JP6052679B2

JP6052679B2 - Optical channel monitor

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Publication number: JP6052679B2
Application number: JP2013156627A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　俊夫; 俊夫渡辺; 高橋　浩; 浩高橋; 佐藤　健一; 健一佐藤; 長谷川　浩; 浩長谷川
Original assignee: Nagoya University NUC; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tokai National Higher Education and Research System NUC
Current assignee: Nagoya University NUC; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tokai National Higher Education and Research System NUC
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-07-29
Also published as: JP2015027030A

Description

本発明は、光ファイバ通信システムにおいて波長多重光信号の監視に用いられる光チャネルモニタに関する。 The present invention relates to an optical channel monitor used for monitoring wavelength multiplexed optical signals in an optical fiber communication system.

光ファイバを伝送媒体とする光通信技術は、信号の伝送距離の長延化をもたらし、大規模な光通信網が構築されてきた。近年では、インターネット通信が広範に普及するのに伴って、通信トラフィックが急速に増大しており、通信網に対する大容量化、高速化、高機能化、低消費電力化、高信頼化の要求が高まっている。波長多重通信は、波長の異なる複数の光信号を1本の光ファイバ伝送路で同時に伝送する技術であり、これによって二地点間の伝送容量を増大することが可能となった。これまでの波長多重通信では、C帯と呼ばれる波長帯域1530nm〜1565nm（光周波数帯域191.6THz〜196.0THz）、あるいはL帯と呼ばれる波長帯域1570nm〜1610nm（光周波数帯域186.2THz〜191.0THz）において、特定の光周波数（例えば、C帯では193.1THz）を基準として、光周波数間隔100GHzまたは50GHzで光信号を多重するのが一般的であった。光周波数間隔が50GHzの場合、C帯あるいはL帯で80から96ch程度の光信号が多重されることになる。 Optical communication technology using an optical fiber as a transmission medium has resulted in a long signal transmission distance, and a large-scale optical communication network has been constructed. In recent years, with the widespread use of Internet communication, communication traffic has increased rapidly, and there has been a demand for higher capacity, higher speed, higher functionality, lower power consumption, and higher reliability for communication networks. It is growing. Wavelength multiplex communication is a technique for simultaneously transmitting a plurality of optical signals having different wavelengths through a single optical fiber transmission line, and this makes it possible to increase the transmission capacity between two points. In conventional wavelength division multiplexing communication, in the wavelength band 1530nm to 1565nm (optical frequency band 191.6THz to 196.0THz) called C band, or in the wavelength band 1570nm to 1610nm (optical frequency band 186.2THz to 191.0THz) called L band In general, optical signals are multiplexed at an optical frequency interval of 100 GHz or 50 GHz with a specific optical frequency (for example, 193.1 THz in the C band) as a reference. When the optical frequency interval is 50 GHz, optical signals of about 80 to 96 channels are multiplexed in the C band or L band.

実際の波長多重通信システムでは、光信号が正常に伝送されていることを監視するため、光チャネルモニタが用いられる。光チャネルモニタは、波長多重された光信号の光パワーを各チャネルごとに検出する機能を有する光デバイスである。従来の光チャネルモニタとしては、波長分波器を用いた構成（非特許文献１参照）と、可変波長フィルタを用いた構成（非特許文献２参照）が知られている。 In an actual wavelength division multiplexing communication system, an optical channel monitor is used to monitor whether an optical signal is normally transmitted. The optical channel monitor is an optical device having a function of detecting the optical power of the wavelength-multiplexed optical signal for each channel. As a conventional optical channel monitor, a configuration using a wavelength demultiplexer (see Non-Patent Document 1) and a configuration using a variable wavelength filter (see Non-Patent Document 2) are known.

図1に、波長分波器を用いた従来の光チャネルモニタの構成を示す。 FIG. 1 shows the configuration of a conventional optical channel monitor using a wavelength demultiplexer.

図1に示す構成では、波長多重された入力光信号を波長分光素子11により各チャネルに分光した後、光検出器12により各チャネルの光パワーを測定する。この構成では、チャネル数と同数の光検出器を備えた場合に、全チャネルの光パワーを測定することができる。 In the configuration shown in FIG. 1, after the wavelength-multiplexed input optical signal is split into each channel by the wavelength spectroscopic element 11, the optical power of each channel is measured by the photodetector 12. In this configuration, when the same number of photodetectors as the number of channels are provided, the optical power of all channels can be measured.

図2に、可変波長フィルタを用いた従来の光チャネルモニタの構成を示す。 FIG. 2 shows a configuration of a conventional optical channel monitor using a variable wavelength filter.

図2に示す構成では、波長多重された入力光信号のうち所望の1チャネルを可変波長フィルタ21で抜き出した後、1個の光検出器22で光パワーを測定する。この構成では、可変波長フィルタの透過中心波長を変えながら光パワーの測定を繰り返すことで、全チャネルについて光パワーを測定することができる。 In the configuration shown in FIG. 2, after a desired one channel is extracted from the wavelength-division multiplexed input optical signal by the variable wavelength filter 21, the optical power is measured by one photodetector 22. In this configuration, the optical power can be measured for all channels by repeating the measurement of the optical power while changing the transmission center wavelength of the variable wavelength filter.

大山貴晴ほか、2006年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、C-3-78.Takaharu Oyama et al., 2006 IEICE Electronics Society Conference, C-3-78. Lawrence Domash et al., Journal of Lightwave Technology, vol. 21, no. 1, pp. 126-135, January 2004.Lawrence Domash et al., Journal of Lightwave Technology, vol. 21, no. 1, pp. 126-135, January 2004.

ところが、最近では、光周波数帯域を有効に利用するために、波長多重における光周波数間隔をより細かい単位で設定したいという要求が顕在化してきている。すなわち、光周波数間隔を従来のように100GHzまたは50GHz間隔で固定とするのではなく、各チャネルの伝送ビットレートや伝送距離に応じて、75GHz間隔や37.5GHz間隔といったように、より細かい単位（例えば、12.5GHzの倍数）で自由に設定できることが望まれてきている。このような場合、光チャネルモニタとしては、従来の100GHzまたは50GHz間隔ではなく、より狭い間隔（この場合、12.5GHz間隔）で光パワーを測定することが求められる。しかしながら、従来の波長分波器を用いる構成では、光検出器をチャネル数と同数備える必要があり、光検出器の数が増大してしまうという問題があった。例えば、C帯全域にわたって12.5GHz間隔で光パワーをモニタする場合、チャネル数は400程度になり、400個の光検出器が必要となる。また、可変波長フィルタを用いる構成では、各チャネルごとに光パワーを計測するため、測定時間が増大してしまうという問題があった。すなわち、12.5GHz間隔で光パワーを計測する場合には、50GHz間隔で計測する従来の場合に比べて、4倍の測定時間を要することになる。 However, recently, in order to effectively use the optical frequency band, there has been a demand for setting the optical frequency interval in wavelength multiplexing in a finer unit. That is, the optical frequency interval is not fixed at 100 GHz or 50 GHz intervals as in the past, but depending on the transmission bit rate and transmission distance of each channel, a finer unit such as 75 GHz interval or 37.5 GHz interval (for example, , A multiple of 12.5 GHz) has been desired. In such a case, the optical channel monitor is required to measure the optical power at a narrower interval (in this case, 12.5 GHz interval) instead of the conventional 100 GHz or 50 GHz interval. However, in the configuration using the conventional wavelength demultiplexer, it is necessary to provide the same number of photodetectors as the number of channels, and there is a problem that the number of photodetectors increases. For example, when the optical power is monitored over the entire C band at 12.5 GHz intervals, the number of channels is about 400, and 400 photodetectors are required. Further, in the configuration using the variable wavelength filter, there is a problem that the measurement time increases because the optical power is measured for each channel. That is, when measuring the optical power at 12.5 GHz intervals, it takes four times the measurement time compared to the conventional case of measuring at 50 GHz intervals.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、図１に示した構成と比較した場合に、光検出器の個数を削減するとともに、図２に示した構成と比較した場合に、多数の光チャネルの光パワーを高速に測定することが可能な光チャネルモニタを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem. The object of the present invention is to reduce the number of photodetectors as compared with the configuration shown in FIG. An object of the present invention is to provide an optical channel monitor capable of measuring the optical power of a large number of optical channels at high speed as compared with the configuration .

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、波長多重されたM×Kチャネルの入力光信号が入力され、M組のK個の光チャネルのうち、1組のK個の光チャネルを選択し、選択したK個の光チャネルの光信号を合波して出力する波長選択素子と、前記選択されたK個の光チャネルの光信号を異なるK個のポートへ分光する波長分光素子と、前記分光された光チャネルのパワーを測定するK個の光検出器とを備え、M, Kは2より大きい整数であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an M × K channel input optical signal multiplexed with wavelength is input, and among M sets of K optical channels , select a set of K optical channels, the K different and the wavelength selection element optical signal for multiplexing and outputting the K optical channels selected, the optical signal of the K optical channels the selected and wavelength spectral element which disperses into the port, and a K-number of the light detector for measuring the power of the spectrally separated optical channels, M, K is characterized by an integer greater than 2.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光チャネルモニタにおいて、前記波長選択素子が、M×K個の光チャネルの光信号を分波する波長分波器と、前記波長分波器に接続されたM×K個のゲート光スイッチからなり、M個ごとにK個の光チャネルの光信号が入力され、M組のK個の光チャネルのうち、1組のK個の光チャネルを選択するゲート光スイッチアレイと、前記ゲート光スイッチアレイに接続された波長合波器とからなり、前記波長分光素子が、アレイ導波路回折格子からなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical channel monitor according to the first aspect, the wavelength selection element includes a wavelength demultiplexer that demultiplexes optical signals of M × K optical channels , and the wavelength. Ri Do from M × K number of gate light switch connected to the demultiplexer, the optical signal of the K light channel is input to each M number, among the M sets of K optical channels, a set of K consists of a gate optical switch array you select number of optical channels, the connected wavelength multiplexer to the gate optical switch array, the wavelength spectral element, characterized in that it consists of an array waveguide diffraction grating.

