JP4564403B2 - 光波長合分波装置 - Google Patents

Description

本発明は、波長分割多重された光信号を波長に応じて合分波する光波長合分波装置に関する。

複数の信号を異なる波長の光に乗せて１芯の光ファイバで伝送する波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムは、伝送路の容量を大幅に増大させることができ、既に基幹系システムを中心に導入が進んでいる。さらに近年では、伝送路容量の増大だけでなく、光ネットワークの経路設定にも光の波長を用いる波長ルーティングの検討が進んでおり、その一例としてフルメッシュ光ＷＤＭネットワークがある。

図９は、フルメッシュ光ＷＤＭネットワークの一例を示している。このフルメッシュ光ＷＤＭネットワーク９００は、Ｎ入力Ｎ出力の波長ルーティングを行うＮ×Ｎ光波長合分波装置９１０と、複数の通信ノード９０−１〜Ｎとから構成されている。図９では、複数の通信ノード９０−１〜Ｎが光ファイバ９３０を介してＮ×Ｎ光波長合分波装置９１０に接続され、スター型の構成をなしている。この構成では、各通信ノード間でフルメッシュの光ファイバを敷設した場合と同じ接続性が得られ、各通信ノード間でＮ×Ｎ光波長合分波装置を介して大容量のデータを低遅延で送受信することができる。

図１０に、図９のＮ×Ｎ光波長合分波装置の入出力ポートの波長合分波特性の一例を示す。これにより、波長λ１〜λＮに応じてＮ個の入力ポートからＮ個の出力ポートへの接続性が提供される。図１０の構成では、各ポート間で波長が周期的に配置されており、これにより、すべての通信ノード９０−１〜Ｎにおいて同じ波長のセットで通信することができ、ＷＤＭ送受信装置を共通化することができる。この共通化は低コスト化に有利である。

従来、周期的な波長の合分波特性を有するＮ×Ｎ光波長合分波装置を実現する方法として、図１１に示す構成が知られている（特許文献１参照）。図１１は、４入力４出力の波長ルーティングを行う４×４光波長合分波装置１１００を示しており、４入力８出力の４×８アレイ導波路回折格子型（ＡＷＧ）光合分波回路１１１０と、２入力１出力の光カプラ１１３０とから構成されている。

図１１では、４波多重されたＷＤＭ信号が光波長合分波装置の入力ポート１１０１に入力される。ここで、光信号を表すアルファベットと数字の組み合わせ（Ａ１、Ｂ１など）は、それぞれ入力ポートと波長の番号を示している。すなわち、アルファベットが同じ光信号は、同じ入力ポートに入力された光信号であり、数字が同じ光信号は、同じ波長の光信号である。例えば、Ａ１とＡ２は波長が異なるが、同じポートに入力され、Ｃ１とＤ１は波長が同じであるが、異なるポートに入力されることを示している。また、これらの波長は、例えば一定の波長間隔Δλで配置されたものとすることができる。ＡＷＧ光合分波回路１１１０は、（アルファベットと数字の組み合わせで）図１１に示すような波長合分波特性を有するように設計されたものとすることができる。

ＡＷＧ光合分波回路１１１０によって分波された８つの光信号は、２×１光カプラ１１３０によって合波され、出力ポート１１０５を介して出力される。結果として、この４×４光波長合分波装置１１００では、図１２に示すような入出力ポートの波長合分波特性が得られる。

この従来技術を用いて実現されるフルメッシュ光ＷＤＭネットワークでは、各通信ノード間で使用することのできる波長数が１つに制限される。この制限により、ネットワークの設計に関する自由度が低くなり、また通信需要に対応したネットワークの拡張も困難であった。そこで、各通信ノード間で使用することができる波長数を２以上に増やすことができる光波長合分波装置が提案されている（非特許文献１参照）。このようなＷＤＭネットワークは、図９に示すものと同じ構成で、ＡＷＧ光合分波回路の透過波長帯域を拡大することによって実現することができる。

図１３は、このような光波長合分波装置の透過波長の一例を示している。図に示すように、各通信ノードが送受信する光信号の波長間隔をΔλとし、光波長合分波装置の分波する波長間隔を、例えば１２倍に拡大し１２Δλとしている。光波長合分波装置の波長間隔がＷＤＭ送受信装置の波長間隔の１２倍であるため、各通信ノード間で使用することができる波長数は最大１２となる。図１３では、光波長合分波装置の透過帯域１３１０−１を用いて、ＷＤＭ送受信装置で使用できる光信号のうち損失の少ない光信号１３３０−１の３波長を１つの通信ノードとの通信に使用することを示している。

