JP3732804B2 - Multi-wavelength optical modulation circuit and wavelength-multiplexed optical signal transmitter - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多波長光を分波し、その各波長チャネルの光を複数の光変調器でそれぞれ変調し、その変調信号光を波長多重して送信する多波長光変調回路及びこれを用いた波長多重光信号送信装置に関する。特に本発明は、多波長一括発生光源から出力される広帯域な多波長光を個別の波長チャネルに分波できる多波長光変調回路及び波長多重光信号送信装置に関する。また本発明は、各波長チャネルのパワーレベル偏差を抑えた多波長光変調回路及び波長多重光信号送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の伝送容量増大の要求に応えるために、１本の光ファイバ伝送路で異なる波長を有する複数の光信号を伝送する波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムの開発が進められている。最近では、多重数が数百チャネル以上といったＷＤＭ伝送システムが報告されており、商用レベルでは160 チャネルのＷＤＭ伝送システムが製品化されている。
【０００３】
図３０は、多波長光変調回路を備えた従来の波長多重光信号送信装置の構成例を示す。同図の構成は例えば論文N. Takachio et al. “Wide area gigabit access network based on 12.5 GHz spaced 256 channel super-dense WDM technologies”, IEE Electronics Letters, vol. 37, pp. 309-310, March 1, 2001 に開示されている。図において、波長多重光信号送信装置は、多波長一括発生光源９８１から出力される多波長光を分波器９８２でフィルタリング（スペクトルスライス）して複数の波長チャネルの光を生成し、その各波長チャネルの光を複数の光変調器９８３−１〜９８３−ｎでそれぞれ変調し、その変調信号光を合波器９８４で波長多重して送信する構成である。多波長光とは、それを波長成分毎に分離し、そのそれぞれを、異なる信号の光搬送波として利用し得る、複数の異なる波長成分から構成された光である。多波長光は、レーザ光の位相を単一周波数で変調することにより得られる。なお、モード同期法を用いて多波長光を得ることもできる(論文 H. Sanjoh et al., “Multiwavelength Light Source with Precise Frequency Spacing Using a Mode-Locked Semiconductor Laser and an Arrayed Waveguide Grating Filter,” IEEE Photonics Technology Letters, VOL. 9, NO. 6, JUNE 1997)。また、パルス光に非線形効果を与えることにより、超多波長光（スーパーコンティニウム光）を得ることもできる。これらのように、１つまたは複数の種となる光源から、効率的に多波長光を発生させる多波長光源を、多波長一括発生光源と呼ぶ。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の波長多重光信号送信装置では、分波器９８２および合波器９８４としてアレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ）が利用されている。しかし、ＡＷＧにはフリースペクトルレンジ（ＦＳＲ）毎の波長をすべて透過するという周期的透過特性がある。このため、多重度が例えば1000チャネル以上といった波長数をもつ広帯域な多波長光を分波する場合に、多波長光と同じチャネル間隔をもつチャネル分波用のＡＷＧでは、図３１に示すように、多波長光の帯域がＡＷＧのＦＳＲを越えてしまい、１つの出力ポートから複数の波長が出力されることになる。すなわち、このようなチャネル分波用のＡＷＧでは、ＦＳＲ以上の帯域をもつ多波長光を個別の波長チャネルに分波することはできない。
【０００５】
また、多波長一括発生光源９８１としては、光ファイバ増幅器から出力される増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）を利用するものや、繰り返し短光パルスを利用するものがある。
【０００６】
繰り返し短光パルスを利用する場合には、図３２に示すように、スペクトルスライス後の各波長チャネル間にパワーレベル偏差が生じるという問題がある。波長毎のパワーが均一でないと、パワーの高い波長がパワーの低い波長に与えるクロストークが大きくなって過剰な劣化を生じる可能性がある。また、パワーの高い波長が非線形効果による劣化を生じないように全体のパワーを低減するとパワーの低い波長の雑音が大きくなる。
【０００７】
本発明は、多波長一括発生光源を用いて多波長光を発生させ、その多波長光を分波し、その各波長チャネルの光を複数の光変調器でそれぞれ変調し、その変調信号光を波長多重して出力する多波長光変調回路及び波長多重光信号送信装置において、ＡＷＧのＦＳＲ以上の帯域をもつ多波長光について個別の波長チャネルに分波できるようにすることを目的とする。これに加えて本発明は、各波長チャネル間のパワーレベル偏差を抑制することができる多波長光変調回路及び波長多重光信号送信装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の多波長光変調回路は、複数の波長を有する多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長光の帯域が前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器のフリースペクトルレンジ以上であることを特徴とする。
請求項２記載の多波長光変調回路は、請求項１に記載の多波長光変調回路において、前記群分波器及び前記群合波器は、前記多波長光が配置された帯域以上のフリースペクトルレンジを有し、前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器は、前記群分波器及び前記群合波器の波長が隣り合っているポート間の透過中心周波数差に相当するフリースペクトルレンジを有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の多波長光変調回路は、複数の波長を有する多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長光は、チャネル周波数間隔Δｆで並んだｎ（ｎは任意の自然数）個の波長からなり、中心周波数間隔がΔνであり、かつｎ×Δｆ≦Δνの関係を満たすような複数の波長セットが周波数軸上に分布した光スペクトルを有し、前記群分波器の出力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群分波器の隣り合う出力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ倍（ｐは任意の自然数）であり、前記群合波器の入力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群合波器の隣り合う入力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ倍であることを特徴とする。
請求項４記載の多波長光変調回路は、請求項３に記載の多波長光変調回路において、前記群分波器および前記群合波器は、その入出力ポートの透過中心周波数が前記各波長セットの中心周波数と一致しており、前記波長セット単位に分波または合波することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の多波長光変調回路は、請求項４に記載の多波長光変調回路において、前記多波長光は、中心周波数が互いに異なる複数の連続光を合波し所定の周期信号により強度変調および位相変調して得られた、前記各波長セットの中心周波数およびその側帯波からなることを特徴とする。
請求項６記載の多波長光変調回路は、請求項４に記載の多波長光変調回路において、前記多波長光は、中心周波数が互いに異なる複数の繰り返し短光パルスを合波した光であることを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の多波長光変調回路は、複数の波長を有する多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、前記群分波器および前記群合波器の少なくとも一方は、前記多波長光の光スペクトルのパワーレベル偏差を打ち消す透過特性を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項８記載の多波長光変調回路は、複数の波長を有する多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、前記複数の光変調器の前段または後段に、利得制御により各波長のパワーレベルが一定になるように調節する複数の半導体光増幅器を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の多波長光変調回路は、複数の波長を有する多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、前記複数の光変調器として複数の半導体光増幅器を用い、前記各半導体光増幅器は前記送信信号に重畳するバイアス電流の調節により各波長のパワーレベルが一定になるように制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項１０記載の多波長光変調回路は、複数の波長を有する多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記群分波器の前段に配置され、前記多波長光の偏波を保持しながらその光強度を増幅する偏波保持型光ファイバ増幅器と、前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光の偏波に依存せずにその光強度を増幅する偏波無依存光ファイバ増幅器と、前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光または前記偏波無依存光ファイバ増幅器により増幅された波長多重変調光を偏波に依存せずにその光レベルを均一にする偏波無依存利得等化器とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１１記載の多波長光変調回路は、自然放出光を入力して前記自然放出光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記自然放出光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置することを特徴とする。
【００１６】
請求項１２記載の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を発生させる多波長一括発生光源と多波長光変調回路とを備え、前記多波長光変調回路は、前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長光の帯域が前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器のフリースペクトルレンジ以上であることを特徴とする。
請求項１３記載の波長多重光信号送信装置は、請求項１２に記載の波長多重光信号送信装置において、前記群分波器及び前記群合波器は、前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光が配置された帯域以上のフリースペクトルレンジを有し、前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器は、前記群分波器及び前記群合波器の波長が隣り合っているポート間の透過中心周波数差に相当するフリースペクトルレンジを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１４記載の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を発生させる多波長一括発生光源と多波長光変調回路とを備え、前記多波長光変調回路は、前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長一括発生光源は、チャネル周波数間隔Δｆで並んだｎ（ｎは任意の自然数）個の波長からなり、中心周波数間隔がΔνであり、ｎ×Δｆ≦Δνの関係を満たす複数の波長セットが周波数軸上に分布した光スペクトルを有する多波長光を発生し、前記群分波器の出力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群分波器の隣り合う出力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ（ｐは任意の自然数）倍であり、前記群合波器の入力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群合波器の隣り合う入力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ倍であることを特徴とする。
請求項１５記載の波長多重光信号送信装置は、請求項１４に記載の波長多重光信号送信装置において、前記群分波器および前記群合波器は、その入出力ポートの透過中心周波数が前記各波長セットの中心周波数と一致しており、前記波長セット単位に分波または合波することを特徴とする。
【００１８】
請求項１６記載の波長多重光信号送信装置は、請求項１５に記載の波長多重光信号送信装置において、前記多波長一括発生光源は、中心周波数が互いに異なる複数の連続光を合波して出力する光発生部と、前記光発生部からの出力光を所定の周期信号で強度変調および位相変調し、前記各波長セットの中心周波数およびその側帯波からなる多波長光を発生させる多波長化変調部とを備えることを特徴とする。
請求項１７記載の波長多重光信号送信装置は、請求項１５に記載の波長多重光信号送信装置において、前記多波長一括発生光源は、中心周波数が互いに異なる複数の繰り返し短光パルスを出力する複数の繰り返しパルス光源と、前記複数の繰り返し短光パルスを合波する合波器とを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１８記載の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を発生させる多波長一括発生光源と多波長光変調回路とを備え、前記多波長光変調回路は、前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、前記群分波器および前記群合波器の少なくとも一方は、前記多波長光の光スペクトルのパワーレベル偏差を打ち消す透過特性を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１９記載の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を発生させる多波長一括発生光源と多波長光変調回路とを備え、前記多波長光変調回路は、前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、前記複数の光変調器の前段または後段に、利得制御により各波長のパワーレベルが一定になるように調節する複数の半導体光増幅器を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項２０記載の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を発生させる多波長一括発生光源と多波長光変調回路とを備え、前記多波長光変調回路は、前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、前記複数の光変調器として複数の半導体光増幅器を用い、前記各半導体光増幅器は前記送信信号に重畳するバイアス電流の調節により各波長のパワーレベルが一定になるように制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項２１記載の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を発生させる多波長一括発生光源と多波長光変調回路とを備え、前記多波長光変調回路は、前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、前記多波長一括発生光源と前記群分波器との間に配置され、前記多波長光の偏波を保持しながらその光強度を増幅する偏波保持型光ファイバ増幅器と、前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光の偏波に依存せずにその光強度を増幅する偏波無依存光ファイバ増幅器と、前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光または前記偏波無依存光ファイバ増幅器により増幅された波長多重変調光を偏波に依存せずにその光レベルを均一にする偏波無依存光利得等化器とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２２記載の波長多重光信号送信装置は、入力が光学的に終端されて自然放出光を出力する偏波保持型光ファイバ増幅器と多波長光変調回路とを備え、前記多波長光変調回路は、前記自然放出光を入力して前記自然放出光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、前記偏波保持型光ファイバ増幅器と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記自然放出光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の波長多重光信号送信装置の第１の実施形態を示す。
【００２６】
図において、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を一括発生する多波長一括発生光源１と、その多波長光をそれぞれ複数の波長チャネルからなる波長群ごとに分波する群分波器３１と、各波長群をそれぞれ複数の波長チャネルに分波するチャネル分波器３２−１〜３２−ｍと、各波長チャネルの光をそれぞれ送信信号により変調する複数の光変調器３３−１１〜３３−ｍｎと、各チャネルの変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波するチャネル合波器３４−１〜３４−ｍと、各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器３５により構成される。多波長一括発生光源１以外の構成要素が多波長光変調回路を構成している。
【００２７】
なお、群分波器３１と群合波器３５、チャネル分波器３２とチャネル合波器３４は、それぞれ同じ透過特性を有する対になる構成であり、例えばアレイ導波路回折格子型フィルタ（ＡＷＧ）により構成することができる。また、群分波器３１及び群合波器３５はＡＷＧのほかにも誘電体多層膜フィルタやファイバグレーティング等で構成することができる。以下、群分波器３１およびチャネル分波器３２の透過特性を示すが、群合波器３５およびチャネル合波器３４の透過特性も同様である。
【００２８】
図２は、群分波器３１およびチャネル分波器３２の透過特性を示す。多波長一括発生光源１から出力される多波長光のチャネル周波数間隔をΔｆとする。群分波器３１のＦＳＲは、多波長一括発生光源１から出力される多波長光の帯域以上とし、各ポートの透過特性の半値全幅はチャネル周波数間隔Δｆの整数倍（ｎ×Δｆ）程度とし、透過中心周波数間隔ΔνはΔν≧ｎ×Δｆとなるように設定される。チャネル分波器３２のＦＳＲは、群分波器３１の各ポートの透過特性の半値全幅以上とし、各ポートの透過中心周波数間隔がΔｆとなるように設定される。これにより、多波長光の群分波とチャネル分波が可能となる。
【００２９】
多波長一括発生光源１は、チャネル周波数間隔Δｆで各チャネルが一様に並んだ多波長光（図２）を出力する構成の他に、図３に示すように、チャネル周波数間隔Δｆで並んだｎ個のチャネルからなる波長セットの中心周波数間隔がΔνで、かつΔν≧ｎ×Δｆの関係を満たすように周波数軸上に分布する多波長光を出力する構成としてもよい。この場合には、群分波器（群合波器）の、波長の隣り合う出（入）力ポートの透過中心周波数差を、多波長光の各波長セットの中心周波数差のｐ倍（ｐは任意の自然数）とする。ｐ＝１の場合は、多波長光の各波長セットは、群分波器（群合波器）によって分波（合波）される各波長群に一致する。
