JP2015185761A - 光マルチキャリア発生器 - Google Patents

Abstract

【課題】光サブチャネルのシンボルレート等に応じて、最適な光サブキャリアを高精度で発生させる。【解決手段】光マルチキャリア発生器において、複数の発振周波数可変レーザー光源と、各々の発振周波数可変レーザー光源の発振周波数を調整する手段と、各々の発振周波数可変レーザー光源の出力光の一部を分岐する手段と、分岐された各々の出力光のうちの一つを選択的に出力する手段と、選択された出力光が入力され、周期的な入力光周波数対出力光パワー特性を有する光フィルタと、前記光フィルタの出力光信号に基づき、光フィルタの周期的な入力光周波数対出力光パワー特性を調整する制御手段と、前記光フィルタの出力光信号に基づき、前記発振周波数可変レーザーの発振周波数を調整する制御手段とを具備し、発振周波数が前記光フィルタの周期に等しい周波数間隔で隣接配置された複数の光キャリアのグループを一つまたは複数、出力するように構成する。【選択図】図３

Description

本発明は、光信号の波長に応じて経路を制御する光ネットワークにおいて、所望の中心波長と帯域を持つ光信号を送信、受信、識別再生するために必要な光キャリアの発生技術に関わり、特に、隣接した複数の光信号から構成されるスーパーチャネル光信号を送信、受信、識別再生するために必要な複数光キャリアの発生器に関する。

光ファイバ伝送技術における波長多重伝送技術を活用し、光信号の波長を送受信対地に対応付け、複数地点対複数地点の光通信を実現する、波長多重ネットワークの商用導入が始まっている。このような光波長多重ネットワークは、ROADM（Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer、再構成可能光挿入分岐多重装置）やWXC（Wavelength Cross-connect、波長クロスコネクト装置）と呼ばれる光経路切り替え装置を光ファイバで接続して、リング形状やメッシュ形状の光波長多重ネットワークを構築している。

ルータ等のクライアント通信装置のクライアント信号は、光トランスポンダと呼ばれる光通信装置を介して、光経路切り替え装置に接続される。光トランスポンダは、クライアント信号を光ネットワークで転送するのに適した光信号に変換するとともに、受信した光信号をクライアント信号に変換する機能を有する装置である。

光経路切り替え装置において、波長多重された光信号を波長分離し、行き先毎に編集し、波長多重するといった一連の処理により、光波長多重ネットワークに接続された任意のクライアント通信装置間で光通信を実現している。現在商用導入されている光波長多重ネットワークにおける光信号は、ITU-T（電気通信標準化部門）の勧告G.694.1で規定されている固定周波数グリッド上に配置され、隣接する光信号の中心周波数の間隔は、例えば100 GHzなどのように一定である。

一方、異なる帯域の光信号や伝送距離の異なる光信号を、周波数利用効率の観点からより効率的に収容するために、隣接する光信号の中心周波数間隔を、個々の光信号の要求条件に応じて適切に調整する、エラスティック光パスネットワークが提案され、近年盛んに研究されている（例えば特許文献１、２、非特許文献１、２参照）。また、エラスティック光パスネットワークを実現するために、ITU-T（電気通信標準化部門）の勧告G.694.1に、フレキシブルグリッドと呼ばれる光信号スペクトル配置法が2012年に追加された。このフレキシブルグリッドによる新しい光信号配置法によれば、光ファイバリンクを波長多重されて伝送するある光信号に割り当てられる光スペクトルとして、周波数スロットが定義されている。周波数スロットは、中心周波数fcと周波数スロット幅fwで規定されており、nをゼロならびに正負の整数、mを正の整数として、fc=193.1+n×0.00625[THz]、fw=m×12.5[GHz]、で示される値を取ることができるとされている。