特開平９−１０５８２８号公報 野口，他，「波長群ルーティングを用いたＡＷＧ−ＳＴＡＲネットワーク」，２００２年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会，Ｂ−１２−２，ｐ．４４２

このように、このフルメッシュ光ＷＤＭネットワークでは、各通信ノード間で使用することができる光信号の波長数を２以上に拡張することができる。しかしながら、光波長合分波装置の透過帯域には透過率の低い帯域が存在するため、各通信ノードのＷＤＭ送受信装置が使用する光信号には、透過率が比較的高い波長を使用する必要がある。これにより、ＷＤＭ送受信装置の波長利用効率が低下し、各通信ノードの通信容量を犠牲にしなければならないという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、フルメッシュ光ＷＤＭネットワークにおいて、通信ノードの規模やトラフィック需要に応じて、柔軟にネットワークを構成することができる光波長合分波装置を提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、Ｎ個（Ｎは整数）の入力ポートに入力される、周波数間隔ΔＦが一定のＮ×Ｍ個（Ｍは偶数）の波長によって波長分割多重された光信号を波長に応じて合分波して、Ｎ個の出力ポートから出力する光波長合分波装置であって、１個の入力端とＭ個の出力端を備え、前記Ｎ個の入力ポートにそれぞれ接続され、入力される波長分割多重された光信号をΔＦ×Ｍの周波数間隔で分流して出力するＮ個の第１の光分流回路と、Ｎ×Ｍ個の入力端とＮ×Ｍ個の出力端を備え、前記第１の光分流回路からの光信号を波長に応じて複数の出力ポートにルーティングする１個の光合分波回路と、１個の入力端と１個の出力端を備え、前記光合分波回路からの光信号を前記Ｎ個の出力ポートから出力するＮ個の第２の光分流回路とを備え、前記光波長合分波装置のＮ個の入力ポートのいずれかに前記Ｎ×Ｍ個の波長の光信号が入力されると、前記光波長合分波装置のＮ個の出力ポートから、連続して隣接するＭ個ずつの波長の光信号が、各出力ポート間で波長が重なることなく出力されるように構成されたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光波長合分波装置において、前記Ｎ個の第１の光分流回路の出力端と前記光合分波回路の入力端が、ａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の第１の光分流回路のｂ番目（ｂは１以上Ｍ以下の整数）の出力端が光合波回路の（ａ−１）×Ｍ＋ｂ番目の入力端に接続されるように、順に接続され、前記光合分波回路の出力端と前記Ｎ個の第２の光分流回路の入力端が、ｃ番目（ｃは１以上Ｎ以下の整数）の第２の光分流回路の入力端が光合波回路の（ｃ−１）×Ｍ＋１番目の出力端に接続されるように、順に接続され、前記第１の光分流回路の各々が、入力した前記Ｎ×Ｍ個の波長のうちの（ｄ−１）×Ｍ＋ｂ番目（ｄは１以上Ｎ以下の整数のすべて）の波長の光をｂ番目の出力端に出力することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光波長合分波装置において、前記光合分波回路は、アレイ導波路回折格子で構成されたことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光波長合分波装置において、前記第１および第２の光分流回路の少なくとも一方は、複数の所定の波長の光信号を分流するインターリーブフィルタで構成されたことを特徴する。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の光波長合分波装置において、前記第１の光分流回路、前記光合分波回路および前記第２の光分流回路は、基板上に平面光回路として集積されたことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、Ｎ＋２Ｌ個（Ｎ、Ｌは整数）の入力ポートに入力される、周波数間隔ΔＦが一定の（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個（Ｍは偶数）の波長によって波長分割多重された光信号を波長に応じて合分波して、Ｎ＋２Ｌ個の出力ポートから出力する光波長合分波装置であって、１個の入力端とＭ個の出力端を備え、前記Ｎ＋２Ｌ個の入力ポートのうちのＮ個の入力ポートにそれぞれ接続され、入力される波長分割多重された光信号をΔＦ×Ｍの周波数間隔で分流して出力するＮ個の第１の光分流回路と、２個の入力端とＭ個の出力端を備え、前記Ｎ＋２Ｌ個の入力ポートのうちの２Ｌ個の入力ポートにそれぞれ接続され、各々の入力端から入力される波長分割多重された光信号を各々Ｍ／２個の出力端にΔＦ×Ｍ／２の周波数間隔で分流して出力するＬ個の第２の光分流回路と、（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の入力端と（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の出力端を備え、前記第１の光分流回路からの光信号を波長に応じて複数の出力ポートにルーティングする１個の光合分波回路と、１個の入力端と１個の出力端を備え、前記光合分波回路からの光信号を前記Ｎ＋２Ｌ個の出力ポートのうちのＮ個の出力ポートから出力するＮ個の第３の光分流回路と、１個の入力端と２個の出力端を備え、前記光合分波回路からの光信号をΔＦ×Ｍ／２の周波数間隔で分流して前記Ｎ＋２Ｌ個の出力ポートのうちの２Ｌ個の出力ポートから出力するＬ個の第４の光分流回路とを備え、前記光波長合分波装置のＮ＋２Ｌ個の入力ポートのいずれかに前記Ｎ×Ｍ個の波長の光信号が入力されると、前記光波長合分波装置のＮ＋２Ｌ個の出力ポートから、各出力ポート間で波長が重なることなく出力されるように構成されたことを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光波長合分波装置において、前記Ｎ個の第１の光分流回路および前記Ｌ個の第２の光分流回路の出力端と前記光合分波回路の入力端が、第１および第２の光分流回路のうちのａ番目（ａは１以上Ｎ＋Ｌ以下の整数）の光分流回路のｂ番目（ｂは１以上Ｍ以下の整数）の出力端が光合波回路の（ａ−１）×Ｍ＋ｂ番目の入力端に接続されるように、順に接続され、前記第１および第２の光分流回路のうちのａ番目の光分流回路が第２の光分流回路のときは前記第３および第４の光分流回路のうちのａ番目の光分流回路が第４の光分流回路となるように前記第３および第４の光分流回路が配置され、かつ、前記光合分波回路の出力端と前記Ｎ個の第３の光分流回路および前記Ｌ個の第４の光分流回路の入力端が、第３および第４の光分流回路のうちのｃ番目（ｃは１以上Ｎ＋Ｌ以下の整数）の光分流回路の入力端が光合波回路の（ｃ−１）×Ｍ＋１番目の出力端に接続されるように、順に接続され、前記第１の光分流回路の各々が、入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの（ｄ−１）×Ｍ＋ｂ番目（ｄは１以上Ｎ＋Ｌ以下の整数のすべて）の波長の光をｂ番目の出力端に出力する特性を備え、前記第２の光分流回路の各々が、１番目の入力端から入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの、（ｅ−１）×Ｍ／２＋ｆ番目（ｅは１以上２Ｎ＋２Ｌ以下の整数のすべて、ｆは１以上Ｍ／２以下の整数）の波長の光をｆ番目の出力端に出力し、２番目の入力端から入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの、（ｅ−１）×Ｍ／２＋ｆ番目の波長の光を（ｆ＋Ｍ／２）番目の出力端に出力する特性を備え、前記第４の光分流回路の各々が、入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの奇数番目の波長の光を奇数番目の出力端に出力し、偶数番目の波長の光を偶数番目の出力端に出力する特性を備えることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の光波長合分波装置において、前記光合分波回路は、アレイ導波路回折格子で構成されたことを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項６ないし８のいずれかに記載の光波長合分波装置において、前記第１、第２、ならびに第４の光分流回路の少なくとも一方は、複数の所定の波長の光信号を分流するインターリーブフィルタで構成されたことを特徴する。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項６ないし９のいずれかに記載の光波長合分波装置において、前記第１および第２の光分流回路、前記光合分波回路、ならびに前記だい３および第４の光分流回路は、基板上に平面光回路として集積されたことを特徴とする。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