【００３０】
図３に示すような多波長光を発生する多波長一括発生光源１の構成と、各チャネル間のパワーレベル偏差を抑制するための群合分波器およびチャネル合分波器の透過特性について以下に説明する。なお、パワーレベル偏差を抑制するには、例えばスーパーコンティニウム光源を用いて光スペクトル平坦化を行う手法や、多波長一括発生光源の出力光スペクトル形状と逆特性をもつ光フィルタを用いて光スペクトル平坦化を行う手法が考えられる。本実施形態では、多波長一括発生光源から出力された多波長光の光スペクトルと逆形状の透過特性を群合分波器に与えることでチャネル間のパワーレベル偏差を抑制している。
【００３１】
＜多波長一括発生光源１の第１の構成例＞
図４は、多波長一括発生光源１の第１の構成例を示す。ここに示す例は、複数の中心周波数を有する連続光に対して特定の繰り返し周期を有する電気信号（例えば正弦波）を用いて位相変調および強度変調（振幅変調）を行い、各中心波長に対して側帯波を発生させることにより多波長光を一括して発生させる多波長一括発生光源（特願２００１−１９９７９１）である。
【００３２】
図において、多波長一括発生光源１は、光発生部１０および多波長化変調部２０により構成される。光発生部１０は、互いに異なる中心周波数ｆ１〜ｆｎの連続光を発生するｎ個の半導体レーザ（ＬＤ）１１−１〜１１−ｎと、各連続光を合波する合波器１２により構成される。多波長化変調部２０は、光発生部１０の出力光を強度変調（振幅変調）する強度変調器２１および位相変調する位相変調器２２と（各変調器の順番は任意であって、強度変調器２１を位相変調器２２の後段に配置してもよい）、各変調器に印加する所定の周期信号（正弦波）を発生する周期信号発生器２３と、周期信号の印加電圧およびバイアス電圧を調整する電圧調整部２４，２５から構成される。なお、多波長化変調部２０は、例えばマッハツェンダ強度変調器を用いて分岐されたパスで位相変調を行い、全体として強度変調（振幅変調）動作させる構成としてもよい。
【００３３】
強度変調器２１では、光発生部１０の出力光（連続光）の時間波形の振幅を所望の波長間隔に相当する一定の周波数で変調することにより、その出力光として、光発生部の出力周波数を中心に当該周波数間隔の離散的な波長の側帯波を有する光スペクトルが得られる。さらに、位相変調器２２では、その変調波の位相を変調することにより、離散光スペクトルを周波数軸上で上下側波帯に偏移させる。ここで、各変調器の周波数偏移量を調節し、離散光スペクトルが重なって各側帯波のパワーレベル偏差が一定になるように制御することにより、図５に示すような各中心周波数ｆ１〜ｆｎに対して等間隔の側帯波を有する光スペクトルが得られる。ただし、この多波長光の光スペクトルは、位相変調の効果によって中心周波数パワーがくぼんでいる。
【００３４】
このような光スペクトルを有する多波長光に対しては、群合分波器（３１，３５）の透過特性としてガウシアン分布特性のものを用いることにより、各チャネルのパワーレベル偏差を抑制することができる。
【００３５】
図６は、多波長一括発生光源１の第１の構成例に対応する群分波器３１およびチャネル分波器３２の透過特性を示す。ここに示すように、群分波器３１の透過特性としてガウシアン分布特性のものを用い、その透過中心周波数と多波長光の波長セットの中心周波数ｆ１〜ｆｎを一致させ、さらに透過中心周波数がチャネル周波数間隔Δｆに設定されたチャネル分波器３２を用いることにより、パワーレベル偏差が抑制された各波長チャネルに分波することができる。
【００３６】
＜多波長一括発生光源１の第２の構成例＞
図７は、多波長一括発生光源１の第２の構成例を示す。
図において、多波長一括発生光源１は、中心周波数が互いに異なる繰り返し短光パルスを出力する複数の繰り返しパルス光源４１−１〜４１−ｎと、各繰り返し短光パルスを合波する合波器４２により構成される。
【００３７】
このような多波長一括発生光源１から出力される多波長光の光スペクトルは、ガウシアン型に近似されるので、群合分波器（３１，３５）の透過特性として透過波長域の中心において透過率が窪んだ特性のものを用いることにより、各チャネルのパワーレベル偏差を抑制することができる。
【００３８】
図８は、多波長一括発生光源１の第２の構成例に対応する群分波器３１およびチャネル分波器３２の透過特性を示す。ここに示すように、ガウシアン型の多波長光に対して、群分波器３１の透過特性として透過波長域の中心において透過率が窪んだ特性のものを用い、その透過中心周波数と多波長光の波長セットの中心周波数ｆ１〜ｆｎを一致させ、さらに透過中心周波数がチャネル周波数間隔Δｆに設定されたチャネル分波器３２を用いることにより、パワーレベル偏差が抑制された各波長チャネルに分波することができる。
【００３９】
また、上述した第１の実施形態において、パワーレベル偏差を抑制するためには、必ずしも群分波器の透過特性のみを制御するのではなく、群分波器と群合波器の合計の透過特性が上記のパワー偏差抑制を実現するように制御しても良い。
【００４０】
〔第２の実施形態〕
図９は本発明の第２の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。なお、図１に示したものと同じ構成要素については同一の符号を付けている。本実施形態の特徴は、光変調器３３−１１〜３３−ｍｎの出力を反射する光反射手段６を設けたこと、群分波器３１と群合波器３５を群合分波器３に集約したこと、および、チャネル分波器３２とチャネル合波器３４をチャネル合分波器４に集約したことにある。なお、多波長一括発生光源１の出力を群合分波器３に接続すると共に、群合分波器３の合波出力を波長多重光信号送信装置の出力として取り出すために、光サーキュレータ２あるいはそれに代わる同機能の光入出力手段が用いられる。
【００４１】
図９において、光サーキュレータ２は多波長光源１から出力される多波長光を群合分波器３に入力する。群合分波器３は入力された多波長光を波長群ごとに分波してチャネル合分波器４−１〜４−ｍに入力する。各チャネル合分波器４は各波長群を波長間隔の等しい複数の光搬送波に分波する。光変調器３３−１１〜３３−ｍｎはそれぞれ対応する各波長の光搬送波を変調し、光反射手段６は各変調光を折り返す。チャネル合分波器４−１〜４−ｍは各チャネルの変調信号光を波長群ごとに合波し、群合分波器３が波長群ごとの波長多重信号光を合波する。光サーキュレータ２はこの合波光を光伝送路に送信する。
【００４２】
なお、光反射手段６としては、金属膜または誘電体多層膜をコーティングした鏡などや、特定の波長を反射する手段である回折格子やファイバブラッググレーティングなどを用いることができる。また、図９では光変調器３３と光反射手段６を接触させる構造としたが、光ファイバあるいは光導波路を介してこれらを光学的に接続する構造としても良い。
なお、本実施形態においては、群分波器と群合波器の合計の透過特性が上記のパワー偏差抑制を実現するように制御されている。
【００４３】
〔第３の実施形態〕
第１の実施形態では、群合分波器の各出力ポートに、多波長一括発生光源１から出力された多波長光の光スペクトルと逆形状の透過特性を与えることにより、チャネル間のパワーレベル偏差を抑制できることを示した。本実施形態では、群合分波器の透過特性によらずにチャネル間のパワーレベル偏差を抑制するための構成について説明する。
【００４４】
図１０は、本発明の波長多重光信号送信装置の第３の実施形態を示す。
図において、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、複数の波長を有する多波長光を一括発生する多波長一括発生光源１と、その多波長光をそれぞれ複数の波長チャネルからなる波長群ごとに分波する群分波器３１と、各波長群をそれぞれ複数の波長チャネルに分波するチャネル分波器３２−１〜３２−ｍと、各波長チャネルの光のパワーレベルを調整する半導体光増幅器（ＳＯＡ）３６−１１〜３６−ｍｎと、各波長チャネルの光をそれぞれ送信信号により変調する複数の光変調器３３−１１〜３３−ｍｎと、各波長チャネルの変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波するチャネル合波器３４−１〜３４−ｍと、各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器３５により構成される。多波長一括発生光源１以外の構成要素が多波長光変調回路を構成する。
【００４５】
なお、半導体光増幅器３６−１１〜３６−ｍｎは光変調器３３−１１〜３３−ｍｎの後段にあってもよい。また、光変調器３３−１１〜３３−ｍｎには、半導体光増幅器または電界吸収型変調器などを用いることができる。
【００４６】
本実施形態では、チャネル分波器３２で分波される各波長チャネルの光を半導体光増幅器３６に入力し、半導体光増幅器３６のバイアス電流を調節して利得制御を行うことにより、チャネル間のパワーレベル偏差を抑制する。なお、多波長一括発生光源１から出力される多波長光の光スペクトルの形状が予め分かっている場合には、それに応じて各半導体光増幅器の利得制御を行い、チャネル間のパワーレベル偏差を抑制する。一方、多波長光の光スペクトルの形状が予め分かっていない場合には、図示しないモニタ回路により各チャネルのパワーを検出し、それに応じて各半導体光増幅器の利得制御を行う。
【００４７】
〔第４の実施形態〕
図１１は、本発明の波長多重光信号送信装置の第４の実施形態を示す。
本実施形態の特徴は、第３の実施形態で使用されているパワーレベルを制御する半導体光増幅器３６と光変調器３３を１つの半導体光増幅器（ＳＯＡ）３７で構成したこと、および、半導体光増幅器３７に送信信号を印加するとともに、送信信号に重畳するバイアス電流を調節することにより利得制御を行うことにあり、かかる構成によってチャネル間のパワーレベル偏差を抑制する。なお、多波長一括発生光源１以外の構成要素が多波長光変調回路を構成する。
【００４８】
以上説明したように、第１〜第４の実施形態によれば、多波長一括発生光源を用いて多波長光を発生させ、その多波長光を分波し、その各波長チャネルの光を複数の光変調器でそれぞれ変調し、その変調信号光を波長多重して出力する多波長光変調回路および波長多重光信号送信装置において、群合分波器およびチャネル合分波器を用いることにより、ＡＷＧのＦＳＲ以上の帯域をもつ多波長光について個別の波長チャネルに分波することができる。また、多波長一括発生光源を構成する種光源（半導体レーザ等）の周波数間隔とチャネル合分波器を構成するＡＷＧのＦＳＲを一致させることにより、透過特性がＦＳＲ毎に周期的なＡＷＧの性質を利用して同一特性のＡＷＧを異なる波長群に適用することができる。したがって、チャネル合分波器を構成するＡＷＧを多品種少量生産する必要がないという利点がある。
【００４９】
さらに、群合分波器の各出力ポートの透過特性を多波長光の光スペクトル形状と逆特性とすることにより、あるいは各チャネル単位にパワーレベルを調節する手段を用いることにより、多波長一括発生光源の波長毎の出力パワーが均一でない場合であっても、各波長チャネル間のパワーレベル偏差を抑制して送信光信号の波長毎のパワーを均一にすることができる。これにより、パワーの高い波長がパワーの低い波長に与えるクロストークが小さくなり過剰な劣化を防止することができる。また、パワーの高い波長が非線形効果による劣化を生じないように全体のパワーを低減する必要がなくなるため、パワーの低い波長の雑音が過剰に増加するといった問題も生じない。
【００５０】
以下に説明する第５〜第１０の実施形態は多波長一括発生光源の冗長構成によって多波長一括発生光源の信頼性向上を図ったものである。
【００５１】
〔第５の実施形態〕
図１２は、本発明の波長多重光信号送信装置の第５の実施形態を示す。
【００５２】
図において、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、２つの多波長一括発生光源２０１−１，２０１−２を備え、光スイッチ２４１でその一方の多波長一括発生光源を選択して光変調部２０３に接続する。なお、光変調部２０３が多波長光変調回路を構成している。多波長一括発生光源２０１−１，２０１−２は、光発生部２１０および多波長化変調部２２０から構成される。
【００５３】
光スイッチ２４１は、選択している一方の多波長一括発生光源（現用）から出力される多波長光に異常が発生した場合に、自動または手動で他方の多波長一括発生光源（予備）の方へ切り換える。これにより、光変調部２０３に対する多波長光の安定的な供給が実現する。
【００５４】
ここで、図１２に示した多波長一括発生光源２０１としては、例えば、単一の中心波長を有する光を特定の繰り返し周期を有する電気信号（例えば正弦波）を用いて位相変調および強度変調（振幅変調）を行い、側帯波を発生させることにより複数の中心波長を有する多波長光を一括して発生させる多波長一括発生光源を利用することができる（特願２００１−１９９７９０、以下「先願」という。）。
【００５５】
図１３は、こうした先願の多波長一括発生光源を用いた波長多重光信号送信装置の構成例を示す。なお、図１３では図１２に示した光スイッチ２４１の図示を省略している。また図１４は、こうした多波長一括発生光源における多波長光発生原理を示す。
【００５６】
図１３において、多波長一括発生光源２０１は、光発生部２１０および多波長化変調部２２０により構成される。光発生部２１０は、単一の中心波長の光を発生する半導体レーザ（ＬＤ）２１１を有する。多波長化変調部２２０は、光発生部２１０の出力光を強度変調（振幅変調）する強度変調器２２１および位相変調する位相変調器２２２と（各変調器の順番は任意）、各変調器に印加する所定の周期信号（正弦波）を発生する周期信号発生器２２３と、周期信号の印加電圧およびバイアス電圧を調整する電圧調整部２２４，２２５から構成される。なお、多波長化変調部２２０は、例えばマッハツェンダ強度変調器を用いて分岐されたパスで位相変調を行い、全体として強度変調（振幅変調）動作させる構成としてもよい。
【００５７】
強度変調器２２１では、光発生部２１０の出力光（連続光）の時間波形の振幅を所望の波長間隔に相当する一定の周波数で変調することにより、その出力光として、光発生部の出力周波数を中心に当該周波数間隔の離散的な波長の側帯波を有する光スペクトルが得られる（図１４（ａ））。さらに、位相変調器２２２では、その変調波の位相を変調することにより、離散光スペクトルを周波数軸上で上下側波帯に偏移させる（図１４（ｂ））。ここで、周波数偏移量を調節することにより、離散光スペクトルが重なって各側帯波のパワーレベル偏差を一定に制御することができる（図１４（ｃ）)。
【００５８】
なお、光発生部２１０は、図４（第１の実施形態）に示したように、互いに異なる中心波長の光を発生するｎ個の半導体レーザ（ＬＤ）１１−１〜１１−ｎを備え、合波器１２で各レーザ光を合波して出力光とする構成としてもよい。この場合には、多波長化変調部２０（図４）で各中心波長に対して側帯波が発生し、さらに広帯域にわたって多波長光を一括発生させることができる。
【００５９】
このような先願の多波長一括発生光源を用いて波長多重光信号送信装置を構成する場合には、図１３に示すように、多波長光を各波長にスペクトルスライスする分波器２３１を有する光変調部２０３を用いる。光変調部２０３では、分波器２３１で分波された各波長光を光変調器２３２−１〜２３２−ｎで送信信号により変調し、合波器２３３で各変調信号光を波長多重して出力する。
【００６０】
図１３の波長多重光信号送信装置は、単体の半導体レーザをチャネル数分だけ用意する波長多重光信号送信装置の構成に比べて、装置規模の縮小とともにチャネル当たりの光源コストの低減が可能である。
【００６１】
また、半導体レーザは、温度変化および注入電流変化により発振波長シフトが生じ、また経時変化に伴って発振波長が変化する性質を有することから、伝送仕様上の波長精度を維持するには波長安定化回路が必要になる。この波長安定化は、個々の半導体レーザに対して実施する必要があるので、波長多重数の増加および波長多重間隔の高密度化に比例して、半導体レーザおよび波長安定化回路が増加し、光波長多重送信器の回路規模が増大する。これに対して、図１３のように光発生部２１０が単一の半導体レーザからなる構成を採用することで、回路規模を増大させずに済む。
【００６２】
〔第６の実施形態〕
図１５は、本発明の波長多重光信号送信装置の第６の実施形態を示す。
図示したように、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、第５の実施形態と同様に多波長一括発生光源２０１−１，２０１−２の二重化により多波長光の安定供給を実現させ、その多波長光を光スターカプラ２４２を介して複数（Ｍ個）の光変調部２０３−１〜２０３−Ｍに分配する。これにより、複数（Ｍ個）の波長多重光信号送信装置を備えたことと実質的に等価になる。すなわち、複数（Ｍ個）のＷＤＭ伝送システムの各波長多重光信号送信装置が、二重化された多波長一括発生光源２０１−１，２０１−２を共有することができ、より経済的なシステム構成が可能となる。なお、光変調部２０３−１〜２０３−Ｍが多波長光変調回路を構成する。
【００６３】
〔第７の実施形態〕
図１６は、本発明の波長多重光信号送信装置の第７の実施形態を示す。
図において、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、複数（Ｍ個）の光変調部２０３−１〜２０３−Ｍに対して、それより多い複数（Ｎ個）（Ｎ＞Ｍ）の多波長一括発生光源２０１−１〜２０１−Ｎを備える。なお、光変調部２０３−１〜２０３−Ｍが多波長光変調回路を構成する。Ｍ個の多波長一括発生光源２０１−１〜２０１−Ｍと光変調部２０３−１〜２０３−Ｍは、Ｎ×Ｍ光スイッチ２４３を介してそれぞれ１対１に接続される。（Ｎ−Ｍ）個の多波長一括発生光源２０１−（Ｍ＋１）〜２０１−Ｎは予備の光源である。多波長一括発生光源２０１−１〜２０１−Ｎは、図１３または図４に示す先願の多波長一括発生光源と同様の構成であり、光発生部２１０および多波長化変調部２２０から構成される。光変調部２０３−１〜２０３−Ｍも図１３に示した光変調部２０３と同様の構成である。これにより、複数（Ｍ個）の波長多重光信号送信装置を備えたことと実質的に等価になる。
【００６４】
Ｎ×Ｍ光スイッチ２４３は、例えば多波長一括発生光源２０１−１に故障が発生したときに、予備の多波長一括発生光源２０１−Ｎと光変調部２０３−１との接続に切り換える。Ｎ×Ｍ光スイッチ２４３は任意の接続が可能であり、例えばＮ＝Ｍ＋２の場合には、任意の２つの多波長一括発生光源の故障に対して予備に切り換えることができ、多波長光の安定的な供給を実現することができる。
【００６５】
〔第８の実施形態〕
図１７は、本発明の波長多重光信号送信装置の第８の実施形態を示す。
図において、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、多波長一括発生光源２０１として１つの光発生部２１０と２つの多波長化変調部２２０−１，２２０−２を備え、光カプラ２４４を介して光発生部２１０の出力光を多波長化変調部２２０−１，２２０−２に分配する。多波長化変調部２２０−１，２２０−２から出力される多波長光は、光スイッチ２４５でその一方が選択されて光変調部２０３に入力する。なお、光変調部２０３が多波長光変調回路を構成する。光発生部２１０および多波長化変調部２２０−１，２２０−２は、図１３に示す先願の多波長一括発生光源２０１における光発生部２１０および多波長化変調部２２０あるいは図４に示す光発生部１０および多波長化変調部２０と同様の構成である。光変調部２０３も図１３に示すものと同様の構成である。
【００６６】
光スイッチ２４５は、選択している一方の多波長化変調部から出力される多波長光に異常が発生した場合に、自動または手動で他方の多波長化変調部の方へ切り換える。これにより、光変調部２０３に対して多波長光の安定的な供給が実現する。
【００６７】
〔第９の実施形態〕
図１８は、本発明の波長多重光信号送信装置の第９の実施形態を示す。
図において、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、第８の実施形態と同様に多波長化変調部２２０−１，２２０−２の二重化により多波長光の安定供給を実現させているのに加えて、その多波長光を光スターカプラ２４６を介して複数（Ｍ個）の光変調部２０３−１〜２０３−Ｍに分配する。なお、光変調部２０３−１〜２０３−Ｍが多波長光変調回路を構成する。これにより、複数（Ｍ個）の波長多重光信号送信装置を備えたことと実質的に等価になる。すなわち、複数（Ｍ個）のＷＤＭ伝送システムの各波長多重光信号送信装置が、二重化された多波長化変調部２２０−１，２２０−２を共有することができ、より経済的なシステム構成が可能となる。
【００６８】
〔第１０の実施形態〕
図１９は、本発明の波長多重光信号送信装置の第１０の実施形態を示す。
