器22−1に導かれる。
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a conventional add / drop system using a full mesh connection optical switch in an OXC system. The configuration in FIG. 2 is a more specific example of the add / drop function portion in the schematic configuration of the OXC system shown in FIG. Therefore, only differences from the configuration shown in FIG. 1 will be described here. Between the input side optical fiber transmission lines 2-1 to 2-K and the
図2のアド/ドロップシステムにおいて、光カプラで分岐され、受信器へドロップされる波長の光信号は、光クロスコネクト部3において重複しないように適切に処理されるのは言うまでもない。光カプラは、方路切替の機能は持たないが、入力された波長を分岐して出力することが可能である。光カプラのコストは、光マトリックススイッチと比べて非常に小さく、1/100程度である。
In the add / drop system of FIG. 2, it goes without saying that the optical signal of the wavelength branched by the optical coupler and dropped to the receiver is appropriately processed in the
分波器22−1〜22−Kの出力は、M入力L出力を持つフルメッシュ構成の光マトリックススイッチ23に接続される。光スイッチ23のL個の出力は、L個の受信器24−1〜24−Lに接続される。一般に、光マトリクススイッチは、任意の粒度の光信号(波長パス、波長群パス)に関して、入力された光信号を任意の順序(ポート位置)に組み替えて各出力ポートに出力する。したがって、光スイッチ23のM入力の内の任意の入力ポートに入る光信号は、L出力の内の任意の出力ポートに現れる。光スイッチデバイスを実現するに当たってのコストは、一般に、入力・出力ポートの数に大きく依存し、ポート数の増加とともにコストは増える。
The outputs of the demultiplexers 22-1 to 22-K are connected to an
一例を挙げれば、1つの波長分割多重光信号に96個の異なる波長の光信号が多重化されており、K=8本の入力側光ファイバ伝送路がある場合、光スイッチ23は入力として768の入力ポートを持つ。1つのノード当たりの、アドポート数およびドロップポート数は、入力ポート数に対して所定の割合(ドロップ率/アド率)で決定される。例えば、アドポート数およびドロップポート数をそれぞれ16とすれば、光スイッチ23は、768入力×16出力を持つ巨大なマトリックスを構成することになる。これは、アド側の光スイッチ28についても同様である。
For example, when optical signals of 96 different wavelengths are multiplexed on one wavelength division multiplexed optical signal and there are K = 8 input-side optical fiber transmission lines, the
上述のように、図2に示したOXCノードの構成では、カラーレス、ディレクションレス、コンテンションレスの3特性を実現できるものの、大型で高価な光スイッチを必要とする欠点がある。また、スイッチ素子の数の多さに起因して、信頼性が低下する問題も重要であった。そこで、アド/ドロップシステムに対して、いくつかの改善された構成が提案されている。例えば、特許文献1では、ROADMシステムにおけるカラーレスの構成例が示されている。また、OXCノードに関するものとして、特許文献2では、波長群の分波選択および波長の分波選択をコンパクトな光スイッチを組み合わせて構成する例が提案されている。
As described above, the configuration of the OXC node shown in FIG. 2 can realize the three characteristics of colorless, directionless, and contentionless, but has a drawback of requiring a large and expensive optical switch. Further, the problem that the reliability is lowered due to the large number of switch elements is also important. Thus, several improved configurations have been proposed for add / drop systems. For example,
図3は、特許文献2による別の従来技術のアド/ドロップシステムの構成を説明する図である。図3に示したOXCシステムの構成は、図2に示した構成において、アド/ドロップ機能部分を異なる構成で実現したものであるので、以下、図2の構成との相違点のみを説明する。図3に示したOXCノードにおけるアド/ドロップシステムは、ドロップ側の光信号終端装置30およびアド側の光信号終端装置31を備えている。K個の光カプラ21−1〜21−Kによって分岐される各入力側光ファイバ伝送路からの各波長分割多重光信号は、光増幅器31−1〜31−Kでそれぞれ光出力レベルを調整される。その後、1×Lの光カプラ(スターカプラ)32−1〜32−Kによって、受信器35−1〜35−Lの数に相当するL個の波長分割多重光信号に分岐される。
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of another conventional add / drop system according to
L個に分岐された各入力側光ファイバ伝送路からの波長分割多重光信号は、ファイバ選択スイッチ33−1〜33−Lの各々に接続される。ファイバ選択スイッチは、K個の入力側光ファイバ伝送路の中から、いずれか1つのファイバの波長分割多重光信号を選択する。ファイバ選択スイッチは、K入力1出力のスイッチによって構成できる。一例を挙げれば、図3では、K本すべての入力側光ファイバ伝送路からの波長分割光信号がファイバ選択スイッチ33−1に与えられるが、入力側光ファイバ伝送路2−1の波長分割多重光信号1−1、36、37だけが、ファイバ選択スイッチ33−1によって選択される。選択された波長分割多重光信号38−1は、光可変フィルタ(波長可変フィルタ)34−1に与えられ、さらに所望の波長の光信号39−1のみが選択される。光可変フィルタは、複数の波長を含む波長分割多重光信号から、所望の波長のみを選択するので、同調可能なフィルタ(チューナブルフィルタ)とも呼ばれる。 The wavelength division multiplexed optical signals from the L-side input side optical fiber transmission lines are connected to each of the fiber selection switches 33-1 to 33-L. The fiber selection switch selects the wavelength division multiplexed optical signal of any one of the K input-side optical fiber transmission lines. The fiber selection switch can be constituted by a switch of K input and 1 output. For example, in FIG. 3, the wavelength division optical signals from all K input side optical fiber transmission lines are given to the fiber selection switch 33-1, but the wavelength division multiplexing of the input side optical fiber transmission line 2-1 is performed. Only the optical signals 1-1, 36, and 37 are selected by the fiber selection switch 33-1. The selected wavelength division multiplexed optical signal 38-1 is given to an optical variable filter (wavelength variable filter) 34-1 and only an optical signal 39-1 having a desired wavelength is selected. Since the optical variable filter selects only a desired wavelength from a wavelength division multiplexed optical signal including a plurality of wavelengths, it is also called a tunable filter (tunable filter).
図4は、A入力1出力のスイッチの構成例を示す図である。A入力1出力を持つA×1スイッチは、A個の入力信号の中から1個の信号を抽出する能力を持ち、基本エレメントである1×2スイッチ40、41を組み合わせて構成できる。図4の(a)に示したスイッチは、ツリー型の構成であって、入力ポートによって生じる入力出力間の損失のばらつきを抑えられる点に特徴がある。図4の(b)に示したスイッチは、格子型の構成であって、損失のばらつきの補正が必要となる。ファイバ選択スイッチは、上述のA×1スイッチによって構成できる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of an
図3に示したアド/ドロップシステムでは、上述の光可変フィルタ34−1〜34−Lの実現方法にその特徴がある。次に述べるように、発明者らは、図3に示したアド/ドロップシステムにおける光可変フィルタを改善してきた。本発明では、発明者らがさらに改善を加えた光可変フィルタが開示されることになる。したがって、まずアド/ドロップシステムにおける光可変フィルタの構成および動作の詳細についてさらに説明する。 The add / drop system shown in FIG. 3 is characterized by a method for realizing the above-described optical variable filters 34-1 to 34-L. As described below, the inventors have improved the optical variable filter in the add / drop system shown in FIG. In the present invention, an optical variable filter to which the inventors have further improved is disclosed. Therefore, first, the details of the configuration and operation of the optical variable filter in the add / drop system will be further described.
図5は、従来技術のアド/ドロップシステムにおける光可変フィルタの構成方法を説明する概念図である。波長選択フィルタは、複数の入力側光ファイバ伝送路から選択された1つのファイバ伝送路の波長分割多重光信号から、所望の波長(光周波数)の光信号のみを選択する機能を持つ。光可変フィルタの構成には、様々なものが考えられるが、図5の(a)は1つの構成例を示す。図5の(a)に示した光可変フィルタは、波長分割多重光信号50を分波器52によって波長パス単位で分波し、その後、分波された光信号を選択スイッチ51によって選択して、ドロップした波長の光信号53を得るよう動作する。しかしながら、図5の(a)の構成の光可変フィルタでは、スイッチの規模が波長パス数と同等かそれ以上となって巨大となるため、コストおよび信頼性の点で問題であった。
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a configuration method of an optical variable filter in a conventional add / drop system. The wavelength selection filter has a function of selecting only an optical signal having a desired wavelength (optical frequency) from a wavelength division multiplexed optical signal of one fiber transmission line selected from a plurality of input side optical fiber transmission lines. Various configurations of the optical variable filter can be considered. FIG. 5A shows one configuration example. The optical tunable filter shown in FIG. 5A demultiplexes the wavelength division multiplexed
図5の(b)は、光可変フィルタの別の構成例を示す図であり、特許文献2において提案された構成である。図5の(b)の光可変フィルタでは、多段階の分波機能を縦続接続することによって、(a)の構成の光可変フィルタの問題を解決しようとしている。すなわち、1段目の分波機能部54−1および選択スイッチ54−2を持つ1段目の光可変フィルタ54から、n段目の分波機能部55−1および選択スイッチ55−2を持つn段目の光可変フィルタ55までが、n段、縦続接続されている。一例として、2段構成の場合を例にとると、第1段目の光可変フィルタ54では、波長分割多重化光信号を波長群に分波し、所望の波長を含む波長群を選択した後、2段目の光可変フィルタ55で、1つの波長群の波長分割多重化光信号を波長ごとに分波し、所望の波長を選択する構成である。
FIG. 5B is a diagram illustrating another configuration example of the optical variable filter, which is a configuration proposed in
図6は、従来技術の2段構成の光可変フィルタのより具体的な構成例を示す図である。図3に示した特許文献2に開示された従来技術のアド/ドロップシステムにおいて、光信号終端装置内にある光可変フィルタ60の構成例を示している。光可変フィルタ60は、第1段目の波長群選択光可変フィルタ54および2段目の波長選択光可変フィルタ55を備える。第1段目の波長群選択光可変フィルタ54は、1×M周回性アレイ導波路回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)61およびM×1選択スイッチ62から構成される。第2段目の波長選択光可変フィルタ55は、1×N周回性AWG63およびN×1選択スイッチ64から構成される。波長分割多重光信号50が第1段目の波長群選択光可変フィルタ54に与えられ、1×M周回性AWG61によって例えば複数の波長群に群分波されて、1つのある波長群の波長分割多重光信号66が選択される。さらに、ある波長群の波長分割多重光信号66は、1×N周回性AWG63によって各波長に分波され、1つの波長の光信号53が選択される。
FIG. 6 is a diagram illustrating a more specific configuration example of a conventional optical variable filter having a two-stage configuration. In the conventional add / drop system disclosed in
詳細は特許文献2に記載されているが、2つの周回性AWGの構成に関して、MおよびNは互いに素の関係にある。また、1×M周回性AWG61のFSRは、チャネル間隔δfのM倍に対応し、1×N周回性AWG63のFSRは、チャネル間隔δfのN倍に対応する関係にあれば良い。選択スイッチ62、64としてコンパクトなスイッチを組み合わせることによって、カラーレス、ディレクションレス、コンテンテョンレスのドロップ機能を実現可能となった。
Although details are described in
図6に示した構成の光可変フィルタによれば、多段階構成の光可変フィルタでドロップする波長を選択することによって、光スイッチの規模の小さいデバイスを利用することができる。スイッチの数は、概ね次式によって表される。ここで、nは、光可変フィルタの段数である。 According to the optical variable filter having the configuration shown in FIG. 6, a device having a small scale optical switch can be used by selecting a wavelength to be dropped by the optical variable filter having a multistage configuration. The number of switches is generally expressed by the following equation. Here, n is the number of stages of the optical variable filter.
必要なスイッチ規模は、波長多重数が5以上であれば、周回性AWGの段数を増加するほど減少することが知られている。図6の構成によって、図5の(a)に示した1段構成の光可変フィルタと比較すれば、スイッチ構成の規模を減らすことができた。 It is known that the necessary switch scale decreases as the number of wavelength multiplexes is 5 or more, as the number of circulating AWGs increases. The configuration of FIG. 6 can reduce the scale of the switch configuration as compared with the optical variable filter having a single-stage configuration shown in FIG.
しかしながら、スマートフォンなどの新たな携帯端末の爆発的な普及に代表されるように、ネットワークトラフィックが急激に増加する現在の状況を踏まえると、特許文献2に開示された構成の光可変フィルタも、スイッチ規模の大きさの点で依然として十分とは言えなかった。ネットワークトラフィックの増加に加えて、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術、各光デバイスの技術的な進展が見込まれており、近い将来には1本の光ファイバ伝送路の中で取り扱われる波長の数は、最大で200を越えることが予測されていた。そのような中、光終信号端装置における光可変フィルタが処理すべき波長パス(波長)の数が増加すれば、光可変フィルタにおけるスイッチ数もさらに増加することは必至であった。したがって、さらにスイッチ規模を抑えることのできる光可変フィルタの新しい構成が望まれていた。発明者らは、図3に示した従来技術のアド/ドロップシステムにおける光信号終端装置内の光可変フィルタをさらに改善する、新しい提案を行った(特許文献3)。
However, as represented by the explosive spread of new mobile terminals such as smartphones, considering the current situation in which network traffic increases rapidly, the optical variable filter having the configuration disclosed in
図7は、発明者らが提案した光スイッチの規模をさらに抑えることのできる光可変フィルタの構成を示した図である。発明者らは、従来技術の光可変フィルタにおいて着目されていなかった、周回性波長合分波器の入力ポートによる波長選択機能を利用して、波長光可変フィルタをさらにコンパクトかつ低コストで高信頼性のデバイスにより構成できることを見出した。周回性波長合分波器のFSRを設定し、実際に分波に利用する入力ポートおよび出力ポートを選択し、分波する波長数を特定の条件に決定して、同一ポートに重複することなく各波長を出力するよう動作する。図7の構成によって、波長パス(波長)の数が増加しても、光スイッチの規模を効果的に抑えることができた。 FIG. 7 is a diagram showing the configuration of an optical variable filter that can further reduce the scale of the optical switch proposed by the inventors. The inventors have made use of a wavelength selection function by the input port of the cyclic wavelength multiplexer / demultiplexer, which has not been paid attention to in the prior art optical variable filter, and makes the optical wavelength variable filter more compact, low cost and highly reliable. It has been found that it can be configured by a sex device. Set the FSR of the recursive wavelength multiplexer / demultiplexer, select the input and output ports that are actually used for demultiplexing, determine the number of wavelengths to be demultiplexed as a specific condition, and do not duplicate the same port Operates to output each wavelength. With the configuration of FIG. 7, even if the number of wavelength paths (wavelengths) increases, the scale of the optical switch can be effectively suppressed.
図7に示した光可変フィルタの動作の概略は、以下の通りである。発明者らによって提案された光可変フィルタ70は、図6で示した従来技術の光可変フィルタ60に対応するものである。したがって、図3に示したフォトニックノードにおけるドロップシステム30において、光可変フィルタ34−1〜34−Lを、それぞれ光可変フィルタ70によって置き換えることができる。光可変フィルタ70には、複数の光ファイバの中より選択された1つの入力側光ファイバ伝送路から、波長分割多重光信号50が入力される。光可変フィルタ70によって、所望の波長の光信号が選択されて、ドロップされた光信号53が得られ、受信器35−1〜35−Lのうちの1つに渡される。
The outline of the operation of the optical variable filter shown in FIG. 7 is as follows. The variable
光可変フィルタ70は、1入力m出力(1×m)を持つ第1の光スイッチ71と、M入力M出力を持つ第1の周回性AWG72と、m´入力n出力を持つ第2の光スイッチ73と、N入力N出力を持つ第2の周回性AWG74と、n´入力1出力(n´×1)を持つ第3の光スイッチ75とを備えている。波長分割多重光信号50は、第1の光スイッチ71の入力ポート76に入力されて、ドロップされた波長の光信号53は、第3の光スイッチ75の出力ポート77から得られる。フォトニックノードの光信号終端装置においては、光可変フィルタ70は、複数の光受信器の各々に対して備えられる。
The optical
1×mの第1の光スイッチ71は、入力された波長分割多重光信号を、m個のいずれかの出力ポートに切り替える機能を持つ。第1の光スイッチ71の出力ポートは、それぞれ、第1の周回性AWGのM個の入力ポートのうちのいずれかm個に接続されている。したがって、少なくともm≦Mの関係が成り立つ。第1の光スイッチ71は、第1の周回性AWG72の入力ポートのうちのいずれか1つを選択する機能を持つことになる。すなわち、第1の周回性AWG72の入力ポート選択機能を持つ。
The 1 × m first
第1の周回性AWG72は、選択されたいずれか1つの入力ポートに波長分割多重光信号が入力され、その出力ポートに波長(群)ごとに光信号を分波して出力する。第1の周回性AWG72は、M入力M出力を持ち、その分波特性はサイクリックであって周回性を持っている。したがって、第1の周回性AWG72は、周回性波長合分波器またはサイクリック波長合分波器と呼ばれる。Mは同一ポートに入出力されるチャネル番号の周期となる。1つの出力ポートに着目すれば、Mチャネルごとの異なる波長番号を持つ複数の光信号が出力される。
The first circulating
第1の周回性AWG72は、その分波機能のうちの一部だけしか利用されていない。図7の光可変フィルタにおいては、M個の入力ポートおよびM個の出力ポートの内で、それぞれ、m個の入力ポートおよびm´個の出力ポートしか利用されていない。したがって、第1の周回性AWG72は、波長合分波器としてM入力M出力の合分波特性を持つように、その構成要素であるスラブ導波路およびアレイ導波路などが設定されているが、デバイスとしての入出力ポート配線は、一部であるm個の入力ポートおよびm´個の出力ポートだけ備えれば良い。
Only a part of the demultiplexing function of the first circulating
また、mおよびm´は、Mに対して次式の関係を持つ。
M≦m×m´ 式(2)
Further, m and m ′ have the following relationship with respect to M.
