JPH07154372A - 光通信ネットワークにおける光搬送波抽出，再挿入機器 - Google Patents

光通信ネットワークにおける光搬送波抽出，再挿入機器

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JPH07154372A
JPH07154372A JP6198969A JP19896994A JPH07154372A JP H07154372 A JPH07154372 A JP H07154372A JP 6198969 A JP6198969 A JP 6198969A JP 19896994 A JP19896994 A JP 19896994A JP H07154372 A JPH07154372 A JP H07154372A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 抽出され情報信号により変調された搬送波を
含んだ信号流を受け取り，他の情報信号で変調された
後，その信号流の中に再挿入された同じ搬送波を含んだ
信号流を伝送するために，伝送ライン（１ｅ，１ｕ）に
直列に接続された一番目の光サーキュレーター（Ｃ１）
と，ローカル情報処理をする手段に接続された二番目の
サーキュレーター（Ｃ２）であって，前記手段に抽出さ
れた搬送波を供給し，前記手段より再挿入される搬送波
を受け取る前記二番目のサーキュレーターとを含む機
器。これら二つのサーキュレーターの間に，搬送波の波
長に調節され得る光ファイバーバンドパスフィルター
（ＦＰ）がある。 【効果】 簡単で容易に市販の機器で構築できるうえ
に，高い選択性という長所をもつ。同じ帯域でのより多
くのチャンネルをもつ伝送システムが完成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信ネットワークに関
するものであり，特に，情報信号により変調された搬送
波の光信号流からの抽出，及び異なる情報信号により変
調された同じ波長の別の搬送波の前記信号流の中への再
挿入のための機器に関係する。
【０００２】
【従来の技術】このタイプの機器は，例えば波長分割多
重通信ネットワークにおいて，ある利用者への情報の伝
送ラインからの抽出，及び同じ利用者により作り出され
た情報の伝送ラインへの再挿入のために使用できる。実
際，そのようなネットワークにおいては，情報は通常，
散布され選択される。即ち，各利用者からの情報は他の
全ての利用者に送られ，各利用者は自分に関係する情報
を抽出するために，伝送ラインに存在する一組の波長か
らある波長を選ばなければならない。他の用途として
は，例えば，再構成可能な光ネットワークの伝送ノード
において，通信条件の変化により，ある情報流を別ルー
トで送信することや，ノードから下流の欠陥をバイパス
することが分かっている。このタイプの機器の完成のた
めに，ＴＥ／ＴＭ偏光コンバーターに基づくチューナブ
ル アコースト−オプティカル パスバンド フィルタ
ー(tunable acousto-optical passband filter) の使用
が提案された。これらの例は，論文“ＷＤＭ ネットワ
ークのための完全に透明なファイバー−オプティクリン
グ構造(A fully transparent fiber-optic ring archit
ecture for WDM networks)”，イシッド(M.I.Irshid)，
カベラド(M.Kavehrad)，ジャーナル オブ ライトウエ
イブテクノロジー(Journal of Lightwave Technology)
，１０巻，１号，１９９２年１月，１０１−１０８
頁，及び“偏光に独立な新しいアコースト−オプティカ
ル チューナブル フィルターを用いた波長分割多重方
式のアド／ドロップ マルチプレクサー(Wavelength-di
vision-multiplexing add/drop multiplexer employing
a novel polarisation independent acousto- optica
l tunable filter) ”，エレクトロニクス レターズ(E
lectronics Letters) ，２９巻，１０号，１９９３年５
月１３日，９０５−９０７頁に述べられている。
【０００３】特に，後者の論文で述べられている機器
は，一方が伝送ラインに接続され，他方がローカル処理