（実施例１）
本発明の第１の実施例を図１に示す。図１は、４入力４出力の光波長合分波装置の構成の一例を示している。４×４光波長合分波装置１００は、波長分割多重された光信号が入力される４つの入力ポート１０１−１〜４と、入力された光信号を波長に応じて分流する４つの１入力４出力の第１の光分流回路１２０−１〜４と、分流された光信号を波長に応じてルーティングする１つの１６入力１６出力のＡＷＧ回路１１０と、ルーティングされた光信号を波長に応じて分流する４つの１入力１出力の第２の光分流回路１３０−１〜４と、分流された光信号を出力する４つの出力ポート１０５−１〜４とを備えている。本実施例では４入力４出力の光波長合分波装置を例に説明するが、任意数の入力および出力ポートを有する光波長合分波装置を構成することができることに留意されたい。

図２は、図１の第１および第２の光分流回路の構成の一例を示しており、図２（ａ）は図１の１×４の第１の光分流回路の構成の一例を示し、図２（ｂ）は図１の１×１の第２の光分流回路の構成の一例を示している。第１の光分流回路１２０は、基本周期（ＦＳＲ：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）が２×ΔＦの１つのインターリーブフィルタ１２２と、基本周期が４×ΔＦの２つのインターリーブフィルタ１２４−１〜２とから構成されている。また、第２の光分流回路１３０は、インターリーブフィルタがなく、実質的に入力と出力が直結されている。

次に、図１の４×４光波長合分波装置の動作について説明する。光波長合分波装置１００の各入力ポートには、一定の周波数間隔ΔＦで配置された周波数Ｆ（１）からＦ（１６）までの波長分割多重された光信号が入力される。各入力ポートに入力された光信号は、それぞれ対応する第１の光分流回路１２０−１〜４に入力される。

第１の光分流回路に入力された周波数Ｆ（１）からＦ（１６）の光信号は、その周波数に応じて第１の光分流回路の４つの出力に分流される。本実施例では、第１の光分流回路に入力された光信号は、図２（ａ）に示すように、２段のインターリーブフィルタ１２２および１２４で分流される。基本周期（ＦＳＲ）が２ΔＦのインターリーブフィルタ１２２は、ｉを自然数としてＦ（２ｉ−１）の周波数の光信号Ｆ（１）、Ｆ（３）、・・・、Ｆ（１５）を他方のポート１２３−１に出力し、Ｆ（２ｉ）の周波数の光信号Ｆ（２）、Ｆ（４）、・・・、Ｆ（１６）を一方のポート１２３−２に出力する。

インターリーブされたＦ（２ｉ−１）の光信号は、４ΔＦインターリーブフィルタ１２４−１に入力され、Ｆ（２ｉ）の光信号は、４ΔＦインターリーブフィルタ１２４−２に入力される。４ΔＦインターリーブフィルタ１２４−１は、Ｆ（４ｉ−３）の周波数の光信号Ｆ（１）、Ｆ（５）、・・・、Ｆ（１３）を一方のポート１２５−１に出力し、Ｆ（４ｉ−１）の周波数の光信号Ｆ（３）、Ｆ（７）、・・・、Ｆ（１５）を他方のポート１２５−３に出力する。また、４ΔＦインターリーブフィルタ１２４−２は、Ｆ（４ｉ−２）の周波数の光信号Ｆ（２）、Ｆ（６）、・・・、Ｆ（１４）を一方のポート１２５−２に出力し、Ｆ（４ｉ）の周波数の光信号Ｆ（４）、Ｆ（８）、・・・、Ｆ（１６）を他方の出力ポート１２５−４に出力する。本実施例では、第１の光分流回路１２０−１〜４はすべて同一の構成としているが、必要に応じてその構成を変えてもよい。

次に、第１の光分流回路１２０から出力された光信号は、図１に示すように、ＡＷＧ回路１１０の入力ポートに入力される。ＡＷＧ回路１１０に入力された光信号は、その周波数に応じてルーティングされ、いずれかの出力から出力される。このＡＷＧ回路１１０の入出力特性の一例を図３に示す。図３の網掛けした部分は、本実施例の構成では光信号が出力されないことを示している。したがって、ＡＷＧ回路１１０の入力ポート１〜１６に入力された光信号は、図３の入出力特性にしたがって、出力ポート１、５、９および１３に出力される。

次に、出力ポート１、５、９および１３から出力される光信号は、図１に示すように、第２の光分流回路１３０−１〜４に入力される。第２の光分流回路１３０−１〜４に入力された光信号は、図２（ｂ）に示すように、入力された信号がそのまま出力される。本実施例では、第２の光分流回路１３０−１〜４はすべて同一の構成としているが、必要に応じてその構成を変えてもよい。

