JP2993648B2 - 全光型タイムスロット変換回路 - Google Patents
全光型タイムスロット変換回路Info
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- JP2993648B2 JP2993648B2 JP4065394A JP6539492A JP2993648B2 JP 2993648 B2 JP2993648 B2 JP 2993648B2 JP 4065394 A JP4065394 A JP 4065394A JP 6539492 A JP6539492 A JP 6539492A JP 2993648 B2 JP2993648 B2 JP 2993648B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速に多重化された光
パルス列の時間方向への拡大／圧縮、光パルス列の順序
の反転、および任意のタイムスロット間で光パルスの入
れ替えを行う偏波無依存型の全光型タイムスロット変換
回路に関する。
パルス列の時間方向への拡大／圧縮、光パルス列の順序
の反転、および任意のタイムスロット間で光パルスの入
れ替えを行う偏波無依存型の全光型タイムスロット変換
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送システムの高速化および大容量化
に伴い、高速に多重化された光パルス列を電気信号に変
換せず、光のままで直接に信号処理を行う光信号処理技
術が不可欠になっている。その中で、多重化された高速
光パルス列の任意のタイムスロット間（チャネル間）で
光パルスの入れ替えを行う機能は、将来の超高速光端局
装置や光交換装置の分野で特に重要な技術となってい
る。従来、そのような機能をもつ全光型タイムスロット
変換回路としては、電気光学効果を利用した２×２光ス
イッチと光ファイバ遅延線を多段に接続したものが提案
されている。
に伴い、高速に多重化された光パルス列を電気信号に変
換せず、光のままで直接に信号処理を行う光信号処理技
術が不可欠になっている。その中で、多重化された高速
光パルス列の任意のタイムスロット間（チャネル間）で
光パルスの入れ替えを行う機能は、将来の超高速光端局
装置や光交換装置の分野で特に重要な技術となってい
る。従来、そのような機能をもつ全光型タイムスロット
変換回路としては、電気光学効果を利用した２×２光ス
イッチと光ファイバ遅延線を多段に接続したものが提案
されている。
【０００３】図８は、従来の全光型タイムスロット変換
回路の構成例を示すブロック図である。なお、ここでは
入力光パルス列の多重数を４とし、その順序を反転させ
る場合の構成について説明する。
回路の構成例を示すブロック図である。なお、ここでは
入力光パルス列の多重数を４とし、その順序を反転させ
る場合の構成について説明する。
【０００４】図において、入力光パルス列のビットレー
トに対応した帯域をもつ３個の２×２光スイッチ８１〜
８３と、３本の光ファイバ遅延線８４〜８６を直列に接
続する。なお、各光ファイバ遅延線８４〜８６の相対遅
延差は、１フレーム周期をＴとして、それぞれＴ，Ｔ／
２，Ｔ／４とする。各２×２光スイッチ８１〜８３に
は、それぞれ入力光パルス列に同期して所定の入れ替え
に対応する電気制御信号を印加することにより、対応す
る光パルスの入れ替えが行われ、光合波器８７を介して
出力光パルス列として取り出される。
トに対応した帯域をもつ３個の２×２光スイッチ８１〜
８３と、３本の光ファイバ遅延線８４〜８６を直列に接
続する。なお、各光ファイバ遅延線８４〜８６の相対遅
延差は、１フレーム周期をＴとして、それぞれＴ，Ｔ／
２，Ｔ／４とする。各２×２光スイッチ８１〜８３に
は、それぞれ入力光パルス列に同期して所定の入れ替え
に対応する電気制御信号を印加することにより、対応す
る光パルスの入れ替えが行われ、光合波器８７を介して
出力光パルス列として取り出される。
【０００５】しかし、このような構成では、入力光パル
ス列の帯域以上で動作する超高速の光スイッチが必要と
なり、現状では 100Ｇb/s 以上の光パルス列への適用が
可能な光スイッチは存在しない。さらに、任意のＮ（＝
２n ）チャネル間で光パルスの入れ替えを行うには、ｎ
＋１個の２×２光スイッチと、同数の電気制御信号が必
要となり、構成の複雑化が避けられない。
ス列の帯域以上で動作する超高速の光スイッチが必要と
なり、現状では 100Ｇb/s 以上の光パルス列への適用が
可能な光スイッチは存在しない。さらに、任意のＮ（＝
２n ）チャネル間で光パルスの入れ替えを行うには、ｎ
＋１個の２×２光スイッチと、同数の電気制御信号が必
要となり、構成の複雑化が避けられない。
【０００６】したがって、簡単な構成でかつ超高速で動
作する全光型タイムスロット変換回路が望まれるが、そ
の一例として多重化された光パルス列を時間方向へ拡大
する機能をもつ超高速の全光型光遅延回路が提案されて
いる（特願平２−２３９５７９，「光遅延回路」）。本
光遅延回路は、制御光の相互位相変調（ＸＰＭ）により
光パルス列に誘起される光周波数シフトと分散による時
間遅延を利用したものであり、高速に多重化された光パ