また、異なる帯域の光信号を発生させる技術として、複数の光信号をスペクトルの重なりがない極限近くまで近接して配置するスーパーチャネルが提案され、次世代の大容量で柔軟な光信号送受信技術として注目されている。スーパーチャネルの実現技術としては、例えばナイキストWDM（Wavelength Division Multiplexing、波長分割多重）技術が有望視されている。ナイキストWDM技術では、非常に高密度に波長分割多重されたN個の光信号（光サブチャネル）を、一つの大きな光信号（スーパーチャネル）として扱い、光ネットワークを一括転送する。このとき、個々のサブチャネルのシンボルレートをR_s [b/s]とすると、光サブチャネルの帯域W_sub [Hz]をR_s [Hz]程度までフィルタで狭窄化し、さらに、隣接するサブチャネルの中心周波数の間隔をR_s [Hz]程度まで狭めて配置する。ナイキストWDMの技術を利用すれば、例えばシンボル当たりのビット数を1とした場合、チャネル容量がNR_s [b/s]で、占有スペクトル帯域Wsuper [Hz]がほぼNRs [Hz]に等しい、超大容量で周波数利用効率の高い光信号（スーパーチャネル）を、電気回路の速度に制約されることなく生成することが可能になる。サブチャネルのシンボルレートR_s [b/s]としては、例えば、100 Gb/sの光信号伝送に利用されている、28 Gb/sあるいは32 Gb/sなどが想定される。

さらに、一台の光トランスポンダで様々な帯域の複数スーパーチャネルを送受信するマルチフロートランスポンダや、一台の光識別再生器で様々な帯域の複数スーパーチャネルを識別再生するエラスティック識別再生器が提案されている（例えば非特許文献３、４参照）。このようなトランスポンダ・識別再生器は、スペクトラム狭窄されたシンボルレートR_s [b/s]の光サブチャネルを送信する複数個のサブトランシーバ、複数個のサブレシーバから構成される。

個々のサブトランシーバは、光キャリア発生器により必要な光周波数の搬送波（光サブキャリア）を生成し、これを光変調器で変調することで送信すべき光サブチャネルを発生させる。一方、サブトランシーバは、光キャリア発生器により、受信すべき光サブチャネルの中心周波数近傍の連続光（光サブキャリア）を発生させ、コヒーレント検波技術により、スーパーチャネルの中から所望の光サブチャネルのみを選択的に受信する。

ＷＯ２０１０／０３２８４４ 「帯域可変通信装置及び帯域可変通信方法」 ＷＯ２０１１／０３０８９７ 「帯域可変通信方法、帯域可変通信装置、伝送帯域決定装置、伝送帯域決定方法、ノード装置、通信路設定システム、及び通信路設定方法」

神野正彦、高良秀彦、バルトロメルコシッツキ「ダイナミックで帯域スケーラブルな光ネットワークとその実現技術」電子情報通信学会 和文論文誌 Vol. J93-B No.3, pp.403-411, 2010. M. Jinno, H. Takara, B. Kozicki, Y. Tsukishima, Y. Sone, and S. Matsuoka, "Spectrum-Efficient and Scalable Elastic Optical Path Network: Architecture, Benefits, and Enabling Technologies," IEEE Commun. Mag., Vol. 47, Issue 11, pp. 66-73, 2009. M. Jinno, H. Takara, Y. Sone, K. Yonenaga, and A. Hirano, Multi-Flow Optical Transponder for Efficient Multi-layer Optical Networking, IEEE Commun. Mag., 50, 56-65 (2012). M. Jinno, H. Takara, K. Yonenaga, and A. Hirano, Virtualization in Optical Networks from Network Level to Hardware Level, J. Opt. Comm. and Netw. Vol. 5, Iss. 10, pp. A46-A56 (2013)

従来の光キャリア発生器は、図１に示すように、ITU-Tグリッド上に一定周波数間隔で配置された光キャリアを発生させることが目的であった。これに対して、図２に示すようなスーパーチャネルを発生させる光マルチキャリア発生器は、新たな要求条件が求められる。以下に具体的に説明する。

第１の要求条件は、光サブキャリア間隔を高い精度で制御することである。図２では、光サブキャリア間隔の例としてΔf1、Δf2が示されている。スーパーチャネルの帯域W_super [Hz]を可能な限り狭くするためには、光サブキャリア間隔Δfをできるだけ光サブチャネルの帯域W_sub [Hz]に近づけることが有効である。しかし、光サブキャリア間隔Δfを狭くすると、わずかな光サブキャリア周波数の揺らぎにより光サブチャネル間にスペクトル重なりが生じ、チャネル間クロストークにより誤り率が劣化してしまう。従って、光マルチキャリア発生器は、光サブキャリア間隔Δfを高い精度で制御する機構が必要になる。