図において、本実施形態の波長多重光信号送信装置は、複数（Ｍ個）の光変調部２０３−１〜２０３−Ｍに対して、それより多い複数（Ｎ個）（Ｎ＞Ｍ）の多波長化変調部２２０−１〜２２０−Ｎを備える。なお、光変調部２０３−１〜２０３−Ｍが多波長光変調回路を構成する。多波長化変調部２２０−１〜２２０−Ｎには、光スターカプラ２４７を介して光発生部２１０の出力光が分配される。Ｍ個の多波長化変調部２２０−１〜２２０−Ｍと光変調部２０３−１〜２０３−Ｍは、Ｎ×Ｍ光スイッチ２４８を介してそれぞれ１対１に接続される。（Ｎ−Ｍ）個の多波長変調部２２０−（Ｍ＋１）〜２２０−Ｎは予備である。光発生部２１０および多波長化変調部２２０−１〜２２０−Ｎは、図１３に示す先願の多波長一括発生光源２０１の光発生部２１０および多波長化変調部２２０あるいは図４に示す光発生部１０および多波長化変調部２０と同様の構成である。光変調部２０３−１〜２０３−Ｍも図１３に示すものと同様の構成である。これにより、複数（Ｍ個）の波長多重光信号送信装置を備えたことと実質的に等価になる。
【００６９】
Ｎ×Ｍ光スイッチ２４８は、例えば多波長化変調部２２０−１に故障が発生したときに、予備の多波長化変調部２２０−Ｎと光変調部２０３−１との接続に切り換える。Ｎ×Ｍ光スイッチ２４８は任意の接続が可能であり、例えばＮ＝Ｍ＋２の場合には、任意の２つの多波長化変調部の故障に対して予備に切り換えることができ、多波長光の安定的な供給を実現することができる。
【００７０】
なお、ここでは光発生部２１０を１つとしているが、同様の構成を有する複数（ｍ個）の光発生部２１０−１〜２１０−ｍを備え、各光発生部がＮ／ｍ個（Ｎ／ｍは整数）の多波長化変調部に対して出力光を分配し、全体でＮ個の多波長化変調部２２０−１〜２２０−Ｎに光発生部２１０−１〜２１０−ｍの出力光を分配するようにしてもよい（図１９（ｂ））。
【００７１】
また、上記の第５，第６，第８，第９の実施形態では二重化構成を例としたが、三重化以上の冗長構成をとってもよい。また、上記の第６、第８〜第１０の実施形態において、光スターカプラまたは光カプラによる分岐損失が大きくなる場合には、光増幅器を用いて光パワーを増幅する構成としてもよい。
【００７２】
図１３に示した先願の波長多重光信号送信装置は、１つの多波長一括発生光源２０１から多波長光を一括発生させる構成であるために、その元となる１つの多波長一括発生光源２０１が故障すると、多波長光のすべてが停止することになる。例えば、多波長一括発生光源２０１の多波長化変調部２２０が故障すると、一括発生する各チャネル対応の多波長光が同時に停止し、それを用いて伝送される莫大な情報がすべて伝送できなくなる。
【００７３】
これに対して、上述した第５〜第１０の実施形態では多波長一括発生光源または多波長化変調部を複数備えた構成であるため、現用の多波長一括発生光源または多波長化変調部が故障することによる甚大な被害を防ぐことができる。
また、多波長光を一括発生させる多波長一括発生光源の信頼性を向上させることができるので、多波長一括発生光源の低コスト化の利点を活かした低コストかつ高信頼の波長多重光信号送信装置を実現することができる。
【００７４】
次に、本発明の第１１〜第１５の実施形態について順次説明するが、まず初めにその背景について説明する。
波長多重光信号送信装置に用いられる光変調器としては、高速変調特性に優れたＬＮ（ニオブ酸リチウム）変調器が用いられている。このＬＮ変調器は、ＬiＮbＯ3 基板上に光導波路でマッハツェンダ型干渉計を形成し、電気光学効果により光導波路の屈折率を変化させて出力光の強度を変調する構成である。その変調特性は、入力されるレーザ光の偏波面の角度によって異なる。すなわち、ＬＮ変調器には偏波依存性がある。
【００７５】
光変調器にＬＮ変調器を用いた場合の波長多重光信号送信装置の構成例としては例えば図２０に示すものが考えられる。本構成例は、光波長多重通信（ＷＤＭ）用の波長多重光信号送信装置の光源（ＷＤＭ用光源）として、多波長光を出力する多波長光源を用いるものである（特願２００１−１９９７９１号）。
【００７６】
図２０において、多波長光源３１１から出力される多波長光は、アレイ導波路回折格子フィルタ（ＡＷＧ）などの光分波器３１２を用いて波長分離され、これにより、波長間隔の等しい複数の光搬送波が得られる。各波長の光搬送波は、それぞれ対応する光変調器３１３−１〜３１３−ｎで変調され、各変調光が光合波器３１４で波長多重されて光伝送路に送信される。ここで、光分波器３１２の入力側および光合波器３１４の出力側には、多波長光または波長多重変調光の各チャネルのレベル差を均一するために、利得帯域内で利得を一定にした利得等化光ファイバ増幅器３１５，３１６が挿入され、それぞれ所定の光パワーまで増幅される。
【００７７】
このような多波長光源は、チャネル数だけの単一モードレーザを用意するＷＤＭ用光源に比べて、レーザ光源の個数を削減することができるとともに、各チャネルの波長設定も容易になる特徴がある。
【００７８】
ただ、上述したようにＬＮ変調器には偏波依存性があり特定の偏波状態の光しか変調することができないため、ＬＮ変調器よりも前段に配置される全ての装置は偏波保持機能を備える必要がある。したがって、図２０の構成においてその入力側に位置する利得等化光ファイバ増幅器３１５および光分波器３１２には、偏波保持型のものを用いる必要がある。
【００７９】
光分波器３１２としては、ガラス基板上にＰＬＣ導波路（あるいはシリコン基板上に有機導波路）で形成されたアレイ導波路回折格子フィルタ（ＡＷＧ）が一般的に用いられる。このＡＷＧは偏波面が通常保持されるので、入出力用のピッグテイルに偏波保持ファイバを取り付けるだけで対応できる。
【００８０】
一方、利得等化光ファイバ増幅器３１５を偏波保持型の構成とするには高度の技術が必要になって高価になり、波長多重光信号送信装置のコスト低下の妨げになる。
【００８１】
こうしたことを背景として、第１１〜第１５の実施形態ではＬＮ変調器を用いた波長多重光信号送信装置において、チャネル間のレベル差を均一にしながらコスト低減を図るものである。
【００８２】
〔第１１の実施形態〕
図２１は、本発明の第１１の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図２０に示す多波長光源３１１を用いた波長多重光信号送信装置において、光変調器３１３としてＬＮ変調器を用いたときに、その入力側に位置する利得等化光ファイバ増幅器３１５を偏波保持型にする代わりに、それより安価な偏波保持型光ファイバ増幅器３２１を用い、光変調器の出力側でチャネル間のレベル差を均一にする利得等化を行うところにある。なお、光分波器３１２は、本来偏波保持型であるので入出力用のピッグテイルに偏波保持ファイバを取り付けることにより、光変調器３１３の入力側を偏波保持型光ファイバ増幅器３２１を含めて偏波保持型構成にする。
【００８３】
図２１において、多波長光源３１１から出力される多波長光は、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１で増幅され、光分波器３１２で波長間隔の等しい複数の光搬送波に分波される。各波長の光搬送波は、それぞれ所定の偏波で対応する光変調器（ＬＮ変調器）３１３−１〜３１３−ｎに入力され、変調される。各光変調器から出力される各波長の変調光は光合波器３１４で波長多重され、偏波無依存光ファイバ増幅器３２２で所定の光パワーまで増幅され、偏波無依存利得等化器３２３で各波長の光レベルを均一にして光伝送路に送信される。
【００８４】
なお、光ファイバ増幅器は、エルビウムなどの希土類イオンを添加した光ファイバを増幅媒体とし、励起光を入力して希土類イオンを励起することにより増幅作用をもたせた光増幅器であり、一般的には入射光の偏波面が保持されない偏波無依存型である。この増幅媒体となる光ファイバとしてＰＡＮＤＡファイバなどの偏波保持光ファイバのコアに希土類イオンを添加したものを用いることにより、入射光の偏波面が保持される偏波保持型光ファイバ増幅器３２１となる。
【００８５】
ただし、光ファイバ増幅器は図２２に示すように、一般的に波長1.53μｍと1.56μｍの２つの波長で利得がピークとなる。このことは、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１および偏波無依存光ファイバ増幅器３２２でも同様であり、利得帯域内で利得は一定にならない。そこで、偏波無依存利得等化器３２３を用いてチャネル間のレベル差を均一にする。すなわち、偏波無依存利得等化器３２３は、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１と偏波無依存光ファイバ増幅器３２２の利得特性の積を平坦化する透過特性（損失特性）を有し、例えば数種類の透過特性を有する光ファイバグレーティングを組み合わせて構成される。図２２に示したように、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１及び偏波無依存光ファイバ増幅器３２２の利得特性を偏波無依存利得等化器３２３の損失特性で利得等化することにより、利得等化光ファイバ増幅器３１５，３１６（図２０参照）と同様の平坦化された透過特性が得られる。なお、偏波無依存光ファイバ増幅器３２２と偏波無依存利得等化器３２３の順番は任意である。
【００８６】
〔第１２の実施形態〕
図２３は、本発明の第１２の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図２１に示す第１１の実施形態の構成を前提にしつつ、光変調器３１３−１〜３１３−ｎの出力を反射する光反射手段３３１（光変調器と光反射手段を合わせてＬＮ変調手段という）を用い、光分波器３１２と光合波器３１４を１つの光合分波器３３２に集約するところにある。なお、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１の出力を光合分波器３３２に接続し、光合分波器３３２の合波出力を偏波無依存光ファイバ増幅器３２２に供給するために、光サーキュレータ３３３あるいはそれに代わる同機能の光入出力手段が用いられる。
【００８７】
図２３（ａ）において、多波長光源３１１から出力される多波長光は、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１で増幅され、光サーキュレータ３３３を介して光合分波器３３２に入力され、波長間隔の等しい複数の光搬送波に分波される。各波長の光搬送波は、それぞれ対応する光変調器（ＬＮ変調器）３１３−１〜３１３−ｎで変調され、各変調光が光反射手段３３１で折り返されて光合分波器３３２で波長多重される。この波長多重光は、光サーキュレータ３３３を介して偏波無依存光ファイバ増幅器３２２で所定の光パワーまで増幅され、偏波無依存利得等化器３２３で各波長の光レベルを均一にして光伝送路に送信される。
【００８８】
なお、光反射手段３３１としては、例えば金属膜または誘電体多層膜をコーティングした鏡などを用いることができる。また、特定の波長を反射する手段として、回折格子やファイバブラッググレーティングなども用いることができる。
【００８９】
また、光変調器３１３と光反射手段３３１は、図２３（ａ）に示すように光ファイバあるいは光導波路を介して光学的に接続されるか、図２３（ｂ）に示すように接触させる構造であってもよい。
【００９０】
〔第１３の実施形態〕
図２４は、本発明の第１３の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図２３に示す第１２の実施形態の構成を前提としつつ、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１が偏波無依存光ファイバ増幅器３２２の機能を兼用すると共に、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１を光サーキュレータ３３３と光合分波器３３２との間に配置したところにある。つまり、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１は双方向増幅器である。これにより、さらにコスト低減が可能となる。
【００９１】
図２４（ａ）において、多波長光源３１１から出力される多波長光は、光サーキュレータ３３３を介して偏波保持型光ファイバ増幅器３２１に入力され、増幅されて光合分波器３３２に入力され、波長間隔の等しい複数の光搬送波に分波される。各波長の光搬送波は、それぞれ対応する光変調器（ＬＮ変調器）３１３−１〜３１３−ｎで変調され、各変調光が光反射手段３３１で折り返されて光合分波器３３２で波長多重される。この波長多重光は、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１で所定の光パワーまで増幅され、光サーキュレータ３３３を介して偏波無依存利得等化器３２３に入力され、偏波無依存利得等化器３２３で各波長の光レベルを均一にして光伝送路に送信される。
【００９２】
なお、光変調器３１３と光反射手段３３１は、図２４（ａ）に示したように光ファイバあるいは光導波路を介して光学的に接続されるか、図２４（ｂ）に示すように接触させる構造であってもよい。
【００９３】
ところで、第１２の実施形態では、偏波無依存利得等化器３２３の特性として、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１と偏波無依存光ファイバ増幅器３２２の２つの波長依存性を等化する特性が求められるが、本実施形態では１つの偏波保持型光ファイバ増幅器３２１の波長依存性を等化すればよいので、偏波無依存利得等化器３２３の波長特性の設定が容易になる利点がある。
【００９４】
〔第１４の実施形態〕
図２５は、本発明の第１４の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、図２３に示す第１２の実施形態の構成のように光反射手段３３１を用いる代わりに、光変調器へ光搬送波を出力するための光合分波器３３２のポートＯ１〜Ｏｎとは別のポートＩ１〜Ｉｎに光変調器３１３−１〜３１３−ｎの出力を折り返し、その合波出力を他のポートＯｍから取り出して偏波無依存光ファイバ増幅器３２２に入力して、光サーキュレータ３３３を不要としたところにある。このような光合分波器３３２はＡＷＧで実現することができる。
【００９５】
図２５において、多波長光源３１１から出力される多波長光は、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１で増幅されて光合分波器３３２に入力され、波長間隔の等しい複数の光搬送波に分波される。各波長の光搬送波は、それぞれ対応する光変調器（ＬＮ変調器）３１３−１〜３１３−ｎで変調され、各変調光が光合分波器３３２に折り返されて波長多重される。この波長多重光は、光合分波器３３２に多波長光が入力するポートＩｍと異なるポートＯｍから出力され、偏波無依存光ファイバ増幅器３２２で所定の光パワーまで増幅され、偏波無依存利得等化器３２３で各波長の光レベルを均一にして光伝送路に送信される。
【００９６】
なお、本実施形態の構成は、図２１に示す第１１の実施形態の光分波器３１２と光合波器３１４を共有化した構成とみることもできる。
【００９７】
〔第１５の実施形態〕
第１５の実施形態は、第１１の実施形態、第１２の実施形態、第１４の実施形態のように多波長光源３１１を用いる構成に代えて、自然放出光（ＡＳＥ）を光フィルタで周波数的に切り出したスペクトルスライス光を用いる。すなわち、図２１，図２３，図２５に示す多波長光源３１１を取り除き、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１の入力を光学的に終端し、発生するＡＳＥを利用する構成とする。図２６（ａ）は、図２１に示す第１１の実施形態に対応する構成であり、図２６（ｂ）は、図２３（ａ）に示す第１２の実施形態に対応する構成である。同様に、図２５に示す第１４の実施形態にも対応させることができる。
【００９８】
例えば図２６（ａ）において、偏波保持型光ファイバ増幅器３２１から出力されるＡＳＥは、光分波器３１２により波長の異なる狭帯域のスペクトルスライス光に分波される。各波長のスペクトルスライス光は、それぞれ対応する光変調器３１３−１〜３１３−ｎで変調され、各変調光が光合波器３１４で波長多重され、偏波無依存光ファイバ増幅器３２２で所定の光パワーまで増幅され、偏波無依存利得等化器３２３で各波長の光レベルを均一にして光伝送路に送信される。
【００９９】
以上説明した第１１〜第１５の実施形態では、ＬＮ変調器の入力側に安価な偏波保持型の光ファイバ増幅器を用い、ＬＮ変調器の出力側に偏波無依存の光ファイバ増幅器および偏波無依存利得等化器を備えることにより、製造が難しくかつ高価な偏波保持型の利得等化光ファイバ増幅器が不要となる。これにより、ＬＮ変調器の偏波依存性に対応しながら、チャネル間のレベル差を均一にする構成を低コストで実現することができる。
【０１００】
さらに、光分波器と光合波器を共用したり、偏波保持型の光ファイバ増幅器と偏波無依存の光ファイバ増幅器を共用したりする構成とすることにより、さらに低コスト化を実現することができる。
【０１０１】
また、偏波保持型の光ファイバ増幅器と偏波無依存の光ファイバ増幅器を共用する構成（図２４）では、偏波無依存利得等化器は、１つの偏波保持型光ファイバ増幅器の波長依存性を等化すればよいので、その波長特性の設定が容易になる。
【０１０２】
〔第１６の実施形態〕
上述した実施形態では、異なる種光源から出力される光サイドモードの波長が重なるのを避けるために、周波数軸上で隣り合う種光源の中間近辺の周波数を利用していない。本実施形態では、こうした周波数も利用して等間隔で抜けの無い連続した周波数とし、周波数利用効率をさらに向上させるものである。
【０１０３】
図２７は本実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示したブロック図であって、上述した各実施形態の波長多重光信号送信装置に相当する波長多重光信号送信部４０１−１，４０１−２と光結合器４０２とから構成される。光周波数ｆ１，ｆ２，…，ｆｎ，…がいずれも等間隔であるとした場合、波長多重光信号送信部４０１−１，４０１−２の一方は、光周波数ｆ１〜ｆｎ，ｆ２ｎ＋１〜ｆ３ｎ，ｆ４ｎ＋１〜ｆ５ｎ，…を出力し、他方は光周波数ｆｎ＋１〜ｆ２ｎ，ｆ３ｎ＋１〜ｆ４ｎ、ｆ５ｎ＋１〜ｆ６ｎ，…を出力する。光結合器４０２は波長多重光信号送信部４０１−１，４０１−２の出力を結合して伝送路に送信する。これにより、図２７に示したように光結合器４０２からは等しい周波数間隔で一様な周波数の光が出力されるようになる。なお、波長多重光信号送信部４０１の個数は２台に限定されず３台以上であっても良い。
【０１０４】
〔第１７の実施形態〕
上述した実施形態は、第１〜第４の実施形態（以下、第１グループ）と第５〜第１０の実施形態（以下、第２グループ）と第１１〜第１５の実施形態（以下、第３グループ）と第１６の実施形態（以下、第４グループ）に大別される。これらグループのうちの２つ，３つあるいは４つのグループを任意に組み合わせることが可能なことは当業者には明らかであるが、その組み合わせの一例について以下に説明する。
【０１０５】
図２８は第１グループ〜第３グループを組み合わせた場合の波長多重光信号装置装置の構成を示したブロック図である。また、図２９は波長に対する光損失（利得）偏差と、波長多重光信号送信装置への入力時および同装置からの出力時における光パワーレベル偏差を示している。図２８に示す波長多重光信号送信装置は、光源部５１０，多波長光変調回路５２０−１及び５２０−２，２×１の光スイッチ５３０から構成される。
【０１０６】
なお、多波長光変調回路５２０−１及び５２０−２は同一の構成であるため、多波長光変調回路５２０−１についてのみ詳細な構成を示してある。多波長光変調回路の一方が現用変調回路（ここでは多波長光変調回路５２０−１）であって他方が予備変調回路（ここでは多波長光変調回路５２０−２）である。また、予備変調回路は必須の構成要素ではなく、予備変調回路を設けなくとも良い。その場合には光スイッチ５３０も不要となる。
【０１０７】
光源部５１０は多波長一括発生光源５１１−１及び５１１−２ならびに光スイッチ５１２を備えている。多波長一括発生光源５１１−１及び５１１−２は上述した各実施形態で説明した多波長一括発生光源の何れかを用いれば良い。例えば図４に示した構成であれば、複数の種光源の強度または位相もしくはその両方を変調する多波長一括発生手法により多波長光を同時に発生させる。光スイッチ５１２は予備変調回路を設けるかどうかで構成が異なる。予備変調回路を設けない場合（第６，７，９、１０実施形態以外の場合）には光スイッチ５１２を２×１光スイッチで構成する。一方、予備変調回路を設ける場合（第６，７，９、１０実施形態の場合）には光スイッチ５１２を２×２光スイッチで構成し、その２系統の出力をそれぞれ多波長光変調回路５２０−１，５２０−２に接続する。
【０１０８】
各多波長光変調回路５２０は、図１（第１実施形態）と同様に、群分波器５２２，チャネル分波器５２３−１〜５２３−ｍ，光変調器５２４−１１〜５２４−ｍｎ，チャネル合波器５２５−１〜５２５−ｍ，群合波器５２６を備えている。加えて、各多波長光変調回路５２０は、図２１（第１１実施形態）と同様に、群分波器５２２の前段に配置された利得特性が平坦でない偏波保持型光ファイバ増幅器５２１と、群合波器５２６の後段に配置された偏波無依存利得等化器５２７とを備えている。図２９に示したように、偏波無依存利得等化器５２７は、波長に対する偏波保持型光ファイバ増幅器５２１の利得偏差を補償するように設計される。なお、ここでは図２１に示した偏波無依存光ファイバ増幅器３２２を省いているが、偏波無依存光ファイバ増幅器３２２を偏波無依存利得等化器５２７の前段または後段に設けても良い。