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光チャネルモニタにおいて、前記波長選択素子が、光サーキュレータと、前記光サーキュレータに接続され、M×K個の光チャネルの光信号を合分波する波長合分波器と、前記波長合分波器に接続されたM×K個の反射型ゲート光スイッチからなり、M個ごとにK個の光チャネルの光信号が入力され、M組のK個の光チャネルのうち、1組のK個の光チャネルを選択する反射型ゲート光スイッチアレイとからなり、前記波長分光素子が、アレイ導波路回折格子からなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the optical channel monitor according to the first aspect, the wavelength selection element is connected to the optical circulator and the optical circulator, and optical signals of M × K optical channels are received. a wavelength demultiplexer for demultiplexing said Ri Do from M × K pieces of reflective gate light switch connected to the wavelength division multiplexer, an optical signal of the K light channel is entered for each the M of the M sets of K optical channels, characterized in that consists of a pair of reflective gate light switch array you select the K optical channels, the wavelength spectral element is comprised of an array waveguide diffraction grating And

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光チャネルモニタにおいて、前記波長選択素子が、M個ごとにK個の光チャネルの光信号を分波する第１の周回型アレイ導波路回折格子と、前記第１の周回型アレイ導波路回折格子に接続されたM個のゲート光スイッチからなり、前記M組のK個の光チャネルのうち、1組のK個の光チャネルを選択するゲート光スイッチアレイと、前記ゲート光スイッチアレイに接続された第２の周回型アレイ導波路回折格子とからなり、前記波長分光素子が、アレイ導波路回折格子からなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical channel monitor according to the first aspect, the wavelength selection element is a first circular array in which optical signals of K optical channels are demultiplexed for every M. a waveguide diffraction grating, Ri Do from the first 1 M-number of gate light switch connected to the ring-type array waveguide diffraction grating, among the M sets of K optical channels, a set of K optical wherein a gate optical switch array you select a channel consists of a second ring-type arrayed waveguide grating connected to the gate optical switch array, the wavelength spectral element, in that it consists of an array waveguide diffraction grating And

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の光チャネルモニタにおいて前記波長選択素子が、M×K個の光チャネルの光信号を分波する波長分波器と、前記波長分波器に接続された、第１と第２の出力端子を有するM×K個の１×２光スイッチからなり、M個ごとにK個の光チャネルの光信号が入力され、M組のK個の光チャネルのうち、1〜M/2組のK個の光チャネルを第１の出力端子に出力し、(M/2)+1〜M組のK個の光チャネルを第２の出力端子に出力する１×２光スイッチアレイと、前記１×２光スイッチの前記第１の出力端子に接続された第１の波長合波器と、前記１×２光スイッチの前記第２の出力端子に接続された第２の波長合波器とからなり、前記波長分光素子が、前記第１および前記第２の波長合波器のそれぞれに接続された２つの入力ポートを有するアレイ導波路回折格子からなることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the optical channel monitor according to the first aspect, the wavelength selection element includes a wavelength demultiplexer that demultiplexes optical signals of M × K optical channels, and the wavelength demultiplexer. connected to filter the first and Ri Do from M × K pieces of 1 × 2 optical switch having a second output terminal, the optical signal of the K light channel is input to each M pieces, M sets of Out of the K optical channels, 1 to M / 2 sets of K optical channels are output to the first output terminal, and (M / 2) +1 to M sets of K optical channels are output to the second output terminal. and 1 × 2 optical switch array that be output to the output terminal, the 1 × 2 and the first wavelength combiner connected to said first output terminal of the optical switch, the 1 × 2 and the second optical switch the second wavelength combiner Toka Rannahli connected to the output terminal, the wavelength spectral element, the two input ports connected to each of said first and said second wavelength combiner Characterized by comprising the array waveguide diffraction grating having a.

また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の光チャネルモニタにおいて、前記波長選択素子が、光サーキュレータと、前記光サーキュレータに接続され、M組のK個の光チャネルのうち、1〜M/2組のK個の光チャネルを第１の出力端子に出力し、(M/2)+1〜M組のK個の光チャネルを第２の出力端子に出力する１×２光スイッチと、前記１×２光スイッチに接続され、M個ごとにK個の光チャネルの光信号を分波する周回型アレイ導波路回折格子と、前記周回型アレイ導波路回折格子に接続されたM／２個の反射型ゲート光スイッチからなり、前記M組のK個の光チャネルのうち、1組のK個の光チャネルを選択する反射型ゲート光スイッチアレイとからなり、前記波長分光素子が、アレイ導波路回折格子からなることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the optical channel monitor according to the first aspect, the wavelength selection element is connected to the optical circulator and the optical circulator, and among the M sets of K optical channels, 1 × 2 outputs 1 to M / 2 sets of K optical channels to the first output terminal, and outputs (M / 2) +1 to M sets of K optical channels to the second output terminal. An optical switch connected to the 1 × 2 optical switch and connected to the circular array waveguide diffraction grating for demultiplexing optical signals of K optical channels for every M, and to the circular array waveguide diffraction grating and Ri Do from M / 2 pieces of reflective gate optical switches, among the M sets of K optical channel consists of a pair of reflective gate light switch array you select the K optical channels, wherein The wavelength spectroscopic element comprises an arrayed waveguide diffraction grating.

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の光チャネルモニタにおいて、前記光サーキュレータと前記波長分光素子との間に、第２の１×２光スイッチをさらに備え、前記波長分光素子の前記アレイ導波路回折格子は、前記第２の１×２光スイッチの出力に接続された２つの入力ポートを有することを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the optical channel monitor according to claim 6, further comprising a second 1 × 2 optical switch between the optical circulator and the wavelength spectroscopic element. The arrayed waveguide grating of the element has two input ports connected to the output of the second 1 × 2 optical switch .

また、請求項８に記載の発明は、波長多重されたM×Nチャネルの入力光信号が入力され、M組のN個の光チャネルのうち、1組のN個の光チャネルを選択し、選択したN個の光チャネルの光信号を合波して出力する波長選択素子と、前記選択されたN個の光チャネルの光信号を異なるN個のポートへ分光する波長分光素子と、前記分光された光チャネルのパワーを測定するN個の光検出器とを備え、前記波長選択素子が、M×N個の光チャネルの光信号を分波する波長分波器と、前記波長分波器に接続されたM×N個のゲート光スイッチからなり、M個ごとにN個の光チャネルの光信号が入力され、M組のN個の光チャネルのうち、1組のN個の光チャネルを選択するゲート光スイッチアレイと、前記ゲート光スイッチアレイに接続された波長合波器とからなり、前記波長分光素子が、周回型アレイ導波路回折格子からなり、MとNとは互いに素であることを特徴とする。 In the invention according to claim 8, an M × N channel input optical signal multiplexed in wavelength is input, and one set of N optical channels is selected from the M sets of N optical channels. A wavelength selection element that multiplexes and outputs the optical signals of the selected N optical channels; a wavelength spectroscopic element that splits the optical signals of the selected N optical channels to different N ports; and N optical detectors for measuring the power of the optical channels, and the wavelength selecting element demultiplexes the optical signals of M × N optical channels , and the wavelength demultiplexer Ri Do from the M × N gate light switch connected, the optical signal of the N optical channels is inputted to every M number, among the M sets of N optical channels, a set of N optical a gate optical switch array you select a channel consists of a connection wavelength multiplexer to the gate optical switch array, the wave The long spectroscopic element is composed of a circular array waveguide diffraction grating, and M and N are relatively prime.

また、請求項９に記載の発明は、波長多重されたM×Nチャネルの入力光信号が入力され、M組のN個の光チャネルのうち、1組のN個の光チャネルを選択し、選択したN個の光チャネルの光信号を合波して出力する波長選択素子と、前記選択されたN個の光チャネルの光信号を異なるN／２個のポートへ分光する波長分光素子と、前記分光された光チャネルのパワーを測定するN／２個の光検出器を備え、前記波長選択素子が、M×N個の光チャネルの光信号を分波する波長分波器と、前記波長分波器に接続された、第１と第２の出力端子を有するM×N個の１×２光スイッチからなり、前記M組のN個の光チャネルのうち、1組のN個の光チャネルを選択する１×２光スイッチアレイと、前記１×２光スイッチの前記第１の出力端子に接続された第１の波長合波器と、前記１×２光スイッチの前記第２の出力端子に接続された第２の波長合波器とからなり、前記波長分光素子が、1〜N/2個の光チャネルを入力するために前記第１の波長合波器に接続され、(N/2)+1〜N個の光チャネルを入力するために前記第２の波長合波器に接続された２つの入力ポートを有する周回型アレイ導波路回折格子からなり、MとNとは互いに素であることを特徴とする。 In the invention according to claim 9, an M × N channel input optical signal multiplexed in wavelength is input , and one set of N optical channels is selected from the M sets of N optical channels , A wavelength selection element that multiplexes and outputs the optical signals of the selected N optical channels ; a wavelength spectroscopic element that splits the optical signals of the selected N optical channels to different N / 2 ports; N / 2 photodetectors for measuring the power of the separated optical channels, wherein the wavelength selection element demultiplexes optical signals of M × N optical channels , and the wavelength connected to the demultiplexer, the first and Ri Do from the M × N 1 × 2 optical switch having a second output terminal, of the M sets of N optical channels, a set of N and 1 × 2 optical switch array you select an optical channel, the first wavelength combiner connected to said first output terminal of the 1 × 2 optical switch The 1 × 2 second wavelength combiner Toka Rannahli connected to the second output terminal of the optical switch, the wavelength spectral element, the to input 1 to N / 2 pieces of optical channels first A circular array conductor having two input ports connected to one wavelength multiplexer and connected to the second wavelength multiplexer for inputting (N / 2) +1 to N optical channels. It consists of a waveguide diffraction grating, and M and N are mutually prime.