次に、第２の光分流回路１３０−１〜４から出力される光信号は、図１に示すように、光波長合分波装置１００の出力ポート１０５−１〜４を介して出力される。

以上より、光波長合分波装置１００の各入力ポートと各出力ポートとの間の入出力特性は、図４に示すもののようになる。この場合、各入出力ポート間（すなわち各通信ノード間）で使用することができる光信号の波長数は４つとなり、また周期的な合分波特性が得られている。さらに、使用することができる波長は連続しているので、各通信ノードのＷＤＭ送受信装置において波長を無駄にすることがなく、波長利用効率が低下しないことがわかる。また、光波長合分波装置１００を基板上に平面光導波回路（ＰＬＣ）として集積することができ、これにより小型化および低コスト化の要求に応えることができる。

（実施例２）
本発明の第２の実施例では、第１の光分流回路および第２の光分流回路の代替的な構成例について説明する。具体的には、第１の光分流回路の入力ポート数を増やし、それに応じて第２の光分流回路の出力ポート数を増やした場合の構成について説明する。

本発明の第２の実施例を図５に示す。図５に示すように、第２の実施例では、図１の第１の実施例において、１×４の光分流回路１２０−２および１２０−４がそれぞれ２×４の光分流回路５２０−２および５２０−４に置き換えられ、１×１の光分流回路１３０−２および１３０−４がそれぞれ１×２の光分流回路５３０−２および５３０−４に置き換えられ、全体として６入力６出力の光波長合分波装置５００を構成している。

図６は、図５の第１および第２の光分流回路の構成の一例を示しており、図６（ａ）は図５の２×４の第１の光分流回路の構成の一例を示し、図６（ｂ）は図５の１×２の第２の光分流回路の構成の一例を示している。２×４の第１の光分流回路５２０は、基本周期が２×ΔＦの２つのインターリーブフィルタ５２２−１および５２２−２から構成されている。また、１×２の光分流回路５３０は、基本周期が２×ΔＦの１つのインターリーブフィルタ５３２から構成されている。

次に、図５の６×６光波長合分波装置の動作について説明する。光波長合分波装置５００の各入力ポートには、一定の周波数間隔ΔＦで配置された周波数Ｆ（１）からＦ（１６）までの波長分割多重された光信号が入力される。各入力ポートに入力された光信号は、それぞれ対応する第１の光分流回路に入力される。本実施例では、入力ポート１０１−２ａおよび２ｂの光信号が２×４の第１の光分流回路５２０−２に入力され、入力ポート１０１−４ａおよび４ｂの光信号が２×４の第１の光分流回路５２０−４に入力されている。

第１の光分流回路１２０−１および１２０−３に入力された光信号Ｆ（１）からＦ（１６）は、実施例１の場合と同様に分流される。第１の光分流回路５２０−２および５２０−４に入力された光信号Ｆ（１）からＦ（１６）は、図６（ａ）に示すように、基本周期（ＦＳＲ）が２ΔＦの２つのインターリーブフィルタ５２２−１および５２２−２で分流される。インターリーブフィルタ５２２−１は、ｉを自然数としてＦ（２ｉ−１）の周波数の光信号Ｆ（１）、Ｆ（３）、・・・、Ｆ（１５）を一方のポート５２３−１に出力し、Ｆ（２ｉ）の周波数の光信号Ｆ（２）、Ｆ（４）、・・・、Ｆ（１６）を他方のポート５２３−２に出力する。同様に、インターリーブフィルタ５２２−２は、Ｆ（２ｉ−１）の周波数の光信号Ｆ（１）、Ｆ（３）、・・・、Ｆ（１５）を一方のポート５２３−３に出力し、Ｆ（２ｉ）の周波数の光信号Ｆ（２）、Ｆ（４）、・・・、Ｆ（１６）を他方のポート５２３−４に出力する。

次に、第１の光分流回路１２０および５２０から出力された光信号は、図５に示すように、ＡＷＧ回路１１０の入力ポートに入力される。ＡＷＧ回路１１０に入力された光信号は、その周波数に応じてルーティングされ、いずれかの出力から出力される。このＡＷＧ回路１１０の入出力特性の一例を図７に示す。図７の網掛けした部分は、本実施例の構成では光信号が出力されないことを示している。したがって、ＡＷＧ回路１１０の入力ポート１〜１６に入力された光信号は、図７の入出力特性にしたがって、出力ポート１、３、５、７、９、１１、１３および１５に出力される。