ここで、スーパーチャネルのサブキャリア間隔Δfは、光サブチャネルのシンボルレートで決まり、各光サブキャリアの周波数は、一般に、フレキシブルグリッド上の周波数（193.1+n×0.00625 [THz]）とは、必ずしも一致しないことに注意を要する。

第２の要求条件は、スーパーチャネルの中心周波数が、このスーパーチャネルが占有することを許される周波数スロットの中心周波数（フレキシブルグリッドのグリッド上の周波数）に一致するよう、各光サブチャネルの周波数を設定することである。図２では、中心周波数が、fc1、fc2として示されている。スーパーチャネルを構成する光サブキャリアの数が奇数の場合は、中央の光サブキャリアの周波数を周波数スロットの中心周波数に一致させる（図２のfc2）。これに対して、光サブキャリアの数が偶数の場合は、中央の２つの光サブキャリアの周波数は、フレキシブルグリッドのグリッド上に設定される、周波数スロット中心周波数fc（図２の場合はfc1）から、-Δf/2、+Δf/2だけ離れた位置に配置することが求められる。

なお、スーパーチャネルの中心周波数に求められる確度は、前述の光サブキャリア間隔に求められるほどの高い確度は求められない。これは、スーパーチャネルが経由する光ノードの帯域通過光フィルタの中心周波数の確度がそもそも高くないことが理由である。このため、スーパーチャネルの中心周波数の確度は、現在の光ネットワークにおけるシングルキャリア光チャネルの周波数確度±2.5GHzと同程度でよいと考えられる。

第３の要求条件は、中心周波数が異なる複数のスーパーチャネルを構成する、複数の光サブチャネルのグループを発生することができることである。図２の例では２つのグループが示されている。この機能は、前述の非特許文献３、４において提案されているように、マルチフロートランスポンダならびにエラスティック識別再生器においては、宛先の異なる複数のスーパーチャネルを送受、あるいは再生中継する必要があることから生じる要請である。

第４の要求条件は、光サブキャリア間隔は、必要に応じて変更可能であることである。光サブチャネルのシンボルレートは、採用する変調フォーマットや誤り訂正符号の訂正能力に応じて最適な値が選択されるので、光サブキャリア間隔が可変である必要がある。

従来の光キャリア発生器は、ITU-Tグリッド上に一定周波数間隔で配置された光キャリアを発生させることが目的であった。また、周波数間隔も例えば100 GHzあるいは50 GHzなど、比較的広いので、現状の光ネットワークで使用されている光キャリア発生器は、それぞれの発振周波数可変レーザー光源に独立な発振周波数調整機構を具備する構成を採用しており、発振周波数の確度は、前述のように目標周波数に対して±2.5 GHz程度である。スーパーチャネルを構成する各光サブチャネルのシンボルレートとして、25 GHzを想定すると、従来の光キャリア発生器を用いる場合には、光サブチャネル間のオーバーラップによるクロストークを避けるため、光サブキャリア間隔をシンボルレートよりも20%広く設定しなければならず、周波数利用効率の低下を招くという問題点がある。

一方、一台の発振周波数可変レーザー光源の出力光に対して、固定周波数で振幅変調ならびに位相変調を加えることで、一定間隔のサイドバンドを発生させ、これを光フィルタで分離して、複数の光サブキャリアを生成する構成も提案されているが、周波数間隔は固定であり、また、得られる出力光パワーと信号対雑音比が低いという難点がある。また、これまで説明してきたように、スーパーチャネルを送受信するトランスポンダならびに再生中継する光識別再生器には、より複雑な配置の光サブキャリアが必要になり、従来のサイドバンド発生方式では実現できない。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、光サブチャネルのシンボルレート、光サブチャネルの数、スーパーチャネルに割り当てられる周波数スロットの中心波長に応じて、最適な光サブキャリアを高精度で発生させることが可能な光マルチキャリア発生器を実現する技術を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の光マルチキャリア発生器は、複数の発振周波数可変レーザー光源と、
各々の発振周波数可変レーザー光源の発振周波数を周波数グリッド上の周波数あるいは周波数グリッドから一定量離れた周波数に調整する手段と、
各々の発振周波数可変レーザー光源の出力光の一部を分岐する手段と、
分岐された各々の出力光が入力され、そのうちの一つを選択的に出力する手段と、
選択された出力光が入力され、周期的な入力光周波数対出力光パワー特性を有する一つまたは複数の光フィルタと、
前記光フィルタの出力光信号に基づき、光フィルタの周期的な入力光周波数対出力光パワー特性を調整する制御手段と、
前記光フィルタの出力光信号に基づき、前記発振周波数可変レーザーの発振周波数を調整する制御手段とを具備し、
発振周波数が前記光フィルタの周期に等しい周波数間隔で隣接配置された複数の光キャリアのグループを一つまたは複数、出力する。