また、請求項１０に記載の発明は、波長多重されたM×Nチャネルの入力光信号が入力され、M組のN個の光チャネルのうち、1組のN個の光チャネルを選択し、選択したN個の光チャネルの光信号を合波して出力する波長選択素子と、前記選択されたN個の光チャネルの光信号を異なるN／２個のポートへ分光する波長分光素子と、前記分光された光チャネルのパワーを測定するN／２個の光検出器を備え、前記波長選択素子が、光サーキュレータと、前記光サーキュレータに接続され、M組のN個の光チャネルのうち、1〜M/2組のN個の光チャネルを第１の出力端子に出力し、(M/2)+1〜M組のN個の光チャネルを第２の出力端子に出力する１×２光スイッチと、前記１×２光スイッチに接続され、M個ごとにN個の光チャネルの光信号を分波する周回型アレイ導波路回折格子と、前記周回型アレイ導波路回折格子に接続されたM／２個の反射型ゲート光スイッチからなり、前記M組のN個の光チャネルのうち、1組のN個の光チャネルを選択する反射型ゲート光スイッチアレイとからなり、前記波長分光素子が、周回性アレイ導波路回折格子からなり、前記光サーキュレータと前記波長分光素子との間に、第２の１×２光スイッチをさらに備え、前記波長分光素子の前記周回性アレイ導波路回折格子は、前記第２の１×２光スイッチの出力に接続された２つの入力ポートを有し、MとNとは互いに素であることを特徴とする。 According to the invention of claim 10, an M × N channel input optical signal multiplexed in wavelength is input , and one set of N optical channels is selected from the M sets of N optical channels , A wavelength selection element that multiplexes and outputs the optical signals of the selected N optical channels ; a wavelength spectroscopic element that splits the optical signals of the selected N optical channels to different N / 2 ports; N / 2 photodetectors for measuring the power of the split optical channel, and the wavelength selection element is connected to the optical circulator and the optical circulator, and among the M sets of N optical channels, 1 × M / 2 sets of N optical channels are output to the first output terminal, and (M / 2) +1 to M sets of N optical channels are output to the second output terminal. an optical switch, the 1 × 2 is connected to the optical switch, ring-type array waveguide for demultiplexing the optical signals of N optical channels per the M And diffraction grating, Ri Do from the ring-type array waveguide grating connected to the M / 2 pieces of reflective gate optical switches, among the M sets of N optical channels, a set of N optical channels composed of a reflection-type gate light switch array you select the wavelength spectral element is composed of cyclic frequency arrayed waveguide grating, between the optical circulator and the wavelength spectral element, the second 1 × 2 optical And further comprising a switch, wherein the circular array waveguide diffraction grating of the wavelength spectroscopic element has two input ports connected to the output of the second 1 × 2 optical switch , and M and N are mutually prime. It is characterized by being.

本発明によれば、波長多重された光信号の光パワーを、狭い光周波数間隔で測定する光チャネルモニタにおいて、必要な光検出器の個数を削減し、または、多数の光チャネルの光パワーを高速に測定することができる。 According to the present invention, in an optical channel monitor that measures the optical power of a wavelength-multiplexed optical signal at a narrow optical frequency interval, the number of necessary photodetectors can be reduced, or the optical power of many optical channels can be reduced. It can measure at high speed.

従来の光チャネルモニタの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the conventional optical channel monitor. 従来の別の光チャネルモニタの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of another conventional optical channel monitor. 本発明の第1の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical channel monitor according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an optical channel monitor according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an optical channel monitor according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of an optical channel monitor according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of an optical channel monitor according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of an optical channel monitor according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第7の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of an optical channel monitor according to a seventh embodiment of the present invention. 本発明の第8の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of an optical channel monitor according to an eighth embodiment of the present invention. 本発明の第9の実施形態による光チャネルモニタの構成を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of an optical channel monitor according to a ninth embodiment of the present invention.

本発明における光チャネルモニタを実施するための方式としては、種々の形式の波長選択素子や光分光素子を用いることができる。なかでも、波長選択素子としては、バルク回折格子または石英系光導波路を用いたアレイ導波路回折格子と、液晶素子などの面型光スイッチ素子とを、レンズなどの空間光学系で結合した波長選択素子は、狭い光周波数間隔でのチャネル選択が可能であること、およびチャネル通過帯域が広いことから、本発明の実施に適している。また、波長分光素子としては、石英系光導波路を用いたアレイ導波路回折格子は、光ファイバとの整合性が良く、挿入損失が低いことに加えて、構成材料が物理的、化学的に安定で信頼性に優れていることから、実用性が最も高く、本発明の実施に適している。 As a system for carrying out the optical channel monitor in the present invention, various types of wavelength selection elements and optical spectroscopic elements can be used. In particular, the wavelength selection element is a wavelength selection system in which an arrayed waveguide diffraction grating using a bulk diffraction grating or a quartz optical waveguide and a planar optical switch element such as a liquid crystal element are coupled by a spatial optical system such as a lens. The element is suitable for the implementation of the present invention because it can select a channel with a narrow optical frequency interval and has a wide channel passband. As a wavelength spectroscopic element, an arrayed waveguide diffraction grating using a silica-based optical waveguide has good compatibility with an optical fiber and low insertion loss, and the constituent materials are physically and chemically stable. In addition, since it is excellent in reliability, it has the highest practicality and is suitable for the implementation of the present invention.

以下、図面を用いて、本発明の実施形態の例を具体的に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図3は、本発明の第１の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 3 is a configuration example of an optical channel monitor according to the first embodiment of the present invention.

図3に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×K個の光チャネルに分波し、M個ごとにK個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子31と、選択されたK個の光チャネルを異なるK本のポートへ分光する波長分光素子32と、分光された光チャネルのパワーを測定するK個の光検出器33とで構成される。 The optical channel monitor shown in FIG. 3 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × K optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs K optical channels for each M. Consists of a selection element 31, a wavelength spectroscopic element 32 that splits the selected K optical channels into different K ports, and K photodetectors 33 that measure the power of the split optical channels .

本発明の第１の実施形態において、波長選択素子31は、波長分波器311と、M×K個のゲート光スイッチ素子からなるゲート光スイッチアレイ312と、波長合波器313とで構成される。ここで、M, Kは整数であり、M×Kがモニタチャネル数となる。波長分光素子32には、波長選択素子31において選択されるM個の光チャネルの光周波数間隔に等しい分光間隔をもつアレイ導波路回折格子321を用いる。ここで、分光間隔とは、アレイ導波路回折格子の隣接ポートから出力される光チャネルの光周波数間隔をいう。 In the first embodiment of the present invention, the wavelength selection element 31 includes a wavelength demultiplexer 311, a gate optical switch array 312 composed of M × K gate optical switch elements, and a wavelength multiplexer 313. The Here, M and K are integers, and M × K is the number of monitor channels. As the wavelength spectroscopic element 32, an arrayed waveguide diffraction grating 321 having a spectral interval equal to the optical frequency interval of the M optical channels selected by the wavelength selecting element 31 is used. Here, the spectral interval refers to the optical frequency interval of the optical channel output from the adjacent port of the arrayed waveguide grating.

以下、本発明の第1の実施形態を、光チャネルのモニタ光周波数間隔12.5GHz、モニタチャネル数384、モニタ光周波数範囲191.5THz〜196.2875THz、M=16、K=24の場合を例として説明する。 Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described by taking as an example the case where the monitor optical frequency interval of the optical channel is 12.5 GHz, the number of monitor channels is 384, the monitor optical frequency range is 191.5 THz to 196.2875 THz, M = 16, and K = 24 To do.

波長分波器311は、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネル384個に分波する。ゲート光スイッチアレイ312は、分波された384個の光チャネルのうち、12.5GHz×16=200GHz間隔の24個の光チャネルを1組として選択して通過させ、残りの光チャネルを遮断する。これによって、モニタ光周波数範囲の全384個の光チャネルは16組に分けられる。これらの組を第1組（191.5THz, 191.7 THz, …, 196.1THz）、第2組（191.5125THz, 191.7125 THz, …, 196.1125THz）、…、第16組（191.6875THz, 191.8875 THz, …, 196.2875THz）とする。まず、ゲート光スイッチアレイ312によって第1組の光チャネルを選択する。選択された第1組の光チャネルは、光波長合波器313でいったん合波された後、波長分光素子32に入力される。波長分光素子32として、200GHz間隔24chのアレイ導波路回折格子321を用いると、入力された24個の光チャネルは、それぞれ異なるポートから出力され、24個の光検出器33で各チャネルの光パワーを測定することができる。続いて、ゲート光スイッチアレイ312によって、第2組の光チャネルを選択する。選択された第2組の光チャネルは、同様に、波長合波器313でいったん合波された後、アレイ導波路回折格子321で分波され、24個の光検出器33で各チャネルの光パワーを測定することができる。ゲート光スイッチアレイ312で選択する光チャネルの組を変えながら、同様の測定を16回行うと、全384チャネルの光パワーをモニタすることができる。 The wavelength demultiplexer 311 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into 384 optical channels with an optical frequency interval of 12.5 GHz. The gate optical switch array 312 selects and passes 24 optical channels of 12.5 GHz × 16 = 200 GHz as a set from among the 384 demultiplexed optical channels, and blocks the remaining optical channels. As a result, the total 384 optical channels in the monitor optical frequency range are divided into 16 sets. The first set (191.5THz, 191.7 THz,…, 196.1THz), the second set (191.5125THz, 191.7125 THz,…, 196.1125THz),…, the 16th set (191.6875THz, 191.8875 THz,…, 196.2875 THz). First, the first set of optical channels is selected by the gate optical switch array 312. The selected first set of optical channels are once combined by the optical wavelength multiplexer 313 and then input to the wavelength spectroscopic element 32. If an arrayed waveguide diffraction grating 321 with 24 channels at 200 GHz is used as the wavelength spectroscopic element 32, the 24 input optical channels are output from different ports, and the optical power of each channel is output by 24 photodetectors 33. Can be measured. Subsequently, the second set of optical channels is selected by the gate optical switch array 312. Similarly, the selected second set of optical channels are once multiplexed by the wavelength multiplexer 313 and then demultiplexed by the arrayed waveguide diffraction grating 321, and the optical detectors of each channel are selected by the 24 photodetectors 33. Power can be measured. If the same measurement is performed 16 times while changing the set of optical channels selected by the gate optical switch array 312, the optical powers of all 384 channels can be monitored.

図4は、本発明の第2の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 4 is a configuration example of an optical channel monitor according to the second embodiment of the present invention.

図4に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×K個の光チャネルに分波し、M個ごとにK個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子41と、選択されたK個の光チャネルを異なるK本のポートへ分光する波長分光素子42と、分光された光チャネルのパワーを測定するK個の光検出器43とで構成される。波長分光素子42には、波長選択素子41において選択される光周波数間隔に等しい分光間隔をもつアレイ導波路回折格子421を用いる。 The optical channel monitor shown in FIG. 4 demultiplexes wavelength-multiplexed input optical signals into M × K optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs K optical channels for each M channels. It comprises a selection element 41, a wavelength spectroscopic element 42 that splits the selected K optical channels into different K ports, and a K photodetector 43 that measures the power of the split optical channels. . As the wavelength spectroscopic element 42, an arrayed waveguide diffraction grating 421 having a spectral interval equal to the optical frequency interval selected by the wavelength selecting element 41 is used.