M ≦ m × m ′ Formula (2)
第1の光スイッチ71によって選択される第1の周回性AWGのm個の入力ポートに応じて、第1の周回性AWGのm´個の出力ポートの各々に現れる光信号の波長が決定される。したがって、m×m´通りの異なる波長群(または波長)を選択できる。第1の周回性AWG72は、チャネル間隔をδf(Hz)とするとき、次式で表されるFSR1を持つ。
FSR1=M×δf 式(3)
The wavelength of the optical signal appearing at each of the m ′ output ports of the first cyclic AWG is determined according to the m input ports of the first cyclic AWG selected by the first
FSR 1 = M × δf Formula (3)
第1の周回性AWG72は、同一出力ポートにMチャネル毎にサイクリック(周回的)に異なる波長の光信号を出力するので、式(2)を満たせば、重複することなく波長群(または波長)を分波できる。
The first circulating
第2の光スイッチ73は、第1の周回性AWG72のm´個の出力の内の1つを選択し、かつ、後続の第2の周回性AWG74のn個の入力ポートを選択する機能を持つ。すなわち、第2の光スイッチ73は、(m´×1)スイッチ機能部分(前段部分)と(1×n)スイッチ機能部分(後段部分)とを縦続接続したものとなる。第2の光スイッチ73によって、第1の周回性AWGのm´個の出力ポートの内のいずれか1つの光信号が選択されて、さらに後続の第2の周回性AWG74のn個の入力ポートの1つに入力される。
The second
第2の周回性AWG74は、選択されたいずれか1つの入力ポートに波長分割多重光信号が入力され、その出力ポートに波長ごとに光信号を分波して出力する。第2の周回性AWG74は、N入力N出力を持ち、その分波特性に周回性を持っている。Nは同一ポートに入出力されるチャネル番号の周期となる。したがって、1つの出力ポートに着目すれば、Nチャネルごとの異なるチャネル(波長)番号を持つ複数の光信号が出力され得る。ここで、第2の周回性AWG74も、第1の周回性AWG72同様に、その分波機能のうちの一部だけしか利用されていない。すなわち、N個の入力ポートおよびN個の出力ポートの内で、それぞれ、n個の入力ポートおよびn´個の出力ポートしか利用されていない。したがって、第2の周回性AWG74は、波長合分波器としてN入力N出力の合分波特性を持つように構成要素であるスラブ導波路およびアレイ導波路などが設定されているが、デバイスとしての入出力ポート配線は、一部であるn個の入力ポートおよびn´個の出力ポートだけを備えれば良い。
The second
また、nおよびn´は、Nに対して次式の関係を持つ。
N≦n×n´ 式(4)
Further, n and n ′ have the following relationship with N.
N ≦ n × n ′ Formula (4)
第2の周回性AWG74において第2の光スイッチ73によって選択されるn個の入力ポートに応じて、第2の周回性AWG74のn´個の出力ポートの各々に現れる波長が決定される。したがって、第2の周回性AWG74によってn×n´通りの異なる組み合わせに応じて、チャネル(波長)番号を一意に選択できる。第2の周回性AWG74は、チャネル間隔をδf(Hz)とするとき、次式で表されるFSR2を持つ。
FSR2=N×δf 式(5)
Depending on the n input ports selected by the second
FSR 2 = N × δf Formula (5)
第2の周回性AWG74は、同一出力ポートにNチャネル毎にサイクリック(周回的)に異なる波長の光信号を出力するので、式(4)を満たせば、重複することなく波長ごとに光信号を分波できる。ここで、第1の周回性AWG72のMと、第2の周回性AWG74のNは、互いに素の関係にあることが必要である。
Since the second circulating
第2の周回性AWG74のn´個の出力ポートは、そのうちの1つがn´入力1出力を持つ第3の光スイッチ75によって選択される。第3の光スイッチ75の出力ポート77から、ドロップさせる特定の波長を持つ光信号53が出力される。上述のように、光可変フィルタ70は、全体として第1の周回性AWG72による1段目の光可変フィルタ機能と、第2の周回性AWG74による2段目の光可変フィルタ機能とを備えている。この点では、図6に示した従来技術の光可変フィルタの構成と似ている。しかしながら、図6に示した構成には含まれていない、第1の周回性AWG72の入力ポートを選択する第1の光スイッチと、第2の周回性AWG74の入力ポートを選択する第2の光スイッチを備えている点で、提案された光可変フィルタは従来技術と相違していた。
The n ′ output ports of the second
図8は、提案された光可変フィルタの機能を含む光信号終端部(光信号終端装置)の機能を説明する図である。図8の(a)は、提案された光可変フィルタの機能を説明するものであり、(b)は従来技術の光可変フィルタの機能を対比させて説明するものである。提案された光信号終端部では、従来技術と同様に、ファイバ選択スイッチ33−1〜33−L(図3を参照)によって、複数の入力側光ファイバ伝送路から1本のファイバの選択(段階80)が実行される。さらに、図7に示した提案された光可変フィルタにおいて、第1の光スイッチ71によって、第1の周回性AWG72の入力ポート選択が実行される(段階81)。その後、第1の周回性AWG72によって波長群分波または波長分波が行われる(段階82)。さらに、第2の光スイッチ73の前段の光スイッチ部分によって、第1の周回性AWG72の出力ポート選択が実行される(段階83)。さらに、第2の光スイッチ73の後段の光スイッチ部分によって、第2の周回性AWG74の入力ポート選択が実行される(段階84)。次に、第2の周回性AWG74によって波長分波が行われる(段階85)。最後に、第3の光スイッチ75によって、第2の周回性AWG74の出力ポート選択が実行される(段階86)。
FIG. 8 is a diagram for explaining the function of the optical signal termination unit (optical signal termination device) including the function of the proposed optical variable filter. FIG. 8A illustrates the function of the proposed optical variable filter, and FIG. 8B illustrates the function of the conventional optical variable filter in comparison. In the proposed optical signal termination unit, as in the prior art, fiber selection switches 33-1 to 33-L (see FIG. 3) are used to select one fiber from a plurality of input side optical fiber transmission lines (steps). 80) is executed. Further, in the proposed optical variable filter shown in FIG. 7, the first
図8の(b)は、従来技術の光可変フィルタにおける機能を、提案された光可変フィルタの機能の(a)と対比させて示している。図8の(b)の従来技術の光可変フィルタの機能は、図5の(b)の概念図に示した機能と対応している。また、図8の(a)および(b)を対比することによって理解されるように、発明者らによって提案された光可変フィルタは、第1の周回性AWGの入力ポート選択機能81および第2の周回性AWGの入力ポート選択機能84を備えている点に新規な特徴があった。
FIG. 8B shows the function of the conventional optical variable filter in comparison with the proposed optical variable filter function (a). The function of the conventional optical variable filter of FIG. 8B corresponds to the function shown in the conceptual diagram of FIG. Further, as understood by comparing (a) and (b) of FIG. 8, the optical variable filter proposed by the inventors includes an input
発明者らによって提案された図7の光可変フィルタでは、周回性を持つAWGの入力ポートを選択することによって、AWGの持つ分波機能を効率的に使用していた。これに加えて、周回性AWGのFSRの設定(MおよびNの設定)と利用する入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ選択し、出力される波長に重複が生じない構成を選択していた。すなわち、同一の出力ポートからは、所望波の波長の光信号のみが出力される構成となっていた。 In the optical variable filter of FIG. 7 proposed by the inventors, the demultiplexing function possessed by the AWG is efficiently used by selecting the AWG input port having the circularity. In addition to this, the FSR settings (M and N settings) of the recursive AWG and the input and output ports to be used are selected, and the configuration in which the output wavelengths do not overlap has been selected. That is, only the optical signal having the desired wavelength is output from the same output port.
発明者らによって提案された図7の光可変フィルタは、第1の周回性AWGの入力ポート選択機能81および第2の周回性AWGの入力ポート選択機能84を利用することで、光スイッチの規模を従来技術の光可変フィルタよりもさらに低減したものであった。光可変フィルタを構成する要素スイッチ素子の数を減らし、光スイッチの規模を大幅に抑えることができる。これによって、ドロップ側の光信号終端装置におけるデバイスの構成を簡略化し、低コスト化を可能とするものであった。さらに回路規模の縮小により、デバイスの信頼性の向上も期待できるものであった。
The optical variable filter of FIG. 7 proposed by the inventors uses the input
しかしながら、発明者らにより提案された光可変フィルタでは、光可変フィルタを構成する光スイッチの規模を大幅に抑えることができる一方で、選択され透過する信号光の透過損失が増えてしまう問題があった。図7に示した2段構成の光可変フィルタでは、透過する信号光は2つの周回性AWG72、74を通過する。一般に、周回性AWGは、通信帯域(=チャネル間隔×波長多重数)に対して充分に大きい値のFSR値を持つ通常のAWGと比べて、透過損失のポート依存性が大きい。例えば、入力・出力ポート数(MおよびN)が10前後の周回性AWGの典型的な透過損失は、中央ポート付近では通常の(非周回性)AWGにおける透過損失と同様に2〜3dB程度であるのに対し、端のポートでは4〜5dBに達する。したがって、2段以上の周回性AWGを使用する図7に示した光可変フィルタでは、図5の(a)に示した1段の非周回性AWGを利用した従来技術の光可変フィルタの2倍以上の透過損失が発生してしまう。
However, the optical variable filter proposed by the inventors has the problem that the transmission loss of the selected and transmitted signal light increases while the scale of the optical switch constituting the optical variable filter can be greatly reduced. It was. In the two-stage variable optical filter shown in FIG. 7, transmitted signal light passes through the two circulating
光可変フィルタにおける損失が増加すると、図3に示したドロップ側の光信号終端装置30において、光増幅器などによって信号光のレベルを補償しなければならない。光増幅器の増幅ゲインには、使用される光周波数帯によって一定の制限がある。また、光増幅器での所要ゲインの増大は、光増幅器の規模や構成を大きくするとともに装置全体の消費電力の増加を招く。場合によっては、光信号終端装置における分岐数に制限を与えることもある。光可変フィルタの波長選択を行う段数を2よりもさらに増やせば、スイッチ規模の低減により得られる効果よりも、透過損失の増加によって新たに生じる他の装置性能へのマイナスの効果を無視できなくなる。
When the loss in the optical tunable filter increases, the level of signal light must be compensated by an optical amplifier or the like in the drop-side optical
さらに、図7に示した光可変フィルタでは周回性AWG72、74の複数の入力ポートを使用しているが、一般にAWGにおいて隣り合って連続して配置されている複数の入力ポートを使用する場合のフィルタ特性は、透過帯域および阻止帯域のいずれにおいても、その設計の自由度に制限がある。例えば、透過帯域の損失特性をフラットにしたり、透過特性の両端部の傾斜部を適切な形状にしたりするなど、フィルタ特性の様々な要請に対応する上で、隣り合って連続した複数の入力ポートを使用したAWGには設計パラメータに制限がある。結果として隣り合って連続した複数の入力ポートを使用した周回性AWGでは、単一の入力ポートを使用した通常タイプの非周回性AWGと比べて、一般的にフィルタ特性は劣る。したがって、透過損失の大きさや、AWGのフィルタ特性などの設計・製造の柔軟性・容易さの観点からは、周回性AWGの利用、特に隣り合って連続した複数の入力ポートを使用した周回性AWGの利用は、むしろ装置全体の性能およびコストにおいて新たな問題点を伴うものであった。
In addition, the optical variable filter shown in FIG. 7 uses a plurality of input ports of the revolving
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、光可変フィルタにおける光スイッチの規模を抑えるとともに、透過損失の増加も抑え、AWGのフィルタ特性などの設計・製造の柔軟性・容易さを実現する新たな光可変フィルタの構成を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to reduce the size of the optical switch in the optical variable filter and to suppress an increase in transmission loss and to design the filter characteristics of the AWG. It is to provide a new optical variable filter configuration that realizes manufacturing flexibility and ease.
本発明は、このような課題を達成するために、請求項1の発明は、連続して配置された複数のチャネルを含む所定の通信帯域において、前記複数のチャネルの各信号光が多重化された波長分割多重光の中から所定の波長の光信号を選択する光可変フィルタにおいて、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する波長合分波器であって、前記通信帯域において、前記複数の入力ポートの内の1つへ前記波長分割多重光が入力されると、前記複数の出力ポートの1つから前記複数のチャネルの中の1つのチャネルに対応する信号光のみが出力される、波長合分波器と、前記波長合分波器の前記複数の入力ポートの内の1つへ、前記波長分割多重光を選択的に入力する第1の光スイッチと、前記波長合分波器の前記複数の出力ポートの内の1つから、前記波長合分波器によって分波された前記所定の波長の光信号を選択的に出力させる第2の光スイッチとを備え、前記波長合分波器によって単一の波長選択段が構成されることを特徴とする光可変フィルタである。 According to the present invention, in order to achieve such a problem, according to the first aspect of the present invention, each signal light of the plurality of channels is multiplexed in a predetermined communication band including a plurality of channels arranged continuously. In an optical variable filter that selects an optical signal of a predetermined wavelength from the wavelength division multiplexed light, a wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of input ports and a plurality of output ports, and in the communication band, When the wavelength division multiplexed light is input to one of the input ports, only the signal light corresponding to one channel of the plurality of channels is output from one of the plurality of output ports. A multiplexer / demultiplexer; a first optical switch that selectively inputs the wavelength division multiplexed light to one of the plurality of input ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer; and One of the plurality of output ports; And a second optical switch for selectively outputting the optical signal of the predetermined wavelength demultiplexed by the wavelength multiplexer / demultiplexer, and a single wavelength selection stage is configured by the wavelength multiplexer / demultiplexer This is a variable optical filter.
請求項2の発明は、請求項1の光可変フィルタであって、前記第1の光スイッチは、1つの入力ポートおよびM(2以上の自然数)個の出力ポートを有し、前記M個の出力ポートは、前記波長合分波器の前記複数の入力ポートの内の隣り合う位置に連続して並んだ入力ポート群へ接続され、
前記第2の光スイッチは、N(2以上の自然数)個の入力ポートおよび1つの出力ポートを有し、前記波長合分波器の前記複数の出力ポートの内のMの繰り返し周期に位置するN個の出力ポートは、前記第2の光スイッチ素子の前記N個の入力ポートへ接続されたことを特徴とする。
The invention according to
The second optical switch has N (a natural number greater than or equal to 2) input ports and one output port, and is positioned in M repetition periods of the plurality of output ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer. The N output ports are connected to the N input ports of the second optical switch element.
請求項3の発明は、請求項1の光可変フィルタであって、前記第1の光スイッチは、1つの入力ポートおよびM(2以上の自然数)個の出力ポートを有し、前記M個の出力ポートは、前記波長合分波器の前記複数の入力ポートの内のA(2以上の自然数)の繰り返し周期に位置する、相互に隣り合わない入力ポート群へ接続されたことを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、請求項2または3の光可変フィルタであって、前記波長合分波器は、前記複数のチャネルのチャネル間隔をΔfとするとき、Δfのポート間周波数間隔を持つように構成された複数個の波長合分波器で構成され、前記複数個の波長合分波器の各々は、前記第1の光スイッチおよび前記第2の光スイッチと接続され、前記単一の波長選択段を構成することを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the optical variable filter according to the second or third aspect, wherein the wavelength multiplexer / demultiplexer has an inter-port frequency interval of Δf when a channel interval of the plurality of channels is Δf. Each of the plurality of wavelength multiplexers / demultiplexers is connected to the first optical switch and the second optical switch, and the single wavelength multiplexer / demultiplexer It constitutes a wavelength selection stage.