【０１０９】
群分波器５２２の隣り合う出力ポートの透過中心周波数差は光源部５１０の隣り合う波長の周波数差に対応している。また図２９に示したように、群分波器５２２の隣り合うポートの透過中心周波数差は多波長一括発生光源５１１の種となる複数の光源（図４中の１１−１〜１１−ｎに相当）の周波数間隔と同一に設計される。同様に、群合波器５２６の隣り合うポートの透過中心周波数差は多波長一括発生光源５１１の種となる複数の光源の周波数間隔と同一に設計される。このほか、チャネル分波器５２３およびチャネル合波器５２５のＦＳＲは多波長一括発生光源５１１の種光源の波長間隔と同一に設計される。光スイッチ５３０は、現用変調回路に故障が発生したときに自動または手動で現用変調回路から予備変調回路に切り替えるためのものである。
【０１１０】
なお、図２８の波長多重光信号送信装置に対して第１６の実施形態（第４のグループ）をさらに組み合わせる場合には、例えば、図２７中の波長多重光送信部４０１−１、４０１−２のそれぞれが、図２８全体に相当するように構成する。また、図２８では群合分波及びチャネル合分波に関する構成として図１（第１実施形態）のものを用いたが、例えば第２〜第４実施形態のものを用いても良い。また、偏波保持型光ファイバ増幅器に関する構成として第１１実施形態のものを用いたが、例えば第１２〜１５実施形態のものを用いても良い。また、光源部５１０として複数の多波長一括発生光源を光スイッチで選択する構成例について説明したが、上述した各実施形態の構成を用いても良い。また、図２８では２つの多波長光変調回路を現用変調回路および予備変調回路としていたために光スイッチ５３０を設けたが、光スイッチ５３０を無くして第６，７，９，１０実施形態のように複数のＷＤＭシステムを構成するものであっても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明によれば、多波長一括発生光源を用いて多波長光を発生させ、その多波長光を分波し、その各波長チャネルの光を複数の光変調器でそれぞれ変調し、その変調信号光を波長多重して出力する多波長光変調回路および波長多重光信号送信装置において、群合分波器およびチャネル合分波器を用いることにより、ＡＷＧのＦＳＲ以上の帯域をもつ多波長光について個別の波長チャネルに分波することができる。また、多波長一括発生光源を構成する種光源（半導体レーザ等）の周波数間隔とチャネル合分波器を構成するＡＷＧのＦＳＲを一致させることにより、透過特性がＦＳＲ毎に周期的なＡＷＧの性質を利用して同一特性のＡＷＧを異なる波長群に適用することができる。したがって、チャネル合分波器を構成するＡＷＧを多品種少量生産する必要がないという利点がある。
【０１１２】
また、請求項７〜９，１８〜２０記載の発明によれば、群合分波器の各出力ポートの透過特性が多波長光の光スペクトル形状と逆特性となることにより、あるいは各チャネル単位にパワーレベルを調節する手段を用いることにより、多波長一括発生光源において生じ得る、各波長チャネル間のパワーレベル偏差を抑制することができる。
【０１１３】
また、請求項１０，２１記載の発明によれば、偏波保持型の利得等化光ファイバ増幅器を用いず、光変調器の入力側に安価な偏波保持型の光ファイバ増幅器を用い、光変調器の出力側に偏波無依存の光ファイバ増幅器および利得等化器を備えることにより、高価な偏波保持型の利得等化光ファイバ増幅器が不要となる。
これにより、光変調器の偏波依存性に対応しながら、チャネル間のレベル差を均一にする構成を低コストで実現することができる。
【０１１４】
また、請求項１〜２２記載の発明のように群分波器と群合波器あるいはチャネル分波器とチャネル合波器を共用したり、請求項１０，２１記載の発明において偏波保持型の光ファイバ増幅器と偏波無依存の光ファイバ増幅器を共用したりする構成とすることにより、さらに低コスト化を実現することができる。また、偏波保持型の光ファイバ増幅器と偏波無依存の光ファイバ増幅器を共用することで、偏波無依存利得等化器は、１つの偏波保持型光ファイバ増幅器の波長依存性を等化すればよいので、その波長特性の設定が容易になる。
【０１１６】
そして、多波長一括発生光源の信頼性が向上したことにより、複数の多波長化変調回路を備え、多波長一括発生光源から出力される多波長光を各多波長化変調回路に分配する構成とし、多波長一括発生光源を複数のＷＤＭ伝送システムで共有することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 群分波器３１およびチャネル分波器３２の透過特性を示す図である。
【図３】 多波長光の他の光スペクトル例を示す図である。
【図４】 多波長一括発生光源１の第１の構成例を示すブロック図である。
【図５】 多波長一括発生光源１の第１の構成例の出力光スペクトルを示す図である。
【図６】 多波長一括発生光源１の第１の構成例に対応する分波器の透過特性を示す図である。
【図７】 多波長一括発生光源１の第２の構成例を示す図である。
【図８】 多波長一括発生光源１の第２の構成例に対応する分波器の透過特性を示す図である。
【図９】 本発明の第２の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 本発明の第３の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の第４の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 本発明の第５の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】 多波長一括発生光源を用いた波長多重光信号送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】 多波長一括発生光源における多波長光発生原理を示す図である。
【図１５】 本発明の第６の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】 本発明の第７の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】 本発明の第８の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】 本発明の第９の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】 本発明の第１０の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】 多波長光源を用いた従来の波長多重光信号送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２１】 本発明の第１１の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】 第１１の実施形態における利得等化の動作説明の図である。
【図２３】 本発明の第１２の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２４】 本発明の第１３の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】 本発明の第１４の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２６】 本発明の第１５の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２７】 本発明の第１６の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２８】 本発明の第１７の実施形態による波長多重光信号送信装置の構成を示すブロック図である。
【図２９】 本発明の第１７の実施形態における光損失（利得）偏差と波長多重光信号送信装置への入力時および同装置からの出力時における光パワー偏差とを示した図である。
【図３０】 従来の波長多重光信号送信装置の構成例を示すブロック図である。
【図３１】 従来回路における多波長光の光スペクトルおよび分波器の透過特性を示す図である。
【図３２】 従来回路における多波長光の光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１ 多波長一括発生光源
２ 光サーキュレータ
３ 群合分波器
４−１，４−ｍ チャネル合分波器
６ 光反射手段
１０ 光発生部
１１−１，１１−２，１１−ｎ 半導体レーザ（ＬＤ）
１２ 合波器
２０ 多波長化変調部
２１ 強度変調器
２２ 位相変調器
２３ 周期信号発生器
２４，２５ 電圧調整部
３１ 群分波器
３２−１，３２−ｍ チャネル分波器
３３−１１，３３−１ｎ，３３−ｍ１，３３−ｍｎ 光変調器
３４−１，３４−ｍ チャネル合波器
３５ 群合波器
３６−１１，３６−１ｎ，３６−ｍ１，３６−ｍｎ，３７−１１，３７−１ｎ，３７−ｍ１，３７−ｍｎ 半導体光増幅器（ＳＯＡ）
４１−１，４１−２，４１−ｎ 繰り返しパルス光源
４２ 合波器
２０１，２０１−１，２０１−２，２０１−Ｍ，２０１−Ｎ 多波長一括発生光源
２０３，２０３−１，２０３−Ｍ 光変調部
２１０ 光発生部
２１１ 半導体レーザ（ＬＤ）
２２０，２２０−１，２２０−２，２２０−Ｍ，２２０−Ｎ，２２０−Ｎ／ｍ．２２０−｛（ｍ−１）／ｍ）Ｎ｝ 多波長化変調部
２２１ 強度変調器
２２２ 位相変調器
２２３ 周期信号発生器
２２４，２２５ 電圧調整部
２３１ 分波器
２３２−１〜２３２−３，２３２−ｎ 光変調器
２３３ 合波器
２４１，２４５ 光スイッチ
２４２，２４６，２４７−１，２４７−Ｍ 光スターカプラ
２４３，２４８ Ｎ×Ｍ光スイッチ
２４４ 光カプラ
３１１ 多波長光源
３１２ 光分波器
３１３−１，３１３−２，３１３−ｎ 光変調器（ＬＮ変調器）
３１４ 光合波器
３１５，３１６ 利得等化光ファイバ増幅器
３２１ 偏波保持型光ファイバ増幅器
３２２ 偏波無依存光ファイバ増幅器
３２３ 偏波無依存利得等化器
３３１ 光反射手段
３３２ 光合分波器
３３３ 光サーキュレータ
４０１−１，４０１−２ 波長多重光信号送信部
４０２ 光結合器
５１０ 光源部
５１１−１，５１１−２ 多波長一括発生光源
５１２ 光スイッチ
５２０−１，５２０−２ 多波長光変調回路
５２１ 偏波保持型光ファイバ増幅器
５２２ 群分波器
５２３−１，５２３−ｍ チャネル分波器
５２４−１１，５２４−１ｎ，５２４−ｍ１，５２４−ｍｎ 光変調器
５２５−１，５２５−ｍ チャネル合波器
５２６ 群合波器
５２７ 偏波無依存利得等化器
５３０ 光スイッチ（光結合器）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses a multi-wavelength optical modulation circuit that demultiplexes multi-wavelength light, modulates the light of each wavelength channel with a plurality of optical modulators, and multiplexes and transmits the modulated signal light. The present invention relates to a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus. In particular, the present invention relates to a multi-wavelength optical modulation circuit and a wavelength-division-multiplexed optical signal transmitter capable of demultiplexing broadband multi-wavelength light output from a multi-wavelength collective light source into individual wavelength channels. The present invention also relates to a multi-wavelength optical modulation circuit and a wavelength-multiplexed optical signal transmission apparatus that suppresses a power level deviation of each wavelength channel.
[0002]
[Prior art]
In order to meet the demand for an increase in transmission capacity in recent years, development of a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system that transmits a plurality of optical signals having different wavelengths through a single optical fiber transmission line is underway. Recently, a WDM transmission system having a multiplexing number of several hundred channels or more has been reported, and a 160-channel WDM transmission system has been commercialized at a commercial level.
[0003]
FIG. 30 shows a configuration example of a conventional wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus provided with a multiwavelength optical modulation circuit. The structure of this figure is described in, for example, the paper N. Takachio et al. “Wide area gigabit access network based on 12.5 GHz spaced 256 channel super-dense WDM technologies”, IEE Electronics Letters, vol. 37, pp. 309-310, March 1, Disclosed in 2001. In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus filters (spectral slices) the multi-wavelength light output from the multi-wavelength
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus, an arrayed waveguide grating filter (AWG) is used as the
[0005]
The multi-wavelength
[0006]
When the repeated short optical pulse is used, there is a problem that a power level deviation occurs between the wavelength channels after the spectrum slice as shown in FIG. If the power for each wavelength is not uniform, the crosstalk given by the high power wavelength to the low power wavelength becomes large, which may cause excessive deterioration. Also, if the overall power is reduced so that the high power wavelength does not deteriorate due to the nonlinear effect, the noise of the low power wavelength increases.
[0007]
The present invention generates multi-wavelength light using a multi-wavelength collective light source, demultiplexes the multi-wavelength light, modulates the light of each wavelength channel by a plurality of optical modulators, and converts the modulated signal light into An object of the present invention is to enable demultiplexing of multi-wavelength light having a bandwidth equal to or higher than the AWG FSR into individual wavelength channels in a multi-wavelength optical modulation circuit and a wavelength-multiplexed optical signal transmission apparatus that perform wavelength division multiplexing. In addition, an object of the present invention is to provide a multi-wavelength optical modulation circuit and a wavelength-multiplexed optical signal transmitter capable of suppressing a power level deviation between wavelength channels.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the multi-wavelength light modulation circuit according to claim 1 inputs multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths. A group demultiplexer, a plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength, and a plurality of channels for modulating light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal An optical modulator, a plurality of channel multiplexers that multiplex the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group, and a wavelength group output from the channel multiplexer And a group multiplexer for multiplexing the wavelength multiplexed signal light of each , The group multiplexer and the group duplexer are configured by one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and And further comprising: an optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal; Includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflection element, and the channel is provided via the fourth light input / output terminal. After the light of each wavelength input from the demultiplexer is modulated by the light modulation element, it is turned back by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. And the channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator. , The band of the multi-wavelength light is not less than the free spectrum range of the channel demultiplexer and the channel multiplexer.