また、本発明の光マルチキャリア発生器は、光フィルタの周期を切り替える手段を具備することとしてもよい。

本発明によれば、従来技術では実現できなかった、光サブチャネルのシンボルレート、光サブチャネルの数、スーパーチャネルに割り当てられる周波数スロットの中心波長に応じて、最適な光サブキャリアを高精度で発生させることが可能なる。

従来の光キャリア発生器が発生させる光キャリアの固定周波数グリッドにおける周波数配置を例示する図である。 光マルチキャリア発生器の出力スペクトルの例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る光マルチキャリア発生器の構成図である。 光マルチキャリア発生器が発生させる４つのパターンの周波数配置のスーパーチャネルを示す図である。 光マルチキャリア発生器における発振周波数ロックの制御手順を示すフローチャートである。 光マルチキャリア発生器における発振周波数ロックの制御手順を説明するための図である。 ＦＳＲ可変周期的光フィルタの第１の構成例を示す図である。 ＦＳＲ可変周期的光フィルタの第２の構成例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

図３に、本発明の実施の形態に係る光マルチキャリア発生器の構成図を示す。また、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、図３に示す光マルチキャリア発生器が発生させる４つのパターンの周波数配置のスーパーチャネルの例を示す図である。なお、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本実施の形態の光マルチキャリア発生器が最大４つの光サブキャリアを発生できることを想定した場合の図であり、発生するスーパーチャネルの数と各々のスーパーチャネルを構成する光サブチャネルの数に応じて４つのパターンが示される。

図３に示すように、本実施の形態に係る光マルチキャリア発生器は、発振周波数可変レーザー光源２−１〜２−４、個別発振周波数制御回路１−１〜１−４、光カップラー（光分岐回路）３−１〜３−４、光スイッチ４、周期的光フィルタ５−１〜５−２、フォトディテクタ（光検出回路）６−１〜６−４、信号処理回路７、光分岐回路９、光分岐回路１０−１〜１０−２を備える。

発振周波数可変レーザー光源２−１〜２−４は、注入電流や温度などの発振波長制御パラメータと発振周波数の大まかな対応関係を測定したデータテーブルを具備している。個別発振周波数制御回路１−１〜１−４は、対応する発振周波数可変レーザー光源２−１〜２−４の発振周波数を周波数グリッド上の周波数あるいは周波数グリッドから一定量離れた周波数に個別にロックする機能を有する。

前述のように、スーパーチャネルの中心周波数fc (Hz)自体は、従来のシングルキャリア発生器と同程度の±2.5 GHzの周波数確度でよいため、個別の周波数ロックには、温度安定化されたエタロンフィルタ（ファブリペロ干渉計）などのような従来技術を利用することができる。このとき、使用するエタロンフィルタの周期F (Hz)は、使用するフレキシブルグリッドのグリッド間隔と等しく設定する。なお、周波数グリッドから一定量離れた周波数に個別にロックする場合は、その一定量の周波数シフトを与えるエタロン温度をあらかじめ測定しておき、その温度にエタロンの温度を変更して用いる。

光分岐回路３−１〜３−４は、発振周波数可変レーザー光源２−１〜２−４の出力光の一部を分岐する光カップラーであり、分岐された光は光スイッチ４に入力され、残りの出力光８−１〜８−４が、本発明の光マルチキャリア発生器の出力として取り出される。

光スイッチ４は、入力された光の内の一つを選択して出力し、光分岐回路９は、選択された光出力を２つに分岐する。分岐されたそれぞれの光は光分岐回路１０−１〜１０−２のそれぞれでさらに２分岐されるが、一方は周期的光フィルタ５−１〜５−２に入力され、それぞれの出力光が光検出回路６−１、６−３により、周期的光フィルタの出力光パワーに比例した電圧をもつ電気信号として出力され、他方は直接、光検出回路６−２、６−４により受光され、周期的光フィルタの入力光パワーに比例した電圧をもつ電気信号として出力される。