請求項5の発明は、請求項2または3の光可変フィルタであって、前記波長合分波器は、前記複数のチャネルのチャネル間隔をΔfとするとき、B×Δfのポート間周波数間隔を持ち、かつ、各々の透過帯域の中心がΔfずつずれるように構成されたB個の波長合分波器で構成され、前記B個の波長合分波器の各々は、前記第1の光スイッチおよび前記第2の光スイッチと接続され、前記単一の波長選択段を構成することを特徴とする。
The invention according to
請求項6の発明は、請求項2または3の光可変フィルタであって、前記複数個の波長合分波器の各々は、同一の入力ポート数および同一の出力ポート数を有することを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the optical variable filter according to the second or third aspect, wherein each of the plurality of wavelength multiplexers / demultiplexers has the same number of input ports and the same number of output ports. To do.
請求項7の発明は、請求項1乃至6いずれかの光可変フィルタであって、前記波長合分波器の内少なくとも1つは、非周回性のアレイ導波路回折格子(AWG)で構成されたことを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the optical variable filter according to any one of the first to sixth aspects, wherein at least one of the wavelength multiplexers / demultiplexers is configured by a non-circular arrayed waveguide grating (AWG). It is characterized by that.
請求項8の発明は、多重化された波長分割多重光の中から所定の波長の光信号を選択する光可変フィルタにおいて、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する波長合分波器であって、前記通信帯域において、前記複数の入力ポートの内の1つへ前記波長分割多重光が入力されると、前記複数の出力ポートの1つから前記複数のチャネルの中の1つのチャネルに対応する信号光のみが出力される、非周回性のアレイ導波路格子(AWG)と、1つの入力ポートおよびM(2以上の自然数)個の出力ポートを有し、前記非周回性AWGの前記複数の入力ポートの内の1つへ、前記波長分割多重光を選択的に入力する第1の光スイッチと、N(2以上の自然数)個の入力ポートおよび1つの出力ポートを有し、前記非周回性AWGの前記複数の出力ポートの内の1つから、前記波長合分波器によって分波された前記所定の波長の光信号を選択的に出力させる第2の光スイッチとを備え、前記M個の出力ポートは、前記非周回性AWGの前記複数の入力ポートの内の隣り合う位置に連続して並んだ入力ポート群、または、前記非周回性AWGの前記複数の入力ポートの内のA(2以上の自然数)の繰り返し周期に位置する、相互に隣り合わない入力ポート群へ接続され、前記非周回性AWGによって単一の波長選択段が構成されることを特徴とする光可変フィルタである。
The invention of
以上説明したように、本発明によって、フォトニックノードの光信号終端装置で使用される光可変フィルタの光スイッチの規模を抑え、デバイスの構成の簡略化および低コスト化を実現する。さらに、透過損失の増加も抑えた新たな構成の光可変フィルタを実現できる。加えて、本発明の光可変フィルタの構成により、AWGのフィルタ特性などの設計・製造の柔軟性・容易さも獲得できる。 As described above, according to the present invention, the size of the optical switch of the optical variable filter used in the optical signal termination device of the photonic node is suppressed, and the device configuration is simplified and the cost is reduced. Furthermore, it is possible to realize a variable optical filter having a new configuration that suppresses an increase in transmission loss. In addition, the configuration of the optical variable filter of the present invention can also obtain design / manufacturing flexibility and ease such as filter characteristics of the AWG.
本発明は、光信号のままで信号経路の設定や切替処理を行なう光パスネットワークにおける光クロスコネクト装置の光信号終端部などで使用される光可変フィルタに関する。光信号終端部は、複数の光ファイバを介してそれぞれ中継ノードへ並列的に伝送されてきた複数の波長分割多重光の中より選択された1つの波長分割多重光から、その波長分割多重光に含まれる所定の波長パスの光信号を選択して、電気レイヤへドロップさせる光可変フィルタを複数備えている。したがって、用語「光可変フィルタ」は、所定の波長の光信号を透過させる透過帯域の中心波長(光周波数)を可変することができるフィルタを意味している。本発明の光可変フィルタは、異なる波長の複数の波長分割多重光信号から1つの波長を選択するものであれば、光信号終端部以外の用途にも当然に利用できる。 The present invention relates to an optical variable filter used in an optical signal termination unit of an optical cross-connect device in an optical path network that performs signal path setting and switching processing with an optical signal as it is. The optical signal termination unit converts the wavelength division multiplexed light from one wavelength division multiplexed light selected from the plurality of wavelength division multiplexed lights respectively transmitted in parallel to the relay node via the plurality of optical fibers. A plurality of optical variable filters that select and drop an optical signal of a predetermined wavelength path included in the electrical layer are provided. Therefore, the term “optical variable filter” means a filter that can vary the center wavelength (optical frequency) of a transmission band that transmits an optical signal having a predetermined wavelength. The optical variable filter of the present invention can naturally be used for applications other than the optical signal termination unit as long as one wavelength is selected from a plurality of wavelength division multiplexed optical signals having different wavelengths.
本発明の光可変フィルタは、一例を挙げれば、25GHz間隔で192チャネルの光信号が多重化された光通信システムに適用が可能である。しかし、他のチャネル間隔や他の多重化信号数を取り扱う光通信システムにも適用できる。さらに、本発明の光可変フィルタは、光信号終端部だけではなく、複数の光信号から所望波のみを取り出す用途にも適用できる。 For example, the optical variable filter of the present invention can be applied to an optical communication system in which 192 channel optical signals are multiplexed at 25 GHz intervals. However, the present invention can also be applied to an optical communication system that handles other channel intervals and other numbers of multiplexed signals. Furthermore, the optical variable filter of the present invention can be applied not only to the optical signal termination unit but also to the use of extracting only a desired wave from a plurality of optical signals.
本発明の光可変フィルタが取り扱う波長分割多重光信号は、複数の異なる波長の光信号が多重化されたものであるが、波長分割多重光信号の構成は様々なものを含む。例えば、波長分割多重光信号が、複数の波長群から構成され、1つの波長群は、複数の波長を含むような構成とすることができる。光通信システムにおいては、波長の値、または対応する光周波数と、チャネル番号とが関連付けられている。 The wavelength division multiplexed optical signal handled by the optical variable filter of the present invention is obtained by multiplexing a plurality of optical signals having different wavelengths, and the wavelength division multiplexed optical signal includes various configurations. For example, the wavelength division multiplexed optical signal may be configured from a plurality of wavelength groups, and one wavelength group may include a plurality of wavelengths. In an optical communication system, a wavelength value or a corresponding optical frequency is associated with a channel number.
1つの波長群に含まれる波長は、波長の値が、その長さの順に連続的に配置された複数の波長から構成することができる(連続配置型波長群)。例えば、波長(番号)が、λ1、λ2、・・λ8のように、連続して並んでいる8つの波長(チャネル番号でも連続)で1波長群を構成できる。また、波長の長さ順に連続ではなくて、所定のチャネル番号間隔で選択され飛び飛びに不連続な順に配置された複数の波長から構成することもできる(分散配置型波長群)。例えば、波長(番号)が、λ1、λ5、λ9・・λ29のように、所定の間隔を置いて不連続(離散的に)に並んだ8つの波長で1波長群を構成することもできる。波長群の数、1つの波長群を構成する波長の数、上述の所定のチャネル番号間隔なども様々な場合が可能である。尚、チャネルの間隔は、システムによって、等波長間隔または等光周波数間隔で構成される。 A wavelength included in one wavelength group can be composed of a plurality of wavelengths whose wavelength values are continuously arranged in the order of their length (continuous arrangement type wavelength group). For example, the wavelength (number), lambda 1, lambda 2, as in the · · lambda 8, can constitute one wavelength group in the eight that are arranged continuous wavelength (continuous even channel numbers). Moreover, it is also possible to configure from a plurality of wavelengths selected in a predetermined channel number interval and arranged in a discontinuous order instead of being continuous in order of wavelength length (dispersed arrangement type wavelength group). For example, the wavelength (number), lambda 1, lambda 5, as in the lambda 9 · · lambda 29, constituting a wavelength group of eight wavelengths arranged in a discontinuous (discretely) at a predetermined distance You can also. The number of wavelength groups, the number of wavelengths constituting one wavelength group, the predetermined channel number interval described above, and the like can be various. The channel interval is configured with equal wavelength intervals or equal optical frequency intervals depending on the system.
従来技術の光可変フィルタでは、周回性波長合分波器が使用されており、代表的なものとして、アレイ導波路回折格子(AWG)を利用していた。AWGにおいては、入力ポートへ入力された波長分割多重信号を分波して、各出力ポートに分波された光信号が出力される。FSR(Free Spectral Range:自由スペクトル領域)を適切に設定してAWGを構成することによって、出力ポートに現れる波長をサイクリックなもの、すなわち周回性を持ったAWGとすることもできる。図7に示した従来技術の光可変フィルタでは、入力ポートの選択スイッチと組み合わせた周回性AWGを、多段構成で使用することによって実現されていた。図5の(a)の構成のように、通常の非周回性AWGでは、複数の波長を波長グループとして合分波することができない。図7に示した従来技術の光可変フィルタは、波長グループとして複数の波長を扱うことで多段化した構成の実現が可能な周回性AWGの特性に着目したものであった。 In the conventional optical tunable filter, a cyclic wavelength multiplexer / demultiplexer is used, and a typical example is an arrayed waveguide diffraction grating (AWG). In the AWG, the wavelength division multiplexed signal input to the input port is demultiplexed, and the demultiplexed optical signal is output to each output port. By configuring the AWG by appropriately setting an FSR (Free Spectral Range), the wavelength appearing at the output port can be made cyclic, that is, an AWG having recurring properties. The prior art variable optical filter shown in FIG. 7 is realized by using a circular AWG combined with an input port selection switch in a multistage configuration. As in the configuration of FIG. 5A, a normal non-circumferential AWG cannot multiplex / demultiplex a plurality of wavelengths as a wavelength group. The prior art optical tunable filter shown in FIG. 7 pays attention to the characteristics of the circulating AWG capable of realizing a multi-stage configuration by handling a plurality of wavelengths as a wavelength group.
本発明は、周回性AWGを使用せずに、通常の非周回性AWGを利用してスイッチ規模の低減を実現すると同時に、透過損失等の増加などのフィルタ特性の劣化を抑えた光可変フィルタを提供する。従来技術において複数段の周回性AWGを利用することで最適な多段化構成を検討してきた前提を見直し、非周回性AWGの低損失な特性に再び着目して本発明に至った。 The present invention achieves a reduction in switch scale by using a normal acyclic AWG without using a recurring AWG, and at the same time, an optical variable filter that suppresses deterioration of filter characteristics such as an increase in transmission loss. provide. The prior art has reviewed the premise that an optimum multi-stage configuration has been studied by using a multi-stage circulatory AWG, and has focused on the low-loss characteristics of the non-circumferential AWG to arrive at the present invention.
本発明は、連続して配置された複数のチャネルを含む所定の通信帯域において、前記複数のチャネルの各信号光が多重化された波長分割多重光の中から所定の波長の光信号を選択する光可変フィルタである。複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する波長合分波器であって、前記通信帯域において、前記複数の入力ポートの内の1つへ前記波長分割多重光が入力されると、前記複数の出力ポートの1つから前記複数のチャネルの中の1つのチャネルに対応する信号光のみが出力される、波長合分波器と、前記波長合分波器の前記複数の入力ポートの内の1つへ、前記波長分割多重光を選択的に入力する第1の光スイッチと、前記波長合分波器の前記複数の出力ポートの内の1つから、前記波長合分波器によって分波された前記所定の波長の光信号を選択的に出力させる第2の光スイッチとを備える。本発明の光可変フィルタでは、前記波長合分波器によって単一の波長選択段が構成される。本発明の光可変フィルタでは、周回性AWGではない通常の非周回性AWGを使用する。そこで、最初に、本発明の光可変フィルタで使用される非周回性AWGの合分波特性について説明する。 The present invention selects an optical signal having a predetermined wavelength from wavelength division multiplexed light in which signal lights of the plurality of channels are multiplexed in a predetermined communication band including a plurality of channels arranged continuously. It is an optical variable filter. A wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of input ports and a plurality of output ports, wherein the wavelength division multiplexed light is input to one of the plurality of input ports in the communication band. A wavelength multiplexer / demultiplexer that outputs only signal light corresponding to one of the plurality of channels from one of the output ports, and one of the plurality of input ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer From the first optical switch for selectively inputting the wavelength division multiplexed light and one of the plurality of output ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer, the wavelength multiplexer / demultiplexer demultiplexes the wavelength division multiplexed light. And a second optical switch for selectively outputting the optical signal having the predetermined wavelength. In the optical variable filter of the present invention, a single wavelength selection stage is configured by the wavelength multiplexer / demultiplexer. In the optical variable filter of the present invention, a normal non-circumferential AWG that is not a recursive AWG is used. Therefore, first, the multiplexing / demultiplexing characteristics of the noncircular AWG used in the optical variable filter of the present invention will be described.