機器に接続されている一対の光サーキュレーターと偏光
ビームスプリッター−リコンバイナーと前記二つのサー
キュレーターの間に接続されたＴＥ／ＴＭアコースト−
オプティカルコンバーターとを含む二入力，二出力機器
である。前記コンバーターの二つのポートは，偏光を維
持する光ファイバーの各部分を通り前記サーキュレータ
ーに接続され，この光ファイバーのうちの一つは，それ
を通過するビームの偏光を９０度回転するものの一つで
ある。伝送ライン中の光は普通楕円に偏光されており，
一番目のサーキュレーターからスプリッター−リコンバ
イナーに伝送され，そのスプリッター−リコンバイナー
がその光を直交偏光の二つのビームに分割する。ＴＥ偏
光のビームは反射され，前記コンバーターのポートの一
つに送られ，通過したＴＭ偏光のビームはその偏光を９
０度回転する前記ファイバー部分に入り，同様にＴＥ偏
光のビームは前記コンバーターのもう一方のポートに到
達する。これら二つのビームが，前記コンバーターを反
対方向に通過する。もし前記二つのビームの波長が，前
記フィルターが調節されている波長の内の一つに等しけ
れば，これらのビームはＴＭ偏光を持ち前記フィルター
を通過し，再び前記スプリッター−リコンバイナーに送
られる。偏光を回転するファイバー部分を通過する前記
ビームは，ＴＥ偏光を持ち前記スプリッター−リコンバ
イナーに到達し，二番目のサーキュレーターの方向に逆
に反射され，その他のビームはＴＭ偏光を維持し，二番
目のサーキュレーターの方向に伝送される。再結合され
たビームはそこでローカル処理機器に送られる。その他
のどんな波長に対しても，二つのビームの偏光状態は前
記フィルターによっては変化されず，この二つのビーム
は再び前記スプリッターから一番目のサーキュレーター
に送られ，その再結合されたビームは伝送ラインに再挿
入される。同様に，もしその光の波長が前記フィルター
が調節されている波長の内の一つに等しければ，二番目
のサーキュレーターを通って入射された光は，一番目の
サーキュレーターを通って伝送ラインに伝送される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記機器は，同時にい
くつかの搬送波を抽出及び再挿入できるけれども，いく
つかの制限がある。その主な欠点は，チューナブル ア
コースト−オプティカルコンバーターの選択性が低いこ
とであり，このコンバーターは，少なくとも数ナノメー
ター離れていなければ，波長を唯一分割できないもので
あり，従って利用可能な帯域幅に関してのシステムの容
量を制限するものである。もう一つの欠点は，前記機器
が二つの偏光成分の選択的減衰を導入でき，出力信号の
偏光が入力信号の偏光と違ってくるかもしれないことで
ある。更に，アコースト−オプティカル ポラリゼーシ
ョン コンバーターは，市場で容易に入手できない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一方，本発明によれば，
アコースト−オプティカル コンバーターよりずっと優
れた選択性能をもち，容易に市販品として入手できるコ
ンポーネントのみを使用する機器が提供され，該機器は
非常に近く設定されたチャンネルをもつ波長分割システ
ムでも使用され得る。さらに，該機器の各コンポーネン
トが偏光に依存しないので，該機器は偏光に依存せずに
動作する。
【０００６】本発明による該機器は，前記搬送波もしく
は抽出される搬送波を含んだ光信号流を受け取る伝送ラ
インに接続された入力ポートと，前記搬送波もしくは再
挿入された搬送波を含んだ光信号流を伝送ラインに沿っ
て送る，この伝送ラインに接続された出力ポートとを持
った，少なくとも一番目の３ポート光サーキュレータ
ー，前記搬送波もしくは再挿入される搬送波を作り出す
手段に接続された入力ポートと，前記搬送波もしくは抽
出された搬送波を受け取る手段に接続された出力ポート
とを持った，少なくとも二番目の３ポート光サーキュレ
ーター，及び一番目のサーキュレーターの入出力ポート
と二番目のサーキュレーターの入出力ポートとの間に接
続され，通過帯域に相当する波長を通過させ，その他全
ての波長を反射できる波長微調節可能なフィルターであ
ることを特徴とし，前記搬送波もしくは抽出された搬送
波を，一番目のサーキュレーターから二番目のサーキュ
レーターに伝送し，前記搬送波もしくは再挿入された搬
送波を，二番目のサーキュレーターから一番目のサーキ