次に、出力ポート１、５、９および１３に出力される光信号は、図１に示すように、第２の光分流回路１３０−１に入力され、出力ポート５に出力される光信号は、第２の光分流回路５３０−２に入力され、出力ポート９に出力される光信号は、第２の光分流回路１３０−３に入力され、出力ポート１３に出力される光信号は、第２の光分流回路５３０−４に入力される。第２の光分流回路１３０−１および１３０−３に入力された光信号は、実施例１の場合と同様に、入力された信号がそのまま出力される。また、第２の光分流回路５３０−２および５３０−４に入力された光信号Ｆ（１）からＦ（１６）は、図６（ｂ）に示すように、基本周期（ＦＳＲ）が２ΔＦの１つのインターリーブフィルタ５３２で分流される。具体的には、インターリーブフィルタ５３２は、Ｆ（２ｉ−１）の周波数の光信号Ｆ（１）、Ｆ（３）、・・・、Ｆ（１５）を一方のポート５３３−１に出力し、Ｆ（２ｉ）の周波数の光信号Ｆ（２）、Ｆ（４）、・・・、Ｆ（１６）を他方のポート５３３−２に出力する。

第２の光分流回路１３０−１および１３０−３から出力される光信号は、図５に示すように、光波長合分波装置５００の出力ポート１０５−１および１０５−３を介して出力される。また、第２の光分流回路５３０−２から出力される光信号は、光波長合分波装置５００の出力ポート１０５−２ａおよび１０５−２ｂを介して出力され、第２の光分流回路５３０−４から出力される光信号は、光波長合分波装置５００の出力ポート１０５−４ａおよび１０５−４ｂを介して出力される。

以上より、光波長合分波装置５００の各入力ポートと各出力ポートとの間の入出力特性は、図８に示すもののようになる。この場合、各入出力ポート間（すなわち各通信ノード間）で使用することができる光信号の波長数は１つ、２つまたは４つとなり、また周期的な合分波特性が得られている。さらに、使用することができる波長は連続しているので、各通信ノードのＷＤＭ送受信装置において波長を無駄にすることがなく、波長利用効率が低下しないことがわかる。加えて、本実施例では、通信に利用する波長を複数のポート（入力ポート１０１−２ａおよび１０１−２ｂ、出力ポート１０５−２ａおよび１０５−２ｂなど）に分配して利用することができ、通信ノードの規模やトラフィック需要に応じて、柔軟にネットワークを構成することができる。また、光波長合分波装置１００を基板上に平面光導波回路（ＰＬＣ）として集積することができ、これにより小型化および低コスト化の要求に応えることができる。

以上、本発明について、具体的に説明してきたが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施例は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、上記の第１の光分流回路および第２の光分流回路の構成やＡＷＧ回路の入出力特性を必要に応じて変更することができる。このように、ここに例示した実施例は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。また、説明のための構成要素は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。

本発明の第１の実施例に係る光波長合分波装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１の第１および第２の光分流回路の構成を示すブロック図であり、図２（ａ）は１×４の第１の光分流回路の構成を示し、図２（ｂ）は１×１の第２の光分流回路の構成を示している。 図１の構成でのＡＷＧ光合分波回路の波長入出力特性を説明するための図である。 図１の光波長合分波装置の波長入出力特性を説明するための図である。 本発明の第２の実施例に係る光波長合分波装置の構成の一例を示すブロック図である。 図５の第１および第２の光分流回路の構成を示すブロック図であり、図６（ａ）は２×４の第１の光分流回路の構成を示し、図６（ｂ）は１×２の第２の光分流回路の構成を示している。 図５の構成でのＡＷＧ光合分波回路の波長入出力特性を説明するための図である。 図５の光波長合分波装置の波長入出力特性を説明するための図である。 Ｎ×Ｎ光波長合分波装置を用いたフルメッシュ光ＷＤＭネットワークの構成例を示すブロック図である。 従来のＮ×Ｎ光波長合分波装置の波長入出力特性を説明するための図である。 ＡＷＧ光合分波回路と光カプラを用いた従来の光波長合分波装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１１の光波長合分波装置の波長入出力特性を説明するための図である。 ＡＷＧ光合波回路の透過波長帯域を拡大した従来の光波長合分波装置の波長特性を説明するための図である。