図9は、本発明の光可変フィルタで使用される非周回性AWGの分波動作を説明する図である。非周回性AWG90は、1つの出力ポートに現れる波長の数によって、後述する周回性AWGに対して定義される。したがって、図10とともに説明される周回性AWGの分波動作を合わせて理解されたい。非周回性AWG90は、左側に番号を記載したように入力ポート1〜8を備え、右側に番号を記載したように出力ポート1〜8を備えている。各入力ポートに複数の異なる波長が多重化された多重化信号を入力すると、出力ポート1〜8にそれぞれ1つずつ波長が分波される。
FIG. 9 is a diagram for explaining the demultiplexing operation of the non-circumferential AWG used in the optical variable filter of the present invention. The
例えば、入力ポート1に波長λ1〜λ8を含む多重光91−1が入力されると、出力ポート1にはλ1の信号光が、出力ポート2にはλ2の信号光が現れ、同様に出力ポート8にはλ8の信号光が現れる。すなわち、多重化光91−1は、非周回性AWG90によって、出力ポート1〜8の各々に1つずつ分波され、分波波長92−1が得られる。入力ポート2に波長λ2〜λ9を含む多重光91−2が入力されると、出力ポート1にはλ2の信号光が、出力ポート2にはλ3の信号光が現れ、同様に出力ポート8にはλ9の信号光が現れる。すなわち、多重化光91−2は、非周回性AWG90によって、出力ポート1〜8の各々に1つずつ分波され、分波波長92−2が得られる。入力ポート1の場合と同様に、多重化光91−2は、非周回性AWG90によって、出力ポート1〜8の各々に1つずつ分波される。同様に、入力ポート3に波長λ3〜λ10を含む多重光91−3が入力されると、非周回性AWG90によって、出力ポート1〜8の各々に1つずつ分波され、分波波長92−3が得られる。
For example, when the multiplexed light 91-1 including wavelengths λ1 to λ8 is input to the
ここで注意すべきは、入力ポートが1つだけずれると、出力ポート1〜8から出力され得る波長番号が1つずつずれることである。これは、入力ポートを選択することによって、同一波長の信号光を異なる出力ポートから出力できることを意味している。また図9において、各入力ポートに入力された多重光91−1、91−2、91−3に含まれる波長は、これらの波長のみを含む多重光を入力しなければならないという意味ではないことに留意されたい。すなわち、入力ポート1には波長λ1〜λ8以外のλ9〜の波長が含まれていても構わない。図9の入力ポートおよび出力ポートに記載された波長は、これらの波長の入力多重光が入力されたときに、漏れなくすべての出力ポート1〜8から異なる波長が1つずつ現れることを意味している。
It should be noted that when the input port is shifted by one, the wavelength numbers that can be output from the
上述のように、非周回性AWG90では、各出力ポートからは1つの波長の信号光のみが分波される。つまり、本発明の光可変フィルタでは、連続して配置された複数のチャネルを含む所定の通信帯域において、複数のチャネルの各信号光が多重化された波長分割多重光の中から所定の波長の光信号が選択される。そして、非周回性AWG90では、上述の通信帯域において、複数の入力ポートの内の1つへ波長分割多重光が入力されると、複数の出力ポートの1つから複数のチャネルの中の1つのチャネルに対応する信号光のみが出力されることになる(非周回性の定義)。これに対して、従来技術で使用されていた周回性AWGでは、1つの出力ポートからは異なる波長を持つ複数の光信号が現れる。
As described above, in the
図10は、周回性AWGの分波動作を説明する図である。周回性AWG100は、左側に番号を記載したように入力ポート1〜8を備え、右側に番号を記載したように出力ポート1〜8を備えている。各入力ポートに複数の異なる波長が多重化された多重化信号を入力すると、出力ポート1〜8にそれぞれ異なる波長を持つ複数の波長が分波される。
FIG. 10 is a diagram for explaining the demultiplexing operation of the circulating AWG. The revolving
例えば、入力ポート1に波長λ1〜λ16を含む多重光101−1が入力されると、出力ポート1にはλ1、λ9の信号光が、出力ポート2にはλ2、λ10の信号光が現れ、同様に出力ポート8にはλ8、λ16の信号光が現れる。すなわち、多重化光101−1は、周回性AWG100によって、出力ポート1〜8の各々に2つの異なる波長の信号光が分波され、分波波長102−1が得られる。入力ポート2に波長λ1〜λ16を含む多重光101−2が入力されると、出力ポート1にはλ2、λ10の信号光が、出力ポート2にはλ3、λ11の信号光が現れ、同様に出力ポート8にはλ1、λ9の信号光が現れる。すなわち、多重化光101−2は、周回性AWG100によって、出力ポート1〜8の各々に2つずつ分波され、分波波長102−2が得られる。入力ポート1の場合と同様に、多重化光101−2は、周回性AWG100によって、出力ポート1〜8の各々に2つの異なる波長の信号光が分波される。同様に、入力ポート3に波長λ1〜λ16を含む多重光101−3が入力されると、周回性AWG100によって、出力ポート1〜8の各々に2つの異なる波長の信号光が分波され、分波波長102−3が得られる。
For example, when the multiplexed light 101-1 including wavelengths λ1 to λ16 is input to the
図10から明らかなように、従来技術で使用された周回性AWG100は、1つの出力ポートに2つ以上の異なる波長を持つ複数の信号光が同時に現れることになる。図10において、例えば入力多重光101−1がλ1〜λ48の48チャネルの信号光を含むものとすれば、出力ポート1からは、λ1、λ9、λ17、λ25、λ33、λ41の6つの出力信号光が同時に現れる。図7に示した従来技術の光可変フィルタでは、この1つの出力ポートに現れる異なる波長を持つ複数の信号光をさらに分離するために、少なくとも2段以上の周回性AWGを使用することが必須であった。
As is clear from FIG. 10, in the revolving
尚、周回性AWG100と非周回性AWG90とは、設定されているFSR値によっても区別ができる。すなわち周回性AWGでは、FSR値は、繰り返し現れる波長番号の周期(図10の例では8)にチャネル帯域幅Δfを乗じたものに対応する。一方で、非周回性AWGでは、FSR値は、光可変フィルタが対象とする光通信システムで想定されるすべてのチャネルを1つの出力ポートへそれぞれ分波できるように、周回性AWGよりも充分に大きい値に設定されている。
It should be noted that the
本発明の発明者らは、図9に示した非周回性AWGにおいては、1つの入力ポートへ波長分割多重光が入力されたとき、各出力ポートからは1つの波長の信号光のみが分波されという単純な機能に再び着目し、スイッチ規模および透過損失の両方を同時に抑えることのできる構成を検討した。既に述べたように、非周回性AWGによって分波すべき波長の数が96チャネル、192チャネル等と多くなれば、図5の(a)で示したスイッチ51の規模が巨大化することが問題であった。しかしながら、非周回性AWGを用いた場合でも、分波後の出力ポートに対する波長選択スイッチに加えて、入力ポートによる波長選択機能を組みわせることによって、効果的に多数の波長を分波可能であることを見出した。以下、詳細に本発明の光可変フィルタの構成および動作を説明する。
In the non-circumferential AWG shown in FIG. 9, when the wavelength division multiplexed light is input to one input port, the inventors of the present invention demultiplex only signal light of one wavelength from each output port. Focusing on this simple function again, we examined a configuration that can simultaneously suppress both the switch scale and transmission loss. As already described, if the number of wavelengths to be demultiplexed by non-circumferential AWG increases to 96 channels, 192 channels, etc., the problem is that the scale of the
本発明の光可変フィルタは、周回性AWGの代わりに非周回性AWGを用い、かつ、非周回性AWGの入力側および出力側にそれぞれ配置された2つの選択スイッチを組み合わせた単一段の構成のAWGを備える。非周回性AWGを1つの段でのみ使用することで、スイッチ規模および透過損失の両方を抑えた光可変フィルタが実現できる。 The optical variable filter of the present invention has a single-stage configuration in which a non-circumferential AWG is used in place of the recursive AWG, and two selection switches arranged on the input side and the output side of the non-circular AWG are combined. Provide AWG. By using the non-circumferential AWG in only one stage, it is possible to realize an optical variable filter that suppresses both the switch scale and the transmission loss.
**第1の実施形態**
図11は、本発明の光可変フィルタの第1の実施形態の構成および動作を説明する図である。図11の(a)は、本発明の光可変フィルタ110を示し、(b)は光可変フィルタ110によって選択される光信号の波長を概念的に示した図である。図11の(a)を参照すれば、光可変フィルタ110は、非周回性AWG111、非周回性AWG111の入力側に接続された入力ポート選択スイッチ112、非周回性AWG111の出力側に接続された出力ポート選択スイッチ113から構成される。異なる複数の波長を含む多重化された入力光114は、1×M入力ポート選択スイッチ112に入力される。入力ポート選択スイッチ112の出力は、L×L非周回性AWG111の概ね中央部にあり、隣り合う連続するM個の入力ポートに接続されている。図11の構成では、非周回性AWGの隣り合う連続したM個の入力ポートが使用されているが、後に説明される本発明の他の実施形態では入力ポートの使用法の異なる形態が開示される。
** First embodiment **
FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration and operation of the first embodiment of the optical variable filter of the present invention. FIG. 11A shows the optical
非周回性AWG111の出力ポートに現れる光信号は、N×1出力ポート選択スイッチ113によって選択され、出力光115として出力される。非周回性AWG111の出力ポートの内で出力ポート選択スイッチ113に接続されるものは、1番目の出力ポートから始まり、M−1個置きに(繰り返し周期Mで)、(M+1)番目、(2M+1)番目、(3M+1)番目、・・となり、Lを越えない((N−1)×M+1)番目の出力ポートまでとなる。
The optical signal appearing at the output port of the
図11の(b)では、光可変フィルタ110によって選択される光信号の波長を概念的に示している。矢印の各々は異なる波長の光信号を示しており、横軸は波長を概念的に示す。矢印の先端部に記載した数字は、非周回性AWG111の選択される入力ポート番号を示す。116の符号が付されたM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、2番目の入力ポート、・・・、M番目の入力ポートが選択されたときに、1番目の出力ポートに現われる信号光を表している。ここで、M個の信号光116は一度に現われるのではなくて、選択された入力ポートに対応した1つの信号光が現われることに留意されたい。したがって、M個の信号光は、入力ポートの選択による非周回性AWGの波長選択機能を利用していることになる。
FIG. 11B conceptually shows the wavelength of the optical signal selected by the optical
同様に、117の符号が付されたM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、2番目の入力ポート、・・・、M番目の入力ポートが選択されたときに、(M+1)番目の出力ポートに現われる信号光を表している。ここでも、M個の信号光117は一度に現われるのではなくて、選択された入力ポートに対応した1つの信号光が現われる。さらに同様に、118の符号が付されたM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、2番目の入力ポート、・・・、M番目の入力ポートが選択されたときに、(2M+1)番目の出力ポートに現われる信号光を表している。M個の信号光118は一度に現われるのではなくて、選択された入力ポートに対応した1つの信号光が現われる。
Similarly, M signal lights denoted by
上述のように、入力ポート選択スイッチ112によって、非周回性AWG111の隣り合う、連続して並んだM個の入力ポートを選択するとき、非周回性AWGの出力ポートをM個の間隔で選ぶことによって、一群の連続した波長番号の信号光を、漏れなく選択できる。したがって、例えば他の例を挙げれば、入力ポート選択スイッチ112で10個の入力ポートを選ぶときには、1番目、11番目、21番目の出力ポートを選べば、1番目の出力ポートにλ1〜λ10の波長を、11番目の出力ポートにλ11〜λ20の波長を、21番目の出力ポートにλ21〜λ30の波長を出力することができる。
As described above, when the M input ports adjacent to each other in the
したがって、本発明の光可変フィルタでは、第1の光スイッチ(入力ポート選択スイッチ112)は、1つの入力ポートおよびM(2以上の自然数)個の出力ポートを有し、前記M個の出力ポートは、波長合分波器(非周回性AWG111)の複数の入力ポートの内の隣り合う位置に連続して並んだ入力ポート群へ接続され、第2の光スイッチ(出力ポート選択スイッチ113)は、N(2以上の自然数)個の入力ポートおよび1つの出力ポートを有し、波長合分波器の前記複数の出力ポートの内のMの繰り返し周期に位置するN個の出力ポートは、前記第2の光スイッチ素子の前記N個の入力ポートへ接続されることになる。次に、第1の実施形態のより具体的な構成および動作例を説明する。 Therefore, in the optical variable filter of the present invention, the first optical switch (input port selection switch 112) has one input port and M (natural number of 2 or more) output ports, and the M output ports. Are connected to an input port group continuously arranged at adjacent positions among a plurality of input ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer (non-circumferential AWG 111), and the second optical switch (output port selection switch 113) is , N (natural numbers greater than or equal to 2) input ports and one output port, and N output ports located in M repetition periods of the plurality of output ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer are It is connected to the N input ports of the second optical switch element. Next, a more specific configuration and operation example of the first embodiment will be described.
図16は、本発明の光可変フィルタの第1の実施形態のより具体的な動作を説明する図である。図11に示した光可変フィルタ110において1×4入力ポート選択スイッチ165、9×9非周回性AWG160および3×1出力ポート選択スイッチ166からなる例を示す。入力波長分割多重光信号167は、λ1からλ12までの、12個の異なる波長を持った信号光が多重化されている。入力波長分割多重光信号167は、入力ポート選択スイッチ165によって、非周回性AWG160の9個の入力ポートの中の、概ね中央部にある連続して配置された4つ(M=4)の入力ポートの内の1つを選択する。すなわち、4番目の入力ポートから7番目の入力ポートまでの内の1つが選択される。図16の(a)は4番目の入力ポート161が選ばれた場合を、(b)は5番目の入力ポート162が選ばれた場合を、(c)は6番目の入力ポート163が選ばれた場合を、(d)は7番目の入力ポート164が選ばれた場合をそれぞれ示す。
FIG. 16 is a diagram for explaining a more specific operation of the first embodiment of the optical variable filter of the present invention. 11 illustrates an example including the 1 × 4 input
非周回性AWG160の出力ポート側は、4ポート間隔で1番目の出力ポート、5番目の出力ポート、9番目の出力ポートの3つのポートが利用される。これらの3つの出力ポートの内の1つを出力ポート選択スイッチ166によって選択することによって、λ1からλ12までの12個の異なる波長を持った信号光の内の1つが選択される。
On the output port side of the
例えば、4番目の入力ポート161が選択されたときに、1番目の出力ポートが選ばれれば、図16の(a)のようにλ1の光信号を出力光168として出力することができる。また、5番目の入力ポート162が選択されたときに、1番目の出力ポートが選ばれれば、図16の(b)のようにλ2の光信号を出力光168として出力することができる。同様に、1番目の出力ポートからは、λ3(図16の(c)の場合)またはλ4(図16の(d)の場合)の出力光を出力できる。
For example, if the first output port is selected when the
4番目の入力ポート161が選択されたときに、5番目の出力ポートが選ばれれば、図16の(a)のようにλ5の光信号を出力光168として出力することができる。また、5番目の入力ポート162が選択されたときに、5番目の出力ポートが選ばれれば、図16の(b)のようにλ6の光信号を出力光168として出力することができる。同様に、5番目の出力ポートからは、λ7またはλ8の出力光を出力できる。
If the fifth output port is selected when the
上述のように、図16に示した光可変フィルタの構成によって、入力波長分割多重光信号167から、λ1〜λ12の光信号のいずれか1つを、漏れ無く選択して取り出すことができる。
As described above, with the configuration of the optical variable filter shown in FIG. 16, any one of the optical signals of λ1 to λ12 can be selected and extracted from the input wavelength division multiplexed
したがって、本発明は、連続して配置された複数のチャネルを含む所定の通信帯域において、前記複数のチャネルの各信号光が多重化された波長分割多重光の中から所定の波長の光信号を選択する光可変フィルタが実現される。この光可変フィルタは、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する波長合分波器であって、前記通信帯域において、前記複数の入力ポートの内の1つへ前記波長分割多重光が入力されると、前記複数の出力ポートの1つから前記複数のチャネルの中の1つのチャネルに対応する信号光のみが出力される、波長合分波器と、前記波長合分波器の前記複数の入力ポートの内の1つへ、前記波長分割多重光を選択的に入力する第1の光スイッチと、前記波長合分波器の前記複数の出力ポートの内の1つから、前記波長合分波器によって分波された前記所定の波長の光信号を選択的に出力させる第2の光スイッチとを備え、前記波長合分波器によって単一の波長選択段が構成される。 Therefore, according to the present invention, in a predetermined communication band including a plurality of consecutively arranged channels, an optical signal having a predetermined wavelength is selected from wavelength division multiplexed light in which the signal lights of the plurality of channels are multiplexed. The optical variable filter to be selected is realized. The optical variable filter is a wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of input ports and a plurality of output ports, and the wavelength division multiplexed light is input to one of the plurality of input ports in the communication band. Then, only the signal light corresponding to one of the plurality of channels is output from one of the plurality of output ports, and the plurality of the wavelength multiplexer / demultiplexer The first optical switch for selectively inputting the wavelength division multiplexed light to one of the input ports, and the wavelength multiplexing / demultiplexing from one of the plurality of output ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer. And a second optical switch that selectively outputs the optical signal having the predetermined wavelength that has been demultiplexed by the duplexer, and a single wavelength selection stage is configured by the wavelength multiplexer / demultiplexer.
図11および図16から明らかなように、単一の波長選択段を構成する非周回性AWGを利用して、入力ポートの選択スイッチと出力ポートの選択スイッチとを組み合わせることで、異なる波長の複数の信号光が多重化された多重化信号光から、所望の波長の信号光を選択することができる。非周回性AWGの概ね中央部にある、隣り合った連続して配置されているM個の入力ポートと、M個の繰り返し周期にあるN個の出力ポートとを利用することで、連続した波長番号を持った一連のM×N個の信号光を漏れ無く選択することができる。尚、ここで概ね中央部にあるM個の入力ポートを利用するのは、一般にAWGでは中央部に位置する入力ポートにおいて所望のフィルタ特性を実現しやすいためであって、必ずしも中央部だけに限定されない。 As is clear from FIG. 11 and FIG. 16, a combination of an input port selection switch and an output port selection switch using a non-circumferential AWG that forms a single wavelength selection stage allows a plurality of different wavelengths. The signal light having a desired wavelength can be selected from the multiplexed signal light in which the signal light is multiplexed. By using M consecutively arranged input ports adjacent to each other in the center of the non-circumferential AWG and N output ports in M repetition cycles, continuous wavelengths are obtained. A series of M × N signal lights having numbers can be selected without omission. The reason why the M input ports in the central portion are used here is that, in AWG, in general, it is easy to realize a desired filter characteristic in the input port located in the central portion, and the number is not necessarily limited to the central portion. Not.
図17は、本発明の光可変フィルタの第1の実施形態の様々な構成例を表で示した図である。連続する波長番号を持つ96チャネルの波長選択に対応した光可変フィルタの構成例である。1×M入力ポート選択スイッチの選択数M、非周回性AWGの入力ポートおよび出力ポートの数(AWGサイズ)L、N×1出力ポート選択スイッチの選択数Nの、とり得る組み合わせを示している。一般に、光可変フィルタ全体でのスイッチ規模を最小にするためには、MおよびNの和が最小になるような組み合わせが良い。そのような組み合わせの中で、AWGのサイズLが最小の組み合わせを選択するのが好ましい。図16では、波長多重数がM×Nに等しい構成例の場合であったが、図17に示した各構成例では、M、L、Nの組み合わせによっては、選択可能な波長数が96より大きい場合もあることに留意されたい。このような場合であっても、第1の実施形態の光可変フィルタによれば、連続した波長番号を持った一連の96チャネルの信号光を漏れ無く選択することができることに変わりはない。 FIG. 17 is a table showing various configuration examples of the first embodiment of the variable optical filter of the present invention. It is an example of a structure of the optical variable filter corresponding to the wavelength selection of 96 channels with a continuous wavelength number. The possible combinations of the number M of 1 × M input port selection switches, the number of non-circumferential AWG input ports and output ports (AWG size) L, and the number N of N × 1 output port selection switches are shown. . In general, in order to minimize the switch scale in the entire optical variable filter, a combination that minimizes the sum of M and N is preferable. Among such combinations, it is preferable to select a combination having the smallest AWG size L. FIG. 16 shows a configuration example in which the number of multiplexed wavelengths is equal to M × N. However, in each configuration example shown in FIG. 17, the number of selectable wavelengths is 96 depending on the combination of M, L, and N. Note that it can be large. Even in such a case, according to the optical variable filter of the first embodiment, it is still possible to select a series of 96 channel signal lights having consecutive wavelength numbers without omission.