ュレーターに伝送し，その他の波長の搬送波を前記サー
キュレーターの入力ポートから出力ポートに通過させ
る，少なくともバンドパス光フィルターを含む。好まし
くは，前記フィルターは共振空洞光ファイバーフィルタ
ーであり，波長調節用に空洞長を調節する手段を備えて
いる。
【０００７】以下の添付された図を参照すると，本発明
がより分かりやすくなるだろう。図１はリング伝送ライ
ン１でつながれた，ある数のノードｎ１，ｎ２．．．ｎ
ｎにより構築された光ファイバー通信ネットワークを示
し，この伝送ラインは簡単のためノードと同数の，各々
が波長λ１，λ２．．．λｎの搬送波を含む波長分割多
重情報流を搬送する。再び，記述を簡単にするため，前
記リングがただ一つのファイバーをもつと仮定する。前
記各ノードは，そのノードに必要な情報を伝送ライン１
より抽出し，そのノードで作られた情報を伝送ライン１
に挿入するための機器ＡＤｉ（ｉ＝１，２．．．ｎ），
及びローカル情報処理の手段，すなわち，波長λｉの搬
送波を伝送ラインに沿って送り出す光送信器Ｔｘｉと全
体のなかでＲｘｉとして示されている一つもしくはそれ
以上の光受信器とを含む。通常のリング通信システムに
おいて，各ノードは，そのノードが作る情報をその情報
がリングを回った後には取り消さねばならないので，本
発明の主要部である機器ＡＤｉは，Ｔｘｉで作られた搬
送波λｉを伝送ラインに挿入でき，搬送波λｉを含み，
この伝送ラインで利用できる搬送波の内のいくつかを受
信器Ｒｘｉに供給しなければならない。参照記号２−
１，３−１．．．２−ｎ，３−ｎは，機器ＡＤと送信器
Ｔｘ及び受信器Ｒｘとを接続する光ファイバー部分を示
す。
【０００８】図２は，同一の搬送波が伝送ラインに挿入
され，抽出されなければならない最も簡単な場合の機器
ＡＤｉの内の一つの構造を示す。該機器は，マイクロ−
オプティクスにおいて用いられる入力サーキュレーター
Ｃ１，出力サーキュレーターＣ２，及び望みの波長に調
節されているバンドパスフィルターＦＰとを含む。サー
キュレーターＣ１，Ｃ２は，３ポート素子である。Ｃ１
の片方向ポートＰ１，Ｐ２は，各々，伝送ライン１の入
力分岐１ｅ，及び出力分岐１ｕに接続され機器ＡＤの入
力と出力になっている。双方向ポートＰ３は，サーキュ
レーターＣ１からフィルターＦＰへ，またはその逆に信
号を伝送するファイバー部分４に接続される。同様に，
Ｃ２のポートＰ１’，Ｐ２’（片方向），及びＰ３’
（両方向）は，ファイバー部分２，３，及びサーキュレ
ーターＣ２からフィルターＦＰへ，またはその逆に信号
を伝送するもっと先のファイバー部分５に接続される。
【０００９】前記バンドパスフィルターＦＰは，高い波
長選択性と低い損失性をもったフィルターで，通過帯域
に相当する波長は通過し，その他全ての波長は反射する
ことができる。例えば，前記フィルターとしてファブリ
−ペロー共振器(Fabre-Perotcavity resonator)が使
え，これはファイバー４，５の内の一つの端がミラー
で，もう一方のファイバーにつながる要素の表面にもう
一つのミラーをもち，前記要素は，前記共振器の大きさ
と同じくらいの大きさと，ファイバーコアーと事実上同
じ屈折率を持つ。前記要素を備えた電圧制御圧電器は，
その要素をシフトし，共振器長を変え，従って前記フィ
ルターを調節する。チューナブルファブリ−ペローフィ
ルターの構造は，例えばＥＣＯＣ ’９０コンファレン
ス，１９９０年９月１６−２０日，アムステルダムで発
表された論文“フィールド−ワーシイハイパフォーマン
ス チューナブル ファイバー ファブリ−ペロー フ
ィルター(A field-worthy,high performance tunable f
iber Fabry-Perot filter)”に記述されている。サーキ
ュレーターとチューナブルファブリ−ペロー共振器の両
方とも市販されている。
【００１０】該機器が実際に光搬送波を抽出し再挿入す
ることは，直ちに分かる。実際，ファブリ−ペロー共振
器はよく知られているように，調節された波長の光を通
過させ，その他の全ての波長の光が調節した波長から十
分に離して設定されていれば，それらの光を反射する。
それゆえ，伝送ラインの分岐１ｅに存在する種々の搬送
波が，サーキュレーターＣ１のポートＰ１，Ｐ３を通
り，ファイバー部４に到達する。前記フィルターＦＰ
は，波長λの搬送波を通過させ，この搬送波はファイバ
ー５から，適当な受信器Ｒｘｉに進行し，他の波長の全