The multi-wavelength light modulation circuit according to
[0009]
The multi-wavelength light modulation circuit according to
The multi-wavelength light modulation circuit according to
[0010]
The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 5 is the claim. 4 In the multi-wavelength light modulation circuit described in the above, the multi-wavelength light is obtained by combining a plurality of continuous lights having different center frequencies and intensity-modulating and phase-modulating with a predetermined periodic signal. It consists of a center frequency and its sidebands.
The multi-wavelength light modulation circuit according to
[0011]
The multi-wavelength light modulation circuit according to
[0012]
The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 8, wherein a multi-wavelength light having a plurality of wavelengths is inputted and a multi-wavelength demultiplexer for demultiplexing the multi-wavelength light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths, and each wavelength A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing the group into light of each wavelength, a plurality of optical modulators for modulating light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal, and the plurality of lights A plurality of channel multiplexers that combine the modulated signal light of each wavelength output from the modulator for each wavelength group, and the wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each of the channel multiplexers With a group multiplexer , The group multiplexer and the group duplexer are configured by one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and And further comprising: an optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal; Includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflection element, and the channel is provided via the fourth light input / output terminal. After the light of each wavelength input from the demultiplexer is modulated by the light modulation element, it is turned back by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. And the channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator. , The optical spectrum of the multi-wavelength light has a power level deviation, and a plurality of semiconductor optical amplifiers that adjust the power level of each wavelength to be constant by gain control before or after the plurality of optical modulators It is provided with.
[0013]
The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 9, wherein a multi-wavelength light having a plurality of wavelengths is inputted, and the multi-wavelength light is demultiplexed into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths, and each wavelength A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing the group into light of each wavelength, a plurality of optical modulators for modulating light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal, and the plurality of lights A plurality of channel multiplexers that combine the modulated signal light of each wavelength output from the modulator for each wavelength group, and the wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each of the channel multiplexers With a group multiplexer , The group multiplexer and the group duplexer are configured by one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and And further comprising: an optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal; Includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflection element, and the channel is provided via the fourth light input / output terminal. After the light of each wavelength input from the demultiplexer is modulated by the light modulation element, it is turned back by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. And the channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator. , The optical spectrum of the multi-wavelength light has a power level deviation, and a plurality of semiconductor optical amplifiers are used as the plurality of optical modulators, and each of the semiconductor optical amplifiers adjusts a bias current superimposed on the transmission signal. Control is performed so that the power level of the wavelength becomes constant.
[0014]
The multi-wavelength light modulation circuit according to
[0015]
The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 11, A group demultiplexer for inputting spontaneous emission light and demultiplexing the spontaneous emission light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths; A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength; a plurality of optical modulators for modulating light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal; A plurality of channel multiplexers for multiplexing each wavelength group of modulated signal light of each wavelength output from a plurality of optical modulators, and wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each of the channel multiplexers The group multiplexer and the group duplexer perform multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. Each channel multiplexer and each channel demultiplexer propagates light in the opposite direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer to perform multiplexing and demultiplexing. 1 channel optical multiplexer / demultiplexer configured to be disposed in front of the group multiplexer / demultiplexer, The input from the output terminal Spontaneous emission Are input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and wavelength-division multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal is third. And a light input / output means for outputting via the light input / output terminal of each of the light modulators, wherein each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflection element. After the light of each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the output terminal is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element, and the channel multiplexing via the fourth light input / output terminal. Output to a demultiplexer, and the channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator Do It is characterized by that.
[0016]
13. The wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to
The wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 13 12 In the wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to
[0017]
15. The wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to claim 14, comprising a multi-wavelength collective light source that generates multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit, wherein the multi-wavelength light modulation circuit includes the multi-wavelength light modulation circuit. A group demultiplexer that inputs light and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths; a plurality of channel demultiplexers that demultiplex each wavelength group into light of each wavelength; A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal and the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators are combined for each wavelength group. A plurality of channel multiplexers that swell, and a group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer. , The group multiplexer and the group duplexer are configured by one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, The multi-wavelength light that is disposed between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. Each of the light modulators further includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflection element, and the fourth light input / output is provided. After the light of each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the optical element is modulated by the optical modulation element, the light is reflected by the light reflecting element, and the channel multiplexing / demultiplexing terminal is connected via the fourth optical input / output terminal. The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator. , The multi-wavelength collective light source is composed of n (n is an arbitrary natural number) wavelengths arranged at a channel frequency interval Δf, a center frequency interval is Δν, and a plurality of wavelength sets satisfying a relationship of n × Δf ≦ Δν Generates multi-wavelength light having an optical spectrum distributed on the frequency axis, and defines the output port numbers of the group demultiplexers in order of transmission frequencies, the transmission centers of adjacent output ports of the group demultiplexers The frequency difference is p (p is an arbitrary natural number) times Δν, and when the input port numbers of the group multiplexer are defined in the order of transmission frequencies, the transmission center frequency of the adjacent input ports of the group multiplexer The difference is characterized by p times Δν.
The wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 15 14 In the wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to
[0018]
The wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 16 15 In the wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to
A wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 17 15 In the wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to
[0019]
The wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to claim 18, comprising a multi-wavelength collective light source for generating multi-wavelength light having a plurality of wavelengths, and a multi-wavelength light modulation circuit, wherein the multi-wavelength light modulation circuit includes the multi-wavelength light modulation circuit. A group demultiplexer that inputs light and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths; a plurality of channel demultiplexers that demultiplex each wavelength group into light of each wavelength; A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal and the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators are combined for each wavelength group. A plurality of channel multiplexers that swell, and a group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer. , The group multiplexer and the group duplexer are configured by one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, The multi-wavelength light that is disposed between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. Each of the light modulators further includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflection element, and the fourth light input / output is provided. After the light of each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the optical element is modulated by the optical modulation element, the light is reflected by the light reflecting element, and the channel multiplexing / demultiplexing terminal is connected via the fourth optical input / output terminal. The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator. , The optical spectrum of the multi-wavelength light output from the multi-wavelength collective light source has a power level deviation, and at least one of the group demultiplexer and the group multiplexer is an optical spectrum of the multi-wavelength light. It has a transmission characteristic that cancels the power level deviation.
[0020]
The wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to claim 19 includes a multi-wavelength collective light source that generates multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit, wherein the multi-wavelength light modulation circuit includes the multi-wavelength light modulation circuit. A group demultiplexer that inputs light and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths; a plurality of channel demultiplexers that demultiplex each wavelength group into light of each wavelength; A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal and the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators are combined for each wavelength group. A plurality of channel multiplexers that swell, and a group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer. , The group multiplexer and the group duplexer are configured by one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer, The multi-wavelength light that is disposed between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. Each of the light modulators further includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflection element, and the fourth light input / output is provided. After the light of each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the optical element is modulated by the optical modulation element, the light is reflected by the light reflecting element, and the channel multiplexing / demultiplexing terminal is connected via the fourth optical input / output terminal The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator. , The optical spectrum of the multi-wavelength light output from the multi-wavelength collective light source has a power level deviation, and the power level of each wavelength is made constant by gain control before or after the plurality of optical modulators. A plurality of semiconductor optical amplifiers to be adjusted are provided.
[0021]
The wavelength-division-multiplexed optical signal transmission device according to
[0022]
The wavelength-division-multiplexed optical signal transmission device according to
[0023]
The wavelength division multiplexing optical signal transmission device according to
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a first embodiment of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
[0026]
In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present embodiment includes a multi-wavelength collective
[0027]
The
[0028]
FIG. 2 shows the transmission characteristics of the
[0029]
The multi-wavelength collective
[0030]
The configuration of the multi-wavelength collective
[0031]
<First Configuration Example of Multi-Wavelength
FIG. 4 shows a first configuration example of the multi-wavelength collective
[0032]
In the figure, the multi-wavelength collective
[0033]
The
[0034]
For multi-wavelength light having such an optical spectrum, it is possible to suppress the power level deviation of each channel by using the Gaussian distribution characteristic as the transmission characteristic of the group multiplexer / demultiplexer (31, 35). it can.
[0035]
FIG. 6 shows transmission characteristics of the
[0036]
<Second Configuration Example of Multi-Wavelength
FIG. 7 shows a second configuration example of the multi-wavelength collective
In the figure, the multi-wavelength collective
[0037]
Since the optical spectrum of the multi-wavelength light output from the multi-wavelength collective
[0038]
FIG. 8 shows transmission characteristics of the
[0039]
In the first embodiment described above, in order to suppress the power level deviation, it is not always necessary to control only the transmission characteristics of the group demultiplexer, but the total transmission of the group demultiplexer and the group multiplexer. The characteristic may be controlled to realize the above power deviation suppression.
[0040]
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as what was shown in FIG. The feature of the present embodiment is that the light reflection means 6 for reflecting the outputs of the light modulators 33-11 to 33-mn is provided, and the
[0041]
In FIG. 9, the
[0042]
The light reflecting means 6 may be a mirror coated with a metal film or a dielectric multilayer film, or a diffraction grating or a fiber Bragg grating that is a means for reflecting a specific wavelength. In FIG. 9, the
In the present embodiment, the total transmission characteristics of the group demultiplexer and the group multiplexer are controlled so as to realize the above power deviation suppression.
[0043]
[Third Embodiment]
In the first embodiment, the power level between the channels is obtained by giving each output port of the group multiplexer / demultiplexer transmission characteristics having a shape opposite to the optical spectrum of the multi-wavelength light output from the multi-wavelength collective
[0044]
FIG. 10 shows a third embodiment of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present embodiment includes a multi-wavelength collective
[0045]
The semiconductor optical amplifiers 36-11 to 36-mn may be provided after the optical modulators 33-11 to 33-mn. Further, as the optical modulators 33-11 to 33-mn, a semiconductor optical amplifier, an electroabsorption modulator, or the like can be used.
[0046]
In the present embodiment, the light of each wavelength channel demultiplexed by the
[0047]
[Fourth Embodiment]
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
The feature of this embodiment is that the semiconductor
[0048]
As described above, according to the first to fourth embodiments, multi-wavelength light is generated using a multi-wavelength collective light source, the multi-wavelength light is demultiplexed, and a plurality of light of each wavelength channel is generated. In the multi-wavelength optical modulation circuit and the wavelength-multiplexed optical signal transmitter that each modulates and outputs the modulated signal light by wavelength multiplexing, by using a group multiplexer / demultiplexer and a channel multiplexer / demultiplexer, Multi-wavelength light having a band higher than the AWG FSR can be demultiplexed into individual wavelength channels. In addition, by matching the frequency interval of the seed light sources (semiconductor lasers, etc.) constituting the multi-wavelength collective light source with the FSR of the AWG constituting the channel multiplexer / demultiplexer, the transmission characteristics of the AWG are periodic for each FSR. AWG having the same characteristics can be applied to different wavelength groups. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to produce a large variety of AWGs constituting the channel multiplexer / demultiplexer.
[0049]
Furthermore, by making the transmission characteristics of each output port of the group multiplexer / demultiplexer opposite to the optical spectrum shape of the multi-wavelength light, or by using a means for adjusting the power level for each channel unit, multi-wavelength collective generation Even when the output power for each wavelength of the light source is not uniform, the power level deviation between the wavelength channels can be suppressed to make the power for each wavelength of the transmission optical signal uniform. As a result, the crosstalk given by the high power wavelength to the low power wavelength is reduced, and excessive deterioration can be prevented. Further, since it is not necessary to reduce the overall power so that the high-power wavelength does not deteriorate due to the nonlinear effect, the problem of excessive increase in the noise of the low-power wavelength does not occur.
[0050]
In the fifth to tenth embodiments described below, the reliability of the multi-wavelength collective light source is improved by the redundant configuration of the multi-wavelength collective light source.
[0051]
[Fifth Embodiment]
FIG. 12 shows a fifth embodiment of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
[0052]
In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of this embodiment includes two multi-wavelength collective light sources 201-1 and 201-2, and one of the multi-wavelength collective light sources is selected by an
[0053]
When an abnormality occurs in the multi-wavelength light output from one selected multi-wavelength collective light source (current), the
[0054]
Here, as the multi-wavelength collective
[0055]
FIG. 13 shows a configuration example of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus using such a prior application multi-wavelength collective light source. In FIG. 13, the
[0056]
In FIG. 13, the multi-wavelength collective
[0057]
The
[0058]
As shown in FIG. 4 (first embodiment), the
[0059]
When a wavelength multiplexed optical signal transmission apparatus is configured using such a multi-wavelength collective light source of the prior application, as shown in FIG. 13, it has a
[0060]
The wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of FIG. 13 can reduce the light source cost per channel as the apparatus scale is reduced, compared to the configuration of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus in which a single semiconductor laser is prepared for the number of channels. .
[0061]
In addition, semiconductor lasers have the property that the oscillation wavelength shifts due to changes in temperature and injection current, and the oscillation wavelength changes with time, so wavelength stabilization is necessary to maintain wavelength accuracy in transmission specifications. A circuit is required. Since this wavelength stabilization needs to be performed for each semiconductor laser, the number of semiconductor lasers and wavelength stabilization circuits increases in proportion to the increase in the number of wavelength multiplexing and the increase in the density of wavelength multiplexing intervals. The circuit scale of the wavelength multiplexing transmitter increases. On the other hand, by adopting a configuration in which the
[0062]
[Sixth Embodiment]
FIG. 15 shows a sixth embodiment of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
As shown in the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present embodiment realizes stable supply of multi-wavelength light by duplexing the multi-wavelength collective light sources 201-1 and 201-2 as in the fifth embodiment, The multi-wavelength light is distributed to a plurality (M) of light modulators 203-1 to 203 -M via the
[0063]
[Seventh Embodiment]
FIG. 16 shows a seventh embodiment of the wavelength multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to the present embodiment has a plurality (N) (N> M) of multiple (M) optical modulation units 203-1 to 203-M. The wavelength batch generation light sources 201-1 to 201-N are provided. The light modulators 203-1 to 203-M constitute a multi-wavelength light modulation circuit. The M multi-wavelength collective light sources 201-1 to 201-M and the light modulators 203-1 to 203-M are connected one-to-one via N × M
[0064]
For example, when a failure occurs in the multi-wavelength collective light source 201-1, the N × M
[0065]
[Eighth Embodiment]
FIG. 17 shows an eighth embodiment of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of this embodiment includes one
[0066]
The
[0067]
[Ninth Embodiment]
FIG. 18 shows a ninth embodiment of the wavelength multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present embodiment realizes stable supply of multi-wavelength light by duplexing the multi-wavelength modulation units 220-1 and 220-2 as in the eighth embodiment. In addition, the multi-wavelength light is distributed to a plurality (M) of light modulators 203-1 to 203 -M via the
[0068]
[Tenth embodiment]
FIG. 19 shows a tenth embodiment of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the present invention.
In the figure, the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to the present embodiment has a plurality (N) (N> M) of multiple (M) optical modulation units 203-1 to 203-M. Wavelength modulation units 220-1 to 220-N are provided. The light modulators 203-1 to 203-M constitute a multi-wavelength light modulation circuit. The output light of the
[0069]
For example, when a failure occurs in the multi-wavelength modulation unit 220-1, the N × M
[0070]
Here, although one
[0071]
In the fifth, sixth, eighth, and ninth embodiments, the duplex configuration is taken as an example. However, a redundancy configuration that is more than triple is possible. In the sixth and eighth to tenth embodiments described above, when the branch loss due to the optical star coupler or the optical coupler increases, the optical power may be amplified using an optical amplifier.
[0072]
Since the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of the prior application shown in FIG. 13 is configured to collectively generate multi-wavelength light from one multi-wavelength collective
[0073]
On the other hand, in the above-described fifth to tenth embodiments, the multi-wavelength collective light source or the multi-wavelength modulation unit is provided with a plurality of multi-wavelength collective light sources or multi-wavelength modulation units. It is possible to prevent a great deal of damage caused by failure.
In addition, the reliability of the multi-wavelength collective light source that generates multi-wavelength light at once can be improved, so low-cost and highly reliable wavelength multiplexed optical signal transmission that takes advantage of the low cost of the multi-wavelength collective light source An apparatus can be realized.
[0074]
Next, the 11th to 15th embodiments of the present invention will be described in sequence, but first the background will be described.
An LN (lithium niobate) modulator excellent in high-speed modulation characteristics is used as an optical modulator used in a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus. This LN modulator is a LiNbO Three In this configuration, a Mach-Zehnder interferometer is formed with an optical waveguide on a substrate, and the intensity of the output light is modulated by changing the refractive index of the optical waveguide by the electro-optic effect. The modulation characteristic varies depending on the angle of the polarization plane of the input laser beam. That is, the LN modulator has polarization dependency.
[0075]
As a configuration example of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus when an LN modulator is used as the optical modulator, for example, the one shown in FIG. In this configuration example, a multi-wavelength light source that outputs multi-wavelength light is used as a light source (WDM light source) of a wavelength-multiplexed optical signal transmitter for optical wavelength division multiplexing (WDM) (Japanese Patent Application No. 2001-199791). ).
[0076]
In FIG. 20, the multi-wavelength light output from the multi-wavelength
[0077]
Such a multi-wavelength light source can reduce the number of laser light sources and facilitate the wavelength setting of each channel as compared with a WDM light source that prepares a single mode laser having the number of channels. .
[0078]
However, since the LN modulator has polarization dependency as described above and can only modulate light in a specific polarization state, all the devices arranged in the preceding stage of the LN modulator have a polarization maintaining function. It is necessary to have. Therefore, it is necessary to use a polarization maintaining type for the gain equalizing
[0079]
As the
[0080]
On the other hand, in order to make the gain equalizing
[0081]
Against this background, in the 11th to 15th embodiments, in the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus using the LN modulator, the cost is reduced while the level difference between channels is made uniform.
[0082]
[Eleventh embodiment]
FIG. 21 shows an eleventh embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that gain equalized light positioned on the input side when an LN modulator is used as the
[0083]
In FIG. 21, the multi-wavelength light output from the multi-wavelength
[0084]
An optical fiber amplifier is an optical amplifier that has an amplification function by using an optical fiber doped with rare earth ions such as erbium as an amplification medium and pumping rare earth ions by inputting pumping light. This is a polarization independent type in which the polarization plane of light is not maintained. A polarization maintaining
[0085]
However, as shown in FIG. 22, the optical fiber amplifier generally has a peak gain at two wavelengths of 1.53 μm and 1.56 μm. This also applies to the polarization maintaining
[0086]
[Twelfth embodiment]
FIG. 23 shows a twelfth embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that the light reflection means 331 (light modulator and light reflection means for reflecting the output of the light modulators 313-1 to 313-n is reflected on the premise of the configuration of the eleventh embodiment shown in FIG. And the
[0087]
In FIG. 23A, the multi-wavelength light output from the multi-wavelength
[0088]
As the light reflecting means 331, for example, a mirror coated with a metal film or a dielectric multilayer film can be used. A diffraction grating, a fiber Bragg grating, or the like can also be used as a means for reflecting a specific wavelength.