符号の説明

９０−１〜Ｎ 通信ノード
１００ ４×４光波長合分波装置
１０１−１〜４ 入力ポート
１０５−１〜４ 出力ポート
１１０ １６×１６ＡＷＧ光合分波回路
１２０−１〜４ １×４の第１の光分流回路
１３０−１〜４ １×１の第２の光分流回路
１２２ 基本周期２ΔＦのインターリーブフィルタ
１２４−１〜２ 基本周期４ΔＦのインターリーブフィルタ
５００ ６×６光波長合分波装置
５２０−２，５２０−４ ２×４の第１の光分流回路
５３０−２，５３０−４ １×２の第２の光分流回路
５２２−１〜２，５３２ 基本周期２ΔＦのインターリーブフィルタ
９００ フルメッシュ光ＷＤＭネットワーク
９１０ Ｎ×Ｎ光波長合分波装置
９３０ 光ファイバ
１１００ ４×４光波長合分波装置
１１０１ 入力ポート
１１０５ 出力ポート
１１１０ ４×８ＡＷＧ光合分波回路
１１３０ ２×１光カプラ

Claims (10)

1. Ｎ個（Ｎは整数）の入力ポートに入力される、周波数間隔ΔＦが一定のＮ×Ｍ個（Ｍは偶数）の波長によって波長分割多重された光信号を波長に応じて合分波して、Ｎ個の出力ポートから出力する光波長合分波装置であって、
   １個の入力端とＭ個の出力端を備え、前記Ｎ個の入力ポートにそれぞれ接続され、入力される波長分割多重された光信号をΔＦ×Ｍの周波数間隔で分流して出力するＮ個の第１の光分流回路と、
   Ｎ×Ｍ個の入力端とＮ×Ｍ個の出力端を備え、前記第１の光分流回路からの光信号を波長に応じて複数の出力ポートにルーティングする１個の光合分波回路と、
   １個の入力端と１個の出力端を備え、前記光合分波回路からの光信号を前記Ｎ個の出力ポートから出力するＮ個の第２の光分流回路と
   を備え、
   前記光波長合分波装置のＮ個の入力ポートのいずれかに前記Ｎ×Ｍ個の波長の光信号が入力されると、前記光波長合分波装置のＮ個の出力ポートから、連続して隣接するＭ個ずつの波長の光信号が、各出力ポート間で波長が重なることなく出力されるように構成されたことを特徴とする光波長合分波装置。
2. 請求項１に記載の光波長合分波装置において、
   前記Ｎ個の第１の光分流回路の出力端と前記光合分波回路の入力端が、ａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の第１の光分流回路のｂ番目（ｂは１以上Ｍ以下の整数）の出力端が光合波回路の（ａ−１）×Ｍ＋ｂ番目の入力端に接続されるように、順に接続され、
   前記光合分波回路の出力端と前記Ｎ個の第２の光分流回路の入力端が、ｃ番目（ｃは１以上Ｎ以下の整数）の第２の光分流回路の入力端が光合波回路の（ｃ−１）×Ｍ＋１番目の出力端に接続されるように、順に接続され、
   前記第１の光分流回路の各々が、入力した前記Ｎ×Ｍ個の波長のうちの（ｄ−１）×Ｍ＋ｂ番目（ｄは１以上Ｎ以下の整数のすべて）の波長の光をｂ番目の出力端に出力することを特徴とする光波長合分波装置。
3. 請求項１または２に記載の光波長合分波装置において、
   前記光合分波回路は、アレイ導波路回折格子で構成されたことを特徴とする光波長合分波装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の光波長合分波装置において、
   前記第１および第２の光分流回路の少なくとも一方は、複数の所定の波長の光信号を分流するインターリーブフィルタで構成されたことを特徴する光波長合分波装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の光波長合分波装置において、
   前記第１の光分流回路、前記光合分波回路および前記第２の光分流回路は、基板上に平面光回路として集積されたことを特徴とする光波長合分波装置。
6. Ｎ＋２Ｌ個（Ｎ、Ｌは整数）の入力ポートに入力される、周波数間隔ΔＦが一定の（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個（Ｍは偶数）の波長によって波長分割多重された光信号を波長に応じて合分波して、Ｎ＋２Ｌ個の出力ポートから出力する光波長合分波装置であって、
   １個の入力端とＭ個の出力端を備え、前記Ｎ＋２Ｌ個の入力ポートのうちのＮ個の入力ポートにそれぞれ接続され、入力される波長分割多重された光信号をΔＦ×Ｍの周波数間隔で分流して出力するＮ個の第１の光分流回路と、