ルス列を電子回路で処理が可能な低速の光パルス列に変
換する機能を有し、 100Ｇb/s 以上の光パルス列の速度
変換に適用可能となっている。図９にこの光遅延回路の
構成を示す。
作する全光型タイムスロット変換回路が望まれるが、そ
の一例として多重化された光パルス列を時間方向へ拡大
する機能をもつ超高速の全光型光遅延回路が提案されて
いる（特願平２−２３９５７９，「光遅延回路」）。本
光遅延回路は、制御光の相互位相変調（ＸＰＭ）により
光パルス列に誘起される光周波数シフトと分散による時
間遅延を利用したものであり、高速に多重化された光パ
ルス列を電子回路で処理が可能な低速の光パルス列に変
換する機能を有し、 100Ｇb/s 以上の光パルス列の速度
変換に適用可能となっている。図９にこの光遅延回路の
構成を示す。
【０００７】図９において、光パルス列として入力され
る信号光は、光合波器９１で制御光と同一の直線偏波で
時間的に重なるように合波され、光カー媒質９２に入射
される。光カー媒質中では、光カー効果によって信号光
の位相が制御光の強度波形に比例して変化し、位相の時
間微分である信号光の瞬間光周波数も時間的に変化す
る。したがって、例えば制御光の強度波形が放物線型で
あればその微分波形は直線になるので、図１０に示すよ
うに、誘起される信号光のキャリア光周波数は時間軸上
で直線的に変化し、時間軸上で多重された光パルスの中
心光周波数も順々に変化する。なお、制御光の強度波形
が必ずしも放物線型でなくても、光カー媒質中の群速度
分散を利用し、ガウシアン型の強度波形からも同様の直
線的な光周波数シフトを得ることもできる。
る信号光は、光合波器９１で制御光と同一の直線偏波で
時間的に重なるように合波され、光カー媒質９２に入射
される。光カー媒質中では、光カー効果によって信号光
の位相が制御光の強度波形に比例して変化し、位相の時
間微分である信号光の瞬間光周波数も時間的に変化す
る。したがって、例えば制御光の強度波形が放物線型で
あればその微分波形は直線になるので、図１０に示すよ
うに、誘起される信号光のキャリア光周波数は時間軸上
で直線的に変化し、時間軸上で多重された光パルスの中
心光周波数も順々に変化する。なお、制御光の強度波形
が必ずしも放物線型でなくても、光カー媒質中の群速度
分散を利用し、ガウシアン型の強度波形からも同様の直
線的な光周波数シフトを得ることもできる。
【０００８】光カー媒質９２を通過した信号光と制御光
は光分波器９３で分離され、信号光は分散媒質９４に入
射される。ここで、光カー媒質９２の光カー定数が正で
あれば、光パルス列の前側のパルスが長波長側に偏移
し、後側のパルスが短波長側に偏移するので、分散媒質
９４の群速度分散が正であれば、光パルス列の前側のパ
ルスは早く進み、後側のパルスが遅れることになり、光
パルス列は時間方向に拡大される。また、光カー定数が
負の場合には負の群速度分散を有する分散媒質を用いる
ことにより、同様の結果を得ることができる。このよう
に、１つの制御光を用いて光パルス列の時間方向への拡
大が可能となる。
は光分波器９３で分離され、信号光は分散媒質９４に入
射される。ここで、光カー媒質９２の光カー定数が正で
あれば、光パルス列の前側のパルスが長波長側に偏移
し、後側のパルスが短波長側に偏移するので、分散媒質
９４の群速度分散が正であれば、光パルス列の前側のパ
ルスは早く進み、後側のパルスが遅れることになり、光
パルス列は時間方向に拡大される。また、光カー定数が
負の場合には負の群速度分散を有する分散媒質を用いる
ことにより、同様の結果を得ることができる。このよう
に、１つの制御光を用いて光パルス列の時間方向への拡
大が可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
構成では、光パルス列内の任意のタイムスロット間（チ
ャネル間）の光パルスの入れ替えなどの複雑な操作を行
うことはできない。また、直線偏波の制御光を用いてい
るので、信号光の偏波によって信号光の周波数偏移が変
化し、入力信号光の偏波に依存しない安定な動作を得る
ことが原理的に困難であった。
構成では、光パルス列内の任意のタイムスロット間（チ
ャネル間）の光パルスの入れ替えなどの複雑な操作を行
うことはできない。また、直線偏波の制御光を用いてい
るので、信号光の偏波によって信号光の周波数偏移が変
化し、入力信号光の偏波に依存しない安定な動作を得る
ことが原理的に困難であった。
【００１０】本発明は、入力信号光の偏波に依存しない
偏波無依存型であり、かつ高速に多重化された光パルス
列内の任意のタイムスロット間の光パルスの入れ替えの
行うことができる全光型タイムスロット変換回路を提供
することを目的とする。
偏波無依存型であり、かつ高速に多重化された光パルス
列内の任意のタイムスロット間の光パルスの入れ替えの
行うことができる全光型タイムスロット変換回路を提供
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、信号光および制御光を同一方向で伝搬させ、制御光
により信号光に光周波数シフトを誘起する光カー媒質
と、前記光カー媒質の出力光を取り込み、その偏波を90