本発明の第2の実施形態において、波長選択素子41は、波長合分波器411と、M×K個の反射型ゲート光スイッチ素子からなる反射型ゲート光スイッチアレイ412と、光サーキュレータ413とで構成される。光サーキュレータ413に入力された波長多重信号は、波長合分波器411へ出力されて分波される。分波された光チャネルは、反射型ゲート光スイッチアレイ412で選択され、波長合分波器411でいったん合波された後、光サーキュレータ413を介して、アレイ導波路回折格子421へ入力される。 In the second embodiment of the present invention, the wavelength selection element 41 includes a wavelength multiplexer / demultiplexer 411, a reflective gate optical switch array 412 composed of M × K reflective gate optical switch elements, and an optical circulator 413. Consists of. The wavelength multiplexed signal input to the optical circulator 413 is output to the wavelength multiplexer / demultiplexer 411 and demultiplexed. The demultiplexed optical channel is selected by the reflective gate optical switch array 412, and once multiplexed by the wavelength multiplexer / demultiplexer 411, the optical channel is input to the arrayed waveguide diffraction grating 421 via the optical circulator 413. .

図4に示す構成は、図3に示す構成と同様の動作により、全M×Nチャネルの光パワーをモニタすることができる。図4に示す構成では、波長合分波器411が、図3に示す構成における分波側の波長分波器311と波長合波器313の機能を兼ねており、分波時の透過中心光周波数と合波時の透過中心光周波数が自動的に一致するという利点がある。 The configuration shown in FIG. 4 can monitor the optical power of all M × N channels by the same operation as the configuration shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 4, the wavelength multiplexer / demultiplexer 411 functions as the wavelength demultiplexer 311 and the wavelength multiplexer 313 in the configuration shown in FIG. There is an advantage that the frequency and the transmission center optical frequency at the time of multiplexing automatically match.

図5は、本発明の第3の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 5 is a configuration example of an optical channel monitor according to the third embodiment of the present invention.

図5に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×K個の光チャネルに分波し、M個ごとにK個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子51と、選択されたK個の光チャネルを異なるK本のポートへ分光する波長分光素子52と、分光された光チャネルのパワーを測定するK個の光検出器53とで構成される。 The optical channel monitor shown in FIG. 5 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × K optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs K optical channels for each M. It comprises a selection element 51, a wavelength spectroscopic element 52 that splits the selected K optical channels into different K ports, and a K photodetector 53 that measures the power of the split optical channels. .

本発明の第3の実施形態において、波長選択素子51は、周回性アレイ導波路格子511と、M個のゲート光スイッチ素子からなるゲート光スイッチアレイ512と、周回性アレイ導波路格子513とで構成される。ここで、M, Kは整数であり、M×Kがモニタチャネル数となる。図5に示す構成は、図3に示す構成に比べて、ゲート光スイッチアレイの素子数を少なくできる、という利点がある。波長分光素子52には、波長選択素子51において選択される光周波数間隔に等しい分光間隔をもつアレイ導波路回折格子521を用いる。 In the third embodiment of the present invention, the wavelength selection element 51 includes a circular array waveguide grating 511, a gate optical switch array 512 composed of M gate optical switch elements, and a circular array waveguide grating 513. Composed. Here, M and K are integers, and M × K is the number of monitor channels. The configuration shown in FIG. 5 has an advantage that the number of elements of the gate optical switch array can be reduced as compared with the configuration shown in FIG. As the wavelength spectroscopic element 52, an arrayed waveguide diffraction grating 521 having a spectral interval equal to the optical frequency interval selected by the wavelength selecting element 51 is used.

以下、本発明の第3の実施形態を、光チャネルのモニタ光周波数間隔12.5GHz、モニタチャネル数384、モニタ光周波数範囲191.5THz〜196.2875THz、M=16、K=24の場合を例として説明する。 Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described by taking as an example the case where the monitor optical frequency interval of the optical channel is 12.5 GHz, the number of monitor channels is 384, the monitor optical frequency range is 191.5 THz to 196.2875 THz, M = 16, and K = 24. To do.

周回性アレイ導波路回折格子511は、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネルに分波し、自由スペクトル範囲（Free Spectral Range, FSR）200GHzを1周期として、すなわち、光チャネルを16個ごとに24個選択して1組として、16個のゲート光スイッチアレイ512の各素子に出力する。ゲート光スイッチアレイ512のうち第1番目の素子に出力される光チャネル24個（191.5THz, 191.7 THz, …, 196.1THz）を第1組、第2番目の素子に出力される光チャネル24個（191.5125THz, 191.7125 THz, …, 196.1125THz）を第2組、…、第16番目の素子に出力される光チャネル24個（191.6875THz, 191.8875 THz, …, 196.2875THz）を第16組とする。まず、16個のゲート光スイッチアレイ512のうち第1番目の素子のみを通過状態とすることによって、第1組の光チャネルのみを選択して通過させ、残りの光チャネルを遮断する。選択された第1組の光チャネルは、光波長合波器513でいったん合波された後、波長分光素子52に入力される。波長分光素子52として、200GHz間隔24chのアレイ導波路回折格子521を用いると、入力された24個の光チャネルは、それぞれ異なるポートから出力され、24個の光検出器53で各チャネルの光パワーを測定することができる。続いて、ゲート光スイッチアレイ512のうち第2番目の素子を通過状態として、第2組の光チャネルのみを選択する。選択された第2組の光チャネルは、同様に、波長合波器513でいったん合波された後、アレイ導波路回折格子521で分波され、24個の光検出器53で各チャネルの光パワーを測定することができる。ゲート光スイッチアレイ512で選択する光チャネルの組を変えながら、同様の測定を16回行うと、全384チャネルの光パワーをモニタすることができる。 The circular array waveguide diffraction grating 511 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into an optical channel having an optical frequency interval of 12.5 GHz, and has a free spectral range (FSR) of 200 GHz as one period, that is, Twenty-four optical channels are selected for every 16 channels, and are output as one set to each element of the 16 gate optical switch arrays 512. 24 optical channels output to the first element in the gate optical switch array 512 (191.5THz, 191.7 THz,…, 196.1THz) in the first set, 24 optical channels output to the second element (191.5125THz, 191.7125 THz,…, 196.1125THz) is the second set,…, and 24 optical channels (191.6875THz, 191.8875 THz,…, 196.2875THz) output to the 16th element are the 16th set . First, by setting only the first element of the 16 gate optical switch arrays 512 to the passing state, only the first set of optical channels is selected and allowed to pass, and the remaining optical channels are blocked. The selected first set of optical channels are once combined by the optical wavelength multiplexer 513 and then input to the wavelength spectroscopic element 52. When an arrayed waveguide diffraction grating 521 with 24 channels at 200 GHz is used as the wavelength spectroscopic element 52, the 24 input optical channels are output from different ports, and the optical power of each channel is output by 24 photodetectors 53. Can be measured. Subsequently, only the second set of optical channels is selected with the second element of the gate optical switch array 512 in the passing state. Similarly, the selected second set of optical channels is once multiplexed by the wavelength multiplexer 513 and then demultiplexed by the arrayed waveguide diffraction grating 521, and the optical detectors of each channel by the 24 photodetectors 53. Power can be measured. If the same measurement is performed 16 times while changing the set of optical channels selected by the gate optical switch array 512, the optical power of all 384 channels can be monitored.

なお、周回性アレイ導波路回折格子511は、FSR=200GHzを1周期として、全光チャネルを出力することができるが、その透過損失はFSRの中央周波数付近で最も小さく、FSRの端の周波数に近づくほど増大する。そのため光チャネルの各組によって光検出器への入力パワーに差異が生じることになるが、この差異は、周回性アレイ導波路回折格子511の透過特性を予め測定しておいて補正を掛けることが可能である。 Note that the circular array waveguide diffraction grating 511 can output all optical channels with one cycle of FSR = 200 GHz, but its transmission loss is the smallest near the center frequency of the FSR, and it reaches the frequency at the end of the FSR. It increases as you get closer. For this reason, there is a difference in the input power to the photodetector depending on each set of optical channels. This difference may be corrected by measuring the transmission characteristics of the circular array waveguide diffraction grating 511 in advance. Is possible.

また、アレイ導波路回折格子521は、分光間隔200GHzであり、各出力ポートは200GHz間隔に相当する帯域幅を有しているが、その透過損失は透過中心周波数付近で最も小さく、透過中心周波数から離れるほど透過損失が増大する。そのため光チャネルの各組のなかで光チャネルによって光検出器への入力パワーに差異が生じることになるが、この差異は、アレイ導波路回折格子521の透過特性を予め測定しておいて補正を掛けることが可能である。 The arrayed waveguide grating 521 has a spectral interval of 200 GHz, and each output port has a bandwidth corresponding to the 200 GHz interval, but its transmission loss is the smallest near the transmission center frequency, and from the transmission center frequency. The transmission loss increases as the distance increases. For this reason, there is a difference in the input power to the photodetector depending on the optical channel in each pair of optical channels. This difference is corrected by measuring the transmission characteristics of the arrayed waveguide grating 521 in advance. It is possible to multiply.

図6は、本発明の第4の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 6 is a configuration example of an optical channel monitor according to the fourth embodiment of the present invention.

図6に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×K個の光チャネルに分波し、、M個ごとにK個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子61と、選択されたK個の光チャネルを異なるK本のポートへ分光する波長分光素子62と、分光された光チャネルのパワーを測定するK個の光検出器63とで構成される。ここで、M, Kは整数であり、M×Kがモニタチャネル数となる。 The optical channel monitor shown in FIG. 6 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × K optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs K optical channels for each M. It consists of a wavelength selection element 61, a wavelength spectroscopic element 62 that splits the selected K optical channels into different K ports, and a K photodetector 63 that measures the power of the split optical channels. The Here, M and K are integers, and M × K is the number of monitor channels.