なお、周期的光フィルタ５−１、５−２は、出力光パワー対入力光パワーの比が入力光の光周波数に対して周期的に変化する特性を有し、その周期FSR (Hz)は、スーパーチャネルを構成するサブチャネルの間隔Δf (Hz)に等しくなるように設計してある（FSR=Δf）。

信号処理回路７は、入力された電気信号を処理して、周期的光フィルタ５−１〜５−２の光周波数特性と発振周波数可変レーザー光源２−１〜２−４の発振周波数を制御する。

図３に示した本発明の実施形態に係る光マルチキャリア発生器により、図４（ａ）〜（ｄ）に示した４つのパターンの周波数配置のスーパーチャネルを発生することができる。図４（ａ）は、４サブキャリアからなるスーパーチャネルの周波数配置例を示す。図４（ｂ）は、３サブキャリアからなるスーパーチャネルと１サブキャリアからなるスーパーチャネルの周波数配置例を示す。図４（ｃ）は、２サブキャリアからなる２つのスーパーチャネルの周波数配置例を示す。図４（ｄ）は、１サブキャリアからなる４つのスーパーチャネルの周波数配置例を示す。

以下、図４（ａ）に示す４つのサブキャリアからなる１つのスーパーチャネルを発生させる場合の動作について説明する。スーパーチャネルの中心周波数をfc (Hz)、キャリア間隔をΔf (Hz)とすると、各キャリアの設定周波数は、f1=fc-1.5Δf (Hz)、f2=fc-0.5Δf (Hz)、f3=fc＋0.5Δf (Hz)、f4=fc+1.5Δf (Hz)となる。

図５の手順に沿って、図６を参照しながら発振周波数ロックの制御手順を説明する。最初に、発振周波数可変レーザー光源２−１〜２−４の中から、マスター光源として働く光源を適当に選択する（ステップ１）。ここでは、振周波数可変レーザー光源２−１をマスター光源として選択し、その発振周波数を、個別発振周波数制御回路１−１を用いてf2 (Hz)にロックする場合を説明する。

偶数個（４つ）のサブキャリアからなる１つのスーパーチャネルを発生させる場合であるから、スーパーチャネルの中心周波数fc (Hz)と光サブキャリアの発振周波数は一致せず、図６（ａ）に示すようにマスター光源の発振周波数f2 (Hz)は、スーパーチャネルの中心周波数から0.5Δf (Hz)だけ離れた周波数に設定する。なお、発振周波数可変レーザー光源２−２〜２−４は、スレーブ光源として機能させるが、おおよそf1 (Hz)、f3 (Hz)、f4(Hz)付近の周波数で発信するように、データテーブルの値を設定しておく。

次に、光スイッチ４でマスター光源（発振周波数可変レーザー光源２−１）の光出力を選択し、これを光分岐器回路９、１０−１を介して周期的光フィルタ５−１に導く（ステップ２）。

今回の場合は、図４（ａ）の４つのサブキャリアからなる１つのスーパーチャネルを発生させる場合であるから、その周期FSRが所望のサブキャリア間隔Δfに等しい周期的光フィルタは１つのみを制御に用いる。周期的光フィルタとしては、ファブリペロ干渉計、マハツェンダ干渉計、マイケルソン干渉計、リング干渉計などを用いることができる。ここでは、周期的光フィルタ５−１、５−２として、分岐比が1:1の理想的なマハツェンダ干渉計を用いた場合について説明する。図６（ｂ）は、マハツェンダ干渉計の入力光周波数に対する規格化光出力の関係である。ここで、規格化光出力とは、マハツェンダ干渉計の出力光パワーを入力光パワーで割った値であり、光分岐器１０−１の分岐率が1:1の場合は、光検出回路（フォトダイオード）６−１の出力電圧を６−２の出力電圧で割った値に等しい。一般に光学干渉計の光路長を波長オーダーの微小量だけ変化させると、周期FSRを変えることなく、入力光周波数に対する規格化光出力特性をシフトさせることができる（例：図６（ｂ）の横矢印）。例えば、石英系平面光導波路技術を用いて作成されたマハツェンダ干渉計は、一方の干渉計のアームに薄膜抵抗ヒータを取り付け、電流を流すことで局所的に温度を変化させて、熱光学効果に基づく屈折率変化を誘起させることで、入力周波数特性をシフトさせることが可能である。そこで、信号処理回路７を用いて、マスター光源に対する規格化光出力が例えば0.5となるように、薄膜抵抗ヒータに印加する電圧値をフィードバック制御し、マハツェンダ干渉計の入力光周波数に対する規格化光出力特性を、マスター光源の光周波数にロックする（ステップ３）。フィードバック制御が安定した時点で、薄膜抵抗ヒータに印加する電圧値を保持する。