ては，ＦＰで反射され，Ｃ１のポートＰ３，Ｐ２を通
り，伝送ラインの出力分岐１ｕに進行する。同様に，Ｔ
ｘｉにより作られ，Ｃ２の入力３に存在する前記波長の
搬送波は，フィルターＦＰを反対方向に通過することが
でき，経路（Ｃ２のポートＰ１’，Ｐ３’，ファイバー
５，Ｃ１のポートＰ３，Ｐ２）に沿い，該機器の出力１
ｕにおいて，波長分割多重方式の中に挿入され得る。他
の搬送波の抽出または挿入のためには，制御電圧Ｖを変
え，前記フィルターが調節されている波長を変えること
で十分である。該機器が，特定の利用者への情報を抽出
し，同じ利用者によって作られた情報を伝送ラインに沿
って送ることよりむしろ，ネットワークの伝送ノードで
情報を別ルートで送るのに用いられるときは，このノー
ドの出力から搬送波を抽出し，他の出力に連なる入力に
それらの搬送波を再挿入する。
【００１１】図３は，例えば図１の伝送ライン１に存在
する一組λ１，λ２．．．λｎの搬送波のような，いく
つかの搬送波を同時に抽出し再挿入する，図２の機器Ａ
Ｄｉのようないくつかの機器の縦続接続を示す。該機器
が，全ての搬送波の抽出と挿入ができるべきものと仮定
すれば，前記一組の波長の一つに各々が調節されている
一連のｎセルＡＤｉ１，ＡＤｉ２．．．ＡＤｉｊ．．．
ＡＤｉｎが存在するだろう。Ｃ１−１．．．Ｃ１−ｎ，
Ｃ２−１．．．Ｃ２−ｎ，及びＦＰ１．．．ＦＰｎは，
種々のセルのサーキュレーターとチューナブルフィルタ
ーである。種々のセルで行われる抽出や再挿入の操作
は，必然的に損失を引き起こすので，もしセルがある数
より多ければ，抽出または挿入された信号のレベルを回
復するために光増幅器が用いられなければならない。図
３では，セルＡＤｉ１，ＡＤｉ２のサーキュレーターＣ
１−１，Ｃ１−２及びＣ２−１，Ｃ２−２の間に入れら
れた，二つのアクティブファイバー光増幅器ＡＭ１，Ａ
Ｍ２が示され，この増幅器は各々ポンプ波λｐ１，λｐ
２を受け取る。半導体増幅器もまた使用できる。
【００１２】図３に示されたシステムの動作は，図２に
ついて説明されたことにより明らかである。一般的なフ
ィルターＦＰｊが，それと同じ添字の波長に調節されて
いると仮定すると，入力１ｅに存在する一般的な波長λ
ｊは，一連のＣ１からｊ番目のセルのサーキュレーター
に沿って伝搬し，このｊ番目のセルでのみ，この信号
は，前記フィルターからサーキュレーターＣ２ｊに，及
びサーキュレーターＣ２ｊから出力２へ残りのサーキュ
レーターＣ２列を通り伝送される。同じことが，入力３
に入ってくる搬送波の一つにも適用される。もちろん，
両方の入力が全ての搬送波を運ぶ必要はなく（例えば，
図１に示されているもののような用途においては，入力
３にはただ一つの搬送波が存在している），また，一つ
の入力に存在する全ての搬送波が，抽出又は挿入されな
ければならないこともなく，この様な場合は，一つもし
くはそれ以上のフィルターＦＰが，前記周波数の組のい
くつかに調節されていないことで十分である。
【００１３】
【発明の効果】該機器は，簡単で容易に市販のコンポー
ネントで構築できるうえに，高い選択性という長所をも
つ。実際，数ギガヘルツのオーダーのスペクトル幅をも
つフィルターで行われた予備評価では，前記共振器の両
方のミラーの反射率が実質的に同じであると仮定すれ
ば，波長分割多重方式の隣接したチャンネルが十分の数
ナノメーター離して設定されていれば，クロストークは
無視しえることが示されている。比較のため言うと，前
記エレクトロニクスレターズにある論文に述べられてい
るアコースト−オプティカルフィルターを使用した機器
は，搬送波の抽出や再挿入のために，ナノメーターのオ
ーダー離して設定してあるチャンネルを要求する。従っ
て，本発明によって同じ帯域ではより多くのチャンネル
をもつ伝送システムが完成できる。ここで述べられたこ
とは，非限定的な例のみにより与えられ，変更と改良は
本発明の範囲を越えることなくして可能であるのは，明
白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は，本発明を用いた光通信ネットワーク
の例を示す。
【図２】 図２は，一度に一つの搬送波の抽出や挿入を
するための本発明による機器を示す。
【図３】 図３は，同時にいくつかの搬送波の抽出や挿