本発明の第4の実施形態において、波長選択素子61は、波長分波器611と、M×K個の1×2光スイッチ素子からなる1×2光スイッチアレイ612と、波長合波器613, 614とで構成される。さらに、波長分光素子62には、波長選択素子61において選択される光周波数間隔に等しい分光間隔をもち、2つの入力ポート6211, 6212を備えたアレイ導波路回折格子621を用いる。 In the fourth embodiment of the present invention, the wavelength selection element 61 includes a wavelength demultiplexer 611, a 1 × 2 optical switch array 612 composed of M × K 1 × 2 optical switch elements, and a wavelength multiplexer 613. , 614. Further, the wavelength spectroscopic element 62 uses an arrayed waveguide grating 621 having a spectral interval equal to the optical frequency interval selected by the wavelength selecting element 61 and having two input ports 6121 and 6212.

以下、本発明の第4の実施形態を、光チャネルのモニタ光周波数間隔12.5GHz、モニタチャネル数384、モニタ光周波数範囲191.5THz〜196.2875THz、M=16、K=24の場合を例として説明する。 Hereinafter, the fourth embodiment of the present invention will be described by taking an example of a case where the optical frequency of the optical channel is 12.5 GHz, the number of monitor channels is 384, the monitor optical frequency range is 191.5 THz to 196.2875 THz, M = 16, and K = 24. To do.

波長選択素子61は、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネル384個に分波し、12.5GHz×16=200GHz間隔の24個の光チャネルを1組として選択して、波長合波器613または614でいったん合波した後に出力し、残りの光チャネルを遮断する。これによって、モニタ範囲の全384チャネルは16組に分けられる。これを第1組（191.5THz, 191.7 THz, …, 196.1THz）、第2組（191.5125THz, 191.7125 THz, …, 196.1125THz）、…、第16組（191.6875THz, 191.8875 THz, …, 196.2875THz）とする。 The wavelength selection element 61 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into 384 optical channels with an optical frequency interval of 12.5 GHz, and selects 24 optical channels with 12.5 GHz × 16 = 200 GHz intervals as one set. After being combined by the wavelength combiner 613 or 614, it is output, and the remaining optical channels are blocked. As a result, the total 384 channels in the monitor range are divided into 16 sets. This is the first set (191.5THz, 191.7 THz,…, 196.1THz), the second set (191.5125THz, 191.7125 THz,…, 196.1125THz),…, the 16th set (191.6875THz, 191.8875 THz,…, 196.2875THz ).

アレイ導波路格子621は、2つの入力ポートのうち一方の入力ポート6211に入力されたとき、各出力ポートにおける透過中心光周波数が第5組（191.55THz, 191.75 THz, …, 196.15THz）と一致するように設定し、他方の入力ポート6212に入力されたとき、第13組（191.65THz, 191.85 THz, …, 196.25THz）と一致するように設定する。そして、第1〜8組を選択したときは入力ポート6211を用い、第9〜16組を選択したときは、1×2光スイッチアレイ612を切り替えて、入力ポート6212を用いる。このようにすることによって、光チャネルの光周波数が、アレイ導波路格子721の透過中心波長から離れたときの光検出器への入力パワーの低下を緩和することができる。 When the arrayed waveguide grating 621 is input to one of the two input ports 6211, the transmission center optical frequency at each output port matches the fifth set (191.55THz, 191.75 THz,…, 196.15THz) And set to match the 13th set (191.65 THz, 191.85 THz, ..., 196.25 THz) when input to the other input port 6212. When the first to eighth sets are selected, the input port 6211 is used. When the ninth to sixteenth sets are selected, the 1 × 2 optical switch array 612 is switched and the input port 6212 is used. By doing so, it is possible to mitigate a decrease in input power to the photodetector when the optical frequency of the optical channel is away from the transmission center wavelength of the arrayed waveguide grating 721.

図7は、本発明の第5の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 7 is a configuration example of an optical channel monitor according to the fifth embodiment of the present invention.

図7に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×K個の光チャネルに分波し、M個ごとにK個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子71と、選択されたK個の光チャネルを異なるK本のポートへ分光する波長分光素子72と、分光された光チャネルのパワーを測定するK個の光検出器73とで構成される。ここで、M, Kは整数であり、M×Kがモニタチャネル数となる。波長分光素子72には、波長選択素子71において選択される光周波数間隔に等しい分光間隔をもつアレイ導波路回折格子721を用いる。 The optical channel monitor shown in FIG. 7 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × K optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs K optical channels for each M. Consists of a selection element 71, a wavelength spectroscopic element 72 that splits the selected K optical channels into different K ports, and K photodetectors 73 that measure the power of the split optical channels. . Here, M and K are integers, and M × K is the number of monitor channels. As the wavelength spectroscopic element 72, an arrayed waveguide diffraction grating 721 having a spectral interval equal to the optical frequency interval selected by the wavelength selecting element 71 is used.

本発明の第5の実施形態において、波長選択素子71は、2つの入力ポート7111, 7112を備えた周回性アレイ導波路格子711と、M／2個の素子からなる反射型ゲート光スイッチアレイ712と、光サーキュレータ713とで構成される。さらに、周回性アレイ導波路回折格子711と光サーキュレータ713との間に、周回性アレイ導波路回折格子711の入力ポート7111, 7112を選択するための1×2光スイッチ714を備える。図7に示す構成は、図5に示す構成に比べて、ゲート光スイッチアレイの素子数を少なくできる、という利点がある。 In the fifth embodiment of the present invention, the wavelength selection element 71 includes a circular array waveguide grating 711 having two input ports 7111 and 7112, and a reflective gate optical switch array 712 composed of M / 2 elements. And an optical circulator 713. Further, a 1 × 2 optical switch 714 for selecting the input ports 7111 and 7112 of the circular array waveguide diffraction grating 711 is provided between the circular array waveguide diffraction grating 711 and the optical circulator 713. The configuration shown in FIG. 7 has an advantage that the number of elements of the gate optical switch array can be reduced as compared with the configuration shown in FIG.

以下、本発明の第5の実施形態を、光チャネルのモニタ光周波数間隔12.5GHz、モニタチャネル数384、モニタ光周波数範囲191.5THz〜196.2875THz、M=16、K=24の場合を例として説明する。 Hereinafter, the fifth embodiment of the present invention will be described by taking an example of the case where the optical channel monitor optical frequency interval is 12.5 GHz, the number of monitor channels is 384, the monitor optical frequency range is 191.5 THz to 196.2875 THz, M = 16, and K = 24. To do.

周回性アレイ導波路回折格子711は、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネルに分波し、FSR=200GHzを1周期として、すなわち、光チャネルを16個ごとに24個選択して1組として出力する。これによって、モニタ範囲の全384チャネルは16組に分けられる。これを第1組（191.5THz, 191.7 THz, …, 196.1THz）、第2組（191.5125THz, 191.7125 THz, …, 196.1125THz）、…、第16組（191.6875THz, 191.8875 THz, …, 196.2875THz）とする。 The circular array waveguide diffraction grating 711 demultiplexes the wavelength-division-multiplexed input optical signal into an optical channel with an optical frequency interval of 12.5 GHz, with one cycle of FSR = 200 GHz, that is, 24 optical channels every 16 channels. Select one and output as one set. As a result, the total 384 channels in the monitor range are divided into 16 sets. This is the first set (191.5THz, 191.7 THz,…, 196.1THz), the second set (191.5125THz, 191.7125 THz,…, 196.1125THz),…, the 16th set (191.6875THz, 191.8875 THz,…, 196.2875THz ).

周回性アレイ導波路格子711は、2つの入力ポートのうち一方の入力ポート7111に入力されたとき、8個のゲート光スイッチアレイ712のうち第1番目の素子に第1組（191.5THz, 191.7 THz, …, 196.1THz）、第2番目の素子に第2組（191.5125THz, 191.7125 THz, …, 196.1125THz）、…、第8番目の素子に第8組（191.5125THz, 191.7125 THz, …, 196.1125THz）が出力されるように設定する。また、他方の入力ポート7112に入力されたとき、8個のゲート光スイッチアレイ712のうち第1番目の素子に第9組（191.6THz, 191.8THz, …, 196.2THz）、第2番目の素子に第10組（191.6125THz, 191.8125 THz, …, 196.2125THz）、…、第8番目の素子に第16組（191.6875THz, 191.8875 THz, …, 196.2875THz）が出力されるように設定する。そして、第1〜8組を選択するときは入力ポート7111を用い、第9〜16組を選択するときは、光スイッチ714を切り替えて、入力ポート7112を用いる。このようにすることによって、全384チャネルの光パワーをモニタすることができる。 When the circular array waveguide grating 711 is input to one of the two input ports 7111, the first set (191.5THz, 191.7) of the first element in the eight gate optical switch arrays 712 is provided. THz,…, 196.1 THz), the second set for the second element (191.5125 THz, 191.7125 THz,…, 196.1125 THz),…, the eighth set for the eighth element (191.5125 THz, 191.7125 THz,…, 196.1125THz) is output. In addition, when input to the other input port 7112, the ninth set (191.6THz, 191.8THz, ..., 196.2THz) and the second element in the first element of the eight gate optical switch arrays 712 10th set (191.6125 THz, 191.8125 THz,..., 196.2125 THz),..., And the 16th set (191.6875 THz, 191.8875 THz,..., 196.2875 THz) are set to the eighth element. When selecting the first to eighth sets, the input port 7111 is used, and when selecting the ninth to sixteenth sets, the optical switch 714 is switched and the input port 7112 is used. By doing so, the optical power of all 384 channels can be monitored.

なお、光スイッチ714を備える代わりに、アレイ導波路格子711の透過中心光周波数を、温度などによってチューニングすることによっても同様の構成をとることが可能である。図8は、本発明の第6の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 Instead of providing the optical switch 714, the same configuration can be obtained by tuning the transmission center optical frequency of the arrayed waveguide grating 711 according to temperature or the like. FIG. 8 is a configuration example of an optical channel monitor according to the sixth embodiment of the present invention.

図8に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×K個の光チャネルに分波し、、M個ごとにK個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子81と、選択されたK個の光チャネルを異なるK本のポートへ分光する波長分光素子82と、分光された光チャネルのパワーを測定するK個の光検出器83とで構成される。ここで、M, Kは整数であり、M×Kがモニタチャネル数となる。 The optical channel monitor shown in FIG. 8 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × K optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs K optical channels for each M. It consists of a wavelength selection element 81, a wavelength spectroscopic element 82 that separates the selected K optical channels into different K ports, and a K photodetector 83 that measures the power of the split optical channels. The Here, M and K are integers, and M × K is the number of monitor channels.