次に、発振周波数可変レーザー光源２−２〜２−４のスレーブレーザー光源の発振周波数を、周期的光フィルタ５−１に順次、ロックしていく（図６（ｃ））。まず、光スイッチ４で２−２のスレーブ光源の光出力を選択し（ステップ４）、信号処理回路７を用いて、スレーブ光源２−２に対する規格化光出力が0.5となるように、注入電流や温度などのスレーブ光源２−２の発振波長制御パラメータをフィードバック制御し、スレーブ光源２−２の光周波数を、周期的光フィルタ５−１にロックする（ステップ５）。

フィードバック制御が安定した時点で、発振波長制御パラメータの値を保持する。光スイッチ４を順次切り替えながら、２−３、２−４のスレーブ光源についても、同様のフィードバック制御を行う。このようにして、マスター光源２−１の発振周波数にロックした周期的光フィルタ５−１を介して、２−２から２−４のスレーブ光源の発振周波数をマスター光源２−１の発振周波数からΔfの整数倍だけ離れた周波数にロックする（図５の繰り返し１）。その後、再び、光スイッチ４で２−１のマスター光源の光出力を選択し、周期的光フィルタ５−１の周波数特性をマスター光源発振周波数にロックし、同じ動作を繰り返す（図５の繰り返し２）。この制御動作を繰り返す周期は、例えば、本発明に係る装置が設置される環境の温度変動等を考慮して適宜決定すればよい。

図４（ｂ）のように３サブキャリアからなるスーパーチャネル一つと１キャリアからなるスーパーチャネル一つを発生させる場合には、発振周波数可変レーザー光源２−１〜２−４の中から、マスター光源として働く光源を２つ適当に選択する。このとき、スーパーチャネルを構成するサブキャリアの数は、いずれも奇数である（１つと３つ）から、各スーパーチャネルの中心周波数とマスター光源の発振周波数は一致するように制御すればよい。この場合も、周期的光フィルタ５は一台のみ使用する。３サブキャリアからなるスーパーチャネルにおける発振周波数ロックの制御手順は前述した４サブキャリアの場合と同様である。

図４（ｃ）のように２サブキャリアからなる２つのスーパーチャネルを発生させる場合には、２−１から２−４の発振周波数可変レーザー光源の中から、マスター光源として働く光源を２つ適当に選択する。このとき、スーパーチャネルを構成するサブキャリアの数はいずれも偶数である（２つ）から、各スーパーチャネルの中心周波数とマスター光源の発振周波数は一致しない。マスター光源の発振周波数は、いずれも各スーパーチャネルの中心周波数から0.5Δf (Hz)だけ離れた周波数に設定する。スレーブ光源をロックすべきスーパーチャネルが２つあるので、この場合は、周期的光フィルタ５−１と５−２を用いて、各々、フィードバック制御を行う。それぞれのスーパーチャネルにおける発振周波数ロックの制御手順は前述した４サブキャリアの場合と同様である。

図４（ｄ）のように１サブキャリアからなる４つのスーパーチャネルを発生させる場合には、２−１から２−４の発振周波数可変レーザー光源は、いずれもマスター光源として用い、１−１から１−４の個別発振周波数制御回路を用いて周波数ロックを行い、周期的光フィルタは用いない。

以上の構成では、周期的光フィルタに入力する光パワーをモニタするために１０−１、１０−２の光分岐器を用いたが、ファブリペロ干渉計、マハツェンダ干渉計、マイケルソン干渉計、リング干渉計のような周期的光フィルタは、一般に入力光周波数に対する光出力の関係が相補的となる２つの出力ポートを有するので、それぞれの光出力をモニタし、その差が零になるようにフィードバック制御する、あるいはその比が１になるようにフィードバック制御すれば、１０−１、１０−２の光分岐器を用いなくてもよい。