[0089]
Further, the
[0090]
[Thirteenth embodiment]
FIG. 24 shows a thirteenth embodiment of the present invention. The characteristics of this embodiment are based on the configuration of the twelfth embodiment shown in FIG. 23, while the polarization maintaining
[0091]
In FIG. 24A, the multi-wavelength light output from the multi-wavelength
[0092]
The
[0093]
By the way, in the twelfth embodiment, as a characteristic of the polarization
[0094]
[Fourteenth embodiment]
FIG. 25 shows a fourteenth embodiment of the present invention. A feature of the present embodiment is that, instead of using the light reflecting means 331 as in the configuration of the twelfth embodiment shown in FIG. 23, the ports O1 to O1 of the optical multiplexer /
[0095]
In FIG. 25, the multi-wavelength light output from the multi-wavelength
[0096]
The configuration of the present embodiment can also be regarded as a configuration in which the
[0097]
[Fifteenth embodiment]
In the fifteenth embodiment, instead of the configuration using the multi-wavelength
[0098]
For example, in FIG. 26A, the ASE output from the polarization maintaining
[0099]
In the 11th to 15th embodiments described above, an inexpensive polarization-maintaining optical fiber amplifier is used on the input side of the LN modulator, and a polarization-independent optical fiber amplifier and polarization are used on the output side of the LN modulator. The provision of the wave-independent gain equalizer eliminates the need for a polarization maintaining gain equalizing optical fiber amplifier that is difficult and expensive to manufacture. Thereby, the structure which makes the level difference between channels uniform can be implement | achieved at low cost, corresponding to the polarization dependence of a LN modulator.
[0100]
In addition, the cost can be further reduced by sharing the optical demultiplexer and the optical multiplexer, or sharing the polarization-maintaining optical fiber amplifier and the polarization-independent optical fiber amplifier. be able to.
[0101]
Further, in the configuration in which the polarization maintaining optical fiber amplifier and the polarization independent optical fiber amplifier are shared (FIG. 24), the polarization independent gain equalizer has the wavelength of one polarization maintaining optical fiber amplifier. Since it is sufficient to equalize the dependency, setting of the wavelength characteristic becomes easy.
[0102]
[Sixteenth Embodiment]
In the above-described embodiment, in order to avoid the overlapping of the wavelengths of the optical side modes output from different seed light sources, the frequency near the middle of the seed light sources adjacent on the frequency axis is not used. In the present embodiment, such frequencies are also used to obtain continuous frequencies with no gaps at even intervals, thereby further improving the frequency utilization efficiency.
[0103]
FIG. 27 is a block diagram showing the configuration of the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to this embodiment, and wavelength division multiplexing optical signal transmission sections 401-1 and 401 corresponding to the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of each embodiment described above. -2 and the
[0104]
[Seventeenth embodiment]
The above-described embodiments include the first to fourth embodiments (hereinafter referred to as the first group), the fifth to tenth embodiments (hereinafter referred to as the second group), and the 11th to 15th embodiments (hereinafter referred to as the first group). 3 groups) and the sixteenth embodiment (hereinafter referred to as the fourth group). It will be apparent to those skilled in the art that two, three, or four of these groups can be arbitrarily combined, but an example of such combination is described below.
[0105]
FIG. 28 is a block diagram showing the configuration of the wavelength division multiplexing optical signal apparatus when the first group to the third group are combined. FIG. 29 shows the optical loss (gain) deviation with respect to the wavelength and the optical power level deviation at the time of input to and output from the wavelength multiplexed optical signal transmission apparatus. 28 includes a
[0106]
Since the multi-wavelength light modulation circuits 520-1 and 520-2 have the same configuration, only the multi-wavelength light modulation circuit 520-1 is shown in detail. One of the multi-wavelength light modulation circuits is an active modulation circuit (here, the multi-wavelength light modulation circuit 520-1), and the other is a standby modulation circuit (here, the multi-wavelength light modulation circuit 520-2). Further, the preliminary modulation circuit is not an essential component, and the preliminary modulation circuit may not be provided. In that case, the
[0107]
The
[0108]
As in FIG. 1 (first embodiment), each multi-wavelength light modulation circuit 520 includes a
[0109]
The transmission center frequency difference between adjacent output ports of the
[0110]
In the case where the sixteenth embodiment (fourth group) is further combined with the wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus of FIG. 28, for example, the wavelength division multiplexing optical transmission units 401-1, 401-2 in FIG. Each is configured to correspond to the whole of FIG. In FIG. 28, the configuration related to group multiplexing / demultiplexing and channel multiplexing / demultiplexing is the same as that shown in FIG. 1 (first embodiment). For example, the configurations of the second to fourth embodiments may be used. Moreover, although the thing of 11th Embodiment was used as a structure regarding a polarization-maintaining optical fiber amplifier, you may use the thing of 12th-15th Embodiment, for example. In addition, the configuration example in which a plurality of multi-wavelength simultaneous generation light sources is selected by the optical switch as the
[0111]
【The invention's effect】
According to the present invention, multi-wavelength light is generated using a multi-wavelength collective light source, the multi-wavelength light is demultiplexed, the light of each wavelength channel is modulated by a plurality of optical modulators, and the modulated signal In a multi-wavelength optical modulation circuit and a wavelength-division-multiplexed optical signal transmission apparatus that multiplexes and outputs light, by using a group multiplexer / demultiplexer and a channel multiplexer / demultiplexer, the multi-wavelength light having a band higher than the AWG FSR is used. Can be demultiplexed into individual wavelength channels. In addition, by matching the frequency interval of the seed light sources (semiconductor lasers, etc.) constituting the multi-wavelength collective light source with the FSR of the AWG constituting the channel multiplexer / demultiplexer, the transmission characteristics of the AWG are periodic for each FSR. AWG having the same characteristics can be applied to different wavelength groups. Therefore, there is an advantage that it is not necessary to produce a large variety of AWGs constituting the channel multiplexer / demultiplexer.
[0112]
Claims 7-9 , 18-20 According to the described invention, the transmission characteristic of each output port of the group multiplexer / demultiplexer is opposite to the optical spectrum shape of the multi-wavelength light, or the means for adjusting the power level for each channel is used. The power level deviation between the wavelength channels that can occur in the multi-wavelength collective light source can be suppressed.
[0113]
As a result, it is possible to realize a configuration that makes the level difference between channels uniform while corresponding to the polarization dependence of the optical modulator at a low cost.
[0114]
[0116]
And by improving the reliability of the multi-wavelength batch generation light source, it has a configuration that includes a plurality of multi-wavelength modulation circuits and distributes the multi-wavelength light output from the multi-wavelength batch generation light source to each multi-wavelength modulation circuit. The multi-wavelength collective light source can be shared by a plurality of WDM transmission systems.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing transmission characteristics of a
FIG. 3 is a diagram illustrating another optical spectrum example of multi-wavelength light.
FIG. 4 is a block diagram showing a first configuration example of a multi-wavelength collective
FIG. 5 is a diagram showing an output light spectrum of a first configuration example of a multi-wavelength collective
6 is a diagram showing transmission characteristics of a duplexer corresponding to the first configuration example of the multi-wavelength collective
7 is a diagram showing a second configuration example of the multi-wavelength collective
FIG. 8 is a diagram showing transmission characteristics of a duplexer corresponding to a second configuration example of the multi-wavelength collective
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus using a multi-wavelength collective light source.
FIG. 14 is a diagram showing the principle of multi-wavelength light generation in a multi-wavelength collective light source.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus using a multi-wavelength light source.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a diagram for explaining the operation of gain equalization in the eleventh embodiment.
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a block diagram showing a configuration of a wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus according to a seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a diagram showing an optical loss (gain) deviation and an optical power deviation at the time of input to and output from the wavelength division multiplexing optical signal transmission device in the seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional wavelength division multiplexing optical signal transmission apparatus.
FIG. 31 is a diagram illustrating an optical spectrum of multi-wavelength light and a transmission characteristic of a duplexer in a conventional circuit.
FIG. 32 is a diagram showing an optical spectrum of multi-wavelength light in a conventional circuit.
[Explanation of symbols]
1 Multi-wavelength light source
2 Optical circulator
3 group multiplexer / demultiplexer
4-1, 4-m channel multiplexer / demultiplexer
6 Light reflection means
10 Light generator
11-1, 11-2, 11-n Semiconductor laser (LD)
12 multiplexer
20 Multi-wavelength modulation unit
21 Intensity modulator
22 Phase modulator
23 Periodic signal generator
24, 25 Voltage adjuster
31 group duplexer
32-1, 32-m channel demultiplexer
33-11, 33-1n, 33-m1, 33-mn optical modulator
34-1 and 34-m channel multiplexer
35 Group multiplexer
36-11, 36-1n, 36-m1, 36-mn, 37-11, 37-1n, 37-m1, 37-mn Semiconductor optical amplifier (SOA)
41-1, 41-2, 41-n Repetitive pulse light source
42 MUX
201, 201-1, 201-2, 201-M, 201-N Multi-wavelength collective light source
203, 203-1, 203-M Light modulator
210 Light generator
211 Semiconductor laser (LD)
220, 220-1, 220-2, 220-M, 220-N, 220-N / m. 220-{(m−1) / m) N} Multi-wavelength modulation unit
221 intensity modulator
222 Phase modulator
223 Periodic signal generator
224, 225 Voltage adjuster
231 duplexer
232-1 to 232-3, 232-n optical modulator
233 multiplexer
241,245 Optical switch
242,246,247-1,247-M optical star coupler
243,248 N × M optical switch
244 Optical coupler
311 Multi-wavelength light source
312 Optical demultiplexer
313-1, 313-2, 313-n optical modulator (LN modulator)
314 Optical multiplexer
315,316 Gain equalizing optical fiber amplifier
321 Polarization-maintaining optical fiber amplifier
322 Polarization-independent optical fiber amplifier
323 Polarization-independent gain equalizer
331 Light reflection means
332 Optical multiplexer / demultiplexer
333 Optical Circulator
401-1, 401-2 Wavelength multiplexed optical signal transmitter
402 Optical coupler
510 Light source
511-1, 511-2 Multi-wavelength collective light source
512 Optical switch
520-1, 520-2 Multi-wavelength optical modulation circuit
521 Polarization-maintaining optical fiber amplifier
522 Group duplexer
523-1, 523-m channel duplexer
524-11, 524-1n, 524-m1, 524-mn optical modulator
525-1, 525-m channel multiplexer
526 Group multiplexer
527 Polarization-independent gain equalizer
530 Optical switch (optical coupler)
Claims (22)
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長光の帯域が前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器のフリースペクトルレンジ以上であることを特徴とする多波長光変調回路。A group demultiplexer that inputs multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and Optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal;
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The multi-wavelength light modulation circuit, wherein a band of the multi-wavelength light is equal to or greater than a free spectrum range of the channel duplexer and the channel multiplexer.
前記群分波器及び前記群合波器は、前記多波長光が配置された帯域以上のフリースペクトルレンジを有し、
前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器は、前記群分波器及び前記群合波器の波長が隣り合っているポート間の透過中心周波数差に相当するフリースペクトルレンジを有することを特徴とする多波長光変調回路。The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 1,
The group duplexer and the group multiplexer have a free spectral range equal to or higher than a band in which the multi-wavelength light is arranged,
The channel duplexer and the channel multiplexer have a free spectral range corresponding to a transmission center frequency difference between adjacent ports in which the wavelengths of the group duplexer and the group multiplexer are adjacent to each other. Multi-wavelength light modulation circuit.
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長光は、チャネル周波数間隔Δｆで並んだｎ（ｎは任意の自然数）個の波長からなり、中心周波数間隔がΔνであり、かつｎ×Δｆ≦Δνの関係を満たすような複数の波長セットが周波数軸上に分布した光スペクトルを有し、
前記群分波器の出力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群分波器の隣り合う出力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ倍（ｐは任意の自然数）であり、
前記群合波器の入力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群合波器の隣り合う入力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ倍であることを特徴とする多波長光変調回路。A group demultiplexer that inputs multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and Optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal;
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The multi-wavelength light is composed of n (n is an arbitrary natural number) wavelengths arranged at a channel frequency interval Δf, a plurality of wavelengths having a center frequency interval of Δν and satisfying a relationship of n × Δf ≦ Δν. The set has a light spectrum distributed on the frequency axis;
When the output port number of the group duplexer is defined in the order of transmission frequency, the transmission center frequency difference between adjacent output ports of the group duplexer is p times Δν (p is an arbitrary natural number),
Multi-wavelength optical modulation characterized in that when the input port numbers of the group multiplexer are defined in the order of transmission frequencies, the transmission center frequency difference between adjacent input ports of the group multiplexer is p times Δν. circuit.
前記群分波器および前記群合波器は、その入出力ポートの透過中心周波数が前記各波長セットの中心周波数と一致しており、前記波長セット単位に分波または合波することを特徴とする多波長光変調回路。The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 3,
The group demultiplexer and the group multiplexer are characterized in that the transmission center frequency of their input / output ports coincides with the center frequency of each wavelength set, and demultiplex or multiplex each wavelength set. Multi-wavelength light modulation circuit.
前記多波長光は、中心周波数が互いに異なる複数の連続光を合波し所定の周期信号により強度変調および位相変調して得られた、前記各波長セットの中心周波数およびその側帯波からなることを特徴とする多波長光変調回路。The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 4,
The multi-wavelength light is composed of the center frequency of each wavelength set and its sideband wave obtained by combining a plurality of continuous lights having different center frequencies and performing intensity modulation and phase modulation with a predetermined periodic signal. A multi-wavelength optical modulation circuit characterized.
前記多波長光は、中心周波数が互いに異なる複数の繰り返し短光パルスを合波した光であることを特徴とする多波長光変調回路。The multi-wavelength light modulation circuit according to claim 4,
The multi-wavelength light modulation circuit, wherein the multi-wavelength light is light obtained by combining a plurality of repeated short light pulses having different center frequencies.
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、
前記群分波器および前記群合波器の少なくとも一方は、前記多波長光の光スペクトルのパワーレベル偏差を打ち消す透過特性を有することを特徴とする多波長光変調回路。A group demultiplexer that inputs multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and Optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal;
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The optical spectrum of the multi-wavelength light has a power level deviation,
At least one of the group splitter and the group multiplexer has a transmission characteristic that cancels a power level deviation of the optical spectrum of the multi-wavelength light.
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、
前記複数の光変調器の前段または後段に、利得制御により各波長のパワーレベルが一定になるように調節する複数の半導体光増幅器を備えたことを特徴とする多波長光変調回路。A group demultiplexer that inputs multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and Optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal;
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The optical spectrum of the multi-wavelength light has a power level deviation,
A multi-wavelength optical modulation circuit comprising a plurality of semiconductor optical amplifiers that adjust a power level of each wavelength to be constant by gain control before or after the plurality of optical modulators.
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、
前記複数の光変調器として複数の半導体光増幅器を用い、前記各半導体光増幅器は前記送信信号に重畳するバイアス電流の調節により各波長のパワーレベルが一定になるように制御することを特徴とする多波長光変調回路。A group demultiplexer that inputs multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and Optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal;
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The optical spectrum of the multi-wavelength light has a power level deviation,
A plurality of semiconductor optical amplifiers are used as the plurality of optical modulators, and each of the semiconductor optical amplifiers is controlled so that the power level of each wavelength becomes constant by adjusting a bias current superimposed on the transmission signal. Multi-wavelength light modulation circuit.