波長選択素子81は、2つの入力ポート8111, 8112を備えた周回性アレイ導波路格子811と、M／2個の素子からなる反射型ゲート光スイッチアレイ812と、光サーキュレータ813とで構成される。さらに、周回性アレイ導波路回折格子811と光サーキュレータ813との間に、周回性アレイ導波路回折格子の入力ポート8111, 8112を選択するための1×2光スイッチ814を備える。 The wavelength selection element 81 includes a circular array waveguide grating 811 having two input ports 8111 and 8112, a reflective gate optical switch array 812 composed of M / 2 elements, and an optical circulator 813. . Further, a 1 × 2 optical switch 814 for selecting the input ports 8111 and 8112 of the circular array waveguide diffraction grating is provided between the circular array waveguide diffraction grating 811 and the optical circulator 813.

本発明の第6の実施形態において、波長分光素子82には、波長選択素子81において選択される光周波数間隔に等しい分光間隔をもち、2つの入力ポート8211, 8212を備えたアレイ導波路回折格子821を用いる。さらに、波長選択素子81とアレイ導波路回折格子821との間に、アレイ導波路回折格子821の入力ポート8211, 8212を選択するための1×2光スイッチ824を備える。 In the sixth embodiment of the present invention, the wavelength spectroscopic element 82 includes an arrayed waveguide grating having a spectral interval equal to the optical frequency interval selected by the wavelength selecting element 81 and having two input ports 8211 and 8212. Use 821. Further, a 1 × 2 optical switch 824 for selecting the input ports 8211 and 8212 of the arrayed waveguide diffraction grating 821 is provided between the wavelength selection element 81 and the arrayed waveguide diffraction grating 821.

以下、本発明の第6の実施形態を、光チャネルのモニタ光周波数間隔12.5GHz、モニタチャネル数384、モニタ光周波数範囲191.5THz〜196.2875THz、M=16、K=24の場合を例として説明する。 Hereinafter, the sixth embodiment of the present invention will be described by taking as an example the case where the monitor optical frequency interval of the optical channel is 12.5 GHz, the number of monitor channels is 384, the monitor optical frequency range is 191.5 THz to 196.2875 THz, M = 16, and K = 24. To do.

波長選択素子81は、図7に示す構成と同様に、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネルに分波し、FSR=200GHzを1周期として、すなわち、光チャネルを16個ごとに24個選択して1組として選択する。これによって、モニタ範囲の全384チャネルは16組に分けられる。これを第1組（191.5THz, 191.7 THz, …, 196.1THz）、第2組（191.5125THz, 191.7125 THz, …, 196.1125THz）、…、第16組（191.6875THz, 191.8875 THz, …, 196.2875THz）とする。 Similarly to the configuration shown in FIG. 7, the wavelength selection element 81 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into an optical channel with an optical frequency interval of 12.5 GHz, and sets FSR = 200 GHz as one cycle, that is, the optical channel Select 24 for every 16 and select as one set. As a result, the total 384 channels in the monitor range are divided into 16 sets. This is the first set (191.5THz, 191.7 THz,…, 196.1THz), the second set (191.5125THz, 191.7125 THz,…, 196.1125THz),…, the 16th set (191.6875THz, 191.8875 THz,…, 196.2875THz ).

アレイ導波路格子821は、2つの入力ポートのうち一方の入力ポート8111に入力されたとき、各出力ポートにおける透過中心光周波数が第5組（191.55THz, 191.75 THz, …, 196.15THz）と一致するように設定し、他方の入力ポート8112に入力されたとき、第13組（191.65THz, 191.85 THz, …, 196.25THz）と一致するように設定する。そして、第1〜8組を選択したときは入力ポート8111を用い、第9〜16組を選択したときは、光スイッチ822を切り替えて、入力ポート8112を用いる。このようにすることによって、光チャネルの光周波数が、アレイ導波路格子821の透過中心波長から離れたときの光検出器への入力パワーの低下を緩和することができる。 When the arrayed waveguide grating 821 is input to one input port 8111 of the two input ports, the transmission center optical frequency at each output port matches the fifth set (191.55 THz, 191.75 THz,…, 196.15 THz) And set to match the 13th set (191.65 THz, 191.85 THz, ..., 196.25 THz) when input to the other input port 8112. When the first to eighth sets are selected, the input port 8111 is used. When the ninth to sixteenth sets are selected, the optical switch 822 is switched and the input port 8112 is used. By doing so, it is possible to mitigate a decrease in input power to the photodetector when the optical frequency of the optical channel is away from the transmission center wavelength of the arrayed waveguide grating 821.

なお、光スイッチ824を備える代わりに、アレイ導波路格子821の透過中心光周波数を、温度などによってチューニングすることによっても同様の構成をとることが可能である。 Instead of providing the optical switch 824, the same configuration can be obtained by tuning the transmission center optical frequency of the arrayed waveguide grating 821 according to temperature or the like.

図9は、本発明の第7の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 9 is a configuration example of an optical channel monitor according to the seventh embodiment of the present invention.

図9に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×N個の光チャネルに分波し、M個ごとにN個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子91と、選択されたN個の光チャネルを異なるN本のポートへ分光する波長分光素子92と、分光された光チャネルのパワーを測定するN個の光検出器93とで構成される。波長選択素子91は、波長分波器911と、M×N個の素子からなるゲート光スイッチアレイ912と、波長合波器913とで構成される。ここで、M, Nは整数であり、M×Nがモニタチャネル数となる。 The optical channel monitor shown in FIG. 9 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × N optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs N optical channels for each M. Consists of a selection element 91, a wavelength spectroscopic element 92 that splits the selected N optical channels to different N ports, and an N photodetector 93 that measures the power of the split optical channels . The wavelength selection element 91 includes a wavelength demultiplexer 911, a gate optical switch array 912 composed of M × N elements, and a wavelength multiplexer 913. Here, M and N are integers, and M × N is the number of monitor channels.

本発明の第7の実施形態において、波長分光素子92には、周回性アレイ導波路回折格子921を用いる。周回性アレイ導波路回折格子921の分光間隔は、波長分波器911および波長合波器913の分光間隔と同じとする。また、周回性アレイ導波路格子921のFSRは、分光間隔のN倍であり、かつ、MとNが互いに素な整数となるようにする。 In the seventh embodiment of the present invention, a circular array waveguide diffraction grating 921 is used for the wavelength spectroscopic element 92. The spectral interval of the circular array waveguide diffraction grating 921 is the same as the spectral interval of the wavelength demultiplexer 911 and the wavelength multiplexer 913. Further, the FSR of the circulating arrayed waveguide grating 921 is N times the spectral interval, and M and N are set to prime integers.

以下、本発明の第7の実施形態を、光チャネルのモニタ光周波数間隔12.5GHz、モニタチャネル数408、モニタ光周波数範囲191.2THz〜196.2875THz、M=17、N=24の場合を例として説明する。 Hereinafter, the seventh embodiment of the present invention will be described by taking an example of the case where the monitor optical frequency interval of the optical channel is 12.5 GHz, the number of monitor channels is 408, the monitor optical frequency range is 191.2 THz to 196.2875 THz, M = 17, and N = 24. To do.

波長選択素子91は、図3に示す構成と同様に、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネル408個に分波し、そのうち12.5GHz×17=212.5GHz間隔の24個の光チャネルを1組として選択して通過させ、残りの光チャネルを遮断する。これによって、モニタ範囲の全408チャネルは17組に分けられる。これを第1組（191.2THz, 191.4125 THz, …, 196.0875THz）、第2組（191.2125THz, 191.425 THz, …, 196.1THz）、…、第17組（191.4THz, 191.4125 THz, …, 196.2875THz）とする。 Similarly to the configuration shown in FIG. 3, the wavelength selection element 91 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into 408 optical channels with an optical frequency interval of 12.5 GHz, of which 12.5 GHz × 17 = 24 with an interval of 212.5 GHz. One optical channel is selected as a set and allowed to pass, and the remaining optical channels are blocked. As a result, all 408 channels in the monitor range are divided into 17 groups. This is the first set (191.2THz, 191.4125 THz,…, 196.0875THz), the second set (191.2125THz, 191.425 THz,…, 196.1THz),… the 17th set (191.4THz, 191.4125 THz,…, 196.2875THz ).

周回性アレイ導波路回折格子921は、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネルに分波し、FSR=300GHzを1周期として、すなわち、光チャネルを24個おきに同じ出力ポートに出力する。ここで、波長選択素子91の選択間隔は12.5GHz×17=212.5GHz、周回性アレイ導波路回折格子のFSRは12.5GHz×24=300GHzであり、M=17とN=24は互いに素な整数であるため、周回性アレイ導波路回折格子921に入力された1つの組の光チャネルは、異なる出力ポートに出力される。 The circular array waveguide diffraction grating 921 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into an optical channel with an optical frequency interval of 12.5 GHz, and sets FSR = 300 GHz as one period, that is, every 24 optical channels are the same. Output to output port. Here, the selection interval of the wavelength selection element 91 is 12.5 GHz × 17 = 212.5 GHz, the FSR of the circular array waveguide diffraction grating is 12.5 GHz × 24 = 300 GHz, and M = 17 and N = 24 are prime integers. Therefore, one set of optical channels input to the circular array waveguide diffraction grating 921 is output to different output ports.