図11、図16および図17に示した実施形態では、非周回性AWGの利用する入力ポートは、概ね中央部にあり、隣り合って連続して配置されている入力ポートを利用している。しかしながら、一般にAWGにおいて隣り合う近接した入力ポートまたは出力ポートを利用する場合、透過特性においてお互いのチャネル間のクロストークが問題となり得る。そこで次の第2の実施形態では、波長選択のための非周回性AWGの入力ポートの異なる利用形態について述べる。 In the embodiment shown in FIGS. 11, 16, and 17, the input port used by the non-circumferential AWG is substantially in the center, and uses input ports that are continuously arranged adjacent to each other. However, in general, when adjacent input ports or output ports adjacent to each other are used in the AWG, crosstalk between channels can be a problem in transmission characteristics. Therefore, in the next second embodiment, different usage modes of the input port of the acyclic AWG for wavelength selection will be described.
**第2の実施形態**
図12は、本発明の光可変フィルタの第2のおよび第3の実施形態の構成を説明する図である。光可変フィルタ120は、非周回性AWG121、非周回性AWG121の入力側に接続された入力ポート選択スイッチ122、非周回性AWG121の出力側に接続された出力ポート選択スイッチ123から構成される。異なる複数の波長を含む多重化された入力光124は、1×M入力ポート選択スイッチ122に入力される。入力ポート選択スイッチ122の出力は、L×L非周回性AWG121の概ね中央部にあり、少なくとも1つの間隔を置いて、等間隔に配置されたM個の入力ポートに接続されている。図11に示した第1の実施形態との相違点は、非周回性AWGのどの入力ポートを利用し、これに応じてどの出力ポートを利用するかにある。
** Second embodiment **
FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of the second and third embodiments of the variable optical filter of the present invention. The optical
図12に示すように、第2の実施形態における非周回性AWGの入力ポートとしては、概ね中央部にあり、少なくとも1つの間隔を置いて等間隔に配置されたM個の入力ポートが利用される。図12の例では、1つの間隔を置いて、概ね中央部にある1番目入力ポート、3番目入力ポート、5番目入力ポート・・・(2M−1)番目のM個の入力ポートが利用される。このように間隔を置いて非連続で入力ポートを利用する場合において、非周回性AWGの出力ポートの選び方には2種類が提案される。1つは、隣り合う出力ポートを利用する方法であり、もう1つは、隣り合う出力ポートを利用しない方法である。まず、隣り合う出力ポートを利用する第2の実施形態について説明する。 As shown in FIG. 12, as the input port of the non-circumferential AWG in the second embodiment, M input ports are used which are generally located at the center and arranged at equal intervals with at least one interval. The In the example of FIG. 12, the first input port, the third input port, the fifth input port,... (2M-1) th M input ports that are located at the center of the center are used. The In this way, when the input ports are used discontinuously at intervals, two types of methods for selecting the output port of the non-circumferential AWG are proposed. One is a method using adjacent output ports, and the other is a method not using adjacent output ports. First, a second embodiment using adjacent output ports will be described.
図13は、本発明の光可変フィルタの第2の実施形態の構成および動作を説明する図である。図13の(a)は、本発明の光可変フィルタ120を示し、(b)は光可変フィルタ120によって選択される光信号の波長を概念的に示した図である。図13の(a)は、非周回性AWG121で利用される出力ポートを明示したことを除いて、図12で示した構成と同じである。本実施形態では、非周回性AWG121における出力ポートとして、隣り合う2つの出力ポートを合計N個利用される。ここで、非周回性AWG121の入力ポートは、1番目から(2M−1)番目まで利用されるが、1つ置きに選ばれているので、全体ではM個の入力ポートしか利用されないことに留意されたい。
FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration and operation of the second embodiment of the variable optical filter of the present invention. FIG. 13A shows the optical
図13の(b)を参照すると、図11の(b)で説明したのと同様に、光可変フィルタ120によって選択される光信号の波長を概念的に示している。矢印の各々は異なる波長の光信号を示しており、横軸は波長を概念的に示す。矢印の先端部に記載した数字は、非周回性AWG121で選択される入力ポート番号を示す。131−1の符号が付された実線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、1番目の出力ポートに現われる信号光を表している。ここで、本実施形態で選択されている入力ポートは、1番目、3番目、5番目、・・(2M−1)番目であって、1つ置きに間を空けた合計M個の入力ポートであることに留意されたい。したがって、M個の信号光131−1は、波長軸上で波長番号が連続したものではなく、波長番号が1つ置きのものに対応している。
Referring to FIG. 13B, the wavelength of the optical signal selected by the optical
一方で、131−2の符号が付された破線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、2番目の出力ポートに現われる信号光を表している。そして、M個の信号光131−2は、波長軸上では、M個の信号光131−1において信号光が現われなかった波長番号に対応する信号光であることに注目されたい。これは、非周回性AWGの入力ポートが1つ置きに選択され、かつ、2M個の間隔(繰返し周期)を置いて隣り合う2つの出力ポートの組みを利用することによって得られる。結果として、1番目の出力ポートおよび2番目の出力ポートからは、交互に、波長軸上において合計2M個の連続した波長番号の光信号を選択できることになる。 On the other hand, the M signal lights indicated by broken-line arrows labeled 131-2 are, in order from the left, the first input port, the third input port,... (2M-1). It represents the signal light that appears at the second output port when the first input port is selected. It should be noted that the M signal lights 131-2 are signal lights corresponding to the wavelength numbers for which no signal light appeared in the M signal lights 131-1 on the wavelength axis. This is obtained by selecting every other input port of the non-circumferential AWG and using a set of two output ports adjacent to each other at intervals of 2M (repetition period). As a result, from the first output port and the second output port, optical signals having a total of 2M continuous wavelength numbers on the wavelength axis can be selected alternately.
同様に、131−3の符号が付された太い実線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、(2M+1)番目の出力ポートに現われる信号光を表している。そして、波長軸上での波長番号は、先の1番目の出力ポートおよび2番目の出力ポートによって選択された2M個の連続した波長番号に引き続く(2M+1)番目の波長から新たに始まるM個の信号光131−3となる。また、131−4の符号が付された太い破線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、(2M+2)番目の出力ポートに現われるM個の信号光を表している。M個の信号光131−4は、波長軸上では、M個の信号光131−3において信号光が現われなかった波長番号に対応する信号光であることに注目されたい。 Similarly, the M signal lights indicated by thick solid arrows denoted by reference numerals 131-3 are, in order from the left, the first input port, the third input port,... (2M-1 The signal light that appears at the (2M + 1) th output port when the) th input port is selected. Then, the wavelength numbers on the wavelength axis are M numbers starting from the (2M + 1) th wavelength following the 2M consecutive wavelength numbers selected by the first output port and the second output port. It becomes signal light 131-3. Further, M signal lights indicated by thick dashed arrows denoted by reference numerals 131-4 are, in order from the left, the first input port, the third input port,... (2M-1). The M signal lights appearing at the (2M + 2) th output port when the th input port is selected. It should be noted that the M signal lights 131-4 are signal lights corresponding to the wavelength numbers for which no signal light appeared in the M signal lights 131-3 on the wavelength axis.
結局、図13の(b)に示したように、非周回性AWGの入力ポートが1つ置きに選択され、かつ、2M個の間隔(繰返し周期)を置いた隣り合う2つの出力ポートの組みを利用することによって、波長軸上において連続した波長番号を持つ一連のM×N個の信号光を、漏れ無く選択することができる。ここで、図11の第1の実施形態と比較すると、図13に示した第2の実施形態では、非周回性AWGの入力ポートの利用形態が異なっている。第1の実施形態では、概ね中央部にある、隣り合った連続して配置されているM個の入力ポートと、M個の間隔(繰り返し周期)で選んだN個の出力ポートとを利用することで、連続した波長番号を持った一連のM×N個の信号光を漏れ無く選択することができる。これに対して、第2の実施形態では、非周回性AWGの入力ポートが少なくとも1つ置きにM個選択され、かつ、M個の整数倍の間隔(繰返し周期)を置いた隣り合う2つの出力ポートを合計N個利用することによって、波長軸上において連続した波長番号の一連のM×N個の信号光を、漏れ無く選択することができる。 Eventually, as shown in FIG. 13B, every other input port of the non-circumferential AWG is selected, and a set of two adjacent output ports at intervals of 2M (repetition period). By using, a series of M × N signal lights having consecutive wavelength numbers on the wavelength axis can be selected without omission. Here, compared with the first embodiment of FIG. 11, the second embodiment shown in FIG. 13 differs in the usage mode of the input port of the non-circumferential AWG. In the first embodiment, M input ports that are arranged adjacent to each other in a substantially central portion and N output ports selected at M intervals (repetition periods) are used. Thus, a series of M × N signal lights having consecutive wavelength numbers can be selected without omission. On the other hand, in the second embodiment, at least every other input port of the non-circumferential AWG is selected M, and two adjacent ports spaced by an integer multiple of M (repetition cycle) are selected. By using a total of N output ports, a series of M × N signal lights having consecutive wavelength numbers on the wavelength axis can be selected without omission.
図13の例では、入力ポートは1つ置きに(繰返し周期Aが2)M個選択され、2M個の間隔を置いて隣り合う2個の出力ポートを使用した。しかし容易に推測できるように、入力ポートが2つ置きに(繰返し周期Aが3)M個選択され、3M個の間隔(繰り返し周期)を置いて隣り合う3個の出力ポートの組みを使用しても、波長軸上において連続した波長番号の一連の信号光を、漏れ無く選択することができることが分かるだろう。したがって、非周回性AWGの入力ポートを、少なくとも1つの間を空けて等間隔で利用することによって、波長軸上において連続した波長番号の一連のM×N個の信号光を、漏れ無く選択することができる。 In the example of FIG. 13, M input ports are selected every other (repetition period A is 2), and two output ports adjacent to each other with 2M intervals are used. However, as can be easily guessed, every two input ports (repetition period A is 3) are selected M, and a set of 3 output ports adjacent to each other with 3M intervals (repetition period) is used. However, it will be understood that a series of signal lights having consecutive wavelength numbers on the wavelength axis can be selected without omission. Therefore, a series of M × N signal lights having consecutive wavelength numbers on the wavelength axis are selected without omission by using at least one gap between the input ports of the acyclic AWG at equal intervals. be able to.
したがって、本実施形態の光可変フィルタでは、第1の光スイッチ(入力ポート選択スイッチ122)は、1つの入力ポートおよびM(2以上の自然数)個の出力ポートを有し、前記M個の出力ポートは、波長合分波器(非周回性AWG121)の前記複数の入力ポートの内のA(2以上の自然数)の繰り返し周期に位置する、相互に隣り合わない入力ポート群へ接続されることになる。 Therefore, in the optical variable filter of the present embodiment, the first optical switch (input port selection switch 122) has one input port and M (a natural number of 2 or more) output ports, and the M outputs The port is connected to a group of input ports that are not adjacent to each other and are located in a repetition period of A (natural number of 2 or more) among the plurality of input ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer (non-circumferential AWG 121). become.
本実施形態によれば、入力ポート側で隣り合う入力ポートを利用しないため、クロストークの点で非周回性AWGのフィルタ特性の所要性能をより緩く設計することが可能となる。透過損失やフィルタ特性の形状についても、設計の自由度を増すことができる。上述の第2の実施形態は、利用する出力ポートの選び方を変形して、さらに所要フィルタ特性を緩和することもできる。 According to the present embodiment, since adjacent input ports are not used on the input port side, it is possible to design the required performance of the filter characteristics of the non-circumferential AWG more loosely in terms of crosstalk. With respect to the shape of transmission loss and filter characteristics, the degree of design freedom can be increased. In the second embodiment described above, the method of selecting the output port to be used can be modified to further reduce the required filter characteristics.
**第3の実施形態**
図14は、本発明の光可変フィルタの第3の実施形態の構成および動作を説明する図である。図14の(a)は、本発明の光可変フィルタ120を示し、(b)は光可変フィルタ120によって選択される光信号の波長を概念的に示した図である。図14の(a)は、非周回性AWG121で領される出力ポートを明示したことを除いて図12で示した構成と同じである。本実施形態では、図13に示した第2の実施形態とは異なり、非周回性AWG121における出力ポートは、隣り合わない2つの出力ポートを組とした、合計N個の出力ポートが利用される。非周回性AWG121の入力ポートは、第2の実施形態同様に、1番目から(2M−1)番目までの2M個が利用される。入力ポートは1つ置きに選ばれているので、全体ではM個の入力ポートしか利用されないことに留意されたい。
** Third embodiment **
FIG. 14 is a diagram for explaining the configuration and operation of the third embodiment of the variable optical filter of the present invention. 14A shows the optical
図14の(b)を参照すると、図13の(b)で説明したのと同様に、光可変フィルタ120によって選択される光信号の波長が概念的に示されている。矢印の各々は異なる波長の光信号を示しており、横軸は波長を概念的に示す。矢印の先端部に記載した数字は、非周回性AWG121で選択される入力ポート番号を示す。141−1の符号が付された実線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、1番目の出力ポートに現われる信号光を表している。ここで、本実施形態で選択されている入力ポートは、1番目、3番目、5番目、・・(2M−1)番目の、1つ置きに間を空けた合計M個の入力ポートである。したがって、M個の信号光141−1は、波長軸上で波長番号が連続したものではなく、波長番号が1つ置きの信号光に対応している。
Referring to (b) of FIG. 14, the wavelength of the optical signal selected by the optical
一方で、141−2の符号が付された破線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、4番目の出力ポートに現われる信号光を表している。そして、M個の信号光141−2は、波長軸上では、M個の信号光141−1において信号光が現われなかった波長番号に対応する信号光であることに注目されたい。ただし、第2の実施形態とは異なり、M個の信号光141−1の最初の信号光を波長番号1番とした場合に、M個の信号光141−2は2番目から始まるのではなく、4番目の波長番号に対応する信号光から始まることに留意されたい。したがって、2番目の波長番号に相当する信号光142は光可変フィルタの設計の前提とした波長番号の中には存在せず、選択をすることができない。
On the other hand, the M signal lights indicated by broken-line arrows labeled 141-2 are, in order from the left, the first input port, the third input port,... (2M-1). It represents the signal light that appears at the fourth output port when the fourth input port is selected. It should be noted that the M signal lights 141-2 are signal lights corresponding to the wavelength numbers for which no signal light appeared in the M signal lights 141-1 on the wavelength axis. However, unlike the second embodiment, when the first signal light of the M signal lights 141-1 is the
しかしながら、上述の選択不能な信号光142である不完全部分を無視すれば、1番目の出力ポートおよび4番目の出力ポートによって、波長軸上において合計2M個の連続した波長番号の光信号を選択できることになる。実際には、信号光142は利用できないので、図14の(b)では、M個の信号光141−1の内の入力ポート3および出力ポート1の組み合わせで選択される信号光143から順に連続した波長番号の一連の複数の光信号を選択できる。
However, if the incomplete portion which is the
同様に、141−3の符号が付された太い実線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、(2M+1)番目の出力ポートに現われる信号光を表している。そして、波長軸上での波長番号は、先の1番目の出力ポートおよび4番目の出力ポートによって交互に選択される連続した波長番号に引き続き、(2M+1)番目の波長から新たに始まるM個の信号光141−3となる。また、141−4の符号が付された太い破線の矢印で示したM個の信号光は、左側から順に、1番目の入力ポート、3番目の入力ポート、・・・、(2M−1)番目の入力ポートが選択されたときに、(2M+4)番目の出力ポートに現われるM個の信号光を表している。M個の信号光141−4は、波長軸上では、M個の信号光141−3において信号光が現われなかった波長番号に対応する信号光となる。 Similarly, M signal lights indicated by thick solid line arrows denoted by reference numerals 141-3 are, in order from the left, the first input port, the third input port,..., (2M-1 The signal light that appears at the (2M + 1) th output port when the) th input port is selected. Then, the wavelength numbers on the wavelength axis are M number of wavelengths that are newly selected from the (2M + 1) th wavelength following the consecutive wavelength numbers alternately selected by the first output port and the fourth output port. It becomes signal light 141-3. Further, M signal lights indicated by thick dashed arrows with a reference numeral 141-4 are, in order from the left, the first input port, the third input port,... (2M−1). The M signal lights appearing at the (2M + 4) th output port when the th input port is selected. The M signal lights 141-4 are signal lights corresponding to the wavelength numbers for which no signal light appeared in the M signal lights 141-3 on the wavelength axis.