入をするための本発明による機器を示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/42 8838−5Ｋ Ｈ０４Ｌ 11/00 ３３０ (72)発明者 リツカルド・カルヴアーニ イタリー国トリノ、ピノ・トリネーセ、ス トラダ・キエリ 30／１ (72)発明者 エミリオ・ヴエツツオーニ イタリー国トリノ、ヴイア・カリシオ 21

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なる波長のいくつかの搬送波を含む光
    信号流を運ぶ伝送ライン（１ｅ）から情報信号により変
    調された少なくとも一つの光搬送波の抽出，及び異なる
    情報信号により変調された同一の搬送波の伝送ライン
    （１ｕ）への再挿入を行う機器であって， 前記搬送波もしくは抽出される搬送波を含んだ光信号流
    を受け取る伝送ライン（１ｅ）に接続された入力ポート
    （Ｐ１）と，前記搬送波もしくは再挿入された搬送波を
    含んだ光信号流を伝送ライン（１ｕ）に沿って送る，こ
    の伝送ライン（１ｕ）に接続された出力ポート（Ｐ２）
    とを持った，少なくとも一番目の３ポート光サーキュレ
    ーター（Ｃ１）， 前記搬送波もしくは再挿入される搬送波を作り出す手段
    （Ｔｘ１．．．Ｔｘｎ）に接続された入力ポート（Ｐ’
    １）と，前記搬送波もしくは抽出された搬送波を受け取
    る手段（Ｒｘ１．．．Ｒｘｎ）に接続された出力ポート
    （Ｐ’２）とを持った，少なくとも二番目の３ポート光
    サーキュレーター（Ｃ２），及び一番目のサーキュレー
    ター（Ｃ１）の入出力ポート（Ｐ３）と二番目のサーキ
    ュレーター（Ｃ２）の入出力ポート（Ｐ’３）との間に
    接続され，通過帯域に相当する波長を通過させ，その他
    全ての波長を反射できる波長微調節可能なフィルターで
    あることを特徴とし，前記搬送波もしくは抽出された搬
    送波を，一番目のサーキュレーター（Ｃ１）から二番目
    のサーキュレーター（Ｃ２）に伝送し，前記搬送波もし
    くは再挿入された搬送波を，二番目のサーキュレーター
    （Ｃ２）から一番目のサーキュレーター（Ｃ１）に伝送
    し，その他の波長の搬送波を前記サーキュレーターの入
    力ポート（Ｐ１，Ｐ１’）から出力ポート（Ｐ２，Ｐ
    ２’）に通過させる，少なくともバンドパス光フィルタ
    ー（ＦＰ）を含んだ前記機器。
  2. 【請求項２】 前記フィルター（ＦＰ）が共振空洞光フ
    ァイバーフィルターであり，波長の調節用に空洞長を調
    節する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記
    載の機器。
  3. 【請求項３】 各々，異なる波長（λ１．．．λｎ）に
    調節されているいくつかのセル（ＡＤｉ１．．．ＡＤｉ
    ｎ）を含み，一番目と二番目のサーキュレーター（Ｃ１
    −１．．．Ｃ１−ｎ；Ｃ２−１．．．Ｃ２−ｎ），及び
    一番目のサーキュレーター（Ｃ１−１．．．Ｃ１−ｎ）
    の入出力ポートと二番目のサーキュレーター（Ｃ２−
    １．．．Ｃ２−ｎ）の入出力ポートの間に置かれたバン
    ドパス光フィルター（ＦＰ１．．．ＦＰｎ）より成り，
    一番目と二番目のサーキュレーター（Ｃ１−１．．．Ｃ
    １−ｎ；Ｃ２−１．．．Ｃ２−ｎ）が各々縦続接続され
    るように，これらのセルは接続され，最初のセル（ＡＤ
    ｉ１）の一番目と二番目のサーキュレーター（Ｃ１−
    １，Ｃ２−１）は，伝送ライン（１ｅ）及び各々，再挿
    入される光搬送波を作りだす手段に接続された入力ポー
    トを持ち，最後のセル（ＡＤｉｎ）の一番目と二番目の
    サーキュレーター（Ｃ１−ｎ，Ｃ２−ｎ）は，伝送ライ
    ン（１ｕ）及び各々，抽出された光搬送波を受け取る手
    段に接続された出力ポートを持つことを特徴とした請求
    項１ないし２に記載の機器。
  4. 【請求項４】 少なくとも一対の隣接したセルの，一番
    目のサーキュレーターの間，及び二番目のサーキュレー
    ターの間の各々に，光増幅器（ＡＭ１．．．ＡＭ２）を
    含み，前記フィルター（ＦＰ１．．．ＦＰｎ）で発生し
    たパワー損失を補償することを特徴とした請求項３に記
    載の機器。
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