度回転して 100％反射させ、再び前記光カー媒質に入射
させる偏波回転ミラーと、偏波が前記光カー媒質の主軸
と45度の角度を成す超短光パルスである制御光を入力
し、信号光と合波して前記光カー媒質に入射させ、前記
光カー媒質から出射した信号光と制御光とを分波する光
合分波器と、入力される信号光を前記光合分波器に入射
させ、前記光合分波器から出射した信号光を出力する光
サーキュレータと、前記光サーキュレータから出力され
る信号光を取り込み、群速度分散によってタイムスロッ
トの入れ替えを行う分散媒質とを備えたことを特徴とす
る。
は、信号光および制御光を同一方向で伝搬させ、制御光
により信号光に光周波数シフトを誘起する光カー媒質
と、前記光カー媒質の出力光を取り込み、その偏波を90
度回転して 100％反射させ、再び前記光カー媒質に入射
させる偏波回転ミラーと、偏波が前記光カー媒質の主軸
と45度の角度を成す超短光パルスである制御光を入力
し、信号光と合波して前記光カー媒質に入射させ、前記
光カー媒質から出射した信号光と制御光とを分波する光
合分波器と、入力される信号光を前記光合分波器に入射
させ、前記光合分波器から出射した信号光を出力する光
サーキュレータと、前記光サーキュレータから出力され
る信号光を取り込み、群速度分散によってタイムスロッ
トの入れ替えを行う分散媒質とを備えたことを特徴とす
る。
【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の全光型タイムスロット変換回路において、光カー媒質
が偏波回転ミラーの光路中に挿入された構成であること
を特徴とする。
の全光型タイムスロット変換回路において、光カー媒質
が偏波回転ミラーの光路中に挿入された構成であること
を特徴とする。
【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の全光型タイムスロット変換回路におい
て、偏波回転ミラーは、偏波ビームスプリッタと、その
２つの直交偏光出力ポートを偏波を保持しながら90度捩
じって接続する偏波保持光ファイバとにより構成したこ
とを特徴とする。
請求項２に記載の全光型タイムスロット変換回路におい
て、偏波回転ミラーは、偏波ビームスプリッタと、その
２つの直交偏光出力ポートを偏波を保持しながら90度捩
じって接続する偏波保持光ファイバとにより構成したこ
とを特徴とする。
【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の全光型タイムスロット変換回路におい
て、偏波回転ミラーは、ファラデー回転素子と、 100％
反射ミラーとにより構成したことを特徴とする。
請求項２に記載の全光型タイムスロット変換回路におい
て、偏波回転ミラーは、ファラデー回転素子と、 100％
反射ミラーとにより構成したことを特徴とする。
【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の全光型タイムスロット変換回路におい
て、偏波回転ミラーは、１／４波長板と、 100％反射ミ
ラーとにより構成したことを特徴とする。
請求項２に記載の全光型タイムスロット変換回路におい
て、偏波回転ミラーは、１／４波長板と、 100％反射ミ
ラーとにより構成したことを特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明は、光サーキュレータと、光合分波器
と、光カー媒質と、偏波回転ミラーとにより偏波無依存
型の光パルス周波数シフタを構成する。光パルス周波数
シフタでは、偏波が光カー媒質の主軸と45度の角度を成
す制御光を用いることにより、２つの偏波成分に同じ強
度の２系列の制御光とする。光サーキュレータおよび光
合分波器を介して入射される信号光は２つの偏波成分に
分けられ、それぞれの成分に同じ強度の２系列の制御光
で光周波数シフトが与えられる。
と、光カー媒質と、偏波回転ミラーとにより偏波無依存
型の光パルス周波数シフタを構成する。光パルス周波数
シフタでは、偏波が光カー媒質の主軸と45度の角度を成
す制御光を用いることにより、２つの偏波成分に同じ強
度の２系列の制御光とする。光サーキュレータおよび光
合分波器を介して入射される信号光は２つの偏波成分に
分けられ、それぞれの成分に同じ強度の２系列の制御光
で光周波数シフトが与えられる。
【００１７】さらに、この信号光および制御光は、偏波
回転ミラーを介して再び光カー媒質に入射されるが、そ
れぞれの直交する偏波成分が90度回転して入れ替わって
いるので、光周波数シフトを受けるときに自然複屈折を
完全に補償することができ、入力信号光の偏波に依存し
ない安定な動作を得ることができる。その後再び２つの
成分を合波し、光合分波器および光サーキュレータを介
して光周波数シフトした信号光が出力される。
回転ミラーを介して再び光カー媒質に入射されるが、そ
れぞれの直交する偏波成分が90度回転して入れ替わって
いるので、光周波数シフトを受けるときに自然複屈折を
完全に補償することができ、入力信号光の偏波に依存し
ない安定な動作を得ることができる。その後再び２つの
成分を合波し、光合分波器および光サーキュレータを介
して光周波数シフトした信号光が出力される。