したがって、第1組の光チャネルが入力されたとき、第1組の第1番目の光チャネル（191.2THz）が第1番目の出力ポートに出力される場合、第1組の第2番目の光チャネル（191.4125THz）は第18番目の出力ポートに（これは1+17=18であることによる）、第1組の第3番目の光チャネル（191.625THz）は第11番目の出力ポートに（これは1+17×2=35の24の剰余が11であることによる）、…、第1組の第24番目の光チャネル（196.0875THz）は第8番目の出力ポートに（これは1+17×23=392の24の剰余が8であることによる）出力される。このようにして、24個の光検出器93で各チャネルの光パワーを測定することができる。他の組の光チャネルを選択した場合も、各光チャネルが異なる出力ポートから出力されるので、同様の測定を17回行うと、全408チャネルの光パワーをモニタすることができる。 Therefore, when the first set of optical channels is input and the first set of first optical channels (191.2 THz) is output to the first output port, the first set of second optical channels Channel (191.4125THz) to the 18th output port (because this is 1 + 17 = 18), the first set of 3rd optical channel (191.625THz) to the 11th output port ( This is because the 24 remainder of 1 + 17 × 2 = 35 is 11.) ... The first set of the 24th optical channel (196.0875 THz) is connected to the 8th output port (this is 1+ Output because the remainder of 24 of 17x23 = 392 is 8. In this way, the optical power of each channel can be measured by the 24 photodetectors 93. Even when another set of optical channels is selected, each optical channel is output from a different output port. Therefore, if the same measurement is performed 17 times, the optical power of all 408 channels can be monitored.

図10は、本発明の第8の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 10 is a configuration example of an optical channel monitor according to the eighth embodiment of the present invention.

図10に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×N個の光チャネルに分波し、M個ごとにN個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子101と、選択されたN個の光チャネルを分光する波長分光素子102と、分光された光チャネルのパワーを測定する光検出器103とで構成される。ここで、M, Nは整数であり、M×Nがモニタチャネル数となる。 The optical channel monitor shown in FIG. 10 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × N optical channels at monitor optical frequency intervals, and selects and outputs N optical channels for each M. A selection element 101, a wavelength spectroscopic element 102 that splits the selected N optical channels, and a photodetector 103 that measures the power of the split optical channels. Here, M and N are integers, and M × N is the number of monitor channels.

本発明の第8の実施形態において、波長選択素子101は、波長分波器1011と、M×N個の素子からなる1×2光スイッチアレイ1012と、波長合波器1013, 1014とで構成される。 In the eighth embodiment of the present invention, the wavelength selection element 101 includes a wavelength demultiplexer 1011, a 1 × 2 optical switch array 1012 composed of M × N elements, and wavelength multiplexers 1013 and 1014. Is done.

波長分光素子102には、2つの入力ポート10211, 10212を備えた周回性アレイ導波路回折格子1021を用いる。周回性アレイ導波路回折格子1021の分光間隔は、波長分波器1011および波長合波器1012の分光間隔と同じとする。また、周回性アレイ導波路格子1021のFSRは、分光間隔のN倍であり、かつ、MとNが互いに素な整数となるようにする。 As the wavelength spectroscopic element 102, a circular array waveguide diffraction grating 1021 having two input ports 10211 and 10212 is used. The spectral interval of the circular array waveguide diffraction grating 1021 is the same as the spectral interval of the wavelength demultiplexer 1011 and the wavelength multiplexer 1012. Further, the FSR of the circulating arrayed waveguide grating 1021 is N times the spectral interval, and M and N are mutually prime integers.

本発明の第8の実施形態において、周回性アレイ導波路回折格子1021の出力ポート数はN／2本とし、光検出器103の個数はN／2個とする。図10に示す構成は、図9に示す構成に比べて、光検出器103の個数を削減できるという利点がある。 In the eighth embodiment of the present invention, the number of output ports of the circular array waveguide diffraction grating 1021 is N / 2, and the number of photodetectors 103 is N / 2. The configuration shown in FIG. 10 has an advantage that the number of photodetectors 103 can be reduced compared to the configuration shown in FIG.

以下、本発明の第8の実施形態を、光チャネルのモニタ光周波数間隔12.5GHz、モニタチャネル数408、モニタ光周波数範囲191.2THz〜196.2875THz、M=17、N=24の場合を例として説明する。 In the following, the eighth embodiment of the present invention is described by taking the case where the monitor optical frequency interval of the optical channel is 12.5 GHz, the number of monitor channels is 408, the monitor optical frequency range is 191.2 THz to 196.2875 THz, M = 17, N = 24 as an example. To do.

波長選択素101は、図6に示す構成と同様に、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネル408個に分波し、そのうち12.5GHz×17=212.5GHz等間隔の24個を1組として選択し、波長合波器1013あるいは1014いずれかでいったん合波した後に出力する。これによって、モニタ範囲の全408チャネルは17組に分けられる。これを第1組（191.2THz, 191.4125 THz, …, 196.0875THz）、第2組（191.2125THz, 191.425 THz, …, 196.1THz）、…、第17組（191.4THz, 191.4125 THz, …, 196.2875THz）とする。 Similar to the configuration shown in FIG. 6, the wavelength selective element 101 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into 408 optical channels with an optical frequency interval of 12.5 GHz, of which 12.5 GHz × 17 = 212.5 GHz are equally spaced. 24 are selected as one set, and after being combined by either of the wavelength multiplexers 1013 or 1014, they are output. As a result, all 408 channels in the monitor range are divided into 17 groups. This is the first set (191.2THz, 191.4125 THz,…, 196.0875THz), the second set (191.2125THz, 191.425 THz,…, 196.1THz),… the 17th set (191.4THz, 191.4125 THz,…, 196.2875THz ).

周回性アレイ導波路回折格子1021は、波長多重された入力光信号を、光周波数間隔12.5GHzの光チャネルに分波し、FSR=300GHzを1周期として、すなわち、光チャネルを24個おきに同じ出力ポートに出力する。さらに、周回性アレイ導波路格子1021は、2つの入力ポートのうち一方の入力ポート10211に入力されたとき、12本の出力ポートのうち第1番目から順に、191.2THz, 191.2125 THz, …, 191.3375THzが出力されるように設定する。また、他方の入力ポート10212を12.5GHz×12=150GHzシフトした位置に配置して、入力ポート10212に入力されたとき、12本の出力ポートに第1番目から順に、191.35THz, 191.3625 THz, …, 191.4875THzが出力されるように設定する。このとき、1×2光スイッチアレイ1012を切り替えることで、すべての光チャネルを周回性アレイ導波路格子1021の12本の出力ポートに出力することができ、12個の光検出器103で光パワーをモニタすることができる。 The circular array waveguide diffraction grating 1021 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into an optical channel with an optical frequency interval of 12.5 GHz, with one cycle of FSR = 300 GHz, that is, every 24 optical channels. Output to output port. Further, when the circular arrayed waveguide grating 1021 is inputted to one input port 10211 of the two input ports, 191.2 THz, 191.2125 THz, ..., 191.3375 in order from the first of the 12 output ports. Set to output THz. In addition, when the other input port 10212 is arranged at a position shifted by 12.5 GHz × 12 = 150 GHz and is input to the input port 10212, the 12 output ports are in order from the first to 191.35 THz, 191.3625 THz,. , 191.4875THz is output. At this time, by switching the 1 × 2 optical switch array 1012, all the optical channels can be output to the 12 output ports of the circular array waveguide grating 1021, and the optical power is output by the 12 photodetectors 103. Can be monitored.

図11は、本発明の第9の実施形態による光チャネルモニタの構成例である。 FIG. 11 is a configuration example of an optical channel monitor according to the ninth embodiment of the present invention.

図11に示す光チャネルモニタは、波長多重された入力光信号をモニタ光周波数間隔でM×N個の光チャネルに分波し、M個ごとにN個の光チャネルを選択して出力する波長選択素子111と、選択されたN個の光チャネルを分光する波長分光素子112と、分光された光チャネルのパワーを測定する光検出器113とで構成される。ここで、M, Nは整数であり、M×Nがモニタチャネル数となる。 The optical channel monitor shown in FIG. 11 demultiplexes the wavelength-multiplexed input optical signal into M × N optical channels at the monitor optical frequency interval, and selects and outputs N optical channels for each M channels. A selection element 111, a wavelength spectroscopic element 112 that splits the selected N optical channels, and a photodetector 113 that measures the power of the split optical channels. Here, M and N are integers, and M × N is the number of monitor channels.

本発明の第9の実施形態において、波長選択素子111は、2つの入力ポート11111, 11112を備えた周回性アレイ導波路格子1111と、M／2個の反射型ゲート光スイッチからなる反射型ゲート光スイッチアレイ1112と、光サーキュレータ1113とで構成される。さらに、周回性アレイ導波路回折格子1111と光サーキュレータ1113との間に、周回性アレイ導波路回折格子1111の入力ポート11111, 11112を選択するための1×2光スイッチ1114を備える。 In the ninth embodiment of the present invention, the wavelength selecting element 111 includes a reflection type gate composed of a circular array waveguide grating 1111 having two input ports 11111 and 11112, and M / 2 reflection type gate optical switches. An optical switch array 1112 and an optical circulator 1113 are included. Further, a 1 × 2 optical switch 1114 for selecting the input ports 11111 and 11112 of the circular array waveguide diffraction grating 1111 is provided between the circular array waveguide diffraction grating 1111 and the optical circulator 1113.

波長分光素子112には、2つの入力ポート11211, 11212を備えた周回性アレイ導波路回折格子1121を用いる。周回性アレイ導波路回折格子1121の分光間隔は、周回性アレイ導波路回折格子1111の分光間隔と同じとする。また、周回性アレイ導波路格子1121のFSRは、分光間隔のN倍であり、かつ、MとNが互いに素な整数となるようにする。 As the wavelength spectroscopic element 112, a circular array waveguide diffraction grating 1121 having two input ports 11211 and 11212 is used. The spectral interval of the circular array waveguide diffraction grating 1121 is the same as the spectral interval of the circular array waveguide diffraction grating 1111. Further, the FSR of the circulating arrayed waveguide grating 1121 is N times the spectral interval, and M and N are set to prime integers.

周回性アレイ導波路回折格子1121の出力ポート数はN／2本とし、光検出器113の個数はN／2個とする。図11に示す構成は、図10に示す構成と同様、光検出器113の個数を削減できるという利点がある。 The number of output ports of the circular array waveguide diffraction grating 1121 is N / 2, and the number of photodetectors 113 is N / 2. The configuration shown in FIG. 11 has the advantage that the number of photodetectors 113 can be reduced, like the configuration shown in FIG.

本発明の第9の実施形態においては、周回性アレイ導波路回折格子1121の前段に、入力ポート11211, 11212を選択するための1×2光スイッチ1122を備える。 In the ninth embodiment of the present invention, a 1 × 2 optical switch 1122 for selecting the input ports 11211 and 11212 is provided in the previous stage of the circular array waveguide diffraction grating 1121.