結局、図14に示した光可変フィルタの構成によれば、選択不能な信号光142である不完全部分を除けば、波長軸上において連続した波長番号の一連の信号光を、漏れ無く選択することができる。本実施形態では、上述の不完全部分は、出力ポートを隣り合わない2つを組みとして、この2つの出力ポートの間を空けることによって、この結果、波長軸上の端部には選択の対象としない波長、すなわち不完全部分が現われる。入力ポートを1つ置きに選択している場合では、1番目の出力ポートと3番目の出力ポートとを1つの組として選択すると、波長番号が完全に重なってしまう。1番目の出力ポートと5番目の出力ポートとを1つの組として選択するのも同様である。つまり、本実施形態では、出力ポートの組みの一方は他方から奇数ポートずらした位置にあることになる。1ポートずらした場合が、隣り合う出力ポートを利用する第2の実施形態となる。したがって、本実施形態の基本的な構成は、図14のように3ポートずらした場合となる。これより大きく出力ポートをずらした場合、例えば、1番目の出力ポートと6番目の出力ポートを1つの組として選ぶと、波長軸上の端部で2つの選択不能な信号光となる不完全部分が生じることが容易に分かるだろう。
After all, according to the configuration of the optical variable filter shown in FIG. 14, a series of signal lights having consecutive wavelength numbers on the wavelength axis are selected without omission, except for an incomplete portion which is an
図18は、本発明の光可変フィルタの第3の実施形態のより具体的な動作を説明する図である。図14に示した光可変フィルタにおいて1×4入力ポート選択スイッチ187、12×12非周回性AWG180および4×1出力ポート選択スイッチ188からなる12チャネル対応の光可変フィルタの例を示す。入力波長分割多重光信号189は、λ1からλ12までの、12個の異なる波長を持った信号光が多重化されている。入力波長分割多重光信号189は、入力ポート選択スイッチ187によって、非周回性AWG180の12個の入力ポートの中の、概ね中央部にある1つおきに配置された4つ(M=4)の入力ポートの内の1つを選択する。すなわち、4番目、6番目、8番目および10番目の入力ポートの内の1つが選択される。図18の(a)は4番目の入力ポート181が選ばれた場合を、(b)は6番目の入力ポート182が選ばれた場合を、(c)は8番目の入力ポート183が選ばれた場合を、(d)は10番目の入力ポート184が選ばれた場合をそれぞれ示す。
FIG. 18 is a diagram for explaining a more specific operation of the third embodiment of the optical variable filter of the present invention. 14 shows an example of a 12-channel variable optical filter including the 1 × 4 input
非周回性AWG180の出力ポート側は、1番目の出力ポートおよび4番目の出力ポートを組として、8ポートの繰返し周期で、次に9番目の出力ポートおよび12番目の出力ポートが利用される。これらの4つの出力ポートの内の1つを出力ポート選択スイッチ188によって選択することによって、λ1からλ12までの12個の異なる波長を持った信号光の内の1つが選択される。
On the output port side of the
例えば、4番目の入力ポート181が選択されたときに、4番目の出力ポートが選ばれれば、図18の(a)のようにλ2の光信号を出力光190として出力することができる。また、6番目の入力ポート182が選択されたときに、1番目の出力ポートが選ばれれば、図18の(b)のようにλ1の光信号を出力光190として出力することができる。同様に、1番目の出力ポートからは、λ3(図18の(c)の場合)またはλ5(図18の(d)の場合)の出力光を出力できる。
For example, when the
8番目の入力ポート183が選択されたときに、9番目の出力ポートが選ばれれば、図18の(c)のようにλ11の光信号を出力光190として出力することができる。また、10番目の入力ポート184が選択されたときに、12番目の出力ポートが選ばれれば、図18の(d)のようにλ16の光信号を出力光190として出力することができる。
If the ninth output port is selected when the
上述のように、第3の実施形態において、λ1からλ12までの12個の異なる波長を持った信号光を選択しようとする場合には、非周回性AWGは、12ポートの入力ポートおよび出力ポートが必要となる。しかしながら、図18からわかるように、λ0、λ15を選択することができず、また不要な(λ−1)を選択可能となっている。選択不能なλ0、λ15は、図14で説明した選択不能な信号光142の不完全部分に対応する。この不完全性が存在するために、所定の連続した一連の波長を持つ複数の信号光を分波するためには、その所要数(12チャネル)と比べてより広い波長番号の範囲を分波できる能力を持つ大きめのサイズの非周回性AWGおよび選択スイッチが必要となる。例えば本例では、12チャネルの光可変フィルタを想定しているが、入力ポート選択スイッチおよび出力ポート選択スイッチで選択可能な組み合わせは、4×4=16となっている。 As described above, in the third embodiment, when signal light having twelve different wavelengths from λ1 to λ12 is to be selected, the non-circular AWG has 12 port input ports and output ports. Is required. However, as can be seen from FIG. 18, λ0 and λ15 cannot be selected, and unnecessary (λ-1) can be selected. The unselectable λ0 and λ15 correspond to the incomplete portion of the unselectable signal light 142 described in FIG. Due to this imperfection, in order to demultiplex a plurality of signal lights having a predetermined continuous series of wavelengths, the demultiplexing is performed over a wider range of wavelength numbers than the required number (12 channels). Larger size non-circumferential AWGs and selection switches are needed that have the capability to do so. For example, in this example, a 12-channel optical variable filter is assumed, but the combinations that can be selected by the input port selection switch and the output port selection switch are 4 × 4 = 16.
本実施形態では、対象とする波長範囲よりも広い範囲をカバーできるように、非周回性AWGおよびスイッチを多少大きく選ぶことで、不完全部分を避けて、連続した波長番号の一連の複数の光信号を選択可能となる。AWGおよびスイッチに若干の無駄は生じるものの、入力ポートおよび出力ポートのいずれにおいても、連続した位置にあるポートを使用せず、隣り合わないポートを利用することになる。この結果、非周回性AWGに求められるフィルタ特性はより緩和されたもので済む。 In this embodiment, a non-circumferential AWG and a switch are selected to be slightly larger so as to cover a wider range than the target wavelength range, thereby avoiding an incomplete part and a series of a plurality of light beams having consecutive wavelength numbers. The signal can be selected. Although some waste occurs in the AWG and the switch, neither the input port nor the output port uses a port in a continuous position, and uses a port that is not adjacent. As a result, the filter characteristics required for the non-circumferential AWG need only be more relaxed.
図19は、本発明の光可変フィルタの第3の実施形態の様々な構成例を表で示した図である。連続する波長番号を持つ96チャネルの波長選択に対応した光可変フィルタの構成例である。1×M入力ポート選択スイッチの選択数M、非周回性AWGの入力ポートおよび出力ポートの数(AWGサイズ)L、N×1出力ポート選択スイッチの選択数Nの、とり得る組み合わせを示している。一般に、光可変フィルタ全体でのスイッチ規模を最小にするためには、MおよびNの和が最小になるような組み合わせが良い。そのような組み合わせの中で、AWGのサイズLが最小の組み合わせを選択するのが好ましい。 FIG. 19 is a table showing various configuration examples of the third embodiment of the optical variable filter of the present invention. It is an example of a structure of the optical variable filter corresponding to the wavelength selection of 96 channels with a continuous wavelength number. The possible combinations of the number M of 1 × M input port selection switches, the number of non-circumferential AWG input ports and output ports (AWG size) L, and the number N of N × 1 output port selection switches are shown. . In general, in order to minimize the switch scale in the entire optical variable filter, a combination that minimizes the sum of M and N is preferable. Among such combinations, it is preferable to select a combination having the smallest AWG size L.
図14、図18および図19に示した第3の実施形態の構成では、入力ポートおよび出力ポートのいずれにおいても、隣り合った連続したポートを使用せず、隣り合わないポートを利用する。この結果、非周回性AWGに求められるフィルタ特性の仕様はより緩和されたもので良くなる。例えば、非周回性AWGのフィルタ特性について、透過損失を極力減らすような設計が可能となる。また、透過特性の形状をガウス波形ではなく矩形(高次ガウシアン)に近づけるような設計も可能となる。光可変フィルタにより選択する信号光の伝達特性の、様々な観点からの改善および柔軟性の獲得が可能となる。図13に示した第2の実施形態では、非周回性AWGの出力ポート側は、連続した隣り合った出力ポートを利用していた。これに対し、図14に示した第3の実施形態では、非周回性AWGの出力ポート側で、相互に離れた出力ポートを利用することで、AWGのフィルタ特性をさらに有効に改善することが可能となる。 In the configuration of the third embodiment shown in FIGS. 14, 18, and 19, adjacent input ports and output ports do not use adjacent continuous ports but use non-adjacent ports. As a result, the specification of the filter characteristics required for the non-circumferential AWG can be more relaxed. For example, the non-circumferential AWG filter characteristics can be designed to reduce transmission loss as much as possible. Further, it is possible to design such that the shape of the transmission characteristics is close to a rectangle (higher order Gaussian) instead of a Gaussian waveform. It is possible to improve and acquire flexibility from various viewpoints of the transmission characteristic of the signal light selected by the optical variable filter. In the second embodiment shown in FIG. 13, the output port side of the non-circumferential AWG uses continuous adjacent output ports. On the other hand, in the third embodiment shown in FIG. 14, the filter characteristics of the AWG can be further effectively improved by using the output ports separated from each other on the output port side of the non-circumferential AWG. It becomes possible.
第3の実施形態の構成では、取り扱う波長範囲の端部において選択不能な波長の信号光(不完全部分)があるので、波長番号の欠落がなく連続した波長番号の一連の複数の信号光を処理するためには、この不完全部分を避ける必要がある。第1の実施形態では、1番目の出力ポートから最後の出力ポートまでをすべて使用して、かつ、連続した波長番号の信号光を選択できる。したがって、必要とする波長帯域の仕様およびAWGの構成を選べば、すべての出力ポートを無駄なく完全に使い切ることもできる。一方で、本実施形態では、上述の不完全部分を避けるようにして、対象となるシステムの波長帯域の仕様を考慮しながら、AWGの構成を選ぶ必要がある。結果として、非周回性AWGおよび選択スイッチにはやや大き目のサイズのものが必要と成り得る。 In the configuration of the third embodiment, since there is signal light having an unselectable wavelength (incomplete portion) at the end of the wavelength range to be handled, a series of signal lights having continuous wavelength numbers without missing wavelength numbers are generated. In order to process it, it is necessary to avoid this incomplete part. In the first embodiment, signal light having continuous wavelength numbers can be selected using all of the first output port to the last output port. Therefore, if the specification of the required wavelength band and the configuration of the AWG are selected, all the output ports can be completely used without waste. On the other hand, in the present embodiment, it is necessary to select the configuration of the AWG while avoiding the above-described incomplete portion and considering the wavelength band specification of the target system. As a result, the non-circumferential AWG and the selection switch may need a slightly larger size.
しかしながら、非周回性AWGのフィルタ特性の設計に自由度が得られると共に、製造工程においても誤差の許容度に余裕が生まれ製造上の歩留まり向上などのメリットも大きくなる。詳細な性能比較は後に述べるが、図7に示した従来技術の複数段構成の光可変フィルタと比べると、図14の本発明の光可変フィルタ構成では、非周回性AWGの単一段の構成によって、従来技術と同等のスイッチ規模の低減効果を維持したままで、非周回性AWGの利用による低損失特性を実現できる。AWGが1つで済むことによって光可変フィルタの構成が非常にシンプルなものと成る。 However, a degree of freedom can be obtained in the design of the filter characteristics of the non-circumferential AWG, and an allowance for errors is generated in the manufacturing process, and the merit of improving the manufacturing yield is increased. Although a detailed performance comparison will be described later, the optical variable filter configuration of the present invention shown in FIG. 14 is different from the conventional optical variable filter configuration shown in FIG. The low loss characteristic can be realized by using the non-circumferential AWG while maintaining the effect of reducing the switch scale equivalent to that of the conventional technology. By using only one AWG, the configuration of the optical variable filter becomes very simple.
上述の3つの実施形態では、単一の非周回性AWGを1段で使用し、単一の波長選択段を構成する例を示した。対象とする波帯域が192チャネルのように非常に広い場合には、1つのAWGの大きさが大きくなってしまう場合がある。このような場合には、非周回性AWGを分割することもできる。次の第4の実施形態で分割型の光可変フィルタの構成例を示す。 In the above-mentioned three embodiments, a single non-circumferential AWG is used in one stage and a single wavelength selection stage is configured. When the target wave band is very wide like 192 channels, the size of one AWG may become large. In such a case, the non-circumferential AWG can be divided. In the following fourth embodiment, a configuration example of a split type optical variable filter will be described.
**第4の実施形態**
図15は、本発明の光可変フィルタの第4の実施形態の第1の構成を説明する図である。本実施形態の光可変フィルタ150は、これまでの実施形態と異なり並列に使用される2つ以上の非周回性AWGを含み、例えば、第1の非周回性AWG151−1および第2の非周回性AWG151−2を備えている。各々の非周回性AWGはL×Lの構成を持ち、さらに、各非周回性AWGの入力側に接続された入力ポート選択スイッチ152、各非周回性AWGの出力側に接続された出力ポート選択スイッチ153から構成される。異なる複数の波長を含む多重化された入力光154は、1×M入力ポート選択スイッチ152に入力される。入力ポート選択スイッチ152の出力は、各L×L非周回性AWGの概ね中央部であって、連続した隣り合うM/2個の入力ポートにそれぞれ接続されている。図15の構成では、各々の非周回性AWGの隣り合う連続したM/2個の入力ポート(群)が使用されている。しかしながら、第2の実施形態、第3の実施形態のように、各々の非周回性AWGで、少なくとも1つの間隔を置いて等間隔に配置された入力ポート(群)を利用しても良い。
** Fourth embodiment **
FIG. 15 is a diagram for explaining a first configuration of the fourth embodiment of the optical variable filter according to the present invention. The optical
本実施形態では、非周回性AWGを2つに分割することによって、1つの非周回性AWGのサイズを小さくし、1つの非周回性AWGで担う光信号の数を減らす。第1〜第3の実施形態と比べて1つの非周回性AWGのサイズが小さくて済むので、各入力・出力ポートの間で得られる透過特性の中心周波数ずれを小さく抑えることができる。他のフィルタ帯域特性についても、所要性能を実現するための要件が緩いものとなる。したがって、例えば、非周回性AWGのフィルタ特性について、透過損失を極力減らすような設計が可能となる。また、透過特性の形状をガウス波形ではなく矩形(高次ガウシアン)に近づけるような設計も可能となる。光可変フィルタによって波長選択をする信号光の伝達特性の、様々な観点からの改善および柔軟性の獲得が可能となる。次に、第4の実施形態の光可変フィルタのより具体的な構成例および動作を説明する。 In this embodiment, by dividing the non-circumferential AWG into two, the size of one non-circumferential AWG is reduced, and the number of optical signals carried by one non-circular AWG is reduced. Since the size of one non-circumferential AWG may be smaller than in the first to third embodiments, the center frequency deviation of the transmission characteristics obtained between the input and output ports can be suppressed to be small. With respect to other filter band characteristics, requirements for realizing the required performance are loose. Therefore, for example, the filter characteristics of the non-circumferential AWG can be designed to reduce transmission loss as much as possible. Further, it is possible to design such that the shape of the transmission characteristics is close to a rectangle (higher order Gaussian) instead of a Gaussian waveform. It is possible to improve and obtain flexibility from various viewpoints of the transmission characteristics of signal light that is wavelength-selected by the optical variable filter. Next, a more specific configuration example and operation of the optical variable filter according to the fourth embodiment will be described.
図20は、本発明の第4の実施形態の光可変フィルタの、より具体的な動作を説明する図である。図20に示した光可変フィルタ200において1×4入力ポート選択スイッチ206、2つの5×5非周回性AWG201−1、201−2および6×1出力ポート選択スイッチ207からなる例を示す。入力波長分割多重光信号208は、λ1からλ12までの、12個の異なる波長を持った信号光が多重化されている。入力ポート選択スイッチ206によって、非周回性AWG201−1、201−2の各々の5個の入力ポートの中の、概ね中央部にある連続して配置された2つ(M/2=2)の入力ポートの内の1つが選択され、入力波長分割多重化光信号208が入力される。すなわち、3番目の入力ポートおよび4番目の入力ポートの内の1つが選択される。図20の(a)は第1の非周回性AWG201−1の3番目の入力ポート203が選ばれた場合を、(b)は4番目の入力ポート204が選ばれた場合を、(c)は第2の非周回性AWG201−2の3番目の入力ポート205が選ばれた場合を、(d)は4番目の入力ポート206が選ばれた場合をそれぞれ示す。
FIG. 20 is a diagram illustrating a more specific operation of the optical variable filter according to the fourth embodiment of the present invention. The optical
図20に示した光可変フィルタでは、各々の非周回性AWGで隣り合う入力ポートが使用されている。したがって、個々の非周回性AWGでは、第1の実施形態と同様の動作によって波長の選択が可能である。図20の(a)および(b)からわかるように、第1の非周回性AWG201−1によって、λ1からλ6までの連続した波長番号の一連の信号光が分波される。同様に、図20の(c)および(d)からわかるように、第2の非周回性AWG201−2によって、λ7からλ12までの連続した波長番号の一連の信号光が分波される。 In the optical variable filter shown in FIG. 20, adjacent input ports are used in each non-circumferential AWG. Therefore, in each non-circumferential AWG, the wavelength can be selected by the same operation as in the first embodiment. As can be seen from FIGS. 20A and 20B, a series of signal lights having consecutive wavelength numbers from λ1 to λ6 are demultiplexed by the first acyclic AWG 201-1. Similarly, as can be seen from (c) and (d) of FIG. 20, a series of signal lights having consecutive wavelength numbers from λ7 to λ12 are demultiplexed by the second acyclic AWG 201-2.