【００１８】このようにして自然複屈折を完全に補償
し、所定の光周波数シフトを受けた信号光は、群速度分
散を有する分散媒質に入力され、光周波数シフトに応じ
たタイムスロットの入れ替えその他の処理（詳しくは実
施例で説明）を行うことができる。
し、所定の光周波数シフトを受けた信号光は、群速度分
散を有する分散媒質に入力され、光周波数シフトに応じ
たタイムスロットの入れ替えその他の処理（詳しくは実
施例で説明）を行うことができる。
【００１９】
【実施例】図１は、本発明の原理構成を示すブロック図
である。図において、全光型タイムスロット変換回路
は、偏波無依存型の光パルス周波数シフタ１０と、光周
波数により群速度が異なる分散媒質２０とを接続して構
成される。
である。図において、全光型タイムスロット変換回路
は、偏波無依存型の光パルス周波数シフタ１０と、光周
波数により群速度が異なる分散媒質２０とを接続して構
成される。
【００２０】光パルス周波数シフタ１０は、入力信号光
と出力信号光とを分離する光サーキュレータ１１と、信
号光と制御光とを合波および分波する光合分波器１２
と、制御光により信号光に光周波数シフトを誘起する光
カー媒質１３と、信号光と制御光のそれぞれ直交する偏
波成分をちょうど90度回転させて 100％反射する偏波回
転ミラー１４とにより構成される。この光パルス周波数
シフタ１０は、信号光が次のような経路を通過するよう
に各部が接続される。信号光は光サーキュレータ１１を
介して光合分波器１２に入射され、外部から入力される
制御光と合波されて光カー媒質１３に入射される。光カ
ー媒質１３の出射光は偏波回転ミラー１４で反射されて
再入射し、さらに光合分波器１２に入射される。光合分
波器１２では制御光と信号光の分離が行われ、制御光は
外部に出力され、信号光は光サーキュレータ１１を介し
て分散媒質２０側に出力される。
と出力信号光とを分離する光サーキュレータ１１と、信
号光と制御光とを合波および分波する光合分波器１２
と、制御光により信号光に光周波数シフトを誘起する光
カー媒質１３と、信号光と制御光のそれぞれ直交する偏
波成分をちょうど90度回転させて 100％反射する偏波回
転ミラー１４とにより構成される。この光パルス周波数
シフタ１０は、信号光が次のような経路を通過するよう
に各部が接続される。信号光は光サーキュレータ１１を
介して光合分波器１２に入射され、外部から入力される
制御光と合波されて光カー媒質１３に入射される。光カ
ー媒質１３の出射光は偏波回転ミラー１４で反射されて
再入射し、さらに光合分波器１２に入射される。光合分
波器１２では制御光と信号光の分離が行われ、制御光は
外部に出力され、信号光は光サーキュレータ１１を介し
て分散媒質２０側に出力される。
【００２１】ここで、光パルス周波数シフタ１０の動作
について説明する。信号光は、光合分波器１２で制御光
と時間的に同期して合波され、光カー媒質１３の主軸に
対して制御光は45度の偏波で、信号光は任意の偏波で光
カー媒質13に入射される。光カー媒質１３では、制御光
は強度の等しい２つの偏波成分（光学的に速い軸と遅い
軸）に分解され、信号光は任意の割合で２つの偏波成分
に分解され、それぞれの偏波成分は複屈折に由来する偏
波分散により時間的に互いに分離されながら光カー媒質
中を伝搬する。その際、制御光は同じ偏波方向の信号光
の光周波数を変化させるが、制御光の強度は２つの偏波
成分で等しいので、信号光の両偏波の光周波数シフトは
等しくなる。
について説明する。信号光は、光合分波器１２で制御光
と時間的に同期して合波され、光カー媒質１３の主軸に
対して制御光は45度の偏波で、信号光は任意の偏波で光
カー媒質13に入射される。光カー媒質１３では、制御光
は強度の等しい２つの偏波成分（光学的に速い軸と遅い
軸）に分解され、信号光は任意の割合で２つの偏波成分
に分解され、それぞれの偏波成分は複屈折に由来する偏
波分散により時間的に互いに分離されながら光カー媒質
中を伝搬する。その際、制御光は同じ偏波方向の信号光
の光周波数を変化させるが、制御光の強度は２つの偏波
成分で等しいので、信号光の両偏波の光周波数シフトは
等しくなる。
【００２２】光カー媒質１３を出射した信号光と制御光
は偏波回転ミラー１４に入射され、それぞれの直交する
偏波成分がちょうど90度回転された状態で 100％反射さ
れ、再び光カー媒質１３に入射される。光カー媒質１３
では、先程と同様に信号光は制御光によって光周波数シ
フトを受けるが、それぞれの直交する偏波成分が90度回
転して入れ替わっているので、１回目の透過で速い軸に
伝搬した偏波成分は遅い軸を伝搬し、遅い軸に伝搬した
偏波成分は速い軸を伝搬することになる。したがって、
光カー媒質１３の出口では自然複屈折が完全に補償さ
れ、信号光および制御光ともに２つの偏波成分は位相を
含めて時間的に一致するようになる。このようにして偏
波に依存しない光周波数シフトが与えられた信号光は、
光合分波器１２および光サーキュレータ１１を介して出
力され、分散媒質２０に入力される。
は偏波回転ミラー１４に入射され、それぞれの直交する
偏波成分がちょうど90度回転された状態で 100％反射さ
れ、再び光カー媒質１３に入射される。光カー媒質１３