図11に示す構成では、1×2光スイッチアレイ1112を切り替えることで、図10に示す構成と同様に、周回性アレイ導波路回折格子1121の2つの入力ポート11211, 11212を光チャネルの光周波数に応じて切り替えることができる。 In the configuration shown in FIG. 11, by switching the 1 × 2 optical switch array 1112, the two input ports 11211 and 11212 of the circular array waveguide diffraction grating 1121 are switched to the optical frequency of the optical channel by switching the 1 × 2 optical switch array 1112. Can be switched according to

なお、光スイッチ1114を備える代わりに、アレイ導波路格子1111の透過中心光周波数を、温度などによってチューニングすることによっても同様の構成をとることが可能である。また、光スイッチ1122を備える代わりに、アレイ導波路格子1121の透過中心光周波数を、温度などによってチューニングすることによっても同様の構成をとることが可能である。 Instead of providing the optical switch 1114, it is possible to adopt the same configuration by tuning the transmission center optical frequency of the arrayed waveguide grating 1111 according to temperature or the like. Further, instead of providing the optical switch 1122, the same configuration can be obtained by tuning the transmission center optical frequency of the arrayed waveguide grating 1121 according to temperature or the like.

11、32、42、52、62、72、82、92、102、112 波長分光素子
12、33、43、53、63、73、83、93、103、113 光検出器アレイ
21 可変波長フィルタ
22 光検出器
31、41、51、61、71、81、91、101、111 波長選択素子
311、611、911、1011 波長分波器
312、512、912 ゲート光スイッチアレイ
313、613、614、913、1013、1014 波長合波器
321、421、521、621、821 アレイ導波路回折格子
411 波長合分波器
412、812、1112 反射型ゲート光スイッチアレイ
413、713、813、1113 光サーキュレータ
511、513、711、721、811、912、1021、1111、1121 周回性アレイ導波路格子
612 1×2光スイッチアレイ
6211、6212、7111、7112、8111、8112、8211、8212、10211、10212、11111、11112、11211、11212 入力ポート
714、814、824、1012、1114、1124 1×2光スイッチ 11, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 102, 112 Wavelength spectrometer
12, 33, 43, 53, 63, 73, 83, 93, 103, 113 Photodetector array
21 Tunable wavelength filter
22 photodetector
31, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 111 Wavelength selection element
311, 611, 911, 1011 wavelength demultiplexer
312, 512, 912 Gate optical switch array
313, 613, 614, 913, 1013, 1014 Wavelength multiplexer
321, 421, 521, 621, 821 Arrayed waveguide grating
411 wavelength multiplexer / demultiplexer
412, 812, 1112 Reflective gate optical switch array
413, 713, 813, 1113 Optical circulator
511, 513, 711, 721, 811, 912, 1021, 1111, 1121 Circular array waveguide grating
612 1 × 2 optical switch array
6211, 6212, 7111, 7112, 8111, 8112, 8211, 8212, 10211, 10212, 11111, 11112, 11211, 11212 Input port
714, 814, 824, 1012, 1114, 1124 1 × 2 optical switch

Claims

Wavelength-multiplexed M × K channel input optical signals are input , and one set of K optical channels is selected from the M sets of K optical channels, and the optical signals of the selected K optical channels are selected. A wavelength selection element for combining and outputting;
A wavelength spectroscopic element for splitting the optical signals of the selected K optical channels into different K ports;
And a K-number of the light detector for measuring the power of the spectrally separated optical channels,
An optical channel monitor characterized in that M and K are integers greater than 2.

The optical channel monitor according to claim 1.
Wherein the wavelength selection element, a wavelength demultiplexer for demultiplexing the optical signal of the M × K pieces of optical channels, Ri Do from M × K number of gate optical switches connected to said wavelength demultiplexer, each the M K optical signals of the individual optical channels are input, among the M sets of K optical channels, and a set of K gate light switch array you select optical channels, is connected to the gate optical switch array A wavelength combiner,
An optical channel monitor, wherein the wavelength spectroscopic element comprises an arrayed waveguide diffraction grating.

The optical channel monitor according to claim 1.
The wavelength selecting element is connected to the optical circulator, the optical circulator, a wavelength multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes optical signals of M × K optical channels, and an M connected to the wavelength multiplexer / demultiplexer. × Ri Do of K reflective gate optical switches, optical signals of the K light channel is input to each M number, among the M sets of K optical channels, selects a set of K optical channels composed of a reflection-type gate light switch array you,
An optical channel monitor, wherein the wavelength spectroscopic element comprises an arrayed waveguide diffraction grating.

The optical channel monitor according to claim 1.
The wavelength selective element includes a first circular array waveguide diffraction grating that demultiplexes optical signals of K optical channels for every M, and an M connected to the first circular array waveguide diffraction grating. Ri Do the number of gate optical switches, wherein one of M sets of K optical channels, one set gate optical switch array you select the K optical channel, the second connected to the gate optical switch array And a circular array waveguide diffraction grating of
An optical channel monitor, wherein the wavelength spectroscopic element comprises an arrayed waveguide diffraction grating.

The optical channel monitor according to claim 1.
The wavelength selection element includes a wavelength demultiplexer for demultiplexing optical signals of M × K optical channels , and M × K number of first and second output terminals connected to the wavelength demultiplexer. Do the 1 × 2 optical switch Ri, optical signals of the K light channel is input to each M number, among the M sets of K optical channels, the 1 to M / 2 sets of K optical channels output to the first output terminal, (M / 2) + 1~M sets of the K and 1 × 2 optical switch array you output optical channel to the second output terminal, of the 1 × 2 optical switch the first and the first wavelength combiner connected to the output terminal, the 1 × 2 second wavelength combiner Toka Rannahli connected to the second output terminal of the optical switch,
The optical channel monitor, wherein the wavelength spectroscopic element comprises an arrayed waveguide diffraction grating having two input ports connected to the first and second wavelength multiplexers, respectively .

The optical channel monitor according to claim 1.
The wavelength selection element is connected to the optical circulator and the optical circulator, and outputs 1 to M / 2 sets of K optical channels among the M sets of K optical channels to the first output terminal, (M / 2) +1 to M sets of 1 × 2 optical switches for outputting K optical channels to the second output terminal, and 1 × 2 optical switches connected to the 1 × 2 optical switch, and K light for every M units a ring-type array waveguide diffraction grating for demultiplexing the optical signal of the channel, the ring-type array waveguide grating Ri Do from the connected M / 2 pieces of reflective gate optical switches, the M sets of K among optical channel consists of a reflection-type gate light switch array you select a set of K optical channels,
An optical channel monitor, wherein the wavelength spectroscopic element comprises an arrayed waveguide diffraction grating.

The optical channel monitor according to claim 6.
A second 1 × 2 optical switch is further provided between the optical circulator and the wavelength spectroscopic element ,
The optical channel monitor , wherein the arrayed waveguide diffraction grating of the wavelength spectroscopic element has two input ports connected to an output of the second 1 × 2 optical switch .

Wavelength-multiplexed M × N channel input optical signals are input, and one set of N optical channels is selected from M sets of N optical channels, and optical signals of the selected N optical channels are selected. A wavelength selection element for combining and outputting;
A wavelength spectroscopic element for splitting the optical signals of the selected N optical channels into different N ports;
Comprising N photodetectors for measuring the power of the split light channel ,
Wherein the wavelength selection element, a wavelength demultiplexer for demultiplexing the optical signals of the M × N optical channels, Ri Do from the M × N gate optical switches connected to said wavelength demultiplexer, each the M N optical signals of the individual optical channels is input, among the M sets of N optical channels, and a set of N gate light switch array you select optical channels, is connected to the gate optical switch array A wavelength combiner,
An optical channel monitor, wherein the wavelength spectroscopic element comprises a circular array waveguide diffraction grating, and M and N are prime to each other.

Wavelength-multiplexed M × N channel input optical signals are input , and one set of N optical channels is selected from the M sets of N optical channels, and the optical signals of the selected N optical channels are selected. A wavelength selection element for combining and outputting;
A wavelength spectroscopic element for splitting the optical signals of the selected N optical channels into different N / 2 ports;
Comprising N / 2 photodetectors for measuring the power of the dispersed optical channel;
The wavelength selecting element includes a wavelength demultiplexer for demultiplexing optical signals of M × N optical channels, and M × N units having first and second output terminals connected to the wavelength demultiplexer. Ri Do from 1 × 2 optical switch, the one of the M sets of N optical channels, and a set of N 1 × 2 optical switch array you select an optical channel, wherein the 1 × 2 optical switch first and wavelength multiplexer, the 1 × 2 second wavelength combiner Toka Rannahli connected to the second output terminal of the optical switch connected to the first output terminal,
The wavelength spectroscopic element is connected to the first wavelength multiplexer for inputting 1 to N / 2 optical channels, and for inputting (N / 2) +1 to N optical channels. An optical channel monitor comprising a circular array waveguide diffraction grating having two input ports connected to the second wavelength multiplexer, wherein M and N are mutually prime.

Wavelength-multiplexed M × N channel input optical signals are input , and one set of N optical channels is selected from the M sets of N optical channels, and the optical signals of the selected N optical channels are selected. A wavelength selection element for combining and outputting;
A wavelength spectroscopic element for splitting the optical signals of the selected N optical channels into different N / 2 ports;
Comprising N / 2 photodetectors for measuring the power of the dispersed optical channel;
The wavelength selection element is connected to the optical circulator and the optical circulator, and outputs 1 to M / 2 sets of N optical channels among the M sets of N optical channels to the first output terminal, (M / 2) + and 1 × 2 optical switch the 1~M set of N optical channels to output to a second output terminal, connected to the 1 × 2 optical switch, the N light for each M number a ring-type array waveguide diffraction grating for demultiplexing the optical signal of the channel, Ri Do from the ring-type array waveguide grating connected to the M / 2 pieces of reflective gate optical switches, the M sets of N among optical channel consists of a reflection-type gate light switch array you select a set of N optical channels,
The wavelength spectroscopic element comprises a circular array waveguide diffraction grating, and further includes a second 1 × 2 optical switch between the optical circulator and the wavelength spectroscopic element .
The circular array waveguide diffraction grating of the wavelength spectroscopic element has two input ports connected to the output of the second 1 × 2 optical switch , and M and N are relatively prime. Optical channel monitor.