   ２個の入力端とＭ個の出力端を備え、前記Ｎ＋２Ｌ個の入力ポートのうちの２Ｌ個の入力ポートにそれぞれ接続され、各々の入力端から入力される波長分割多重された光信号を各々Ｍ／２個の出力端にΔＦ×Ｍ／２の周波数間隔で分流して出力するＬ個の第２の光分流回路と、
   （Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の入力端と（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の出力端を備え、前記第１の光分流回路からの光信号を波長に応じて複数の出力ポートにルーティングする１個の光合分波回路と、
   １個の入力端と１個の出力端を備え、前記光合分波回路からの光信号を前記Ｎ＋２Ｌ個の出力ポートのうちのＮ個の出力ポートから出力するＮ個の第３の光分流回路と、
   １個の入力端と２個の出力端を備え、前記光合分波回路からの光信号をΔＦ×Ｍ／２の周波数間隔で分流して前記Ｎ＋２Ｌ個の出力ポートのうちの２Ｌ個の出力ポートから出力するＬ個の第４の光分流回路と
   を備え、
   前記光波長合分波装置のＮ＋２Ｌ個の入力ポートのいずれかに前記Ｎ×Ｍ個の波長の光信号が入力されると、前記光波長合分波装置のＮ＋２Ｌ個の出力ポートから、各出力ポート間で波長が重なることなく出力されるように構成されたことを特徴とする光波長合分波装置。
7. 請求項６に記載の光波長合分波装置において、
   前記Ｎ個の第１の光分流回路および前記Ｌ個の第２の光分流回路の出力端と前記光合分波回路の入力端が、第１および第２の光分流回路のうちのａ番目（ａは１以上Ｎ＋Ｌ以下の整数）の光分流回路のｂ番目（ｂは１以上Ｍ以下の整数）の出力端が光合波回路の（ａ−１）×Ｍ＋ｂ番目の入力端に接続されるように、順に接続され、
   前記第１および第２の光分流回路のうちのａ番目の光分流回路が第２の光分流回路のときは前記第３および第４の光分流回路のうちのａ番目の光分流回路が第４の光分流回路となるように前記第３および第４の光分流回路が配置され、かつ、前記光合分波回路の出力端と前記Ｎ個の第３の光分流回路および前記Ｌ個の第４の光分流回路の入力端が、第３および第４の光分流回路のうちのｃ番目（ｃは１以上Ｎ＋Ｌ以下の整数）の光分流回路の入力端が光合波回路の（ｃ−１）×Ｍ＋１番目の出力端に接続されるように、順に接続され、
   前記第１の光分流回路の各々が、入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの（ｄ−１）×Ｍ＋ｂ番目（ｄは１以上Ｎ＋Ｌ以下の整数のすべて）の波長の光をｂ番目の出力端に出力する特性を備え、
   前記第２の光分流回路の各々が、１番目の入力端から入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの、（ｅ−１）×Ｍ／２＋ｆ番目（ｅは１以上２Ｎ＋２Ｌ以下の整数のすべて、ｆは１以上Ｍ／２以下の整数）の波長の光をｆ番目の出力端に出力し、２番目の入力端から入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの、（ｅ−１）×Ｍ／２＋ｆ番目の波長の光を（ｆ＋Ｍ／２）番目の出力端に出力する特性を備え、
   前記第４の光分流回路の各々が、入力した前記（Ｎ＋Ｌ）×Ｍ個の波長のうちの奇数番目の波長の光を奇数番目の出力端に出力し、偶数番目の波長の光を偶数番目の出力端に出力する特性を備えることを特徴とする光波長合分波装置。
8. 請求項６または７に記載の光波長合分波装置において、
   前記光合分波回路は、アレイ導波路回折格子で構成されたことを特徴とする光波長合分波装置。
9. 請求項６ないし８のいずれかに記載の光波長合分波装置において、
   前記第１、第２、ならびに第４の光分流回路の少なくとも一方は、複数の所定の波長の光信号を分流するインターリーブフィルタで構成されたことを特徴する光波長合分波装置。
10. 請求項６ないし９のいずれかに記載の光波長合分波装置において、
    前記第１および第２の光分流回路、前記光合分波回路、ならびに前記だい３および第４の光分流回路は、基板上に平面光回路として集積されたことを特徴とする光波長合分波装置。

Images