では、先程と同様に信号光は制御光によって光周波数シ
フトを受けるが、それぞれの直交する偏波成分が90度回
転して入れ替わっているので、１回目の透過で速い軸に
伝搬した偏波成分は遅い軸を伝搬し、遅い軸に伝搬した
偏波成分は速い軸を伝搬することになる。したがって、
光カー媒質１３の出口では自然複屈折が完全に補償さ
れ、信号光および制御光ともに２つの偏波成分は位相を
含めて時間的に一致するようになる。このようにして偏
波に依存しない光周波数シフトが与えられた信号光は、
光合分波器１２および光サーキュレータ１１を介して出
力され、分散媒質２０に入力される。
【００２３】分散媒質２０では、光周波数によって群速
度が異なることから、信号光は光周波数シフトに応じた
時間方向への偏移を受ける。ここで、光周波数シフトの
与え方と分散媒質の選び方により、タイムスロットの圧
縮／拡大や反転、さらに本発明の特徴とするタイムスロ
ットの入れ替えを自由に行うことができる。
度が異なることから、信号光は光周波数シフトに応じた
時間方向への偏移を受ける。ここで、光周波数シフトの
与え方と分散媒質の選び方により、タイムスロットの圧
縮／拡大や反転、さらに本発明の特徴とするタイムスロ
ットの入れ替えを自由に行うことができる。
【００２４】光周波数シフトの与え方は、タイムスロッ
トの圧縮／拡大および反転操作と、入れ替え操作によっ
て、図２(a),(b) に示す２種類のものを用いる。すなわ
ち、タイムスロットの圧縮／拡大および反転には、図１
０を用いて説明したように図２(a) のような直線的な光
周波数シフトが必要であるので放物線型の制御光を用い
る。
トの圧縮／拡大および反転操作と、入れ替え操作によっ
て、図２(a),(b) に示す２種類のものを用いる。すなわ
ち、タイムスロットの圧縮／拡大および反転には、図１
０を用いて説明したように図２(a) のような直線的な光
周波数シフトが必要であるので放物線型の制御光を用い
る。
【００２５】一方、タイムスロットの入れ替えには、図
２(b) のような矩形の位相シフトが必要であり、その微
分で与えられる光周波数シフトは値が等しく符号が異な
るパルス型が必要となる。このような矩形の位相シフト
は、矩形の制御パルスを用いても生成することができる
が、実際には立ち上がりおよび立ち下がりの急峻な矩形
パルスは生成が困難である。したがって、パルス幅の短
い超短パルスおよび光カー媒質中の分散に起因する制御
光と信号光のウオークオフを利用して矩形の位相シフト
を生成する（特願昭６３−１１８９８、「光パルス分離
回路および光パルス多重回路」）。
２(b) のような矩形の位相シフトが必要であり、その微
分で与えられる光周波数シフトは値が等しく符号が異な
るパルス型が必要となる。このような矩形の位相シフト
は、矩形の制御パルスを用いても生成することができる
が、実際には立ち上がりおよび立ち下がりの急峻な矩形
パルスは生成が困難である。したがって、パルス幅の短
い超短パルスおよび光カー媒質中の分散に起因する制御
光と信号光のウオークオフを利用して矩形の位相シフト
を生成する（特願昭６３−１１８９８、「光パルス分離
回路および光パルス多重回路」）。
【００２６】以下、図１に示す全光型タイムスロット変
換回路におけるタイムスロットの圧縮、反転および入れ
替えの動作例について、図３，図４および図５を参照し
て説明する。
換回路におけるタイムスロットの圧縮、反転および入れ
替えの動作例について、図３，図４および図５を参照し
て説明する。
【００２７】図３は、タイムスロット圧縮動作を説明す
る図である。光パルス周波数シフタ１０における光周波
数シフトとしては図２(a) の直線的なものを用いる。ま
た、光カー媒質の光カー定数が正の場合は分散値が負で
ある分散媒質２０を用い、光カー定数が負の場合は分散
値が正である分散媒質２０を用いる。たとえば、光カー
定数が正の場合について説明すれば、光パルス列の前側
のパルスが長波長側に偏移し、後側のパルスが短波長側
に偏移するので、光パルス周波数シフタ１０の出力を負
の分散媒質２０に入力すれば、短波長の部分（光パルス
列の後側のパルス）が長波長の部分（光パルス列の前側
のパルス）より早く進むので光パルス列は圧縮される。
なお、このとき正の分散媒質２０を用いれば、図９で説
明したように光パルス列の拡大ができる。光カー定数が
負の場合にも同様に説明できる。
る図である。光パルス周波数シフタ１０における光周波
数シフトとしては図２(a) の直線的なものを用いる。ま
た、光カー媒質の光カー定数が正の場合は分散値が負で
ある分散媒質２０を用い、光カー定数が負の場合は分散
値が正である分散媒質２０を用いる。たとえば、光カー
定数が正の場合について説明すれば、光パルス列の前側
のパルスが長波長側に偏移し、後側のパルスが短波長側
に偏移するので、光パルス周波数シフタ１０の出力を負
の分散媒質２０に入力すれば、短波長の部分（光パルス
列の後側のパルス）が長波長の部分（光パルス列の前側
のパルス）より早く進むので光パルス列は圧縮される。
なお、このとき正の分散媒質２０を用いれば、図９で説
明したように光パルス列の拡大ができる。光カー定数が
負の場合にも同様に説明できる。
【００２８】図４は、タイムスロット反転動作を説明す