以上説明した例では、サブキャリアの数が４の場合であったが、このとき、発生可能なすべてのスーパーチャネルのパターン（図４で示した４通り）に対応可能とするように、周期的光フィルタは２つ必要になる。一般にサブキャリア数がNである場合に必要になる周期的フィルタの数Mは下記の通りである。

M=N/2（Nが偶数のとき）
M=(N-1)/2（Nが奇数のとき）
以上説明した例では、発生させるスーパーチャネルのサブキャリア間隔が一定Δfの場合であったが、様々なサブキャリア間隔のスーパーチャネルが必要になる場合は、FSRを変更できる周期的光フィルタを５−１、５−２に代えて備えればよい。このように、本発明の実施の形態に係る光マルチキャリア発生器は、光フィルタの周期を切り替える手段を具備することができる。

図７はそのようなFSR可変周期的光フィルタの第１の構成例を示す。図７に示すFSR可変周期的光フィルタは、1x4光スイッチあるいは1:4光分岐器１１、周期がF1 (Hz)である周期的光フィルタ１２−１、周期がF2 (Hz)である周期的光フィルタ１２−２、周期がF3 (Hz)である周期的光フィルタ１２−３、周期がF4 (Hz)である周期的光フィルタ１２−４、4x1光スイッチ１３を備える。光スイッチにより、必要なFSRをもつ周期的光フィルタを選択して使用することができる。

図８はFSR可変周期的光フィルタの第２の構成例であり、1×Nスイッチ２１、N×1スイッチ２２、N本のアーム２３を備える。当該FSR可変周期的光フィルタは、トランスバーサルフィルタと類似の構成を有する。スイッチ２１、２２によってN本のアームのうちの２本を選択することで、その２本のアームからなるマハツェンダ干渉計を形成し、周期的な光フィルタ特性を得る。２本のアームの組み合わせを変えることで、FSRを変化させることができる。隣接アームの光路長差を一定とした、通常のトランスバーサルフィルタと同様の構成を用いる場合では、取り得るFSRは高々N-1通りである。これに対し、隣接アームの光路長差を変化させた構成を用いると、最大_NC₂通りまでFSRを変化させることができる。例としてN=4とし、隣接アームの光路長差をΔS、2ΔS、4ΔSとした場合、cを真空中の光速として、c/(7ΔS)、c/(6ΔS)、c/(4ΔS)、c/(3ΔS)、c/(2ΔS)、c/ΔSの6通りのFSR（Hz）を選択することができる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

１−１〜１−４ 個別発振周波数制御回路
２−１〜２−４ 発振周波数可変レーザー光源
３−１〜３−４ 光カップラー
４ 光スイッチ
５−１〜５−２ 周期的光フィルタ
６−１〜６−４ フォトディテクタ
７ 信号処理回路
９ 光分岐回路
１０−１〜１０−２ 光分岐回路

Claims (2)

1. 複数の発振周波数可変レーザー光源と、
   各々の発振周波数可変レーザー光源の発振周波数を周波数グリッド上の周波数あるいは周波数グリッドから一定量離れた周波数に調整する手段と、
   各々の発振周波数可変レーザー光源の出力光の一部を分岐する手段と、
   分岐された各々の出力光が入力され、そのうちの一つを選択的に出力する手段と、
   選択された出力光が入力され、周期的な入力光周波数対出力光パワー特性を有する一つまたは複数の光フィルタと、
   前記光フィルタの出力光信号に基づき、光フィルタの周期的な入力光周波数対出力光パワー特性を調整する制御手段と、
   前記光フィルタの出力光信号に基づき、前記発振周波数可変レーザーの発振周波数を調整する制御手段とを具備し、
   発振周波数が前記光フィルタの周期に等しい周波数間隔で隣接配置された複数の光キャリアのグループを一つまたは複数、出力する、
   ことを特徴とする光マルチキャリア発生器。
2. 前記光マルチキャリア発生器は、光フィルタの周期を切り替える手段を具備する
   請求項１に記載の光マルチキャリア発生器。

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