図21は、第4の実施形態の光可変フィルタで利用可能な非周回性AWGの異なる分波特性を説明する図である。図21の(a)の非周回性AWG210は、図20に示した光可変フィルタに用いられる非周回性AWGの分波特性を示している。尚、(b)の非周回性AWG211は、後に説明する第4の実施形態の第2の構成例の光可変フィルタに用いられる非周回性AWGの分波特性を示しており、後に(a)と比較しながら詳述する。(a)に示したように、非周回性AWG210は、1番目の入力ポートに多重光212が入力されると、6つの出力ポートの各々からλ1からλ6の内の1つの信号光214が出力される。入力ポートが1つだけずれて、2番目の入力ポートに多重光213が入力されると、6つの出力ポートの各々からλ2からλ7の内の1つの信号光215が出力される。したがって、1つのポートが1つのチャネル(中心波長λ、中心光周波数f)に対応している。この時の各チャネルの信号の中心周波数の間隔(チャネル間隔)をΔfとすると、非周回性AWGは、その隣接するポート間の周波数間隔がΔfに構成されたものを使用すれば良い。このとき、非周回性AWGの透過帯域幅もΔfに構成される。AWGの(1つのポートの)透過帯域幅は、信号のチャネル間隔Δfおよび信号のビットレートに応じて設計することになる。したがって、図20の構成の場合は、2つの非周回性AWGは全く同一の構成の周波数間隔Δfのものを利用する。
FIG. 21 is a diagram for explaining different demultiplexing characteristics of the non-circumferential AWG that can be used in the optical variable filter according to the fourth embodiment. A
したがって、本実施形態の光可変フィルタは、波長合分波器(非周回性AWG)は、対象とするシステムの通信帯域において、複数のチャネルのチャネル間隔をΔfとするとき、Δfのポート間周波数間隔を持つように構成された複数個の波長合分波器で構成され、これらの複数個の波長合分波器の各々は、前記第1の光スイッチおよび前記第2の光スイッチと接続され、前記単一の波長選択段を構成することになる。 Therefore, the optical tunable filter according to the present embodiment is configured such that the wavelength multiplexer / demultiplexer (non-circumferential AWG) has an inter-port frequency of Δf, where Δf is the channel spacing of a plurality of channels in the communication band of the target system. Each of the plurality of wavelength multiplexers / demultiplexers configured to have an interval is connected to the first optical switch and the second optical switch. The single wavelength selection stage is configured.
本実施形態の構成によって、非周回性AWGを2つ以上に分割することによって、1つの非周回性AWGのサイズを小さくし、1つの非周回性AWGで担う光信号の数を減らすことができる。これによって、各入力・出力ポートの間で得られる透過特性の中心周波数ずれを小さく抑えることができる。分割型の構成は、非周回性AWGで1つ置きに間を空けた入力ポートを利用する第2および第3の実施形態に適用することもできることも言うまでもない。図20の可変波長光フィルタでは、1つの非周回性AWGで担う波長を単純に2つ以上のグループに分割していた。しかしながら、図20の例とは中心周波数間隔の異なるAWGを利用することで、次の第2の構成例のように非周回性AWGの設計条件および製造条件をさらに緩和することが可能となる。 By dividing the non-circumferential AWG into two or more by the configuration of this embodiment, the size of one non-circumferential AWG can be reduced and the number of optical signals carried by one non-circumferential AWG can be reduced. . Thereby, the center frequency shift of the transmission characteristic obtained between each input / output port can be suppressed to a small value. It goes without saying that the division type configuration can be applied to the second and third embodiments that use input ports spaced apart from each other in a non-circumferential AWG. In the variable wavelength optical filter of FIG. 20, the wavelength assigned to one non-circumferential AWG is simply divided into two or more groups. However, by using an AWG having a different center frequency interval from that of the example of FIG. 20, it becomes possible to further relax the design conditions and manufacturing conditions of the non-circumferential AWG as in the following second configuration example.
図22は、本発明の第4の実施形態の光可変フィルタの第2の構成例について、具体的な動作を説明する図である。図20に示した第1の構成例では、中心周波数間隔がΔfに設定された同一構造の非周回性AWGを利用する例を示したが、図22に示した第2の構成例では、ポート間の周波数間隔がより広い非周回性AWGを利用する構成例である。光可変フィルタ220の構成は、図20に示した光可変フィルタ200の構成と同一であるが、利用される非周回性AWGの構成および2つの非周回性AWGによって分担する波長の分割の仕方が異なる。以下、これらの相違点に絞って説明する。
図22の(a)からわかるように、第1の非周回性AWG221−1の3番目の入力ポート223を選択して出力ポートから出力される波長は、図20の構成例と異なっている点に注意されたい。すなわち、3番目の出力ポートからはλ3ではなくてλ5の信号光が出力される。つまり、1番目の出力ポートからのλ1から2チャネル分の差異を持つλ3ではなくて、4チャネル分の差異を持つλ5の信号光が出力されている。また、5番目の出力ポートからはλ5ではなくてλ9の信号光が出力される。つまり、1番目の出力ポートのλ1から4チャネル分の差異を持つλ5ではなくて、8チャネル分の差異を持つλ9の信号光が出力されている。図22の(b)に示したように、第1の非周回性AWG221−1の4番目の入力ポート224を選択して出力ポートから出力される波長も、同様に、1番目の出力ポートのλ3から4チャネル分の差異を持つλ7の光信号および、8チャネル分の差異を持つλ11の信号光が出力されている。
FIG. 22 is a diagram illustrating a specific operation of the second configuration example of the optical variable filter according to the fourth embodiment of the present invention. In the first configuration example shown in FIG. 20, an example in which the non-circumferential AWG having the same structure in which the center frequency interval is set to Δf is used is shown. However, in the second configuration example shown in FIG. This is a configuration example using a non-circumferential AWG having a wider frequency interval between them. The configuration of the optical
As can be seen from FIG. 22A, the wavelength output from the output port when the
さらに、図22の(c)を参照すれば、第2の非周回性AWG221−2の3番目の入力ポート225を選択したときに出力ポートから出力される波長は、1番目の出力ポートからはλ2となり、3番目の出力ポートからはλ6の信号光が出力され、5番目の出力ポートからはλ10の信号光が出力される。つまり、1番目の出力ポートのλ2から4チャネル分の差異を持つλ6の信号光が出力され、1番目の出力ポートのλ2から8チャネル分の差異を持つλ10の信号光が出力されている。図22の(d)に示したように、第2の非周回性AWG221−2の4番目の入力ポート226を選択して出力ポートから出力される波長も、同様に、1番目の出力ポートのλ4から4チャネル分の差異を持つλ8の信号光および、8チャネル分の差異を持つλ12の信号光が出力されている。
Further, referring to FIG. 22 (c), the wavelength output from the output port when the
第2の構成例を示す図22の(a)〜(d)および第1の構成例を示す図20の(a)〜(d)を比較すると、第2の構成例では、2つの非周回性AWGによって担う波長は単純な分割によるものではなくて、波長は交互に振り分けられている。すなわち、奇数番号の波長(λ1、λ3、・・)を含むグループと偶数番号の波長(λ2、λ4、・・)を含むグループとに分けられていることがわかる。また、1つの出力ポートには1つの波長すなわち1つのチャネルが対応しているのに加えて、図22の構成では、非周回性AWGの出力ポートが1つ異なれば、2チャネル分、出力される波長(番号)が異なっている。 Comparing (a) to (d) of FIG. 22 showing the second configuration example and (a) to (d) of FIG. 20 showing the first configuration example, in the second configuration example, the two non-circulations The wavelength carried by the sex AWG is not a simple division, but the wavelengths are distributed alternately. That is, it can be seen that the group is divided into a group including odd-numbered wavelengths (λ1, λ3,...) And a group including even-numbered wavelengths (λ2, λ4,...). Further, in addition to one output port corresponding to one wavelength, that is, one channel, in the configuration of FIG. 22, if one non-circular AWG output port is different, two channels are output. Wavelengths (numbers) are different.
図22の(a)〜(d)に示したようなパターンで各波長を振り分けて出力することのできる非周回性AWGは、図21の(b)に示した分波特性を持つAWG211により実現できる。図21の(b)に示した非周回性AWG211は、1番目の入力ポートに多重光216が入力されると、6つの出力ポートの各々から1つ置きの波長番号を有するλ1、λ3、λ5、λ7、λ9、λ11の内の1つの信号光218が出力される。入力ポートが1つだけずれて、2番目の入力ポートに多重光217が入力されると、6つの出力ポートの各々から波長番号が2ずれたλ3、λ5、λ7、λ9、λ11、λ13の内の1つの信号光219が出力される。このような分波特性は、この時の対象とするシステムの各チャネル(波長)の信号の中心周波数間隔をΔfとすると、隣接するポート間の周波数間隔が2×Δfの非周回性AWGを使用すれば良い。したがって、λ1、λ3、λ5、λ7、λ9、λ11の各波長を出力する図20の第1の非周回性AWG221−1は、ポート間の周波数間隔が2×Δfの非周回性AWGとなる。
A non-circumferential AWG that can distribute and output each wavelength in a pattern as shown in FIGS. 22A to 22D is an
一方、図22の(c)および(d)に示した第2の非周回性AWG221−2のように、偶数番号の波長(λ2、λ4、・・)を出力するためには、上述の第1の非周回性AWG221−1と同じポート間周波数間隔2×Δfを持ち、かつ、各透過帯域の中心波長が1チャネル分Δfだけずれるように構成されたAWGを利用すれば良い。尚、非周回性AWG221−1、221−2の透過帯域幅は、それぞれΔfとなる。したがって、図22に示した各波長を出力するためには、各透過帯域の中心波長が異なり、ポート間の周波数間隔が2×Δfであるように構成された2種類の非周回性AWGを準備する必要がある。各透過帯域の中心波長が異なるAWGは、AWG内の入力導波路の接続位置を変えるなど、様々な方法で簡単に実現できる。
On the other hand, in order to output even-numbered wavelengths (λ2, λ4,...) As in the second non-circumferential AWG 221-2 shown in (c) and (d) of FIG. An AWG configured to have the same
したがって、本実施形態の光可変フィルタでは、波長合分波器(非周回性AWG)は、対象とするシステムの通信帯域において、複数のチャネルのチャネル間隔をΔfとするとき、B×Δfのポート間周波数間隔を持ち、かつ、各々の透過帯域の中心がΔfずつずれるように構成されたB個の波長合分波器で構成され、前記B個の波長合分波器の各々は、前記第1の光スイッチおよび前記第2の光スイッチと接続され、前記単一の波長選択段を構成することになる。 Therefore, in the optical tunable filter of the present embodiment, the wavelength multiplexer / demultiplexer (non-circumferential AWG) has a port of B × Δf when Δf is the channel spacing of a plurality of channels in the communication band of the target system. Each of the B wavelength multiplexers / demultiplexers is configured to have a frequency interval between them and the center of each transmission band is shifted by Δf. One optical switch and the second optical switch are connected to constitute the single wavelength selection stage.
図22に示した構成の光可変フィルタでは、全く同一の構成の2つの非周回性AWGを利用する図20の構成と比べて、異なる構成の非周回性AWGが必要となる反面、チャネル間隔が2倍のAWGを利用できる。ポート間の周波数間隔の大きいAWGは、狭いAWGと比べて、フィルタ特性の設計仕様により余裕が生まれ、設計の自由度が大きい。さらに、製造上でもより大きな誤差を許容可能であって、製造上の歩留まり向上などのメリットも得られる。 The optical variable filter having the configuration shown in FIG. 22 requires a non-circumferential AWG having a different configuration as compared to the configuration of FIG. 20 using two non-circumferential AWGs having exactly the same configuration, but the channel spacing is small. Double AWG can be used. An AWG with a large frequency interval between ports has a greater degree of design freedom than a narrow AWG due to the design specifications of the filter characteristics. Further, a larger error can be allowed in manufacturing, and advantages such as improvement in manufacturing yield can be obtained.
図22に示した第2の構成例は、対象とする通信帯域を2つに分割して、各透過帯域の中心波長が異なる2つの非周回性AWGを利用するものであったが、3つに分割する構成も可能である。この場合は、出力する波長がλ1、λ4、λ7・・の第1のグループ(波長番号を3で割った剰余が1となる)、出力する波長がλ2、λ5、λ8・・の第2のグループ(波長番号を3で割った剰余が2となる)、出力する波長がλ3、λ6、λ9・・の第3のグループ(波長番号を3で割った剰余が0となる)の3つに分けることができる。容易に推測できるように、この場合は、ポート間の周波数間隔が3×Δfの第1の非周回性AWGを使用すれば良い。そして、透過帯域の中心波長を1チャネル分Δfずらした第2の非周回性AWGおよび透過帯域の中心波長を2チャネル分2Δfずらした第3の非周回性AWGの、合計3種類の非周回性AWGを備えれば良い。
したがって、システムのチャネル数が非常に大きくなった場合であって、フィルタ特性の他の性能上の要請等によってより小型のAWGを利用することが適切な状況には、さらに分割数を4以上に増やしても良いのは言うまでもない。例えば、B(2以上の自然数)分割する場合には、ポート間の周波数間隔がB×Δfの第1の非周回性AWGを備え、各透過帯域の中心波長を順次1チャネル分Δfずらした(B−1)個の非周回性AWGをさらに備えれば良い。図20に示したような連続した波長番号を持つ波長グループに単純に分割する場合でも、フィルタ特性の他の性能上の要請等によってより小型のAWGを利用することが適切な状況には、分割数を増加することができる。
In the second configuration example shown in FIG. 22, the target communication band is divided into two and two non-circumferential AWGs having different center wavelengths of the respective transmission bands are used. It is also possible to divide into two parts. In this case, the output wavelength is the first group of λ1, λ4, λ7,... (The remainder obtained by dividing the wavelength number by 3 is 1), and the output wavelengths are λ2, λ5, λ8,. Group (wavelength number divided by 3 gives a remainder of 2), output wavelength is λ3, λ6, λ9... Third group (wavelength number divided by 3 is a remainder of 0) Can be divided. As can be easily estimated, in this case, the first non-circumferential AWG having a frequency interval between ports of 3 × Δf may be used. Then, a total of three types of non-circularity, that is, a second non-circumferential AWG in which the center wavelength of the transmission band is shifted by Δf by one channel and a third non-circumferential AWG in which the center wavelength of the transmission band is shifted by 2Δf by two channels. What is necessary is just to provide AWG.
Therefore, if the number of channels in the system becomes very large and it is appropriate to use a smaller AWG due to other performance requirements of the filter characteristics, the number of divisions should be further increased to 4 or more. Needless to say, it can be increased. For example, in the case of B (natural number greater than or equal to 2) division, a first non-circumferential AWG having a frequency interval between ports of B × Δf is provided, and the center wavelength of each transmission band is sequentially shifted by Δf by one channel ( B-1) What is necessary is just to further provide the non-circumferential AWG. Even in the case of simple division into wavelength groups having consecutive wavelength numbers as shown in FIG. 20, there are cases where it is appropriate to use a smaller AWG due to other performance requirements of the filter characteristics. The number can be increased.
図23は、本発明の第4の実施形態の光可変フィルタの様々な構成例を表で示した図である。図20の構成に対応し、連続する波長番号を持つ96チャネルについて、帯域を2分割して2つの非周回性AWGによって波長選択する光可変フィルタの構成例である。1×M入力ポート選択スイッチの選択数M、1つの非周回性AWGの入力ポートおよび出力ポートの数(AWGサイズ)L、N×1出力ポート選択スイッチの選択数Nの、とり得る組み合わせを示している。一般に、光可変フィルタ全体でのスイッチ規模を最小にするためには、MおよびNの和が最小になるような組み合わせが良い。そのような組み合わせの中で、AWGのサイズLが最小の組み合わせを選択するのが好ましい。 FIG. 23 is a table showing various configuration examples of the optical variable filter according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 21 is a configuration example of an optical variable filter that corresponds to the configuration of FIG. 20 and that divides a band into two for 96 channels having continuous wavelength numbers and selects wavelengths by two non-circumferential AWGs. The possible combinations of the number M of 1 × M input port selection switches, the number of input ports and output ports (AWG size) L of one acyclic AWG, and the number N of selections of N × 1 output port selection switches are shown. ing. In general, in order to minimize the switch scale in the entire optical variable filter, a combination that minimizes the sum of M and N is preferable. Among such combinations, it is preferable to select a combination having the smallest AWG size L.