る図である。タイムスロット反転を行うには、タイムス
ロット圧縮の場合に比べて大きな分散値を有する分散媒
質２０を用いるか、または誘起される光周波数シフトを
大きくして後側のパルスが前側のパルスを追い越すよう
にする。適当な分散と光周波数シフトを選ぶことによ
り、任意のパルス間隔の反転光パルス列を生成すること
ができる。このように本発明回路では、１回の操作で光
パルス列の反転を行うことができる。
る図である。タイムスロット反転を行うには、タイムス
ロット圧縮の場合に比べて大きな分散値を有する分散媒
質２０を用いるか、または誘起される光周波数シフトを
大きくして後側のパルスが前側のパルスを追い越すよう
にする。適当な分散と光周波数シフトを選ぶことによ
り、任意のパルス間隔の反転光パルス列を生成すること
ができる。このように本発明回路では、１回の操作で光
パルス列の反転を行うことができる。
【００２９】図５は、タイムスロット入れ替え動作を説
明する図である。光パルス周波数シフタ１０における光
周波数シフトとしては図２(b) の２つのパルス状のもの
を用いる。２つのパルス状の光周波数シフトの時間間隔
は、上述の例では信号光と制御光のウオークオフ時間で
あり、光カー媒質の分散値と信号光および制御光の波長
を適当に選ぶ必要がある。
明する図である。光パルス周波数シフタ１０における光
周波数シフトとしては図２(b) の２つのパルス状のもの
を用いる。２つのパルス状の光周波数シフトの時間間隔
は、上述の例では信号光と制御光のウオークオフ時間で
あり、光カー媒質の分散値と信号光および制御光の波長
を適当に選ぶ必要がある。
【００３０】図６は、タイムスロット入れ替えを行う全
光型タイムスロット変換回路の実施例構成を示す図であ
る。図において、各部の配置は図１に示す原理構成に対
応する。すなわち、光サーキュレータ１１はそのまま対
応し、光合分波器１２には合波カップラ６１を用い、光
カー媒質１３には偏波保持光ファイバ６２を用い、偏波
回転ミラー１４には偏波回転要素として偏波ビームスプ
リッタ６３と、その２つの直交偏光出力ポートを偏波を
保持しながら90度捩じって接続する偏波保持光ファイバ
６４とを用いる。また、分散媒質２０には、偏波保持光
ファイバ６２の光カー定数が正であるので、負の分散値
をもつ異常分散光ファイバ６５を用いる。
光型タイムスロット変換回路の実施例構成を示す図であ
る。図において、各部の配置は図１に示す原理構成に対
応する。すなわち、光サーキュレータ１１はそのまま対
応し、光合分波器１２には合波カップラ６１を用い、光
カー媒質１３には偏波保持光ファイバ６２を用い、偏波
回転ミラー１４には偏波回転要素として偏波ビームスプ
リッタ６３と、その２つの直交偏光出力ポートを偏波を
保持しながら90度捩じって接続する偏波保持光ファイバ
６４とを用いる。また、分散媒質２０には、偏波保持光
ファイバ６２の光カー定数が正であるので、負の分散値
をもつ異常分散光ファイバ６５を用いる。
【００３１】なお、制御光には超短パルスを用い、光カ
ー媒質中の分散を利用して符号の異なる２つのパルス状
の光周波数シフトを生成し、上述した動作原理に従って
タイムスロットの入れ替えを行う。
ー媒質中の分散を利用して符号の異なる２つのパルス状
の光周波数シフトを生成し、上述した動作原理に従って
タイムスロットの入れ替えを行う。
【００３２】ここで、偏波回転ミラー１４の動作原理に
ついて説明する。偏波保持光ファイバ６２と偏波ビーム
スプリッタ６３は、各主軸が合うように接続され、紙面
に垂直な偏波成分は偏波ビームスプリッタ６３で上方に
反射して偏波保持光ファイバ６４を右回りに伝搬し、紙
面に平行な偏波成分は偏波ビームスプリッタ６３を透過
して偏波保持光ファイバ６４を左回りに伝搬する。この
とき、図のように一方のポートからの出力光が他方のポ
ートに入力され、かつその偏波が90度回転するように偏
波保持光ファイバ６４を90度捩じって両ポートに接続す
るので、右回りの紙面に垂直な偏波成分は偏波ビームス
プリッタ６３に再入射すると紙面に平行な偏波成分とな
って透過し、偏波保持光ファイバ６２に導かれる。ま
た、同様に左回りの紙面に平行な偏波成分は紙面に垂直
な偏波成分となり、偏波ビームスプリッタ６３で反射さ
れて偏波保持光ファイバ６２に導かれる。偏波ビームス
プリッタ６３では、このように両偏波が左方に反射され
る際に90度回転させ、その状態で光カー媒質である偏波
保持光ファイバ６２に 100％反射させることができる。
ついて説明する。偏波保持光ファイバ６２と偏波ビーム
スプリッタ６３は、各主軸が合うように接続され、紙面
に垂直な偏波成分は偏波ビームスプリッタ６３で上方に
反射して偏波保持光ファイバ６４を右回りに伝搬し、紙
面に平行な偏波成分は偏波ビームスプリッタ６３を透過
して偏波保持光ファイバ６４を左回りに伝搬する。この
とき、図のように一方のポートからの出力光が他方のポ
ートに入力され、かつその偏波が90度回転するように偏
波保持光ファイバ６４を90度捩じって両ポートに接続す
るので、右回りの紙面に垂直な偏波成分は偏波ビームス
プリッタ６３に再入射すると紙面に平行な偏波成分とな
って透過し、偏波保持光ファイバ６２に導かれる。ま