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記群分波器の前段に配置され、前記多波長光の偏波を保持しながらその光強度を増幅する偏波保持型光ファイバ増幅器と、
前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光の偏波に依存せずにその光強度を増幅する偏波無依存光ファイバ増幅器と、
前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光または前記偏波無依存光ファイバ増幅器により増幅された波長多重変調光を偏波に依存せずにその光レベルを均一にする偏波無依存利得等化器と
を備えたことを特徴とする多波長光変調回路。A group demultiplexer that inputs multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and demultiplexes the multi-wavelength light into wavelength groups each composed of a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light, which is disposed in the front stage of the group multiplexer / demultiplexer and is input from the first optical input / output terminal, is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, and Optical input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal;
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
A polarization-maintaining optical fiber amplifier that is arranged in front of the group splitter and amplifies the light intensity while maintaining the polarization of the multi-wavelength light;
A polarization-independent optical fiber amplifier that is arranged in a subsequent stage of the group multiplexer and amplifies the light intensity without depending on the polarization of the wavelength division multiplexed modulated light output from the group multiplexer;
The wavelength division multiplexing modulated light output from the group multiplexer or amplified by the polarization-independent optical fiber amplifier is arranged in the subsequent stage of the group multiplexer without depending on the polarization. A multi-wavelength optical modulation circuit comprising: a polarization-independent gain equalizer that equalizes an optical level.
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記群合分波器の前段に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記自然放出光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置することを特徴とする多波長光変調回路。 A group demultiplexer for inputting spontaneous emission light and demultiplexing the spontaneous emission light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The natural light emitted from the first optical input / output terminal is input to the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal, disposed in the previous stage of the group multiplexer / demultiplexer, and A light input / output means for outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal;
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
Multi-wavelength optical modulation circuit, characterized by arranging the channel demultiplexer between said optical modulator and said group demultiplexer.
前記多波長光変調回路は、
前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長光の帯域が前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器のフリースペクトルレンジ以上であることを特徴とする波長多重光信号送信装置。A multi-wavelength collective light source for generating multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit;
The multi-wavelength light modulation circuit includes:
A group demultiplexer for inputting the multi-wavelength light and demultiplexing the multi-wavelength light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light that is arranged between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. In addition,
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The wavelength-division multiplexed optical signal transmission apparatus, wherein a band of the multi-wavelength light is equal to or greater than a free spectrum range of the channel demultiplexer and the channel multiplexer.
前記群分波器及び前記群合波器は、前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光が配置された帯域以上のフリースペクトルレンジを有し、
前記チャネル分波器及び前記チャネル合波器は、前記群分波器及び前記群合波器の波長が隣り合っているポート間の透過中心周波数差に相当するフリースペクトルレンジを有することを特徴とする波長多重光信号送信装置。In the wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 12,
The group demultiplexer and the group multiplexer have a free spectral range equal to or higher than a band in which the multi-wavelength light output from the multi-wavelength collective light source is arranged,
The channel duplexer and the channel multiplexer have a free spectral range corresponding to a transmission center frequency difference between adjacent ports in which the wavelengths of the group duplexer and the group multiplexer are adjacent to each other. Wavelength multiplexing optical signal transmitter.
前記多波長光変調回路は、
前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長一括発生光源は、チャネル周波数間隔Δｆで並んだｎ（ｎは任意の自然数）個の波長からなり、中心周波数間隔がΔνであり、ｎ×Δｆ≦Δνの関係を満たす複数の波長セットが周波数軸上に分布した光スペクトルを有する多波長光を発生し、
前記群分波器の出力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群分波器の隣り合う出力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ（ｐは任意の自然数）倍であり、
前記群合波器の入力ポート番号を透過周波数の順に定義した場合に、前記群合波器の隣り合う入力ポートの透過中心周波数差はΔνのｐ倍であることを特徴とする波長多重光信号送信装置。A multi-wavelength collective light source for generating multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit;
The multi-wavelength light modulation circuit includes:
A group demultiplexer for inputting the multi-wavelength light and demultiplexing the multi-wavelength light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light that is arranged between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. In addition,
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The multi-wavelength collective light source is composed of n (n is an arbitrary natural number) wavelengths arranged at a channel frequency interval Δf, a center frequency interval is Δν, and a plurality of wavelength sets satisfying a relationship of n × Δf ≦ Δν Generates multi-wavelength light having an optical spectrum distributed on the frequency axis,
When the output port number of the group duplexer is defined in the order of transmission frequency, the transmission center frequency difference between adjacent output ports of the group duplexer is p (p is an arbitrary natural number) times Δν,
A wavelength division multiplexed optical signal characterized in that, when input port numbers of the group multiplexer are defined in order of transmission frequency, a transmission center frequency difference between adjacent input ports of the group multiplexer is p times Δν. Transmitter device.
前記群分波器および前記群合波器は、その入出力ポートの透過中心周波数が前記各波長セットの中心周波数と一致しており、前記波長セット単位に分波または合波する
ことを特徴とする波長多重光信号送信装置。In the wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 14,
The group demultiplexer and the group multiplexer are characterized in that the transmission center frequency of their input / output ports coincides with the center frequency of each wavelength set, and demultiplex or multiplex each wavelength set. Wavelength multiplexed optical signal transmitter.
前記多波長一括発生光源は、
中心周波数が互いに異なる複数の連続光を合波して出力する光発生部と、
前記光発生部からの出力光を所定の周期信号で強度変調および位相変調し、前記各波長セットの中心周波数およびその側帯波からなる多波長光を発生させる多波長化変調部と
を備えることを特徴とする波長多重光信号送信装置。In the wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 15,
The multi-wavelength collective light source is
A light generating unit that combines and outputs a plurality of continuous lights having different center frequencies;
A multi-wavelength modulation unit that modulates the intensity and phase of the output light from the light generation unit with a predetermined periodic signal and generates multi-wavelength light composed of the center frequency of each wavelength set and its sidebands. A wavelength-division multiplexed optical signal transmitter.
前記多波長一括発生光源は、中心周波数が互いに異なる複数の繰り返し短光パルスを出力する複数の繰り返しパルス光源と、
前記複数の繰り返し短光パルスを合波する合波器と
を備えることを特徴とする波長多重光信号送信装置。In the wavelength division multiplexing optical signal transmitter according to claim 15,
The multi-wavelength collective light source is a plurality of repetitive pulse light sources that output a plurality of repetitive short light pulses having different center frequencies;
A wavelength multiplexing optical signal transmission device comprising: a multiplexer for multiplexing the plurality of short optical pulses.
前記多波長光変調回路は、
前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、
前記群分波器および前記群合波器の少なくとも一方は、前記多波長光の光スペクトルのパワーレベル偏差を打ち消す透過特性を有することを特徴とする波長多重光信号送信装置。A multi-wavelength collective light source for generating multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit;
The multi-wavelength light modulation circuit includes:
A group demultiplexer for inputting the multi-wavelength light and demultiplexing the multi-wavelength light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light that is arranged between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. In addition,
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The optical spectrum of the multi-wavelength light output from the multi-wavelength batch generation light source has a power level deviation,
At least one of the group demultiplexer and the group multiplexer has a transmission characteristic that cancels a power level deviation of the optical spectrum of the multi-wavelength light.
前記多波長光変調回路は、
前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、
前記複数の光変調器の前段または後段に、利得制御により各波長のパワーレベルが一定になるように調節する複数の半導体光増幅器を備えたことを特徴とする波長多重光信号送信装置。A multi-wavelength collective light source for generating multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit;
The multi-wavelength light modulation circuit includes:
A group demultiplexer for inputting the multi-wavelength light and demultiplexing the multi-wavelength light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light that is arranged between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. In addition,
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The optical spectrum of the multi-wavelength light output from the multi-wavelength batch generation light source has a power level deviation,
A wavelength-division-multiplexed optical signal transmitting apparatus comprising a plurality of semiconductor optical amplifiers that adjust a power level of each wavelength to be constant by gain control at a front stage or a rear stage of the plurality of optical modulators.
前記多波長光変調回路は、
前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長一括発生光源から出力される前記多波長光の光スペクトルはパワーレベル偏差を有しており、
前記複数の光変調器として複数の半導体光増幅器を用い、前記各半導体光増幅器は前記送信信号に重畳するバイアス電流の調節により各波長のパワーレベルが一定になるように制御することを特徴とする波長多重光信号送信装置。A multi-wavelength collective light source for generating multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit;
The multi-wavelength light modulation circuit includes:
A group demultiplexer for inputting the multi-wavelength light and demultiplexing the multi-wavelength light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light that is arranged between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. In addition,
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
The optical spectrum of the multi-wavelength light output from the multi-wavelength batch generation light source has a power level deviation,
A plurality of semiconductor optical amplifiers are used as the plurality of optical modulators, and each of the semiconductor optical amplifiers is controlled so that the power level of each wavelength becomes constant by adjusting a bias current superimposed on the transmission signal. Wavelength multiplexed optical signal transmitter.
前記多波長光変調回路は、
前記多波長光を入力して前記多波長光をそれぞれ複数の波長から成る波長群に分波する群分波器と、
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記多波長一括発生光源と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記多波長光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置し、
前記多波長一括発生光源と前記群分波器との間に配置され、前記多波長光の偏波を保持しながらその光強度を増幅する偏波保持型光ファイバ増幅器と、
前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光の偏波に依存せずにその光強度を増幅する偏波無依存光ファイバ増幅器と、
前記群合波器の後段に配置され、前記群合波器から出力される波長多重変調光または前記偏波無依存光ファイバ増幅器により増幅された波長多重変調光を偏波に依存せずにその光レベルを均一にする偏波無依存光利得等化器と
を備えたことを特徴とする波長多重光信号送信装置。A multi-wavelength collective light source for generating multi-wavelength light having a plurality of wavelengths and a multi-wavelength light modulation circuit;
The multi-wavelength light modulation circuit includes:
A group demultiplexer for inputting the multi-wavelength light and demultiplexing the multi-wavelength light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The multi-wavelength light that is arranged between the multi-wavelength collective light source and the group multiplexer / demultiplexer and that is input from a first optical input / output terminal via the second optical input / output terminal. And an optical input / output means for inputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer through the second optical input / output terminal through the third optical input / output terminal. In addition,
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
The channel multiplexer / demultiplexer is disposed between the group multiplexer / demultiplexer and the optical modulator,
A polarization maintaining optical fiber amplifier disposed between the multi-wavelength collective light source and the group splitter, and amplifying the light intensity while maintaining the polarization of the multi-wavelength light;
A polarization-independent optical fiber amplifier that is arranged in a subsequent stage of the group multiplexer and amplifies the light intensity without depending on the polarization of the wavelength division multiplexed modulated light output from the group multiplexer;
The wavelength division multiplexing modulated light that is arranged after the group multiplexer and is output from the group multiplexer or amplified by the polarization-independent optical fiber amplifier is not dependent on the polarization. A wavelength-multiplexed optical signal transmitter comprising: a polarization-independent optical gain equalizer that equalizes an optical level.
前記多波長光変調回路は、
前記自然放出光を入力して前記自然放出光をそれぞれ複数の波長からなる波長群に分波する群分波器と、
前記各波長群をそれぞれの波長の光に分波する複数のチャネル分波器と、
前記チャネル分波器により分波された各波長の光を送信信号により変調する複数の光変調器と、
前記複数の光変調器から出力される各波長の変調信号光を波長群ごとにそれぞれ合波する複数のチャネル合波器と、
前記各チャネル合波器から出力される波長群ごとの波長多重信号光を合波する群合波器とを備え、
前記群合波器および前記群分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つの群合分波器で構成され、
前記各チャネル合波器および前記各チャネル分波器は、１つの波長合分波器に対して光を逆方向に伝搬させて合波および分波を行う１つのチャネル合分波器で構成され、
前記偏波保持型光ファイバ増幅器と前記群合分波器との間に配置され、第１の光入出力端子から入力される前記自然放出光を第２の光入出力端子を介して前記群合分波器に入力するとともに、前記第２の光入出力端子を介して前記群合分波器から入力される波長多重信号光を第３の光入出力端子を介して出力する光入出力手段をさらに備え、
前記各光変調器は、第４の光入出力端子と光変調素子と光反射素子とを備え、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器から入力される各波長の光を前記光変調素子によって変調した後に、前記光反射素子によって折り返し、前記第４の光入出力端子を介して前記チャネル合分波器に出力するものであり、
前記チャネル合分波器を前記群合分波器と前記光変調器の間に配置することを特徴とする波長多重光信号送信装置。 A polarization maintaining optical fiber amplifier that outputs spontaneously emitted light after the input is optically terminated, and a multi-wavelength optical modulation circuit;
The multi-wavelength light modulation circuit includes:
A group demultiplexer for inputting the spontaneous emission light and demultiplexing the spontaneous emission light into wavelength groups each having a plurality of wavelengths;
A plurality of channel demultiplexers for demultiplexing each wavelength group into light of each wavelength;
A plurality of optical modulators that modulate the light of each wavelength demultiplexed by the channel demultiplexer with a transmission signal;
A plurality of channel multiplexers that respectively combine the modulated signal light of each wavelength output from the plurality of optical modulators for each wavelength group;
A group multiplexer that multiplexes wavelength multiplexed signal light for each wavelength group output from each channel multiplexer;
The group multiplexer and the group splitter are composed of one group multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer,
Each channel multiplexer and each channel demultiplexer is composed of one channel multiplexer / demultiplexer that performs multiplexing and demultiplexing by propagating light in the reverse direction to one wavelength multiplexer / demultiplexer. ,
The spontaneous emission light, which is disposed between the polarization maintaining optical fiber amplifier and the group multiplexer / demultiplexer and is input from a first light input / output terminal, is connected to the group via a second light input / output terminal. An optical input / output for inputting to the multiplexer / demultiplexer and outputting the wavelength multiplexed signal light input from the group multiplexer / demultiplexer via the second optical input / output terminal via the third optical input / output terminal. Further comprising means,
Each of the light modulators includes a fourth light input / output terminal, a light modulation element, and a light reflecting element, and each wavelength input from the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal. After the light is modulated by the light modulation element, the light is reflected by the light reflection element and output to the channel multiplexer / demultiplexer via the fourth light input / output terminal.
Wavelength-multiplexed optical signal transmission apparatus characterized by disposing the channel demultiplexer between said optical modulator and said group demultiplexer.
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