以上詳細に述べたように、図20および図22で具体的な動作を説明したAWG分割型構成を持つ第4の実施形態の各光可変フィルタでは、非周回性AWGを分割することによって、より小型なサイズのAWGを利用することができる。これによって、AWG自体のフィルタ特性等の設計はより緩やかな仕様の下で行うことが可能となり、AWGの製造上においても誤差の許容度が大きく製造歩留りの向上およびコストの低減が可能となる。さらに図22に示したAWG分割型の構成によれば、ポート間の周波数間隔のより大きいAWGを利用可能となる。これによって、フィルタ特性の設計仕様には、さらに余裕および設計自由度が生まれる。製造上でもより大きな誤差を許容可能であって、製造上の歩留まりのさらなる向上が可能となる。将来的にシステムのチャネル数が非常に大きくなった場合であって、フィルタ特性の他の性能上の要請、制限等に理由によって、より小型のAWGを利用することが適切な状況には、本発明の第4の実施形態のAWG分割型の構成はそのメリットを発揮し得る。 As described above in detail, in each optical variable filter of the fourth embodiment having the AWG division type configuration whose specific operation has been described with reference to FIGS. 20 and 22, by dividing the non-circularity AWG, A small size AWG can be used. As a result, the design of the filter characteristics and the like of the AWG itself can be performed under more lenient specifications, and the tolerance of errors is large even in the manufacture of the AWG, and the manufacturing yield can be improved and the cost can be reduced. Furthermore, according to the configuration of the AWG division type shown in FIG. 22, it is possible to use an AWG having a larger frequency interval between ports. As a result, a further margin and a degree of design freedom are created in the design specifications of the filter characteristics. Larger errors can be tolerated in manufacturing, and the manufacturing yield can be further improved. If the number of channels in the system becomes very large in the future and it is appropriate to use a smaller AWG because of other performance requirements or restrictions on filter characteristics, etc. The configuration of the AWG division type according to the fourth embodiment of the invention can exhibit its merit.
図24は、図7に示した従来技術の光可変フィルタおよび本発明の各実施形態の光可変フィルタにおいて、スイッチ規模の削減効果を対比させて示した図である。横軸には、対象とする波長の数(通信帯域のチャネル数に対応)を示し、縦軸には、1×2スイッチ素子数で換算したスイッチ数を示す。凡例に示した「SW一括型」および「SW分割型」の表記は、それぞれ、AWGの出力ポート側のみで一括して波長選択を行う場合、および、AWGの前後で入力ポート選択スイッチおよび出力ポート選択スイッチに分割をして波長選択を行う場合を示している。また、波長選択法の「1段選択」〜「3段選択」の表記は、周回性AWGまたは非周回性AWGによって構成される波長選択段の数を示す。 FIG. 24 is a diagram comparing the effect of reducing the switch scale in the conventional optical variable filter shown in FIG. 7 and the optical variable filter of each embodiment of the present invention. The horizontal axis indicates the number of wavelengths of interest (corresponding to the number of channels in the communication band), and the vertical axis indicates the number of switches converted by the number of 1 × 2 switch elements. The notation of “SW batch type” and “SW split type” shown in the legend indicates that the wavelength selection is performed collectively only on the output port side of the AWG, and the input port selection switch and output port before and after the AWG. A case where wavelength selection is performed by dividing the selection switch is shown. In addition, the notation of “one-stage selection” to “three-stage selection” in the wavelength selection method indicates the number of wavelength selection stages constituted by a recursive AWG or a non-circular AWG.
本発明の光可変フィルタは、非周回性AWGの「1段選択」で構成された「SW分割型」に対応し、白抜き四角プロットの実線で示されている。四角プロットの実線で示された「1段選択」構成でかつ「SW一括型」の光可変フィルタは、従来技術の図5の(a)の構成に対応する。本発明の光可変フィルタによれば、「1段選択」の構成であるにも関わらず、従来技術の図5の(a)の構成と比べて、劇的にスイッチ規模を低減している。図7に示した従来技術の周回性AWGの「2段選択」構成でかつ「SW分割型」の光可変フィルタは、白抜き丸プロットで示されている。スイッチの削減規模は、本発明の非周回性AWGの「1段選択」構成でかつ「SW分割型」の構成(白抜き四角プロット)と比べ、わずかに減少しているのみである。波長選択段の数を「2段選択」、「3段選択」と増加させていっても、スイッチ規模の削減量は頭打ちとなっている。 The optical variable filter of the present invention corresponds to the “SW division type” configured by “one-stage selection” of the non-circumferential AWG, and is indicated by a solid line of a white square plot. The “one-stage selection” configuration and the “SW batch type” optical variable filter indicated by the solid line of the square plot correspond to the configuration of FIG. According to the optical variable filter of the present invention, the switch scale is drastically reduced as compared with the configuration of FIG. 5A of the prior art despite the “one-stage selection” configuration. The “2 stage selection” configuration and “SW split type” optical variable filter of the conventional circulatory AWG shown in FIG. 7 are shown by white circle plots. The reduction scale of the switch is only slightly reduced compared with the “one-stage selection” configuration of the non-circumferential AWG of the present invention and the “SW division type” configuration (white square plot). Even if the number of wavelength selection stages is increased to “2-stage selection” and “3-stage selection”, the reduction amount of the switch scale has reached its peak.
結局、図24の比較結果からは、本発明の非周回性AWGの「1段選択」構成で、選択スイッチを入力側と出力側に分けた「SW分割型」の構成とすることによって、図7に示した周回性AWGの「多段選択」構成+「SW分割型」の構成と比べて何ら遜色のないスイッチ削減効果があることがわかる。本発明の光可変フィルタでは、非周回性AWGの1段のみ使用するため、図7に示した複数の周回性AWGを使用した多段構成の光可変フィルタと比べて、透過損失は半分以下の非常に小さい値となる。本発明は、非周回性AWG自体が持つ低い透過損失の特性を最大限に利用することによって、従来技術と同程度のスイッチ規模の低減効果を実現しながら、透過損失の増加を大幅に抑えた光可変フィルタを実現できる。 24, the comparison result of FIG. 24 shows that the “SW split type” configuration in which the selection switch is divided into the input side and the output side in the “one-stage selection” configuration of the non-circumferential AWG of the present invention It can be seen that there is a switch reduction effect comparable to the “multi-stage selection” configuration of the circular AWG shown in FIG. Since the optical variable filter of the present invention uses only one stage of the non-circumferential AWG, the transmission loss is less than half compared with the multi-stage optical variable filter using a plurality of circular AWGs shown in FIG. It becomes a small value. In the present invention, by utilizing the characteristics of the low transmission loss of the non-circumferential AWG itself, the increase in the transmission loss is greatly suppressed while realizing the effect of reducing the switch scale to the same level as the conventional technology. An optical variable filter can be realized.
以上の説明では、波長合分波器として非周回性AWGを例に説明をしてきたが、本発明は、AWGと同様の分波特性を持ち、分波機能を多段化することによって透過損失が増加するような他の形態のデバイスの場合にも適用可能となり得る。また、説明した各実施形態や図面では、非周回性AWGの一番端にある1番目の出力ポートから対象とするシステムの最初の波長番号の光信号を出力するものとして説明した。しかし、一番端にある1番目のポートを使用しない場合でも、非周回性AWGの入力側および出力側にそれぞれAWGのポート選択スイッチを備えた本発明の光可変フィルタの基本構成を備えている限りは、当然に本発明の効果を得られる。したがって、すべての非周回性AWGの出力ポートを使用しなくても良い。 In the above description, the non-circumferential AWG has been described as an example of the wavelength multiplexer / demultiplexer. However, the present invention has a demultiplexing characteristic similar to that of the AWG, and transmission loss is achieved by making the demultiplexing function multistage. The present invention may be applicable to other types of devices in which the increase is increased. In each of the embodiments and drawings described above, the optical signal having the first wavelength number of the target system is output from the first output port at the extreme end of the non-circumferential AWG. However, even when the first port at the extreme end is not used, the basic configuration of the optical variable filter of the present invention having the AWG port selection switches on the input side and output side of the non-circumferential AWG is provided. Of course, the effect of the present invention can be obtained as a matter of course. Therefore, it is not necessary to use the output ports of all non-circumferential AWGs.
以上、詳細に説明してきたように、本発明の光可変フィルタによって、デバイスの構成を簡略化および低コスト化をしながら、光可変フィルタにおける光スイッチの規模を抑えるとともに、透過損失の増加も抑えた新たな構成の光可変フィルタを実現できる。 As described above in detail, the optical variable filter according to the present invention reduces the size of the optical switch in the optical variable filter and suppresses an increase in transmission loss while simplifying the device configuration and reducing the cost. In addition, an optical variable filter having a new configuration can be realized.
本発明は、光通信システムに利用することができる。特に、波長分割多重光信号から特定の波長の光信号を取り出しまたは加える光可変フィルタに利用できる。 The present invention can be used in an optical communication system. In particular, it can be used for an optical variable filter that extracts or adds an optical signal having a specific wavelength from a wavelength division multiplexed optical signal.
1−1〜1−J、36、37、50 波長分割多重光信号
2−1〜2−K 入力側光ファイバ伝送路
3 光クロスコネクト部
4−1〜4−K 出力側光ファイバ伝送路
5−1〜5−J 出力波長分割多重光信号
6−1、30 ドロップシステム
6−2、31 アドシステム
7 電気レイヤネットワーク
8、24−1〜24−L、35−1〜35−L 受信器
9、25−1〜25−L 送信器
21−1〜21−K、27−1〜27−K 光カプラ
23、28 フルマトリックススイッチ
33−1〜33−L ファイバ選択スイッチ
34−1〜34−L、60、70 光可変フィルタ
39−1〜39−L、53 ドロップされた光信号
62、64、71、73、75 光スイッチ
90、111、121、151−1、151−2、180、201−1、201−2 非周回性波長合分波器(AWG)
61、63、72、74、100 周回性波長合分波器(AWG)
112、122、152、165、187、206、227 入力選択スイッチ
113、123、153、166、188、207、228 出力選択スイッチ
1-1 to 1-J, 36, 37, 50 Wavelength division multiplexed optical signal 2-1 to 2-K input side optical
61, 63, 72, 74, 100 orbital wavelength multiplexer / demultiplexer (AWG)
112, 122, 152, 165, 187, 206, 227
Claims (8)
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する波長合分波器であって、前記通信帯域において、前記複数の入力ポートの内の1つへ前記波長分割多重光が入力されると、前記複数の出力ポートの1つから前記複数のチャネルの中の1つのチャネルに対応する信号光のみが出力される、波長合分波器と、
前記波長合分波器の前記複数の入力ポートの内の1つへ、前記波長分割多重光を選択的に入力する第1の光スイッチと、
前記波長合分波器の前記複数の出力ポートの内の1つから、前記波長合分波器によって分波された前記所定の波長の光信号を選択的に出力させる第2の光スイッチと
を備え、
前記波長合分波器によって単一の波長選択段が構成されることを特徴とする光可変フィルタ。 In an optical variable filter that selects an optical signal having a predetermined wavelength from wavelength division multiplexed light in which each signal light of the plurality of channels is multiplexed in a predetermined communication band including a plurality of channels arranged continuously. ,
A wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of input ports and a plurality of output ports, wherein the wavelength division multiplexed light is input to one of the plurality of input ports in the communication band. A wavelength multiplexer / demultiplexer that outputs only signal light corresponding to one of the plurality of channels from one of the output ports;
A first optical switch that selectively inputs the wavelength division multiplexed light to one of the plurality of input ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer;
A second optical switch that selectively outputs an optical signal of the predetermined wavelength demultiplexed by the wavelength multiplexer / demultiplexer from one of the plurality of output ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer; Prepared,
A single optical wavelength selection stage is constituted by the wavelength multiplexer / demultiplexer.
前記第2の光スイッチは、N(2以上の自然数)個の入力ポートおよび1つの出力ポートを有し、前記波長合分波器の前記複数の出力ポートの内のMの繰り返し周期に位置するN個の出力ポートは、前記第2の光スイッチ素子の前記N個の入力ポートへ接続された
ことを特徴とする請求項1に記載の光可変フィルタ。 The first optical switch has one input port and M (natural number of 2 or more) output ports, and the M output ports are among the plurality of input ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer. Connected to the input ports grouped in succession at
The second optical switch has N (a natural number greater than or equal to 2) input ports and one output port, and is positioned in M repetition periods of the plurality of output ports of the wavelength multiplexer / demultiplexer. 2. The optical variable filter according to claim 1, wherein N output ports are connected to the N input ports of the second optical switch element. 3.
前記複数個の波長合分波器の各々は、前記第1の光スイッチおよび前記第2の光スイッチと接続され、前記単一の波長選択段を構成することを特徴とする請求項2または3に記載の光可変フィルタ。 The wavelength multiplexer / demultiplexer includes a plurality of wavelength multiplexers / demultiplexers configured to have an inter-port frequency interval of Δf, where Δf is a channel interval of the plurality of channels,
4. Each of the plurality of wavelength multiplexers / demultiplexers is connected to the first optical switch and the second optical switch, and constitutes the single wavelength selection stage. The optical variable filter described in 1.
前記B個の波長合分波器の各々は、前記第1の光スイッチおよび前記第2の光スイッチと接続され、前記単一の波長選択段を構成することを特徴とする請求項2または3に記載の光可変フィルタ。 The wavelength multiplexer / demultiplexer has a frequency interval between ports of B × Δf where Δf is the channel spacing of the plurality of channels, and the center of each transmission band is shifted by Δf. It consists of multiple wavelength multiplexers / demultiplexers,
4. Each of the B wavelength multiplexers / demultiplexers is connected to the first optical switch and the second optical switch to constitute the single wavelength selection stage. The optical variable filter described in 1.
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを有する波長合分波器であって、前記通信帯域において、前記複数の入力ポートの内の1つへ前記波長分割多重光が入力されると、前記複数の出力ポートの1つから前記複数のチャネルの中の1つのチャネルに対応する信号光のみが出力される、非周回性のアレイ導波路格子(AWG)と、
1つの入力ポートおよびM(2以上の自然数)個の出力ポートを有し、前記非周回性AWGの前記複数の入力ポートの内の1つへ、前記波長分割多重光を選択的に入力する第1の光スイッチと、
N(2以上の自然数)個の入力ポートおよび1つの出力ポートを有し、前記非周回性AWGの前記複数の出力ポートの内の1つから、前記波長合分波器によって分波された前記所定の波長の光信号を選択的に出力させる第2の光スイッチと
を備え、
前記M個の出力ポートは、前記非周回性AWGの前記複数の入力ポートの内の隣り合う位置に連続して並んだ入力ポート群、または、前記非周回性AWGの前記複数の入力ポートの内のA(2以上の自然数)の繰り返し周期に位置する、相互に隣り合わない入力ポート群へ接続され、
前記非周回性AWGによって単一の波長選択段が構成されることを特徴とする光可変フィルタ。 In an optical variable filter that selects an optical signal having a predetermined wavelength from wavelength division multiplexed light in which each signal light of the plurality of channels is multiplexed in a predetermined communication band including a plurality of channels arranged continuously. ,
A wavelength multiplexer / demultiplexer having a plurality of input ports and a plurality of output ports, wherein the wavelength division multiplexed light is input to one of the plurality of input ports in the communication band. A non-circular arrayed waveguide grating (AWG) that outputs only signal light corresponding to one of the plurality of channels from one of the output ports;
A first input port and M (a natural number greater than or equal to 2) output ports, wherein the wavelength division multiplexed light is selectively input to one of the plurality of input ports of the non-circumferential AWG; 1 optical switch,
N (natural number greater than or equal to 2) input ports and one output port, the one of the plurality of output ports of the non-circumferential AWG being demultiplexed by the wavelength multiplexer / demultiplexer A second optical switch for selectively outputting an optical signal of a predetermined wavelength,
The M output ports are input port groups that are continuously arranged adjacent to each other among the plurality of input ports of the non-circumferential AWG, or of the plurality of input ports of the non-circumferential AWG. Are connected to non-adjacent input port groups located in a repetition period of A (natural number of 2 or more),
A variable wavelength filter, wherein a single wavelength selection stage is constituted by the non-circumferential AWG.
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