た、同様に左回りの紙面に平行な偏波成分は紙面に垂直
な偏波成分となり、偏波ビームスプリッタ６３で反射さ
れて偏波保持光ファイバ６２に導かれる。偏波ビームス
プリッタ６３では、このように両偏波が左方に反射され
る際に90度回転させ、その状態で光カー媒質である偏波
保持光ファイバ６２に 100％反射させることができる。
【００３３】なお、以上の動作は、１／４波長板あるい
はファラデー回転子のような偏波回転素子と、 100％反
射ミラーとを組み合わせても実現することができる。図
７は、タイムスロット入れ替えを行う全光型タイムスロ
ット変換回路の他の実施例構成（請求項２に対応）を示
す図である。
はファラデー回転子のような偏波回転素子と、 100％反
射ミラーとを組み合わせても実現することができる。図
７は、タイムスロット入れ替えを行う全光型タイムスロ
ット変換回路の他の実施例構成（請求項２に対応）を示
す図である。
【００３４】図において、各部の配置は図１に示す原理
構成に対応する。なお、各部は図６に示す実施例構成と
同様であるが、本実施例では光カー媒質１３として用い
られる偏波保持光ファイバ７１を偏波回転ミラー１４の
内部に組み込ませた構成を示す。すなわち、偏波回転ミ
ラー１４の構成要素である偏波保持光ファイバ６４と光
カー媒質である偏波保持光ファイバ７１を接続する。
構成に対応する。なお、各部は図６に示す実施例構成と
同様であるが、本実施例では光カー媒質１３として用い
られる偏波保持光ファイバ７１を偏波回転ミラー１４の
内部に組み込ませた構成を示す。すなわち、偏波回転ミ
ラー１４の構成要素である偏波保持光ファイバ６４と光
カー媒質である偏波保持光ファイバ７１を接続する。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の全光型タ
イムスロット変換回路は、すべての処理を光のままで、
かつ入力される信号光の偏波状態に依存せずに、光パル
ス列の任意のタイムスロットの入れ替えを安定に行うこ
とができる。したがって、 100Ｇb/s を越える超短光パ
ルスの伝送や光交換処理の実現が可能となる。
イムスロット変換回路は、すべての処理を光のままで、
かつ入力される信号光の偏波状態に依存せずに、光パル
ス列の任意のタイムスロットの入れ替えを安定に行うこ
とができる。したがって、 100Ｇb/s を越える超短光パ
ルスの伝送や光交換処理の実現が可能となる。
【図１】本発明の原理構成を示すブロック図である。
【図２】本発明で使用する光周波数シフトを説明する図
である。
である。
【図３】タイムスロット圧縮動作を説明する図である。
【図４】タイムスロット反転動作を説明する図である。
【図５】タイムスロット入れ替え動作を説明する図であ
る。
る。
【図６】タイムスロット入れ替えを行う全光型タイムス
ロット変換回路の実施例構成を示す図である。
ロット変換回路の実施例構成を示す図である。
【図７】タイムスロット入れ替えを行う全光型タイムス
ロット変換回路の他の実施例構成（請求項２に対応）を
示す図である。
ロット変換回路の他の実施例構成（請求項２に対応）を
示す図である。
【図８】従来の全光型タイムスロット変換回路の構成例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図９】従来の光遅延回路の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図１０】光カー媒質における光周波数シフトを説明す
る図である。
る図である。
１０ 光パルス周波数シフタ １１ 光サーキュレータ １２ 光合分波器 １３ 光カー媒質 １４ 偏波回転ミラー ２０ 分散媒質 ６１ 合波カップラ ６２ 偏波保持光ファイバ ６３ 偏波ビームスプリッタ ６４ 偏波保持光ファイバ ６５ 異常分散光ファイバ ７１ 偏波保持光ファイバ ８１，８２，８３ ２×２光スイッチ ８４，８５，８６ 光ファイバ遅延線 ８７ 光合波器 ９１ 光合波器 ９２ 光カー媒質 ９３ 光分波器 ９４ 分散媒質
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−19717（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−19718（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188411（ＪＰ，Ａ) 1990年電子情報通信学会春季全国大会 講演論文集 ［分冊４］通信・エレクト ロニクス ｐ．４−147（1990年３月５ 日発行）盛岡敏夫 ｅｔ．ａｌ．，「Ｂ −968光周波数シフトを用いた全光型ル ーチングスイッチ」 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ ｒｓ，Ｖｏｌ．28 Ｎｏ．６ ｐｐ. 521−522（12ｔｈ Ｍａｒｃｈ 1992) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/35 - 3/02 H04Q 3/52 - 3/52 101 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (5)
- 【請求項１】 信号光および制御光を同一方向で伝搬さ
せ、制御光により信号光に光周波数シフトを誘起する光
カー媒質と、 前記光カー媒質の出力光を取り込み、その偏波を90度回
転して 100％反射させ、再び前記光カー媒質に入射させ
る偏波回転ミラーと、 偏波が前記光カー媒質の主軸と45度の角度を成す超短光
パルスである制御光を入力し、信号光と合波して前記光
カー媒質に入射させ、前記光カー媒質から出射した信号
光と制御光とを分波する光合分波器と、 入力される信号光を前記光合分波器に入射させ、前記光
合分波器から出射した信号光を出力する光サーキュレー
タと、 前記光サーキュレータから出力される信号光を取り込
み、群速度分散によってタイムスロットの入れ替えを行
う分散媒質とを備えたことを特徴とする全光型タイムス
ロット変換回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の全光型タイムスロット
変換回路において、 光カー媒質が偏波回転ミラーの光路中に挿入された構成
であることを特徴とする全光型タイムスロット変換回
路。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の全光型
タイムスロット変換回路において、 偏波回転ミラーは、偏波ビームスプリッタと、その２つ
の直交偏光出力ポートを偏波を保持しながら90度捩じっ
て接続する偏波保持光ファイバとにより構成したことを
特徴とする全光型タイムスロット変換回路。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の全光型
タイムスロット変換回路において、 偏波回転ミラーは、ファラデー回転素子と、 100％反射
ミラーとにより構成したことを特徴とする全光型タイム
スロット変換回路。 - 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の全光型
タイムスロット変換回路において、 偏波回転ミラーは、１／４波長板と、 100％反射ミラー
とにより構成したことを特徴とする全光型タイムスロッ
ト変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065394A JP2993648B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 全光型タイムスロット変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065394A JP2993648B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 全光型タイムスロット変換回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05265057A JPH05265057A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2993648B2 true JP2993648B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13285752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4065394A Expired - Fee Related JP2993648B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 全光型タイムスロット変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993648B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4471666B2 (ja) | 2004-01-05 | 2010-06-02 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 光フーリエ変換装置及び方法 |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP4065394A patent/JP2993648B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| １９９０年電子情報通信学会春季全国大会講演論文集 ［分冊４］通信・エレクトロニクス ｐ．４−１４７（１９９０年３月５日発行）盛岡敏夫 ｅｔ．ａｌ．，「Ｂ−９６８光周波数シフトを用いた全光型ルーチングスイッチ」 |
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．２８ Ｎｏ．６ ｐｐ．５２１−５２２（１２ｔｈ Ｍａｒｃｈ １９９２） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05265057A (ja) | 1993-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |